EP2844804B2 - Baumaschinesteuerung - Google Patents
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- EP2844804B2 EP2844804B2 EP13717715.0A EP13717715A EP2844804B2 EP 2844804 B2 EP2844804 B2 EP 2844804B2 EP 13717715 A EP13717715 A EP 13717715A EP 2844804 B2 EP2844804 B2 EP 2844804B2
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Classifications
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- 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
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- 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 operating elements for controlling actuators of the construction machine in order to carry out the desired functions of the construction machine, the control panel generating first signals relating to the control of the actuators, a control and a control unit for controlling the device, the control and control unit which converts the first signals into actuation signals with which the actuators can be actuated and the first signals are transmitted from the control panel to the control and control unit using first transmission means, and a display unit , with which the function currently performed by the construction machine can be visualized in normal operation, the first signals and / or the actuation signals being transmitted to the display unit using second transmission means.
- Such construction machines are so-called stabilizers or recyclers, with which floor sections such as road surfaces can be processed.
- These construction machines have a control panel in which a number of control elements are arranged, for example levers, pushbuttons, potentiometers or rotary switches.
- a number of different actuators are usually used in a construction machine, for example hydraulic cylinders, pneumatic cylinders or electric motors, all of which are actuated from the control panel.
- a construction machine can carry out a multitude of functions, which sometimes require the actuation of several operating elements, it is not always clear which function the construction machine is currently performing.
- a display unit is provided on which the function currently being carried out is visually represented.
- a construction machine with such a display unit is for example in the EP 1 959 056 A2 described.
- the first signals generated by the operating elements must be converted into different actuation signals in order to be able to actuate the actuators.
- the actuation signals are pressure signals of the hydraulic fluid used, whereas in the case of electric motors, corresponding electrical signals act as actuation signals.
- a control and monitoring unit is provided, which converts the first signals generated by the control panel into the actuation signals required in each case.
- the control and monitoring unit does not necessarily have to convert the type of signal directly, for example from an electrical signal to a pressure signal, but can maintain the type of signal.
- the first signals are usually electrical signals.
- the control and monitoring unit can prepare the first signals in such a way that the electrical actuation signals control a conversion unit which, for example, generates the pressure signals with which hydraulic cylinders can be actuated.
- the control and monitoring unit indirectly converts the first signals into actuation signals that can be used by the actuators, since the type of signal still has to be changed. If 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 from the control panel to the control and monitoring unit by means of first transmission means are usually designed as cables, but the transmission means can also work wirelessly.
- Either the actuation signals generated by the control and monitoring unit and / or the first signals are used to visualize the function of the construction machines currently being carried out, the latter possibly having to be prepared for the display unit.
- the actuation signals and / or the first signals are transmitted from the control and monitoring unit to the display unit using second transmission means.
- the EP 1 627 774 B1 discloses a construction machine with one or more operating consoles, which can have a display, it being provided that simple redundancy is provided between the operating elements of the operating consoles. In the event of a malfunction, the failed control element can be bypassed using the display.
- the construction machines mentioned above are used in particular in road construction. If asphalt is used to produce the road surface, it must be processed at a certain temperature. The asphalt is usually brought to the construction site with a large number of trucks with the certain temperature, but the temperature cannot be maintained over a longer period of time. The asphalt provided can therefore only be processed within a narrow time window. If the construction machine is no longer fully functional as a result of a malfunction in the first transmission means, the time window can no longer be adhered to and the asphalt can no longer be processed, which results in high economic damage. Under these circumstances it is very important to maintain the functional use of the construction machine.
- the object of the present invention is therefore to provide a construction machine of the type mentioned at the outset, which can also be used in a functionally appropriate manner if the first transmission means are faulty.
- the display unit in the event of a fault in the first signals or the first transmission means, the display unit generates second signals relating to the actuation of the actuators, which are transmitted to the control and monitoring unit by means of the second transmission means and are transmitted by the control unit. and control unit can be converted into actuation signals.
- the configuration of the device according to the invention enables the construction machines to be used in a functionally appropriate manner even when 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 transmission medium, the cables can be damaged quickly due to the harsh environmental conditions in which the construction machines are used, and due to corrosion and / or thermal stresses.
- 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. Converting the first or second signal means that these signals can be used to control the actuators. A mandatory conversion is not necessary, 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 monitoring unit is limited to checking the plausibility of the first signal and, depending on the result of the check, providing a second signal.
