DE102023201705A1

DE102023201705A1 - Steering system for a working machine

Info

Publication number: DE102023201705A1
Application number: DE102023201705.9A
Authority: DE
Inventors: Mirko Brütt; Michael Haverkamp
Original assignee: ZF CV Systems Global GmbH
Current assignee: ZF CV Systems Global GmbH
Priority date: 2023-02-24
Filing date: 2023-02-24
Publication date: 2024-08-29

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lenksystem für eine Arbeitsmaschine (10) mit einer Lenkungsvorrichtung (26) und einer Betriebsbremse (32), wobei die Betriebsbremse (32) dazu ausgebildet ist, die Arbeitsmaschine (10) selektiv einseitig zu bremsen. Das Lenksystem weist eine Lenkunterstützungsvorrichtung (34) auf, welche dazu ausgebildet ist, ein Lenken der Arbeitsmaschine (10) durch ein automatisches Betätigen der Betriebsbremse (32) zum kurveninnenseitigen Bremsen der Arbeitsmaschine (10) zu unterstützen, um einen tatsächlichen Kurvenradius (38) gegenüber einem allein durch die Lenkungsvorrichtung (26) vorgegebenen Kurvenradius (28) zu verringern. Die Lenkunterstützungsvorrichtung (34) ist zwischen einem aktivierten Zustand und einem deaktivierten Zustand verstellbar. Zudem betrifft die Erfindung eine Arbeitsmaschine (10) und ein Verfahren.The present invention relates to a steering system for a work machine (10) with a steering device (26) and a service brake (32), wherein the service brake (32) is designed to brake the work machine (10) selectively on one side. The steering system has a steering assistance device (34) which is designed to assist steering of the work machine (10) by automatically actuating the service brake (32) for braking the work machine (10) on the inside of the curve in order to reduce an actual curve radius (38) compared to a curve radius (28) predetermined solely by the steering device (26). The steering assistance device (34) is adjustable between an activated state and a deactivated state. The invention also relates to a work machine (10) and a method.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Lenksystem für eine Arbeitsmaschine, bei welchem durch eine Betriebsbremse ein Lenken zur Kurvenradiusreduktion unterstützt wird. Zudem bezieht sich die Erfindung auf eine Arbeitsmaschine und auf ein Verfahren zum Lenken einer Arbeitsmaschine.The present invention relates to a steering system for a work machine, in which steering is supported by a service brake to reduce the curve radius. The invention also relates to a work machine and to a method for steering a work machine.

Stand der TechnikState of the art

Bei Arbeitsmaschinen, beispielsweise ausgebildet als Traktor, ist es gewünscht, einen besonders engen Lenkradius erzielen zu können. Beispielsweise soll bei Feldarbeiten an einem Feldende besonders eng gewendet werden können, um einen möglichst großen Teil des Felds bearbeiten zu können. Zu diesem Zweck kann eine Lenkungsvorrichtung durch gezieltes einseitiges Bremsen unterstützt werden. Beispielsweise wird bei einem bremsunterstützen Lenken ein kurveninneres Rad durch eine Betriebsbremse gebremst oder sogar vollständig blockiert. Dadurch sind Lenkradien möglich, welche kleiner sind, als mit einem reinen Drehen gelenkter Räder um deren Hochachse möglich ist. Beispielsweise kann die Arbeitsmaschine bei einem regulären Lenken einen minimalen Kurvenradius von einigen Metern haben. Bei dem bremsunterstützen Lenken kann es dagegen möglich sein, auf der Stelle zu wenden.For work machines, for example designed as a tractor, it is desirable to be able to achieve a particularly tight turning radius. For example, when working in the fields, it should be possible to turn particularly tightly at one end of the field in order to be able to work as large a part of the field as possible. For this purpose, a steering device can be supported by targeted one-sided braking. For example, with brake-assisted steering, a wheel on the inside of a curve is braked by a service brake or even completely blocked. This enables steering radii that are smaller than are possible with simply turning steered wheels about their vertical axis. For example, with regular steering, the work machine can have a minimum turning radius of a few meters. With brake-assisted steering, on the other hand, it may be possible to turn on the spot.

In der DE 3 208 393 A1 ist beispielsweise eine übliche Bauweise einer bremsunterstützen Lenkungsvorrichtung beschrieben. Dabei kann durch ein Betätigen eines linken Bremspedals oder eines rechten Bremspedals das linke Hinterrad bzw. das rechte Hinterrad gebremst werden, um solch einen kleinen Lenkradius zu erzielen. Die hierbei zusätzlich erforderliche Steuerung der Lenkunterstützung mittels Bremsen eines Hinterrads durch den Fahrer mittels der zwei Bremspedale ist jedoch komplex und erfordert viel Aufmerksamkeit. Entsprechend kann es schnell zu einer Fehlbedienung kommen, bei welcher das falsche Rad gebremst wird, nicht beide Räder gleichzeitig gebremst werden oder eine Bremskraft bei dem kurveninneren Rad nicht zu dem gewünschten Fahrverhalten passt.In the EN 3 208 393 A1 For example, a common design of a brake-assisted steering device is described. The left rear wheel or the right rear wheel can be braked by pressing a left brake pedal or a right brake pedal in order to achieve such a small steering radius. The additional control of the steering assistance by the driver braking a rear wheel using the two brake pedals is complex and requires a lot of attention. This can quickly lead to incorrect operation, in which the wrong wheel is braked, both wheels are not braked at the same time, or the braking force on the wheel on the inside of the curve does not match the desired driving behavior.

In der EP 1 982 897 A1 und der US 9,022,487 B2 sind bremsunterstütze Lenkungsvorrichtungen beschrieben, bei welchen eine Bremskraft auf das kurveninnere Rad elektronisch gesteuert wird. Bei diesen Systemen ist die Bremsunterstützung der Lenkungsvorrichtung dauerhaft aktiviert, sodass ein Bremsen des kurveninneren Rads in Situationen erfolgen kann, welche vom Fahrer unerwünscht sind.In the EP 1 982 897 A1 and the US9,022,487 B2 Brake-assisted steering devices are described in which a braking force on the inside wheel is electronically controlled. In these systems, the brake assistance of the steering device is permanently activated so that the inside wheel can be braked in situations that are undesirable for the driver.

Eine Bremsunterstützung von einer Lenkungsvorrichtung bei Arbeitsmaschinen soll wenig Aufmerksamkeit und Kontrolle durch den Fahrer erfordern. Gleichzeitig soll die Bremsunterstützung der Lenkunterstützung nicht in unerwünschten Situationen erfolgen. Grundsätzlich soll der Fahrer bei der Benutzung eines solchen Systems entlastet werden, um ein sicheres und komfortables Fahren zu vereinfachen.Braking assistance from a steering device on work machines should require little attention and control from the driver. At the same time, braking assistance from the steering assistance should not be provided in undesirable situations. In principle, the driver should be relieved of stress when using such a system in order to facilitate safe and comfortable driving.

Darstellung der ErfindungDescription of the invention

Ein erster Aspekt betrifft ein Lenksystem für eine Arbeitsmaschine mit einer Lenkungsvorrichtung und einer Betriebsbremse. Die Lenkungsvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, eine Fahrtrichtung der Arbeitsmaschine zu steuern. Beispielsweise kann mit der Lenkungsvorrichtung nach links oder rechts gesteuert werden. Die Lenkungsvorrichtung kann beispielsweise ein Lenkrad und alternativ oder zusätzlich einen Joystick zum Steuern der Arbeitsmaschine aufweisen. Die Lenkungsvorrichtung kann beispielsweise zwei Vorderräder durch deren Betätigung um eine Hochachse drehen. Die Lenkungsvorrichtung kann beispielsweise mechanisch mit diesen lenkbaren Rädern verbunden sein. Die Lenkungsvorrichtung kann aber beispielsweise auch für ein hydraulisches Lenken ausgebildet sein. Dann werden durch das Steuerrad oder den Joystick beispielsweise jeweilige Lenkzylinder betätigt, welche mit einem hydraulischen Druck die Räder um deren Hochachse verdrehen. Damit können die Räder entsprechend nach links oder rechts gedreht werden, um eine Linkskurve oder eine Rechtskurve zu fahren.A first aspect relates to a steering system for a work machine with a steering device and a service brake. The steering device can be designed to control a direction of travel of the work machine. For example, the steering device can be used to steer to the left or right. The steering device can, for example, have a steering wheel and alternatively or additionally a joystick for controlling the work machine. The steering device can, for example, rotate two front wheels about a vertical axis by actuating them. The steering device can, for example, be mechanically connected to these steerable wheels. The steering device can, however, also be designed for hydraulic steering, for example. The steering wheel or the joystick then actuates, for example, respective steering cylinders, which rotate the wheels about their vertical axis using hydraulic pressure. The wheels can thus be turned to the left or right accordingly in order to make a left turn or a right turn.

Eine Arbeitsmaschine kann beispielsweise als Landmaschine oder Baumaschine ausgebildet sein. Beispiele für eine Landmaschine sind ein Mähdrescher und ein Traktor. Eine Baumaschine kann beispielsweise als Kipplader ausgebildet sein. A work machine can be designed as an agricultural machine or a construction machine, for example. Examples of an agricultural machine are a combine harvester and a tractor. A construction machine can be designed as a dump loader, for example.

Arbeitsmaschinen werden üblicherweise nicht nur auf einer Straße eingesetzt, sondern auch um im Gelände oder auf Baustellen. Deswegen kann es besondere Anforderungen an deren Lenkbarkeit geben. Beispielsweise ist bei einem Einsatz auf einem Feld ein besonders enger Kurvenradius gewünscht.Work machines are usually not only used on the road, but also in off-road areas or on construction sites. Therefore, there may be special requirements for their maneuverability. For example, when used in a field, a particularly tight turning radius is required.

