DE112005001998T5

DE112005001998T5 - Systeme und Verfahren zur Steuerung von Maschinenbetriebsvorgängen

Info

Publication number: DE112005001998T5
Application number: DE112005001998T
Authority: DE
Inventors: Alan L. Peoria Ferguson; Brian L. Washington Jenkins; Trent R. Eureka Meiss; Steven W. Bartonville O'Neal; Daniel C. East Peoria Wood
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2004-08-25
Filing date: 2005-06-16
Publication date: 2007-10-04
Also published as: US20060047377A1; AU2005280608A1; US7398137B2; WO2006025914A1; AU2005280608B2

Abstract

System zur Ausführung von ferngesteuerten Betriebsvorgängen zwischen Arbeitsmaschinen (120, 130 und 140), welches Folgendes aufweist:
eine erste Arbeitsmaschine (120, 130 oder 140), die mit Erste-Arbeitsmaschine-Identifikationsinformationen assoziiert ist und Aufzeichnungsinformationen aufweist und konfiguriert ist, um einen ersten Satz von Betriebsvorgängen auszuführen; und
eine zweite Arbeitsmaschine (120, 130 oder 140), die mit Zweite-Arbeitsmaschine-Identifikationsinformationen assoziiert ist und konfiguriert ist, um einen zweiten Satz von Betriebsvorgängen auszuführen,
wobei die erste Arbeitsmaschine (120, 130 oder 140) zumindest einen ausgewählten Betriebsvorgang von dem zweiten Satz von Betriebsvorgängen bestimmt, der von der ersten Arbeitsmaschine (120, 130 oder 140) eingestellt werden kann, und zwar basierend auf den Aufzeichnungsinformationen und den Erste-Arbeitsmaschine-Identifikationsinformationen und/oder den Zweite-Arbeitsmaschine-Identifikationsinformationen.

Description

Technisches Gebiet
Die Offenbarung bezieht sich allgemein auf die Steuerung von Arbeitsmaschinen und insbesondere auf Systeme und Verfahren zum Vorsehen einer Kommunikation und zur Steuerung von Betriebsvorgängen von einer oder mehreren Arbeitsmaschinen von einer entfernten Arbeitsmaschine.
Hintergrund
Ein wichtiges Merkmal bei modernen Arbeitsmaschinen (beispielsweise festen und mobilen kommerziellen Maschinen, wie beispielsweise Baumaschinen, feststehenden Motorsystemen, Maschinen für die Seefahrt usw.) ist das an Bord liegende Netzwerk und assoziierte Maschinensteuermodule. Ein an Bord liegendes Netzwerk weist viele unterschiedliche Module auf, die mit verschiedenen Arten von Kommunikationsverbindungen verbunden sind. Diese Verbindungen können proprietär und nicht proprietär sein, wie beispielsweise herstellerbasierte Datenverbindungen und Kommunikationspfade basierend auf bekannten Industriestandards (beispielsweise J1939, RS-232, RP 1210, RS-422, RS-485, MODBUS, CAN usw.). Die Module können eine oder mehrere Komponenten und/oder Arbeitsvorgänge der Arbeitsmaschine überwachen und/oder steuern. Die Steuermodule können auch Daten von externen Systemen empfangen und dorthin übertragen.
Gegenwärtige herkömmliche Systeme können eine Betriebseinheit vorsehen, die Befehle an eine entfernte Baumaschine ausgibt. Ein solches System wird offenbart im US-Patent 5 551 524 ("dem '524-Patent"), welches eine Fernsteuervorrichtung für eine Baumaschine aufweist, wobei die Lenkungssteuerung durch eine hydraulische Steuerung der Lenkungskupplungen und der Lenkungsbremsen ausgeführt wird.
Die Vorrichtung weist eine entfernte Betriebseinheit auf, um einen ersten Lenkungsbefehl zu erzeugen, um die Lenkungskupplungen der Baumaschine einzuschalten oder auszuschalten, und einen zweiten Lenkungsbefehl, um die Lenkungsbremsen der Baumaschine einzuschalten oder auszuschalten. Eine Steuereinheit, die in der Baumaschine vorgesehen ist, führt einen Steuerprozess aus, der die Lenkungskupplungen loslässt, während der erste Lenkungsbefehl aktiviert wird. Wenn sowohl die ersten als auch die zweiten Lenkungsbefehle aktiviert werden, wird weiter der Hydraulikdruck der Lenkungsbremsen allmählich von einer freigelassenen Seite zu einer bremsenden Seite umgeschaltet.
Obwohl das im '524-Patent beschriebene System die Fernsteuerung der Lenkungskupplungen und der Lenkungsbremsen durch mehrere Lenkungsbefehle gestattet, offenbart das '524-Patent nicht, selektiv Maschinenbetriebsvorgänge zu definieren, die von einer anderen Arbeitsmaschine ferngesteuert werden können.
Verfahren, Systeme und hergestellte Artikel in Übereinstimmung mit gewissen offenbarten Ausführungsbeispielen können eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme lösen.
Zusammenfassung der Erfindung
Systeme und Verfahren zur Fernsteuerung einer ersten Arbeitsmaschine von einer zweiten Arbeitsmaschine aus werden vorgesehen. In einem Ausführungsbeispiel weist das System eine erste Arbeitsmaschine auf, die mit Erste-Arbeitsmaschine-Identifikationsinformationen assoziiert ist und Aufzeichnungsinformationen aufweist und konfiguriert ist, um einen ersten Satz von Betriebsvorgängen auszuführen, und eine zweite Arbeitsmaschine, die mit Zweite-Arbeitsmaschine-Identifikationsinformationen assoziiert ist und konfiguriert ist, um einen zweiten Satz von Betriebsvorgängen auszuführen. Die erste Arbeitsmaschine bestimmt mindestens einen ausgewählten Betriebsvorgang aus dem zweiten Satz von Betriebsvorgängen, die von der ersten Arbeitsmaschine eingestellt werden können, und zwar basierend auf den Aufzeichnungsinformationen und mindestens einer der Erste- und Zweite-Arbeitsmaschine-Identifikationsinformationen.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren offenbart, welches aufweist, eine erste Bauart einer ersten Arbeitsmaschine zu bestimmen, die erste Betriebsvorgänge in einer Arbeitsumgebung ausführt, und eine zweite Bauart einer zweiten Arbeitsmaschine zu bestimmen, die zweite Betriebsvorgängen in der Arbeitsumgebung ausführt. Basierend auf der ersten und zweiten Bauart der ersten und zweiten Arbeitsmaschinen wird ein ausgewählter zweiter Betriebsvorgang bestimmt, den die erste Arbeitsmaschine steuern kann. Darauf folgend kann die erste Arbeitsmaschine den zweiten ausgewählten Betriebsvorgang einstellen, während die erste Arbeitsmaschine die ersten Betriebsvorgänge ausführt.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist ein System in einer Arbeitsmaschine, welche die ersten Betriebsvorgänge ausführt, einen Speicher mit einer Datenstruktur auf, der Aufzeichnungsinformationen speichert, die Arbeitsmaschinenbauarten zu Betriebsvorgängen von Arbeitsmaschinen der Arbeitsmaschinenarten zuordnet. Das System kann auch einen Prozessor aufweisen, der konfiguriert ist, um Identifikationsinformationen von einer zweiten Arbeitsmaschine aufzunehmen, die zumindest eine Bauart der zweiten Arbeitsmaschinen widerspiegeln und konfiguriert sind, um die Datenstruktur basierend auf den Identifikationsinformationen zu analysieren, um einen ausgewählten Betriebsvorgang der zweiten Arbeitsmaschine zu bestimmen, den die erste Arbeitsmaschine steuern darf. Die erste Arbeitsmaschine steuert den ausgewählten Betriebsvorgang der zweiten Arbeitsmaschine, während sie die ersten Betriebsvorgänge ausführt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die beigefügten Zeichnungen, die in dieser Beschreibung mit eingeschlossen sind und einen Teil davon bilden, veranschaulichen verschiedene Ausführungsbeispiele und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erklä rung der Prinzipien des offenbarten Kommunikationssystems. In den Zeichnungen stellen die Figuren Folgendes dar:
1 veranschaulicht eine diagrammartige Abbildung einer beispielhaften Arbeitsmaschinenumgebung in Übereinstimmung mit gewissen offenbarten Ausführungsbeispielen;
2 veranschaulicht ein Blockdiagramm eines an Bord liegenden Systems in Übereinstimmung mit gewissen offenbarten Ausführungsbeispielen;
3 veranschaulicht ein Blockdiagramm von beispielhaften Komponenten des Schnittstellensteuersystems in Übereinstimmung mit gewissen offenbarten Ausführungsbeispielen;
4A veranschaulicht eine beispielhafte Datenbankstruktur für Arbeitsmaschinenaufzeichnungsinformationen in Übereinstimmung mit gewissen offenbarten Ausführungsbeispielen;
4B veranschaulicht eine beispielhafte Datenbankstruktur für Arbeitsmaschinenaufzeichnungsinformationen in Übereinstimmung mit gewissen offenbarten Ausführungsbeispielen;
5 veranschaulicht ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Vorsehen von Kommunikationsvorgängen und für eine Fernsteuerung von Arbeitsmaschinen in Übereinstimmung mit gewissen offenbarten Ausführungsbeispielen; und
6 veranschaulicht ein Flussdiagramm eines beispielhaften Aufzeichnungsinformationsaufnahmeprozesses in Übereinstimmung mit gewissen offenbarten Ausführungsbeispielen.
