JP2006512516A - 自走式車両、特に道路建設機械、および回転自在な運転席を用いて車両を運転および制御するための方法 - Google Patents

Abstract

本発明の自走式車両、特に道路建設機械は、走行駆動装置と、操舵装置と、走行駆動装置制御ユニットが配置されている回転自在な運転席（５）を備える。走行駆動装置用の調節信号は、前記制御ユニット（６）の制御要素の調節方向に応じて発生させられる。前記道路建設機械はまた、座席の瞬間回転位置の回転角μを検知し、調節方向が座席の各回転位置で車両移動方向に対応するように、制御要素の調節信号の方向成分を−μの角度に補正するための装置を備える。

Description

本発明は、請求項１の前提部分に記載の自走式車両および請求項９の前提部分に記載の方法に関する。

回転自在な運転席を有するような車両は、たとえば道路建設機械および特にロードローラーで公知である。

ローラーの運転中の条件が、ロードローラーの移動方向に関連してオペレータの座席位置の連続的な変更を必要とするため、その鉛直方向軸の周りで自由に回転できる運転席を開発することは、ロードローラーの必要要件である。コストおよび機能の点から見て実現可能性のための必要条件は、制御要素が運転席とともに回転することである。そうでない場合、複数の余分な制御要素が使用されなければならず、費用がかかる。通常、アスファルトローラーは、材料を配置し予備締固めを行うペーバー(舗装機械)の後で働く。ローラーは、表面の最終的な締固めおよび平坦化を行うために、ペーバーによって整えられた表面上を何回も移動する。それを行う際、移動方向が頻繁に変化し、移動での前進および後進の回数は、ほぼ等しい。作業領域の視界、機械の操作の安全性および使い勝手を提供するためまたは改善するために、移動方向が変化する度に運転席を１８０°回転させることが必要である。ここで、ローラーは、移動方向の変化によってかかる短い時間の間しか高温のアスファルト上で静止していないであろう。このため、および時間の理由で、運転席は、運転中に回転されるべきである。異なる移動方向でのそれぞれの短い距離に対して、移動方向に対して９０°回転された座席位置が適している。移動されるコースに応じて、移動方向に対して０から９０°の間の座席位置が人間工学的に適している。

機械の安全な操作のために、移動方向および速度を選択するための移動方向伝達機（操舵ハンドル、ジョイスティック）および運転レバーなどの重要な制御要素が、オペレータにとって明白な態様で移動方向と連係されなければならない。既存のシステムはこの問題を解決していない。したがって、ローラーが移動している間での制御要素を備える運転席の自由な回転 −適用技術の点から実現可能なもの− は、以前には不可能であった。

ＥＰ ０９３５０２５は、運転席が初期設定された領域に旋回されたときに制御装置が運転の初期設定の方向を反転させるように、運転操作が運転席の回転位置に応じて制御される回転自在な運転席を備えるシステムを記載している。しかし、この反転は、静止しているローラーでしか果たすことができない。ローラーが移動すると、回転する運転席が、たとえば、運転者によって意図されていないローラーの移動方向の反転を生じさせる。

ＥＰ ０９３５０２３ Ａ２から、ローラーの移動方向で見てそれぞれ前方のドラムが、操舵の初期設定を通してアクティブなドラムとして自動的に制御されるように両方のドラムの操舵駆動装置を制御する制御装置を備える２つの操舵可能なドラムを備えるローラーのための方法が公知である。この方法もまた、ローラーの移動中に座席位置が変化したときの制御要素の方向の検知の問題を解決しない。
ＥＰ ０９３５０２５ ＥＰ ０９３５０２３ Ａ２

制御要素の作動方向と車両の移動方向の連係が、運転席のいかなる回転角度位置でも維持されるように、上記に述べたタイプの回転自在な運転席を備える自走式車両、ならびに回転自在な運転席を備える車両を運転および操舵するための方法を改良することが、本発明の目的である。

本目的は、それぞれ請求項１および９の特徴部分によって解決される。

本発明は有利には、制御ユニットの制御要素の作動方向に応じて前記走行駆動装置および操舵手段のための作動信号を発生させる運転操作のための制御ユニットにおいて、座席の回転位置の瞬間回転角μを検知し、前記座席のいかなる回転位置でも前記制御要素の作動方向が車両の移動方向に対応するように、前記制御要素の前記作動信号の方向成分を角度−μ分補正する手段を提供する。

本発明は有利には、前記制御ユニットの前記制御要素が、走行駆動中に運転席が回転されたときでさえも、機械の移動方向に対応する作動方向を常に維持することを可能にする。したがって、走行中に運転操作を遮ることなく、運転席を自由に回転できるである。

前記座席の回転位置の瞬間回転角を検知するための手段は、前記回転角を、前記制御ユニットに、機械的、電子機械的、光学的または電気的に伝達する。

前記要素に回転角を伝達することは、前記座席の回転角の変化が制御要素の作動方向に影響を与えないように、運転席の回転角に対応する値だけ前記制御ユニットの前記制御要素によって発生させられる作動信号を補正することを可能にする。

