EP2844804A1 - Bedienelement einer baumaschine - Google Patents

Bedienelement einer baumaschine

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EP2844804A1
EP2844804A1 EP13717715.0A EP13717715A EP2844804A1 EP 2844804 A1 EP2844804 A1 EP 2844804A1 EP 13717715 A EP13717715 A EP 13717715A EP 2844804 A1 EP2844804 A1 EP 2844804A1
Authority
EP
European Patent Office
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signals
construction machine
control
display unit
transmission means
Prior art date
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Application number
EP13717715.0A
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English (en)
French (fr)
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EP2844804B2 (de
EP2844804B1 (de
Inventor
Martin Werner
Timo Loew
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bomag GmbH and Co OHG
Original Assignee
Bomag GmbH and Co OHG
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Publication date
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Application filed by Bomag GmbH and Co OHG filed Critical Bomag GmbH and Co OHG
Publication of EP2844804A1 publication Critical patent/EP2844804A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2844804B1 publication Critical patent/EP2844804B1/de
Publication of EP2844804B2 publication Critical patent/EP2844804B2/de
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2025—Particular purposes of control systems not otherwise provided for
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C25/00—Arrangements for preventing or correcting errors; Monitoring arrangements

Definitions

  • the present application relates to a device for operating a construction machine, comprising a control panel with a number of control elements for actuating actuators of the construction machine in order to carry out the desired functions of the construction machine, the control panel having first signals related to the actuation of the actuators a control and monitoring unit for controlling the device, wherein the control and control unit which converts the first signals into actuation signals, with which the actuators can be actuated and the first signals transmitted by means of first transmission means from the control panel to the control and monitoring unit be, and a display unit with which in normal operation, the currently performed by the construction machine function is visualized, wherein the first signals and / or the actuating signals are transmitted to the display unit with second transmission means.
  • FIG. 1 An example of such construction machines are so-called stabilizer or recycler, with which floor sections such as lanes can be edited.
  • These construction machines have a control panel in which a number of controls are arranged, such as levers, push buttons, potentiometers or rotary switches.
  • a construction machine typically uses a number of different actuators, such as hydraulic cylinders, pneumatic cylinders, or electric motors, all of which are actuated from the control panel.
  • a display unit is provided, on which the function currently being performed is visually displayed. In this way, incorrect operation can be prevented, which on the one hand lead to a wrong processing of the bottom section and thus a reworking may make it necessary, or otherwise a hazard to humans and machines represent Ki ⁇ NEN.
  • the first signals generated by the operatio ⁇ tion elements must be converted into different operating signals who ⁇ to operate the actuators can.
  • the actuation signals ⁇ pressure signals of the hydraulic fluid used, whereas entspre ⁇ sponding electric signals act in electric motors as the actuating signals.
  • a control and monitoring unit is provided which converts the signals generated by the first panel in the respectively required operating signals.
  • the control and monitoring unit does not necessarily have to directly also change the type of signal, for example from an electrical signal to a pressure signal, but can retain the nature of the signal.
  • the first signals are usually electrical signals.
  • the control and monitoring unit can process the first signals in such a way that a conversion unit is triggered with the electrical actuation signals, which generates, for example, the pressure signals with which hydraulic cylinders can be actuated.
  • the control and control unit converts the first signals indirectly in actuation signals usable by the actuators, since the type of signal still needs to be changed.
  • the actuator is an electric motor
  • the electrical first signal can be used directly to control the electric motor, so that no conversion of the signal type is necessary at all.
  • the first signals are transmitted by means of first transmission means from the control panel to the control and monitoring unit, which are usually designed as a cable, but the transmission means can also operate wirelessly.
  • the actuating signals generated by the control and monitoring unit and / or the first signals are used, the latter may need to be prepared for the display unit.
  • the actuation signals and / or the first signals are transmitted by second transmission means from the control and monitoring unit to the display unit.
  • the actuators can no longer be controlled and operated as desired.
  • the construction machines can no longer be used functionally.
  • the construction machines mentioned above are used in particular in road construction. Used for manufacturing of the road surface of the road asphalt, it must be processed at a certain temperature be ⁇ . The asphalt is usually brought to the construction site with a large number of trucks of the given temperature, but the temperature can not be maintained for a long period of time. The asphalt provided can thus only be processed within a narrow time window.
  • Object of the present invention is therefore to provide a construction machine of the type mentioned, which can be used functionally even if the first transmission means are disturbed.
  • the object is achieved in that in the case of interference of the first signals or the first transmission means with the aid of the display unit based on the actuation of the actuators second signals are generated, which are transferable by means of the second transmission means to the control and monitoring unit and be converted by the control and monitoring unit into actuation signals.
  • the embodiment of the device according to the invention makes it possible to use the construction machines functionally even if the first transmission means are disturbed and thus no usable first signals are transmitted to the control and monitoring unit. If cables are used as the first means of transmission, then, due to the harsh environmental conditions in which the construction machines are used, due to corrosion and / or thermal stresses, damage to the cables can quickly occur.
  • the first transmission means are not damaged, the first signals are still not usable, for example, when the control panel, which generates the first signals, no longer works properly.
  • the control and monitoring unit checks and coordinates the signals and decides whether the first signals are sufficiently plausible or not. If not, the second signals generated by the display unit are used to operate the construction machine. By converting the first or second signal, it is to be understood that these signals are usable to drive the actuators. A compelling conversion is not required, for example, when an electric motor can be controlled directly with the electrical first and / or second signals. In this case, the task of the control and management unit is limited to verifying the plausibility of the first signal and, depending on the result of the verification, providing a second signal.
  • the display units usually have pushbutton switches or similar operating elements, which can be used in the event of a fault of the first signals and / or the first transmission means for operating the construction machine.