Detaillierte Beschreibung
Es wird nun im Detail auf beispielhafte Ausführungsbeispiele Bezug genommen, die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind. Wo immer es möglich ist werden die gleichen Bezugszeichen in den gesamten Zeichnungen verwendet, um sich auf dieselben oder die gleichen Teile zu beziehen.
1 veranschaulicht eine beispielhafte Arbeitsmaschinenumgebung 100, in der Merkmale und Prinzipien in Übereinstimmung mit gewissen offenbarten Ausführungsbeispielen eingerichtet werden können. Wie in 1 gezeigt, kann eine Arbeitsmaschinenumgebung 100 ein entferntes nicht an Bord liegendes System 110 und Arbeitsmaschinen 120, 130 und 140 aufweisen. Jede Arbeitsmaschine 120, 130 und 140 weist eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung auf, wie beispielsweise eine Antenne 122, 132 und 142, und ein an Bord liegendes System 124 bzw. 134 bzw. 144. Obwohl nur eine spezielle Anzahl von Arbeitsmaschinen gezeigt ist, kann die Umgebung 100 irgendeine Anzahl und irgendwelche Bauarten von solchen Maschinen und/oder nicht an Bord liegenden Systemen aufweisen.
Arbeitsmaschine, wie der Ausdruck hier verwendet wird, bezieht sich auf eine feste oder eine mobile Maschine, die eine gewisse Art eines Betriebsvorgangs ausführt, der mit einem speziellen Industriezweig assoziiert ist, wie beispielsweise Bergbau, Bau, Ackerbau usw., und die zwischen Arbeitsumgebungen bzw. Baustellen oder in diesen arbeitet (beispielsweise in einer Baustelle, in einer Bergbaustätte, in Kraftwerken usw.). Ein nicht einschränkendes Beispiel einer festen Maschine weist ein Motorsystem auf, welches in einer Fabrik oder in einer Hochsee-Umgebung arbeitet (beispielsweise auf einer Hochsee-Bohrplattform). Nicht einschränkende Beispiele von mobilen Maschinen weisen kommerzielle Maschinen auf, wie beispielsweise Lastwägen, Krane, Erdbewegungsfahrzeuge, Bergbaufahrzeuge, Baggerlader, Materialhandhabungsgeräte, Ackerbaumaschinen, Schiffe, Flugzeuge und irgendeine Bauart einer mobilen Maschine, die in einer Arbeitsumgebung arbeitet. Wie in 1 gezeigt, ist die Arbeitsmaschine 120 eine Baggerlader-Arbeitsmaschine, die Arbeitsmaschine 130 ist eine Transportarbeitsmaschine und die Arbeitsmaschine 140 ist eine Erdbewegungsarbeitsmaschine. Die Bauarten von Arbeitsmaschinen, die in 1 veranschaulicht sind, sind beispielhaft und sollen nicht einschränkend sein. Es wird von den offenbarten Ausführungsbeispielen in Betracht gezogen, dass die Umgebung 100 irgendeine Anzahl von unterschiedlichen Arten von Arbeitsmaschinen auf weisen kann.
Ein nicht an Bord liegendes System, wie der Ausdruck hier verwendet wird, kann ein System darstellen, welches entfernt von den Arbeitsmaschinen 120, 130 und 140 gelegen ist. Ein nicht an Bord liegendes System kann ein System sein, welches mit einer Arbeitsmaschine 120 durch eine verdrahtete Datenverbindung oder eine drahtlose Datenverbindung verbunden ist. Weiterhin kann ein nicht an Bord liegendes System ein Computersystem sein, welches bekannte Computer- bzw. Berechnungskomponenten aufweist, wie beispielsweise einen oder mehrere Prozessoren, Programme, eine Anzeige und Schnittstellenvorrichtungen, die zusammenarbeiten, um einen oder mehrere Prozesse auszuführen. Alternativ oder zusätzlich kann ein nicht an Bord liegendes System eine oder mehrere Kommunikationsvorrichtungen aufweisen, die die Übertragung von Daten zu der Arbeitsmaschine 120 hin und weg von dieser erleichtern. In gewissen Ausführungsbeispielen kann ein nicht an Bord liegendes System eine andere Arbeitsmaschine sein, die entfernt von der Arbeitsmaschine 120 gelegen ist.
Das entfernte nicht an Bord liegende System 110 kann eine oder mehrere Berechnungssysteme darstellen, die mit einer geschäftlichen Einheit assoziiert sind, die den Arbeitsmaschinen 120, 130 und 140 entspricht, wie beispielsweise ein Hersteller, ein Händler, ein Einzelhändler, ein Eigentümer, ein Projektmanager, eine Abteilung einer geschäftlichen Einheit (beispielsweise Servicecenter, Operationsunterstützungscenter, Logistikcenter usw.) oder irgendeine andere Art einer Einheit, die Informationen erzeugt, hält, sendet und/oder aufnimmt, die mit den Maschinen 120, 130 und 140 assoziiert sind. Das entfernte nicht an Bord liegende System 110 kann ein oder mehrere Computersysteme aufweisen, wie beispielsweise eine Workstation, einen persönlichen digitalen Assistenten bzw. PDA, ein Laptop, einen Mainframe-Rechner usw.. Das entfernte nicht an Bord liegende System 110 kann Webbrowser-Software aufweisen, die Daten von einem Server anfordert und aufnimmt, wenn sie von einem Prozessor ausgeführt wird, und die einen Inhalt für einen Anwender anzeigt, der das System bedient. In einem Ausfüh rungsbeispiel der Offenbarung ist das entfernte nicht an Bord liegende System 110 mit der Arbeitsmaschine 120 durch eine lokale drahtlose Kommunikationsvorrichtung verbunden. Das entfernte nicht an Bord liegende System 110 kann auch ein oder mehrere tragbare oder feste Servicesysteme darstellen, die Diagnosen und/oder Servicebetriebsvorgänge ausführen, die das Empfangen und das Senden von Nachrichten zu der Arbeitsmaschine 120 aufweisen. Beispielsweise kann das entfernte nicht an Bord liegende System 110 eine elektronische Testvorrichtung sein, die mit der Arbeitsmaschine durch eine serielle RS-232-Datenverbindung verbunden ist, oder durch drahtlose Kommunikationsmedien.
Die drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen 122, 132 und 142 können eine oder mehrere drahtlose Antennen darstellen, die konfiguriert sind, um drahtlose Übermittlungen zu entfernen Systemen und/oder von diesen zu senden und/oder zu empfangen, wie beispielsweise einem nicht an Bord liegenden System 110 und anderen Arbeitsmaschinen. Obwohl die Vorrichtungen 122, 132, 142 so gezeigt sind, dass sie für drahtlose Übermittlungen konfiguriert sind, werden andere Kommunikationsformen in Betracht gezogen. Beispielsweise können die Arbeitsmaschinen 120, 130 und 140 Informationen mit entfernten Systemen unter Verwendung von irgendeiner Art von drahtlosen, verdrahteten und/oder kombinierten drahtlosen und verdrahteten Kommunikationsnetzwerken und Infrastrukturen austauschen. Wie in 1 gezeigt, kann die Arbeitsmaschine 120 drahtlose Informationen mit Arbeitsmaschinen 130 und 140 und dem nicht an Bord liegenden System 110 austauschen. Weiterhin können die Arbeitsmaschinen 130 und 140 Informationen mit einem nicht an Bord liegenden System 110 und mit der Arbeitsmaschine 120 austauschen.
Die an Bord liegenden Systeme 124, 134 und 144 können ein System von einem oder mehreren an Bord liegenden Modulen, Schnittstellensystemen, Datenverbindungen und anderen Arten von Komponenten darstellen, die Maschinenprozesse in den Arbeitsmaschinen 120, 130 und 140 ausführen. 2 zeigt ein Blockdiagramm eines an Bord liegenden Systems 124 in Übereinstimmung mit gewissen offenbarten Ausführungsbeispielen. Die folgende Beschreibung des an Bord liegenden Systems 124 ist auf die an Bord liegenden Systeme 134 und 144 anwendbar.
Wie in 2 gezeigt, kann das an Bord liegende System 124 ein Kommunikationsmodul 221, ein Schnittstellensteuersystem 226 und an Bord liegende Module 122, 124, 230, 232 bzw. 234 aufweisen, die mit primären und sekundären an Bord liegenden Datenverbindungen 227 und 229 verbunden sind. Obwohl das Schnittstellensteuersystem 226 als eine getrennte Einheit gezeigt ist, können einige Ausführungsbeispiele gestatten, dass das Steuersystem 226 als eine funktionelle Komponente von einem oder von mehreren der an Bord liegenden Module eingeschlossen ist. Weiterhin, obwohl nur eine spezielle Anzahl von an Bord liegenden Steuermodulen gezeigt ist, kann das System 124 irgendeine Anzahl von solchen Modulen aufweisen.
