作業機械の応答性をカスタム化するためのシステム
【課題】入力制御器におけるオペレータ入力と、作業機械の対応する応答との間の関係をカスタム化できるようにする。
【解決手段】制御システム２００は、オペレータ入力を受信して対応する制御信号を発生するように動作可能な入力制御器２１０と、入力範囲にわたって作業機械の構成要素の応答性を制御するために調整可能であるパラメータが記憶されたハンドヘルド装置２０４を含む。ハンドヘルド装置２０４は、オペレータからの入力に応答してパラメータを調整するように動作する。制御モジュール２１４は作業機械に配置され、入力制御器２１０へのオペレータ入力と作業機械の対応する応答との間の所望の関係を表す信号を、ハンドヘルド装置２０４から受信するように動作する。制御モジュール２１４はまた、入力制御器２１０から制御信号を受信して、ハンドヘルド装置２０４からの信号に基づき制御信号を処理するように動作する。
【解決手段】制御システム２００は、オペレータ入力を受信して対応する制御信号を発生するように動作可能な入力制御器２１０と、入力範囲にわたって作業機械の構成要素の応答性を制御するために調整可能であるパラメータが記憶されたハンドヘルド装置２０４を含む。ハンドヘルド装置２０４は、オペレータからの入力に応答してパラメータを調整するように動作する。制御モジュール２１４は作業機械に配置され、入力制御器２１０へのオペレータ入力と作業機械の対応する応答との間の所望の関係を表す信号を、ハンドヘルド装置２０４から受信するように動作する。制御モジュール２１４はまた、入力制御器２１０から制御信号を受信して、ハンドヘルド装置２０４からの信号に基づき制御信号を処理するように動作する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、作業機械パラメータを調整するためのシステムに関する。より詳しくは、本開示は、オペレータ入力と作業機械の対応する応答との間の関係をカスタム化するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
いくつかの作業機械は、様々な異なる仕事を実行するために設計される。例えば、とりわけ溝掘削、トラック積載、軽量クレーン、および均しとレベリングのために、バックホーを使用することが可能である。これらの異なる仕事のそれぞれは、バックホーリンク機構の異なる操作上の特質または特性を必要とする場合がある。例えば、溝掘削時、高速および高動力で作業器具を動かすことが望ましいかもしれず、一方、均しまたはレベリングのために、より低い速度および動力で作業器具を動かすことが有利である場合がある。
【０００３】
仕事のように、異なるオペレータは、単一のジョイスティック運動のために異なる操作上の特質を優先するかもしれない。例えば、熟練したオペレータは、作業器具の高速移動を好むかもしれず、一方、未熟練オペレータは、より低い速度で作業器具を動かすことがより快適であろう。
【０００４】
車両の特定の運転者のための特質を設定するための１つのシステムが、バースティス（Ｂｅｒｓｔｉｓ）への（特許文献１）に開示されている。（特許文献１）は、特定のユーザに車両の操作資格を与えるスマートカードを開示している。スマートカードは、例えば速度または加速度のような車両のある能力を制限するために使用し得るデータを記憶する。資格のあるユーザによって制限をプログラミングして、車両の運転者の使用を制御および制限することが可能である。しかし、（特許文献１）に開示されたシステムは、パラメータの間の関係を変更して作業機械のパラメータをカスタム化するために、オペレータがハンドヘルドプログラム可能装置を使用することを可能にしない。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６，１９８，９９６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本開示は、オペレータがオペレータ自身の好みに基づきハンドヘルドプログラム可能装置を用いて、作業機械のパラメータをカスタム化することを可能にするためのシステムおよび方法について記載する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一形態では、入力制御器におけるオペレータ入力と、作業機械の対応する応答との間の関係をカスタム化するための制御システムが、開示される。制御システムは、オペレータ入力を受信して、対応する制御信号を発生するように動作可能な入力制御器を含む。制御システムはまた、内部にパラメータが記憶されたハンドヘルドプログラム可能装置を含む。パラメータは、入力制御器における入力範囲にわたって作業機械の構成要素の応答性を制御するために調整可能である。ハンドヘルドプログラム可能装置は、オペレータからの入力に応答してパラメータを調整するように動作可能である。制御モジュールは作業機械に配置され、ハンドヘルドプログラム可能装置から信号を受信するように動作可能である。信号は、入力制御器へのオペレータ入力と、作業機械の対応する応答との間の所望の関係を表す。制御モジュールはまた、入力制御器から制御信号を受信して、ハンドヘルドプログラム可能装置からの信号に基づき制御信号を処理するように動作可能である。
【０００８】
他の形態では、入力制御器におけるオペレータ入力と、作業機械の対応する応答との間の関係をカスタム化するための方法が、開示される。本方法は、パラメータをハンドヘルドプログラム可能装置に記憶するステップと、パラメータを調整して、入力制御器における入力範囲にわたって作業機械の構成要素の応答性を制御するステップとを含む。ハンドヘルドプログラム可能装置は、オペレータからの入力に応答してパラメータを調整するように動作可能である。制御モジュールは、入力制御器へのオペレータ入力と、作業機械の対応する応答との間の所望の関係を表すハンドヘルドプログラム可能装置からの信号を受信する。制御信号はまた、入力制御器から受信される。制御信号は、ハンドヘルドプログラム可能装置から受信された信号に基づき処理される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、添付図に例示される模範的な実施形態を詳細に参照する。可能な限り、同一または同様の部分を指すために、同一の参照番号が図面全体にわたって使用される。
【００１０】
模範的な作業機械１００が図１にバックホーローダとして示される。作業機械１００は、フレーム構造１０２と、オペレータ室１０４と、作業リンク機構１０６と前部作業器具１０８とを含む制御可能な構成要素とを含む。さらに、作業機械は、作業機械１００を支持して駆動するための車輪１０９を含む。
【００１１】
フレーム構造１０２は、オペレータの運転台１０４、作業リンク機構１０６、および前部作業器具１０８を支持かつ支承する。オペレータの運転台１０４は、図示したように囲まれてもよく、あるいは開放していてもよい。作業機械オペレータから入力を受信しまた作業機械１００を制御するためのオペレータ入力制御器のような１つ以上のオペレータ制御装置は、オペレータの運転台１０４に収容することが可能である。
【００１２】
模範的な作業リンク機構１０６は、揺動フレーム１１０、ブーム部材１１２、スティック部材１１４、および作業器具１１６を含む。作業リンク機構１０６は、とりわけ、穴または溝を掘り、地面を平らにするか、あるいは所望の角度に領域を均すために使用することができる。作業リンク機構１０６はまた、図１に示した第１、第２、および第３のアクチュエータ１１８、１２０、１２２のような任意の数のアクチュエータを含んでもよい。リンク１２４は、第３のアクチュエータ１２２を作業器具１１６に連結し得る。
【００１３】
図２は、パラメータをカスタム化して、作業機械１００を操作するための制御システム２００のブロック図である。制御システム２００は、オペレータが入力制御器におけるオペレータ入力と、作業機械１００の対応する応答との間の関係をカスタム化することを可能にする。カスタム化された関係により、例えば０％入力から１００％入力のような入力制御器における入力範囲にわたって作業機械の構成要素の応答性が制御される。例えば、いくつかのカスタム化可能な関係は、入力制御器の移動とアクチュエータ速度との間の関係およびスロットルの割合と地上速度との間の関係を含んでもよい。他の関係は当業者に明白であろう。制御システム２００は、インタフェース２０２と、ハンドヘルドプログラム可能装置２０４のような通信装置と、弁２０６とを含む。
【００１４】
