用于工程机械的操作单元和用于运行该操作单元的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于工程机械(1)的操作单元(13)，其中操作单元(13)可折叠地或者可下沉地设置在工程机械(1)上。操作单元具有用于显示和输入的触摸屏(10)。触摸屏(10)的信息区(14、14’、14”)和/或操作区(15、15’、15”)的选择和/或布置和/或显示大小与情况相关地实现。
【专利说明】用于工程机械的操作单元和用于运行该操作单元的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于工程机械的操作单元和一种用于运行该操作单元的方法，其中所述操作单元具有触摸屏，用于显示和输入信息。
【背景技术】
[0002]属于这类工程机械的特别有用于交通路线建设以及土工和垃圾堆放的所有移动式机械。典型的这类机械是路面铣刨机、筑路机、路面整修机、土壤稳定机、表面掘进机、夯实辊、土壤和垃圾夯实机、撒播车、挖土机、履带式车辆和平土机。
[0003]这类工程机械包括机架和行走机构，其中行走机构的接触地面的功能单元下面称为行驶元件。因此典型的行驶元件例如是车轮、履带机构、辊(轮箍)等。此外这里包括的工程机械还具有作业装置，用该作业装置执行它的专门的工程机械功能。在路面铣刨机的情况下作业装置例如是铣刨转子，在夯实辊的情况下例如是用于产生轮箍的振动的激励器。
[0004]为这类工程机械的操作者提供操作工作台，在操作工作台上存在所有操作区和运行指示。特别在移动的和自行驶的工程机械中存在不同的运行模式，例如在运输运行，其中工程机械仅改变地点；和不同的作业模式，其中工程机械进行其规定的作业。在不同的作业模式中，对于操作者必须观察专门的运行指示和执行不同的操作功能。
[0005]在DE43 08 556A1中记载了用于起重设备和重型的工程机械的这种类型的操作工作台。它在操作人员的可触及区域内包括具有监视器的操作单元。这里设有显示器，其可围绕多个轴线转动地和倾斜地设置，因此在所有运行条件下都能够无眩光地(blendungsfrei)调整。该显示器可以在停止使用时下沉或者移除。它也应该用于保护防止滥用或者破坏。但是在该文献中建议的解决方案在构造上花费非常大并且要求非常大的位置。
[0006]此外从US2008/0094374A1中获知一种用于撒播车的操作单元。它包括用于输入信息和用于以不同颜色显示信息的触摸屏。
【发明内容】
[0007]本发明的任务在于，为工程机械提供一种改进的操作单元，它提供足够的防破坏保护并且基本上改善工程机械的易操作性。
[0008]该任务通过独立权利要求的主题解决。有利的扩展在从属权利要求中说明。
[0009]根据本发明的第一方面，本发明涉及用于工程机械的操作单元，其中操作单元可折叠地或者可下沉地设置在工程机械上，其特征在于，操作单元具有触摸屏，用于显示和输入信息；和信息区和/或操作区的显示与情况(工程机械的状况)相关地进行。可折叠性或者可下沉性具有这样的结果:操作单元在折叠或者下沉后从外面不可见，这样减小了破坏的可能性。此外优选在折叠的或者下沉的状态下设置锁定装置。在需要的情况下触敏的触摸屏通过折叠或者下沉也可以受到保护不被损坏或者外部的危险作用。触摸屏也称为触屏、触摸显示屏或者触感显示屏。这种触摸屏与现有技术相比显著小，此外在一个构件内结合了显示和操作的功能。因此它在结构上能够明显更简单地折叠或下沉。不过它为显示本身提供小的位置，因此在把多部分的显示和操作单元转变为单部分的带有触摸屏和相应的功能组合的操作单元时合理的是，其与情况相关地进行信息区和操作区的显示，使得即使在可使用的位置少的情况下也能够进行所有在相关情况下相关的显示和输入。
[0010]术语“与情况相关地/根据情况”在本发明中理解为，信息区和操作区的显示取决于工程机械的运行模式。因此在运行模式变化的情况下信息区和/或操作区的显示也以下面的方式变化:显示相关的运行模式所需的信息区和操作区，而不显示该运行模式不需要的信息区和操作区。