Eine Betriebsbremse kann die Arbeitsmaschine verzögern. Beispielsweise können mit der Betriebsbremse alle Räder der Arbeitsmaschine gleichzeitig gebremst werden, um eine Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine zu verringern. Die Betriebsbremse kann dafür beispielsweise Scheibenbremsen oder Trommelbremsen an jedem Rad der Arbeitsmaschine aufweisen. Eine Betriebsbremse kann beispielsweise ebenfalls hydraulisch betätigbar sein. Eine Betriebsbremse kann aber auch direkt mechanisch betätigbar sein, beispielsweise durch ein Bremspedal. In einem normalen Fahrbetrieb werden bei einer Betätigung der Betriebsbremse, beispielsweise durch ein Drücken auf das Bremspedal, alle Räder der Arbeitsmaschine gleichzeitig und gleichmäßig abgebremst. Selektives Bremsen kann in diesem Kontext bedeuten, dass die Betriebsbremse so gesteuert werden kann, dass beispielsweise nur die Bremsen an einem Rad oder auf einer Seite der Arbeitsmaschine betätigt werden. Dieses selektive Betätigen oder Bremsen kann dabei mit einem anderen Betätigen der Betriebsbremse überlagert werden. Beispielsweise kann zusätzlich eine Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine insgesamt verzögert werden, indem beispielsweise an allen Rädern eine Bremskraft aufgebracht wird. So kann sich insgesamt ein asymmetrisches Bremsen ergeben, bei welchem zwar alle Räder gebremst werden, aber kurveninnenseitig stärker gebremst wird, um einen Kurvenradius zu verringern. Die Bremssteuerung kann beispielsweise auch mit einem Torque Vectoring oder einem ESP-System überlagert werden. Beispielsweise kann entsprechend an den kurveninnenseitigen Bremsen eine größere Bremskraft erzeugt werden als an den kurvenäußeren Bremsen. Bei dem Unterstützen der Lenkung durch Bremskraft wird beispielsweise nur oder stärker als andere Räder ein kurveninneres Hinterrad gebremst. Dadurch kann sich eine besonders starke Lenkwirkung durch das Bremsen zur Lenkunterstützung ergeben. Das entsprechend selektiv zu bremsende Rad wird beispielsweise automatisch in Abhängigkeit von einer erfassten Fahrtrichtung und alternativ oder zusätzlich von einer erfassten Kurvenrichtung ausgewählt. Bei dem Unterstützen der Lenkung durch die Betriebsbremse kann durch die Lenkunterstützungsvorrichtung beispielsweise ein Bremsen der vorderen Räder deaktiviert werden. Dadurch kann eine besonders große Lenkunterstützung erzielt werden.A service brake can slow down the working machine. For example, all wheels of the working machine can be braked simultaneously with the service brake in order to reduce the driving speed of the working machine. The service brake can have disc brakes or drum brakes on each wheel of the working machine. A service brake can also be operated hydraulically, for example. However, a service brake can can also be operated directly mechanically, for example by a brake pedal. In normal driving operation, when the service brake is operated, for example by pressing the brake pedal, all wheels of the work machine are braked simultaneously and evenly. Selective braking in this context can mean that the service brake can be controlled in such a way that, for example, only the brakes on one wheel or on one side of the work machine are operated. This selective operation or braking can be superimposed on another operation of the service brake. For example, the overall driving speed of the work machine can also be slowed down by, for example, applying a braking force to all wheels. This can result in asymmetric braking overall, in which all wheels are braked, but the inside of the curve is braked more strongly in order to reduce the curve radius. The brake control can also be superimposed on torque vectoring or an ESP system, for example. For example, a greater braking force can be generated on the brakes on the inside of the curve than on the brakes on the outside of the curve. When the steering is supported by braking force, for example, only the rear wheel on the inside of the curve is braked, or braked more strongly than other wheels. This can result in a particularly strong steering effect through braking to assist the steering. The wheel to be selectively braked is automatically selected, for example, depending on a detected direction of travel and alternatively or additionally on a detected direction of the curve. When the steering is supported by the service brake, the steering assistance device can, for example, deactivate braking of the front wheels. This can achieve particularly strong steering assistance.

Die Betriebsbremse kann beispielsweise Bremsen an einzelnen Rädern für das selektive Bremsen direkt elektrisch betätigen. Eine hydraulisch betätigbare Betriebsbremse kann beispielsweise Steuerventile aufweisen, mit welchen eine Übertragung eines Bremsdrucks an Bremsen einzelner Räder abschaltbar ist. Die Betriebsbremse kann eine Bremssteuervorrichtung aufweisen, welche die Bremskraft an den einzelnen Rädern steuern kann.The service brake can, for example, directly electrically actuate brakes on individual wheels for selective braking. A hydraulically actuated service brake can, for example, have control valves with which the transmission of brake pressure to brakes on individual wheels can be switched off. The service brake can have a brake control device that can control the braking force on the individual wheels.

Das Lenksystem weist eine Lenkunterstützungsvorrichtung auf, welche dazu ausgebildet ist, ein Lenken der Arbeitsmaschine durch ein automatisches Betätigen der Betriebsbremse zum kurveninnenseitigen Bremsen der Arbeitsmaschine zu unterstützen. Bei dem Unterstützen der Lenkung der Arbeitsmaschine kann somit ein kurveninneres Rad verzögert werden. Dadurch kann sich eine Relativgeschwindigkeit zwischen kurveninneren und kurvenäußeren Rädern ergeben, welche ebenfalls ein Lenken nach links oder rechts bedingen kann. Durch beispielsweise ein selektives Bremsen jeweiliger kurveninnerer Räder kann die Arbeitsmaschine also ebenfalls in eine Richtung gelenkt werden. Ein solcher Lenkeffekt der Betriebsbremse und ein Lenkeffekt der Lenkungsvorrichtung können sich beispielsweise additiv überlagern, um eine insgesamt größere Lenkung zu erzielen. Die zusätzliche Lenkung mittels der Betriebsbremse kann das Lenken mittels der Lenkvorrichtung unterstützen. Die Betriebsbremse muss zur Lenkungsunterstützung bei der Kurvenfahrt beispielsweise nicht mehr manuell betätigt werden. Alternativ ist auch eine manuelle Betätigung bei der Kurvenfahrt möglich, wobei jedoch eine Stärke der Bremskraft automatisch eingestellt wird und der Fahrer lediglich die Unterstützung der Lenkung durch die Betriebsbremse anfordert.The steering system has a steering support device which is designed to support steering of the work machine by automatically actuating the service brake to brake the work machine on the inside of the curve. When assisting the steering of the work machine, a wheel on the inside of the curve can thus be decelerated. This can result in a relative speed between the wheels on the inside and outside of the curve, which can also cause steering to the left or right. The work machine can also be steered in one direction by, for example, selectively braking the respective wheels on the inside of the curve. Such a steering effect of the service brake and a steering effect of the steering device can, for example, be superimposed additively in order to achieve greater steering overall. The additional steering by means of the service brake can support steering by means of the steering device. The service brake no longer has to be operated manually to assist steering when cornering, for example. Alternatively, manual operation is also possible when cornering, although the strength of the braking force is set automatically and the driver only requests steering support from the service brake.

Durch das Unterstützen des Lenkens der Arbeitsmaschine mit der Betriebsbremse kann ein tatsächlicher Kurvenradius gegenüber einem allein durch die Lenkungsvorrichtung vorgegebenen Kurvenradius verringert werden. Der tatsächliche Kurvenradius kann beispielsweise ein Radius sein, mit welchem die Arbeitsmaschine durch eine Kurve fährt. Dieser Radius kann sich während der Kurvenfahrt verändern oder konstant sein. Der durch die Lenkungsvorrichtung vorgegebenen Kurvenradius kann beispielsweise ein Radius sein, mit welchem die Arbeitsmaschine durch die Kurve fahren würde, wenn die Betriebsbremse nicht die Lenkung unterstützen würde. Eine Kurveninnenseite kann beispielsweise die Seite sein, in welche bei der Kurvenfahrt gelenkt wird. Bei einer Rechtskurve kann die Kurveninnenseite auf einer rechten Seite der Arbeitsmaschine liegen. Bei einer Linkskurve kann entsprechend Kurveninnenseite auf einer linken Seite der Arbeitsmaschine liegen.By assisting the steering of the work machine with the service brake, the actual curve radius can be reduced compared to a curve radius specified by the steering device alone. The actual curve radius can, for example, be a radius with which the work machine travels around a curve. This radius can change during cornering or be constant. The curve radius specified by the steering device can, for example, be a radius with which the work machine would travel around the curve if the service brake did not assist the steering. The inside of the curve can, for example, be the side towards which the vehicle is steered when cornering. In the case of a right-hand bend, the inside of the curve can be on the right-hand side of the work machine. In the case of a left-hand bend, the inside of the curve can accordingly be on the left-hand side of the work machine.

Das Betätigen von ausgewählten einzelnen Bremsen der Betriebsbremse zum Unterstützen der Lenkung kann in einem einfachen Fall eine fest vorgegebene Bremskraft bei dieser einzelnen Bremse erzeugen. Die Bremskraft kann aber auch in Abhängigkeit von anderen Größen verändert werden. Beispielsweise kann bei der einzelnen Bremse in Abhängigkeit von einer Fahrervorgabe eine stärkere oder weniger starke Bremskraft erzeugt werden. Durch das Unterstützen der Lenkung mittels Bremskraft kann beispielsweise ein kurveninneres Hinterrad stillstehen, während kurvenäußere Räder und ein kurveninneres Vorderrad weiter rotieren. Dadurch kann beispielsweise das kurveninnere Hinterrad einen Mittelpunkt eines Lenkradius bilden, um welchen die kurvenäußeren Räder fahren. Durch das Unterstützen der Lenkung mittels Bremskraft kann beispielsweise ein Kurvenradius erzielt werden, welcher kleiner ist als ein rein durch die Lenkungsvorrichtung vorgebbarer Kurvenradius.In a simple case, actuating selected individual brakes of the service brake to assist the steering can generate a fixed braking force for this individual brake. However, the braking force can also be changed depending on other variables. For example, a stronger or weaker braking force can be generated for the individual brake depending on a driver's input. By assisting the steering with braking force, for example, a rear wheel on the inside of a curve can remain stationary, while the wheels on the outside of the curve and a front wheel on the inside of the curve continue to rotate. This can, for example, make the rear wheel on the inside of the curve form the center of a steering radius around which the wheels on the outside of the curve move. By assisting the steering with braking force, for example, a curve radius can be achieved which is smaller than a curve radius that can be specified purely by the steering device.

Die Lenkunterstützungsvorrichtung kann zwischen einem aktivierten Zustand und einem deaktivierten Zustand verstellbar sein. In dem aktivierten Zustand erfolgt beispielsweise das automatische Betätigen der Betriebsbremse zum kurveninnenseitigen Bremsen der Arbeitsmaschine zum Unterstützen der Lenkung. In dem aktivierten Zustand kann also beispielsweise automatisch der tatsächlich gefahrene Kurvenradius durch die Betriebsbremse gegenüber einem allein durch die Lenkungsvorrichtung vorgegebenen Kurvenradius reduziert werden. In dem deaktivierten Zustand wird dagegen beispielsweise die Betriebsbremse nicht mehr durch die Lenkunterstützungsvorrichtung gesteuert. In dem deaktivierten Zustand der Lenkunterstützungsvorrichtung wird die Arbeitsmaschine beispielsweise rein durch die Lenkungsvorrichtung gelenkt. Die Betriebsbremse bleibt dagegen insgesamt aktiviert während des Betriebs der Arbeitsmaschine, um so die Arbeitsmaschine unabhängig von dem Zustand der Lenkunterstützungsvorrichtung verzögern zu können.The steering assistance device can be adjusted between an activated state and a deactivated state. In the activated state, for example, the service brake is automatically applied to brake the work machine on the inside of the curve to assist the steering. In the activated state, for example, the actual curve radius traveled can be automatically reduced by the service brake compared to a curve radius specified solely by the steering device. In the deactivated state, on the other hand, the service brake is no longer controlled by the steering assistance device. In the deactivated state of the steering assistance device, the work machine is steered purely by the steering device, for example. The service brake, on the other hand, remains activated throughout the operation of the work machine in order to be able to decelerate the work machine regardless of the state of the steering assistance device.

Der Fahrer wird so erheblich bei dem Steuern der Arbeitsmaschine unterstützt. Beispielsweise kann der Fahrer einmalig zu Beginn einer Arbeit, bei welcher die Lenkunterstützung mit der Betriebsbremse gewünscht ist, wie beispielsweise einem Mähen eines Feldes, die Lenkunterstützungsvorrichtung aktivieren. Anschließend kann der Fahrer die Arbeitsmaschine lediglich mit dem Lenkrad steuern und die Unterstützung durch die Betriebsbremse erfolgt automatisch. Der Fahrer muss zumindest nicht mehr ein linkes und ein rechtes Bremspedal und dort gegebenenfalls einen jeweiligen Betätigungsweg der Pedale koordinieren, um die Unterstützung von einem Lenken mit der Lenkvorrichtung durch die Betriebsbremse zu koordinieren.This provides the driver with significant support when steering the machine. For example, the driver can activate the steering support device once at the start of a task for which steering support with the service brake is required, such as mowing a field. The driver can then steer the machine using only the steering wheel and the support from the service brake is provided automatically. At least the driver no longer has to coordinate a left and a right brake pedal and, if necessary, the respective actuation path of the pedals in order to coordinate the support of steering with the steering device using the service brake.

