專利名稱：車輛和用于操作車輛的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛，尤其是工程機(jī)械，并且涉及一種用于操作車輛的方法。更特別地，本發(fā)明涉及具有提高的操作安全性的車輛。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中已知的是，諸如挖掘機(jī)等的工程機(jī)械裝配有擺軸，且可樞轉(zhuǎn)動(dòng)臂可能遇到如下運(yùn)行情況即，動(dòng)臂的傾斜可能導(dǎo)致該工程機(jī)械有傾翻的風(fēng)險(xiǎn)。在這種工作狀況下，為了降低工程機(jī)械的這種意外行為的風(fēng)險(xiǎn)，例如，操作者通常通過按下按鍵來手動(dòng)鎖定該擺軸。然而，在利用動(dòng)臂搬運(yùn)載荷時(shí)，其運(yùn)行情況可能迅速變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種車輛，尤其是工程機(jī)械，該車輛對(duì)于駕駛員具有提高的操作舒適性和安全性。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于以在舒適性和安全性方面得到提高的方式來操作車輛的方法。通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征實(shí)現(xiàn)了上述目的。其它權(quán)利要求和描述公開了本發(fā)明的有利實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出了一種車輛，尤其是工程機(jī)械，該車輛包括如下部件中的至少一個(gè)(i)底架和上架，該上架以可圍繞豎直軸線相對(duì)于底架旋轉(zhuǎn)的方式布置；和 (ii)杠桿裝置，該杠桿裝置以可圍繞水平軸線相對(duì)于上架樞轉(zhuǎn)的方式布置，其中，還設(shè)置有傳感器系統(tǒng)，該傳感器系統(tǒng)用于監(jiān)測(cè)與車輛的傾斜運(yùn)動(dòng)有關(guān)的至少一個(gè)穩(wěn)定性準(zhǔn)則，并且其中，控制單元聯(lián)接到該傳感器系統(tǒng)，以根據(jù)所述至少一個(gè)穩(wěn)定性準(zhǔn)則來自動(dòng)啟動(dòng)用于穩(wěn)定該車輛的動(dòng)作和/或執(zhí)行用于穩(wěn)定該車輛的動(dòng)作。該穩(wěn)定性準(zhǔn)則可以是所期望的提供了車輛的穩(wěn)定位置的重量分布。車輛的重量分布例如可以通過使上架相對(duì)于底架旋轉(zhuǎn)和/或通過改變所述杠桿裝置的傾斜而變化。該杠桿裝置可以是動(dòng)臂等。取決于杠桿裝置的傾斜和/或長(zhǎng)度，杠桿裝置的重量(且在適用的情況下可包括其載荷)可在車輛的特定位置處添加另一個(gè)重量，這在總體重量分布不利的情況下可能使車輛的特定部分超載，而這又具有使車輛傾翻的效果。該車輛例如可以是作為下述機(jī)械的工程機(jī)械具有可傾斜的杠桿裝置的挖掘機(jī)，具有固定臂的管道敷設(shè)機(jī)，用于例如在港口中處理貨物的材料處理機(jī)，用于拆除例如建筑物的拆除機(jī)，具有伸縮臂的挖掘機(jī)等。一般地，車輛可處于平地上或斜坡上。因此，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中有利的是， 也為車輛提供了傾角傳感器，所述傾角傳感器指示了車輛相對(duì)于水平面的傾角，從而，與上架和/或杠桿裝置的被感測(cè)到的位置和/或傾斜有關(guān)的信息可與斜坡上的車輛相對(duì)于水平面的感測(cè)到的傾角組合在一起，作為根據(jù)本發(fā)明的控制單元的輸入?yún)?shù)。車輛定位在其上的斜坡可提高車輛的穩(wěn)定性或增加不穩(wěn)定性的風(fēng)險(xiǎn)，這取決于底架和上架相對(duì)于該斜坡如何定位。例如，當(dāng)車輛定位在斜坡上時(shí)，僅上架(即在車輛的任何杠桿裝置對(duì)于車輛穩(wěn)定性的影響均可忽略的情況中)相對(duì)于底架以及相對(duì)于傾斜地面的旋轉(zhuǎn)位置可能導(dǎo)致車輛的不穩(wěn)定。如果車輛處于斜坡上，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，控制單元可在檢測(cè)到不穩(wěn)定性風(fēng)險(xiǎn)時(shí)向車輛的操作者發(fā)送警告信號(hào)，該不穩(wěn)定性風(fēng)險(xiǎn)在平地上不會(huì)導(dǎo)致任何不穩(wěn)定性風(fēng)險(xiǎn)，或替代地或補(bǔ)充地，控制單元在此情況下可自動(dòng)啟動(dòng)用于使車輛穩(wěn)定的動(dòng)作和/或執(zhí)行用于使車輛穩(wěn)定的動(dòng)作。這樣做的話，即使在車輛處于斜坡上時(shí)、 在開始作業(yè)操作之前操作者未手動(dòng)啟動(dòng)對(duì)車輛的穩(wěn)定的情況下，也可明顯降低出現(xiàn)車輛的這種有害不穩(wěn)定性的風(fēng)險(xiǎn)。作為另外的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)注意到，此車輛的操作者在工作情況下被車輛的操作分心更少，因?yàn)椴僮髡邚娜缦虑闆r中解放出來(i)被迫中斷操作者正在執(zhí)行的工作以手動(dòng)啟動(dòng)對(duì)車輛的穩(wěn)定，例如通過鎖定或制動(dòng)所述擺軸等，或(ii)連續(xù)觀察啟動(dòng)這種穩(wěn)定的必要性。擺軸使車輛(例如，挖掘機(jī))的車輪(i)直接附接到擺軸的軸部分，或(ii)在擺軸是車輛的可轉(zhuǎn)向軸的情況下可樞轉(zhuǎn)地附接所述車輪，從而導(dǎo)致在緩沖或回彈時(shí)車輪外傾角的改變。