CN1154681A

CN1154681A - 履带式挖掘机的控制系统及方法

Info

Publication number: CN1154681A
Application number: CN95194404A
Authority: CN
Inventors: 马克·R·库百伯
Original assignee: Vermeer Manufacturing Co
Current assignee: Vermeer Manufacturing Co
Priority date: 1994-07-29
Filing date: 1995-07-27
Publication date: 1997-07-16
Anticipated expiration: 2015-07-27
Also published as: RU2141907C1; WO1996004163A1; DE69505822T2; AU3203695A; CA2195998A1; DE69505822D1; ATE172921T1; EP0772543B1; US5544055A; CN1051511C; EP0772543A1

Abstract

本发明履带式挖沟机的操纵系统和方法包括多方式推进与方向控制器，它们根据所选择的多种工作方式之一完成多种功能。计算机根据选择的工作方式修正多方式推进和方向控制器的功能，并响应推进和方向控制器发出的信号协调发动机与履带式挖沟机的履带传动机构的推进力。显示器在履带式挖沟机工作期间，将状态、故障和其他信息通知操作员。当检测到操作员离开一个控制区或当检测到许多严重异常的工作条件之一时，挖掘和履带式挖沟机的工作被中断。

Description

履带式挖掘机的控制系统及方法

本发明涉及挖掘技术领域，更具体地说，涉及控制履带式挖掘机并将该履带式挖掘机的操作状态通知给驾驶员的系统和方法。

如图1和2所示，一台履带式挖掘机一般包括一台与右履带驱动轮32和左履带驱动轮34相联的引擎36，右履带驱动轮32和左履带驱动轮34一起构成了履带式挖掘机30的履带部分45。在一般情况下，一个与履带部分45的前端相联的辅助机构46用于完成特定的挖掘操作。

挖沟链50通常被用来以较大的速度较大的沟渠。在工作点附近驾驶挖掘机30作机动运动时，挖沟链50一般处于地面上的行走机构56中。挖掘时，挖沟链50被降下，掘进地面，以预定的深度和速度掘出一条沟渠，此刻它处于挖沟机构58中。本技术领域内另一种常见的挖掘机构叫做“振动轮”，如图3所示，它可以以和控制挖沟链50的方法相似的方法加以控制。

用现有的控制方式来控制履带式挖沟机30的话，需要操作手操纵各种操纵杆、开关和按扭，从而实现既安全又高效地操纵履带式挖沟机30的目的。这样，就要求操作手必须具备高度的技巧，在以一种或多种方式(特别是挖掘方式和行走方式)操作履带式挖沟机30时，他必须不停地监视和调整履带45的推进和转向以及辅助机构46的工作情况。在既一边挖掘一边行走的情况下，使用现有的推进和转向控制机构来保持最佳的履带式挖掘机性能一般被认为是一件艰难而又令人疲备的工作。

图4是履带式挖掘机30中的常规控制盘62的示意图。当工作在行走方式时，履带式挖掘机30的前进和和、转向是通过操纵左、右履带杆64和66来加以控制的。左、右履带杆64和66分别控制左、右履带驱动轮34和32的动作。比方说，将右履带杆66向前推，一般来说将使右履带驱动轮32向前运动，操纵履带式挖掘机30向左或向右运动，视左履带驱动轮34的相对速度而定。使右履带驱动轮32反向运转通常是通过把右履带杆66向后拉来实现的，这样使右履带驱动轮32在相反的方向上转动。

使左履带驱动34前行是通过与上面提到的操纵右履带驱动轮32的方式基本相同的方式来进行的。因此，前进和转向都是通过常规的履带式挖掘机30的履带杆64和66来控制的。而且，右履带驱动轮32的前进和转向控制左履带驱动轮34的前进和转向控制是完全独立的。

在挖掘时，常常希望使发动机36保持在一个恒定的最佳输出功率上，这反过来也能使挖掘辅助机构46工作在一个最佳挖掘输出上。图4中所示的常规控制盘包括许多控制件和开关，如速度范围开关74、RPM钮76、转向平衡调整钮78及推进平衡调整钮80。通常在挖掘操作过程中，这些开关和按扭都必须加以调整，从而在辅助机构46的负载发生变化时使引擎维持在所希望的输出功率上，并使履带式挖掘机30沿希望的方向前进。此外，左、右泵电位器84和82通常需要调整、再调整，以使左、右泵38和40的工作特性达到一致。