- a redundancy is consequently created which also makes it possible to operate the construction machines in a functionally correct manner with the aid of the display unit when the first signals no longer arrive at the control and monitoring unit in a usable state.
- the display units usually have pushbutton switches or similar operating elements which can be used to operate the construction machine in the event of a fault in the first signals and / or the first transmission means. The reliability of the construction machine is thus increased. A contribution is made to the planned processing of the floor section, for example the roadway, so that unscheduled delays and the associated additional costs are avoided or at least significantly reduced.
- a further development of the device according to the invention is characterized in that the display unit has operating segments corresponding to one or more operating elements of the control panel.
- the construction machine operator does not have to change when the first transmission means are disturbed. He can immediately control the construction machine with the display unit, which he can use in the same way as the control panel. This makes a contribution to operational safety, since the likelihood of incorrect operation is reduced.
- the operating segments advantageously include pushbutton switches, levers and / or rotary switches.
- an image largely corresponding to the control panel can be created, so that not only the functions but also the manner in which the control panel is actuated corresponds to the actuation of the display unit. In this respect, the differences in 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 which correspond to one or more operating elements, the display unit assigning the pushbutton 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 pushbutton switches, levers and / or rotary switches can be assigned to several graphic symbols, which are displayed at different times according to the desired function.
- the graphic symbols can be easily changed and adapted to the desired function. Consequently, it is possible to display a large number of functions by means of the display unit according to the invention and to be able to assign a few pushbuttons, rotary switches and / or levers.
- the display unit according to the invention has a touch-sensitive surface.
- segments of the surface are stored with graphic symbols representing the executable function.
- the touch-sensitive surface can also be designed that rotary switches can be simulated. In this respect, it is no longer necessary to provide pushbuttons and rotary switches that are physically present in the display unit. Almost all functions that can be performed by the construction machine can be displayed and selected using the display unit. The flexibility of the display unit is again significantly increased and the ease of use is increased.
- the second transmission means are preferably designed as a CAN bus.
- a CAN bus has the advantage that a large number of signals can be transmitted between the control and monitoring unit and the display unit without having to use a complex cable harness with a large overall cable length.
- Another aspect of the present invention relates to a construction machine which comprises a device according to one of the preceding exemplary embodiments.
- the advantages and technical effects that have been presented for the device apply equally to the construction machine.
- the step of visualizing the function currently carried out by the construction machine is carried out according to the invention only in normal operation, while the steps of generating second signals relating to the actuation of the actuators and transmitting the second signals to the control and monitoring unit only when the first transmission means malfunctions be carried out. As far as possible, the remaining steps are carried out in both operating modes.
- the control and monitoring unit also takes on the task of checking the plausibility of the first signals and, if necessary, of causing the display unit to generate plausible second signals if the construction machine no longer uses the first signals can be operated correctly.
- FIG. 1 A construction machine 10 is shown, which can be operated with a device 18 according to the invention for operating the construction machine 10, which is shown in FIG Figure 1 is not shown (cf. Figures 2 and 3 ).
- the stabilizer includes a work roll that is in Figure 1 is not visible since it is surrounded by a protective hood 14.
- the work roll has a substantially cylindrical shape and is rotatably mounted on the construction machine 10 about its cylinder axis and can be adjusted in height in the direction of the arrow P 1 .
- the construction machine 10 comprises a drive unit 16 with which the construction machine 10 itself can be moved and the work roll can be set in rotation.
- the work roll In the in Figure 1 In the position shown, the work roll is raised and not in contact with the soil section 12 to be worked. This position of the work roll is assumed, for example, in the transport mode of the construction machine 10, whereas the work roll is lowered in the work mode or tillage mode and into the floor section 12 with the desired one Immersed deep.
- the construction machine 10 is moved in the direction of the arrow P 2 (forward direction) over the base section 12.
- FIG 2 is a device 18 according to the invention for operating a construction machine 10, for example the one shown in FIG Figure 1 shown stabilizer, shown in normal operation.
- the device 18 comprises an operating panel 20 in which a number of operating elements 22 are arranged.
- the controls 22 may include push buttons, levers, potentiometers, rotary switches, and the like.
- the control panel 20 is connected to a control and monitoring unit 26 via first transmission means 24, which in turn communicates with a display unit 30 via second transmission means 28.
- the first and the second transmission means 24, 28 are usually designed as cables or CAN buses, but a wireless configuration is also possible.