インタフェース２０２は入力制御器２１０、受信機２１２、および制御モジュール２１４を含む。入力制御器２１０は、作業機械１００のオペレータの運転台１０４に配置してもよく、またオペレータから入力を受信して、作業リンク機構１０６のような作業機械１００の構成要素を制御するように構成可能である。移動または操作に応答して、入力制御器２１０は制御信号を発生して、制御モジュール２１４に送り、作業機械１００の構成要素を制御することが可能である。入力制御器２１０はジョイスティック、ノブ、ダイアル、キーボードまたは公知の他の入力装置でもよい。構成要素が作業リンク機構１０６である場合、入力制御器２１０を使用して、アクチュエータ１１８、１２０、１２２、１２４の１つ以上を含む得るアクチュエータ２０８を制御することによって作業リンク機構１０６の移動を操作して、制御してもよい。したがって、オペレータからの入力は、所望の方法で作業リンク機構１０６を移動するための入力であり得る。
【００１５】
受信機２１２は、プログラム可能装置２０４とインタフェースして、当該装置から直接データポート接続部を介してまたは特に、ＲＦ伝送、赤外線信号、レーザ信号、および／または無線周波数信号のような無線伝送を介して送信信号を受信するように構成可能である。当業者は、任意の放射信号を使用し得ることを認識するであろう。受信機２１２は、プログラム可能装置２０４からの伝送を受信し、その伝送を処理して、制御モジュール２１４と通信するように構成される。したがって、受信機２１２は、プログラム可能装置２０４から受信された情報を表す信号を発生または中継することが可能である。模範的な一実施形態では、受信機は、受信してプログラム可能装置２０４と通信するためのドッキングシステムである。
【００１６】
制御モジュール２１４は、プロセッサ２１６およびメモリ２１８を含むことが可能である。プロセッサ２１６は、コンピュータプログラムを実行するための任意の標準プロセッサであり得る。同様に、メモリ２１８は、公知の任意の標準メモリ構成要素であり得、プロセッサ２０６によって実行可能なコンピュータプログラムおよび／またはルーチンのようなデータを記憶するように構成可能である。制御モジュール２１４は、入力制御器２１０によって発生された制御信号を受信して、作業リンク機構１０６を制御するように構成可能である。さらに、制御モジュール２１４は、制御信号を処理するように、またオペレータが望む方法で弁２０６を制御し、これによってアクチュエータ２０８を操作する処理された信号を発生するように構成可能である。
【００１７】
ハンドヘルドプログラム可能装置２０４は、受信機２１２を介してインタフェース２０２と選択的に通信し得る。プログラム可能装置２０４は、それ自体のプロセッサおよび／またはメモリを含んでもよく、また調整可能なパラメータおよび／または他の情報を表すデータを記憶するように構成可能である。例えば、プログラム可能装置２０４は、アクチュエータ２０８の速度と入力制御器２１０の移動との間の関係を規定するパラメータを記憶して、調整するように構成可能である。模範的な一実施形態では、プログラム可能装置２０４は、データおよび／またはコンピュータプログラムを受信機２１２に転送または伝送するように構成される。他方、受信機２１２は、次にメモリ２１８に記憶され得るデータまたはプログラムをプロセッサ２１６に伝送するように構成可能である。入力制御器２１０からの制御信号は、受信機２１２から受信されたプログラムまたはデータに従ってプロセッサ２１６によって処理され得る。したがって、プログラム可能装置２０４からのデータを使用して、入力制御器２１０からの信号の処理を制御することが可能である。
【００１８】
図３は、プログラム可能装置２０４の模範的な一実施形態を示している。プログラム可能な装置は、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）のようなハンドヘルドプログラム可能装置、例えばパームパイロットであり得る。プログラム可能装置２０４は、スタイラス２２０および本体２２２を含む。スタイラス２２０を使用して、公知の方法でプログラム可能装置２０４に情報を入力することが可能である。
【００１９】
本体２２２は、ハウジング２２４、ディスプレイ２２６、および１つ以上の入力機構２２８を含む。ハウジング２２４は、公知の方法で構成可能であり、またプログラム可能装置２０４の回路および他の構成要素を収容し得る。ディスプレイ２２６は、ハウジング２２４の表面に形成可能であり、またアイコン、情報、プロット、グラフ、および／またはオペレータへの他のデータを表示するように構成可能である。さらに、ディスプレイ２２６は、例えばスタイラス２２０または他の手段でディスプレイ２２６に触れることによってデータの選択、操作、および／または入力を可能にするタッチ式ディスプレイであり得る。入力機構２２８は、ユーザがデータを操作および／または入力し、プログラム可能装置２０４において選択を行うことをイネーブルにするボタン、ダイアル、またはキー、および／または他の入力機構であり得る。
【００２０】
プログラム可能装置２０４は、データを転送するために公知の方法で信号２２９を放射するように構成可能である。信号２２９は、図２に示した受信機２１２で受信可能である。代わりに、プログラム可能装置２０４は、受信機２１２に直接接続するためのワイヤポートを含んでもよい。プログラム可能装置２０４は、公知の方法でワイヤ接続または無線伝送を使用して通信可能である。
【００２１】
図４は、ディスプレイ２２６に表示し得る１つの模範的なスクリーン２３０を示している。スクリーン２３０は、オペレータが、プログラム可能装置２０４と相互作用することによって作業機械の制御性特性をカスタム化することを可能にするグラフ表示の制御性インタフェースである。オペレータは、パラメータを調整して、入力制御器２１０からの入力範囲にわたる作業機械の構成要素の応答性により規定された関係を制御することによって、特性をカスタム化することが可能である。スクリーン２３０は、選択可能なパラメータボタンアイコン２３２と、選択可能な作業器具選択アイコン２３３と、入力制御器２１０の位置とアクチュエータ２０８のような少なくとも１つのアクチュエータの速度との間の関係を規定する速度変調マップ２３４とを含む。ボタンアイコン２３２は、オペレータがスクリーン２３０内で操縦することを可能にし、またネクストボタン２３６、方向ボタン２３８、シフトボタン２４０、および更新ボタン２４２を含む。ネクストボタン２３６を選択して、１つの選択可能なパラメータから他のパラメータにカーソルを変更することが可能である。方向ボタン２３８を選択して、スクリーン２３０上の任意のパラメータの移動方向を制御することが可能である。シフトボタン２４０は、方向ボタン２３８を用いて選択される方向に所定の割合だけ、選択可能なパラメータの値を変更するショートカットボタンであり得る。例えば、模範的なスクリーンのシフトボタン２４０は、シフトボタンを選択した場合、選択したパラメータを２％シフトし得ることを示している。更新ボタン２４２は、速度変調マップ２３４に対するすべての変化を記憶することが可能である。更新ボタン２４２を選択した後、上に説明したように、次に、速度変調マップ２３４を作業機械１００のインタフェース２０２に転送することが可能である。
【００２２】
選択可能な作業器具選択アイコン２３３は、作業機械１００に使用される作業器具１１６を識別するために使用することが可能である。それぞれの作業器具用のプログラム可能装置２０４内に、異なる速度変調マップ２３４を記憶してもよい。図４は、バックホーアイコン２４４およびローダアイコン２４６を示している。プログラム可能装置２０４は、これらのアイコンの１つを選択することにより、当該作業器具用の速度変調マップ２３４が自動検索されるように構成可能である。したがって、オペレータは、それぞれの個々の作業器具用のパラメータをカスタム化することが可能である。任意の数の追加の作業器具選択アイコンが使用可能である。
【００２３】
さらに、それぞれの仕事のために、作業機械１００が実行可能であり、プログラム可能装置２０４は異なる速度変調マップ２３４を記憶することが可能である。仕事用のマップ２３４は、入力制御器２１０からの入力と作業機械応答との間の関係を規定するカスタム化のためにアクセス可能であり得る。例えば、プログラム可能装置２０４は、溝掘りおよび均しの仕事用の別個の速度変調マップ２３４を含んでもよい。それぞれのマップは、オペレータの好みを反映するためにオペレータによってカスタム化し得る。
【００２４】