  • the reliability of the construction machine is thus increased. It will contribute to the planned processing of the bottom portion, for example the road so that unscheduled delays and associated costs can be avoided or significantly reduced to ⁇ minimum.
  • a further development of the device according to the invention are characterized in that the display unit has one or more operating elements of the control panel corresponding operating segments.
  • the construction machine operator does not need to change if the first transmission means are disturbed. He can immediately control the construction machine with the display unit, which he can use analogous to the control panel. This makes a contribution to operational safety, since the likelihood of incorrect operation is reduced.
  • the operating segments include push button, lever and / or rotary switch.
  • This embodiment an image corresponding to the control panel largely be created so that not only the functions, but also the way the operation of the control panel corresponds to the operation of the display unit. In this respect, the differences in the operation between the control panel and the display unit are reduced, which in turn prevents incorrect operation.
  • the display unit displays one or more graphic symbols corresponding to one or more operating elements, the display unit assigning the tactile switches, levers and / or rotary switches to the graphic symbols.
  • the assignment can be realized by lines or arrows.
  • the display unit can be made compact, since the available push-button, lever and / or rotary switch can be assigned to several graphic symbols that are displayed offset in time according to the desired function.
  • the graphic symbols can be easily changed and adapted to the respective desired function. Consequently, it is possible to display a plurality of functions by means of the display unit according to the invention and to assign a few key switches, rotary switches and / or levers.
  • the display unit according to the invention has a touch-sensitive surface.
  • segments of the surface are stored with the respectively executable function representing graphic symbols.
  • the functionality of the display ⁇ unit is increased again, since the surface can be used directly as a switch.
  • the touch-sensitive surface may be configured so that rotary switches can be simulated. In this respect, it is no longer necessary to provide physically present push-button and rotary switch in the display ⁇ unit. Almost all of the construction machine executable functions can be displayed and selected by means of the display unit. The flexibility of the display unit is again significantly increased and increased ease of use.
  • the second transmission means are configured as a CAN bus.
  • a CAN bus has the advantage that a multiplicity of signals can be transmitted between the control and monitoring unit and the display unit without the need for an expensive cable harness with a large overall cable length.
  • Another aspect of the present invention relates to a construction machine comprising a device according to one of the previous embodiments.
  • the advantages and technical effects set forth for the device apply equally to the construction machine.
  • Another aspect of the invention relates to a method of operating a construction machine according to one of the previously presented embodiments, comprising the following steps:
  • the step of visualizing the function currently performed by the construction machine is performed only in normal operation, while the steps of generating second signals related to the actuation of the actuators and transmitting the second signals to the control and monitoring unit are preferably only in case of failure the first transmission means are executed. The remaining steps are carried out in both modes of operation as far as possible.
  • the control and monitoring unit also undertakes the task of checking the plausibility of the first signals and possibly causing the display unit to generate plausible second signals if the construction machine can no longer be operated correctly with the first signals.
  • FIG. 1 shows a side view of a construction machine that can be operated with the device according to the invention
  • Figure 2 is a schematic diagram of the device according to the invention in normal operation
  • Figure 3 is a schematic diagram of the device according to the invention, in the case of disturbance of the first transmission means.
  • a construction machine 10 which can be operated with a device 18 according to the invention for operating the construction machine 10, not shown in Figure 1 is (see Figures 2 and 3).
  • the stabilizer comprises a working roller which is not visible in Fi gur ⁇ 1, as it is surrounded by a protective hood fourteenth
  • the work roll has a substantially cylindrical shape and is mounted rotatably about its cylinder axis on the construction machine 10 and can be adjusted in height in the direction of arrow P ,.
  • the construction machine 10 comprises a drive unit 16 with which the construction machine 10 itself moves and the work roll can be rotated.
  • the work roll In the position shown in Figure 1, the work roll is raised and not in contact with the ground portion to be processed 12. This position of the work roll is taken ⁇ example in the transport mode of the construction machine 10, whereas the work roll is lowered in working mode or tillage mode down and immersed in the bottom portion 12 with the desired depth.
  • the construction machine 10 is moved over the bottom portion 12 in the direction of the arrow P 2 (forward direction).
  • FIG. 2 shows a device 18 according to the invention for operating a construction machine 10, for example the stabilizer shown in FIG. 1, in normal operation.
  • the device 18 comprises a control panel 20 in which a number of control elements 22 are arranged.
  • the controls 22 may include push buttons, levers, potentiometers, rotary switches, and the like.
  • the control panel 20 is connected via first transmission means 24 to a control and monitoring unit 26, which in turn communicates via second transmission means 28 with a display unit 30.
  • the first and second transmission means 24, 28 are usually implemented as cables or CAN buses, but wireless design is also possible.
  • the control and monitoring unit 26 is connected to a third transmission means 32 with an actuator 34.
  • the actuator 34 is designed as a hydraulic cylinder 36, which has an actuator 38, here a valve 40, which is controllable by the control and monitoring unit 26.
  • Another actuator 34 may be the drive unit 16.
  • the construction machine operator operates the controls 22 of the control panel 20 to cause the desired function of the construction machine 10, for which purpose the respective actuators 34 are driven accordingly.
  • the control panel 20 generates first signals S related to the actuation of the actuators 34, which signals are transmitted to the control and monitoring devices by means of the first transmission means 24. unit 26 are transmitted.
  • the control and monitoring unit 26 converts the first signals S 1 into actuation signals S B , with which the actuators 34 can be initiated.
  • the first signals S T can be embodied , for example, as analog or digital electrical signals, while in the case illustrated, the actuating signals S B serving to actuate the valve 40 must be present at the valve 40 as hydraulic or pneumatic signals.
  • This conversion ⁇ unit may be integrated in the control and monitoring unit 26. Accordingly, the third transmission means 32 are formed as a hydraulic or pneumatic line.