In einer Ausführungsform des Lenksystems ist es vorgesehen, dass die Lenkunterstützungsvorrichtung ein erstes Bedienmittel aufweist. Die Lenkunterstützungsvorrichtung kann durch einen Fahrer der Arbeitsmaschine manuell zwischen dem aktivierten und deaktivierten Zustand mittels des ersten Bedienmittels verstellbar sein. Für die Verstellung kann der Fahrer das erste Bedienmittel beispielsweise betätigen. Das erste Bedienmittel kann beispielsweise ein Hebel, ein Knopf oder ein Schalter sein. Das erste Bedienmittel kann für eine Betätigung durch eine Hand des Fahrers der Arbeitsmaschine ausgebildet sein. Das erste Betriebsmittel kann beispielsweise eine erste Stellung aufweisen, in welcher die Lenkunterstützungsvorrichtung aktiviert ist, und eine zweite Stellung, in welcher die Lenkunterstützungsvorrichtung deaktiviert ist. Das erste Betriebsmittel kann aber auch beispielsweise mehrfach betätigt werden, um zwischen den beiden Zuständen der Lenkunterstützungsvorrichtung hin und her zu schalten. Das erste Betriebsmittel kann dabei nach jeder Betätigung in seiner Ausgangsstellung zurückkehren. Durch das erste Bedienmittel kann der Fahrer die Lenkunterstützungsvorrichtung einfach aktivieren und deaktivieren. Das erste Bedienmittel kann beispielsweise zu jeweiligen Fahrsteuerelementen der Arbeitsmaschine verschieden sein. Damit kann ein Risiko versehentlichen Aktivierung gering sein. Beispielsweise kann das erste Bedienmittel nicht einem Fahrpedal oder Bremspedal der Arbeitsmaschine entsprechen.In one embodiment of the steering system, it is provided that the steering support device has a first operating means. The steering support device can be manually adjustable by a driver of the work machine between the activated and deactivated state using the first operating means. For the adjustment, the driver can, for example, operate the first operating means. The first operating means can, for example, be a lever, a button or a switch. The first operating means can be designed to be operated by a hand of the driver of the work machine. The first operating means can, for example, have a first position in which the steering support device is activated and a second position in which the steering support device is deactivated. The first operating means can, however, also be operated several times, for example, in order to switch back and forth between the two states of the steering support device. The first operating means can return to its starting position after each operation. The driver can easily activate and deactivate the steering support device using the first operating means. The first operating means can, for example, be different to the respective driving control elements of the work machine. This can reduce the risk of accidental activation. For example, the first operating means cannot correspond to an accelerator pedal or brake pedal of the work machine.

In einer Ausführungsform des Lenksystems ist es vorgesehen, dass die Lenkunterstützungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, die Betriebsbremse zur Lenkunterstützung in Abhängigkeit von einem erfassten Fahrzeugzustand automatisch zu betätigen. Dadurch kann das kurveninnenseitige Bremsen und damit die Lenkunterstützung an jeweilige Fahrzustände angepasst erfolgen. Beispielsweise kann eine Bremskraft des kurveninneren Hinterrads in Abhängigkeit von dem erfassten Fahrzeugzustand eingestellt werden. Zudem kann die Lenkunterstützung automatisch nur erfolgen, wenn diese tatsächlich notwendig oder durch den Fahrer gewünscht ist. Ebenso kann trotz aktivierter Lenkunterstützungsvorrichtung beispielsweise nicht bei jeder Kurvenfahrt oder bei jedem Lenken der Arbeitsmaschine eine Verringerung des Kurvenradius durch die Betriebsbremse bewirkt werden. Beispielsweise kann eine Bremskraft des kurveninneren Rads oder eine Bremskraftdifferenz zwischen einem kurvenäußeren Hinterrad und einem kurveninneren Hinterrad in Abhängigkeit von dem erfassten Fahrzeugzustand durch die Lenkunterstützungsvorrichtung eingestellt werden. Beispielsweise kann das Betätigen der Betriebsbremse zum Unterstützen des Lenkens nur erfolgen, sofern eine Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine oberhalb eines ersten Schwellwerts ist und alternativ oder zusätzlich unterhalb eines zweiten Schwellwerts. Dadurch kann ein Verursachen einer instabile Fahrlage durch die Lenkungsunterstützung mit der Betriebsbremse bei zu hohen Fahrgeschwindigkeiten vermieden werden. Alternativ oder zusätzlich kann dadurch ein Blockieren einer Fahrbewegung oder ein übermäßiges Verlangsamen der Arbeitsmaschine durch die Lenkungsunterstützung mit der Betriebsbremse bei zu geringeren Fahrgeschwindigkeiten vermieden werden. Dadurch kann eine Geländegängigkeit der Arbeitsmaschine hoch sein. Das Betätigen der Betriebsbremse zum Unterstützen des Lenkens kann auch nur erfolgen, sofern ein Lenken oberhalb eines dritten Schwellwerts ist und alternativ oder zusätzlich unterhalb eines vierten Schwellwerts. Ein Lenken kann ein Lenkwinkel oder beispielsweise eine Lenkrate sein, womit die Arbeitsmaschine deren Fahrtrichtung ändert. So kann beispielsweise ein einseitiges Bremsen bei geringfügigen Korrekturen einer Fahrtrichtung, wie dies beispielsweise im Gelände häufig notwendig ist, vermieden werden.In one embodiment of the steering system, it is provided that the steering assistance device is designed to automatically actuate the service brake for steering assistance depending on a detected vehicle state. This allows braking on the inside of the curve and thus steering assistance to be adapted to the respective driving conditions. For example, a braking force of the rear wheel on the inside of the curve can be adjusted depending on the detected vehicle state. In addition, steering assistance can only be provided automatically if it is actually necessary or desired by the driver. Likewise, despite the steering assistance device being activated, the service brake cannot, for example, reduce the curve radius every time the vehicle is cornered or steered. For example, a braking force of the wheel on the inside of the curve or a braking force difference between an outer rear wheel and an inner rear wheel can be adjusted by the steering assistance device depending on the detected vehicle state. For example, the service brake can only be applied to assist steering if the driving speed of the work machine is above a first threshold value and alternatively or additionally below a second threshold value. This can prevent the steering assistance with the service brake from causing an unstable driving position at excessive driving speeds. Alternatively or additionally, this can prevent a driving movement from being blocked or the work machine from slowing down excessively at too low driving speeds due to the steering assistance with the service brake. This can ensure that the work machine has a high off-road capability. The service brake can also only be applied to assist steering if the steering is above a third threshold value and alternatively or additionally below a fourth threshold value. Steering can be a steering angle or, for example, a steering rate, with which the work machine changes its direction of travel. This can prevent one-sided braking for minor corrections to a direction of travel, as is often necessary off-road, for example.

In einer Ausführungsform des Lenksystems ist es vorgesehen, dass der erfasste Fahrzeugzustand eine Fahrgeschwindigkeit als Information aufweist. Die Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine kann einen großen Einfluss auf den Kurvenradius und ein Fahrverhalten der Arbeitsmaschine bei einseitigem Bremsen zur Lenkunterstützung haben. Zudem kann eine Fahrgeschwindigkeit einen großen Einfluss darauf haben, wieviel Bremskraft notwendig ist, um eine gewünschte Lenkunterstützung durch das automatische einseitige Bremsen durch die Lenkunterstützungsvorrichtung zu erzielen. Bei hohen Fahrgeschwindigkeiten wird beispielsweise stärker durch die Lenkunterstützungsvorrichtung auf der Kurveninnenseite gebremst.In one embodiment of the steering system, it is provided that the detected vehicle state has a driving speed as information. The driving speed of the work machine can have a major influence on the curve radius and driving behavior of the work machine when braking on one side for steering assistance. In addition, a driving speed can have a major influence on how much braking force is necessary to achieve a desired steering assistance through automatic one-sided braking by the steering assistance device. At high driving speeds, for example, the steering assistance device brakes more strongly on the inside of the curve.

In einer Ausführungsform des Lenksystems ist es vorgesehen, dass der erfasste Fahrzeugzustand ein Lenken als Information aufweist. Das Lenken als Information kann beispielsweise einer Vorgabe eines Lenkwinkels durch die Lenkungsvorrichtung entsprechen. Das Lenken kann beispielsweise einer Lenkeingabe durch den Fahrer entsprechen, wie einer rotatorischen Position des Lenkrads. Daran angepasst kann dann die kurveninnenseitige Bremse durch die Lenkunterstützungsvorrichtung betätigt werden.In one embodiment of the steering system, it is provided that the detected vehicle state includes steering as information. The steering as information can, for example, correspond to a specification of a steering angle by the steering device. The steering can, for example, correspond to a steering input by the driver, such as a rotational position of the steering wheel. The brake on the inside of the curve can then be actuated by the steering assistance device in accordance with this.

In einer Ausführungsform des Lenksystems ist es vorgesehen, dass der erfasste Fahrzeugzustand eine Betätigung eines zweiten Bedienmittels als Information aufweist. Das zweite Bedienmittel kann Teil des Lenksystems und alternativ oder zusätzlich der Arbeitsmaschine sein. Durch das zweite Bedienmittel kann der Fahrer bei einer Kurvenfahrt die Unterstützung des Lenkens durch das kurveninnenseitige Bremsen anfordern und alternativ oder zusätzlich die Richtung der Unterstützung vorgeben. Die Lenkunterstützungsvorrichtung bestimmt dann beispielsweise automatisch, welche Bremsen und optional wie stark diese Bremsen zur Lenkunterstützung betätigt werden müssen. Das zweite Bedienmittel kann beispielsweise als Blinkerhebel ausgebildet sein. Alternativ kann das zweite Bedienmittel auch als Knopf, anderer Hebel oder Schalter ausgebildet sein. Das zweite Bedienmittel kann beispielsweise ein erste Bedienrichtung für eine Bremsunterstützung in eine erste Lenkrichtung und eine zweite Bedienrichtung für eine Bremsunterstützung in eine zweite Lenkrichtung aufweisen. Dadurch kann der Fahrer vorgeben, in welche Richtung die Lenkunterstützung erfolgen soll. Das zweite Bedienmittel kann beispielsweise nur eine Stellung in jede Bedienrichtung aufweisen und eine Neutralstellung. Dann wird beispielsweise proportional zu einem Lenkwinkel oder immer gleich stark mit einer festen Bremskraft das Lenken unterstützt. Das zweite Bedienmittel kann beispielsweise auch zwei oder mehr Stellung in wenigstens einer oder beiden Bedienrichtungen aufweisen. Beispielsweise kann der Blinkerhebel um bis zu drei Stellungen nach oben verstellt werden. Dann wird beispielsweise proportional, beispielsweise in Abhängigkeit von einem Lenkwinkel oder mit einer festen Bremskraft pro Stellung, das Lenken nach Links unterstützt. Je stärker der Blinkerhebel ausgelenkt wird, desto stärker wird das Lenken dann durch Bremskraft unterstützt.In one embodiment of the steering system, it is provided that the detected vehicle state includes an actuation of a second operating means as information. The second operating means can be part of the steering system and alternatively or additionally of the work machine. Using the second operating means, the driver can request steering support by braking on the inside of the curve when cornering and alternatively or additionally specify the direction of the support. The steering support device then automatically determines, for example, which brakes and optionally how strongly these brakes must be operated to provide steering support. The second operating means can be designed, for example, as a turn signal lever. Alternatively, the second operating means can also be designed as a button, other lever or switch. The second operating means can, for example, have a first operating direction for brake support in a first steering direction and a second operating direction for brake support in a second steering direction. This allows the driver to specify in which direction the steering support should take place. The second operating means can, for example, have only one position in each operating direction and a neutral position. Then, for example, steering is supported proportionally to a steering angle or always with the same strength with a fixed braking force. The second operating means can, for example, also have two or more positions in at least one or both operating directions. For example, the indicator lever can be adjusted upwards by up to three positions. Then, for example, steering to the left is supported proportionally, for example depending on a steering angle or with a fixed braking force per position. The more the indicator lever is deflected, the more steering is supported by braking force.