Ein an Bord liegendes Modul, wie der Ausdruck hier verwendet wird, kann irgendeine Art einer Komponente darstellen, die in einer Arbeitsmaschine arbeitet, die andere Komponenten oder Unterkomponenten steuert oder von diesen gesteuert wird. Beispielsweise kann ein an Bord liegendes Modul eine Bedieneranzeigevorrichtung, ein Motorsteuermodul (ECM = engine control module), ein Leistungssystemsteuermodul, eine GPS-Schnittstellenvorrichtung (GPS = Globalpositionsbestimmungssystem) eine Befestigungsschnittstelle, die eine Verbindung mit einer oder mehreren Unterkomponenten herstellt, und irgendeine andere Art einer Vorrichtung sein, die die Arbeitsmaschine 120 einrichten kann, um Betriebsvorgänge der Maschine während Bedingungen während der Laufzeit oder nicht während der Laufzeit zu erleichtern (beispielsweise der Maschinenmotor läuft bzw. läuft nicht).
Das Kommunikationsmodul 221 stellt eine oder mehrere Vorrichtungen dar, die konfiguriert sind, um Kommunikationsvorgänge zwischen der Arbeitsmaschine 120 und einem nicht an Bord liegenden System zu erleichtern, wie beispielsweise mit dem entfernten nicht an Bord liegenden System 110. Das Kommunikationsmodul 221 kann Hardware bzw. Komponenten und/oder Software bzw. Programme aufweisen, die ermöglichen, dass das Modul Datennachrichten durch verdrahtete oder drahtlose Kommunikationsvorgänge sendet und/oder empfängt. Das Kommunikationsmodul 221 kann auch eine oder mehrere drahtlose Antennen aufweisen, um drahtlose Kommunikationsvorgänge mit dem entfernten nicht an Bord liegenden System 110 zu erleichtern, obwohl andere nicht an Bord liegende Systeme Datennachrichten zu dem Kommunikationsmodul 221 senden und von diesen empfangen können. Die drahtlosen Kommunikationsvorgänge können Satellitenkommunikationen, Zellenfunktechnikkommunikationen, Infrarot-Kommunikationen und irgendeine andere Art von drahtloser Kommunikation aufweisen, die ermöglicht, dass die Arbeitsmaschine 120 Drahtlosinformationen mit einem nicht an Bord liegenden System austauscht.
Die Module 222 und 224 stellen ein oder mehrere an Bord liegende Module dar, die mit einer primären Datenverbindung 227 verbunden sind, die in der Arbeitsmaschine 120 vorgesehen ist. Die primäre Datenverbindung kann eine proprietäre oder nicht proprietäre Datenverbindung darstellen, wie beispielsweise die SAE-Standarddatenverbindung (SAE = Society of Automotive Engineers), die das Controller Area Network (CAN), J1939 usw. aufweist. Die primäre Datenverbindung 227 kann drahtlos oder verdrahtet sein. Beispielsweise kann in einem Ausführungsbeispiel die Arbeitsmaschine 120 drahtlose Sensoren aufweisen, die mit einander durch ein Schnittstellensteuersystem 226 verbunden sind. Der Ausdruck "primäre Datenverbindung" soll nicht einschränkend sein. Das heißt, "primär" bezieht sich auf eine Datenverbindung nur zu Auslegungszwecken und beeinflusst nicht in erster Linie irgendeine Funktion, die mit der Datenverbindung assoziiert ist, oder irgendwelche an Bord liegende Module, die mit der primären Datenverbindung verbunden sind. Jedoch können gewisse Ausführungsbeispiele an Bord liegende Module auf festgelegten Datenverbindungen anordnen, die unterschiedliche Wichtigkeit für die Arbeitsmaschinen bezüglich der Funktion im Vergleich zu anderen an Bord liegenden Modulen haben.
Die Module 230, 232 und 234 stellen an Bord liegende Module dar, die mit einer sekundären Datenverbindung 229 in der Arbeitsmaschine 120 verbunden sind. Die sekundäre Datenverbindung 229 kann eine proprietäre oder eine nicht proprietäre Datenverbindung sein. Weiterhin kann die sekundäre Datenverbindung 229 drahtlos oder verdrahtet sein. Der Ausdruck "sekundäre Datenverbindung" soll nicht einschränkend sein. Das heißt, "sekundär" bezieht sich auf eine Datenverbindung nur zur Konstruktionszwecken und meint keine sekundäre Funktionalität, die mit der Datenverbindung assoziiert ist oder mit irgendeinem an Bord liegenden Modul, welches mit der sekundären Datenverbindung verbunden ist. Jedoch können gewisse Ausführungsbeispiele an Bord liegende Module und das Schnittstellensteuersystem 226 auf festgelegten Datenverbindungen anordnen, die unterschiedliche Wichtigkeit für die Arbeitsmaschine bezüglich der Funktion im Vergleich zu anderen an Bord liegenden Modulen haben.
Die an Bord liegenden Module 222, 224, 230, 232 und 234 können eine oder mehrere Prozessor- bzw. Verarbeitungsvorrichtungen und Speichervorrichtungen aufweisen, um Daten zu speichern, die von den Verarbeitungsvorrichtungen ausgeführt werden (alle nicht gezeigt). In einem Ausführungsbeispiel können die an Bord liegenden Module 222, 224, 230, 232 und 234 Software aufweisen, die in einer wieder zu beschreibenden Speichervorrichtung gespeichert ist, wie beispielsweise in einem Flash-Speicher. Die Software kann von einer Verarbeitungsvorrichtung verwendet werden, um eine spezielle Komponente der Arbeitsmaschine 120 zu steuern, wie beispielsweise eine Motorkomponente. In gewissen Ausführungsbeispielen ist die Software durch Befehle zu modifizieren, die von den Verarbeitungsvorrichtungen über jeweilige Datenverbindungen 227 und 229 empfangen wurden.
Das Schnittstellensteuersystem 226 stellt eine an Bord liegende Schnittstellenvorrichtung dar, die konfiguriert ist, um Funktionen in Übereinstimmung mit Ausführungsbeispielen der Arbeitsmaschine auszuführen. Das Schnittstellensteuersystem 226 kann mit verschiedenen Arten von Hardware bzw. Komponenten und Software bzw. Programmen konfiguriert sein, und zwar abhängig von seiner Anwendung in der Arbeitsmaschine 120. Somit kann das Schnittstellensteuersystem 226 gemäß gewissen Ausführungsbeispielen eine Schnittstellenfähigkeit vorsehen, die die Übertragung von Daten zu dem Kommunikationsmodul 221 und den an Bord liegenden Modulen 222, 224, 230, 232 und 234 und weg von diesen erleichtert. Weiterhin führt das Schnittstellensteuersystem 226 verschiedene Datenverarbeitungsfunktionen aus und hält Daten zur Anwendung durch ein oder mehrere an Bord liegende Module oder nicht an Bord liegende Systeme bereit. Beispielsweise kann das Schnittstellensteuersystem 226 konfiguriert sein, um Protokollumwandlungen (beispielsweise Tunneling bzw. Weiterleitung und Übertragungen) und Nachrichtenweiterleitungsdienste (Routing-Dienste) für an Bord liegende Datenverbindungen auszuführen.
Zur Verdeutlichung der Erklärung bildet 2 das Schnittstellensteuersystem 226 als ein getrenntes Element ab. Jedoch kann die Schnittstellensteuerfunktion über Software, Hardware und/oder Firmware in einem oder mehreren Modulen (beispielsweise 222 und 224) auf einer an Bord liegenden Datenverbindung eingerichtet sein. Somit kann das Schnittstellensteuersystem 226 in gewissen Ausführungsbeispielen eine Funktionalität oder Logik darstellen, die in einem anderen Element der Arbeitsmaschine 120 eingebettet ist.
In einem Ausführungsbeispiel kann das Schnittstellensteuersystem 226 verschiedene Berechnungskomponenten aufweisen, die verwendet werden, um gewisse Funktionen in Übereinstimmung mit den Anforderungen von diesem Ausführungsbeispiel auszuführen. Um dies zu tun kann das Schnittstellensteuersystem 226 einen oder mehrere Prozessoren und Speichervorrichtungen aufweisen. Beispielsweise kann das Schnittstellensteuersystem 226 einen digitalen Kern aufweisen, der die Logik- und Verarbeitungskomponenten aufweist, die von dem Schnittstellensteuersystem 226 verwendet wurden, um die Schnittstellen-, Kommunikations- und Software-Aktualisierungsfunktionen sowie die Software-Treiberauswahl auszuführen. In einem Ausführungsbeispiel kann der digitale Kern einen oder mehrere Prozessoren und interne Speicher aufweisen. Die Speicher können eine oder mehrere Vorrichtungen darstellen, die temporär Daten, Anweisungen und ausführbaren Code oder irgendeine Kombination davon speichern, die von einem Prozessor verwendet werden. Weiterhin können die Speicher eine oder mehrere Speichervorrichtungen darstellen, die Daten temporär während des Betriebs des Schnittstellensteuersystem 226 speichern, wie beispielsweise einen Cache-Speicher, eine Register-Vorrichtung, Puffer, eine Queing-Speichervorrichtung und irgendeine Art einer Speichervorrichtung, die Informationen hält. Der interne Speicher, der von dem Schnittstellensteuersystem 226 verwendet wird, kann irgendeine Art einer Speichervorrichtung sein, wie beispielsweise ein Flash-Speicher, ein statischer Arbeitsspeicher bzw. SRAM (SRAM = static random access memory) und batterieunterstützte nicht flüchtige Speichervorrichtungen.
