Самоходная сельскохозяйственная машина, способ и система управления такой машиной

Самоходная сельскохозяйственная машина, способ и система управления такой машиной

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу управления самоходной сельскохозяйственной машины в соответствии с ограничительной частью пункта 1, к самоходной сельскохозяйственной машине в соответствии с ограничительной частью пункта 12 и к системе управления в соответствии с ограничительной частью пункта 13 формулы изобретения.

В контексте изобретения сельскохозяйственная машина может быть машиной любого вида. Примерами являются тракторы или самоходные уборочные машины.

Уровень техники

Известная сельскохозяйственная машина (DE 20315755 U1), принятая в качестве прототипа, содержит привод ходовой части для создания приводного движения и рабочий тормоз для торможения приводного движения.

Известная сельскохозяйственная машина содержит также устройство сопряжения человека с машиной (человеко-машинный интерфейс), включающее в себя педаль газа для воздействия на скорость и/или крутящий момент приводного движения, обеспечиваемого приводом ходовой части, и тормозную педаль для управления рабочим тормозом.

К известной сельскохозяйственной машине присоединен прицеп с тормозной системой прицепа. Тормозная система прицепа управляется автоматически, когда пользователь отпускает педаль газа. Хотя этот способ автоматического срабатывания тормозных операций на основе воздействия пользователя на педаль газа может приводить к улучшенному тормозному воздействию, он может также быть внезапным для пользователя, так как он может ожидать или не ожидать такого автоматизма. В некоторых случаях это может приводить к панической реакции пользователя и к созданию опасных ситуаций.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является усовершенствование известного способа в аспекте оптимизации стратегии торможения. Решение поставленной задачи достигается в способе в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения, обладающем признаками в соответствии с отличительной частью пункта 1.

Изобретение основывается на общей идее о том, что определенные действия пользователя указывают на высокую вероятность того, что в ближайшем будущем пользователь приведет в действие тормозную педаль. Такое указание приближающегося воздействия пользователя на тормозную педаль, называемое в дальнейшем «признаком торможения», может быть быстрым отпусканием педали газа, как это будет пояснено ниже.

Предлагается детектировать, имеет ли место предварительно заданный признак торможения, указывающий на приближение воздействия пользователя на тормозную педаль, и если он имеет место, подготовить сельскохозяйственную машину к ожидаемому воздействию пользователя на тормозную педаль. Для этого системой управления предпринимается, по меньшей мере, одна подготовительная мера, при этом подготовительная мера, предпринятая единственной, не вызывает эффекта торможения сельскохозяйственной машины. За счет этого пользователь не бывает поражен появлением тормозного эффекта без его собственного воздействия на тормозную педаль.

Указанная подготовительная мера запускается при детектировании признака торможения. Более подробно, действие пользователя, предпочтительно привод в действие пользователем педали газа, отслеживается системой управления с целью детектирования такого признака торможения. Предпочтительно в памяти системы управления записан, по меньшей мере, один признак торможения, предпочтительно целый ряд признаков торможения.

Согласно изобретению определенные действия пользователя, за которыми обычно следует привод в действие пользователем тормозной педали, приводят к запуску, по меньшей мере, одной подготовительной меры для подготовки к воздействию пользователя на тормозную педаль, однако без осуществления самой операции торможения. При соответствующем конструктивном выполнении подготовительная мера позволяет улучшить эффект торможения, безопасность торможения или другие характеристики без неожиданности для пользователя от неожиданной операции торможения.

Легкое детектирование признака торможения является предметом защиты в пункте 3 формулы изобретения. Так, например, очень быстрое отпускание педали газа является надежным признаком торможения, что требует только оснащения тормозной педали простым датчиком. Быстрое отпускание педали газа является надежным признаком торможения в предвидении воздействия пользователя на тормозную педаль вслед за признаком торможения. Однако может случаться так, что нога пользователя случайно соскальзывает с педали газа, что может детектироваться как признак торможения. Здесь особое преимущество имеет то обстоятельство, что подготовительная мера, предпринятая единственной, не вызывает эффекта торможения сельскохозяйственной машины. Соответственно в таком случае не произойдет нежелательной операции торможения.

В зависимости от подготовительной меры, которая была запущена после детектирования признака торможения, может быть необходимо в определенный момент остановить или отменить подготовительную меру. Для этого определено, по меньшей мере, одно условие сброса, детектирование которого приводит к остановке или отмене подготовительной меры (пункт 4). Это обеспечивает возврат машины в первоначальное состояние в определенный момент.