In einer Ausführungsform des Lenksystems ist es vorgesehen, dass das Lenksystem eine Fahrzeugzustandserfassungsvorrichtung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, für die Erfassung des Fahrzeugzustands eine Betätigung eines Lenkelements der Arbeitsmaschine zu erfassen. Das Lenkelement kann beispielsweise als ein Lenkrad oder Joystick ausgebildet sein. Durch die Auslenkung des Lenkelements kann beispielsweise die Lenkungsvorrichtung von dem Fahrer gesteuert werden. Dadurch kann beispielsweise abgeleitet werden, welche Seite der Arbeitsmaschine die kurveninnere Seite ist. Das Lenkelement kann direkt elektrische Steuersignale erzeugen, auch für die Lenkunterstützungsvorrichtung. Beispielsweise kann das als Joystick ausgebildete Lenkelement einer Drive-by-Wire Steuerung direkt elektrische Steuersignale für die Lenkunterstützungsvorrichtung und für eine hydraulische oder elektrische Lenkungsvorrichtung der Arbeitsmaschine erzeugen. Bei einem Lenkrad kann beispielsweise durch einen Stellungssensor eine Winkelstellung des Lenkrads als dessen Betätigung erfasst werden. Das Lenkelement kann dann beispielsweise die gelenkten Räder direkt mechanisch um deren Hochachse drehen.In one embodiment of the steering system, it is provided that the steering system has a vehicle state detection device which is designed to detect an actuation of a steering element of the work machine in order to detect the vehicle state. The steering element can be designed as a steering wheel or joystick, for example. By deflecting the steering element, the steering device can be controlled by the driver, for example. This can be used to determine, for example, which side of the work machine is the inside of the curve. The steering element can generate electrical control signals directly, including for the steering support device. For example, the steering element of a drive-by-wire control designed as a joystick can directly generate electrical control signals for the steering support device and for a hydraulic or electrical steering device of the work machine. In the case of a steering wheel, an angular position of the steering wheel can be detected as its actuation by a position sensor, for example. The steering element can then, for example, directly mechanically rotate the steered wheels about their vertical axis.

Alternativ oder zusätzlich ist es vorgesehen, dass die Fahrzeugzustandserfassungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, eine erste Drehzahl eines ersten Rads auf einer ersten Fahrzeugseite und eine zweite Drehzahl eines zweiten Rads auf einer zweiten Fahrzeugseite zu erfassen. Die erste Fahrzeugseite kann der zweiten Fahrzeugseite entgegengesetzt sein. Die erste Fahrzeugseite kann beispielsweise eine linke Seite und die zweite Fahrzeugseite eine rechte Seite sein. Ein Rad kann beispielsweise als Geländereifen ausgebildet sein, mittels welchem die Arbeitsmaschine auf dem Untergrund steht. Die Fahrzeugzustandserfassungsvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, eine Differenzdrehzahl zum Bestimmen einer Kurvenfahrt zu berechnen. Beispielsweise kann die Fahrzeugzustandserfassungsvorrichtung die zweite Drehzahl von der ersten Drehzahl subtrahieren, um eine Differenzdrehzahl zu bestimmen. Von der Differenzdrehzahl kann auf die Kurvenfahrt geschlossen werden, da ein gefahrener Radius der beiden Räder unterschiedlich sein kann. Beispielsweise muss ein kurvenäußeres Rad mit einer größeren Geschwindigkeit drehen als ein kurveninneres Rad, sofern die Räder nicht schlupfen. Die Fahrzeugzustandserfassungsvorrichtung kann dafür beispielsweise an dem ersten Rad und dem zweiten Rad jeweils einen Drehzahlsensor aufweisen. Die Fahrzeugzustandserfassungsvorrichtung kann beispielsweise auch die Drehzahlen von allen Rädern erfassen und miteinander verrechnen, um die Kurvenfahrt zu bestimmen. Die Kurvenfahrt kann beispielsweise eine Rate aufweisen, mittels welcher die Arbeitsmaschine deren Fahrtrichtung ändert. Die Bezeichnung als erste Drehzahl und als zweite Drehzahl kann beispielsweise lediglich zur Zuordnung zu den beiden Rädern dienen. Das erste Rad dreht beispielsweise nur mit einer einzigen Drehzahl.Alternatively or additionally, it is provided that the vehicle state detection device is designed to detect a first speed of a first wheel on a first side of the vehicle and a second speed of a second wheel on a second side of the vehicle. The first side of the vehicle can be opposite to the second side of the vehicle. The first side of the vehicle can be a left side, for example, and the second side of the vehicle a right side. A wheel can be designed, for example, as an off-road tire, by means of which the work machine stands on the ground. The vehicle state detection device can be designed to calculate a differential speed for determining cornering. For example, the vehicle state detection device can subtract the second speed from the first speed in order to determine a differential speed. The differential speed can be used to determine cornering, since the radius traveled by the two wheels can be different. For example, a wheel on the outside of a curve must rotate at a higher speed than a wheel on the inside of a curve, provided the wheels do not slip. The vehicle state detection device can be attached to the first Wheel and the second wheel each have a speed sensor. The vehicle condition detection device can, for example, also record the speeds of all wheels and calculate them against each other in order to determine cornering. Cornering can, for example, have a rate at which the work machine changes its direction of travel. The designation as first speed and second speed can, for example, only serve to assign the two wheels. The first wheel, for example, only rotates at a single speed.

Alternativ oder zusätzlich ist es vorgesehen, dass die Fahrzeugzustandserfassungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, eine Winkelstellung von einer lenkbaren Achse der Arbeitsmaschine zu erfassen. Eine lenkbare Achse kann eine Achse sein, bei welcher jeweilige Räder zum Steuern der Arbeitsmaschine um die Hochachse drehbar sind. Die Fahrzeugzustandserfassungsvorrichtung kann dafür Stellungssensoren aufweisen. Die Winkelstellung kann ein Drehwinkel jeweiliger Räder bezüglich einer Neutralstellung, in welcher die Arbeitsmaschine geradeaus fährt, entsprechen. Dadurch kann beispielsweise die tatsächliche Lenkung der Arbeitsmaschine durch die lenkbare Achse berücksichtigt werden.Alternatively or additionally, it is provided that the vehicle state detection device is designed to detect an angular position of a steerable axle of the work machine. A steerable axle can be an axle in which respective wheels can be rotated about the vertical axis for controlling the work machine. The vehicle state detection device can have position sensors for this purpose. The angular position can correspond to an angle of rotation of respective wheels with respect to a neutral position in which the work machine travels straight ahead. This allows, for example, the actual steering of the work machine by the steerable axle to be taken into account.

Alternativ oder zusätzlich ist es vorgesehen, dass die Fahrzeugzustandserfassungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, einen Hydraulikdruck einer als hydraulischen Lenkungsvorrichtung ausgebildeten Lenkungsvorrichtung der Arbeitsmaschine zu erfassen. Der Hydraulikdruck kann zu dem Lenken der Arbeitsmaschine korrespondieren. Der Hydraulikdruck kann einfach erfasst werden, beispielsweise mittels Drucksensoren. Der Hydraulikdruck kann beispielsweise ein Druck in einem Stellzylinder der hydraulischen Lenkungsvorrichtung sein.Alternatively or additionally, it is provided that the vehicle state detection device is designed to detect a hydraulic pressure of a steering device of the work machine designed as a hydraulic steering device. The hydraulic pressure can correspond to the steering of the work machine. The hydraulic pressure can be easily detected, for example by means of pressure sensors. The hydraulic pressure can be, for example, a pressure in an actuating cylinder of the hydraulic steering device.

Alternativ oder zusätzlich ist es vorgesehen, dass die Fahrzeugzustandserfassungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, eine Gierrate der Arbeitsmaschine zu erfassen. Eine Gierrate kann einer Rotationsgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine um eine Hochachse entsprechen. Die Gierrate kann beispielsweise mittels eines Gyroskops oder mittels Beschleunigungssensoren erfasst werden. Die Gierrate kann der tatsächlichen Kurvenfahrt entsprechen, ohne dass beispielsweise ein Schlupf aufgrund eines rutschigen Untergrunds die Messsignale verfälscht.Alternatively or additionally, it is provided that the vehicle state detection device is designed to detect a yaw rate of the working machine. A yaw rate can correspond to a rotation speed of the working machine about a vertical axis. The yaw rate can be detected, for example, using a gyroscope or acceleration sensors. The yaw rate can correspond to the actual cornering without, for example, slippage due to a slippery surface distorting the measurement signals.

Eine einseitige Bremskraft kann durch die Lenkunterstützungsvorrichtung beispielsweise als fester Wert oder proportionaler Wert zu den erfassten und berücksichtigen Sensordaten zur Unterstützung des Lenkens der Arbeitsmaschine eingestellt werden. Die einseitige Bremskraft kann auch schrittweise durch Berücksichtigung von Schwellwerten bei den erfassten und berücksichtigen Sensordaten eingestellt werden.A one-sided braking force can be set by the steering assistance device, for example, as a fixed value or a proportional value to the sensor data recorded and taken into account to assist the steering of the work machine. The one-sided braking force can also be set step by step by taking into account threshold values in the sensor data recorded and taken into account.

In einer Ausführungsform des Lenksystems ist es vorgesehen, dass das Lenksystem eine Prädiktionsvorrichtung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, einen Einfluss der automatischen Betätigung der Betriebsbremse zur Lenkunterstützung zu prädizieren. Die Prädiktionsvorrichtung kann beispielsweise einen Mikroprozessor aufweisen. Die Prädiktionsvorrichtung kann einen Einfluss der automatischen Betätigung der Betriebsbremse beispielsweise durch einen tabellarischen Vergleich prädizieren. Beispielsweise kann bei einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit, einem bestimmten Lenkwinkel und einer bestimmten einseitigen Bremskraft zur Lenkunterstützung tabellarisch hinterlegt sein, inwiefern diese einseitige Bremskraft eine Gierrate der Arbeitsmaschine verstärkt. Die Lenkunterstützungsvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, die Betriebsbremse zur Lenkunterstützung in Abhängigkeit von dem prädizierten Einfluss der automatischen Betätigung der Betriebsbremse zur Lenkunterstützung zu betätigen. Beispielsweise kann die so prädizierte Verstärkung der Gierrate bei deren Berücksichtigung zur Steuerung der einseitigen Bremskraft herausgerechnet werden. So kann ein sich selbst verstärkende System, bei welchem aufgrund einer Vergrößerung der Gierrate aufgrund der Lenkunterstützung durch die einseitige Bremskraft eine noch stärkere einseitige Bremskraft verursacht wird, vermieden werden. Durch die Berücksichtigung von dem prädizierten Einfluss der automatischen Betätigung der Betriebsbremse zur Lenkunterstützung kann eine sich selbst verstärkende Regelung vermieden werden.In one embodiment of the steering system, it is provided that the steering system has a prediction device which is designed to predict an influence of the automatic actuation of the service brake for steering assistance. The prediction device can have a microprocessor, for example. The prediction device can predict an influence of the automatic actuation of the service brake, for example by means of a tabular comparison. For example, at a certain driving speed, a certain steering angle and a certain one-sided braking force for steering assistance, the extent to which this one-sided braking force increases a yaw rate of the work machine can be stored in a table. The steering assistance device can be designed to actuate the service brake for steering assistance depending on the predicted influence of the automatic actuation of the service brake for steering assistance. For example, the increase in the yaw rate predicted in this way can be calculated out when it is taken into account to control the one-sided braking force. In this way, a self-reinforcing system in which an even stronger one-sided braking force is caused by the one-sided braking force due to an increase in the yaw rate due to the steering assistance can be avoided. By taking into account the predicted influence of the automatic application of the service brake for steering assistance, a self-reinforcing control can be avoided.