速度変調マップ２３４は、入力制御器２１０の移動とアクチュエータ速度との間の関係を表示し、また水平軸線２４８と、垂直軸線２５０と、速度変調曲線２５２と、デッドバンドアイコン２５４、移行点アイコン２５６、飽和点アイコン２５８、および半径軸線２６２に沿って調整可能な半径アイコン２６０を含む選択可能なパラメータとを含む。水平軸線２４８は、オペレータによって制御されるような入力制御器２１０の位置を示している。垂直軸線２５０は、入力制御器２１０の位置に対応するアクチュエータ速度を示している。
【００２５】
デッドバンドアイコン２５４、移行点アイコン２５６、および飽和点アイコン２５８を含むパラメータは、速度変調曲線２５２の点の位置を規定する。図４に使用されているように、デッドバンドは、アクチュエータ移動を開始するために入力制御器２１０が移動しなければならない移動の割合である。移行点は、曲線を作業傾斜２６４と生産傾斜２６６とに分割する速度変調曲線の傾斜が変化する点である。飽和点は、アクチュエータの最大速度が獲得される入力制御器２１０の位置である。半径は、以下に説明するように、１つの傾斜から他の傾斜に円滑に移行するために作業傾斜および生産傾斜２６４、２６６の両方に対して接線の円の半径を示している。
【００２６】
プログラム可能装置２０４は、オペレータがデッドバンドアイコン２５４、移行点アイコン２５６、飽和度アイコン２５８、および半径アイコン２６０の位置を調整して、スクリーン２３０上の所望の位置にそれらを移動し、これによって、速度変調曲線２５２をカスタム化し得るように構成される。模範的な一実施形態では、デッドバンドアイコン２５４は、水平軸線２４８に沿ってのみ可動であり得る。飽和点アイコン２５８は、最大速度と入力制御器位置との間の関係を制御するために、マップ２３４に沿って水平および／または垂直に可動であり得る。移行点アイコン２５６は、マップ２３４内の任意の位置に可動であり得る。半径アイコン２５４は、最小半径から最大半径に半径軸線２６０に沿って調整可能であり得る。
【００２７】
単一機能パラメータの任意のものを変更することによって、オペレータは速度変調曲線２５２を賦形して、入力制御器位置とアクチュエータ速度との間の関係を規定することが可能である。オペレータは、スタイラス２２０および／または入力機構２２８を用いて、ディスプレイ２２６上のこれらのパラメータを調整することが可能である。模範的な一実施形態では、パラメータは、スタイラスを用いてマップ２３４の所望の位置にアイコンをドラッグすることによって、またはシフトボタン２４０を選択することによって調整される。
【００２８】
速度変調マップ２３４は、図４の速度変調マップ２３４の半径アイコン２６０を用いて調整し得る半径２７０を有する円２６８を含めて、図５により詳細に示されている。図５に見られるように、ある割合の入力制御器２１０の移動により作業器具２１６のゼロ速度が発生されるデッドバンド領域２７２は、０％の位置から約２５％の位置に延在する。デッドバンド領域２７２から、速度変調曲線２５２は、作業傾斜２６４に沿って、移行点アイコン２５６によって規定された転移点に向かって、次に、飽和点アイコン２５８によって規定された飽和点に向かって傾斜し、飽和領域２７４を形成する。作業傾斜２６４は、小さな量の速度を発生するために入力制御器２１０の大きな量の操作を含むマップ２３４の制御性特性であり得、一方、生産傾斜２６６は、入力制御器２１０の位置の小さな変化が％速度の大きな変化をもたらす点において、まさに反対であるように構成可能である。本実施形態では１つのみの移行点が示されていることを指摘したい。しかし、追加の移行点を用いて、作業機械１００の制御性特性を操作かつ調整することが可能である。飽和領域２７４は、速度がすでに１００％にあるので、入力制御器２１０の追加の移動が速度増加をもたらすことができない領域である。
【００２９】
半径アイコン２６０は、図４の半径軸線２６２に沿って最小から最大に調整することが可能である。半径は、図５に示した移行点に隣接する生産傾斜２６６と作業傾斜２６４とを接続する曲線の半径２７０を規定することによって、曲線２５２に影響を及ぼす。したがって、曲線２５２は、入力半径２７０に基づく作業傾斜２６４および生産傾斜２６６の両方に対して接線の円２６８について解くことによって形成可能であり、これにより、曲線２５２は作業傾斜２６４から生産傾斜２６６に円滑に移行することが可能になる。作業傾斜２６４と生産傾斜２６６との間で円滑に移行するために、円の代わりに放物曲線または立体曲線を使用し得ることを指摘したい。高位の曲線を含む他の曲線を使用してもよい。
【００３０】
プログラム可能装置２０４は、異なるレベルの複雑さのパラメータのオペレータによるカスタム化を可能にするように構成可能である。例えば、一実施形態において、作業リンク機構１０６のそれぞれの個々のアクチュエータ用に、別個の速度変調マップ２３４が記憶される。１つのレベルにおいて、プログラム可能装置２０４は、単一の速度変調曲線２５２を調整することによって、アクチュエータ用のすべての速度変調マップ２３４の同時調整を可能にするように構成可能である。したがって、調整可能なパラメータを調整することによって、単一の速度変調マップ２３４に対する変更がすべてのアクチュエータ速度変調マップに適用される。これにより、オペレータは、単一のスクリーン２３０を用いてすべての作業器具用のマップを全体的に変更することが可能である。第２のレベルにおいて、プログラム可能装置２０４により、オペレータは単一の個々のアクチュエータ用の速度変調マップ２３４を変更することが可能である。例えば、オペレータは、ブーム部材１１２のためにアクチュエータ用の速度変調曲線２５２の変更を選択する場合がある。さらに他のレベルでは、オペレータは、アクチュエータ移動の方向に応じて、単一のアクチュエータまたはアクチュエータ群用の速度変調マップを変更する場合がある。例えば、このレベルにより、オペレータは、シリンダの伸長のための速度変調マップ、および同一のシリンダの引き込みのための異なる変調マップを有することが可能である。
【００３１】
いくつかの模範的な実施形態では、１つのパラメータの移動が相応して１つ以上の付加的なパラメータを調整するように、パラメータが予め確立された関係を有し得ることを指摘したい。したがって、パラメータは個別に調整する必要はなく、群として調整することが可能である。例えば、作業傾斜２６４が一定であるように、デッドバンドアイコン２５４の移動により移行点を移動し得る。当業者に明白であるように、他の関係を使用できるであろう。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本明細書に記載した制御システム２００により、オペレータは作業機械１００のパラメータをカスタム化することが可能である。ハンドヘルドプログラム可能装置２０４を使用して、オペレータはパラメータを調整し、次にそれらのパラメータを用いて作業機械１００を制御することができる。パラメータは、作業リンク機構１０６のような作業機械１００の構成要素を操作するための所定の入力に応答して使用されるパラメータであり得る。一実施形態において、調整可能なパラメータにより、入力制御器２１０の移動とアクチュエータ速度との間の関係のカスタム化が可能である。したがって、オペレータは、入力制御器２１０からの入力に対する作業リンク機構１０６の応答性を制御し得る。
【００３３】
次に、制御システム２００を用いて作業機械１００を操作するための方法について記載する。オペレータは、作業機械１００の制御性を調整することを望むかもしれない。したがって、ハンドヘルドプログラム可能装置２０４を用いて、オペレータは、入力制御器からの入力範囲にわたる作業機械の構成要素の応答性によって規定された関係を制御する記憶された調整可能なパラメータにアクセスすることが可能である。一実施例において、関係は、作業器具１０６の入力制御器の移動とアクチュエータ速度との間にある。スタイラス２２０、選択可能なアイコンボタン、および／または入力機構２２８を用いて、オペレータは、速度変調曲線２５２の点の位置を調整することが可能である。例えば、オペレータは、プログラム可能装置２０４のディスプレイ２２６上のデッドバンドアイコン２５４、移行点アイコン２５６、飽和点アイコン２５８、および／または半径アイコン２６０を調整してもよい。
【００３４】
オペレータが速度変調曲線２５２を所望の設定に調整したとき、オペレータは、スクリーン２３０上の更新アイコン２４２を選択することによって、新しい設定を記憶することが可能である。更新アイコン２３２を選択すると、設定を不定に記憶し得るが、所望のように検索または変更することも可能である。