[0011]本发明的核心特别在于，操作区在触摸屏上的显示与情况相关地变化。于是显示的操作区的选择或者安排特别可以根据工程机械的运行情况改变。对此可选地或与之组合地，显示的操作区的显示大小根据工程机械的运行情况变化。通过这种方法触摸屏的迄今尚未开发的可能性在用于工程机械时能够得到进一步的发挥，特别当对触敏的触摸屏构成唯一用于操作的操作单元时，例外的是必要时存在点火开关或接通开关，首先用所述点火开关或接通开关起动该操作单元。
[0012]工程机械的所谓的“不同的运行情况”在这里是指为这样的情况差异:它们通过在工程机械上设置的工具和作业装置的状态和当前的活动确定地产生。例如一个工作的振动辊与一个不工作的振动辊相比引起不同的运行状态。或者在路面铣刨机的情况下接通用于粗铣刨的铣刨辊构成不同于例如接通精铣刨的铣刨辊的运行状态。也就是说运行状态也可以通过内部的、即与工程机械相关的参数规定。切换到另一个在触摸屏上显示的、自身尚未对工具和作业装置施加直接的作用的操作菜单不会引起工程机械上运行情况的改变，因为触摸屏以及其他的控制装置孤立地看对于本发明不构成现有技术的工具或者作业装置。
[0013]例如可以设定，在确定的运行模式下仅显示与该运行模式相关的那些操作区。在该运行模式下不相关的操作区保持隐藏。此外各个操作区的大小也可以根据情况而不同。这样，当松开驻车制动时，例如可以在行驶模式下放大示出一种虚拟的加速踏板，用于控制行驶速度。涉及行驶运行中的不重要的操作指令的操作区可以构造的显著小。此外当要使车辆运动时当然也可以把该虚拟的加速踏板的排列在明显中央的位置设置。相反当驻车制动被激活时，用于操作作为设备例如用于夯实地基的轮箍、输送设备或者铣刨辊的操作区突出的位置定位在触摸屏上。
[0014]本发明使得能够尽可能高效率地利用触摸屏上的位置，由此在尽可能小的触摸屏上仍能够布置当前相关的所有操作区。可以不设置多个特别是机械式的操作区，使得也能够显著减小机器的易故障性。此外该方法提供这样的可能性，即简单地通过下载特别是制造商方面的软件更新，能够不断地更新操作方式。因此操作单元能够容易地适应新的框架条件。
[0015]优选这样的操作单元设置在用于操作工程机械的至少两个不同的操作位置。这里操作区的选择、布置或者显示大小根据操作单元的操作位置变化。也就是说操作单元可拆卸地在工程机械上设置，并且这里例如可以设置在驾驶室左面的位置或者驾驶室右面的位置。另一种可能性是当然也可以设置在驾驶室外面的位置，例如在罩壳的侧面，使得也能够从机械的外部操作。此时工程机械和操作单元之间的连接既可以是无线连接，也可以是有线连接，这里在本发明的范围内特别设定，设有至少一个地点固定的、也就是说地点上固定地预先规定的操作位置。操作位置可以通过支架地点固定地预先规定，操作单元可在支架中容纳在工程机械上。
[0016]对此有利的是，操作区的显示现在仅根据所占据的操作位置改变。这样例如仅对一个专门的操作位置有意义，相反在另一个操作位置没有意义。例如如果由于法律规定要求操作人员在工程机械行驶期间始终位于驾驶室内，而不能位于驾驶室外面，则仅当在驾驶室内操作位置被占据时才显示“驾驶操作元件”。
[0017]优选自动地识别操作单元位于哪个操作位置。这点例如可以借助布线或者插接连接进行，特别通过在插接位置设置接触开关进行。另外可选地这也可以无线地、例如通过使用RFID芯片或者其他非接触的识别可能性进行。另外，可选地，操作位置也可以仅通过连接类型确定。这样现有的蓝牙连接可以指出，未具体确定的、地点灵活的操作位置被占据。
[0018]在另一种优选的结构中可以设定，操作单元可以与至少两个分开的工程机械连接，用于操作相应的工程机械。根据所连接的工程机械改变操作区的选择、布置或者显示大小。上面为操作位置所述的内容当然在操作单元用于另一个工程机械时同样适用。这样不言而喻的是，另外的、特别类型与其不同的工程机械需要不同的操作区并且也需要不同的用于输出信息的显示元件。操作单元总是自动地识别与其连接的工程机械，并且操作区的显示自动地适配于相应的运行情况。