  • the display unit 30 has a plurality of operating segments 44, which comprise, for example, push-button switches, levers and / or rotary switches which are arranged around the display section 42.
  • the control and monitoring unit 26 forwards the first signals to the display unit 30. Should it be necessary, the control and monitoring unit 26, the first signals S T prepare so that the display unit 30 can process them. Based on the first signals, the display unit 30 visualizes the selected function being executed by the construction machine 10. Depending on the type of actuation signals S B , these can also be used by the display unit 30 to represent the currently performed by the construction machine 10 function.
  • Function displays the display unit 30 in the fault mode one or more graphic symbols 46, which are modeled on the control elements 22 of the control panel 20.
  • a rotary switch which is characterized in Bed ienfeld 20 with a dashed circle, indicated by means of a corresponding Craphiksymbols 46 in the adoseabschn itt 42.
  • the selection of the ge ⁇ desired operating member 22, the machine operators have taken in a previous, step not shown, in which the display unit 30 EXISTING ⁇ which Bed ienungs institute 22 represents all the control panel 20 with the corresponding graphic symbols 46 and the operating segments 44 of the display unit 30 assigns ,
  • the various selectable positions of the operating element 22 are modeled on the graphic symbol 46 and assigned to the operating segments 44 via dashed lines. If the construction machine operator now wants to bring the graphic symbol 46 into a certain position, he actuates the corresponding operating segment 44. This generates second signals S 2 , which are transmitted to the control and monitoring unit 26 via the second transmission means 28 Instead of the disturbed first signals Si are converted into the corresponding actuation signals S B and whereby the actuator 34 is driven as if the construction machine operator would have operated the corresponding controls 22 of the Bed ienfelds 20.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bedienen einer Baumaschine (10), umfassend ein Bedienfeld (20) mit einer Anzahl von Bedienungselementen (22) zum Ansteuern von Aktuatoren (34) der Baumaschine (10), um die gewünschten Funktionen der Baumaschine (10) auszuführen, wobei das Bedienfeld (20) auf die Ansteuerung der Aktuatoren (34) bezogene erste Signale (S1) erzeugt, eine Steuerungs- und Kontrolleinheit (26) zum Steuern der Vorrichtung, wobei die Steuerungs- und Kontrolleinheit (26) die ersten Signale (S1) in Betätigungssignale (SB) umwandelt, mit welchen die Aktuatoren (34) betätigt werden können, wobei die ersten Signale (S1) mit Hilfe von ersten Übertragungsmitteln (24) vom Bedienfeld (20) zur Steuerungs- und Kontrolleinheit (26) übertragen werden, und eine Anzeigeeinheit (30), mit welcher im Normalbetrieb die momentan von der Baumaschine (10) ausgeführten Funktion visualisierbar ist, wobei die ersten Signale (S1) und/oder die Betätigungssignale (SB) mit zweiten Übertragungsmitteln (28) an die Anzeigeeinheit (30) übertragen werden, wobei im Falle der Störung der ersten Signale (S1) oder der ersten Übertragungsmittel (24) mit Hilfe der Anzeigeeinheit (30) auf die Ansteuerung der Aktuatoren (34) bezogene zweite Signale (S1) erzeugbar sind, die mittels der zweiten Übertragungsmittel (28) an die Steuerungs- und Kontrolleinheit (26) übertragbar sind und von der Steuerungs- und Kontrolleinheit (26) in die Betätigungssignale (SB) umwandelbar sind. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Baumaschine (10) mit einer derartigen Vorrichtung und ein Verfahren zum Bedienen der Baumaschine (10).

Description

BEDIENELEMENT EINER BAUMASCHINE
[0001 ] Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Vorrichtung zum Bedienen einer Baumaschine, umfassend ein Bedienfeld mit einer Anzahl von Bedienungselementen zum Ansteuern von Aktuato- ren der Baumaschine, um die gewünschten Funktionen der Baumaschine auszuführen, wobei das Bedienfeld auf die Ansteuerung der Aktuatoren bezogene erste Signale erzeugt, eine Steuerungs- und Kontrolleinheit zum Steuern der Vorrichtung, wobei die Steuerungs- und Kontrolleinheit welche die ersten Signale in Betätigungssignale umwandelt, mit welchen die Aktuatoren betätigt werden können und die ersten Signale mit Hilfe von ersten Übertragungsmitteln vom Bedienfeld zur Steuerungs- und Kontrolleinheit übertragen werden, und eine Anzeigeeinheit, mit welcher im Normalbetrieb die momentan von der Baumaschine ausgeführten Funktion visualisierbar ist, wobei die ersten Signale und/oder die Betätigungssignale mit zweiten Übertragungsmitteln an die Anzeigeeinheit übertragen werden.
[0002] Ein Beispiel derartiger Baumaschinen sind sogenannte Stabilisierer oder Recycler, mit welchen Bodenabschnitte wie Fahrbahnen bearbeitet werden können. Diese Baumaschinen weisen ein Bedienfeld auf, in welchem eine Anzahl von Bedienungselementen angeordnet ist, beispielsweise Hebel, Tastschalter, Potentiometer oder Drehschalter. In einer Baumaschine werden üblicherweise eine Anzahl von verschiedenen Aktuatoren verwendet, beispielsweise Hydraulikzylinder, Pneumatikzylinder oder Elektromotoren, die alle vom Bedienfeld aus betätigt werden. Da jedoch eine Baumaschine eine Vielzahl von Funktionen ausführen kann, die mitunter die Betätigung mehrerer Bedienungselemente voraussetzt, ist es nicht immer eindeutig festzustellen, welche Funktion die Baumaschine gerade ausführt. Um eine Information über die gerade von der Baumaschine ausgeführte Funktion zu geben, ist eine Anzeigeeinheit vorgesehen, auf welcher die gerade ausgeführte Funktion visuell dargestellt wird. Auf diese Weise können Fehlbedienungen verhindert werden, welche einerseits zu einer falschen Bearbeitung des Bodenabschnitts führen und somit eine erneute Bearbeitung notwendig machen können, oder andererseits eine Gefahr für Mensch und Maschine darstellen kön¬ nen.