Пункты 5-10 формулы изобретения отражают целый ряд имеющих преимущества подготовительных мер, запускаемых при детектировании указанного признака торможения.

Согласно пункту 5 подготовительная мера направлена на поддержку ожидаемого срабатывания рабочего тормоза. Такая мера охватывает все действия, которые делают более эффективным сам процесс торможения. Предпочтительно эта мера направлена на изменение соответствующих параметров приводной трансмиссии или подвески сельскохозяйственной машины.

В частности, в том случае, когда предусмотрено торможение только задних колес трактора или подобной машины, подготовительная мера может заключаться во включении муфты привода на четыре колеса, так что тормозной эффект на задних колесах передается для торможения передних колес. Это включение муфты привода на четыре колеса, предпринятое единственным, не оказывает тормозного эффекта на сельскохозяйственную машину, как это было указано выше (пункт 6).

Подготовительная мера может быть направлена также на изменение системой управления параметров сельскохозяйственной машины для повышения аварийной безопасности пассажира, в частности, путем изменения параметров пассивной системы безопасности сельскохозяйственной машины (пункт 8). Согласно предпочтительному примеру осуществления по пункту 9 это изменение параметров может содержать перемещение подголовника или подобного компонента в положение безопасности.

Вторая изобретательская идея по пункту 12 формулы изобретения направлена на указанную выше самоходную сельскохозяйственную машину. Все пояснения, касающиеся первой изобретательской идеи, полностью относятся к этой второй изобретательской идее, насколько они применимы для описания самой сельскохозяйственной машины.

Согласно третьей изобретательской идее заявлена как таковая система управления для самоходной сельскохозяйственной машины. Все пояснения, данные по отношению к двум первым изобретательским идеям, также полностью относятся к системе управления по пункту 13 формулы изобретения, насколько они применимы для описания самой системы управления.

Краткий перечень чертежей

Далее со ссылками на прилагаемый чертеж будет подробно описан один пример осуществления изобретения. На фиг.1 схематично показана предлагаемая сельскохозяйственная машина на виде сбоку.

Осуществление изобретения

Показанная на единственном чертеже самоходная сельскохозяйственная машина 1 содержит привод 2 ходовой части для обеспечения приводного движения сельскохозяйственной машины 1 и рабочий тормоз 3 для торможения приводного движения сельскохозяйственной машины 1.

Далее, сельскохозяйственная машина 1 оснащена системой 4 управления, которая может иметь централизованную структуру, как это показано на чертеже, или быть децентрализованной. Предпочтительно система 4 управления является электронной системой, которая управляет различными электрическими или электронными компонентами сельскохозяйственной машины 1.

Далее, сельскохозяйственная машина 1 содержит устройство сопряжения человека с машиной, включающее в себя, по меньшей мере, одну педаль 5 газа и тормозную педаль 6. На чертеже не показаны другие компоненты устройства сопряжения человека с машиной, такие как рулевое колесо, дисплей и другие.

Привод в действие пользователем педали 5 газа позволяет ему управлять скоростью движения и/или приводным крутящим моментом. Это может осуществляться путем приведения в действие педали 5 газа, которая влияет на скорость двигателя привода 2 ходовой части или управляет трансмиссией, в частности влияет на передаточное отношение шестеренной передачи трансмиссии, - например, бесступенчато регулируемой трансмиссии.

Особый интерес представляет то обстоятельство, что здесь и предпочтительно привод в действие пользователем педали 5 газа отслеживается системой 4 управления с целью детектирования предварительно заданного признака приближения к приведению в действие тормозной педали 6. Для этого предпочтительно педаль 5 газа снабжена датчиком 5а, который показан на вынесенном узле чертежа. Датчик 5а может быть аналоговым датчиком, который показывает, какое расстояние прошла педаль 5 газа. В принципе здесь может использоваться датчик любого типа, дающий сигнал относительно движения педали 5 газа. Признаком торможения здесь может быть, например, быстрое отпускание педали 5 газа, как будет пояснено ниже.

При детектировании признака торможения системой 4 управления она предпринимает, по меньшей мере, одну подготовительную меру для подготовки к приводу в действие пользователем тормозной педали 6.