Im Betrieb kann der digitalen Kern Programmcode ausführen, um Kommunikationsvorgänge zwischen an Bord liegenden Modulen und nicht an Bord liegenden Systemen zu erleichtern. In einem Ausführungsbeispiel kann das Schnittstellensteuersystem 226 Software aufweisen, die Protokollumwandlungsvorgänge ausführt, um Informationen, die mit einer Art von Datenverbindung assoziiert sind, in andere umzuwandeln. Die Umwandlungsvorgänge können Protokollübertragungs- und Tunneling-Merkmale aufweisen.
In einem Ausführungsbeispiel, wie in 3 gezeigt, kann das Schnittstellensteuersystem 226 herkömmliche Komponenten aufweisen, wie beispielsweise einen Prozessor 302, einen Speicher 303 (beispielsweise einen RAM) und einen Bus 304, der den Prozessor 302 und den Speicher 303 mit einem Speichersystem 306 und einer Kommunikationsschnittstelle 308 verbindet. Das Speichersystem 306 kann eine oder mehrere Speichervorrichtung aufweisen (beispielsweise einen RAM, einen ROM, einen NV RAM, Magnetdisketten, optische Speicherdisketten usw.). Zusätzlich kann das Speichersystem 306 Speichersteuerkomponenten aufweisen, wie beispielsweise eine Eingabe/Ausgabe- bzw. I/O-Steuervorrichtung, die den Zugriff auf das Speichersystem 306 und von diesem erleichtert. In einem Ausführungsbeispiel kann das Speichersystem 306 Arbeitsmaschinen- und Bedienerprofilinformationen speichern, die mit seiner jeweiligen Arbeitsmaschine und mit anderen entfernten Arbeitsmaschinen assoziiert sind. Diese Informationen können vom Prozessor 302 aufgerufen werden, um einen oder mehrere Prozesse in Übereinstimmung mit gewissen offenbarten Ausführungsbeispielen auszuführen.
Die Kommunikationsschnittstelle 308 kann eine oder mehrere Schnittstellenkomponenten sein (beispielsweise Software, Hardware oder eine Kombination davon), die Informationen von dem Schnittstellensteuersystem 226 empfängt und zu diesem sendet. Die obige Beschreibung des Schnittstellensteuersystems 226 soll nicht einschränkend sein, da andere Konfigurationen und Komponenten eingerichtet werden können.
Zusätzlich zur Ausführung einer Informationsübertragung zwischen an Bord liegenden Datenverbindungen 227, 229 und nicht an Bord liegenden Datenverbindungen (beispielsweise drahtlose Netzwerke) kann das Schnittstellensteuersystem 226 konfiguriert sein, um einen oder mehrere Steuerprozesse für entfernte Arbeitsmaschinen in Übereinstimmung mit gewissen offenbarten Ausführungsbeispielen auszuführen. Beispielsweise kann das Schnittstellensteuersystem 226 gestatten, dass eine erste Arbeitsmaschine (beispielsweise eine Arbeitsmaschine 120) Kommunikationsvorgänge und eine Fernsteuerung von einer oder mehreren zweiten Arbeitsmaschinen vorsieht (beispielsweise einer Arbeitsmaschine 130). Weiterhin kann das Schnittstellensteuersystem 226 konfiguriert sein, um Kommunikations- und Steuerdaten aus der Ferne aufzunehmen und zu verarbeiten, die von einer oder mehreren entfernten Arbeitsmaschinen empfangen wurden. Obwohl die Arbeitsmaschinen 120 und 130 oben erwähnt werden, ist es wichtig zu bemerken, dass, weil jede Arbeitsmaschine (beispielsweise 120, 130 und 140) ein Schnittstellensteuersystem 226 aufweisen kann, irgendeine von diesen Maschinen eine oder mehrere Arbeitsmaschinen in einer Weise in Übereinstimmung mit den offenbarten Ausführungsbeispielen steuern kann.
Beispielsweise kann der Prozessor 302 des Schnittstellensteuersystems 226 konfiguriert sein, um Arbeitsmaschinenidentifikationsinformationen ("Identifikationsinformationen") zu entfernten Arbeitsmaschinen und/oder dem nicht an Bord liegenden System 110 zu übermitteln. Die Arbeitsmaschinenidentifikationsinformationen können Daten aufweisen, die eine einzigartige Identifikation einer Arbeitsmaschine, die Art der Arbeitsmaschine, Bedienerinformationen (beispielsweise Informationen über den gegenwärtigen Bediener, Informationen über frühere Bediener usw.) und andere Formen von Profilinformationen widerspiegeln, die in Beziehung zu einer gegebenen Arbeitsmaschine stehen. Beim Senden von Identifikationsinformationen kann der Prozessor 302 seine entsprechende Arbeitsmaschinenidentifikation an die Kommunikationsschnittstelle 303 senden, und zwar zur darauf folgenden Übertragung zu einer entfernten Maschine, wie beispielsweise zu der Arbeitsmaschine 130.
Zusätzlich zur Übermittlung von Identifikationsinformationen kann der Prozessor 302 auch konfiguriert sein, um Identifikationsinformationen aufzunehmen, die mit einer entfernten Arbeitsmaschine assoziiert sind (beispielsweise mit der Maschine 130). Wenn sie Identifikationsinformationen aufnimmt, kann die Kommunikationsschnittstelle 303 die Informationen von dem Kommunikationsmodul 221 aufnehmen und sie zum Speicher 303 zum Zugriff für den Prozessor 302 übertragen. Folgend auf den Empfang dieser Informationen kann der Prozessor 302 die Daten mit Mapping- bzw. Aufzeichnungsinformationen analysieren, die in einer Speichervorrichtung gespeichert sind, wie beispielsweise dem Speichersystem 306. Die Aufzeichnungsinformationen können eine Beziehung zwischen den Profilinformationen, die in den Arbeitsmaschinenidentifikationsinformationen eingeschlossen sind, und irgendeiner anderen Art von Profilinformationen definieren, die in der Speichervorrichtung gespeichert sein können (beispielsweise andere Arbeitsmaschinenidentifikationen, andere Arbeitsmaschinenbedienerprofilinformationen usw.).
Basierend auf der Analyse kann der Prozessor 302 durch die Ausführung eines Computerprozesses eine oder mehrere Funktionen und/oder Betriebsvorgänge der jeweiligen Arbeitsmaschine 102 identifizieren, die von anderen Arbeitsmaschinen eingestellt und gesteuert werden können. Zusätzlich oder alternativ kann die vom Prozessor 302 ausgeführte Analyse auch zur Folge haben, dass eine oder mehrere Funktionen und/oder Betriebsvorgänge von einer oder mehreren entfernten Arbeitsmaschinen identifiziert werden, die von der jeweiligen Arbeitsmaschine eingestellt oder gesteuert werden können. Die Mapping- bzw. Aufzeichnungsinformationen, die von den Arbeitsmaschinen 120, 130 und 140 verwendet und analysiert werden, können Arbeitsmaschinenparameterdaten aufweisen, die einen oder mehrere jeweilige Betriebsvorgänge und/oder Funktionen einer Arbeitsmaschine widerspiegeln. Beispielsweise kann ein erster Parameterwert die gegenwärtige Motordrehzahl widerspiegeln, während ein zweiter Parameter die Temperatur oder Flüssigkeitsniveaus von einer gegebenen Komponente oder Flüssigkeit widerspiegeln kann.
In einem Ausführungsbeispiel können die Aufzeichnungsinformationen eine Beziehung oder Korrelation zwischen einer Arbeitsmaschinenidentifikation und gewissen Arbeitsmaschinenbauartdaten definieren. Eine Arbeitsmaschinenbauart kann eine Darstellung einer speziellen Bauart einer Maschine sein und kann auch mit gewissen Betriebsvorgängen assoziiert sein, zu deren Ausführung die gegebene Maschine konfiguriert ist. Beispielsweise veranschaulicht 4A eine beispielhafte Datenbankstruktur, die Arbeitsmaschinenaufzeichnungsinformationen basierend auf Arbeitsmaschinenbauartdaten widerspiegelt. Die in 4A gezeigte Datenbankstruktur kann in einer Speichervorrichtung in dem Schnittstellensteuersystem 226 gespeichert sein, wie in dem Speichersystem 306.
Wie in 4A gezeigt, ist ein Arbeitsmaschinenbauartwert (WM#T#) für jede Arbeitsmaschine indiziert, und ist mit verschiedenen Arten von Arbeitsmaschinenbetriebsvorgängen (OP#) assoziiert, die von der Arbeitsmaschine ausgeführt werden können. Basierend auf den Maschinenbauarten bestimmt das Schnittstellensteuersystem 226 die Betriebsvorgänge (OP#) einer ersten Arbeitsmaschine, die von einer zweiten Arbeitsmaschine gesteuert werden können. Die Arbeitsmaschinenaufzeichnungsinformationen, die in einer gegebenen Arbeitsmaschine gespeichert sind, können eine erste Arbeitsmaschinenbauart mit einer zweiten Arbeitsmaschinenbauart in Korrelation setzen, um jene Betriebsvorgänge der ersten Arbeitsmaschine (beispielsweise der Arbeitsmaschine 120) zu identifizieren, die von der zweiten Arbeitsmaschine gesteuert werden können (beispielsweise von der Arbeitsmaschine 130).