這些軸部分可相對(duì)于擺軸的中間部分(例如，差速器)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)車輪中的附接到擺軸的一個(gè)車輪駛過障礙物時(shí)，相應(yīng)的軸部分相對(duì)于另一個(gè)軸部分樞轉(zhuǎn)，例如碰到障礙物的車輪向上移動(dòng)以滾過障礙物。然而，當(dāng)擺軸被鎖定時(shí)，軸部分不能相對(duì)于彼此移動(dòng)或彎曲ο根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，所述傳感器系統(tǒng)設(shè)置成用于監(jiān)測(cè)上架相對(duì)于底架的位置以及杠桿裝置相對(duì)于上架的傾斜和/或長(zhǎng)度。通過選擇可單獨(dú)或組合地導(dǎo)致車輛的不穩(wěn)定位置以用于監(jiān)測(cè)和合適地起作用的此參數(shù)，可提高車輛的安全操作。操作者可集中精力操作車輛和附接到車輛的工具。根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，杠桿裝置可包括可樞轉(zhuǎn)地附接到上架的動(dòng)臂，且通常也包括可樞轉(zhuǎn)地附接到動(dòng)臂的臂。特別地，該動(dòng)臂可以是單動(dòng)臂，具有與上架的樞轉(zhuǎn)接頭以及與所述臂的樞轉(zhuǎn)接頭。單動(dòng)臂可以是直的或彎曲的。替代地，該動(dòng)臂可以是兩件式動(dòng)臂， 其中在上述兩個(gè)樞轉(zhuǎn)接頭之間布置有另外的樞轉(zhuǎn)接頭，使得動(dòng)臂包括可圍繞樞轉(zhuǎn)軸樞轉(zhuǎn)的兩個(gè)部分，因此產(chǎn)生了動(dòng)臂操作的更高的靈活性?？蓪鞲衅靼惭b在兩個(gè)動(dòng)臂部分之間，以檢測(cè)兩個(gè)動(dòng)臂部分的相對(duì)位置。在動(dòng)臂處于直立位置的情況中，例如處于最后方位置，且上架相對(duì)于底架橫向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，上架后端處的重的配重可導(dǎo)致車輛的后端傾翻，因?yàn)閯?dòng)臂和臂的重量添加到配重重量或至少不足以補(bǔ)償配重的重量。特別地，在車輛裝配有擺軸的情況中，這可能導(dǎo)致不穩(wěn)定的位置，因?yàn)閿[軸的經(jīng)受此載荷的側(cè)可能垮折且車輛可能傾斜。根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，能夠根據(jù)所述至少一個(gè)穩(wěn)定性準(zhǔn)則來自動(dòng)鎖定和/或自動(dòng)制動(dòng)該底架的擺軸。特別地，擺軸可以是車輛的前軸，所述前軸也可以是車輛的轉(zhuǎn)向軸。該擺軸也可以是后軸。通過自動(dòng)鎖定和/或自動(dòng)制動(dòng)該擺軸，操作者從監(jiān)測(cè)上架相對(duì)于底架的位置和動(dòng)臂的位置中解放出來。即使操作者忘記手動(dòng)鎖定或制動(dòng)該擺軸，擺軸也將固定，因?yàn)檫@是自動(dòng)完成的。可選擇，另外的警告可發(fā)送到操作者。如果擺軸的鎖定或制動(dòng)不足以達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，則一個(gè)有利的措施是停止移動(dòng)和/或促使操作者在所需的用于穩(wěn)定車輛的方向上旋轉(zhuǎn)該杠桿裝置和/或上架。特別地，如果車輛位于斜坡上，則可促使操作者在執(zhí)行計(jì)劃的操作時(shí)、朝著穩(wěn)定的位置來改變車輛的定位和/或位置。根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，還可設(shè)置有傳感器，用于監(jiān)測(cè)上架相對(duì)于底架的位置。 特別地，一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)板可布置在上架和底架之間的轉(zhuǎn)臺(tái)的圓周部分處并且與至少一個(gè)檢測(cè)器以可操作方式連接，用于檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)板相對(duì)于檢測(cè)器的移動(dòng)。例如，如果且
5只要上架相對(duì)于底架的旋轉(zhuǎn)位置處于容許范圍內(nèi)，則傳感器就可發(fā)出信號(hào)，所述容許范圍是穩(wěn)定的且與動(dòng)臂和/或臂的傾斜無關(guān)，否則不發(fā)出信號(hào)。替代地，如果且只要上架相對(duì)于底架的位置處于與動(dòng)臂和/或臂的傾斜相關(guān)地可產(chǎn)生不穩(wěn)定情況的范圍內(nèi)，則傳感器可發(fā)出信號(hào)，否則不發(fā)出信號(hào)。換言之，如果且只要檢測(cè)板與檢測(cè)器以可操作方式連接且與車輛是否處于不穩(wěn)定情況無關(guān)，則傳感器(包括一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)板和一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器)將發(fā)出信號(hào)。接收該傳感器信號(hào)的控制單元將評(píng)估傳感器信號(hào)和另外的輸入信號(hào)，如果檢測(cè)到車輛的不穩(wěn)定情況，則將發(fā)出信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例，檢測(cè)板可設(shè)置成用于監(jiān)測(cè)動(dòng)臂相對(duì)于上架的傾斜和/ 或長(zhǎng)度。