【００３５】
設定の更新を表す信号は、インタフェース２０２の受信機２１２を介して作業機械１００に送ることが可能である。次に、設定の更新は制御モジュール２１４に送ることが可能である。オペレータは、プログラム可能装置２０４が受信機２１２を通して作業機械１００に接続される間に、速度変調曲線２５２が調整可能であり、また一実施形態において、プログラム可能装置２０４が作業機械１００と通信しているときにのみ、作業機械１００が動作可能であることを指摘したい。
【００３６】
オペレータの運転台２０４の入力制御器２１０を用いて、オペレータは、作業リンク機構２０６の所望の移動を表す制御モジュール２１４に送られる制御信号を生成し得る。制御モジュール２１４は、入力制御器２１０から制御信号を受信し、またプログラム可能装置２０４から受信された設定の更新に従って信号を処理することが可能である。制御モジュール２１４は、処理された信号を弁２０６に出力して、オペレータが望む方法でまたプログラム可能装置２０４にプリセットされた方法で、作業リンク機構１０６のアクチュエータを操作することが可能である。このため、プログラム可能装置２０４のパラメータを操作することによって、オペレータは所定の作業機械１００用のパラメータをカスタム化することが可能である。
【００３７】
一実施例において、オペレータは、作業リンク機構１０６のような特定の作業器具用の速度変調マップを選択する。他の模範的な実施形態では、オペレータは、実行すべき仕事に基づき速度変調マップを選択する。オペレータは、特定の作業器具マップおよび／または仕事マップを好ましい設定にカスタム化して、パラメータによって規定された関係を制御してもよい。
【００３８】
模範的な一形態では、作業機械のそれぞれのオペレータに、速度変調マップ２３４の個々のカスタム化用のパーソナルハンドヘルドプログラム可能装置が用意される。プログラム可能装置はハンドヘルドであるので、それを受信機２１２および／または作業機械１００と関連付けて、速度変調マップの調整を可能にすることが必要である。したがって、オペレータは、彼自身の利便に応じてマップを調整するかまたはカスタム化してもよい。他の模範的な実施形態では、プログラム可能装置２０４はまた、作業機械１００のキーとして機能することが可能である。本実施形態では、作業機械１００は、プログラム可能装置２０４が作業機械１００にパラメータを送らない限り、動作不可能であるように構成可能である。したがって、一人のオペレータは、前のオペレータの後に作業機械１００を操作する場合、作業機械１００に動力を供給できる前に、彼のそれぞれのプログラム可能装置２０４から作業機械１００にデータを転送することが必要かもしれない。
【００３９】
模範的な作業機械１００はバックホーローダとして示しているが、他のタイプの作業機械が、ここに開示した制御システム２００を利用し得ることを指摘したい。さらに、オペレータは、作業リンク機構１０６および示した前部作業器具１０８以外の工具および構成要素のためにパラメータをカスタム化し得る。
【００４０】
本発明の範囲から逸脱することなく、開示した実施形態に様々な修正と変更をなし得ることが当業者には明白であろう。本発明の他の実施形態は、本明細書に開示した本発明の説明と実施を考慮すれば当業者には明白であろう。説明および実施例は模範的なものに過ぎないと考えられ、本発明の真の範囲は、次の特許請求の範囲およびそれらの等価物によって示されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】模範的な作業機械の絵画的表示である。
【図２】模範的な制御システムのブロック図である。
【図３】模範的なハンドヘルドプログラム可能装置の絵画的表示である。
【図４】ハンドヘルドプログラム可能装置のスクリーン上の模範的な画像の絵画的表示である。
【図５】ハンドヘルドプログラム可能装置のスクリーン上の模範的な画像の他の絵画的表示である。
【符号の説明】
【００４２】
１００ 作業機械
１０２ フレーム構造体
１０４ オペレータ室
１０６ 作業リンク機構
１０８ 前部作業器具
１０９ 車輪
１１０ 揺動フレーム
１１２ ブーム部材
１１４ スティック部材
１１６ 作業器具
１１８ 第１のアクチュエータ
１２０ 第２のアクチュエータ
１２２ 第３のアクチュエータ
１２４ リンク
２００ 制御システム
２０２ インタフェース
２０４ ハンドヘルドのプログラム可能装置
２０６ 弁
２０８ アクチュエータ
２１０ 入力制御器
２１２ 受信機
２１４ 制御モジュール
２１６ プロセッサ
２１８ メモリ
２２０ スタイラス
２２２ 本体
２２４ ハウジング
２２６ ディスプレイ ２２８ 入力機構
２２９ 信号
２３０ スクリーン
２３２ 選択可能なパラメータボタンアイコン２３２
２３３ 選択可能な作業器具選択アイコン
２３４ 速度変調マップ
２３６ 次のボタン
２３８ 方向ボタン
２４０ シフトボタン
２４２ 更新ボタン
２４４ バックホーアイコン
２４６ ローダアイコン
２４８ 水平軸
２５０ 垂直軸
２５２ 速度変調曲線
２５４ デッドバンドアイコン
２５６ 移行点アイコン
２５８ 飽和点アイコン
２６０ 半径アイコン
２６２ 半径軸
２６４ 作業傾斜
２６６ 生産傾斜
２６８ 円
２７０ 半径
２７２ デッドバンド領域
２７４ 飽和領域
【技術分野】
【０００１】
本開示は、作業機械パラメータを調整するためのシステムに関する。より詳しくは、本開示は、オペレータ入力と作業機械の対応する応答との間の関係をカスタム化するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
いくつかの作業機械は、様々な異なる仕事を実行するために設計される。例えば、とりわけ溝掘削、トラック積載、軽量クレーン、および均しとレベリングのために、バックホーを使用することが可能である。これらの異なる仕事のそれぞれは、バックホーリンク機構の異なる操作上の特質または特性を必要とする場合がある。例えば、溝掘削時、高速および高動力で作業器具を動かすことが望ましいかもしれず、一方、均しまたはレベリングのために、より低い速度および動力で作業器具を動かすことが有利である場合がある。
【０００３】
仕事のように、異なるオペレータは、単一のジョイスティック運動のために異なる操作上の特質を優先するかもしれない。例えば、熟練したオペレータは、作業器具の高速移動を好むかもしれず、一方、未熟練オペレータは、より低い速度で作業器具を動かすことがより快適であろう。
【０００４】
車両の特定の運転者のための特質を設定するための１つのシステムが、バースティス（Ｂｅｒｓｔｉｓ）への（特許文献１）に開示されている。（特許文献１）は、特定のユーザに車両の操作資格を与えるスマートカードを開示している。スマートカードは、例えば速度または加速度のような車両のある能力を制限するために使用し得るデータを記憶する。資格のあるユーザによって制限をプログラミングして、車両の運転者の使用を制御および制限することが可能である。しかし、（特許文献１）に開示されたシステムは、パラメータの間の関係を変更して作業機械のパラメータをカスタム化するために、オペレータがハンドヘルドプログラム可能装置を使用することを可能にしない。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６，１９８，９９６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本開示は、オペレータがオペレータ自身の好みに基づきハンドヘルドプログラム可能装置を用いて、作業機械のパラメータをカスタム化することを可能にするためのシステムおよび方法について記載する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一形態では、入力制御器におけるオペレータ入力と、作業機械の対応する応答との間の関係をカスタム化するための制御システムが、開示される。制御システムは、オペレータ入力を受信して、対応する制御信号を発生するように動作可能な入力制御器を含む。制御システムはまた、内部にパラメータが記憶されたハンドヘルドプログラム可能装置を含む。パラメータは、入力制御器における入力範囲にわたって作業機械の構成要素の応答性を制御するために調整可能である。ハンドヘルドプログラム可能装置は、オペレータからの入力に応答してパラメータを調整するように動作可能である。制御モジュールは作業機械に配置され、ハンドヘルドプログラム可能装置から信号を受信するように動作可能である。信号は、入力制御器へのオペレータ入力と、作業機械の対応する応答との間の所望の関係を表す。制御モジュールはまた、入力制御器から制御信号を受信して、ハンドヘルドプログラム可能装置からの信号に基づき制御信号を処理するように動作可能である。