In einer Ausführungsform des Lenksystems ist es vorgesehen, dass das Lenksystem eine Statusindikatorvorrichtung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, dem Fahrer der Arbeitsmaschine einen aktivierten Zustand der Lenkunterstützungsvorrichtung zu signalisieren. Die Statusindikatorvorrichtung kann alternativ oder zusätzlich dazu ausgebildet sein, dem Fahrer der Arbeitsmaschine einen deaktivierten Zustand der Lenkunterstützungsvorrichtung zu signalisieren. Durch das Signalisieren des Zustands der Lenkunterstützungsvorrichtung weiß der Fahrer, wie ein Lenkverhalten der Arbeitsmaschine sein wird. Dadurch kann beispielsweise vermieden werden, dass der Fahrer beim Lenken unerwünscht oder überraschend durch die Betriebsbremse unterstützt wird, beispielsweise wenn der Fahrer auf einer Landstraße mit der Arbeitsmaschine mit hoher Geschwindigkeit fährt. Die Statusindikatorvorrichtung kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, den Zustand der Lenkunterstützungsvorrichtung akustisch und alternativ oder zusätzlich optisch zu signalisieren. Beispielsweise kann die Statusindikatorvorrichtung eine Statusleuchte, einen Bildschirm oder einen Lautsprecher aufweisen. Beispielsweise kann die Statusleuchte platzsparende in dem ersten Bedienmittel, mittels welchem der Zustand der Lenkunterstützungsvorrichtung verstellbar ist, integriert sein. Beispielsweise kann ein Knopf zum Verstellen des Zustands der Lenkunterstützungsvorrichtung eine Hinterleuchtung aufweisen, welche bei aktivierter Lenkunterstützungsvorrichtung aufleuchtet.In one embodiment of the steering system, it is provided that the steering system has a status indicator device which is designed to signal an activated state of the steering assistance device to the driver of the work machine. The status indicator device can alternatively or additionally be designed to signal a deactivated state of the steering assistance device to the driver of the work machine. By signaling the state of the steering assistance device, the driver knows what the steering behavior of the work machine will be. This can, for example, prevent the driver from being assisted by the service brake when steering undesirably or unexpectedly, for example when the driver is driving the work machine at high speed on a country road. The status indicator device can, for example, be designed to signal the state of the steering assistance device acoustically and alternatively or additionally visually. For example, the status indicator device can signal a status light, a screen or a loudspeaker. For example, the status light can be integrated in a space-saving manner in the first operating means by means of which the state of the steering assistance device can be adjusted. For example, a button for adjusting the state of the steering assistance device can have a backlight which lights up when the steering assistance device is activated.

In einer Ausführungsform des Lenksystems ist es vorgesehen, dass das Lenksystem eine Abschaltvorrichtung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, die Lenkunterstützungsvorrichtung automatisch in den deaktivierten Zustand zu verstellen. Durch die Abschaltvorrichtung kann automatisch, beispielsweise in Abhängigkeit von Fahrzuständen, einer Aktivierungsdauer oder nach einem Neustart der Arbeitsmaschine, die Lenkunterstützungsvorrichtung deaktiviert werden. Dadurch kann der Fahrer bei der Steuerung der Arbeitsmaschine unterstützt werden, da die Lenkunterstützungsvorrichtung in unerwünschten Zuständen nicht mehr aktiviert ist. Das Deaktivieren kann beispielsweise dauerhaft erfolgen. Eine Reaktivierung der Lenkunterstützungsvorrichtung muss dann manuell durch den Fahrer erfolgen. Die Deaktivierung kann aber beispielsweise auch nur temporär erfolgen. Beispielsweise kann die Lenkunterstützungsvorrichtung nach einer vorbestimmten Zeitdauer wieder automatisch aktiviert werden. Die Lenkunterstützungsvorrichtung kann beispielsweise auch nach einem Wegfall einer Abschaltbedingung automatisch wieder aktiviert werden. Dadurch kann die Lenkunterstützungsvorrichtung mit hoher Wahrscheinlichkeit aktiviert sein, wenn dies hilfreich für das Lenken der Arbeitsmaschine ist.In one embodiment of the steering system, it is provided that the steering system has a switch-off device which is designed to automatically adjust the steering support device to the deactivated state. The switch-off device can automatically deactivate the steering support device, for example depending on driving conditions, an activation duration or after restarting the work machine. This can support the driver in controlling the work machine, since the steering support device is no longer activated in undesirable states. Deactivation can, for example, be permanent. The steering support device must then be reactivated manually by the driver. However, deactivation can also, for example, only be temporary. For example, the steering support device can be automatically activated again after a predetermined period of time. The steering support device can, for example, also be automatically reactivated after a switch-off condition has been eliminated. This means that the steering support device can be activated with a high degree of probability if this is helpful for steering the work machine.

In einer Ausführungsform des Lenksystems ist es vorgesehen, dass die Abschaltvorrichtung dazu ausgebildet ist, die Lenkunterstützungsvorrichtung automatisch in den deaktivierten Zustand in Abhängigkeit von einer vorliegenden Abschaltbedingung zu verstellen. Eine Abschaltbedingung kann beispielsweise ein Fahrzustand oder ein Zustand des Lenksystems sein, in welchem eine Lenkunterstützung durch die einseitige Betätigung der Betriebsbremse unerwünscht ist. Dadurch kann das Lenksystem besonders komfortabel und sicher zu benutzen sein.In one embodiment of the steering system, it is provided that the switch-off device is designed to automatically adjust the steering support device to the deactivated state depending on a switch-off condition that exists. A switch-off condition can be, for example, a driving state or a state of the steering system in which steering support is undesirable due to the one-sided actuation of the service brake. This makes the steering system particularly comfortable and safe to use.

In einer Ausführungsform des Lenksystems ist es vorgesehen, dass die Abschaltvorrichtung dazu ausgebildet ist, für das Vorliegen der Abschaltbedingung zu erfassen, ob eine Fahrgeschwindigkeit eine Maximalfahrgeschwindigkeit für die Lenkunterstützung durch die Betriebsbremse überschreitet. Dadurch kann beispielsweise eine übermäßig starke Lenkung bei hohen Fahrgeschwindigkeiten, was die Arbeitsmaschine destabilisieren könnte, vermieden werden. Das Lenksystem kann dafür beispielsweise einen Fahrgeschwindigkeitssensor aufweisen.In one embodiment of the steering system, it is provided that the switch-off device is designed to detect whether a driving speed exceeds a maximum driving speed for steering assistance by the service brake in order to determine whether the switch-off condition is present. This can, for example, prevent excessively strong steering at high driving speeds, which could destabilize the work machine. The steering system can, for example, have a driving speed sensor for this purpose.

Alternativ oder zusätzlich ist es vorgesehen, dass die Abschaltvorrichtung dazu ausgebildet ist, für das Vorliegen der Abschaltbedingung zu erfassen, ob eine Fahrzeugposition außerhalb eines zulässigen Fahrzeugpositionsbereichs für die Lenkunterstützung durch die Betriebsbremse liegt. Alternativ oder zusätzlich kann das Lenksystem die Lenkunterstützungsvorrichtung automatisch wieder deaktivieren, sobald die Fahrzeugposition innerhalb des zulässigen Fahrzeugpositionsbereichs für die Lenkunterstützung durch die Betriebsbremse liegt. Ein Fahrzeugpositionsbereichs kann beispielsweise durch GPS-Koordinaten definiert sein. Die zulässige Benutzung der Lenkunterstützung durch die Betriebsbremse kann durch ein Areal auf einer Karte definiert sein. Beispielsweise kann die Lenkunterstützungsvorrichtung in den deaktivierten Zustand verstellt werden, sobald mit der Arbeitsmaschine ein Feld verlassen wird. Beispielsweise kann die Lenkunterstützungsvorrichtung in den deaktivierten Zustand verstellt werden, sobald mit der Arbeitsmaschine auf einer regulären Straße gefahren wird. Der zulässige Fahrzeugpositionsbereichs kann durch den Fahrer vorgebbar sein. Der zulässige Fahrzeugpositionsbereichs kann beispielsweise auch durch eine Datenbank vorgegeben sein, beispielsweise durch Straßenkarten. Das Lenksystem kann einen GPS-Empfänger aufweisen, mittels welchem eine Fahrzeugposition der Arbeitsmaschine erfassbar ist.Alternatively or additionally, it is provided that the switch-off device is designed to detect whether a vehicle position is outside a permissible vehicle position range for steering assistance by the service brake in order to determine whether the switch-off condition is present. Alternatively or additionally, the steering system can automatically deactivate the steering assistance device again as soon as the vehicle position is within the permissible vehicle position range for steering assistance by the service brake. A vehicle position range can be defined by GPS coordinates, for example. The permissible use of steering assistance by the service brake can be defined by an area on a map. For example, the steering assistance device can be set to the deactivated state as soon as the work machine leaves a field. For example, the steering assistance device can be set to the deactivated state as soon as the work machine is driven on a regular road. The permissible vehicle position range can be specified by the driver. The permissible vehicle position range can also be specified by a database, for example by road maps. The steering system can have a GPS receiver by means of which a vehicle position of the work machine can be detected.

Alternativ oder zusätzlich ist es vorgesehen, dass die Abschaltvorrichtung dazu ausgebildet ist, für das Vorliegen der Abschaltbedingung zu erfassen, ob eine Fahrzeugbewegung eine Bewegung auf ebenem Untergrund indiziert. Beispielsweise kann anhand von bestimmten Fahrzeugbewegungsmustern und einem Vergleich mit hinterlegten Fahrzeugbewegungsmustern erkannt werden, ob sich die Arbeitsmaschine auf einer regulären Straße bewegt oder im Gelände, beispielsweise auf einem Feld. Dadurch kann beispielsweise zuverlässig die Lenkunterstützungsvorrichtung deaktiviert werden, sobald die Arbeitsmaschine am normalen Straßenverkehr teilnimmt. Das Lenksystem kann dafür jeweilige Beschleunigungssensoren aufweisen.Alternatively or additionally, it is provided that the switch-off device is designed to detect whether a vehicle movement indicates a movement on a level surface in order to determine whether the switch-off condition is present. For example, using certain vehicle movement patterns and a comparison with stored vehicle movement patterns, it can be determined whether the work machine is moving on a regular road or off-road, for example in a field. This means that the steering support device can be reliably deactivated as soon as the work machine takes part in normal road traffic. The steering system can have respective acceleration sensors for this purpose.

Alternativ oder zusätzlich ist es vorgesehen, dass die Abschaltvorrichtung dazu ausgebildet ist, für das Vorliegen der Abschaltbedingung zu erfassen, ob eine Differentialsperre an einer Achse, welche bei der Lenkunterstützung durch die Lenkunterstützungsvorrichtung einseitig gebremst wird, geschlossen ist. Durch eine Differentialsperre können jeweilige Räder beidseitig von einer Achse drehfest miteinander verbunden werden. Entsprechend kann dann beispielsweise ein kurveninneres Rad nicht mehr langsamer drehen als ein kurvenäußeres Rad. Sofern nun ein solches kurveninneres Rad durch die Lenkunterstützungsvorrichtung gebremst wird, würde damit auch das äußere Rad gebremst werden und somit lediglich die Arbeitsmaschine verzögert werden, ohne dass eine gewünschte Lenkunterstützung erfolgt. Ein solches Verhalten ist unerwünscht und kann durch die Deaktivierung der Lenkunterstützungsvorrichtung bei geschlossener Differentialsperre vermieden werden.Alternatively or additionally, it is provided that the switch-off device is designed to detect whether a differential lock on an axle, which is braked on one side by the steering assistance device when the steering is assisted, is closed in order to determine whether the switch-off condition is present. A differential lock enables wheels on both sides of an axle to be connected to one another in a rotationally fixed manner. Accordingly, for example, a wheel on the inside of a curve can no longer rotate more slowly than a wheel on the outside of a curve. Wheel. If such an inside wheel is braked by the steering assistance device, the outer wheel would also be braked and thus only the working machine would be slowed down without the desired steering assistance being provided. Such behavior is undesirable and can be avoided by deactivating the steering assistance device when the differential lock is closed.