有利地，傳感器可布置在杠桿裝置的一個(gè)或多個(gè)可樞轉(zhuǎn)接頭中，例如在動(dòng)臂和臂之間，使得可從杠桿裝置的可樞轉(zhuǎn)部分的相對(duì)樞轉(zhuǎn)角度來獲得杠桿裝置的長(zhǎng)度。例如，如果且只要在動(dòng)臂和臂之間的可樞轉(zhuǎn)接頭內(nèi)的動(dòng)臂和/或臂傳感器的傾斜在容許的范圍內(nèi)而與上架相對(duì)于底架的旋轉(zhuǎn)定向無關(guān)，則傳感器可發(fā)出信號(hào)，否則傳感器不發(fā)出信號(hào)。替代地，如果且只要?jiǎng)颖酆?或臂的傾斜在根據(jù)上架相對(duì)于底架的旋轉(zhuǎn)定向可產(chǎn)生不穩(wěn)定情況的范圍內(nèi)，則傳感器可發(fā)出信號(hào)，否則傳感器不發(fā)出信號(hào)。換言之，如果且只要檢測(cè)板與檢測(cè)器以可操作方式連接且與車輛是否處于不穩(wěn)定情況無關(guān)，則傳感器 (包括一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)板和一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)器)將發(fā)出信號(hào)。接收傳感器信號(hào)的控制單元將評(píng)估傳感器信號(hào)和另外的輸入信號(hào)，如果檢測(cè)到車輛的不穩(wěn)定情況，則將發(fā)出信號(hào)。一般地，可使用所有類型的傳感器單元，例如磁性的、光學(xué)的、紅外的傳感器單元寸。有利地，所述車輛可實(shí)施為挖掘機(jī)，例如帶有可傾斜的杠桿裝置或帶有伸縮臂。有利地，挖掘機(jī)提供了舒適而安全的操作。然而，該車輛也可以是管道敷設(shè)機(jī)(例如，帶有固定的臂)、用于例如在港口中處理貨物的材料處理機(jī)、用于拆除例如建筑物的拆除機(jī)等。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提出了一種用于操作車輛的方法，尤其是操作工程機(jī)械的方法，其中，上架圍繞豎直軸線相對(duì)于底架進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述方法包括如下步驟監(jiān)測(cè)與車輛的傾斜運(yùn)動(dòng)有關(guān)的至少一個(gè)穩(wěn)定性準(zhǔn)則；以及，根據(jù)所述至少一個(gè)穩(wěn)定性準(zhǔn)則來自動(dòng)啟動(dòng)用于穩(wěn)定車輛的動(dòng)作動(dòng)作和/或執(zhí)行用于穩(wěn)定車輛的動(dòng)作。該穩(wěn)定性準(zhǔn)則可以是所期望的、提供了車輛的穩(wěn)定位置的重量分布。通過自動(dòng)啟動(dòng)用于穩(wěn)定的動(dòng)作和/或執(zhí)行用于穩(wěn)定的動(dòng)作，將操作者從另外的工作中解放出來且操作者可集中精力操作車輛。所述車輛例如可以是工程機(jī)械，如帶有可傾斜的杠桿裝置的挖掘機(jī)、帶有固定臂的管道敷設(shè)機(jī)、用于例如在港口中處理貨物的材料處理機(jī)、用于拆除例如建筑物的拆除機(jī)、 帶有伸縮臂的挖掘機(jī)等。根據(jù)有利的方法步驟，根據(jù)所述至少一個(gè)穩(wěn)定性準(zhǔn)則來執(zhí)行對(duì)底架的擺軸的自動(dòng)鎖定和/或自動(dòng)制動(dòng)。有利地，當(dāng)車輛的重量分布在運(yùn)行期間不利且可能導(dǎo)致車輛的不穩(wěn)定性時(shí)，可自動(dòng)鎖定或制動(dòng)該擺軸而無需操作者的干預(yù)。根據(jù)有利的方法步驟，可提供如下步驟監(jiān)測(cè)上架相對(duì)于底架的位置；監(jiān)測(cè)杠桿裝置(例如，動(dòng)臂，或者動(dòng)臂和與動(dòng)臂可樞轉(zhuǎn)地連接的臂)相對(duì)于上架的傾斜和/或長(zhǎng)度； 將監(jiān)測(cè)到的位置以及傾斜和/或長(zhǎng)度進(jìn)行組合，以確定車輛不穩(wěn)定性的風(fēng)險(xiǎn)；將組合的監(jiān)測(cè)的位置以及傾斜和/或長(zhǎng)度與所述至少一個(gè)穩(wěn)定性準(zhǔn)則進(jìn)行比較；以及，只要違反了至少一個(gè)穩(wěn)定性準(zhǔn)則，就自動(dòng)鎖定和/或制動(dòng)所述擺軸。
根據(jù)有利的方法步驟，當(dāng)來自監(jiān)測(cè)所述上架相對(duì)于底架的位置的傳感器的信號(hào)或來自監(jiān)測(cè)所述杠桿裝置(例如動(dòng)臂、或動(dòng)臂和與動(dòng)臂可樞轉(zhuǎn)地連接的臂)相對(duì)于上架的傾斜和/或長(zhǎng)度的信號(hào)未發(fā)送給自動(dòng)啟動(dòng)用于穩(wěn)定車輛的動(dòng)作和/或執(zhí)行用于穩(wěn)定車輛的動(dòng)作的控制單元時(shí)，可自動(dòng)執(zhí)行對(duì)擺軸的鎖定和/或制動(dòng)。有利地，僅在車輛內(nèi)的重量分布較嚴(yán)重而使車輛可能有傾斜的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，即超過預(yù)定的可能性閾值的情況下，進(jìn)行擺軸的鎖定或制動(dòng)。在其它運(yùn)行情況下，擺軸被解鎖且可提供其希望的驅(qū)動(dòng)特性。該方法可實(shí)施為硬件、軟件、或硬件和軟件的組合。特別地，可提供計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序包括計(jì)算機(jī)程序代碼，當(dāng)所述程序在可編程微型計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，所述計(jì)算機(jī)程序代碼適于執(zhí)行本發(fā)明的方法或在該方法中使用。當(dāng)在連接到互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，所述計(jì)算機(jī)程序可適于下載到控制單元或控制單元的部件之一?？商峁┐鎯?chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)內(nèi)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括在計(jì)算機(jī)上、在本發(fā)明的方法中使用的程序代碼。