[0019]有利的是，操作单元现在不再与机器有关；本发明的方法使得能够使操作区更多地与人员有关。这意味着，操作位置可以拥有一种人格化(personifizieren)的操作单元，这种操作单元将该操作位置用于操作不同的工程机械。操作人员可以为自身调整操作单元的基本特征，例如优选的字体大小、亮度或色彩偏好。但是当操作单元与另一个工程机械连接时，操作单元的工程机械特定的特征始终自动地适配。这里同样适用的是，操作单元和相应工程机械之间的连接既可以以无线方式也可以以有线连接方式进行。操作位置一方面可以是在工程机械附近“任何一处”的不确定的位置处，即是无线的；另一方面，操作位置也可以通过播接位置或者类似结构在地点上具体地确定。
[0020]此外，本发明还包括具有上述类型的操作单元的工程机械。该操作单元可拆卸地与工程机械连接并且可在多个不同的操作位置与工程机械连接。存在用于识别操作位置的装置。但是这里特别始终设置至少一个在地点上固定的操作位置。此外本发明涉及由至少两个工程机械组成的组，所述工程机械的区别在于工程机械的种类，其中这两个工程机械可以通过同一个操作单元操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]根据在附图中表示的实施例进一步解释本发明。附图中示意性地:
[0022]图1示出移动的、自行驶的工程机械；
[0023]图2进一步示出该工程机械的部分剖切的俯视图；
[0024]图3到5分别示出操作单元的透视图；和
[0025]图6示出操作单元的折叠机构。
【具体实施方式】[0026]图1中示出的工程机械I例如是振动夯土机，其具有前车2和后车3，它们通过摆接头/弯折接头4彼此连接。前车设有用于振动夯实地基7的轮箍(Bandage) 5。轮箍5构成该工程机械的作业装置，也就是说用它来执行振动夯土机类的夯实工作。在后车3上有一对装备有橡胶轮胎的车轮6。此外该工程机械设有驾驶台8 (图2)，它设置在驾驶室9内。
[0027]对于所有其他通常在这类工程机械I上存在的监视、控制和调节设备纯示例性地和代表性地示出光学照相机21，用它监视该工程机械的作业装置和工作结果。其他在这种工程机械中通常监视的量例如是燃料、水、油压、地基7的夯实测量值和关于被加工的地基、工程机械I的地理位置、行驶速度、速度预选、作业装置的驱动装置、作业装置的磨损、驱动装置以及必要时作业装置的转速、运行时长的任意其他的测量。
[0028]工程机械I在不同的运行模式下运行。为了使工程机械I进行纯粹的位置改变，例如将工程机械切换到运输模式，在这种模式下工程机械可以以较高的速度行驶，并且在该模式下轮箍5不执行任何振动作业。为了夯实地基7工程机械I可以以不同的运行模式运行，在这种模式下轮箍被置于振动中，并且在此时工程机械I的行驶速度通常较慢。振动的类型和形式例如根据地基的类型、当前存在的夯实情况或者根据要实现的夯实来调整。工程机械I装备有工作控制系统，这里是夯实控制系统，利用该系统确定和以文件形式记录执行的工作/夯实并且与其他的信息一起在按照图2和3的触摸屏10上显示。
[0029]在根据图2的工程机械I的俯视图中驾驶室9的顶棚被切除，从而能够看见构造成平台11的操作工作台12，它在工程机械I的整个宽度上延伸，并且操作人员(未图示)停留在操作工作台旁边。该操作工作台12设有操作单元13，所述操作单元在四个不同的操作位置A、B、C和D示出。操作单元13装备有触摸屏10，触摸屏10设有多个信息区14和多个操作区15(图3)。此外在操作工作台12上设置操纵杆16，用于控制工程机械I的不同的功能。
[0030]操作工作台12可以装备唯一的操作单元13，所述操作单元可以静止地设置预先规定的地点，例如设置在操作位置A、B、C或D，或者操作单元在其操作位置上是可变的，并且可以有选择地安置在操作位置A、B、C或D之一中。在大型的工程机械中也可以在不同的操作位置A、B、C或D存在多个这种操作单元。在操作位置A和D中操作单元13借助臂18保持在驾驶室9或者平台11的外部。在驾驶室9或者平台11的内部的操作位置B和C中，操作单元保持在支架19(图3)上。当在工程机械I和便携式的操作单元13’之间存在无线连接22时，工程机械I能够由此在远程控制模式中被远程控制。在这种运行模式下仅在触摸屏10上显示远程操作工程机械I所需要的操作区15。用于工程机械I的应该不能远程操作的功能的操作区15则不显示。