Um besser die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele zu veranschaulichen sei ein Szenario betrachtet, wo die Arbeitsmaschine 120 eine erste Arbeitsmaschinenbauart WM1T3 ist (beispielsweise eine Schaufelladerarbeitsmaschine), und wobei die Arbeitsmaschine 130 eine zweite Arbeitsmaschinenbauart WM2T2 ist (beispielsweise eine Transportarbeitsmaschine). Weil jede Arbeitsmaschine unterschiedliche Arten von Betriebsvorgängen ausführen kann, können die Aufzeichnungsinformationen vorbestimmte oder dynamisch bestimmte Betriebsvorgänge identifizieren, die von gewissen Arten von Arbeitsmaschinen eingestellt und/oder gesteuert werden können.
Beispielsweise weist die Zelle 402 in der in 4A gezeigten Datenbankstruktur die Aufzeichnungsbeziehung zwischen den Arbeitsmaschinen von einer ersten Bauart und einer zweiten Bauart auf (beispielsweise WM1T3 bzw. WM2T2). Wie gezeigt, zeigt die Zelle 402 an, dass die erste Arbeitsmaschinenbauart (d. h. WM1T3) ausgewählte Betriebsvorgänge der Arbeitsmaschinen der zweiten Bauart (d. h. WM2T2) steuern kann, wie beispielsweise die Betriebsvorgänge OP4, OP5 und OP6. Dies kann Betriebsvorgänge aufweisen, wie beispielsweise die Motordrehzahl, die Motorleistung, Bremsen, Lenkung usw. Es sei bemerkt, dass obwohl das obige Beispiel eine Ein-Weg-Beziehung zwischen den Aufzeichnungsinformationen beschreibt, die in jeder Zelle der Datenbankstruktur eingeschlossen sind (d. h. WM1T3 steuert Betriebsvorgänge OP4, OP5 und OP6 von WM2T2), 2-Wege-Betriebsvorgangsaufzeichnungsdaten in jeder Zelle vorgesehen sein können. Das heißt, die Zelle 402 kann Betriebsvorgänge von WM1T3 aufweisen, die von WM2T2 gesteuert werden können. Entsprechend können Ausführungsbeispiele andere Formen von Aufzeichnungsdaten und Konfigurationen in der Datenbankstruktur der 4A einrichten, um zu gestatten, dass Arbeitsmaschinen selektiv einen oder mehrere entfernte Arbeitsmaschinenbetriebsvorgänge bestimmen, die überwacht und/oder gesteuert werden sollen.
In einem anderen Ausführungsbeispiel können Bedienerprofildaten in Verbindung mit Arbeitsmaschinenbauarten verwendet werden, um Arbeitsmaschinenbetriebsvorgänge zu bestimmen, die von einer entfernten Arbeitsmaschine gesteuert werden können. Beispielsweise können Bedieneridentifikationsdaten, die mit einem Erfahrungsniveau eines Bedieners für gewisse Arten von Maschinen assoziiert sind, verwendet werden, um die Art von Betriebsvorgängen zu bestimmen, die eine Maschine steuern kann. Um das Erfahrungsniveau eines Bedieners zu bestimmen, können eine oder mehrere Identifikationstechnologien verwendet werden, um einen Maschinenbediener zu identifizieren. Beispielsweise kann eine Funkfrequenzvorrichtung (beispielsweise ein RFID-Tag) verwendet werden, um einen Bediener zu identifizieren, der Aufgaben mit einer gegebenen Arbeitsmaschine ausführt. Die (nicht gezeigte) Funkfrequenzvorrichtung kann aus einem Chip bestehen, der an einer Antenne angebracht ist. Eine Abgasvorrichtung, die in der Arbeitsmaschine positioniert ist, kann verwendet werden, um den Chip anzuweisen, ein Funkfrequenzsignal auszusenden, welches die einzigartige persönliche Identifikationsnummer des Bedieners überträgt. Die Bedieneridentifikationsnummer kann von dem an Bord liegenden System 124 verwendet werden, um den Bediener zu identifizieren, und um das assoziierte Erfahrungsniveau des Bedieners durch Bedienerprofilaufzeichnungsinformationen zu bestimmen, die in einer Speichervorrichtung gespeichert sind.
Zusätzlich oder alternativ kann das an Bord liegende System 124 Komponenten aufweisen, um einen Bedieneridentifikationscode aufzunehmen. Solche Komponenten können beispielsweise einen Schalter oder eine ähnliche (nicht gezeigte) Vorrichtung aufweisen, die konfiguriert ist, um Schlüsseldaten von einer Schlüsselvorrichtung aufzunehmen (beispielsweise von einer Smart-Card, von einem Smart-Schlüssel usw.) worauf Bedieneridentifikationsdaten gespeichert sind. Basierend auf den Bedieneridentifikationsdaten kann das an Bord liegende System 124 konfiguriert sein, um das Erfahrungsniveau des identifizierten Bedieners zu bestimmen.
In den obigen Ausführungsbeispielen können ausgewählte Betriebsvorgänge einer ersten Arbeitsmaschine (beispielsweise der Arbeitsmaschine 120), die von einer zweiten Arbeitsmaschine gesteuert oder eingestellt werden können (beispielsweise von der Arbeitsmaschine 130), in einer mehrdimensionalen Matrix unter Verwendung des Erfahrungsniveaus des Bedieners der ersten Arbeitsmaschine und unter Verwendung der Arbeitsmaschinenbauarten aufgezeichnet werden. 4B veranschaulicht eine beispielhafte Datenbankstruktur zur Speicherung einer beispielhaften mehrdimensionalen Matrix.
In 4B sind die Betriebsvorgänge einer ersten Arbeitsmaschine basierend auf dem Erfahrungsniveau eines Bedieners der ersten Arbeitsmaschine (OPL), basierend auf der Bauart der ersten Arbeitsmaschine (WM#T#) und basierend auf einer Bauart einer zweiten Arbeitsmaschine (WM#T#) indiziert. Beispielsweise können ausgewählte Betriebsvorgänge der ersten Arbeitsmaschine (beispielsweise OP1, OP2 und OP3) in der Zelle 406 basierend auf dem Erfahrungsniveau des Bedieners (OPL1), basierend auf der Art der ersten Arbeitsmaschine (WM1T1) und basierend auf der Art der zweiten Arbeitsmaschine (WM2T2) indiziert sein. In ähnlicher Weise können die Betriebsvorgänge der ersten Arbeitsmaschine (beispielsweise OP4, OP1 und OP3) in der Zelle 408 basierend auf dem Bedienererfahrungsniveau (OPL1), basierend auf der Bauart der ersten Arbeitsmaschine (WM1T1) und basierend auf der Bauart der zweiten Arbeitsmaschine (WM2T3) indiziert sein. Entsprechend können gewisse Bauarten von Arbeitsmaschinen, die von gewissen Arten von Bedienern betrieben werden, ausgewählte Betriebsvorgänge von gewissen anderen Arten von Arbeitsmaschinen steuern, die von gewissen anderen Arten von Bedienern betrieben werden.
4A und 4B sind nicht einschränkende beispielhafte Datenbankstruk turen, die von den offenbarten Ausführungsbeispielen eingerichtet werden können. Obwohl die in den 4A und 4B gezeigte Datenbankstruktur als einzelne Anordnungen oder Strukturen gezeigt ist, wird in Betracht gezogen, dass diese Datenbankstrukturen aus mehreren verbundenen Speicheranordnungen gebildet werden können, die Referenzen auf andere Speicherstellen oder Vorrichtungen aufweisen. Weiterhin können andere Strukturen verwendet werden, um die Betriebsvorgänge einer Arbeitsmaschine zu speichern und darzustellen, die von einer anderen Maschine gesteuert werden können. Beispielsweise kann eine mehrdimensionale Datenbankstruktur verwendet werden, in der das Erfahrungsniveau von einem oder mehreren Bedienern und die Arbeitsmaschinenbauarten von einer oder mehreren Arbeitsmaschinen verwendet werden, um die Betriebsvorgänge der einen Arbeitsmaschine zu bestimmen, die von einer oder mehreren anderen Arbeitsmaschinen gesteuert werden können.
In noch einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Arbeitsmaschinen (beispielsweise die Arbeitsmaschinen 120, 130 und 140) Aufzeichnungsinformationen von anderen Arbeitsmaschinen und/oder von dem nicht an Bord liegenden System 110 aufnehmen. Beispielsweise können die Arbeitsmaschinen 120, 130 und/oder 140 Arbeitsmaschinenidentifikationsinformationen zu dem nicht an Bord liegenden System 110 übertragen. Basierend auf den jeweiligen Arbeitsmaschinenidentifikationen, die von der gegebenen Arbeitsmaschine aufgenommen wurden, kann das nicht an Bord liegende System 110 die geeigneten Aufzeichnungsinformationen für eine gegebene Arbeitsmaschine bestimmen und die Arbeitsmaschinenaufzeichnungsinformationen an die Arbeitsmaschine übertragen. Alternativ kann das nicht an Bord liegende System 110 Aufzeichnungsinformationen erzeugen, ohne eine Anforderung oder Informationen von den Arbeitsmaschinen 120, 130 und 140 aufzunehmen. Statt dessen kann das nicht an Bord liegende System, entweder durch eine Anwendereingabe oder durch eine Computerprozesseingabe oder -anforderung, Aufzeichnungsinformationen für jede der Arbeitsmaschinen in einer gegebenen Arbeitsumgebung, basierend auf zuvor gespeicherten Profilinformationen für diese Maschinen, und möglicherweise basierend auf den Bedienern, die diese Maschinen in der Umgebung betreiben, erzeugen. Das nicht an Bord liegende System 110 kann die Aufzeichnungsinformationen in die Arbeitsmaschinen 120, 130 und 140 periodisch herunterladen, kann sie auf Anforderung von einem Anwender oder einem Computerprozess herunterladen oder ansprechend auf eine Anforderung von einer oder mehreren Arbeitsmaschinen oder durch irgendeine andere Art einer Einleitungshandlung.