從如下對(duì)于附圖所示的實(shí)施例的詳細(xì)描述中，可最好地理解本發(fā)明以及上述及其它目的和優(yōu)點(diǎn)，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例，其中附圖示意性地示出圖1是以透視圖示出了具有相對(duì)于底架旋轉(zhuǎn)的上架的挖掘機(jī)，所述挖掘機(jī)處于可能的傾斜位置；圖2是以透視圖示出了圖1的挖掘機(jī)的側(cè)視圖，其中上架與底架對(duì)齊；圖3是以透視圖從側(cè)面示出了圖1的挖掘機(jī)的動(dòng)臂的細(xì)節(jié)，圖中示出了動(dòng)臂處的傳感器；圖4是圖1的挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)單元的細(xì)節(jié)，圖中從側(cè)面示出了回轉(zhuǎn)單元處的傳感器的細(xì)節(jié)；圖5是圖4的回轉(zhuǎn)單元的細(xì)節(jié)，圖中從側(cè)面示出了圖4的傳感器單元的另外的細(xì)節(jié)；圖6是圖4的回轉(zhuǎn)單元的一部分的頂視圖，圖中帶有圖4的傳感器單元的一部分；圖7是描述根據(jù)本發(fā)明的在位于平地上的車輛中使用的方法的有利實(shí)施例的流程圖；并且圖8是描述根據(jù)本發(fā)明的在位于斜坡上的車輛中使用的方法的有利實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式在附圖中，相同或類似的元件通過相同的附圖標(biāo)號(hào)指出。附圖僅是示意性表示，并非旨在展示本發(fā)明的具體參數(shù)。此外，附圖僅意圖于描繪本發(fā)明的典型實(shí)施例，因此不應(yīng)視作限制本發(fā)明的范圍。圖1和圖2通過被實(shí)施為包括底架20和上架30的挖掘機(jī)的示例、以透視方式描繪了車輛10。上架30以可圍繞豎直軸線90相對(duì)于底架20旋轉(zhuǎn)的方式布置。上架30通過回轉(zhuǎn)單元60連接到底架20。在上架30的后端布置有平衡配重34，該平衡配重34設(shè)置為用于抵消由通過杠桿裝置40形成的附件所承擔(dān)的載荷(在適用情況下，包括任何載荷(未示出))，所述杠桿裝置40例如是具有可樞轉(zhuǎn)地附接的臂48的動(dòng)臂42。杠桿裝置40通過接頭附接到上架30，且可圍繞水平軸線80樞轉(zhuǎn)。車輛10的重量分布是不均勻的，以借助于配重34來平衡該杠桿裝置40和上架30的移動(dòng)。與圖2所示的、上架30相對(duì)于所述底架的相對(duì)定向相比，在圖1中，上架30旋轉(zhuǎn)了大約90度的角度。在圖2中，車輛10例如挖掘機(jī)被示出為處于準(zhǔn)備駛開的構(gòu)型，其中上架30與底架20對(duì)齊。在此構(gòu)型中，上架30未相對(duì)于底架20旋轉(zhuǎn)。動(dòng)臂42可以是單動(dòng)臂，或者像圖1和圖2所示的示例那樣由下動(dòng)臂部分44和上動(dòng)臂部分46組成，該下動(dòng)臂部分44在一端處可樞轉(zhuǎn)地連接到上架30，該上動(dòng)臂部分46在一端處與動(dòng)臂42的下動(dòng)臂部分44的另一端可樞轉(zhuǎn)地連接。在動(dòng)臂42的上動(dòng)臂部分46的另一端處可樞轉(zhuǎn)地附接有臂48。在圖1中，上架30圍繞豎直軸線90相對(duì)于底架20旋轉(zhuǎn)了大約90度，且上架30 在其后端處從底架20上方具有大的懸伸。在圖1中示出的情況下，就重量分布和車輛穩(wěn)定性方面而言，杠桿裝置40處于朝向上架30后端的不利的直立位置并且臂48降低到幾乎豎直的位置，從而導(dǎo)致車輛10處具有如下的總體重量分布即，在上架30的后部區(qū)域中不利地具有大量重量，處于所示位置的上架30會(huì)引起巨大的(且不希望的)向下指向的杠桿效應(yīng)，這又將上架30的后端向下拉，如圖1中的箭頭所示。例如，車輛10設(shè)置有例如作為前軸的擺軸沈并且設(shè)置有剛性的后軸觀。圖2作為側(cè)視圖示出了被實(shí)施為挖掘機(jī)的車輛10。根據(jù)本發(fā)明，還設(shè)置有傳感器系統(tǒng)100，該傳感器系統(tǒng)100用于監(jiān)測(cè)與底架20的傾斜運(yùn)動(dòng)有關(guān)的至少一個(gè)穩(wěn)定性準(zhǔn)則。更具體地，如圖3中示出，傳感器系統(tǒng)100可包括分配給杠桿裝置40的傳感器單元120，所述傳感器單元120在樞轉(zhuǎn)接頭中附接到上架30。圖3(作為示例)展示了傳感器裝置，該傳感器裝置具有檢測(cè)板122和檢測(cè)器124，該檢測(cè)板122附接到移動(dòng)部分，即杠桿裝置40的下動(dòng)臂部分44，該檢測(cè)器124附接到上架30。下動(dòng)臂部分44通過接頭32樞轉(zhuǎn)安裝且可圍繞水平軸線80樞轉(zhuǎn)。檢測(cè)器IM具有圍繞軸線80的一定的預(yù)定角度區(qū)域(“檢測(cè)范圍”)，在該角度區(qū)域內(nèi)，檢測(cè)器1 能夠檢測(cè)信號(hào)。