DISPOSITIVO DE MANIOBRA PARA EL CONTROL DE AL MENOS UNA MAGNITUD DE ESTADO DE UN VEHICULO DE SERVICIO AGRICOLA O INDUSTRIAL.

Dispositivo de maniobra para el mando de al menos una magnitud de esta­ do de un vehículo de servicio agrícola o industrial,

con un volante (12), con un dispositivo (22) de control, al menos con un sensor (16) y con un dispositivo (14) de mando, pudiendo accionarse el volante (12) por un operador, para ajustar la dirección de marcha del vehículo de servicio, pudiendo aplicarse al volante (12) una fuerza con el dispositivo (22) de control, pudiendo detectarse y transmitirse al dispositivo (14) de mando, con el al menos un sensor (16), una magnitud que representa una magnitud de estado del vehículo (28) de servicio, pudiendo determinarse con el dispositivo (14) de mando, una magnitud de estado de un estado funcional actual del vehículo (28) de servicio, pudiendo mandarse con el dispositivo (14) de mando, en función del estado funcional actual del vehículo (28) de servicio, el dispositivo (22) de control de tal manera que se puede aplicar al volante (12) una fuerza modificada predeterminable, para hacer perceptible al operador una desviación de un estado funcional seguro y/u óptimo del vehículo (28) de servicio, o de un estado funcional seguro y/u óptimo de al menos una función (30) operativa, caracterizado porque la especificación de la fuerza modificada se lleva a cabo mediante el dispositivo (22) de control, de tal manera que al volante (12) se imprime una resistencia a la regulación que crece con el valor de la diferencia entre una posición momentánea del volante (12), y de una posición del volante (12) calculada con referencia al estado funcional seguro y/u óptimo del vehículo (28) de servicio, o de la al menos una función (30) operativa

La presente invención se refiere a un dispositivo de maniobra para el mando de al menos una magnitud de estado de un vehículo de servicio agrícola o industrial. Con un volante del dispositivo de maniobra se puede ajustar por un operador, la dirección de marcha del vehículo de servicio. Por lo demás, la presente invención se refiere a un procedimiento para el mando de al menos una magnitud de estado de un vehículo de servicio agrícola o industrial.

Tales dispositivo de maniobra son conocidos desde hace mucho en el estado actual de la técnica. Con ellos se puede ajustar; por ejemplo, la velocidad, la dirección, una función operativa o un ajuste de la caja de cambios del vehículo de servicio. Como vehículo de servicio a este respecto se toman en cuenta en especial, vehículos de servicio agrícolas, así por ejemplo, tractores, cosechadoras, segadoras, cortadoras recolectoras y rociadoras autopropulsadas, pero también vehículos de servicio industriales, así por ejemplo, vehículos de construcción, buldóceres, planeadoras, excavadoras de cuchara hacia abajo, vehículos cargadores, volquetes, grúas y cargadores telescópicos.

Además, se conoce la llamada realimentación dinámica o también force-feedback, en el ámbito de la técnica de los simuladores, y sirve allí para la representación realística de fuerzas sobre elementos de maniobra, que se presentan en el funcionamiento de una máquina real, y que tienen que ser aplicadas o superadas por el operador. Aquí está previsto un dispositivo de control o un actuador con el que se puede aplicar una fuerza al volante. Con ello, se puede aplicar pues con el dispositivo de control, al volante que en tal caso tan sólo produce una señal eléctrica sobre su estado funcional, al menos una fuerza correspondiente, de manera que el volante presente una característica funcional normal.

En muchos vehículos los elementos de maniobra están unidos mecánicamente con el componente de la máquina controlado por ellos, por ejemplo, el volante con el varillaje de la dirección, mediante el árbol de la dirección. Si se suprime una unión mecánica semejante por causa de un mando electrónico de los respectivos componentes, al operador le falta una realimentación correspondiente sobre los estados del componente de la máquina y de la máquina a simular o del vehículo a simular. En un caso semejante, se sirve de la tecnología conocida por la técnica de los simuladores, en la que se aplica al volante fuerzas, con ayuda de un dispositivo de control que se manda por un dispositivo apropiado de mando, de tal manera que se pueda producir una característica funcional normal para el volante. De este modo se simula para un operador, una maniobra lo más realística posible de cada una de las funciones mandadas.