- the control and monitoring unit 26 is connected to an actuator 34 by suitable third transmission means 32.
- the actuator 34 is designed as a hydraulic cylinder 36, which has an actuator 38, here a valve 40, which can be controlled by the control and monitoring unit 26.
- Another actuator 34 can be the drive unit 16.
- the construction machine operator actuates the operating elements 22 of the control panel 20 in order to initiate the desired function of the construction machine 10, for which purpose the respective actuators 34 are controlled accordingly.
- the control panel 20 generates first signals S 1 which are related to the actuation of the actuators 34 and which are transmitted to the control and monitoring unit 26 by means of the first transmission means 24.
- the control and monitoring unit 26 converts the first signals S 1 into actuation signals S B with which the actuators 34 can be triggered.
- the first signals S 1 can be designed, for example, as analog or digital electrical signals, while in the illustrated case the actuation signals S B used to control the valve 40 must be present on the valve 40 as hydraulic or pneumatic signals.
- the actuation signals S B have to leave the control and monitoring unit 26 as hydraulic or pneumatic.
- This conversion unit can be integrated in the control and monitoring unit 26.
- the third transmission means 32 are designed as a hydraulic or pneumatic line.
- the function of the construction machine 10 just initiated by the construction machine operator is visualized by the display unit 30 and displayed in a display section 42 in order to give the construction machine operator control over whether he has actually selected the desired function.
- the display unit 30 has a plurality of operating segments 44 which, for example, comprise push buttons, levers and / or rotary switches which are arranged around the display section 42.
- the control and monitoring unit 26 forwards the first signals S 1 to the display unit 30. Should it be necessary, the control and monitoring unit 26 can process the first signals S 1 in such a way that the display unit 30 can process them.
- the display unit 30 visualizes the selected function that is currently being carried out by the construction machine 10. Depending on the type of actuation signals S B , these can also be used by the display unit 30 in order to display the function currently being carried out by the construction machine 10.
- FIG 3 the case of a malfunction of the first transmission means 24 is shown, for example caused by breakage or damage to the cable, so that no or no correct communication between the control panel 20 and the control and monitoring unit 26 is possible.
- This is expressed, for example, by a change in the electrical resistance of the cable, which is noticed by the control and monitoring unit 26 and is displayed, for example, by means of optical and / or acoustic signals.
- the control and monitoring unit 26 indicates the fault with two exclamation marks and switches the display unit 30 to the fault mode.
- the display unit 30 displays one or more graphic symbols 46 in the fault mode, which are modeled on the operating elements 22 of the control panel 20.
- a rotary switch which is marked with a dashed circle in the control panel 20, is displayed in the display section 42 by means of a corresponding graphic symbol 46.
- the construction machine operator can have selected the desired operating element 22 in a previous step, not shown, in which the display unit 30 represents all control elements 22 present in the control panel 20 with the corresponding graphic symbols 46 and assigns them to the control segments 44 of the display unit 30.
- the various selectable positions of the operating element 22 are modeled on the graphic symbol 46 and are assigned to the operating segments 44 via dashed lines. If the construction machine operator now wants to bring the graphic symbol 46 into a specific 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, where they replace the faulty ones first signals S 1 are converted into the corresponding actuation signals S B , and the actuator 34 is actuated as if the construction machine operator had actuated the corresponding operating elements 22 of the control panel 20.
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Description
- Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Vorrichtung zum Bedienen einer Baumaschine, umfassend ein Bedienfeld mit einer Anzahl von Bedienungselementen zum Ansteuern von Aktuatoren 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.
- 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 können. Eine Baumaschine mit einer solchen Anzeigeeinheit ist beispielsweise in der
EP 1 959 056 A2 beschrieben. - Je nachdem, wie die jeweiligen Aktuatoren ausgestaltet sind, müssen die von den Bedienungselementen erzeugten ersten Signale in unterschiedliche Betätigungssignale umgewandelt werden, um die Aktuatoren betätigen zu können. Im Falle eines Hydraulikzylinders sind die Betätigungssignale Drucksignale der verwendeten Hydraulikflüssigkeit, wohingegen bei Elektromotoren entsprechende elektrische Signale als Betätigungssignale wirken. Um die jeweils benötigten Betätigungssignale 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.