檢測(cè)器IM可有利地布置在用于保護(hù)該檢測(cè)器124的殼體內(nèi)。傳感器單元120聯(lián)接到控制單元，該控制單元例如是電子控制單元(“ECU”)(在圖5中指示為150)。只要檢測(cè)板122與檢測(cè)器124以可操作方式連接，則傳感器單元120 就將相應(yīng)的傳感器信號(hào)發(fā)送到ECU150。以可操作方式連接意味著只要檢測(cè)板122位于檢測(cè)器124的檢測(cè)范圍內(nèi)，則檢測(cè)器IM就能檢測(cè)到該檢測(cè)板122，在此情況下，相應(yīng)的第一傳感器信號(hào)(“檢測(cè)到檢測(cè)板”)由檢測(cè)器1 發(fā)送到ECU 150。如果檢測(cè)板122移動(dòng)(圍繞水平軸線80旋轉(zhuǎn))到處于檢測(cè)器124的檢測(cè)范圍之外的位置，則傳感器單元120將另一個(gè)傳感器信號(hào)(“未檢測(cè)到檢測(cè)板”)發(fā)送到ECU 150。在圖3的實(shí)施例中，檢測(cè)板122附接到動(dòng)臂44。如果動(dòng)臂44旋轉(zhuǎn)，則只要檢測(cè)板122已離開檢測(cè)器124的檢測(cè)范圍，檢測(cè)器 124就發(fā)送表示“未檢測(cè)到檢測(cè)板”的信號(hào)。例如，此傳感器信號(hào)可以是零。在圖4和圖5中以側(cè)視圖并在圖6中以頂視圖示出了分配給回轉(zhuǎn)單元60的傳感器系統(tǒng)100的另一傳感器單元110的細(xì)節(jié)，該回轉(zhuǎn)單元60布置在上架30和底架20之間。傳感器系統(tǒng)100的傳感器單元110設(shè)置成用于監(jiān)測(cè)上架30相對(duì)于底架20的位置。 檢測(cè)板116a、116b、116c布置在上架30和底架20之間的回轉(zhuǎn)單元60的圓周部分處。上架30在回轉(zhuǎn)單元60的中心部分M中連接到底架20，且可圍繞位于該中心部分M中的豎直軸線(圖1和圖2中的軸線90)相對(duì)于底架20旋轉(zhuǎn)。檢測(cè)板116a、116b、116c形成為環(huán)形區(qū)段且附接到回轉(zhuǎn)單元60的布置在底架20 處的圓形支架板22的外圓周。檢測(cè)板116a、116b、116c表征了回轉(zhuǎn)單元60的如下圓周部分這些圓周部分指示了對(duì)于車輛10的傾斜穩(wěn)定性而言所容許的、上架3的容許位置(圖 1、圖2)。支架板22的其他的圓周區(qū)段22a、22b布置在檢測(cè)板116a、116b和檢測(cè)板116c之間。檢測(cè)板116a、116b、116c利用支架112附接到支架板22。另外，至少一個(gè)檢測(cè)器114附接到回轉(zhuǎn)環(huán)12，該回轉(zhuǎn)環(huán)12又安裝在上架30處。檢測(cè)器114具有非常窄的檢測(cè)范圍且向下指向到圓形支架板22的附接有檢測(cè)板116a、116b、116c的外圓周上。傳感器單元110聯(lián)接到ECU 150(在圖5中指示)。只要檢測(cè)板116a、116b和116c 與至少一個(gè)檢測(cè)器114以可操作方式連接，則傳感器單元110就將相應(yīng)的傳感器信號(hào)發(fā)送到E⑶150。以可操作方式連接意味著只要檢測(cè)板116a、116b或116c或多或少地直接位于檢測(cè)器114下方，則檢測(cè)器114就能檢測(cè)到相應(yīng)的檢測(cè)板116a、116b或116c，在此情況下，相應(yīng)的第一傳感器信號(hào)(“檢測(cè)到檢測(cè)板”)由檢測(cè)器114發(fā)送到E⑶150。如果上架 30圍繞豎直軸線(圖1和圖2中的90)旋轉(zhuǎn)，且檢測(cè)板116a、116b或116c都不處于傳感器 114的(窄的)檢測(cè)范圍內(nèi)(這是處于其他的圓周區(qū)段2 和22b中的情況)，則傳感器單元110將另一個(gè)傳感器信號(hào)(“未檢測(cè)到檢測(cè)板”)發(fā)送到E⑶150。此傳感器信號(hào)例如可以是零。
這些區(qū)段22a、22b以如下方式布置在支架板22上S卩，它們指示了上架30相對(duì)于底架20的、在檢測(cè)器114 (布置在上架30處)位于這些區(qū)段22a、22b上方的情況下可能導(dǎo)致該挖掘機(jī)10不穩(wěn)定的位置，因?yàn)樵谶@些位置上，上架30處的配重34相對(duì)于車輛10的總體重量分布來說被不利地放置?；剞D(zhuǎn)單元60處的檢測(cè)板116a、116b或116c以非對(duì)稱的方式沿圓周布置(見圖 6)。該非對(duì)稱布置是因?yàn)槿缦率聦?shí)即，在所選擇的示例中，車輛10(圖1和圖2、裝配有一個(gè)擺軸26 (在圖6的上部分中以虛線指示)和一個(gè)剛性的后軸28 (在圖6的下部分中以虛線指示)。圖7圖示了根據(jù)本發(fā)明的操作方法的示例。假定車輛10位于平地(水平地面或大致水平地面)上或在平地上移動(dòng)，從而可能存在如下風(fēng)險(xiǎn)即，由于配重位置以及擺軸沈的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的不利組合而導(dǎo)致車輛10的意外傾斜，例如在上架30的后端上的傾斜。用于操作該車輛10 (在此，例如是作為圖1和圖2中的挖掘機(jī)10的工程機(jī)械)的方法包括如下步驟監(jiān)測(cè)與挖掘機(jī)10的底架20的傾斜運(yùn)動(dòng)有關(guān)的至少一個(gè)穩(wěn)定性準(zhǔn)則；以及，根據(jù)所述至少一個(gè)穩(wěn)定性準(zhǔn)則來自動(dòng)啟動(dòng)動(dòng)作和/或執(zhí)行用于穩(wěn)定該工程機(jī)械10的動(dòng)作。結(jié)合圖7和圖8的描述而使用的用于挖掘機(jī)及其部件(包括傳感器系統(tǒng)100及其部件)的附圖標(biāo)號(hào)參考前述圖1至圖6。在步驟200中，從傳感器系統(tǒng)100的傳感器單元110發(fā)送的傳感器信號(hào)Sl和從傳感器系統(tǒng)100的傳感器單元120發(fā)送的傳感器信號(hào)在E⑶150中受到監(jiān)測(cè)。如果挖掘機(jī) 10的上架30相對(duì)于底架20處于不嚴(yán)重的位置且如果杠桿裝置40相對(duì)于上架30處于容許位置，則各傳感器單元110、120將信號(hào)(“檢測(cè)到檢測(cè)板122 ；檢測(cè)到檢測(cè)板116a、116b、 116c”)發(fā)送到E⑶150。否則，即如果上架30和杠桿裝置40未處于容許位置，則各傳感器