したがって、前記制御要素の作動方向は、常に同じであり、前記車両の移動方向に対応している。

制御ユニット内で、車両の移動方向の選択および操舵のための前記作動信号が、前記座席の回転位置の瞬間回転角に応じて連続的に補正される。前記作動信号の方向の連続的な補正は、移動中の運転席の自由で任意な回転を可能にする。

制御ユニットは、車両の移動方向、移動速度および操舵の選択のための単一の制御レバーを備える。

制御レバーは、前記運転席が回転角μの座席位置を取るとき、回転角−μだけ回転されることができる回転装置上に枢支されたユニバーサルジョイントによって支持される。

制御ユニットへの回転角の伝達は、たとえば可撓性の伝達シャフト、電動モータードライブまたは捩り棒（トーションバー）を使用して行われる。

制御ユニットのハウジングは好ましくは、固定状態に運転席と接続されている。

車両は、２つの操舵可能な軸を有し、操舵制御は、両方の軸の一方または両方の軸に切り替えるように適合されている。

好ましくは、制御レバーは、２つの相互に直交する溝付きリンク内でガイドされる。

車両は、道路建設機械、好ましくはロードローラーである。

以下は、図面を参照した本発明の実施形態の詳細な説明である。

図１から３は、その少なくとも１つが操舵可能であるローラードラム２、３を備えるロードローラー１を概略的に示している。ローラードラムは、オペレータ用の運転台がその上に配置されているシャシー４を介して相互接続されている。

運転台は、運転操作用の一体型の制御ユニットを備える回転自在な運転席５を備える。制御ユニット６は好ましくは、その機能が図４に関連して説明される制御レバー８を備える。

図１は、少なくとも１つのローラードラム２を備えるロードローラー１を示している。操舵されるドラムは、進行方向で見て、前側のドラム２である。図の左側の部分において、座席の位置は進行方向に整列されている。この場合、操舵ハンドル７を左に回転させることは、進行方向の左方向への変化を生じさせ、ドライブレバー９が、ロードローラー１の進行方向に偏向される。運転席が、制御ユニット６を含めて左または右に９０°旋回されるとき（図の中央部分）、制御ユニットの制御要素での作動方向を、進行方向に明白に連係させることはもはや不可能である。進行方向を同じに維持したままで、座席位置が１８０°回転されるとき（図の右側部分）、制御要素の作動方向は、車両の移動方向に対応しない。したがって、機械は安全に操作されることができない。

図２は、同じ状況を示しているが、進行方向が変更されている。これもまた、運転席の旋回は、ロードローラーの進行方向と、制御要素のドライブレバー９および操舵ハンドル７のそれぞれの作動方向との間の連係の喪失をもたらす。

図３は、ドライブレバー９と、好ましくは１つの制御レバーの操舵機能を一体化させた本発明を基にした解決法を記載している。図示した場合では、制御レバー８は、矢印（２０）の方向に偏向され、かつこの位置に留っており、機械は、該矢印の方向に移動する。制御レバー８を矢印（１８）の方向に移動させることは、ドラムの操舵運動を生じさせ、機械は左へ移動する。運転席が移動中に９０°回転されると、制御レバー８は、その偏向の検知が依然として車両の移動方向に対応するように追尾される。操舵するための制御レバー８の動作方向は、ロードローラー１の動作方向に対応する。運転席５の１８０°の回転についても同様である。運転席５はさらに、１８０°以上自由に回転されてもよい。

図４は、制御ユニット６を、その構成要素、制御機能および運転席５の回転動作を制御ユニットに伝達するための装置とともに示している。制御レバー８は、端圧力装置（Kantenandruckgera(ウムラウト)tes）を上昇および下降させる機能のための切替手段１０と、後輪の操舵および犬状動作（Hundegang）のための切替手段１２と、振動をオン、オフするための切替手段１４と、イモビライザーをロック解除するための切替手段１６と、操舵方向の設定のための２自由度を有する切替手段１８と、進行方向のための切替手段２０とを備える。制御レバーの偏向中に、操舵動作と進行動作を区別することをオペレータにおいてより容易にするために、操舵動作は、中立位置に向かうばね力に逆らって作動され、進行動作は摩擦力に逆らって作動される。好ましくは、基本的に述べられている制御機能は、１つの制御ユニット６に組み込まれている。ハウジング２２が、運転席５に固定接続されている。制御レバー８を進行または操舵方向に偏向させることは、それぞれ、進行または操舵のための各溝付きリンク（slotted link、Kulisse）（図面には図示せず）の偏向を生じさせる。進行動作のための溝付きリンクは、その外側位置を制限する回転装置２６上で滑動する。操舵動作は、進行動作のための溝付きリンク上で９０°滑動する。上側位置では、制御レバー８は、ユニバーサルジョイント２８によってガイドされる。図示した実施形態では、運転席５のその鉛直軸の周りの回転動作は、伝達シャフトとして作用する可撓性のシャフト３０を介して回転装置２６に伝達される。運転席５の回転動作は、電動モータによって、または捩り棒（トーションバー）を介して伝達されてもよい。運転席５を角度μ旋回させることは、ハウジング２２内の回転装置２６に角度−μの回転を生じさせる（回転角は同じ値であるが、符号が異なる）。回転装置２６とともに、移動および操舵動作のための溝付きリンクが回転する。このようにして、制御レバー８の作動方向とロードローラー１の移動方向との連係が、保証される。