【０００８】
他の形態では、入力制御器におけるオペレータ入力と、作業機械の対応する応答との間の関係をカスタム化するための方法が、開示される。本方法は、パラメータをハンドヘルドプログラム可能装置に記憶するステップと、パラメータを調整して、入力制御器における入力範囲にわたって作業機械の構成要素の応答性を制御するステップとを含む。ハンドヘルドプログラム可能装置は、オペレータからの入力に応答してパラメータを調整するように動作可能である。制御モジュールは、入力制御器へのオペレータ入力と、作業機械の対応する応答との間の所望の関係を表すハンドヘルドプログラム可能装置からの信号を受信する。制御信号はまた、入力制御器から受信される。制御信号は、ハンドヘルドプログラム可能装置から受信された信号に基づき処理される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、添付図に例示される模範的な実施形態を詳細に参照する。可能な限り、同一または同様の部分を指すために、同一の参照番号が図面全体にわたって使用される。
【００１０】
模範的な作業機械１００が図１にバックホーローダとして示される。作業機械１００は、フレーム構造１０２と、オペレータ室１０４と、作業リンク機構１０６と前部作業器具１０８とを含む制御可能な構成要素とを含む。さらに、作業機械は、作業機械１００を支持して駆動するための車輪１０９を含む。
【００１１】
フレーム構造１０２は、オペレータの運転台１０４、作業リンク機構１０６、および前部作業器具１０８を支持かつ支承する。オペレータの運転台１０４は、図示したように囲まれてもよく、あるいは開放していてもよい。作業機械オペレータから入力を受信しまた作業機械１００を制御するためのオペレータ入力制御器のような１つ以上のオペレータ制御装置は、オペレータの運転台１０４に収容することが可能である。
【００１２】
模範的な作業リンク機構１０６は、揺動フレーム１１０、ブーム部材１１２、スティック部材１１４、および作業器具１１６を含む。作業リンク機構１０６は、とりわけ、穴または溝を掘り、地面を平らにするか、あるいは所望の角度に領域を均すために使用することができる。作業リンク機構１０６はまた、図１に示した第１、第２、および第３のアクチュエータ１１８、１２０、１２２のような任意の数のアクチュエータを含んでもよい。リンク１２４は、第３のアクチュエータ１２２を作業器具１１６に連結し得る。
【００１３】
図２は、パラメータをカスタム化して、作業機械１００を操作するための制御システム２００のブロック図である。制御システム２００は、オペレータが入力制御器におけるオペレータ入力と、作業機械１００の対応する応答との間の関係をカスタム化することを可能にする。カスタム化された関係により、例えば０％入力から１００％入力のような入力制御器における入力範囲にわたって作業機械の構成要素の応答性が制御される。例えば、いくつかのカスタム化可能な関係は、入力制御器の移動とアクチュエータ速度との間の関係およびスロットルの割合と地上速度との間の関係を含んでもよい。他の関係は当業者に明白であろう。制御システム２００は、インタフェース２０２と、ハンドヘルドプログラム可能装置２０４のような通信装置と、弁２０６とを含む。
【００１４】
インタフェース２０２は入力制御器２１０、受信機２１２、および制御モジュール２１４を含む。入力制御器２１０は、作業機械１００のオペレータの運転台１０４に配置してもよく、またオペレータから入力を受信して、作業リンク機構１０６のような作業機械１００の構成要素を制御するように構成可能である。移動または操作に応答して、入力制御器２１０は制御信号を発生して、制御モジュール２１４に送り、作業機械１００の構成要素を制御することが可能である。入力制御器２１０はジョイスティック、ノブ、ダイアル、キーボードまたは公知の他の入力装置でもよい。構成要素が作業リンク機構１０６である場合、入力制御器２１０を使用して、アクチュエータ１１８、１２０、１２２、１２４の１つ以上を含む得るアクチュエータ２０８を制御することによって作業リンク機構１０６の移動を操作して、制御してもよい。したがって、オペレータからの入力は、所望の方法で作業リンク機構１０６を移動するための入力であり得る。
【００１５】
受信機２１２は、プログラム可能装置２０４とインタフェースして、当該装置から直接データポート接続部を介してまたは特に、ＲＦ伝送、赤外線信号、レーザ信号、および／または無線周波数信号のような無線伝送を介して送信信号を受信するように構成可能である。当業者は、任意の放射信号を使用し得ることを認識するであろう。受信機２１２は、プログラム可能装置２０４からの伝送を受信し、その伝送を処理して、制御モジュール２１４と通信するように構成される。したがって、受信機２１２は、プログラム可能装置２０４から受信された情報を表す信号を発生または中継することが可能である。模範的な一実施形態では、受信機は、受信してプログラム可能装置２０４と通信するためのドッキングシステムである。
【００１６】
制御モジュール２１４は、プロセッサ２１６およびメモリ２１８を含むことが可能である。プロセッサ２１６は、コンピュータプログラムを実行するための任意の標準プロセッサであり得る。同様に、メモリ２１８は、公知の任意の標準メモリ構成要素であり得、プロセッサ２０６によって実行可能なコンピュータプログラムおよび／またはルーチンのようなデータを記憶するように構成可能である。制御モジュール２１４は、入力制御器２１０によって発生された制御信号を受信して、作業リンク機構１０６を制御するように構成可能である。さらに、制御モジュール２１４は、制御信号を処理するように、またオペレータが望む方法で弁２０６を制御し、これによってアクチュエータ２０８を操作する処理された信号を発生するように構成可能である。
【００１７】
ハンドヘルドプログラム可能装置２０４は、受信機２１２を介してインタフェース２０２と選択的に通信し得る。プログラム可能装置２０４は、それ自体のプロセッサおよび／またはメモリを含んでもよく、また調整可能なパラメータおよび／または他の情報を表すデータを記憶するように構成可能である。例えば、プログラム可能装置２０４は、アクチュエータ２０８の速度と入力制御器２１０の移動との間の関係を規定するパラメータを記憶して、調整するように構成可能である。模範的な一実施形態では、プログラム可能装置２０４は、データおよび／またはコンピュータプログラムを受信機２１２に転送または伝送するように構成される。他方、受信機２１２は、次にメモリ２１８に記憶され得るデータまたはプログラムをプロセッサ２１６に伝送するように構成可能である。入力制御器２１０からの制御信号は、受信機２１２から受信されたプログラムまたはデータに従ってプロセッサ２１６によって処理され得る。したがって、プログラム可能装置２０４からのデータを使用して、入力制御器２１０からの信号の処理を制御することが可能である。
【００１８】
図３は、プログラム可能装置２０４の模範的な一実施形態を示している。プログラム可能な装置は、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）のようなハンドヘルドプログラム可能装置、例えばパームパイロットであり得る。プログラム可能装置２０４は、スタイラス２２０および本体２２２を含む。スタイラス２２０を使用して、公知の方法でプログラム可能装置２０４に情報を入力することが可能である。
【００１９】
本体２２２は、ハウジング２２４、ディスプレイ２２６、および１つ以上の入力機構２２８を含む。ハウジング２２４は、公知の方法で構成可能であり、またプログラム可能装置２０４の回路および他の構成要素を収容し得る。ディスプレイ２２６は、ハウジング２２４の表面に形成可能であり、またアイコン、情報、プロット、グラフ、および／またはオペレータへの他のデータを表示するように構成可能である。さらに、ディスプレイ２２６は、例えばスタイラス２２０または他の手段でディスプレイ２２６に触れることによってデータの選択、操作、および／または入力を可能にするタッチ式ディスプレイであり得る。入力機構２２８は、ユーザがデータを操作および／または入力し、プログラム可能装置２０４において選択を行うことをイネーブルにするボタン、ダイアル、またはキー、および／または他の入力機構であり得る。