9單元110、120不將任何信號(hào)發(fā)送到E⑶150，即在此示例中，對(duì)應(yīng)于“未檢測(cè)到檢測(cè)板”的傳
感器信號(hào)為零。在步驟202中，檢查是否存在傳感器信號(hào)Sl。如果存在傳感器信號(hào)Sl (在該流程圖中為“是”)，則此進(jìn)程跳回到步驟200，且繼續(xù)監(jiān)測(cè)傳感器信號(hào)Si、S2。如果不存在傳感器信號(hào)Sl (在該流程圖中為“否”)，則此進(jìn)程繼續(xù)進(jìn)行到步驟204。在步驟204中，檢查是否存在從傳感器單元120發(fā)出的傳感器信號(hào)S2。如果存在傳感器信號(hào)S2(在流程圖中為“是”)，則此進(jìn)程跳回到步驟200并繼續(xù)監(jiān)測(cè)傳感器信號(hào)Si、 S2。如果不存在傳感器信號(hào)S2 (在該流程圖中為“否”)，則此進(jìn)程繼續(xù)進(jìn)行到步驟206。當(dāng)然，Sl和S2的順序可以顛倒，從而可以在檢查是否存在傳感器信號(hào)Sl之前檢查是否存在傳感器信號(hào)S2。僅當(dāng)既不存在來自分配給上架30相對(duì)于底架20的位置的傳感器單元110的傳感器信號(hào)Si，也不存在來自分配給杠桿裝置40的傾斜的傳感器單元120的傳感器信號(hào)S2時(shí)， 才執(zhí)行步驟206。在步驟206中，E⑶150自動(dòng)啟動(dòng)對(duì)車輛10的擺軸沈的鎖定。替代地，擺軸沈可受到制動(dòng)。制動(dòng)該擺軸26意味著在擺軸沈的移動(dòng)期間的傾斜減速，這意味著動(dòng)能的吸收。 可選地，可向操作者發(fā)出警告，以表明車輛接近了嚴(yán)重傾斜位置。有利地，如果發(fā)生了上架30的位置與杠桿裝置40的傾斜的嚴(yán)重組合，則擺軸沈?qū)⒈还潭?即，鎖定或制動(dòng))，且能夠明顯降低車輛10尤其在平坦堅(jiān)硬地面上、在后部上的由于重量的不利分配而導(dǎo)致的意外傾斜的風(fēng)險(xiǎn)。雖然該流程圖的邏輯在車輛10處于平地上時(shí)能很好地工作，但當(dāng)車輛10處于斜坡上時(shí)，必須考慮斜坡的傾角和車輛相對(duì)于該斜坡的實(shí)際重力分布。例如，如果對(duì)擺軸沈的鎖定或制動(dòng)不足以達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，則可以停止杠桿裝置40和/或上架30的實(shí)際移動(dòng)，并警告操作者在所需的用于穩(wěn)定車輛10的方向上旋轉(zhuǎn)該杠桿裝置40和/或上架30。當(dāng)這樣做時(shí)，激勵(lì)操作者將車輛10的定位和/或位置朝向執(zhí)行所計(jì)劃的操作時(shí)穩(wěn)定的位置改變。 有利地，E⑶150甚至可以給出車輛10應(yīng)如何移動(dòng)的指示，例如應(yīng)如何轉(zhuǎn)動(dòng)，以達(dá)到在例如杠桿裝置40的運(yùn)行期間具有更高穩(wěn)定性的位置。在圖8描繪的流程圖中給出了示例。在步驟300中，在E⑶150中監(jiān)測(cè)從傳感器系統(tǒng)100的傳感器單元110發(fā)出的傳感器信號(hào)Si、從傳感器系統(tǒng)100的傳感器單元120發(fā)出的傳感器信號(hào)S2、以及從傳感器系統(tǒng)100的另外的傳感器單元“斜坡傳感器”(在圖1至圖6中未示出)發(fā)出的傳感器信號(hào)S3。如果上架30相對(duì)于底架20處于不嚴(yán)重的位置，如果杠桿裝置40相對(duì)于上架30 (和配重34)處于容許位置且如果車輛10自身不處在斜坡上或處在其相對(duì)于水平面的傾角不超過預(yù)定閾值角度的斜坡上，則各傳感器單元110、120和斜坡傳感器單元將信號(hào)發(fā)送到E⑶150。否則，即如果上架30和/或杠桿裝置40和/或車輛10自身(例如，如果車輛10處在其相對(duì)于水平面的傾角超過所述預(yù)定閾值角度的斜坡上)不處于容許位置，則各傳感器單元110、120不發(fā)送任何信號(hào)到E⑶150，即在此情況下，相應(yīng)的傳感器信號(hào)為零。在步驟302中，檢查是否存在傳感器信號(hào)S3。如果存在傳感器信號(hào)S3 (在該流程圖中為“是”)，則此進(jìn)程繼續(xù)進(jìn)行到步驟306。如果不存在傳感器信號(hào)S3 (在該流程圖中為 “否”)，則此進(jìn)程繼續(xù)進(jìn)行到步驟304。