Другой интересный аспект предлагаемого решения заключается в том, что какая-либо из указанных выше подготовительных мер, предпринятая единственной, не вызывает эффекта торможения сельскохозяйственной машины 1. Соответственно неожиданной операции торможения не произойдет, если за детектированием признака торможения не последует привода в действие пользователем тормозной педали 6.

В принципе возможно, что когда система 4 управления детектирует признак торможения, предпринимается одна и та же подготовительная мера. Однако предпочтительно определены различные подготовительные меры и различные признаки торможения. В этом случае имеет преимущество решение, когда различные подготовительные меры предпринимаются системой 4 управления в зависимости от детектированного признака торможения. В этом отношении первый признак, который соответствует приближающейся операции экстренного торможения, может приводить к первой подготовительной мере, а второй признак, соответствующий нормальной операции торможения, может приводить ко второй подготовительной мере. Тогда первая подготовительная мера предпочтительно включала бы в себя подготовку пассивной системы безопасности ввиду ожидаемой аварийной ситуации. Вторая подготовительная мера была бы направлена на стандартную подготовку торможения, например придание жесткости подвеске или подобное действие.

Предварительно установленный признак торможения может быть определен различным образом. Одна предпочтительная возможность состоит в том, что признак торможения соответствует отпусканию педали 5 газа с предварительно заданным движением педали газа. Предпочтительно это движение педали газа со скоростью, превышающей предварительно установленную скорость. Другими словами, быстрое отпускание педали 5 газа может детектироваться как указанный выше признак торможения.

Возможны другие признаки торможения, указывающие на приближение к приводу в действие пользователем тормозной педали 6. В частности, возможно, что учитываются различные параметры, соответствующие действиям пользователя. Так, например, может быть предусмотрена камера для детектирования, не выдает ли жест пользователя стрессовую ситуацию, которая может указывать, что пользователь готовится привести в действие тормозную педаль 6.

В зависимости от вида подготовительной меры может быть необходимо остановить выполнение подготовительной меры или даже отменить ее в какой-то момент. Для этого в предпочтительном альтернативном варианте системой 4 управления детектируется предварительно заданное условие сброса. Когда такое условие сброса детектируется системой 4 управления, подготовительная мера останавливается или отменяется, как указано выше.

Одно возможное и легкое в реализации условие сброса заключается в отсутствии привода в действие пользователем тормозной педали 6 в течение предварительно установленного периода времени после детектирования признака торможения. Альтернативной может быть оценка того, что ожидаемый привод в действие тормозной педали 6 имел место таким образом, что не требуется дальнейшего торможения.

Имеется также целый ряд возможных вариантов для определения подготовительной меры.

Одним из предпочтительных вариантов является подготовительная мера, направленная на изменение параметров сельскохозяйственной машины 1 системой 4 управления для поддержки ожидаемого приближающегося срабатывания рабочего тормоза 3. Это изменение параметров сельскохозяйственной машины 1 может заключаться в изменении параметров приводной трансмиссии 7, подвески 8 или любого другого компонента, который пригоден для поддержки ожидаемого приближающегося срабатывания рабочего тормоза 3.

Предпочтительно сельскохозяйственная машина выполнена полноприводной с муфтой 9 привода на четыре колеса между передними колесами 10 и задними колесами 11, при этом подготовительная мера заключается во включении системой 4 управления муфты 9 привода на четыре колеса сельскохозяйственной машины 1. Это включение муфты 9 привода на четыре колеса положительно влияет на эффект торможения, особенно когда рабочий тормоз 3 предусмотрен только для задних или только для передних колес. В показанном на чертеже тракторе рабочий тормоз 3 предусмотрен только для задних колес 11, так что включение муфты 9 привода на четыре колеса приводит к тому, что тормозное воздействие передается через муфту 9 привода на передние колеса 10. В этом случае особенно выгодно включить муфту 9 привода на четыре колеса до того, как производится сама операция торможения. При этом во время включения муфты 9 привода на четыре колеса на нее не воздействуют тормозные силы.

Как было отмечено выше, подготовительная мера может относиться также к подвеске 8 сельскохозяйственной машины. В одном из предпочтительных вариантов жесткость подвески может быть изменена системой 4 управления. При этом подготовительная мера заключается в повышении жесткости подвески 8 для улучшения тормозного действия.