[0003] Je nachdem, wie die jeweiligen Aktuatoren ausgestaltet sind, müssen die von den Bedie¬ nungselementen erzeugten ersten Signale in unterschiedliche Betätigungssignale umgewandelt wer¬ den, um die Aktuatoren betätigen zu können. Im Falle eines Hydraulikzylinders sind die Betätigungs¬ signale Drucksignale der verwendeten Hydraulikflüssigkeit, wohingegen bei Elektromotoren entspre¬ chende elektrische Signale als Betätigungssignale wirken. Um die jeweils benötigten Betätigungssig¬ nale bereitstellen zu können, ist eine Steuerungs- und Kontrolleinheit vorgesehen, welche die vom Bedienfeld erzeugten ersten Signale in die jeweils benötigten Betätigungssignale umwandelt. Die Steuerungs- und Kontrolleinheit muss dabei jedoch nicht notwendigerweise direkt auch die Art des Signals wandeln, beispielsweise von einem elektrischen Signal in ein Drucksignal, sondern kann die Art des Signals beibehalten. Die ersten Signale sind üblicherweise elektrische Signale. Die Steuerungs- und Kontrolleinheit kann die ersten Signale so aufbereiten, dass mit den elektrischen Betätigungssignalen eine Wandlungseinheit angesteuert wird, die beispielsweise die Drucksignale erzeugt, mit denen Hydraulikzylinder betätigt werden können. In diesem Fall wandelt die Steuerungs- und Kontrolleinheit die ersten Signale indirekt in von den Aktuatoren verwertbare Betätigungssignale um, da noch die Art des Signals geändert werden muss. Ist der Aktuator ein Elektromotor, kann das elektrische erste Signal direkt zur Ansteuerung des Elektromotors verwendet werden, so dass überhaupt keine Wandlung der Signalart notwendig ist. Die ersten Signale werden mittels ersten Übertragungsmitteln vom Bedienfeld an die Steuerungs- und Kontrolleinheit übertragen, die üblicherweise als Kabel ausgeführt sind, wobei die Übertragungsmittel jedoch auch drahtlos arbeiten können. Zum Visualisieren der momentan ausgeführten Funktion der Baumaschinen werden entweder die von der Steuerungs- und Kontrolleinheit erzeugten Betätigungssignale und/oder die ersten Signale verwendet, wobei letztere gegebenenfalls für die Anzeigeeinheit aufbereitet werden müssen. Die Betätigungssignale und/oder die ersten Signale werden mit zweiten Übertragungsmitteln von der Steuerungs- und Kontrolleinheit an die Anzeigeeinheit übertragen.
[0004] Sind die ersten Übertragungsmittel aus welchen Gründen auch immer gestört, kommen die ersten Signale nicht mehr oder nicht mehr korrekt an der Steuerungs- und Kontrolleinheit an. Dies hat zur Folge, dass die Aktuatoren nicht mehr oder mehr wie gewünscht angesteuert und betätigt werden können. Die Baumaschinen kann in diesem Fall nicht mehr funktionsgerecht verwendet werden. [0005] Die eingangs genannten Baumaschinen werden insbesondere beim Straßenbau verwendet. Wird zum Herstellen des Straßenbelags der Fahrbahn Asphalt verwendet, muss dieser bei einer be¬ stimmten Temperatur verarbeitet werden. Der Asphalt wird üblicherweise mit einer großen Anzahl von LKW mit der bestimmten Temperatur an die Baustelle gebracht, jedoch kann die Temperatur nicht über eine längere Zeitdauer gehalten werden. Der bereitgestellte Asphalt kann somit nur inner¬ halb eines engen Zeitfensters verarbeitet werden. Ist die Baumaschine infolge einer Störung der ers¬ ten Übertragungsmittel nicht mehr voll funktionsfähig, kann das Zeitfenster nicht mehr eingehalten und der Asphalt nicht mehr verarbeitet werden kann, was einen hohen wirtschaftlichen Schaden nach sich zieht. Unter diesen Umständen ist die Aufrechterhaltung der funktionsgerechten Verwen¬ dung der Baumaschine von großer Bedeutung. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Baumaschine der eingangs genannten Art anzugeben, die auch dann funktionsgerecht verwendet werden kann, wenn die ersten Übertragungsmittel gestört sind.