在步驟304，檢查是否存在從傳感器單元110發(fā)出的傳感器信號(hào)Si。如果存在傳感器信號(hào)Sl (在該流程圖中為“是”)，則此進(jìn)程繼跳回到步驟300并繼續(xù)監(jiān)測(cè)傳感器信號(hào) Si、S2和S3。如果不存在傳感器信號(hào)Sl (在該流程圖中為“否”)，則此進(jìn)程繼續(xù)進(jìn)行到步驟 310。在步驟306中，檢查是否存在傳感器信號(hào)Sl。如果存在傳感器信號(hào)Sl (在該流程圖中為“是”)，則此進(jìn)程跳回到步驟300并繼續(xù)監(jiān)測(cè)傳感器信號(hào)S1、S2和S3。如果不存在傳感器信號(hào)Sl (在該流程圖中為“否”)，則此進(jìn)程繼續(xù)進(jìn)行到步驟308。在步驟308中，檢查是否存在從傳感器單元120發(fā)出的傳感器信號(hào)S2。如果存在傳感器信號(hào)S2(在該流程圖中為“是”)，則此進(jìn)程跳回到步驟300并繼續(xù)監(jiān)測(cè)傳感器信號(hào) Si、S2和S3。如果不存在傳感器信號(hào)S2(在該流程圖中為“否”)，則此進(jìn)程繼續(xù)進(jìn)行到步驟 310。當(dāng)然，Sl和S2的順序可以顛倒，從而可以在檢查是否存在傳感器信號(hào)Sl之前檢查是否存在傳感器信號(hào)S2。僅當(dāng)既不存在來自分配給上架30相對(duì)于底架20的位置的傳感器單元110的傳感器信號(hào)Si，也不存在來自分配給杠桿裝置40的傾斜的傳感器單元120的傳感器信號(hào)S2時(shí)， 才執(zhí)行步驟310。在步驟310中，E⑶150自動(dòng)啟動(dòng)對(duì)車輛10的擺軸沈的鎖定。替代地，擺軸沈可受到制動(dòng)。制動(dòng)該擺軸26意味著在擺軸沈的移動(dòng)期間的傾斜減速，這意味著動(dòng)能的吸收。 可選地，可向操作者發(fā)出警告，以表明車輛接近于嚴(yán)重傾斜位置。有利地，如果出現(xiàn)了上架30的位置與所述斜坡的嚴(yán)重組合，則即使在斜坡上，也能夠明顯降低車輛10的由于不利的重量分布而導(dǎo)致的意外傾斜的風(fēng)險(xiǎn)。
權(quán)利要求
1.一種車輛(10)，所述車輛包括如下部件中的至少一個(gè)(i)底架00)和上架(30)， 所述上架(30)以可圍繞豎直軸線(90)相對(duì)于所述底架00)旋轉(zhuǎn)的方式布置；和(ii)杠桿裝置(40)，所述杠桿裝置00)以可圍繞水平軸線(80)相對(duì)于所述上架(30)樞轉(zhuǎn)的方式布置，其中還設(shè)置有傳感器系統(tǒng)(100)，所述傳感器系統(tǒng)(100)用于監(jiān)測(cè)與所述車輛(10)的傾斜運(yùn)動(dòng)有關(guān)的至少一個(gè)穩(wěn)定性準(zhǔn)則，并且其中控制單元(150)聯(lián)接到所述傳感器系統(tǒng)(100)，以根據(jù)所述至少一個(gè)穩(wěn)定性準(zhǔn)則來自動(dòng)啟動(dòng)用于穩(wěn)定所述車輛(10)的動(dòng)作和/或執(zhí)行用于穩(wěn)定所述車輛(10)的動(dòng)作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其中，所述傳感器系統(tǒng)(100)包括傾角傳感器，所述傾角傳感器用于監(jiān)測(cè)所述車輛(10)相對(duì)于水平地面或大致水平地面的傾角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車輛，其中，所述傳感器系統(tǒng)(100)設(shè)置成用于監(jiān)測(cè)所述上架(30)相對(duì)于所述底架O0)的位置以及所述杠桿裝置GO)相對(duì)于所述上架(30)的傾斜和/或長(zhǎng)度。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的車輛，其中，所述杠桿裝置GO)僅包括(i)以可樞轉(zhuǎn)方式附接到所述上架(30)的動(dòng)臂(42)，或者包括(ii)以可樞轉(zhuǎn)方式附接到所述上架(30)的動(dòng)臂02)和以可樞轉(zhuǎn)方式附接到所述動(dòng)臂G2)的臂08)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的車輛設(shè)備，其中，在所述底架O0)處布置有至少一個(gè)擺軸(26)，并且其中，所述底架O0)的所述至少一個(gè)擺軸06)能夠根據(jù)所述至少一個(gè)穩(wěn)定性準(zhǔn)則而被自動(dòng)鎖定和/或自動(dòng)制動(dòng)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的車輛，其中，還設(shè)置有傳感器(110)，所述傳感器(Iio)用于監(jiān)測(cè)所述上架(30)相對(duì)于所述底架00)的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輛，其中，在所述上架(30)和所述底架00)之間布置有一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)板(116a、116b、116c)，并且所述一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)板(116a、116b、116c)與至少一個(gè)檢測(cè)器(114)以可操作方式連接，以檢測(cè)所述一個(gè)或多個(gè)檢測(cè)板(116a、116b、116c) 相對(duì)于所述檢測(cè)器(114)的移動(dòng)或位置。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的車輛，其中，還設(shè)置有傳感器單元(120)，所述傳感器單元(120)用于監(jiān)測(cè)所述動(dòng)臂GO)相對(duì)于所述上架(30)的傾斜和/或長(zhǎng)度，并且其中，所述傳感器單元(120)優(yōu)選包括與所述至少一個(gè)檢測(cè)器(IM)以可操作方式連接的至少一個(gè)檢測(cè)板(12 ，以檢測(cè)所述至少一個(gè)檢測(cè)板(12 相對(duì)于所述檢測(cè)器(124)的移動(dòng)或位置。