Выше также было указано, что подготовительная мера может быть направлена на изменение параметров сельскохозяйственной машины 1 системой 4 управления для повышения аварийной безопасности пассажира ввиду ожидаемого приближающегося срабатывания рабочего тормоза 3. В предпочтительном варианте подготовительная мера направлена на изменение параметров пассивной системы безопасности сельскохозяйственной машины 1 для повышения аварийной безопасности пассажира. В представленном на чертеже предпочтительном примере выполнения показан компонент 12, предпочтительно подголовник 12 или подобный компонент, который приводится системой 4 управления в положение безопасности для повышения аварийной безопасности пассажира. Здесь эта подготовительная мера заключается в перемещении подголовника 12 в положение безопасности, которое показано на чертеже штриховой линией.

Другой очень полезный вариант осуществления относится к сельскохозяйственной машине 1 с системой 13 тормозного света, при этом подготовительной мерой является включение системы 13 тормозного света при детектировании признака торможения. Включение тормозного света еще до того, как пользователь приводит в действие тормозную педаль 6, приводит к дополнительной безопасности для транспортного средства, следующего за сельскохозяйственной машиной 1.

Предлагаемый запуск подготовительной меры после детектирования признака торможения может быть дополнен с получением преимуществ следующим образом.

В том случае, когда сельскохозяйственная машина 1 содержит прицеп (не показан) с тормозной системой прицепа, может быть предпочтительным решение, согласно которому система 4 управления приводит в действие тормозную систему прицепа как функцию мониторинга педали 5 газа. В одном предпочтительном варианте отпускание педали 5 газа может всегда приводить к приводу в действие системой 4 управления тормозной системы прицепа и действительному торможению прицепа.

В предпочтительном варианте осуществления предложено, что система 4 управления при детектировании указанного признака торможения приводит в действие тормозную систему прицепа. Здесь торможение прицепа при детектировании системой 4 управления признака торможения имеет большой смысл, так как, например, отпускание педали 5 газа в любом случае вызывает определенный эффект торможения двигателя. Для предотвращения того, чтобы прицеп подталкивал сельскохозяйственную машину 1 сзади, указанный привод в действие тормозной системы прицепа вполне оправдан. Здесь становится ясно, что указанное выше положение о том, что подготовительные меры, предпринятые отдельно, не оказывают тормозного воздействия на сельскохозяйственную машину 1, не означает, что не выполняется никаких других функций, которые обеспечивают какой-то тормозной эффект без привода в действие пользователем тормозной педали 6.

В заключение следует указать, что термин «рабочий тормоз» следует понимать в широком смысле. Он может относиться как к фрикционной тормозной системе, так и к системе торможения двигателя и к тормозной системе медленного хода. Соответственно тормозная педаль 6 может быть предназначена для одной или нескольких указанных тормозных систем.

Согласно второй изобретательской идее заявлена самоходная сельскохозяйственная машина как таковая. Все данные выше пояснения полностью относятся к этой сельскохозяйственной машине 1.

Согласно третьей изобретательской идее заявлена как таковая система 4 управления для указанной самоходной сельскохозяйственной машины 1. Все данные выше пояснения также полностью относятся к этой системе 4 управления.

1. Способ управления самоходной сельскохозяйственной машиной (1), содержащей привод (2) ходовой части, рабочий тормоз (3), систему (3) управления и устройство сопряжения человека с машиной, включающее в себя педаль (5) газа и тормозную педаль (6), при этом посредством привода пользователем тормозной педали (6) вызывают срабатывание рабочего тормоза (3), отличающийся тем, что действие пользователя, предпочтительно привод в действие пользователем педали (5) газа, отслеживают системой (4) управления с целью детектирования в качестве признака торможения предварительно заданного указания о приближающемся приведении в действие пользователем тормозной педали (6), и при детектировании этого признака торможения предпринимают, по меньшей мере, одну подготовительную меру посредством системы (4) управления для подготовки к приведению в действие пользователем тормозной педали (6), при этом подготовительная мера, предпринятая единственной, не вызывает эффекта торможения сельскохозяйственной машины (1), при этом подготовительная мера, направленная на изменение параметров сельскохозяйственной машины (1), заключается в изменении параметров приводной трансмиссии (7), подвески (8) или любого другого компонента, который пригоден для поддержки ожидаемого приближающегося срабатывания рабочего тормоза (3).