【００２０】
プログラム可能装置２０４は、データを転送するために公知の方法で信号２２９を放射するように構成可能である。信号２２９は、図２に示した受信機２１２で受信可能である。代わりに、プログラム可能装置２０４は、受信機２１２に直接接続するためのワイヤポートを含んでもよい。プログラム可能装置２０４は、公知の方法でワイヤ接続または無線伝送を使用して通信可能である。
【００２１】
図４は、ディスプレイ２２６に表示し得る１つの模範的なスクリーン２３０を示している。スクリーン２３０は、オペレータが、プログラム可能装置２０４と相互作用することによって作業機械の制御性特性をカスタム化することを可能にするグラフ表示の制御性インタフェースである。オペレータは、パラメータを調整して、入力制御器２１０からの入力範囲にわたる作業機械の構成要素の応答性により規定された関係を制御することによって、特性をカスタム化することが可能である。スクリーン２３０は、選択可能なパラメータボタンアイコン２３２と、選択可能な作業器具選択アイコン２３３と、入力制御器２１０の位置とアクチュエータ２０８のような少なくとも１つのアクチュエータの速度との間の関係を規定する速度変調マップ２３４とを含む。ボタンアイコン２３２は、オペレータがスクリーン２３０内で操縦することを可能にし、またネクストボタン２３６、方向ボタン２３８、シフトボタン２４０、および更新ボタン２４２を含む。ネクストボタン２３６を選択して、１つの選択可能なパラメータから他のパラメータにカーソルを変更することが可能である。方向ボタン２３８を選択して、スクリーン２３０上の任意のパラメータの移動方向を制御することが可能である。シフトボタン２４０は、方向ボタン２３８を用いて選択される方向に所定の割合だけ、選択可能なパラメータの値を変更するショートカットボタンであり得る。例えば、模範的なスクリーンのシフトボタン２４０は、シフトボタンを選択した場合、選択したパラメータを２％シフトし得ることを示している。更新ボタン２４２は、速度変調マップ２３４に対するすべての変化を記憶することが可能である。更新ボタン２４２を選択した後、上に説明したように、次に、速度変調マップ２３４を作業機械１００のインタフェース２０２に転送することが可能である。
【００２２】
選択可能な作業器具選択アイコン２３３は、作業機械１００に使用される作業器具１１６を識別するために使用することが可能である。それぞれの作業器具用のプログラム可能装置２０４内に、異なる速度変調マップ２３４を記憶してもよい。図４は、バックホーアイコン２４４およびローダアイコン２４６を示している。プログラム可能装置２０４は、これらのアイコンの１つを選択することにより、当該作業器具用の速度変調マップ２３４が自動検索されるように構成可能である。したがって、オペレータは、それぞれの個々の作業器具用のパラメータをカスタム化することが可能である。任意の数の追加の作業器具選択アイコンが使用可能である。
【００２３】
さらに、それぞれの仕事のために、作業機械１００が実行可能であり、プログラム可能装置２０４は異なる速度変調マップ２３４を記憶することが可能である。仕事用のマップ２３４は、入力制御器２１０からの入力と作業機械応答との間の関係を規定するカスタム化のためにアクセス可能であり得る。例えば、プログラム可能装置２０４は、溝掘りおよび均しの仕事用の別個の速度変調マップ２３４を含んでもよい。それぞれのマップは、オペレータの好みを反映するためにオペレータによってカスタム化し得る。
【００２４】
速度変調マップ２３４は、入力制御器２１０の移動とアクチュエータ速度との間の関係を表示し、また水平軸線２４８と、垂直軸線２５０と、速度変調曲線２５２と、デッドバンドアイコン２５４、移行点アイコン２５６、飽和点アイコン２５８、および半径軸線２６２に沿って調整可能な半径アイコン２６０を含む選択可能なパラメータとを含む。水平軸線２４８は、オペレータによって制御されるような入力制御器２１０の位置を示している。垂直軸線２５０は、入力制御器２１０の位置に対応するアクチュエータ速度を示している。
【００２５】
デッドバンドアイコン２５４、移行点アイコン２５６、および飽和点アイコン２５８を含むパラメータは、速度変調曲線２５２の点の位置を規定する。図４に使用されているように、デッドバンドは、アクチュエータ移動を開始するために入力制御器２１０が移動しなければならない移動の割合である。移行点は、曲線を作業傾斜２６４と生産傾斜２６６とに分割する速度変調曲線の傾斜が変化する点である。飽和点は、アクチュエータの最大速度が獲得される入力制御器２１０の位置である。半径は、以下に説明するように、１つの傾斜から他の傾斜に円滑に移行するために作業傾斜および生産傾斜２６４、２６６の両方に対して接線の円の半径を示している。
【００２６】
プログラム可能装置２０４は、オペレータがデッドバンドアイコン２５４、移行点アイコン２５６、飽和度アイコン２５８、および半径アイコン２６０の位置を調整して、スクリーン２３０上の所望の位置にそれらを移動し、これによって、速度変調曲線２５２をカスタム化し得るように構成される。模範的な一実施形態では、デッドバンドアイコン２５４は、水平軸線２４８に沿ってのみ可動であり得る。飽和点アイコン２５８は、最大速度と入力制御器位置との間の関係を制御するために、マップ２３４に沿って水平および／または垂直に可動であり得る。移行点アイコン２５６は、マップ２３４内の任意の位置に可動であり得る。半径アイコン２５４は、最小半径から最大半径に半径軸線２６０に沿って調整可能であり得る。
【００２７】
単一機能パラメータの任意のものを変更することによって、オペレータは速度変調曲線２５２を賦形して、入力制御器位置とアクチュエータ速度との間の関係を規定することが可能である。オペレータは、スタイラス２２０および／または入力機構２２８を用いて、ディスプレイ２２６上のこれらのパラメータを調整することが可能である。模範的な一実施形態では、パラメータは、スタイラスを用いてマップ２３４の所望の位置にアイコンをドラッグすることによって、またはシフトボタン２４０を選択することによって調整される。
【００２８】
速度変調マップ２３４は、図４の速度変調マップ２３４の半径アイコン２６０を用いて調整し得る半径２７０を有する円２６８を含めて、図５により詳細に示されている。図５に見られるように、ある割合の入力制御器２１０の移動により作業器具２１６のゼロ速度が発生されるデッドバンド領域２７２は、０％の位置から約２５％の位置に延在する。デッドバンド領域２７２から、速度変調曲線２５２は、作業傾斜２６４に沿って、移行点アイコン２５６によって規定された転移点に向かって、次に、飽和点アイコン２５８によって規定された飽和点に向かって傾斜し、飽和領域２７４を形成する。作業傾斜２６４は、小さな量の速度を発生するために入力制御器２１０の大きな量の操作を含むマップ２３４の制御性特性であり得、一方、生産傾斜２６６は、入力制御器２１０の位置の小さな変化が％速度の大きな変化をもたらす点において、まさに反対であるように構成可能である。本実施形態では１つのみの移行点が示されていることを指摘したい。しかし、追加の移行点を用いて、作業機械１００の制御性特性を操作かつ調整することが可能である。飽和領域２７４は、速度がすでに１００％にあるので、入力制御器２１０の追加の移動が速度増加をもたらすことができない領域である。
【００２９】
半径アイコン２６０は、図４の半径軸線２６２に沿って最小から最大に調整することが可能である。半径は、図５に示した移行点に隣接する生産傾斜２６６と作業傾斜２６４とを接続する曲線の半径２７０を規定することによって、曲線２５２に影響を及ぼす。したがって、曲線２５２は、入力半径２７０に基づく作業傾斜２６４および生産傾斜２６６の両方に対して接線の円２６８について解くことによって形成可能であり、これにより、曲線２５２は作業傾斜２６４から生産傾斜２６６に円滑に移行することが可能になる。作業傾斜２６４と生産傾斜２６６との間で円滑に移行するために、円の代わりに放物曲線または立体曲線を使用し得ることを指摘したい。高位の曲線を含む他の曲線を使用してもよい。
【００３０】