Un apoyo más amplio en la maniobra de un vehículo de servicio se lleva al conocimiento del operador en el mejor de los casos, mediante elementos avisadores, visuales o en su caso, acústicos. Aquí están previstas sobre todo luces de aviso que advierten de un estado crítico del vehículo de servicio, por ejemplo, de la temperatura excesiva del aceite del motor o del líquido refrigerante, por encima de un valor límite superior predeterminable.

Se conoce un dispositivo de maniobra con todas las notas características de la reivindicación 1, por el documento DE 199 23012 A1.

Por consiguiente, la misión de la presente invención se basa en indicar y perfeccionar un dispositivo de maniobra del tipo citado al comienzo, mediante el cual se superen los problemas antes citados. En especial se debe de proporcionar a un operador de un vehículo de servicio, un apoyo más amplio en la maniobra del vehículo de servicio, con el cual se alerta un operador también en forma mejorada, sobre un estado funcional crítico o no óptimo del vehículo de servicio.

La misión se resuelve según la invención mediante la teoría de la reivindicación 1. Otros acondicionamientos ventajosos y perfeccionamientos de la invención, se deducen de las reivindicaciones secundarias.

Según la invención, un dispositivo de maniobra del tipo citado al comienzo, presenta un volante, un dispositivo de control, al menos un sensor y un dispositivo de mando. El volante se puede accionar por el operador, para ajustar la dirección de marcha del vehículo de servicio. Con el dispositivo de control o con un actuador, se puede aplicar al volante una fuerza. Con el al menos un sensor se puede detectar y transmitir al dispositivo de mando, una magnitud que represente una magnitud de estado del vehículo de servicio. Con el dispositivo de mando se puede determinar una magnitud de estado del estado funcional actual del vehículo de servicio. Con el dispositivo de mando, se puede mandar, en función del estado funcional actual del vehículo de servicio, el dispositivo de control de tal manera que se pueda aplicar al volante una fuerza modificada predeterminable, para hacer perceptible al operador un estado funcional inseguro del vehículo de servicio, o un estado funcional inseguro de al menos una función operativa del vehículo de servicio. En la fuerza modificada, se puede tratar, por ejemplo, de una fuerza constante o de una variable.

Según la invención se ha reconocido primeramente que en especial se puede simplificar y optimizar una maniobra del vehículo de servicio, cuando al operador se le expone un estado funcional inseguro o no óptimo, no únicamente mediante instrumentos indicadores visuales. Normalmente el vehículo de servicio presenta un instrumento cuentarrevoluciones para indicar el número de revoluciones del motor de combustión interna. En caso de que el motor de combustión interna funcione permanentemente con un número elevado de revoluciones que esté situado por encima del número de revoluciones máximo permisible para el funcionamiento continuo, en un vehículo convencional de servicio no se lleva a cabo, además, ninguna otra indicación, a excepción de un elevado desarrollo del ruido del motor de combustión interna, que no se puede percibir tampoco acústicamente en todos los casos, en una cabina relativamente bien insonorizada. Esto puede conducir a una avería del motor y, por tanto, a un fallo más largo de utilización del vehículo de servicio y, por tanto, tener como consecuencia, altos costes. Por tanto, en una forma según la invención, está previsto que en su caso, además de un dispositivo avisador acústico y/u óptico, se haga conocer al operador en forma táctil, un estado funcional semejante del vehículo de servicio. Esto es ventajoso en especial cuando el operador tiene que reaccionar, condicionado por la situación, de forma inmediata de cualquier manera, para, por ejemplo, poder impedir a tiempo, una sobrecarga de un componente del vehículo de servicio o un accidente del vehículo de servicio.

El dispositivo de mando puede calcular, de la mano de la señal del al menos un sensor, en qué dirección o a qué posición habría que mover el volante, para conseguir el fin deseado. En general se conoce la tendencia de los efectos, que se provoca en el ajuste. de una magnitud de estado. Se determina la posición y/o la dirección de ajuste del volante que tendría como consecuencia un estado funcional seguro. El dispositivo de control se manda de conformidad con el resultado de una comparación entre la dirección del movimiento y/o la posición favorable calculada, y la dirección del movimiento y/o la posición actual del volante.