[0031]操作单元13的操作位置A、B、C或D通常取决于工程机械I的当前的作业模式和使用地点的实际条件。在图2中示出例如向右进行转向回转的工程机械1，其中轮箍5以其在行驶方向上位于右面的边缘沿预先规定的线17行驶，如通常地由路边石边缘构成的线。为了操作人员能够正确地观察轮箍5的边缘，则操作人员应位于相关的车辆侧。此时有利的是，当操作单元13也定位在该车辆侧时，则应在平台11的外部在操作位置A中或者在平台11的内部在操作位置B中，从而操作者能够良好地读取触摸屏10的信息区14并且容易地够及操作区15。当操作者必须停留在平台11的左侧或者中央并且操作单元13尽可能位于操作位置C或者D时，这合理地适用。[0032]信息区14和操作区15在触摸屏10上与情况相关地显示。这意味着，这种显示与当前的运行状态、施工现场的当前状态和/或操作者在平台11上的当前位置相关。这里信息区14显示这样的信息,它们为当前的运行状态和/或操作者的位置定制。操作区15同样涉及那些涉及当前的运行状态和/或操作者的位置的功能。如果与当前情况无关地需要使用信息区14和操作区15，则它们保持不变。
[0033]当工程机械I例如处于运输模式时，信息区14显示工程机械I的运输行驶常见的和重要的运行参数，其中特别是:作业装置在运输位置，辅助驱动装置关断等。操作区15在运输模式中这样设置，使得能够操作和控制工程机械I的运输行驶常见的和重要的功能，其中特别是:快速行驶、慢速行驶等。对于对运输方式不相关的信息，例如关于加工过程的测量结果、这里例如是夯实测量值，和关于作业装置的运行和磨损的数据，不进行显示。同样很少显示与运输模式不相干的操作区，例如接通和切断作业单元或者接通或者切断规定的工作流程等。
[0034]在维护模式中，信息区14内常见的显示和操作区15的布置例如是“切断/接通主驱动装置”、“切断/接通辅助驱动装置”。在一种专门的“夜间运行”模式中，通常显示所有大灯和信号灯的正常的功能和使得能够通过操作区15对其进行操作。
[0035]根据工程机械I的类型存在多种作业模式，这些作业模式使得需要在信息区14内和操作区15内进行不同的显示和对操作区进行不同的布置。这些作业模式例如可能涉及前进或者说向前行驶、涉及倒车运行、涉及辅助设备的接通和关断、涉及辅助材料或者添加剂消耗或供给、涉及测量结果的显示、涉及测量、监视和控制设备的接通和关断等。
[0036]信息区14可以以已知的方式例如构造成模拟的或者数字的显示、用于显示照相机图像的图案、图形显示或者屏幕等。操作区15可以以已知的方式例如通过图标、虚拟的按钮、滑标或者杠杆等示出，它们可以通过操作人员相应的接触被操作。
[0037]在触摸屏10上可以同时显示多个信息区14和/或操作区15。它们能够根据运行模式和/或通过操作者的相应的控制具有不同的大小，并且它们在触摸屏10上的位置可以是不同的。换句话说这意味着，各个信息区14和操作区的大小、布置和分布可以根据工程机械的各种运行情况变化和/或被改变。
[0038]操作区15和信息区14的显示的切换可以自动地随着从一种运行模式向另一种的切换进行，例如还通过操纵杆16的操作或者通过操作者借助操作区15进行切换而进行。
[0039]同样有利的是，工程机械I的所说明的使用可能性不仅限于唯一的一个工程机械。操作单元13也可以在其他的工程机械上连接或者与其一起使用。操作单元13自动地确定，处于哪个操作位置和/或它与哪一个工程机械连接，并且自动地调整触摸屏10的显
/Jn ο
[0040]图3和4示出，信息区14和操作区15的布置以何种方式根据情况适应操作者在平台11上的位置。信息区14、20、21和操作区15的布置和分布在图3中例如相应于操作位置C选择,在该操作位置操作者位于平台11的左侧。为使操作区15的操作变得容易，因此这些操作区设置在触摸屏10的左侧。较大的因此容易读取的信息区21设置在最远的区域、也就是说设置在触摸屏10的右侧。信息区14是模拟或数字的显示，信息区20是照相机20的电视图像，而信息区21是地基7的加工状态的计算机模拟。
[0041]信息区14、20、21和操作区15的布置和分布在图4中对应于操作位置B，在该操作位置，操作者位于平台11的右侧。信息区14、20、21和操作区15的布置相对于操作位置C的布置在侧面上反转，使得操作区15最靠近操作者的右手，而较大的信息区最远离操作者设置。由于存在用于自动识别触摸屏10的位置的装置，从触摸屏10上的一种布置向另一种布置的切换自动进行。