速度范围开关74一般可在低速、中速和高速之间调整。具体的速度范围是由挖掘期间的多种因素包括所希望的挖掘速度、待挖掘的土壤类型等所决定的。速度范围开关74中的高速一般适合于挖掘松软泥土，由于辅助机构46上的的负载较低，履带式挖掘机30可以以较高的速度工作。当碰上较坚实的土质如混泥土时，挖掘机构46(一般由发动机36驱动)上的负载将增加，从而造成挖掘机30的速度响应地下降。

操作手必须对这种引擎36上的负载变化迅速作出反应，首先确定要调整的适当开关，再确定开关的调整量。一般情况下，轻微的推进变动通过调节推动控制钮80来完成，30的推进速度的中度改变通过调节RPM钮76来实现，挖掘机30的推进速度的较大修正一般这样来完成：把速度范围开关74从高速切换到中速或低速，然后再次调整推动控制钮80和RPM钮76，以避免发动机36失速。

履带式挖掘机一般采用一个或多个传感器来检测机器的众多物理参数。由传感器采集到的信息一般被用来调节机器的某个特定功能，或者通过将它们传送到一个或多个模拟显示装置(如测速电机72)上的方式提供给操作手。为了对履带式挖掘机是否工作在正确的性能和安全余量范围内作出评价，通过多个模拟显示装置送至操作手的信息通常必须是有经验的操作手才能进行解释。

因此，在履带式挖掘机制造商中普遍存在着把在行走状态、更具体地说是挖掘状态下操纵履带式挖掘机的困难程度减小到最小的愿望。业界还有一个愿望是缩短目前培养一个履带式挖掘机操作手所需的大量时间。另外，挖掘设备制造厂家还有一个迫切需求，就是增强在履带式挖掘机工作期间将工作、诊断及与安全有关的信息传送给操作手的装置。本发明将把这些愿望变为现实。

本发明为一种操纵履带式挖掘机的推进和转向控制系统和方法，它包括根据从多个履带式挖掘机行走状态下选定的一个状态、能在多种工作状态下工作的多状态推进和转向控制装置。本发明还包括用于有选择地把多个指示履带式挖掘机的一个或多个工作状态的工作信息传送的操作手的装置。