Al dispositivo de mando se alimenta de preferencia, además, una información sobre la posición actual del volante, registrada mediante un sensor de la posición del volante, que se puede tener en cuenta en el cálculo de la dirección o posición de ajuste, deseable o no deseable. Pero en algunos casos de aplicación no es necesario tener en cuenta la posición del volante. También cabe imaginar que el dispositivo de mando derive una información sobre la posición del volante y/o de la dirección de su movimiento, a partir de la señal del al menos un sensor, o de su modificación.

El dispositivo de control puede funcionar básicamente de dos formas distintas. Por una parte puede producir una resistencia de ajuste o una amplitud y/o frecuencia de la activación mecánica del volante, que sea proporcional a la diferencia entre la posición actual del volante y una posición óptima calculada del volante. Por otra parte, el dispositivo de control puede actuar de otra forma sobre el volante, que sea función de esta diferencia continuamente y de preferencia, ascendiendo monótonamente. Si el volante está pues ajustado en especial en posición desfavorable, es muy...

1. Dispositivo de maniobra para el mando de al menos una magnitud de estado de un vehículo de servicio agrícola o industrial, con un volante (12), con un dispositivo (22) de control, al menos con un sensor (16) y con un dispositivo (14) de mando, pudiendo accionarse el volante (12) por un operador, para ajustar la dirección de marcha del vehículo de servicio, pudiendo aplicarse al volante (12) una fuerza con el dispositivo (22) de control, pudiendo detectarse y transmitirse al dispositivo (14) de mando, con el al menos un sensor (16), una magnitud que representa una magnitud de estado del vehículo (28) de servicio, pudiendo determinarse con el dispositivo (14) de mando, una magnitud de estado de un estado funcional actual del vehículo (28) de servicio, pudiendo mandarse con el dispositivo (14) de mando, en función del estado funcional actual del vehículo (28) de servicio, el dispositivo (22) de control de tal manera que se puede aplicar al volante (12) una fuerza modificada predeterminable, para hacer perceptible al operador una desviación de un estado funcional seguro y/u óptimo del vehículo (28) de servicio, o de un estado funcional seguro y/u óptimo de al menos una función (30) operativa, caracterizado porque la especificación de la fuerza modificada se lleva a cabo mediante el dispositivo (22) de control, de tal manera que al volante (12) se imprime una resistencia a la regulación que crece con el valor de la diferencia entre una posición momentánea del volante (12), y de una posición del volante (12) calculada con referencia al estado funcional seguro y/u óptimo del vehículo

(28) de servicio, o de la al menos una función (30) operativa.

2. Dispositivo de maniobra según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo (22) de control aplica al volante (12) un desarrollo predeterminable de la fuerza, presentando el desarrollo de la fuerza, en función del ángulo de giro del volante (12), una función analítica continua.

3. Dispositivo de maniobra según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el dispositivo (22) de control aplica al volante (12) que se encuentra en la posición neutra, o se encuentra en una posición cualquiera, una fuerza modificable temporalmente.

4. Dispositivo de maniobra según alguna de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se aplica al volante (12) una fuerza modificada predeterminable, cuando el estado funcional actual, y/o una magnitud actual de estado del vehículo

(28) de servicio, o una función operativa del vehículo (28) de servicio, rebasa o no llega a un valor límite predeterminado.

5. Dispositivo de maniobra según alguna de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se puede aplicar al volante (12) una fuerza predeterminable, para hacer perceptible al operador que existe un estado determinado de un instrumento

(30) de trabajo adaptado al vehículo (28) de servicio.

6. Dispositivo de maniobra según alguna de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque en el volante (12) se puede imprimir una característica funcional predeterminable, de tal manera que un operador pueda reencontrar un ajuste pretendido, una posición de desviación o una zona de desviación del volante (12).

7. Dispositivo de maniobra según alguna de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque al volante (12) se puede aplicar una fuerza, de tal manera que un operador evite una zona desfavorable de ajuste de un estado (30) funcional o de una magnitud de estado del vehículo (28) de servicio.

8. Dispositivo de maniobra según alguna de las reivindicaciones 1 a 7, carac

terizado porque la fuerza ejercida por el dispositivo (22) de control sobre el volante 15 (12), puede ser sobrevirada y/o desconectada por el operador.

9. Dispositivo de maniobra según alguna de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque adicionalmente a la aplicación al volante (12) de una fuerza predeterminable, se puede producir una señal visual y/o acústica.

10. Vehículo de servicio agrícola o industrial, en especial tractor, que presenta 20 un dispositivo (10) de maniobra según alguna de las reivindicaciones 1 a 9.