[0006] Gelöst wird die Aufgabe dadurch, dass im Falle der Störung der ersten Signale oder der ersten Übertragungsmittel mit Hilfe der Anzeigeeinheit auf die Ansteuerung der Aktuatoren bezogene zweite Signale erzeugbar sind, die mittels der zweiten Übertragungsmittel an die Steuerungs- und Kontrolleinheit übertragbar sind und von der Steuerungs- und Kontrolleinheit in Betätigungssignale umwandelbar sind. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung ermöglicht es, die Baumaschinen auch dann funktionsgerecht verwenden zu können, wenn die ersten Übertragungsmittel gestört sind und somit keine verwertbaren ersten Signale an die Steuerungs- und Kontrolleinheit übertragen werden. Werden als erste Übertragungsmittel Kabel verwendet, so kann es aufgrund der harschen Umgebungsbedingungen, in denen die Baumaschinen eingesetzt werden, aufgrund von Korrosion und/oder thermischen Beanspruchungen schnell zu Beschädigungen der Kabel kommen. Es ist ebenfalls denkbar, dass zwar die ersten Übertragungsmittel nicht beschädigt sind, die ersten Signale dennoch nicht verwertbar sind, beispielsweise, wenn das Bedienfeld, welches die ersten Signale erzeugt, nicht mehr einwandfrei funktioniert. Die Steuerungs- und Kontrolleinheit prüft und koordiniert die Signale und entscheidet, ob die ersten Signale ausreichend plausibel sind oder nicht. Wenn nicht, werden die von der Anzeigeeinheit generierten zweiten Signale zum Bedienen der Baumaschine verwendet. Unter Umwandeln des ersten oder zweiten Signals ist zu verstehen, dass diese Signale zur Ansteuerung der Aktuatoren verwendbar sind. Eine zwingende Umwandlung ist nicht erforderlich, beispielsweise dann, wenn ein Elektromotor direkt mit den elektrischen ersten und/oder zweiten Signalen angesteuert werden kann. In diesem Fall beschränkt sich die Aufgabe der STeuerungs- und Kontrolleinheit auf die Überprüfung der Plausibilität des ersten Signals und je nach Ergebnis der Überprüfung die Bereitstellung eines zweiten Signals. Erfindungsgemäß wird folglich eine Redundanz geschaffen, die es auch dann ermöglicht, die Baumaschinen funktionsgerecht unter Zuhilfenahme der Anzeigeeinheit bedienen zu können, wenn die ersten Signale nicht mehr in einem verwertbaren Zustand an der Steuerungs- und Kontrolleinheit ankommen. Die Anzeigeeinheiten weisen üblicherweise Tastschalter oder ähnliche Bedienungselemente auf, welche im Falle einer Störung der ersten Signale und/oder der ersten Übertragungsmittel zur Bedienung der Baumaschine verwendet werden können. Die Zuverlässigkeit der Baumaschine wird somit gesteigert. Es wird ein Beitrag zur planmäßigen Bearbeitung des Bodenabschnitts, beispielsweise der Fahrbahn geleistet, so dass außerplanmäßige Verzögerungen und die damit verbundenen Mehrkosten vermieden oder zu¬ mindest deutlich verringert werden.
[0007] Eine Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnen sich dadurch aus, dass die Anzeigeeinheit einem oder mehreren Bedienungselementen des Bedienfelds entsprechende Bediensegmente aufweist. In dieser Ausgestaltung braucht sich der Baumaschinenführer nicht umzustellen, wenn die ersten Übertragungsmittel gestört sind. Er kann sofort die Baumaschine mit der Anzeigeeinheit steuern, welches er analog zum Bedienfeld verwenden kann. Es wird hierdurch ein Beitrag zur Betriebssicherheit geleistet, da die Wahrscheinlichkeit von Fehlbedienungen verringert wird.
[0008] Vorteilhafterweise umfassen die Bediensegmente Tastschalter, Hebel und/oder Drehschalter. Dieser Ausführungsform kann ein dem Bedienfeld weitgehend entsprechendes Abbild geschaffen werden, so dass nicht nur die Funktionen, sondern auch die Art und Weise der Betätigung des Bedienfelds der Betätigung der Anzeigeeinheit entspricht. Insofern werden die Unterschiede in der Bedienung zwischen dem Bedienfeld und der Anzeigeeinheit verringert, was wiederum Fehlbedienungen vorbeugt.
[0009] Idealerweise zeigt die Anzeigeeinheit ein oder mehrere Graphiksymbole an, die einem oder mehreren Bedienungselementen entsprechen, wobei die Anzeigeeinheit die Tastschalter, Hebel und/oder Drehschalter den Graphiksymbolen zuweist. Die Zuweisung kann durch Linien oder Pfeile realisiert sein. Die Anzeigeeinheit kann kompakt ausgeführt werden, da die zur Verfügung stehenden Tastschalter, Hebel und/oder Drehschalter mehreren Grafiksymbolen zugeordnet werden können, die zeitlich versetzt entsprechend der gewünschten Funktion angezeigt werden. Die Grafiksymbole können auf einfache Art und Weise geändert und der jeweils gewünschten Funktion angepasst werden. Folglich ist es möglich, eine Vielzahl von Funktionen mittels der erfindungsgemäßen Anzeigeeinheit anzeigen und wenigen Tastschaltern, Drehschaltern und/oder Hebeln zuordnen können. [0010] In einer weiteren Fortbildung weist die erfindungsgemäße Anzeigeeinheit eine berührungs¬ sensitive Oberfläche auf. Hierbei werden Segmente der Oberfläche mit die jeweils ausführbare Funktion darstellenden Graphiksymbolen hinterlegt. Hierdurch wird die Funktionalität der Anzeige¬ einheit nochmals erhöht, da die Oberfläche direkt als Schalter verwendet werden kann. Auch kann die berührungssensitive Oberfläche so ausgestaltet sein, dass Drehschalter simuliert werden können. Insofern ist es nicht mehr nötig, physisch vorhandene Tastschalter und Drehschalter in der Anzeige¬ einheit vorzusehen. Es können nahezu alle von der Baumaschine ausführbaren Funktionen mittels der Anzeigeeinheit angezeigt und ausgewählt werden. Die Flexibilität der Anzeigeeinheit wird nochmals deutlich erhöht und der Bedienungskomfort gesteigert.
[001 1 ] Vorzugsweise sind die zweiten Übertragungsmittel als ein CAN-Bus ausgestaltet. Ein CAN-Bus hat den Vorteil, dass eine Vielzahl von Signalen zwischen der Steuerungs- und Kontrolleinheit und der Anzeigeeinheit übertragen werden können, ohne dass hierzu ein aufwendiger Kabelbaum mit einer großen Gesamtkabellänge verwendet werden muss.