Wie erklärt können die Arbeitsmaschinen 120, 130 und 140 mit einem an Bord liegenden System 124 bzw. 134 bzw. 144 ausgerüstet sein, welches konfiguriert ist, um ausgewählte entfernte Arbeitsmaschinenbetriebsvorgänge zu steuern. 5 zeigt ein Flussdiagramm eines beispielhaften Steuerprozesses 500, der von irgendeinem an Bord liegenden System 124, 134 und 144 ausgeführt werden kann, um Kommunikationsvorgänge und eine Fernsteuerung von entfernten Arbeitsmaschinen in einer Arbeitsumgebung vorzusehen.
Während des Betriebs können die Arbeitsmaschinen 120, 130 und 140 Aufgaben individuell oder zusammen ausführen, um eine Arbeitsumgebungsaufgabe auszuführen, wie beispielsweise die Entfernung von Erde von einer gewissen festgelegten Stelle im Gelände. Um dieses Ausführungsbeispiel besser zu veranschaulichen wird der Prozess 500 in Zusammenhang mit einer Straßenerneuerungsumgebung beschrieben, wo eine Art von Arbeitsmaschine existierenden Asphalt von einer Straßenoberfläche entfernt, und wobei die andere Art von Arbeitsmaschine den entfernten Asphalt sammelt, der von der ersten Maschine ausgeworfen wird. Somit kann beispielsweise die Arbeitsmaschine 120 in 1 eine erste Bauart einer Arbeitsmaschine sein, die den Asphalt entfernt, und die Arbeitsmaschine 130 kann eine zweite Bauart einer Arbeitsmaschine sein, die den ausgeworfenen Asphalt aus der Arbeitsmaschine 120 sammelt und abfährt.
Während Arbeitsumgebungsbetriebsvorgängen können die zwei Arten von Arbeitsmaschinen in einem gewissen Bereichen entfernt voneinander fahren, und können sogar zusammenarbeiten, um eine spezielle Arbeitsumgebungsaufgabe auszuführen, wie beispielsweise die Entfernung von Asphalt und dessen Aufnahme in einer Transportmaschine zum Transport weg vom Gelände. Entsprechend kann zu einem gewissen Zeitpunkt eine erste Arbeitsmaschine (beispielsweise die Maschine 120) Erste-Arbeitsmaschinen-Identifikationsinformationen erzeugen und liefern, die Daten aufweisen, die ihre Maschinenbauart, eine einzigartige Maschinenidentifikation, verfügbare Betriebsvorgänge, die ausgeführt werden können, und/oder Bedienerprofilinformationen aufweisen (Schritt 502). Andere Maschinenidentifikationen können in den Identifikationsinformationen eingeschlossen sein, wie beispielsweise Betriebsparameterarten, Schwellenwerte (beispielsweise Umdrehungsgrenzen usw.). Die Erste-Arbeitsmaschine-Identifikationsinformationen können weg von der Maschine gesandt werden und von einer zweiten Arbeitsmaschine empfangen werden (Schritt 504). Zur gleichen Zeit oder zu einem anderen Zeitpunkt kann die zweite Arbeitsmaschine Zweite-Arbeitsmaschine-Identifikationsinformationen, die mit der zweiten Arbeitsmaschine assoziiert sind, weg von der Maschine übermitteln (Schritt 506). Die Zweite-Arbeitsmaschine-Identifikationsinformationen können von der ersten Arbeitsmaschine aufgenommen werden (Schritt 508). Typischerweise können die zwei Arbeitsmaschinen die Identifikationsinformationen durch ein drahtloses Netzwerk senden und aufnehmen, und zwar durch das jeweilige Kommunikationsmodul von jeder Maschine (beispielsweise das Kommunikationsmodul 221), obwohl andere Formen von Kommunikationsvorgängen eingerichtet werden können, um Informationen zwischen den Arbeitsmaschinen auszutauschen.
Auf den Empfang der Zweite-Arbeitsmaschine-Identifikationsinformationen kann die erste Arbeitsmaschine ihrem Schnittstellensteuersystem 226 gestatten, die Daten zu filtern, die in der Information enthalten sind, und einen Analyseprozess auszuführen, um einen oder mehrere Betriebsvorgänge der zweiten Arbeitsmaschine zu bestimmen, die von der ersten Arbeitsmaschine gesteuert werden können (Schritt 510). Im gleichen Zuge kann die zweite Arbeitsmaschine ihrem Schnittstellensteuersystem 226 gestatten, die Daten zu filtern, die in den Erste-Arbeitsmaschine-Identifikationsinformationen enthalten sind, und einen Analyseprozess ausführen, um einen oder mehrere Betriebsvorgänge der ersten Arbeitsmaschine zu bestimmen, die von der zweiten Arbeitsmaschine gesteuert werden können (Schritt 512). Es sei bemerkt, dass es Situationen geben kann, wo eine Arbeitsmaschine nicht konfiguriert ist, um die andere Arbeitsmaschine zu steuern. Beispielsweise kann bei dem oben beschriebenen Asphaltsentfernungsszenario die Transportarbeitsmaschine nicht die Betriebsvorgänge der Asphaltsentfernungsmaschine steuern dürfen, während die Asphaltentfernungsmaschine ausgewählte Betriebsvorgänge der Transportmaschine steuern darf.
Die Schritte 510 und 512 des Verfahrens 500 können Prozesse aufweisen, die von dem Schnittstellensteuersystem 226 für jede jeweilige Arbeitsmaschine ausgeführt werden. Diese Prozesse können aufweisen, auf eine Datenstruktur zuzugreifen, um Aufzeichnungsinformationen zu analysieren, um die Betriebsvorgänge einer entfernten Maschine zu bestimmen, die gesteuert werden können, und zwar beispielsweise basierend auf den Arten der Arbeitsmaschinen, die in der Analyse eingeschlossen sind, basierend auf den Bedienerprofildaten (beispielsweise Erfahrungsniveaus, Authorisierungsniveaus usw.) und basierend auf Sicherheitsschwellendaten, die auf der Art der Arbeitsumgebung und den Aufgaben basieren, die in der Arbeitsumgebung ausgeführt werden.
Sobald die geeigneten Maschinebetriebsvorgänge von jeder jeweiligen Arbeitsmaschine bestimmt worden sind, wird ein Steuerprozess durch eine geeignete Arbeitsmaschine mit Authorisierung ausgeführt, um ausgewählte Betriebsvorgänge der anderen Maschine zu steuern (Schritt 514). In einem Ausführungsbeispiel kann der Steuerprozess aufweisen, Parameterwerte zu der anderen Arbeitsmaschine zusenden, die bewirken, dass die ausgewählten Betriebsvorgänge der Maschine eingestellt und/oder gesteuert werden. Beispielsweise kann die erste Arbeitsmaschine (beispielsweise die Asphaltsentfernungsmaschine) in dem obigen hypothetischen Szenario abfühlen, dass die zweite Arbeitsmaschine (beispielsweise die Transportmaschine) zu weit von einem Auswurfmechanismus der Entfernungsmaschine fährt. Entsprechend kann die erste Arbeitsmaschine Motordrehzahl- oder Fahrgeschwindigkeitsparameterdaten und assoziierte Befehle durch ihr drahtloses Kommunikationsmodul 221 zur zweiten Arbeitsmaschine senden, um das Schnittstellensteuersystem der zweiten Arbeitsmaschine anzuweisen, die Geschwindigkeit der zweiten Maschine einzustellen.
In einem anderen Ausführungsbeispiel können Sicherheits- oder Schwellenwerte durch jede Maschine überwacht werden, wenn sie von einer Arbeitsmaschine gesteuert wird. Wenn eine erste Arbeitsmaschine versucht, die Betriebsvorgänge einer zweiten Maschine einzustellen, was bewirkt oder bewirken würde, dass die zweite Maschine auf Niveaus arbeitet, die als unsicher vorbestimmt sind oder die Maschine beschädigen können, können daher die Befehle durch einen Überwachungsprozess umgangen werden, der von dem Schnittstellensteuersystem der zweiten Maschine ausgeführt wird. Beispiele von unsicheren Betriebsvorgängen können Betriebsvorgänge aufweisen, die bewirken, dass die zweite Maschine eine Fahrgeschwindigkeit überschreitet, die vom Personal des nicht an Bord liegenden Systems 110 oder von den Standards der Arbeitsumgebung verboten ist. Ein beispielhafter schädigender Betriebsvorgang kann einer sein, der bewirkt, dass die zweite Arbeitsmaschine ihre Motordrehzahl über Spezifikationsgrenzen steigert. Andere Arten von Betriebsvorgängen können überwacht werden, um schädigende oder unsichere Betriebsvorgängen zu verhindern, und die offenbarten Ausführungsbeispiele sind nicht auf die obigen Beispiele eingeschränkt. Entsprechend kann der Überwachungsprozess irgendwelche schädigenden oder unsicheren Betriebsvorgänge verhindern, indem er sicherstellt, dass nur authorisierte Betriebsvorgänge in vorbestimmten Parametergrenzen gesteuert werden.