操舵および移動のための制御レバー８の偏向は、ユニバーサルジョイント２８（制御レバー８の枢動点）内の２つの電位差計３２（方向ｘ）および３４（方向ｙ）によって検知される。第３の電位差計３６が、回転装置２６の下で、その回転軸上に装着され、回転装置２６のハウジング２２に対する回転角、すなわち座席位置を測定する。電位差計３２および３４は、回転装置２６の回転に対して動かないように、すなわち運転席５の旋回がドライブレバーの偏向に対する各電位差計３２および３４の連係を変更するように、ハウジング２２と接続される。たとえば、座席の初期位置では、制御レバー８の操舵偏向が、電位差計３４によって１００％検知される。運転席５を旋回させることは、制御レバー８の電位差計に対する位置の変化を生じさせる。すなわち、ユニバーサルジョイント２８のその２つの軸内のひねりが変化する。回転角電位差計によって測定された座席の回転角に対応して、制御レバー８の操舵偏向が、方向ｘおよびｙで両方の電位差計３２、２４によって部分的に検知される。回転角μが既知であるため、結果として得られる信号が計算されることができる。座席の旋回とともに変化する方向ｘおよびｙでの電位差計３２、３４の信号部分、および制御レバー８と座席位置との連係が、図５および６に示されている。

図５は、それぞれ９０°シフトされた座席５の４つの異なる座席位置を、対応する制御ユニット６とともに概略的に示している。それぞれの座席位置について、図示された機能のために、制御レバー８が作動されなければならない方向が矢印が示されている。制御レバー８の作動方向が、すべての座席位置で同じに維持されることは、図から明らかである。

図６はまた、制御レバー８の作動方向を示しており、矢印は、すべての座席位置での前進走行のための作動方向を示している。

従来技術による回転自在な運転席を備えるロードローラーの図である。 車両の移動方向が反転されている図１と同様の図である。 本発明による制御レバーの作動方向を示す図である。 制御ユニットの本発明による制御レバーを示す図である。 運転席の異なる回転位置を示す図である。 運転席の異なる回転位置を示す図である。

Claims (9)

1. 走行駆動装置と、
   操舵手段と、
   前記制御ユニット（６）の制御要素の作動方向に応じて前記走行駆動装置および前記操舵手段のための作動信号を発生させる運転操作のための一体化された制御ユニット（６）を備える回転自在な運転席（５）とを備え、
   前記座席のいかなる回転位置でも前記制御要素の作動方向が前記車両の移動方向に対応するように、
   前記座席の回転位置の瞬間回転角μを検知し、前記制御要素の前記作動信号の方向成分を角度−μ分補正する手段を備えることを特徴とする自走式車両、特に道路建設車両。
2. 前記座席の回転位置の瞬間回転角μを検知するための手段が、前記制御ユニット（６）の前記制御要素に、前記回転角μを機械的、電子機械的、光学的または電気的に伝達する請求項１に記載の装置。
3. 前記制御ユニット（６）内で、車両の移動方向および操舵のための前記作動信号が、前記座席の回転位置の瞬間回転角μに応じて連続的に補正される請求項１または２に記載の装置。
4. 前記制御ユニット（６）が、車両の移動方向、移動速度および操舵の選択のための前記制御要素として単一の制御レバー（８）を備える請求項１から３の一項に記載の装置。
5. 前記制御レバー（８）がユニバーサルジョイント（２８）内で支持され、前記ユニバーサルジョイント（２８）が、前記運転席（５）の前記回転位置を回転角μと仮定したときに、回転角−μに回転可能な回転装置（２６）上に載っている、請求項４に記載の装置。
6. 前記車両が、２つの操舵可能な軸を有し、前記制御ユニット（８）で、前記操舵制御が、両方の軸の一方または両方の軸に切り替えられることができる請求項１から５の一項に記載の装置。
7. 前記制御レバー（８）が、２つの相互に直交する溝付きリンク（２４）内でガイドされる請求項４から６の一項に記載の装置。
8. 前記車両がロードローラー（１）である請求項１から７の一項に記載の装置。
9. 回転自在な運転席（５）、および前記運転席（５）内に一体化され、制御要素を備える運転操作のための制御ユニット（６）を備える車両、特に道路建設機械を走行駆動し、操舵するための方法であって、
   前記座席のいかなる回転位置でも前記制御要素の作動方向が前記車両の移動方向に対応するように、
   前記座席の回転位置の瞬間回転角μを検知し、前記制御要素の前記作動信号を角度−μ分連続的に補正することを特徴とする方法。

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