9.一種根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的工程機(jī)械，尤其是挖掘機(jī)(10)。
10.一種用于操作車輛(10)的方法，所述車輛(10)具有上架(30)和底架(20)，其中， 所述上架(30)圍繞豎直軸線(90)相對(duì)于所述底架00)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述方法包括如下步驟-監(jiān)測(cè)與所述車輛(10)的傾斜運(yùn)動(dòng)有關(guān)的至少一個(gè)穩(wěn)定性準(zhǔn)則，-根據(jù)所述至少一個(gè)穩(wěn)定性準(zhǔn)則來自動(dòng)啟動(dòng)用于穩(wěn)定所述車輛(10)的動(dòng)作和/或執(zhí)行用于穩(wěn)定所述車輛(10)的動(dòng)作。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括如下步驟監(jiān)測(cè)所述車輛(10)相對(duì)于水平地面或大致水平地面的傾角。
12.根據(jù)權(quán)利要求10至11中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括如下步驟-下述步驟中的至少一個(gè)(i)監(jiān)測(cè)所述上架(30)相對(duì)于所述底架00)的位置；和 ( )對(duì)于裝配有杠桿裝置GO)的車輛(10)，監(jiān)測(cè)所述杠桿裝置00)相對(duì)于所述上架(30) 的傾斜和/或長(zhǎng)度；-評(píng)估⑴所監(jiān)測(cè)到的位置和/或(ii)所監(jiān)測(cè)到的傾斜和/或長(zhǎng)度；以基于至少一個(gè)穩(wěn)定性準(zhǔn)則來確定所述車輛(10)的不穩(wěn)定性風(fēng)險(xiǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中的任一項(xiàng)所述的方法，所述方法用于裝配有布置在所述底架00)處的至少一個(gè)擺軸06)的車輛，所述方法還包括如下步驟如果且只要違反所述至少一個(gè)穩(wěn)定性準(zhǔn)則，則自動(dòng)鎖定和/或制動(dòng)所述擺軸06)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括如下步驟當(dāng)既不把來自監(jiān)測(cè)所述上架(30)相對(duì)于所述底架00)的位置的傳感器系統(tǒng)(100)的信號(hào)、也不把來自監(jiān)測(cè)杠桿裝置GO)相對(duì)于所述上架(30)的傾斜和/或長(zhǎng)度的所述傳感器系統(tǒng)(100)的信號(hào)發(fā)送到控制單元(150)以自動(dòng)啟動(dòng)用于穩(wěn)定所述車輛(10)的動(dòng)作和 /或執(zhí)行用于穩(wěn)定所述車輛(10)的動(dòng)作時(shí)，自動(dòng)鎖定和/或制動(dòng)所述擺軸06)。
15.計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序包括計(jì)算機(jī)程序代碼，當(dāng)所述程序在可編程微型計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，所述計(jì)算機(jī)程序代碼適于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求10至14中的至少一項(xiàng)所述的方法或在所述方法中使用。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)在連接到互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，所述計(jì)算機(jī)程序適于下載到控制單元(150)或所述控制單元(150)的部件之一。
17.計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括在計(jì)算機(jī)上、在根據(jù)權(quán)利要求10至14中的任一項(xiàng)所述的方法中使用的程序代碼。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種車輛(10)，其包括下述部件中的至少一個(gè)(i)底架(20)和圍繞豎直軸線(90)相對(duì)于底架(20)以可旋轉(zhuǎn)方式布置的上架(30)，和(ii)圍繞水平軸線(80)相對(duì)于上架(30)可樞轉(zhuǎn)地布置的杠桿裝置(40)，其中傳感器系統(tǒng)(100)設(shè)置成用于監(jiān)測(cè)與車輛(10)的傾斜運(yùn)動(dòng)有關(guān)的至少一個(gè)穩(wěn)定性準(zhǔn)則，且其中，控制單元(150)聯(lián)接到傳感器系統(tǒng)(100)，以根據(jù)至少一個(gè)穩(wěn)定性準(zhǔn)則來自動(dòng)啟動(dòng)用于穩(wěn)定車輛(10)的動(dòng)作和/或執(zhí)行用于穩(wěn)定車輛(10)的動(dòng)作。可降低車輛(10)的意外傾斜的風(fēng)險(xiǎn)。
文檔編號(hào)E02F9/24GK102395480SQ200980158781
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2009年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月17日
發(fā)明者烏韋·米勒, 朱迪思·布里登, 約爾格·里布, 馬庫斯·羅斯 申請(qǐng)人:沃爾沃建筑設(shè)備公司