Wie oben beschrieben können die Schnittstellensteuersysteme 226 für jede Maschine, wenn die Arbeitsmaschinen 120, 130 und 140 Aufgaben in einer Arbeitsumgebung ausführen, gestatten, dass eine oder mehrere Maschinen von einer oder mehreren anderen Arbeitsmaschinen durch die Analyse der Aufzeichnungsinformationen gesteuert werden, die in jeder Maschine gespeichert sind. Es kann jedoch Fälle geben, wo evtl. eine oder mehrere Arbeitsmaschinen keine geeigneten Aufzeichnungsinformationen aufweisen, die zu analysieren sind (oder überhaupt keine Aufzeichnungsinformationen aufweisen können). Entsprechend können gemäß gewissen Ausführungsbeispielen diese Maschinen die Aufzeichnungsinformationen von dem nicht an Bord liegenden System 110 und/oder von anderen Arbeitsmaschinen anfordern.
6 zeigt ein Flussdiagramm für einen beispielhaften Aufzeichnungsinformationsaufnahmeprozess 600 in Übereinstimmung mit gewissen offenbarten Ausführungsbeispielen. Während des Betriebs kann eine erste Arbeitsmaschine versuchen, Betriebsvorgänge von entfernten Arbeitsmaschinen zu bestimmen, die in einer Weise gesteuert werden können, wie dies in dem Steuerprozess beschrieben wurde, der oben in Verbindung mit 5 beschrieben wurde. Vor oder während der Prozesse zur Bestimmung der Betriebsvorgänge kann die erste Arbeitsmaschine bestimmen, ob sie Aufzeichnungsinformationen aufweist, die verwendet werden, um die ausgewählten Betriebsvorgänge zu bestimmen (Schritt 602). Wenn die Erste-Arbeitsmaschine-Aufzeichnungsinformation nicht in der ersten Arbeitsmaschine vorhanden ist (Schritt 620, Nein) kann die erste Arbeitsmaschine eine Anforderungsnachricht für die Aufzeichnungsinformationen erzeugen. Die Anforderungsnachricht kann Erste-Arbeitsmaschine-Identifikationsinformationen aufweisen. Sobald diese erzeugt sind, kann die erste Arbeitsmaschine die Anforderungsnachricht zu einem entfernten Element übertragen, und zwar in einem Versuch, die Aufzeichnungsinformationen aufzunehmen (Schritt 604).
In einem Ausführungsbeispiel kann die Anforderungsnachricht zu dem nicht an Bord liegenden System 110 gesandt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die erste Arbeitsmaschine die Anforderungsnachricht zu einer entfernten Arbeitsmaschine senden. Im letzteren Fall kann die entfernte Arbeitsmaschine bestimmen, ob sie auch die Aufzeichnungsinformationen aufweist.
Falls nicht, sendet die entfernte Arbeitsmaschine eine Anforderungsnachricht an die erste Arbeitsmaschine, die anzeigt, dass sie nicht die Aufzeichnungsinformationen hat. Wenn die entfernte Maschine die Aufzeichnungsinformationen aufweist, fährt das Verfahren 600 beim Schritt 608 fort.
In dem Fall, dass die erste Arbeitsmaschine die Anforderungsnachricht an das nicht an Bord liegende System 110 sendet oder die entfernte Arbeitsmaschine die Aufzeichnungsinformationen hat, kann das entfernte Element die Aufzeichnungsinformationen ansprechend auf die Anforderungsnachricht aufnehmen (Schritt 608). Sobald sie aufgenommen sind, kann das entfernte Element die Aufzeichnungsinformationen an die erste Arbeitsmaschine senden (Schritt 610). Darauf folgend kann die erste Arbeitsmaschine die Aufzeichnungsinformationen in einer Speichervorrichtung speichern, wie beispielsweise in dem Speichersystem 306, und kann ihr Analyseverfahren ausführen, um die ausgewählten Betriebsvorgänge der zweiten Arbeitsmaschine zu bestimmen, die die erste Arbeitsmaschine steuern kann, und zwar in einer Weise in Übereinstimmung mit jener, die oben in Verbindung mit 5 beschrieben wurde (Schritt 611).
Wieder mit Bezug auf Schritt 602, für den Fall, dass die erste Arbeitsmaschine die Aufzeichnungsinformationen aufweist, kann diese das gleiche Analyseverfahren ausführen, um die ausgewählten Betriebsvorgänge zu bestimmen, die die Maschine steuern kann. An einem gewissen Punkt bestimmt die erste Arbeitsmaschine, ob sie eine Anforderungsnachricht für Aufzeichnungsinformationen von einer anfragenden Arbeitsmaschine empfangen hat (Schritt 603). Falls nicht (Schritt 603, Nein), kann das Verfahren 600 enden. Wenn andererseits eine Anforderungsnachricht aufgenommen wurde (Schritt 603, Ja) kann die erste Arbeitsmaschine eine Kopie der Aufzeichnungsinformationen erzeugen und die Kopie an die anfragende Arbeitsmaschine senden (Schritt 612).
In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die anfragenden Arbeitsmaschine zusätzlich oder alternativ zur Anforderung von Aufzeichnungsinforma tionen eine Betriebsvorgangsanforderungsnachricht an die erste Arbeitsmaschine senden (Schritt 613). Eine Betriebsvorgangsanforderungsnachricht kann eine Anforderung bzw. Anfrage an die erste Arbeitsmaschine sein, einen Analyseprozess für die anfragende Maschine auszuführen, um die Betriebsvorgänge zu bestimmen, die sie für eine identifizierte Arbeitsmaschine entfernt von der anfragenden Maschine steuern kann. Die Betriebsvorgangsanforderungsnachricht kann Arbeitsmaschinenidentifikationsinformationen für die anfragende Maschine und die identifizierte Arbeitsmaschine aufweisen. Die identifizierte Arbeitsmaschine kann die erste Arbeitsmaschine sein oder kann eine andere Arbeitsmaschine sein.
Wenn eine Betriebsvorgangsanforderungsnachricht nicht aufgenommen wird (Schritt 613, Nein) endet das Verfahren 600. Wenn jedoch eine Betriebsvorgangsanforderungsnachricht empfangen wird (Schritt 613, Ja) führt die erste Arbeitsmaschine ein Analyseverfahren an den Aufzeichnungsinformationen aus, um die ausgewählten identifizierten Arbeitsmaschinenbetriebsvorgänge zu bestimmen, die die anfragende Arbeitsmaschine steuern kann, und zwar beispielsweise basierend auf den Identifikationsinformationen, die mit der anfragenden Arbeitsmaschine und der identifizierten Arbeitsmaschine assoziiert sind (Schritt 614). Beispielsweise kann die erste Arbeitsmaschine die ausgewählten Betriebsvorgänge basierend auf der Art der Anforderung und basierend auf den identifizierten Arbeitsmaschinen, basierend auf den Bedienerprofildaten für jede dieser Maschinen usw., bestimmen. Sobald sie bestimmt sind, kann die erste Arbeitsmaschine die ausgewählten Betriebsvorgänge an die anfragende Arbeitsmaschine zur darauf folgenden Verwendung durch diese Maschine senden (Schritt 616).
Obwohl dies in 6 nicht beschrieben wird, sei bemerkt, dass die erste Arbeitsmaschine auch Betriebsvorgangsanforderungsnachrichten erzeugen kann und an andere Arbeitsmaschinen und/oder an das nicht an Bord liegende System 110 senden kann, um zu gestatten, dass diese entfernten Elemente jene Betriebsvorgänge identifizieren, die die erste Arbeitsmaschine für eine identifizierte Maschine steuern kann. Ansprechend auf die Betriebs vorganganforderungsnachricht der ersten Arbeitsmaschine kann sie ausgewählte Betriebsvorgänge empfangen, die die erste Arbeitsmaschine für die identifizierte Arbeitsmaschine steuern kann, und kann darauf folgend Steuervorgänge zur Steuerung oder Einstellung von Betriebsvorgängen der identifizierten Arbeitsmaschine ausführen.
Industrielle Anwendbarkeit
Verfahren und Systeme in Übereinstimmung mit den offenbarten Ausführungsbeispielen ermöglichen, dass eine Arbeitsmaschine Betriebsvorgänge von einer entfernten Arbeitsmaschine steuert oder einstellt. Weiterhin ermöglichen diese Ausführungsbeispiele, dass die Arbeitsmaschine gesteuert wird, oder dass ihre Betriebsvorgänge von einer entfernten Arbeitsmaschine eingestellt werden. Weiterhin kann es unter Verwendung der offenbarten Verfahren und Systeme möglich sein, dass eine Arbeitsmaschine die Betriebsvorgänge von mehreren Arbeitsmaschinen steuert und/oder dass eine oder mehrere Arbeitsmaschinen die Betriebsvorgänge dieser Arbeitsmaschine steuern. Um die Steuervorgänge zu erleichtern, die von den offenbarten Ausführungsbeispielen ausgeführt werden, können die Arbeitsmaschinen Arbeitsmaschinenidentifikationsinformationen austauschen, die verwendet werden, um die ausgewählten Betriebsvorgänge zu bestimmen, die eine gegebene Arbeitsmaschine steuern oder einstellen kann. Die ausgewählten Betriebsvorgänge können durch eine Analyse der Identifikationsinformationen mit Aufzeichnungsinformationen bestimmt werden, die in einer oder in mehreren der Arbeitsmaschinen und in einem nicht an Bord liegenden System gespeichert sind.