Bei einer geöffneten Differentialsperre kann dagegen die Lenkunterstützungsvorrichtung aktiviert bleiben. Es gibt auch Differentialsperren, welche lediglich eine mögliche Differenzdrehzahl reduzieren. Auch bei solchen Differentialsperren kann eine Deaktivierung der Lenkunterstützungsvorrichtung sinnvoll sein, um die Achse nicht unnötig durch Verspannung zu belasten und gegebenenfalls zu beschädigen.However, when the differential lock is open, the steering assistance device can remain activated. There are also differential locks that only reduce a possible difference in speed. Even with such differential locks, it can be useful to deactivate the steering assistance device in order to avoid unnecessary stress on the axle through tension and possible damage.

In einer Ausführungsform des Lenksystems ist es vorgesehen, dass die Arbeitsmaschine eine Differentialsperre an einer Achse aufweist, welche bei der Lenkunterstützung durch die Lenkunterstützungsvorrichtung einseitig gebremst wird, wobei die Lenkunterstützungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, die Differentialsperre zumindest während der automatischen Lenkunterstützung durch Betätigen der Betriebsbremse in einen geöffneten Zustand zu verstellen. Dadurch kann vermieden werden, dass das kurvenäußere Rad durch die Lenkunterstützung mit gebremst wird. Dadurch kann die Lenkunterstützungsvorrichtung besonders effizient arbeiten. Nach Beendigung der Lenkunterstützung durch die Betriebsbremse kann die Differentialsperre dann beispielsweise wieder automatisch in deren geschlossenen Zustand verstellt werden. Dadurch kann vor und nach der Kurvenfahrt mit bremskraftunterstützter Lenkung eine hohe Geländegängigkeit der Arbeitsmaschine sichergestellt werden.In one embodiment of the steering system, it is provided that the work machine has a differential lock on one axle, which is braked on one side by the steering assistance device during steering assistance, wherein the steering assistance device is designed to adjust the differential lock to an open state at least during automatic steering assistance by actuating the service brake. This can prevent the wheel on the outside of the curve from being braked by the steering assistance. This allows the steering assistance device to work particularly efficiently. After the steering assistance by the service brake has ended, the differential lock can then, for example, be automatically adjusted back to its closed state. This ensures that the work machine has a high level of off-road capability before and after cornering with brake-assisted steering.

Ein zweiter Aspekt betrifft eine Arbeitsmaschine. Die Arbeitsmaschine weist eine Lenkungsvorrichtung auf. Mit der Lenkungsvorrichtung kann durch einen Fahrer eine Fahrtrichtung und damit jeweilige Linkskurven und Rechtskurven gesteuert werden, beispielsweise durch ein Drehen von Vorderrädern um eine Hochachse. Die Arbeitsmaschine weist eine Betriebsbremse auf. Die Betriebsbremse ist dazu ausgebildet, die Arbeitsmaschine selektiv einseitig zu bremsen. Zusätzlich kann die Betriebsbremse auch dazu ausgebildet sein, die Arbeitsmaschine insgesamt zu verzögern, beispielsweise bei einer Geradeausfahrt. Die Betätigung der Betriebsbremse zum Verzögern der Arbeitsmaschine und die Betätigung der Betriebsbremse zum Unterstützen der Lenkung kann überlagert sein. Beispielsweise erfolgt die Steuerung der Betriebsbremse automatisch, um das Lenken zu unterstützen. Die Steuerung der Betriebsbremse zum Verzögern der Arbeitsmaschine erfolgt beispielsweise in Abhängigkeit von einer Betätigung eines Bremspedals durch den Fahrer.A second aspect relates to a work machine. The work machine has a steering device. With the steering device, a driver can control a direction of travel and thus respective left and right turns, for example by turning the front wheels about a vertical axis. The work machine has a service brake. The service brake is designed to selectively brake the work machine on one side. In addition, the service brake can also be designed to decelerate the work machine as a whole, for example when driving straight ahead. The actuation of the service brake to decelerate the work machine and the actuation of the service brake to assist the steering can be superimposed. For example, the service brake is controlled automatically to assist steering. The service brake is controlled to decelerate the work machine, for example, depending on the driver actuating a brake pedal.

Die Arbeitsmaschine weist ein Lenksystem gemäß dem ersten Aspekt auf. Jeweilige weitere Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile sind den Beschreibungen des ersten Aspekts zu entnehmen. Umgekehrt stellen auch Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile des zweiten Aspekts Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile des ersten Aspekts dar. Das Lenksystem ist dazu ausgebildet, eine Kurvenfahrt der Arbeitsmaschine durch ein automatisches Betätigen der Betriebsbremse zum kurveninnenseitigen Bremsen der Arbeitsmaschine zu unterstützen, um einen tatsächlichen Kurvenradius gegenüber einem allein durch die Lenkungsvorrichtung vorgegebenen Kurvenradius zu verringern.The work machine has a steering system according to the first aspect. Further features, embodiments and advantages can be found in the descriptions of the first aspect. Conversely, features, embodiments and advantages of the second aspect also represent features, embodiments and advantages of the first aspect. The steering system is designed to support cornering of the work machine by automatically actuating the service brake to brake the work machine on the inside of the curve in order to reduce an actual curve radius compared to a curve radius specified solely by the steering device.

Ein dritter Aspekt betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Arbeitsmaschine. Die Arbeitsmaschine kann gemäß dem ersten Aspekt ausgebildet sein. Das Verfahren kann auch zum Betreiben des Lenksystems gemäß dem ersten Aspekt ausgebildet sein. Jeweilige weitere Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile sind den Beschreibungen des ersten bzw. zweiten Aspekts zu entnehmen. Umgekehrt stellen auch Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile des dritten Aspekts Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile des ersten bzw. zweiten Aspekts dar.A third aspect relates to a method for controlling a work machine. The work machine can be designed according to the first aspect. The method can also be designed for operating the steering system according to the first aspect. Further features, embodiments and advantages can be found in the descriptions of the first and second aspects. Conversely, features, embodiments and advantages of the third aspect also represent features, embodiments and advantages of the first and second aspects.

Das Verfahren weist einen Schritt eines Verstellens einer Lenkunterstützungsvorrichtung in einen aktivierten Zustand auf. Das Verstellen in den aktivierten Zustand kann beispielsweise durch eine Betätigung eines ersten Bedienmittels durch den Fahrer erfolgen. Das Verstellen in den aktivierten Zustand kann beispielsweise aus einem deaktivierten Zustand erfolgen. Das Verfahren weist einen Schritt eines Lenkens der Arbeitsmaschine auf. Das Lenken kann beispielsweise durch ein Drehen eines Lenkrads der Lenkungsvorrichtung der Arbeitsmaschine erfolgen. Das Verfahren weist einen Schritt eines automatischen Betätigens einer Betriebsbremse der Arbeitsmaschine zum kurveninnenseitigen Bremsen auf, wodurch das Lenken der Arbeitsmaschine unterstützt wird und ein tatsächlicher Kurvenradius gegenüber einem allein durch die Lenkungsvorrichtung vorgegebenen Kurvenradius verringert wird. Der durch die Lenkungsvorrichtung vorgegebenen Kurvenradius wird beispielsweise durch das Lenken der Arbeitsmaschine eingestellt. Dieses automatische Betätigen der Betriebsbremse kann durch die Lenkunterstützungsvorrichtung erfolgen. Die Lenkunterstützungsvorrichtung kann dabei dazu ausgebildet sein, die Betriebsbremse so zu betätigen, dass kurveninnenseitig eine höhere Bremskraft aufgebracht wird als kurvenaußenseitig.The method comprises a step of adjusting a steering assistance device to an activated state. Adjusting to the activated state can be done, for example, by the driver operating a first operating means. Adjusting to the activated state can be done, for example, from a deactivated state. The method comprises a step of steering the work machine. Steering can be done, for example, by turning a steering wheel of the steering device of the work machine. The method comprises a step of automatically actuating a service brake of the work machine to brake on the inside of the curve, whereby the steering of the work machine is assisted and an actual curve radius is reduced compared to a curve radius specified by the steering device alone. The curve radius specified by the steering device is set, for example, by steering the work machine. This automatic actuation of the service brake can be done by the steering assistance device. The steering assistance device can be designed to actuate the service brake in such a way that a higher braking force is applied on the inside of the curve than on the outside of the curve.

In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Verfahren einen Schritt eines Erfassens eines Fahrzeugzustands aufweist. Zudem kann das Verfahren einen Schritt eines automatischen Betätigens der Betriebsbremse der Arbeitsmaschine zum kurveninnenseitigen Bremsen in Abhängigkeit von dem erfassten Fahrzeugzustand aufweisen. Beispielsweise kann nur eine Bremse an einem Hinterrad auf der Kurveninnenseite betätigt werden, wenn die Kurvenfahrt unterstützt werden soll. Diese Betätigung kann stärker oder weniger stark erfolgen, je nachdem, wie der derzeitig erfasste Fahrzeugzustand ist. Beispielsweise kann bei einem hohen Lenkwinkel auch eine starke kurveninnenseitigen Bremsung vorgegeben werden. Alternativ oder zusätzlich wird in Abhängigkeit des Fahrzeugzustands identifiziert, welche Seite die Kurveninnenseite der Arbeitsmaschine ist.In one embodiment of the method, it is provided that the method has a step of detecting a vehicle state. In addition, the method can have a step of automatically actuating the service brake of the work machine for braking on the inside of the curve depending on the detected vehicle state. For example, only one brake on a rear wheel on the inside of the curve can be actuated if cornering is to be supported. This actuation can be stronger or less strong, depending on the currently detected vehicle state. For example, with a high steering angle, strong braking on the inside of the curve can also be specified. Alternatively or additionally, depending on the vehicle state, it is identified which side is the inside of the curve of the work machine.

In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Verfahren einen Schritt eines Erfassens, ob eine Abschaltbedingung für die Lenkunterstützungsvorrichtung vorliegt, aufweist. Zudem kann das Verfahren einen Schritt eines Verstellens der Lenkunterstützungsvorrichtung in einen deaktivierten Zustand, wenn erfasst wurde, dass die Abschaltbedingung für die Lenkunterstützungsvorrichtung vorliegt, aufweisen. Dieses Verstellen der Lenkunterstützungsvorrichtung in deren deaktivierten Zustand kann dauerhaft erfolgen oder nur so lange, wie das Vorliegen der Abschaltbedingung erfasst wird. Bei Wegfall der Abschaltbedingung kann die Lenkunterstützungsvorrichtung beispielsweise durch die Abschaltvorrichtung automatisch wieder in den aktivierten Zustand verstellt werden.In one embodiment of the method, it is provided that the method has a step of detecting whether a switch-off condition for the steering assistance device exists. In addition, the method can have a step of adjusting the steering assistance device to a deactivated state if it has been detected that the switch-off condition for the steering assistance device exists. This adjustment of the steering assistance device to its deactivated state can take place permanently or only as long as the presence of the switch-off condition is detected. If the switch-off condition no longer applies, the steering assistance device can be automatically adjusted back to the activated state, for example by the switch-off device.