图1是履带式挖沟机侧视图，有挖沟链式挖沟附件；

图2为履带式挖沟机总俯视图；

图3是履带式挖沟机侧视图，装有钻岩轮式挖沟附件；

图4是作为用于操纵履带式挖沟机的操纵台先有技术的例证；

图5是先有技术操纵台局部视图，表示操纵一种传统的履带式挖沟机所需要的操纵杆和控制器；

图6为履带式挖沟机操纵台局部视图，包括一个新型多方式推进控制器和多方式方向操纵器；

图7为履带式挖沟机操纵台总图，包括多方式推进和方向控制器和一个显示器；

图8是多方式推进控制的示意图和按挖沟方式和运输方式操纵履带式挖沟机时相关的功能；

图9是当速度控制范围定在高位时，履带式挖沟机左右履带传动机构的输出电平随推进控制器输出电压信号的变化曲线图；

图10为当速度控制范围定为低位时，履带式挖沟机左右履带传动机构的输出电平随推进控制器输出电压信号的变化曲线图；

图11为挖沟作业时产生的发动机目标输出电平范围随部分再校准过程的变化曲线图；

图12是作为先有技术的方向控制器的示意图，它包括独立的左和右履带操纵杆；

图13为新型多方式方向控制及其按运输方式和挖沟方式作业的图解表示；

图14是当使用一种新型多方式方向控制器时，履带式挖沟机按挖沟方式作业中的左和右履带传动机构转向特性曲线例图；

图15是当使用一种新型多方式方向控制器时，履带式挖沟机按运输方式作业中的左和右履带传动转向特性曲线例图；

图16为由新型多方式方向控制器提供的转向能力直观的图解表示；

图17是表示用于控制采用了多方式推进和方向控制器和履带式挖沟机推进和转向的计算机系统方块图；

图18为在显示器上通知给履带式挖沟机操作员的各种状态和故障信息图例；

图19为一种新型多方式油门控制图例；

图20为新型多方式方向控制器另一种设计型式的图例；

图21为根据新型多方式推进控制器产生的运输推进信号修正履带传动机构推进电平的控制过程第一部分图例；

图22是根据新型多方式推进控制器产生的运输推进信号修正履带传动机构推进电平的控制过程第二部分图例；

图23是根据新型多方式推进控制产生的挖沟推进信号修正履带传动机构推进电平的控制过程第一部分图例；

图24是根据新型多方式推进控制器产生的挖沟推进信号修正履带传动机构推进电平的控制过程第二部分图例；

图25是根据新型多方式方向控制器产生的方向控制信号实施按运输方式作业中的履带式挖沟机转向的控制过程第一部分图例；

图26为根据新型多方式方向控制器产生的方向控制信号实施按运输方式作业中的履带式挖沟机转向的控制过程第二部分图例；

图27为根据新型多方式方向控制器产生的方向控制信号实施按运输方式作业中的履带式挖沟机转向的控制过程第三部分图例；

图28为根据新型多方式方向控制器产生的方向控制信号实施按运输方式作业中的履带式挖沟机转向的控制过程第四部分图例；

图29为根据新型多方式方向控制器产生的方向控制信号实施按运输方式作业中的履带式挖沟机转向的控制过程第五部分图例；

图30为根据新型多方式方向控制器产生的方向控制信号实施按运输方式作业中的履带式挖沟机转向的控制过程第六部分图例；

图31为根据新型多方式方向控制器产生的方向控制信号实施按挖沟方式作业中的履带式挖沟机转向的控制过程第一部分图例；以及

图32是根据新型多方式方向控制器产生的方向控制信号实施按挖沟方式作业中的履带式挖沟机转向的控制过程第二部分图例。

如上所述，本发明涉及履带式挖沟机的推进和方向控制系统以及用于操纵和传输履带式挖沟机工作状态的方法。本申请书叙述用于控制推进和转向的整个系统和方法，并通知操作员有关履带式挖沟机的工作状况，以便可以全面评估系统内的各种功能和动作。因此，在本申请书中所介绍的履带式挖沟机推进和方向控制系统的各种特点和功能虽然不是本发明的对象，但是是与本申请同时申请的相关未决申请文件中提出权利要求的对象。这些特点和功能的叙述包括在本发明中是为了完整性，并有可能全面评价本发明所公开的履带式挖沟机推进和方向控制系统的工作。

现在参看图，尤其是图6，其中表示了包括用于操纵履带式挖沟机30的新型多方式推进和方向控制器90和92的操纵台101。在一种实施例中，推进控制器90、方向控制器和运行方式开关94按多种运行方式之一与履带式挖沟机30有效的推进和转向结合起来操纵。推进控制器90和方向控制器92最好是多方式控制器，其中每个控制器90和92根据选定的运行方式完成多种功能。

将表示在图6中的新型操纵台与表示在图5中的先有技术操纵台相比，易于看出，图6中表示的多方式推进和方向控制器90和92，比采用先有技术的控制方案操纵履带式挖沟机30时所需要的操纵杆、开关和微调按钮，在数量上要少得多。最引人注目的是，取消了两个先有技术的履带传动操纵杆64和66和速度表72，后者是典型地用于监控对发动机36输出功率调整控制的效果。此外，图5所示的先有技术操纵台62上的许多有关速度范围开关74、RPM按钮76、方向微调按钮78以及推进微调按钮80的功能，要么取消，要么综合在由图6所示单一的多方式推进和方向控制器90和92实施的功能之中。应当指出，先有技术的左履带操纵杆64和右履带操纵杆66既控制履带式挖沟机30的方向也控制其推进。还应指出，现有的左履带操纵杆64典型地控制左履带传动机构34，而右履带操纵杆66控制右履带传动机构32。因此，左履带传动机构34的操纵，完全独立于右履带传动机构32的操纵。

图6和7所示新型操纵方案的一项重要优点在于，在操纵履带式挖沟机30时将方向控制功能与推进控制功能有效地脱开或分开。左和右履带传动机构34和32的推进由推进控制器90操纵，而履带式挖沟机30的方向则由方向控制器92独立操纵。在按多种运行方式之任何一种工作时履带式挖沟机30的操纵，由于使用了多方式的推进和方向控制器90和92而大大地简化了。

现在参见图8，其中表示了一个多方式推进控制器90，用于在多种运行方式之一中控制履带式挖沟机30的推进。采用术语“多种方式”(multiple mode)是表示，用单位控制器根据具体选定的工作方式完成多项不同的功能。因此，以前要由履带式挖沟机30的操作员手动完成的许多操纵任务，现在代之以由单个方式控制器来完成，例如表示在图8中的推进和方向控制器90和92，要不然如上所述要操作多种多样的操纵杆、开关和微调按钮才能完成这些工作。