- 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 nicht mehr wie gewünscht angesteuert und betätigt werden können. Die Baumaschine kann in diesem Fall nicht mehr funktionsgerecht verwendet werden. Die
EP 1 627 774 B1 offenbart hierzu eine Baumaschine mit einer oder mehreren Bedienkonsolen, die ein Display aufweisen können, wobei es vorgesehen ist, dass eine einfache Redundanz zwischen den Bedienungselementen der Bedienkonsolen vorgesehen ist. In einem Störfall kann unter Nutzen des Displays das ausgefallene Bedienelement umgangen werden. - Die eingangs genannten Baumaschinen werden insbesondere beim Straßenbau verwendet. Wird zum Herstellen des Straßenbelags der Fahrbahn Asphalt verwendet, muss dieser bei einer bestimmten Temperatur verarbeitet werden. Der Asphalt wird üblicherweise mit einer großen Anzahl von LKWs 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 innerhalb eines engen Zeitfensters verarbeitet werden. Ist die Baumaschine infolge einer Störung der ersten Übertragungsmittels nicht mehr voll funktionsfähig, kann das Zeitfenster nicht mehr eingehalten und der Asphalt nicht mehr verarbeitet werden, was einen hohen wirtschaftlichen Schaden nach sich zieht. Unter diesen Umständen ist die Aufrechterhaltung der funktionsgerechten Verwendung 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.
- Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Vorrichtung zum Bedienen einer Baumaschine, mit einer Baumaschine mit einer solchen Vorrichtung sowie durch ein Verfahren zum Bedienen einer solchen Baumaschine gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
- Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass im Falle der Störung der ersten Signale oder der ersten Übertragungsmittel mit Hilfe der Anzeigeeinheit auf die Ansteuerung der Aktuatoren bezogene zweite Signale erzeugt werden, die mittels der zweiten Übertragungsmittel an die Steuerungs- und Kontrolleinheit übertragen werden und von der Steuerungs- und Kontrolleinheit in Betätigungssignale umgewandelt werden. 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 zumindest deutlich verringert werden.
- 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.
- 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.
- 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.
- In einer weiteren Fortbildung weist die erfindungsgemäße Anzeigeeinheit eine berührungssensitive Oberfläche auf. Hierbei werden Segmente der Oberfläche mit die jeweils ausführbare Funktion darstellenden Graphiksymbolen hinterlegt. Hierdurch wird die Funktionalität der Anzeigeeinheit 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 Anzeigeeinheit 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.
- 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.
- 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.
- Darüber hinaus betrifft ein weiterer Aspekt der Erfindung ein Verfahren zum Bedienen einer Baumaschine nach einem der vorher vorgestellten Ausführungsbeispiele, umfassend unter anderem 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 Steuerungs- und Kontrolleinheit, wobei die Aktuatoren mit den Betätigungssignalen betätigt werden,
- Übertragen 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 bezogenen zweiten Signalen im Falle der Störung 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 Anzeigeeinheit veranlasst, die zweiten Signale zu erzeugen.
- Der Schritt des Visualisierens der momentan von der Baumaschine ausgeführten Funktion wird erfindungsgemäß nur im Normalbetrieb durchgeführt, während die Schritte des Erzeugens von auf die Ansteuerung der Aktuatoren bezogenen zweiten Signalen und des Übertragens der zweiten Signale an die Steuerungs- und Kontrolleinheit 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.
- 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.
- In
Figur 1 ist eine Baumaschine 10 dargestellt, welche mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 18 zum Bedienen der Baumaschine 10 bedient werden kann, die inFigur 1 nicht dargestellt ist (vgl. hierzuFiguren 2 und 3 ). InFigur 1 ist konkret ein Stabilisierer oder, je nach Anwendungsfall ein Recycler, dargestellt, wie er beispielsweise aus derDE 10 2006 017 516 bekannt ist, mit dem ein Bodenabschnitt 12 bearbeitet werden kann. Der Stabilisierer umfasst eine Arbeitswalze, die inFigur 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 P1 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 inFigur 1 gezeigten Stellung ist die Arbeitswalze hochgestellt und nicht in Kontakt mit dem zu bearbeitenden Bodenabschnitt 12. Diese Stellung der Arbeitswalze wird beispielsweise 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. - In
Figur 2 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 18 zum Bedienen einer Baumaschine 10, beispielsweise des inFigur 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 Steuerungs- und 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. - 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.