[0042]图5中示出具有信息区14、14’、14”和操作区15、15’、15”的触摸屏10，这些信息区和操作区根据布置、大小和类型与在图3和4中示出的触摸屏10不同。图5应该纯示意地示出，信息区14、14’、14”和操作区15、15’、15”以何种方式根据作业模式和操作位置变化并适应于相应的情况。
[0043]操作单元13可以在运行结束时以保护触摸屏10不被损坏的方式折叠。这里操作单元13可以这样设有触摸屏10，使得触摸屏10在操作单元13折叠后从外面根本不再能够被认出是触摸屏10，这防止破坏。可选或附加地，可以下沉带有触摸屏的操作单元13，使得观察者的视线仅尚能落在不显眼的、基本上平的表面上。还可以设置锁定装置，所述锁定在折叠和/或下沉后能够被激活，以提供保护防止破坏、盗窃或者未经授权的使用。上述折叠和/或下沉的实现方式由于具有触摸屏10的操作单元的较小的尺寸和一体性能够以非常简单的方式实现。
[0044]图6a)和b)示例性地示出用于操作单元13的折叠机构。图6a)表示翻开的状态。在该状态下能够看到具有触摸屏的操作单元13的内侧30并且也能够相应地操作。为折叠在一起，使操作单元13围绕转动轴线A转动，并且贴靠在支架19的对应元件31上。这有利地如此实现,使得比较敏感的触摸屏10不会不利地接触对应元件31或者在其上施加造成问题的压力；支承面可以相应地构造。操作单元的折叠在一起的状态在图6b)中示出。观察者仅仍能看到操作单元13的不显眼的外侧或者背面32。
【权利要求】
1.一种用于工程机械(I)的操作单元(13)，其中操作单元(13)可折叠地或者可下沉地设置在工程机械(I)上，其特征在于，操作单元具有触摸屏(10)，用于显示和输入信息，并且信息区(14、14’、14”)和/或操作区(15、15’、15”)的显示与情况相关地进行。
2.根据权利要求1所述的操作单元(13)，其特征在于，所显示的信息区(14、14’、14”)和/或操作区(15、15’、15”)的选择和/或布置和/或显示大小根据工程机械(I)的运行情况变化。
3.根据权利要求1或2所述的操作单元(13)，其特征在于，操作单元(13)能在至少两个不同的操作位置(A、B、C、D)用于操作工程机械(1)，并且根据操作位置(A、B、C、D)，操作区(15、15’、15”)的选择、布置和/或显示大小是不同的。
4.根据上述权利要求之一所述的操作单元(13)，其特征在于，存在用于自动识别操作位置(A、B、C、D)的装置，并且信息区(14、14’、14”)和/或操作区(15、15’、15”)的显示在所述显示的类型、在触摸屏(10)上的位置和/或显示的大小由所述装置控制。
5.根据上述权利要求之一所述的操作单元(13)，其特征在于，操作单元(13)能够与至少两个分开的工程机械(I)连接，用于操作相应的工程机械，并且根据所连接的工程机械适配在触摸屏(10)上的信息区(14、14’、14”)和/或操作区(15、15’、15”)的选择、布置和/或显示大小。
6.一种工程机械(I)，包括根据权利要求1所述的操作单元(13)。
7.根据权利要求6所述的工程机械(I)，其特征在于，工程机械(I)包括多个地点确定的操作位置(A、B、C、D)，在这些操作位置中，操作单元(13)能够被机械地安装并且在功能上与工程机械(I)连接。
8.用于运行根据权利要求1所述的操作单元(13)的方法，其特征在于，信息区(14、14’、14”)和/或操作区(15、15’、15”)的显示与情况相关地进行。
9.根据权利要求8所述的用于运转操作单元(13)的方法，其特征在于，所显示的信息区(14、14’、14”)和/或操作区(15、15’、15”)的选择和/或布置和/或显示大小根据工程机械(I)的运行情况变化。
【文档编号】B60R16/02GK103568993SQ201310454524
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月24日 优先权日:2012年7月24日
【发明者】M·格哈尔迪, T·豪布里希, T·克莱因, T·勒夫, H·施泰因 申请人:宝马格有限公司