[0012] Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Baumaschine, welche eine Vorrichtung nach einem der vorherigen Ausführungsbeispiele umfasst. Die Vorteile und technischen Effekte, die für die Vorrichtung dargelegt worden sind, gelten gleichermaßen für die Baumaschine.
[001 3] Darüber h inaus betrifft ein weiterer Aspekt der Erfindung ein Verfahren zum Bedienen einer Baumaschine nach einem der vorher vorgestellten Ausführungsbeispiele, umfassend folgende Schritte:
- Erzeugen von auf die Ansteuerung der Aktuatoren bezogenen ersten Signalen mittels eines Bedienfelds, wobei das Bedienfeld eine Anzahl von Bedienungselementen zum Ansteuern von Aktuatoren der Baumaschine aufweist, um die gewünschten Funktionen der Baumaschine auszuführen,
- Übertragen der ersten Signale vom Bedienfeld zur Steuerungs- und Kontrolleinheit mit Hilfe von ersten Übertragungsmitteln,
- Umwandeln der ersten Signale in Betätigungssignale mittels einer UmSteuerungs- und Kontrolleinheit, wobei die Aktuatoren mit den Betätigungssignalen betätigt werden,
- Ubertragen der ersten Signale und/oder die Betätigungssignale an die Anzeigeeinheit mit zweiten Übertragungsmitteln, - Visualisieren der momentan von der Baumaschine ausgeführten Funktion im Normalbetrieb mittels einer Anzeigeeinheit, oder
- Erzeugen von auf die Ansteuerung der Aktuatoren bezogene zweite Signale im Falle der Stö¬ rung der ersten Übertragungsmittel mit Hilfe der Anzeigeeinheit,
- Übertragen der zweiten Signale an die Steuerungs- und Kontrolleinheit mit den zweiten Übertragungsmitteln und Umwandeln in die Betätigungssignale mittels der Steuerungs- und Kontrolleinheit im Falle der Störung der ersten Signale oder ersten Übertragungsmittel, wobei die Steuerungs- und Kontrolleinheit im Falle der Störung der ersten Signale die Anzeigeein¬ heit veranlasst, die zweiten Signale zu erzeugen.
[0014] Der Schritt des Visualisierens der momentan von der Baumaschine ausgeführten Funktion wird nur im Normalbetrieb durchgeführt, während die Schritte des Erzeugen von auf die Ansteuerung der Aktuatoren bezogene zweite Signale und des Übertragens der zweiten Signale an die Steuerungs- und Kontrolleinheit vorzugsweise nur bei Störung der ersten Übertragungsmittel ausgeführt werden. Die übrigen Schritte werden, soweit möglich, in beiden Betriebsweisen durchgeführt. Die Steuerungs- und Kontrolleinheit übernimmt neben der Steuerung der Vorrichtung auch die Aufgabe, die ersten Signale hinsichtlich ihrer Plausibilität zu überprüfen und gegebenenfalls die Anzeigeeinheit zu veranlassen, plausible zweite Signale zu erzeugen, wenn mit den ersten Signalen die Baumaschine nicht mehr korrekt bedient werden kann. Die Vorteile und technischen Effekte, die für die Vorrichtung dargelegt worden sind, gelten gleichermaßen für das erfindungsgemäße Verfahren.
[001 5] Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Detail erläutert. Es zeigen
Figur 1 eine Seitenansicht einer Baumaschine, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung betrieben werden kann,
Figur 2 eine Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Normalbetrieb, und
Figur 3 eine Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Vorrichtung, im Falle der Störung der ersten Übertragungsmittel.
[0016] In Figur 1 ist eine Baumaschine 10 dargestellt, welche mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 18 zum Bedienen der Baumaschine 10 bedient werden kann, die in Figur 1 nicht dargestellt ist (vgl. hierzu Figuren 2 und 3). In Figur 1 ist konkret ein Stabilisierer oder, je nach Anwendungsfall ein Recycler, dargestellt, wie er beispielsweise aus der DE 10 2006 01 7 516 bekannt ist, mit dem ein Bodenabschnitt 12 bearbeitet werden kann. Der Stabilisierer umfasst eine Arbeitswalze, die in Fi¬ gur 1 nicht sichtbar ist, da sie von einer Schutzhaube 14 umgeben ist. Die Arbeitswalze weist eine im Wesentlichen zylindrische Form auf und ist um ihre Zylinderachse drehbar an der Baumaschine 10 gelagert und kann in Richtung des Pfeils P, höhenverstellt werden. Die Baumaschine 10 umfasst eine Antriebseinheit 16, mit welcher die Baumaschine 10 selbst bewegt und die Arbeitswalze in Drehung versetzt werden kann. In der in Figur 1 gezeigten Stellung ist die Arbeitswalze hochgestellt und nicht in Kontakt mit dem zu bearbeitenden Bodenabschnitt 12. Diese Stellung der Arbeitswalze wird bei¬ spielsweise im Transportmodus der Baumaschine 10 eingenommen, wohingegen die Arbeitswalze im Arbeitsmodus bzw. Bodenbearbeitungsmodus nach unten abgesenkt wird und in den Bodenabschnitt 12 mit der gewünschten Tiefe eintaucht. Zur Bodenbearbeitung wird die Baumaschine 10 in Richtung des Pfeils P2 (Vorwärtsrichtung) über den Bodenabschnitt 12 bewegt.
[001 7] In Figur 2 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 18 zum Bedienen einer Baumaschine 10, beispielsweise des in Figur 1 dargestellten Stabilisierers, im Normalbetrieb dargestellt. Die Vorrichtung 18 umfasst ein Bedienfeld 20, in welchem eine Anzahl von Bedienungselementen 22 angeordnet ist. Die Bedienungselemente 22 können Tastschalter, Hebel, Potentiometer, Drehschalter und dergleichen umfassen. Das Bedienfeld 20 ist über erste Übertragungsmittel 24 mit einer Steuerungsund Kontrolleinheit 26 verbunden, die wiederum über zweite Übertragungsmittel 28 mit einer Anzeigeeinheit 30 kommuniziert. Die ersten und die zweiten Übertragungsmittel 24, 28 sind üblicherweise als Kabel oder CAN-Busse ausgeführt, allerdings ist eine drahtlose Ausgestaltung ebenfalls möglich.