プログラム可能装置２０４は、異なるレベルの複雑さのパラメータのオペレータによるカスタム化を可能にするように構成可能である。例えば、一実施形態において、作業リンク機構１０６のそれぞれの個々のアクチュエータ用に、別個の速度変調マップ２３４が記憶される。１つのレベルにおいて、プログラム可能装置２０４は、単一の速度変調曲線２５２を調整することによって、アクチュエータ用のすべての速度変調マップ２３４の同時調整を可能にするように構成可能である。したがって、調整可能なパラメータを調整することによって、単一の速度変調マップ２３４に対する変更がすべてのアクチュエータ速度変調マップに適用される。これにより、オペレータは、単一のスクリーン２３０を用いてすべての作業器具用のマップを全体的に変更することが可能である。第２のレベルにおいて、プログラム可能装置２０４により、オペレータは単一の個々のアクチュエータ用の速度変調マップ２３４を変更することが可能である。例えば、オペレータは、ブーム部材１１２のためにアクチュエータ用の速度変調曲線２５２の変更を選択する場合がある。さらに他のレベルでは、オペレータは、アクチュエータ移動の方向に応じて、単一のアクチュエータまたはアクチュエータ群用の速度変調マップを変更する場合がある。例えば、このレベルにより、オペレータは、シリンダの伸長のための速度変調マップ、および同一のシリンダの引き込みのための異なる変調マップを有することが可能である。
【００３１】
いくつかの模範的な実施形態では、１つのパラメータの移動が相応して１つ以上の付加的なパラメータを調整するように、パラメータが予め確立された関係を有し得ることを指摘したい。したがって、パラメータは個別に調整する必要はなく、群として調整することが可能である。例えば、作業傾斜２６４が一定であるように、デッドバンドアイコン２５４の移動により移行点を移動し得る。当業者に明白であるように、他の関係を使用できるであろう。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本明細書に記載した制御システム２００により、オペレータは作業機械１００のパラメータをカスタム化することが可能である。ハンドヘルドプログラム可能装置２０４を使用して、オペレータはパラメータを調整し、次にそれらのパラメータを用いて作業機械１００を制御することができる。パラメータは、作業リンク機構１０６のような作業機械１００の構成要素を操作するための所定の入力に応答して使用されるパラメータであり得る。一実施形態において、調整可能なパラメータにより、入力制御器２１０の移動とアクチュエータ速度との間の関係のカスタム化が可能である。したがって、オペレータは、入力制御器２１０からの入力に対する作業リンク機構１０６の応答性を制御し得る。
【００３３】
次に、制御システム２００を用いて作業機械１００を操作するための方法について記載する。オペレータは、作業機械１００の制御性を調整することを望むかもしれない。したがって、ハンドヘルドプログラム可能装置２０４を用いて、オペレータは、入力制御器からの入力範囲にわたる作業機械の構成要素の応答性によって規定された関係を制御する記憶された調整可能なパラメータにアクセスすることが可能である。一実施例において、関係は、作業器具１０６の入力制御器の移動とアクチュエータ速度との間にある。スタイラス２２０、選択可能なアイコンボタン、および／または入力機構２２８を用いて、オペレータは、速度変調曲線２５２の点の位置を調整することが可能である。例えば、オペレータは、プログラム可能装置２０４のディスプレイ２２６上のデッドバンドアイコン２５４、移行点アイコン２５６、飽和点アイコン２５８、および／または半径アイコン２６０を調整してもよい。
【００３４】
オペレータが速度変調曲線２５２を所望の設定に調整したとき、オペレータは、スクリーン２３０上の更新アイコン２４２を選択することによって、新しい設定を記憶することが可能である。更新アイコン２３２を選択すると、設定を不定に記憶し得るが、所望のように検索または変更することも可能である。
【００３５】
設定の更新を表す信号は、インタフェース２０２の受信機２１２を介して作業機械１００に送ることが可能である。次に、設定の更新は制御モジュール２１４に送ることが可能である。オペレータは、プログラム可能装置２０４が受信機２１２を通して作業機械１００に接続される間に、速度変調曲線２５２が調整可能であり、また一実施形態において、プログラム可能装置２０４が作業機械１００と通信しているときにのみ、作業機械１００が動作可能であることを指摘したい。
【００３６】
オペレータの運転台２０４の入力制御器２１０を用いて、オペレータは、作業リンク機構２０６の所望の移動を表す制御モジュール２１４に送られる制御信号を生成し得る。制御モジュール２１４は、入力制御器２１０から制御信号を受信し、またプログラム可能装置２０４から受信された設定の更新に従って信号を処理することが可能である。制御モジュール２１４は、処理された信号を弁２０６に出力して、オペレータが望む方法でまたプログラム可能装置２０４にプリセットされた方法で、作業リンク機構１０６のアクチュエータを操作することが可能である。このため、プログラム可能装置２０４のパラメータを操作することによって、オペレータは所定の作業機械１００用のパラメータをカスタム化することが可能である。
【００３７】
一実施例において、オペレータは、作業リンク機構１０６のような特定の作業器具用の速度変調マップを選択する。他の模範的な実施形態では、オペレータは、実行すべき仕事に基づき速度変調マップを選択する。オペレータは、特定の作業器具マップおよび／または仕事マップを好ましい設定にカスタム化して、パラメータによって規定された関係を制御してもよい。
【００３８】
模範的な一形態では、作業機械のそれぞれのオペレータに、速度変調マップ２３４の個々のカスタム化用のパーソナルハンドヘルドプログラム可能装置が用意される。プログラム可能装置はハンドヘルドであるので、それを受信機２１２および／または作業機械１００と関連付けて、速度変調マップの調整を可能にすることが必要である。したがって、オペレータは、彼自身の利便に応じてマップを調整するかまたはカスタム化してもよい。他の模範的な実施形態では、プログラム可能装置２０４はまた、作業機械１００のキーとして機能することが可能である。本実施形態では、作業機械１００は、プログラム可能装置２０４が作業機械１００にパラメータを送らない限り、動作不可能であるように構成可能である。したがって、一人のオペレータは、前のオペレータの後に作業機械１００を操作する場合、作業機械１００に動力を供給できる前に、彼のそれぞれのプログラム可能装置２０４から作業機械１００にデータを転送することが必要かもしれない。
【００３９】
模範的な作業機械１００はバックホーローダとして示しているが、他のタイプの作業機械が、ここに開示した制御システム２００を利用し得ることを指摘したい。さらに、オペレータは、作業リンク機構１０６および示した前部作業器具１０８以外の工具および構成要素のためにパラメータをカスタム化し得る。
【００４０】
本発明の範囲から逸脱することなく、開示した実施形態に様々な修正と変更をなし得ることが当業者には明白であろう。本発明の他の実施形態は、本明細書に開示した本発明の説明と実施を考慮すれば当業者には明白であろう。説明および実施例は模範的なものに過ぎないと考えられ、本発明の真の範囲は、次の特許請求の範囲およびそれらの等価物によって示されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】模範的な作業機械の絵画的表示である。
【図２】模範的な制御システムのブロック図である。
【図３】模範的なハンドヘルドプログラム可能装置の絵画的表示である。
【図４】ハンドヘルドプログラム可能装置のスクリーン上の模範的な画像の絵画的表示である。
【図５】ハンドヘルドプログラム可能装置のスクリーン上の模範的な画像の他の絵画的表示である。
【符号の説明】
【００４２】
１００ 作業機械
１０２ フレーム構造体
１０４ オペレータ室
１０６ 作業リンク機構
１０８ 前部作業器具
１０９ 車輪
１１０ 揺動フレーム
１１２ ブーム部材
１１４ スティック部材
１１６ 作業器具
１１８ 第１のアクチュエータ
１２０ 第２のアクチュエータ
１２２ 第３のアクチュエータ
１２４ リンク
２００ 制御システム
２０２ インタフェース
２０４ ハンドヘルドのプログラム可能装置
２０６ 弁
２０８ アクチュエータ
２１０ 入力制御器
２１２ 受信機
２１４ 制御モジュール
２１６ プロセッサ
２１８ メモリ
２２０ スタイラス
２２２ 本体
２２４ ハウジング
２２６ ディスプレイ ２２８ 入力機構
２２９ 信号
２３０ スクリーン
２３２ 選択可能なパラメータボタンアイコン２３２
２３３ 選択可能な作業器具選択アイコン
２３４ 速度変調マップ
２３６ 次のボタン
２３８ 方向ボタン
２４０ シフトボタン
２４２ 更新ボタン