- 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 S1, die mittels der ersten Übertragungsmittel 24 an die Steuerungs- und Kontrolleinheit 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 Signale S1 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 Betätigungssignale SB 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 digitaler Form, in hydraulische oder pneumatische Signale umgewandelt werden. Diese Wandlungseinheit kann in der Steuerungs- und Kontrolleinheit 26 integriert sein. Entsprechend sind die dritten Übertragungsmittel 32 als eine hydraulische oder pneumatische Leitung ausgebildet.
- 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 S1 an die Anzeigeeinheit 30 weiter. Sollte es notwendig sein, kann die Steuerungs- und Kontrolleinheit 26 die ersten Signale S1 so aufbereiten, dass die Anzeigeeinheit 30 sie verarbeiten kann. Anhand der ersten Signale S1 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.
- 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 die 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 Bedienfeld 20 mit einem gestrichelten Kreis gekennzeichnet ist, mittels eines entsprechenden Graphiksymbols 46 im Anzeigeabschnitt 42 angezeigt. Die Auswahl des gewünschten Bedienungselements 22 kann der Baumaschinenführer in einem vorherigen, nicht dargestellten Schritt getroffen haben, bei dem die Anzeigeeinheit 30 sämtliche im Bedienfeld 20 vorhandenen Bedienungselemente 22 mit den entsprechenden Graphiksymbolen 46 darstellt und den Bediensegmenten 44 der Anzeigeeinheit 30 zuordnet. - 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 die zweiten Übertragungsmittel 28 an die Steuerungs- und Kontrolleinheit 26 übertragen werden, wo sie anstelle der gestörten ersten Signale S1 in die entsprechenden Betätigungssignale SB umgewandelt werden und wodurch der Aktuator 34 so angesteuert wird, als ob der Baumaschinenführer die entsprechenden Bedienungselemente 22 des Bedienfelds 20 betätigt hätte.
Claims (8)
- 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 und 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,dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung so ausgebildet ist, dass 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 (S2) erzeugt werden, die mittels der zweiten Übertragungsmittel (28) an die Steuerungs- und Kontrolleinheit (26) übertragen werden und von der Steuerungs- und Kontrolleinheit (26) in die Betätigungssignale (SB) umgewandelt werden, wobei die momentan von der Baumaschine (10) ausgeführte Funktion nur im Normalbetrieb visualisiert wird, während die auf die Ansteuerung der Aktuatoren (34) bezogenen zweiten Signale (S2) nur bei Störung der ersten Übertragungsmittel (24) erzeugt und an die Steuerungs- und Kontrolleinheit (26) übertragen werden. - Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anzeigeeinheit (30) einem oder mehreren Bedienungselementen (22) des Bedienfelds (20) entsprechende Bediensegmente (44) aufweist. - Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bediensegmente (44) Tastschalter, Hebel und/oder Drehschalter umfassen. - 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 Tastschalter, Hebel und/oder Drehschalter den Graphiksymbolen (46) zuweist. - Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anzeigeeinheit (30) eine berührungssensitive Oberfläche aufweist. - Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zweiten Übertragungsmittel (28) als ein CAN-Bus ausgestaltet sind. - Baumaschine (10) umfassend eine Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche.
- Verfahren zum Bedienen einer Baumaschine (10) nach Anspruch 7, umfassend folgende Schritte:- Erzeugen von auf die Ansteuerung der Aktuatoren (34) bezogenen ersten Signalen (S1) 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 (S1) vom Bedienfeld (20) zur Steuerungs- und Kontrolleinheit (26) mit Hilfe von ersten Übertragungsmitteln (24),- Umwandeln der ersten Signale (S1) in Betätigungssignale (SB) mittels einer Steuerungs- und Kontrolleinheit (26), wobei die Aktuatoren (34) mit den Betätigungssignalen (SB) betätigt werden,- Übertragen der ersten Signale (S1) 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) bezogenen zweiten Signalen (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 (S1) oder der ersten Übertragungsmittel (24), wobei die Steuerungs- und Kontrolleinheit (26) im Falle der Störung der ersten Signale (S1) die Anzeigeeinheit (30) veranlasst, die zweiten Signale (S2) zu erzeugen, wobei das Visualisieren der momentan von der Baumaschine (10) ausgeführten Funktionen nur im Normalbetrieb durchgeführt wird, während die Schritte des Erzeugens von auf die Ansteuerung der Aktuatoren bezogenen zweiten Signale (S2) und des Übertragens der zweiten Signale (S2) an die Steuerungs- und Kontrolleinheit (26) nur bei Störung der ersten Übertragungsmittel (24) ausgeführt werden.
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