In einer Ausführungsform des Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Verfahren einen Schritt eines Prädizierens eines Einflusses der automatischen Betätigung der Betriebsbremse zur Lenkunterstützung auf eine Kurvenfahrt der Arbeitsmaschine aufweist. Zudem kann das Verfahren einen Schritt eines automatischen Betätigens der Betriebsbremse zur Lenkunterstützung in Abhängigkeit von dem prädizierten Einfluss der automatischen Betätigung der Betriebsbremse zur Lenkunterstützung aufweisen, um eine selbstverstärkungsfreie Regelung der automatischen Betätigung der Betriebsbremse zur Lenkunterstützung bereitzustellen.In one embodiment of the method, it is provided that the method has a step of predicting an influence of the automatic actuation of the service brake for steering assistance on cornering of the work machine. In addition, the method can have a step of automatically actuating the service brake for steering assistance depending on the predicted influence of the automatic actuation of the service brake for steering assistance in order to provide self-boosting-free control of the automatic actuation of the service brake for steering assistance.

Kurze Beschreibung der FigurenShort description of the characters

1 schematically illustrates a work machine with a steering system which enables steering assistance by means of a service brake.
2 illustrates a method for operating the work machine according to 1 .

Detaillierte Beschreibung von AusführungsformenDetailed description of embodiments

1 veranschaulicht eine als Mähdrescher ausgebildete Arbeitsmaschine 10 mit einem vorderseitigen Mähwerk 12. Die Arbeitsmaschine 10 weist eine Hinterachse 14 mit einem linken Hinterrad 16 und einem rechten Hinterrad 18 auf. Die Hinterachse 14 ist ungelenkt. Zudem weist die Arbeitsmaschine 10 eine Vorderachse 20 mit einem linken Vorderrad 22 und einem rechten Vorderrad 24 auf. Die Vorderachse 20 ist mittels einer Lenkungsvorrichtung 26 der Arbeitsmaschine 10 lenkbar. Die Lenkungsvorrichtung 26 weist ein Lenkrad auf, welches der Fahrer zum Lenken einer Rechtskurve nach rechts eingeschlagen hat. Die Lenkungsvorrichtung 26 hat entsprechend die Vorderräder 22, 24 nach rechts um jeweils eine Hochachse rotiert. Durch die so gedrehten Vorderräder 22, 24 wird von der Lenkungsvorrichtung 26 ein Kurvenradius 28 vorgegeben. Eine so gefahrene Rechtskurve ist durch eine gestrichelte Linie 30 in 1 veranschaulicht. 1 illustrates a work machine 10 designed as a combine harvester with a front mower 12. The work machine 10 has a rear axle 14 with a left rear wheel 16 and a right rear wheel 18. The rear axle 14 is unsteered. In addition, the work machine 10 has a front axle 20 with a left front wheel 22 and a right front wheel 24. The front axle 20 can be steered by means of a steering device 26 of the work machine 10. The steering device 26 has a steering wheel which the driver has turned to the right to steer a right-hand bend. The steering device 26 has accordingly rotated the front wheels 22, 24 to the right about a vertical axis each. The steering device 26 sets a curve radius 28 by the front wheels 22, 24 rotated in this way. A right-hand bend driven in this way is shown by a dashed line 30 in 1 illustrated.

Bei Feldarbeiten soll mit der Arbeitsmaschine 10 kleinere Kurvenradien gefahren werden. Dafür wird eine Betriebsbremse 32 der Arbeitsmaschine 10 genutzt. Die Betriebsbremse 32 weist für jedes der Räder 16, 18, 22, 24 eine selektiv und damit getrennt betätigbare Bremse auf. So kann wahlweise nur eines der Räder 16, 18, 22 oder 24 gebremst werden oder zumindest die Räder 16, 18, 22, 24 unterschiedlich stark gebremst werden. Auch ein Bremsen nur auf einer Seite der Arbeitsmaschine 10 ist möglich.When working in the field, the work machine 10 is to be driven on smaller curve radii. A service brake 32 of the work machine 10 is used for this. The service brake 32 has a selective and thus separately actuated brake for each of the wheels 16, 18, 22, 24. This means that only one of the wheels 16, 18, 22 or 24 can be braked, or at least the wheels 16, 18, 22, 24 can be braked to different degrees. Braking on only one side of the work machine 10 is also possible.

Diese Betriebsbremse 32 wird von einer Lenkunterstützungsvorrichtung 34 dazu genutzt, ein Lenken der Arbeitsmaschine 10 durch ein automatisches Betätigen der Betriebsbremse 32 zum kurveninnenseitigen Bremsen der Arbeitsmaschine 10 zu unterstützen, um einen tatsächlichen Kurvenradius gegenüber einem allein durch die Lenkungsvorrichtung 26 vorgegebenen Kurvenradius zu verringern. In dem gezeigten Beispiel wird die Betriebsbremse 32 so durch die Lenkunterstützungsvorrichtung 34 betätigt, dass kein Bremsen an dem linken Hinterrad 16 und den beiden Vorderräder 22, 24 erfolgt. Es wird nur die Bremse an dem rechten Hinterrad 18, welches bei der Rechtskurve ein kurveninneres Rad ist, bedruckt. Das rechte Hinterrad 18 bleibt so während der Kurvenfahrt stehen. Der Antrieb der Arbeitsmaschine 10 drückt so mit dem linken Hinterrad 16 die Arbeitsmaschine 10 zusätzlich in die Rechtskurve. Das linke Hinterrad 16 dreht bedeutend schneller als das rechte Hinterrad 18. Das rechte Hinterrad 18 bildet so einen Mittelpunkt des tatsächlichen Kurvenradius, welcher mit einer Linie 38 veranschaulicht ist. Die nun tatsächlich gefahrene Rechtskurve entspricht der Strichpunktlinie 36 in 1. Die Arbeitsmaschine 10 kann so praktisch auf der Stelle wenden.This service brake 32 is used by a steering assistance device 34 to assist steering of the work machine 10 by automatically actuating the service brake 32 to brake the work machine 10 on the inside of the curve in order to reduce an actual curve radius compared to a curve radius predetermined solely by the steering device 26. In the example shown, the service brake 32 is actuated by the steering assistance device 34 in such a way that no braking takes place on the left rear wheel 16 and the two front wheels 22, 24. Only the brake on the right rear wheel 18, which is an inside wheel in the right-hand curve, is applied. The right rear wheel 18 thus remains stationary during cornering. The drive of the work machine 10 thus additionally pushes the work machine 10 into the right-hand curve with the left rear wheel 16. The left rear wheel 16 rotates significantly faster than the right rear wheel 18. The right rear wheel 18 thus forms a center point of the actual curve radius, which is illustrated by a line 38. The right-hand curve actually driven corresponds to the dashed line 36 in 1 The working machine 10 can thus turn practically on the spot.

Um den Fahrer der Arbeitsmaschine 10 zu entlasten, erfolgt die Betätigung der Betriebsbremse 32 zum Unterstützen des Lenkens der Arbeitsmaschine 10 durch kurveninnenseitiges Bremsen automatisch. Berücksichtigt wird in der gezeigten Ausführungsform eine Fahrgeschwindigkeit und wie weit das Lenkrad eingeschlagen wurde, um zu bestimmen, wie stark die Bremse an dem rechten Hinterrad 18 betätigt wird. Zudem wird in Abhängigkeit davon automatisch ausgewählt, welches der Hinterräder 16, 18 gebremst wird. In einer Ausführungsform kann eine Bremsstärke proportional zu einer erfassten Gierrate oder anderen Fahrzeugzuständen eingestellt werden. Die Kurveninnenseite wird ebenfalls anhand des Fahrzeugzustands automatisch bestimmt. Der Fahrer muss also nicht mit zwei Bremspedalen jeweils die kurveninnenseitige Bremsung zur Lenkunterstützung und damit Kurvenradiusverringerung manuell betätigen. Um eine selbstverstärkende Regelung zu vermeiden, wird bei der Berücksichtigung der Gierrate durch eine Prädiktionsvorrichtung 42 des Lenksystems ein Einfluss der automatischen Betätigung der Betriebsbremse 32 zur Lenkunterstützung auf ein Kurvenfahrverhalten der Arbeitsmaschine 10 prädiziert. Die so prädizierte Vergrößerung der Gierrate der Arbeitsmaschine 10 wird bei dem Vorgeben einer Betätigungsstärke der Bremse des rechten Hinterrads 18 in Abhängigkeit von der erfassten Gierrate abgezogen. Die Lenkunterstützungsvorrichtung 34 ist so dazu ausgebildet, die Betriebsbremse 32 zur Lenkunterstützung in Abhängigkeit von dem prädizierten Einfluss der automatischen Betätigung der Betriebsbremse 32 zur Lenkunterstützung zu betätigen.In order to relieve the driver of the work machine 10, the service brake 32 is automatically applied to assist the steering of the work machine 10 by braking on the inside of the curve. In the embodiment shown, a driving speed and how far the steering wheel has been turned are taken into account in order to determine how strongly the brake on the right rear wheel 18 is applied. In addition, it is automatically selected which of the rear wheels 16, 18 is braked depending on this. In one embodiment, a braking force can be set proportionally to a detected yaw rate or other vehicle conditions. The inside of the curve is also automatically determined based on the vehicle condition. The driver therefore does not have to manually apply the braking on the inside of the curve with two brake pedals to assist steering and thus reduce the curve radius. In order to avoid self-reinforcing control, when the yaw rate is taken into account by a prediction device 42 of the steering system, an influence of the automatic actuation of the service brake 32 for steering assistance on the cornering behavior of the work machine 10 is predicted. The increase in the yaw rate of the work machine 10 predicted in this way is deducted when specifying an actuation strength of the brake of the right rear wheel 18 depending on the detected yaw rate. The steering assistance device 34 is designed to actuate the service brake 32 for steering assistance depending on the predicted influence of the automatic actuation of the service brake 32 for steering assistance.

Die Lenkunterstützungsvorrichtung 34 ist dazu ausgebildet, zwischen einem aktivierten Zustand und einem deaktivierten Zustand verstellt zu werden. Dafür ist ein erstes Bedienelement in Form eines Schalters 40 vorgesehen, durch dessen Betätigung dieser Zustand gewechselt wird. Das erste Bedienelement ist dabei zudem als Statusindikatorvorrichtung ausgebildet, indem dem Fahrer der Arbeitsmaschine 10 der aktivierte Zustand der Lenkunterstützungsvorrichtung 34 durch eine Hinterleuchtung des Schalters 40 signalisiert wird.The steering support device 34 is designed to be adjusted between an activated state and a deactivated state. For this purpose, a first control element in the form of a switch 40 is provided, by the actuation of which this state is changed. The first control element is also designed as a status indicator device in that the activated state of the steering support device 34 is signaled to the driver of the work machine 10 by backlighting the switch 40.

