移动式的作业机械和用于控制移动式的作业机械的安全功能的方法与流程

文档序号:42367815发布日期:2025-07-04 17:44阅读:91来源:国知局

本发明涉及移动式的(即自走式的)作业机械,该作业机械具有:前端装载装置,前端装载装置具有可升降的装载设备;液压的或气动的制动设施,该制动设施具有至少一个能电子控制的制动回路;和中央控制设备,借助该中央控制设备能至少间接控制制动回路以及能运行作业机械的安全功能。本发明还涉及用于控制这种作业机械的安全功能的方法,利用该方法可以避免与位于作业机械前方的障碍物发生碰撞。


背景技术:

1、移动式的作业机械,如拖拉机、轮式装载机、叉车和伸缩臂叉装机,根据结构类型的不同,通常设有前端装载装置,前端装载装置具有可升降的装载设备,如装载铲或装载叉。在拾取货物时,用被降低的装载设备在接触式拾取的情况下以较低的前进行驶速度小心地驶近诸如成堆的散装物料或堆叠有物品的托盘。在卸载所拾取的货物时,首先以升起的装载设备倒退离开拾取地点,并前进地驶近卸载地点,如载重车辆的或挂车的装载面或货架的装载台。也可能由于装载设备升起时对于驾驶员来说造成视线情况不佳而发生作业机械,尤其是其装载设备,与诸如载重车辆、挂车或货架的障碍物发生意外碰撞。当然也可能发生无意撞到位于卸载区域内的人员的情况。这种碰撞可能会导致作业机械和装置损坏以及人员受伤,并因此应避免。

2、主要被设置成用于道路交通的机动车辆的驾驶辅助系统及其控制方法已经众所周知,在驾驶辅助系统中,有关车辆周围环境的车辆内部的和车辆外部的数据至少部分地以感测的方式获知和评估。当对这些数据的评估得出存在与位于车辆前方的障碍物发生碰撞的风险时,启动并执行对机动车辆的紧急制动。

3、因此,在de 10 2014 004 110 a1中描述了一种用于运行机动车辆的自主工作的驾驶安全系统或驾驶员辅助系统的方法,该自主工作的驾驶安全系统或驾驶员辅助系统可以作为紧急制动系统起作用。在使用紧急制动功能时设置的是,当对至少部分以感测方式获知的车辆内部的和车辆外部的数据的评估得出即将与前方行驶的车辆或相对方位固定的障碍物发生碰撞时,启动和执行紧急制动。

4、由de 10 2017 100 980 a1已知了一种用于自动执行机动车辆紧急制动的方法,其中,获知并评估车辆内部的和车辆外部的参数。该方法设置的是,当基于对车辆内部的和车辆外部的参数的评估识别出危险状况时,执行紧急制动。


技术实现思路

1、基于此背景,本发明的任务在于,提出一种开头所述类型的移动式的作业机械,该移动式的作业机械具有用于避免与位于作业机械前方的障碍物发生碰撞的装置。此外,还应说明一种用于控制这种作业机械的安全功能的方法,利用该方法可以避免与位于作业机械前方的障碍物发生碰撞。

2、这些任务的解决方案在独立权利要求中限定。有利的设计方案和改进方案在分别配属的从属权利要求中限定。

3、因此,本发明首先涉及一种作业机械,该作业机械具有:前端装载装置,前端装载装置具有可升降的装载设备;液压的或气动的制动设施,该制动设施具有至少一个能电子控制的制动回路;和中央控制设备,借助该中央控制设备能至少间接控制制动回路以及能运行作业机械的安全功能。

4、为了解决与该设备有关的任务而设置的是,为了执行安全功能进而为了避免与位于作业机械前方的障碍物发生碰撞,还有以下部件存在以及与中央控制设备在信号技术上连接:

5、- 前场监控装置,该前场监控装置具有至少一个布置在作业机械的车辆前端处的距离传感器,其用于获知作业机械与位于作业机械前方的障碍物之间的距离,以及

6、- 前端装载监控装置,该前端装载监控装置具有布置在前端装载装置处的调节定位传感器,其用于获知装载设备的当前的调节定位。

7、因此,本发明基于一种移动式的(即自走式的)作业机械,如拖拉机、轮式装载机、叉车或伸缩臂叉装机,该作业机械具有带可升降的装载设备(如装载铲或装载叉)的前端装载装置,以及具有至少一个能电子控制的制动回路的液压的或气动的制动设施。此外,还存在有中央控制设备,借助该中央控制设备能至少间接控制制动回路以及能运行作业机械的安全功能。

8、由于制动设施的能电子控制的制动回路,使得提供了以电子方式触发紧急制动的可行方案作为安全功能。借助前场监控装置的距离传感器,可以获知与位于作业机械前方的障碍物的距离,从而如果与障碍物的当前距离达到或低于临界的距离的话,输出声学和光学的警告信号和/或启动并执行紧急制动。借助前端装载监控装置的调节定位传感器可以获知装载设备的当前的调节定位,并由此确认装载设备是位于距离传感器的检测范围之内还是之外。依赖于确认结果地,然后可以决定:是启用还是停用相关的用于避免与位于作业机械前方的障碍物发生碰撞的安全功能。

9、由于移动式的作业机械的行驶速度相对较低并且在移动式的作业机械的工作环境中与其他车辆和相对方位固定的障碍物的距离相对较小,因此前场监控装置的距离传感器优选被构造为超声波传感器。距离传感器经由电的传感器线路与电子控制设备连接。然而,其他类型的距离传感器也是可行的,例如作为红外线传感器、激光传感器或成像传感器的实施方案。