[0018] Die Steuerungs- und Kontrolleinheit 26 ist mit geeigneten dritten Übertragungsmitteln 32 mit einem Aktuator 34 verbunden. In diesem Fall ist der Aktuator 34 als Hydraulikzylinder 36 ausgebildet, der ein Stellglied 38, hier ein Ventil 40, aufweist, welches von der Steuerungs- und Kontrolleinheit 26 ansteuerbar ist. Ein anderer Aktuator 34 kann die Antriebseinheit 16 sein.
[0019] Im Normalbetrieb der Baumaschine 10 betätigt der Baumaschinenführer die Bedienungselemente 22 des Bedienfelds 20, um die gewünschte Funktion der Baumaschine 10 zu veranlassen, wozu die jeweiligen Aktuatoren 34 entsprechend angesteuert werden. Infolge der Betätigung der Bedienungselemente 22 erzeugt das Bedienfeld 20 auf die Ansteuerung der Aktuatoren 34 bezogene erste Signale S die mittels der ersten Übertragungsmittel 24 an die Steuerungs- und Kontrollein- heit 26 übertragen werden. Die Steuerungs- und Kontrolleinheit 26 wandelt die ersten Signale S1 in Betätigungssignale SB um, mit denen die Aktuatoren 34 veranlasst werden können. Die ersten Signa¬ le ST können beispielsweise als analoge oder digitale elektrische Signale ausgebildet sein, während in dargestellten Fall die zum Ansteuern des Ventils 40 dienenden Betätigungssignale SB am Ventil 40 als hydraulische oder pneumatische Signale vorliegen müssen. Dies bedeutet aber nicht, dass die Betäti¬ gungssignale Sß die Steuerungs- und Kontrolleinheit 26 als hydraulische oder pneumatische verlassen müssen. Es kann noch eine nicht dargestellte Wandlungseinheit vorhanden sein, mit der die von der Steuerungs- und Kontrolleinheit erzeugten Betätigungssignale SB, beispielsweise in analoger oder di¬ gitaler Form, in hydraulische oder pneumatische Signale umgewandelt werden. Diese Wandlungs¬ einheit kann in der Steuerungs- und Kontrolleinheit 26 integriert sein. Entsprechend sind die dritten Übertragungsmittel 32 als eine hydraulische oder pneumatische Leitung ausgebildet.
[0020] Die gerade vom Baumaschinenführer veranlasste Funktion der Baumaschine 10 wird von der Anzeigeeinheit 30 visualisiert und in einem Anzeigeabschnitt 42 dargestellt, um dem Baumaschinenführer eine Kontrolle darüber zu geben, ob er tatsächlich die gewünschte Funktion gewählt hat. Die Anzeigeeinheit 30 weist mehrere Bediensegmente 44 auf, die beispielsweise Tastschalter, Hebel und/oder Drehschalter umfassen, welche um den Anzeigeabschnitt 42 herum angeordnet sind. Die Steuerungs- und Kontrolleinheit 26 leitet die ersten Signale an die Anzeigeeinheit 30 weiter. Sollte es notwendig sein, kann die Steuerungs- und Kontrolleinheit 26 die ersten Signale ST so aufbereiten, dass die Anzeigeeinheit 30 sie verarbeiten kann. Anhand der ersten Signale visualisiert die Anzeigeeinheit 30 die gewählte Funktion, die gerade von der Baumaschine 10 ausgeführt wird. Je nach Art der Betätigungssignale SB können auch diese von der Anzeigeeinheit 30 genutzt werden, um die gerade von der Baumaschine 10 ausgeführte Funktion darzustellen.
[0021 ] In Figur 3 ist der Fall einer Störung der ersten Übertragungsmittel 24 dargestellt, beispielsweise durch Bruch oder Beschädigung des Kabels verursacht, so dass keine oder keine korrekte Kommunikation zwischen dem Bedienfeld 20 und der Steuerungs- und Kontrolleinheit 26 mehr möglich ist. Dies äußert sich beispielsweise durch eine Veränderung des elektrischen Widerstands des Kabels, was von der Steuerungs- und Kontrolleinheit 26 bemerkt und beispielsweise mittels optischer und/oder akustischer Signale angezeigt wird. Entsprechendes passiert, wenn die ersten Signale S1 nicht plausibel sind, was nicht in einer Beschädigung der ersten Übertragungsmittel 24 begründet sein muss, sondern in einer Funktionsstörung des Bedienfelds 20. Im dargestellten Beispiel zeigt die Steuerungs- und Kontrolleinheit 26 die Störung mit zwei Ausrufezeichen an und schaltet die Anzeigeeinheit 30 auf den Störbetrieb. Anstelle der gerade von der Baumaschine 10 durchgeführten Funktion zeigt d ie Anzeigeeinheit 30 im Störbetrieb ein oder mehrere Graphiksymbole 46 an, die den Bedienungselementen 22 des Bedienfelds 20 nachempfunden sind. Im dargestellten Beispiel wird ein Drehschalter, der im Bed ienfeld 20 mit einem gestrichelten Kreis gekennzeichnet ist, mittels eines entsprechenden Craphiksymbols 46 im Anzeigeabschn itt 42 angezeigt. Die Auswahl des ge¬ wünschten Bedienungselements 22 kann der Baumaschinenführer in einem vorherigen, nicht dargestellten Schritt getroffen haben, bei dem die Anzeigeeinheit 30 sämtliche im Bedienfeld 20 vorhan¬ denen Bed ienungselemente 22 mit den entsprechenden Graphiksymbolen 46 darstellt und den Bediensegmenten 44 der Anzeigeeinheit 30 zuordnet.