In einer Ausführungsform weist das Lenksystem eine Abschaltvorrichtung 46 auf, welche dazu ausgebildet ist, die Lenkunterstützungsvorrichtung 34 automatisch in den deaktivierten Zustand zu verstellen, wenn eine Abschaltbedingung vorliegt. Das Vorliegen der Abschaltbedingung wird durch die Abschaltvorrichtung 46 mit entsprechenden Sensoren erfasst. Eine erste Abschaltbedingung ist ein Überschreiten einer Maximalfahrgeschwindigkeit für die Lenkunterstützung durch die Betriebsbremse 32 durch eine derzeitige Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine 10. Eine zweite Abschaltbedingung ist eine Fahrzeugposition außerhalb eines zulässigen Fahrzeugpositionsbereichs für die Lenkunterstützung durch die Betriebsbremse 32. Durch ein Geofencing wird in dem gezeigten Beispiel nur die Lenkunterstützung durch die Betriebsbremse 32 auf dem Feld erlaubt und auf öffentlichen Straßen abgeschaltet. Eine dritte Abschaltbedingung ist, wenn eine Fahrzeugbewegung eine Bewegung auf ebenem Untergrund indiziert. Dafür werden eine Wankbewegung und eine Nickbewegung der Arbeitsmaschine 10 beim Fahren erfasst. Eine vierte Abschaltbedingung ist, wenn eine Differentialsperre an der Hinterachse 14, welche bei der Lenkunterstützung durch die Lenkunterstützungsvorrichtung 34 einseitig gebremst wird, geschlossen ist. Dadurch wird ein unerwünschtes Verspannen des Antriebsstrangs der Arbeitsmaschine 10 vermieden. In einer Ausführungsform wird bei geschlossener Differentialsperre die Lenkunterstützungsvorrichtung 34 nicht abgeschaltet, sondern stattdessen während der Lenkunterstützung durch die Betriebsbremse 32 die Differentialsperre temporär geöffnet.In one embodiment, the steering system has a switch-off device 46, which is designed to automatically adjust the steering support device 34 to the deactivated state when a switch-off condition exists. The presence of the switch-off condition is detected by the switch-off device 46 with corresponding sensors. A first switch-off condition is when a maximum driving speed for the steering support by the service brake 32 is exceeded by a current driving speed of the work machine 10. A second switch-off condition is a vehicle position outside of a permissible vehicle position range for the steering support by the service brake 32. In the example shown, geofencing only allows steering support by the service brake 32 in the field and switches it off on public roads. A third switch-off condition is when a vehicle movement indicates movement on level ground. For this purpose, a rolling movement and a pitching movement of the work machine 10 are detected while driving. A fourth switch-off condition is when a differential lock on the rear axle 14, which is braked on one side during steering assistance by the steering assistance device 34, is closed. This prevents undesirable tension in the drive train of the work machine 10. In one embodiment, when the differential lock is closed, the steering assistance device 34 is not switched off, but instead the differential lock is temporarily opened during steering assistance by the service brake 32.

In einer Ausführungsform weist das Lenksystem ein zweites Bedienelement auf, welches als Blinkerhebel 44 ausgebildet ist. Sofern der Fahrer den Blinkerhebel 44 für ein Blinken nach rechts betätigt, wird von der Lenkunterstützungsvorrichtung 34 von einer Rechtskurve ausgegangen. Dadurch kann auf eine aufwendige und gegebenenfalls nur mit Verzögerung mögliche Bestimmung der Kurvenrichtung verzichtet werden und sofort kurveninnenseitig gebremst werden. Zudem weist das zweite Bedienelement unterschiedliche Stellungen für jede Seite auf, mit denen der Fahrer eine proportionale Steuerung der Betätigungskraft der kurveninnenseitigen Hinterradbremse vorgeben kann.In one embodiment, the steering system has a second control element, which is designed as a turn signal lever 44. If the driver operates the turn signal lever 44 to signal to the right, the steering assistance device 34 assumes that the vehicle is turning right. This means that a complex and possibly delayed determination of the direction of the turn can be dispensed with and braking can be carried out immediately on the inside of the turn. In addition, the second control element has different positions for each side, with which the driver can specify a proportional control of the actuation force of the rear wheel brake on the inside of the turn.

2 veranschaulicht ein Verfahren zum Steuern der Arbeitsmaschine 10, welche mit dem zuvor beschriebenen Lenksystem ausgerüstet ist. In einem Schritt 60 wird die Lenkunterstützungsvorrichtung 34 durch Betätigen des Schalters 40 in deren aktivierten Zustand verstellt. In einem Schritt 62 erfolgt ein Lenken der Arbeitsmaschine 10 durch Drehen des Lenkrads der Lenkungsvorrichtung 26. Dies wird von der Lenkunterstützungsvorrichtung 34 erkannt. In Reaktion darauf wird durch die Lenkunterstützungsvorrichtung 34 in einem Schritt 64 die Betriebsbremse 32 der Arbeitsmaschine 10 zum kurveninnenseitigen Bremsen automatisch betätigt. In dem gezeigten Beispiel wird also nur das rechte Hinterrad 18 gebremst, während alle übrigen Räder 16, 22, 24 ungebremst bleiben. Dadurch wird das Lenken der Arbeitsmaschine 10 unterstützt und ein tatsächlicher Kurvenradius 38 gegenüber einem allein durch die Lenkungsvorrichtung 26 vorgegebenen Kurvenradius 28 verringert. Entsprechend folgt die Arbeitsmaschine 10 der mit der Strichpunktlinie 36 veranschaulichten Rechtskurve und dreht somit fast auf der Stelle, statt der durch die gestrichelte Linie 30 veranschaulichten Rechtskurve zu folgen. Durch den Fahrer muss dafür keine manuelle Steuerung der jeweiligen Bremsen erfolgen. 2 illustrates a method for controlling the work machine 10, which is equipped with the steering system described above. In a step 60, the steering support device 34 is adjusted to its activated state by actuating the switch 40. In a step 62, the work machine 10 is steered by turning the steering wheel of the steering device 26. This is recognized by the steering support device 34. In response, in a step 64, the steering support device 34 automatically actuates the service brake 32 of the work machine 10 for braking on the inside of the curve. In the example shown, only the right rear wheel 18 is braked, while all other wheels 16, 22, 24 remain unbraked. This assists the steering of the work machine 10 and reduces an actual curve radius 38 compared to a curve radius 28 predetermined solely by the steering device 26. Accordingly, the working machine 10 follows the right-hand curve illustrated by the dash-dot line 36 and thus turns almost on the spot, instead of following the right-hand bend indicated by the dashed line 30. The driver does not have to manually control the respective brakes.

BezugszeichenReference symbols

1010: ArbeitsmaschineWorking machine
1212: MähwerkMower
1414: HinterachseRear axle
1616: linkes Hinterradleft rear wheel
1818: rechtes Hinterradright rear wheel
2020: VorderachseFront axle
2222: linkes Vorderradleft front wheel
2424: rechtes Vorderradright front wheel
2626: LenkungsvorrichtungSteering device
2828: Linie / vorgegebener KurvenradiusLine / specified curve radius
3030: gestrichelte Linie/ Rechtskurvedashed line/ right turn
3232: BetriebsbremseService brake
3434: LenkunterstützungsvorrichtungSteering assistance device
3636: Strichpunktlinie/ tatsächliche RechtskurveDash-dot line/ actual right turn
3838: Linie/ tatsächlicher KurvenradiusLine/ actual curve radius
4040: SchalterSwitch
4242: PrädiktionsvorrichtungPrediction device
4444: BlinkerhebelIndicator lever
4646: AbschaltvorrichtungShut-off device
6060: Verstellen der Lenkunterstützung in einen aktiven ZustandAdjusting the steering assistance to an active state
6262: Lenken der ArbeitsmaschineSteering the working machine
6464: Automatisches Betätigen der kurvenseitigen BremsenAutomatic application of the curve-side brakes

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 3208393 A1 [0003]
EP1982897A1 [0004]
US 9022487 B2 [0004]

Claims

Steering system for a work machine (10) with a steering device (26) and a service brake, wherein the service brake is designed to brake the work machine (10) selectively on one side, wherein the steering system has a steering assistance device (34) which is designed to assist steering of the work machine (10) by automatically actuating the service brake (32) for braking the work machine (10) on the inside of a curve in order to reduce an actual curve radius (38) compared to a curve radius (28) predetermined solely by the steering device (26), and wherein the steering assistance device (34) is adjustable between an activated state and a deactivated state.

Steering system according to Claim 1 , characterized in that the steering assistance device (34) has a first operating means (40), wherein the steering assistance device (34) can be manually adjusted by a driver of the work machine (10) between the activated and deactivated state by means of the first operating means (40).

Steering system according to Claim 1 or 2 , characterized in that the steering assistance device (34) is designed to automatically actuate the service brake (32) for steering assistance depending on a detected vehicle state.

Steering system according to Claim 3 , characterized in that the detected vehicle state comprises at least one of the following information: - a driving speed; - steering; and - an actuation of a second operating means.

Steering system according to Claim 3 or 4 , characterized in that the steering system has a vehicle condition detection device which is designed for at least one of the following possibilities for detecting the vehicle condition: - detecting an actuation of a steering element of the work machine (10); - detecting a first rotational speed of a first wheel (22) on a first side of the vehicle, detecting a second rotational speed of a second wheel (24) on a second side of the vehicle and calculating a differential rotational speed for determining cornering; - detecting an angular position of a steerable axle (20) of the work machine (10); - detecting a hydraulic pressure of a steering device (26) of the work machine (10) designed as a hydraulic steering device (26); - detecting a yaw rate of the work machine (10);

Steering system according to one of the preceding Claims 3 until 5 , characterized in that the steering system has a prediction device (42) which is designed to predict an influence of the automatic actuation of the service brake (32) for steering assistance and the steering assistance device (34) is designed to actuate the service brake (32) for steering assistance depending on the predicted influence of the automatic actuation of the service brake (32) for steering assistance.

Steering system according to one of the preceding claims, characterized in that the steering system has a status indicator device (40) which is designed to signal the activated state of the steering assistance device (34) to the driver of the work machine (10).

Steering system according to one of the preceding claims, characterized in that the steering system has a switch-off device (46) which is designed to automatically adjust the steering assistance device (34) to the deactivated state depending on an existing switch-off condition.

Steering system according to Claim 8 , characterized in that the switch-off device (46) is designed for at least one of the following possibilities for detecting the existence of the switch-off condition: - detecting whether a driving speed exceeds a maximum driving speed for steering assistance by the service brake (32); - detecting whether a vehicle position is outside a permissible vehicle position range for steering assistance by the service brake (32); - detecting whether a vehicle movement indicates movement on level ground; - detecting whether a differential lock on an axle (14), which is braked on one side during steering assistance by the steering assistance device (34), is closed.

Steering system according to one of the preceding claims, characterized in that the working machine (10) has a differential lock on an axle (14) which is braked on one side during steering assistance by the steering assistance device (34), wherein the steering assistance device (34) is designed to actuate the differential lock at least during automatic steering assistance by actuating the service brake (32) to an open state.

Work machine (10) with a steering device (26), a service brake (32), wherein the service brake (32) is designed to brake the work machine (10) selectively on one side, and a steering system according to one of the preceding claims, wherein the steering system is designed to assist cornering of the work machine (10) by automatically actuating the service brake (32) for braking the work machine (10) on the inside of the curve in order to reduce an actual curve radius (38) compared to a curve radius (28) predetermined solely by the steering device (26).

Method for controlling a work machine (10) with at least the following steps: - Adjusting (60) a steering support device (34) to an activated state; - Steering (62) the work machine (10); and - Automatic actuation (64) of a service brake (32) of the work machine (10) for braking on the inside of the curve, whereby the steering of the work machine (10) is assisted and an actual curve radius (38) is reduced compared to a curve radius (28) predetermined solely by the steering device (26).

Procedure according to Claim 12 , characterized in that the method further comprises at least the following steps: - detecting a vehicle state; and - automatically actuating the service brake (32) of the work machine (10) for braking on the inside of the curve depending on the detected vehicle state.

Procedure according to Claim 12 or 13 , characterized in that the method further comprises at least the following steps: - detecting whether a switch-off condition for the steering assistance device (34) exists; and - adjusting the steering assistance device (34) to a deactivated state if it has been detected that the switch-off condition for the steering assistance device (34) exists.

Procedure according to one of the Claims 12 until 14 , characterized in that the method further comprises at least the following steps: - predicting an influence of the automatic actuation of the service brake (32) for steering assistance on cornering of the work machine (10); and - automatically actuating the service brake (32) for steering assistance depending on the predicted influence of the automatic actuation of the service brake (32) for steering assistance in order to provide a self-boosting-free control of the automatic actuation of the service brake (32) for steering assistance.