In gewissen offenbarten Ausführungsbeispielen können die Aufzeichnungsinformationen in einer mehrdimensionalen Speicheranordnung gespeichert sein, die nach Arbeitsmaschinenbauarten, nach Bedienerprofilinformationen und nach irgendeiner anderen Art von Arbeitsmaschinen- oder Bedienerprofilinformationen indiziert ist. Entsprechend können Betriebsvorgänge oder Funktionen eine Arbeitsmaschine basierend auf den Erfahrungs- oder Autho risierungsniveaus der Bediener der Maschinen indiziert werden. Zusätzlich zu einer mehrdimensionalen Anordnung können andere Strukturen eingerichtet werden, um die Betriebsvorgänge eine Arbeitsmaschine zu speichern, die von einer anderen Maschine gesteuert werden können.
Andere Ausführungsbeispiele, Merkmale, Aspekte und Prinzipien der offenbarten beispielhaften Systeme können in verschiedenen Ausführungsbeispielen eingerichtet werden und sind nicht auf die Arbeitsgeländeumgebung eingeschränkt. Beispielsweise kann eine Arbeitsmaschine mit den Merkmalen des offenbarten Systems die hier beschriebenen Funktionen in anderen Umgebungen ausführen, wie beispielsweise mobilen Umgebungen zwischen Einsatzstellen, geografischen Stellen und Aufbauten. Weiterhin sind die hier offenbarten Prozesse nicht inhärent in Beziehung zu irgendeinem speziellen System und können durch irgendeine geeignete Kombination von elektrisch basierten Komponenten eingerichtet werden. Andere Ausführungsbeispiele als jene, die ausdrücklich hier beschrieben wurden, werden dem Fachmann aus einer Betrachtung der Beschreibung und aus einer praktischen Ausführung der offenbarten Systeme offensichtlich werden. Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und die Beispiele nur als beispielhaft angesehen werden, wobei der wahre Umfang der Erfindung durch die folgenden Ansprüche gezeigt wird.
Zusammenfassung
Systeme und Verfahren zur Steuerung von Maschinenbetriebsvorgängen
Systeme und Verfahren werden offenbart, die ermöglichen, dass eine oder mehrere Arbeitsmaschinen Betriebsvorgänge von einer oder mehreren entfernten Arbeitsmaschinen steuern. In einem Ausführungsbeispiel führen die Systeme und Verfahren einen Prozess aus, der aufweist, eine erste Bauart einer ersten Arbeitsmaschine zu bestimmen, die erste Betriebsvorgänge in einer Arbeitsumgebung ausführt, und eine zweite Bauart einer zweiten Arbeitsmaschine zu bestimmen, die zweite Betriebsvorgänge in der Arbeitsumgebung ausführt. Basierend auf der ersten und zweiten Bauart der ersten und zweiten Arbeitsmaschinen wird ein ausgewählter zweiter Betriebsvorgang bestimmt, den die erste Arbeitsmaschine steuern kann. Darauf folgend kann die erste Arbeitsmaschine den ausgewählten zweiten Betriebsvorgang einstellen, während die erste Arbeitsmaschine die ersten Betriebsvorgänge ausführt.

Claims

System zur Ausführung von ferngesteuerten Betriebsvorgängen zwischen Arbeitsmaschinen (120, 130 und 140), welches Folgendes aufweist: eine erste Arbeitsmaschine (120, 130 oder 140), die mit Erste-Arbeitsmaschine-Identifikationsinformationen assoziiert ist und Aufzeichnungsinformationen aufweist und konfiguriert ist, um einen ersten Satz von Betriebsvorgängen auszuführen; und eine zweite Arbeitsmaschine (120, 130 oder 140), die mit Zweite-Arbeitsmaschine-Identifikationsinformationen assoziiert ist und konfiguriert ist, um einen zweiten Satz von Betriebsvorgängen auszuführen, wobei die erste Arbeitsmaschine (120, 130 oder 140) zumindest einen ausgewählten Betriebsvorgang von dem zweiten Satz von Betriebsvorgängen bestimmt, der von der ersten Arbeitsmaschine (120, 130 oder 140) eingestellt werden kann, und zwar basierend auf den Aufzeichnungsinformationen und den Erste-Arbeitsmaschine-Identifikationsinformationen und/oder den Zweite-Arbeitsmaschine-Identifikationsinformationen.
System nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine ausgewählte Betriebsvorgang variieren kann, und zwar basierend auf einer Bauart der ersten Arbeitsmaschine und/oder einer Bauart der zweiten Arbeitsmaschine und/oder einem Bedienerprofil, welches mit einem ersten Bediener der ersten Arbeitsmaschine (120, 130 oder 140) assoziiert ist, und/oder einem Bedienerprofil, welches mit einem zweiten Bediener der zweiten Arbeitsmaschine (120, 130 oder 140) assoziiert ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Aufzeichnungsinformationen einen oder mehrere der ersten und zweiten Sätze von Betriebsvorgän gen aufweisen, die basierend auf Daten indiziert sind, die in den Erste-Arbeitsmaschine-Identifikationsinformationen und in den Zweite-Arbeitsmaschine-Identifikationsinformationen vorhanden sind.
System nach Anspruch 1, wobei die Identifikationsinformationen der ersten und zweiten Arbeitsmaschine Daten aufweisen, die eine Bauart der ersten bzw. zweiten Arbeitsmaschine widerspiegeln.
System nach Anspruch 4, wobei die Aufzeichnungsinformationen die Arbeitsmaschinenbauarten, ein Erfahrungsniveau für einen Bediener der zweiten Arbeitsmaschine (120, 130 oder 140), ein Erfahrungsniveau für einen Bediener der ersten Arbeitsmaschine (120, 130 oder 140) und den ersten und/oder zweiten Satz von Betriebsvorgängen in Beziehung setzen.
System nach Anspruch 5, wobei die erste Arbeitsmaschine (120, 130 oder 140) den mindestens einen ausgewählten Betriebsvorgang durch Analyse der Aufzeichnungsinformationen basierend auf den ersten und zweiten Arbeitsmaschinenbauarten bestimmt, um einen oder mehrere Betriebsvorgänge der zweiten Arbeitsmaschine zu identifizieren, die die erste Arbeitsmaschine (120, 130 oder 140) einstellen darf.
System nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Arbeitsmaschinen (120, 130 oder 140) unterschiedliche Arten von Arbeitsmaschinen sind, und wobei der mindestens eine ausgewählte Betriebsvorgang basierend auf der Bauart von jeder der ersten und zweiten Arbeitsmaschinen (120, 130 oder 140) variiert.
System nach Anspruch 1, wobei die zweite Arbeitsmaschine (120, 130 oder 140) die Aufzeichnungsinformationen aufweist und mindestens einen ausgewählten Betriebsvorgang aus dem ersten Satz von Betriebsvorgängen bestimmt, der von der zweiten Arbeitsmaschine (120, 130 oder 140) eingestellt werden kann, und zwar basierend auf den Aufzeichnungsinformationen und basierend auf den Identifikationsinformationen der ersten und/oder zweiten Arbeitsmaschine.
System nach Anspruch 1, wobei die erste Arbeitsmaschine (120, 130 oder 140) von einem ersten Bediener mit einem ersten Profil betrieben wird, welches in den Erste-Arbeitsmaschine-Identifikationsinformationen enthalten ist, und wobei die zweite Arbeitsmaschine (120, 130 oder 140) von einem zweiten Bediener mit einem zweiten Profil betrieben wird, welches in den Zweite-Arbeitsmaschine-Identifikationsinformationen enthalten ist.
Verfahren zur Steuerung von Betriebsvorgängen von Arbeitsmaschinen (120, 130 und 140), welches Folgendes aufweist: Bestimmen einer ersten Bauart einer ersten Arbeitsmaschine (120, 130 oder 140), die erste Betriebsvorgänge in einer Arbeitsumgebung (100) ausführt; Bestimmen einer zweiten Bauart einer zweiten Arbeitsmaschine (120, 130 oder 140), die zweite Betriebsvorgänge in der Arbeitsumgebung (100) ausführt; Bestimmen eines ausgewählten zweiten Betriebsvorgangs, den die erste Arbeitsmaschine (120, 130 oder 140) steuern kann, und zwar basierend auf der ersten und zweiten Bauart der ersten bzw. zweiten Arbeitsmaschinen (120, 130 oder 140); und Einstellen des ausgewählten zweiten Betriebsvorgangs durch die erste Arbeitsmaschine (120, 130 oder 140), während die erste Arbeitsmaschine (120, 130 oder 140) die ersten Betriebsvorgänge ausführt.