[0022] Weiterhin sind die verschiedenen wählbaren Positionen des Bedienungselements 22 vom Graphiksymbol 46 nachempfunden und über gestrichelte Linien den Bedienungssegmenten 44 zugeordnet. Will der Baumaschinenführer nun das Graphiksymbol 46 in eine bestimmte Position bringen, so betätigt er das entsprechende Bediensegment 44. Hierdurch werden zweite Signale S2 erzeugt, die über d ie zweiten Übertragungsm ittel 28 an d ie Steuerungs- und Kontrolleinheit 26 übertragen werden, wo sie anstelle der gestörten ersten Signale Si in die entsprechenden Betätigungssignale SB umgewandelt werden und wodurch der Aktuator 34 so angesteuert wird, als ob der Baumaschinenführer die entsprechenden Bedienungselemente 22 des Bed ienfelds 20 betätigt hätte.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 . Vorrichtung zum Bedienen einer Baumaschine (10), umfassend
ein Bedienfeld (20) mit einer Anzahl von Bedienungselementen (22) zum Ansteuern von Aktuatoren (34) der Baumaschine (10), um die gewünschten Funktionen der Baumaschine (10) auszuführen, wobei das Bedienfeld (20) auf die Ansteuerung der Aktuatoren (34) bezogene erste Signale (S-,) erzeugt,
eine Steuerungs- und Kontrolleinheit (26) zum Steuern der Vorrichtung, wobei die Steuerungs- und Kontrolleinheit (26) die ersten Signale (S^ in Betätigungssignale (SB) umwandelt, mit welchen die Aktuatoren (34) betätigt werden können und die ersten Signale (S,) mit Hilfe von ersten Übertragungsmitteln (24) vom Bedienfeld (20) zur Steuerungs- und Kontrolleinheit (26) übertragen werden, und
eine Anzeigeeinheit (30), mit welcher im Normalbetrieb die momentan von der Baumaschine (10) ausgeführten Funktion visualisierbar ist, wobei die ersten Signale (S-,) und/oder die Betätigungssignale (SB) mit zweiten Übertragungsmitteln (28) an die Anzeigeeinheit (30) übertragen werden,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,
dass im Falle der Störung der ersten Signale (S,) oder der ersten Übertragungsmittel (24) mit Hilfe der Anzeigeeinheit (30) auf die Ansteuerung der Aktuatoren (34) bezogene zweite Signale (S2) erzeugbar sind, die mittels der zweiten Übertragungsmittel (28) an die Steuerungsund Kontrolleinheit (26) übertragbar sind und von der Steuerungs- und Kontrolleinheit (26) in die Betätigungssignale (SB) umwandelbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,
dass die Anzeigeeinheit (30) einem oder mehreren Bedienungselementen (22) des Bedienfelds (20) entsprechende Bediensegmente (44) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bediensegmente (44) Tastschalter, Hebel und/oder Drehschalter umfassen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anzeigeeinheit (30) ein oder mehrere Graphiksymbole (46) anzeigt, die einem oder mehreren Bedienungselementen (22) entsprechen, wobei die Anzeigeeinheit (30) die Tast¬ schalter, Hebel und/oder Drehschalter den Graphiksymbolen (46) zuweist.
5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch geken nzeichnet,
dass die Anzeigeeinheit (30) eine berührungssensitive Oberfläche aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch geken nzeichnet,
dass die zweiten Übertragungsmittel (28) als ein CAN-Bus ausgestaltet sind.
7. Baumaschine (10) umfassend eine Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche.
8. Verfahren zum Bedienen einer Baumaschine (10) nach Anspruch 7, umfassend folgende Schritte:
- Erzeugen von auf die Ansteuerung der Aktuatoren (34) bezogenen ersten Signalen (Sn) mittels eines Bedienfelds (20), wobei das Bedienfeld (20) eine Anzahl von Bedienungselementen (22) zum Ansteuern von Aktuatoren (34) der Baumaschine (10) aufweist, um die gewünschten Funktionen der Baumaschine (10) auszuführen,
- Übertragen der ersten Signale (S,) vom Bedienfeld (20) zur Steuerungs- und Kontrolleinheit (26) mit Hilfe von ersten Übertragungsmitteln (24),
- Umwandeln der ersten Signale (S-,) in Betätigungssignale (SB) mittels einer Steuerungs- und Kontrolleinheit (26), wobei die Aktuatoren (34) mit den Betätigungssignalen (SB) betätigt werden,
- Übertragen der ersten Signale (S^ und/oder die Betätigungssignale (SB) an die Anzeigeeinheit (30) mit zweiten Übertragungsmitteln (28),
- Visualisieren der momentan von der Baumaschine (10) ausgeführten Funktion im Normalbetrieb mittels einer Anzeigeeinheit (30), oder
- Erzeugen von auf die Ansteuerung der Aktuatoren (34) bezogene zweite Signale (S2) im Falle der Störung der ersten Übertragungsmittel (24) mit Hilfe der Anzeigeeinheit (30), - Übertragen der zweiten Signale (S2) an die Steuerungs- und Kontrolleinheit (26) mit den zweiten Übertragungsmitteln und Umwandeln in die Betätigungssignale (SB) mittels der Steuerungs- und Kontrolleinheit (26) im Falle der Störung der ersten Signale (S oder der ersten Übertragungsmittel (24), wobei die Steuerungs- und Kontrolleinheit (26) im Falle der Störung der ersten Signale (SO die Anzeigeeinheit (30) veranlasst, die zweiten Signale (S2) zu erzeugen.
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