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что посредством системы (4) управления предпринимают различные подготовительные меры в зависимости от детектированного признака торможения.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что признак торможения соответствует отпусканию педали (5) газа с предварительно заданным движением педали газа, предпочтительно при движении педали газа, превышающем предварительно установленную скорость движения.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в случае детектирования системой (4) управления предварительно заданного условия сброса подготовительную меру останавливают или отменяют, при этом предпочтительно условие сброса заключается в отсутствии детектированного приведения в действие пользователем тормозной педали (6) в течение предварительно установленного периода времени после детектирования признака торможения.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сельскохозяйственная машина (1) выполнена полноприводной с муфтой (9) привода на четыре колеса между передними колесами (10) и задними колесами (11), а подготовительная мера заключается во включении системой (4) управления муфты (9) привода на четыре колеса сельскохозяйственной машины (1), при этом предпочтительно рабочий тормоз (3) предусмотрен только для задних колес (10) или только для передних колес (11).

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что жесткость подвески (8) сельскохозяйственной машины (1) выполнена с возможностью изменения системой (4) управления, а подготовительная мера заключается в повышении жесткости подвески (8) для улучшения тормозного действия.

7. Способ по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что подготовительная мера направлена на изменение системой управления параметров сельскохозяйственной машины (1), предпочтительно пассивной системы безопасности сельскохозяйственной машины (1) для повышения аварийной безопасности пассажира ввиду ожидаемого приближающегося срабатывания рабочего тормоза (3).

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что пассивная система безопасности содержит компонент (12), предпочтительно подголовник (12) или подобный компонент, выполненный с возможностью приведения посредством системы (4) управления в положение безопасности для повышения аварийной безопасности пассажира, а подготовительная мера заключается в перемещении подголовника (12) в положение безопасности.

9. Способ по любому из пп. 1-6, 8, отличающийся тем, что сельскохозяйственная машина (1) содержит систему (13) тормозного света, а подготовительная мера заключается в приводе в действие системы (13) тормозного света.

10. Способ по любому из пп. 1-6, 8, отличающийся тем, что сельскохозяйственная машина (1) содержит прицеп с тормозной системой прицепа, а посредством системы (4) управления приводят в действие тормозную систему прицепа как функцию мониторинга педали (5) газа.

11. Самоходная сельскохозяйственная машина, содержащая привод (2) ходовой части, рабочий тормоз (3), систему (4) управления и устройство сопряжения человека с машиной, включающее в себя педаль (5) газа и тормозную педаль (6), при этом привод пользователем тормозной педали (6) вызывает срабатывание рабочего тормоза (3), предпочтительно предназначенная для выполнения способа по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что система (4) управления выполнена с возможностью отслеживать действия пользователя, предпочтительно приведение в действие пользователем педали (5) газа, с целью детектирования в качестве признака торможения предварительно заданного указания о приближающемся приведении в действие пользователем тормозной педали (6), и при детектировании этого признака предпринимать, по меньшей мере, одну подготовительную меру для подготовки к приведению в действие пользователем тормозной педали (6), при этом подготовительная мера, предпринятая единственной, не вызывает эффекта торможения сельскохозяйственной машины (1), при этом подготовительная мера, направленная на изменение параметров сельскохозяйственной машины (1), заключается в изменении параметров приводной трансмиссии (7), подвески (8) или любого другого компонента, который пригоден для поддержки ожидаемого приближающегося срабатывания рабочего тормоза (3).

12. Система управления для самоходной сельскохозяйственной машины (1), содержащей привод (2) ходовой части, рабочий тормоз (3), систему (3) управления и устройство сопряжения человека с машиной, включающее в себя педаль (5) газа и тормозную педаль (6), при этом привод пользователем тормозной педали (6) вызывает срабатывание рабочего тормоза (3), предпочтительно предназначенная для выполнения способа по любому из пп. 1-10, отличающаяся тем, что система (4) управления выполнена с возможностью отслеживать действия пользователя, предпочтительно приведение в действие пользователем педали (5) газа, с целью детектирования в качестве признака торможения предварительно заданного указания о приближающемся приводе в действие пользователем тормозной педали (6), и при детектировании этого признака торможения предпринимать, по меньшей мере, одну подготовительную меру для подготовки к приведению в действие пользователем тормозной педали (6), при этом подготовительная мера, предпринятая единственной, не вызывает эффекта торможения сельскохозяйственной машины (1), при этом подготовительная мера, направленная на изменение параметров сельскохозяйственной машины (1), заключается в изменении параметров приводной трансмиссии (7), подвески (8) или любого другого компонента, который пригоден для поддержки ожидаемого приближающегося срабатывания рабочего тормоза (3).