10、前端装载监控装置的调节定位传感器可以被构造为旋转角度传感器,该旋转角度传感器布置在前端装载装置的适当的关节处并经由电的传感器线路与电子控制设备连接。

11、对此替选或作为冗余而附加地,前端装载监控装置的调节定位传感器也可以被构造为压力传感器,该压力传感器与前端装载装置的适当的调节缸联接并经由电的传感器线路与电子控制设备连接。

12、当作业机械的行驶变速器被构造为能电子控制的cvt变速器时,紧急制动可以通过持续不断地提高行驶变速器的传动比来得到支持。作为cvt变速器通常指的是其传动比能无级变化的锥盘环绕带式变速器。

13、如果作业机械的行驶变速器被构造为能电子控制的分级变速器并且能切换到中断驱动马达与驱动桥之间的动力传输的中立位置中,那么作业机械的紧急制动由于取消驱动马达的驱动力地同样可以通过相应驱控行驶变速器来得到支持。

14、当在作业机械的驱动系中布置有能电子控制的分离离合器并且通过脱开分离离合器能中断驱动马达与驱动桥之间的动力传输时,作业机械的紧急制动也可以通过相应驱控分离离合器来得到支持。

15、如开头所述,本发明还涉及一种用于控制移动式的作业机械的安全功能的方法,该移动式的作业机械具有前端装载装置,前端装载装置具有可升降的装载设备;该移动式的作业机械具有液压的或气动的制动设施,该制动设施具有至少一个能电子控制的制动回路;并且该移动式的作业机械具有中央控制设备,借助该中央控制设备能至少间接控制制动回路以及能运行作业机械的安全功能。

16、为了解决与该方法相关的任务设置的是,借助前场监控装置的至少一个布置在作业机械的车辆前端的距离传感器获知作业机械与位于作业机械前方的障碍物之间的距离,并依赖于所获知的距离的大小输出警告信号和/或执行紧急制动。

17、因此,这种用于控制移动式的作业机械的安全功能的方法被用于避免与位于作业机械前方的障碍物发生碰撞。前提条件是,移动式的作业机械具有带有可升降的装载设备的前端装载装置以及带有至少一个能电子控制的制动回路的液压或气动的制动设施。通过以感测的方式获知作业机械与位于作业机械前方的障碍物之间的距离,可以在达到或低于与障碍物的较大距离时输出警告信号,和/或在达到或低于与障碍物的较小距离时启动并执行紧急制动。

18、为了避免距离传感器受阻以及由此导致的对安全功能的错误控制,根据该方法的改进方案设置的是,借助前端装载监控装置的布置在前端装载装置处的调节定位传感器来获知装载设备的当前的调节定位,并依赖于装载设备位于距离传感器的检测范围之外还是之内,启用或停用安全功能。

19、为此设置的是,装载设备的调节范围被划分成上调节范围和下调节范围,在上调节范围中,装载设备位于距离传感器的检测范围之外,在下限调节范围中,装载设备位于距离传感器的检测范围之内。当装载设备的当前的调节定位位于上调节范围内时,启用安全功能,而当装载设备的当前的调节定位位于下调节范围内时,停用安全功能。因此在很大程度上排除了距离传感器受阻以及由此导致的对安全功能的错误控制。

20、由于安全功能仅限于监控工程机械的前场,在该方法的另外的设计方案中可以设置的是,借助至少一个加速度传感器和/或借助至少一个车轮转速传感器获知作业机械的当前的行驶方向,并且当作业机械处于前进行驶中时,启用安全功能,而当作业机械处于倒退行驶或处于静止状态中时,停用安全功能。

21、为了警告作业机械的驾驶员可能发生与障碍物碰撞并可能触发紧急制动,还可以设置的是,当所获知的距离达到或低于事先规定的较大的第一距离边界值时,例如在作业机械的驾驶舱内输出声学和/或光学的警告信号。

22、当所检测到的距离达到或低于事先规定的较小的第二距离边界值时,优选通过相应驱控制动设施的能电子控制的制动回路来触发紧急制动。

23、由于车辆的制动行程与行驶速度的平方成比例,因此优选针对不同的前进速度设置有多个距离边界值,其中,距离边界值与前进速度的平方成比例。

24、对此替选地,也可以将所设置的距离边界值乘以依赖于速度的修正系数k,该修正系数与前进行驶速度的平方成比例。

25、根据该方法的另一改进方案,有利地以可变的方式依赖于前进行驶速度来确定为了紧急制动输出给电子的制动控制设备的制动值信号,其中,制动值信号随着前进行驶速度的增加而提高。所输出的制动值信号的提高呈平方式并非绝对必要,这是因为在较高的前进行驶速度中,即在与障碍物距离较远时,紧急制动就提早地被启动。

26、为了支持作业机械的紧急制动,在作业机械耦接有挂车车辆的情况下,在触发紧急制动时,驱控作业机械的能电子控制的挂车控制阀,使得挂车也减速。

27、此外,还可以通过如下方式支持作业机械的紧急制动,即,在触发紧急制动时,驱控作业机械的能电子控制的驱动马达,使该驱动马达以惯性滑行方式工作,或在触发紧急制动时,持续不断地无级式地提高作业机械的被构造为能电子控制的cvt变速器的行驶变速器的传动比,或在触发紧急制动时,将作业机械的被构造为能电子控制的分级变速器的行驶变速器切换到其中断驱动马达与至少一个驱动桥之间的动力传输的中立位置中,或在触发紧急制动时,使布置在作业机械的驱动系中的能电子控制的分离离合器脱开,以便中断驱动马达与驱动桥之间的动力传输。

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