２４４ バックホーアイコン
２４６ ローダアイコン
２４８ 水平軸
２５０ 垂直軸
２５２ 速度変調曲線
２５４ デッドバンドアイコン
２５６ 移行点アイコン
２５８ 飽和点アイコン
２６０ 半径アイコン
２６２ 半径軸
２６４ 作業傾斜
２６６ 生産傾斜
２６８ 円
２７０ 半径
２７２ デッドバンド領域
２７４ 飽和領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力制御器におけるオペレータ入力と、作業機械の対応する応答との間の関係をカスタム化するための制御システムであって、
オペレータ入力を受信して、対応する制御信号を発生するように動作可能な入力制御器と、
内部にパラメータが記憶されたハンドヘルドプログラム可能装置であって、パラメータが、入力制御器における入力範囲にわたって作業機械の構成要素の応答性を制御するために調整可能であり、ハンドヘルドプログラム可能装置が、オペレータからの入力に応答してパラメータを調整するように動作可能であるハンドヘルドプログラム可能装置と、
作業機械に配置された制御モジュールであって、ハンドヘルドプログラム可能装置から、入力制御器へのオペレータ入力と作業機械の対応する応答との間の所望の関係を表す信号を受信するように動作可能であり、また入力制御器から制御信号を受信して、ハンドヘルドプログラム可能装置からの信号に基づき制御信号を処理するようにさらに動作可能である制御モジュールと、
を備える制御システム。
【請求項２】
パラメータが、アクチュエータの速度と入力制御器の移動との間の関係を規定する、請求項１に記載の制御システム。
【請求項３】
プログラム可能な装置が、パラメータを示す変調マップを表示するように動作可能なディスプレイを含む、請求項１に記載の制御システム。
【請求項４】
プログラム可能装置が作業器具の選択を可能にし、パラメータが、作業器具タイプおよび実行すべき使命の少なくとも１つに基づく、請求項１に記載の制御システム。
【請求項５】
ハンドヘルドプログラム可能装置から信号を受信して、信号を表すデータを制御モジュールに伝送するように動作可能な受信機を含む、請求項１に記載の制御システム。
【請求項６】
プログラム可能装置が、入力制御器におけるオペレータ入力と、作業機械の１つ以上の構成要素の対応する応答との間の関係を制御するパラメータを同時に調整するように動作可能である、請求項１に記載の制御システム。
【請求項７】
入力制御器におけるオペレータ入力と、作業機械の対応する応答との間の関係をカスタム化するための方法であって、
パラメータをハンドヘルドプログラム可能装置に記憶するステップと、
パラメータを調整して、入力制御器における入力範囲にわたって作業機械の構成要素の応答性を制御するステップであって、ハンドヘルドプログラム可能装置が、オペレータからの入力に応答してパラメータを調整するように動作可能であるステップと、
制御モジュールにおいてハンドヘルドプログラム可能装置から、入力制御器へのオペレータ入力と作業機械の対応する応答との間の所望の関係を表す信号を受信するステップと、
入力制御器から制御信号を受信するステップと、
ハンドヘルドプログラム可能装置から受信された信号に基づき制御信号を処理するステップと、
を含む方法。
【請求項８】
パラメータを調整するステップが、アクチュエータの速度と入力制御器の移動との間の関係を調整する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
プログラム可能装置の作業器具アイコンを選択するステップを含み、調整可能なパラメータが、選択された作業器具に基づく請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
受信機においてハンドヘルドプログラム可能装置から信号を受信するステップと、データとしての信号を制御モジュールに伝送するステップとを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１】
入力制御器におけるオペレータ入力と、作業機械の対応する応答との間の関係をカスタム化するための制御システムであって、
オペレータ入力を受信して、対応する制御信号を発生するように動作可能な入力制御器と、
内部にパラメータが記憶されたハンドヘルドプログラム可能装置であって、パラメータが、入力制御器における入力範囲にわたって作業機械の構成要素の応答性を制御するために調整可能であり、ハンドヘルドプログラム可能装置が、オペレータからの入力に応答してパラメータを調整するように動作可能であるハンドヘルドプログラム可能装置と、
作業機械に配置された制御モジュールであって、ハンドヘルドプログラム可能装置から、入力制御器へのオペレータ入力と作業機械の対応する応答との間の所望の関係を表す信号を受信するように動作可能であり、また入力制御器から制御信号を受信して、ハンドヘルドプログラム可能装置からの信号に基づき制御信号を処理するようにさらに動作可能である制御モジュールと、
を備える制御システム。
【請求項２】
パラメータが、アクチュエータの速度と入力制御器の移動との間の関係を規定する、請求項１に記載の制御システム。
【請求項３】
プログラム可能な装置が、パラメータを示す変調マップを表示するように動作可能なディスプレイを含む、請求項１に記載の制御システム。
【請求項４】
プログラム可能装置が作業器具の選択を可能にし、パラメータが、作業器具タイプおよび実行すべき使命の少なくとも１つに基づく、請求項１に記載の制御システム。
【請求項５】
ハンドヘルドプログラム可能装置から信号を受信して、信号を表すデータを制御モジュールに伝送するように動作可能な受信機を含む、請求項１に記載の制御システム。
【請求項６】
プログラム可能装置が、入力制御器におけるオペレータ入力と、作業機械の１つ以上の構成要素の対応する応答との間の関係を制御するパラメータを同時に調整するように動作可能である、請求項１に記載の制御システム。
【請求項７】
入力制御器におけるオペレータ入力と、作業機械の対応する応答との間の関係をカスタム化するための方法であって、
パラメータをハンドヘルドプログラム可能装置に記憶するステップと、
パラメータを調整して、入力制御器における入力範囲にわたって作業機械の構成要素の応答性を制御するステップであって、ハンドヘルドプログラム可能装置が、オペレータからの入力に応答してパラメータを調整するように動作可能であるステップと、
制御モジュールにおいてハンドヘルドプログラム可能装置から、入力制御器へのオペレータ入力と作業機械の対応する応答との間の所望の関係を表す信号を受信するステップと、
入力制御器から制御信号を受信するステップと、
ハンドヘルドプログラム可能装置から受信された信号に基づき制御信号を処理するステップと、
を含む方法。
【請求項８】
パラメータを調整するステップが、アクチュエータの速度と入力制御器の移動との間の関係を調整する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
プログラム可能装置の作業器具アイコンを選択するステップを含み、調整可能なパラメータが、選択された作業器具に基づく請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
受信機においてハンドヘルドプログラム可能装置から信号を受信するステップと、データとしての信号を制御モジュールに伝送するステップとを含む、請求項７に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−１０７４６１（Ｐ２００６−１０７４６１Ａ）
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２４６６２１（Ｐ２００５−２４６６２１）
【出願日】平成１７年８月２６日（２００５．８．２６）
【出願人】（３９１０２０１９３）キャタピラー インコーポレイテッド (296)
【氏名又は名称原語表記】ＣＡＴＥＲＰＩＬＬＡＲ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月２６日（２００５．８．２６）
【出願人】（３９１０２０１９３）キャタピラー インコーポレイテッド (296)
【氏名又は名称原語表記】ＣＡＴＥＲＰＩＬＬＡＲ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
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