图8所示的推进控制器90有一个中立位置，一个最大前进位置，一个最大倒退位置和一个前进和倒退位置的范围。作为举例，但不受此限制，此多方式推进控制器90最好能在运输方式和挖沟方式下操纵，显然，除运输和挖沟方式之外的运行方式也是可以选择的。选择运输方式或挖沟方式工作，最好由运行方式开关94的位置决定，开关94改变推进控制器90的功能。

在另一种实施例中，用运行方式开关94手动选择运行方式被取消。挖沟方式和运输方式的相互转换，可通过检测发动机36油门206的位置来完成。在图19所示的实施例中，油门206可在一个由最小油门位置232与最大油门位置234所确定的运输区内操纵。在此运输区内操纵油门206时，计算机182理解为选择了运输的运行方式。

将油门206移入中立区236内时，计算机182理解为要求从运输或挖沟运行方式改出。将油门206移入挖沟方式区238内时，有效地将运行方式转为挖沟方式。在移动油门206从挖沟方式区238回到中立区236中时，停止选择挖沟方式。当油门206移回到最小油门位置232时，便可以选择运输方式。因此可以理解，图19中所表示的油门设计，在运行方式之间转换时需要操作员明显地改变油门206的位置，因而减少了选择错误的运行方式的可能性。

在另一种实施例中，油门206包括一个与发动机36相连的传感器，用于监控输往发动机36的燃油。燃油调节器204最好设有调整输往发动机36的燃油量的机构。油门传感器可与燃油调节器相连，并将燃油调节器的状况传递给计算机182。将油门杆230置于最大油门位置时所表示的最大油门206位置，被计算机182理解为选择挖沟工作方式。油门206置于除最大油门位置之外的位置，计算机182理解为选择了运输工作方式。应当指出，表示在图19中的油门206不需要有单独的运输区和挖沟区。油门206位置的单一区是可以适用的，最大油门位置可供用于履带式挖沟机30在运输方式和挖沟方式工作之间进行转换。

在另一种实施例中，感受附件46的状态，并以此为基础用于确是究竟选择的定运输方式还是挖沟方式。附件传感器186最好发出一个指示附件46工作状态的附件检测信号。计算机182优先理解活动的附件46是选择挖沟运行方式，而不活动的附件46则选择了运输运行方式。

在图8中表示的实施例中，操纵履带式挖沟机30按运输方式工作，最好通过将运行方式开关94置于运输方式位置来实现。履带式挖沟机30前进和倒退地推进，最好根据推进控制器90在前进和倒退最大位置122和124之间的位置。推进控制器90产生一个运输推进信号，这一信号最好与推进控制器90沿前进或倒退两个方向相对于中立位置120的位移成比例。此外，运输推进信号最好体现按每分钟转数计量的目标履带马达速度。

中立位置120最好与急速状态相关联，因此，没有功率输给左和右履带传动机构34和32。当推进控制器90朝前进方向移动时，成比例地增加从发动机36传给左和右履带马达42和44的功率。推进控制器90位置的前进区126，在中立位置120和最大前进位置122之间决定，而输往左和右履带马达42和40的前进功率，则与推进控制器90在前进位置区126之内的向前位移成比例。类似地，倒退位置范围128在中立位置120与最大倒退位置124之间确定。功率最好以反方向与推进控制器90在倒退位置区128内的位移成比例地作用在左和右履带马达42和44上。

在另一种实施例中，将运行方式开关94置于挖沟方式位置时，使多方式推进控制器90行使挖沟方式工作职能。按挖沟方式操纵履带式挖沟机30，典型地从将推进控制器90置于中立位置110时开始。接着，操作员最好将推进控制器90移到最大前进位置112。在最大前进位置112，推进控制器90发出一个挖沟推进信号，这一信号最好体现以每分钟转数计量的发动机目标输出电平或速度。如前所述，当在按挖沟方式进行挖掘的过程中，通常要求发动机36保持恒定的输出电平，因而可命名挖沟附件46在一种最佳的挖沟输出电平下工作。在采用图8所示之多方式推进控制器94在挖掘期间操纵履带挖沟机30，实际上无需操作员对推进控制器90作任何进一步的调整，结束保持发动机36处于发动机目标输出电平状态。相反，当置于最大前进位置112时，随着推进控制器90所产生的挖沟方式信号的变化，左和右履带马达42和44的推进电平由计算机182自动加以修正，以便保持发动机36处于目标输出电平，可参见图17并在后面还要详细讨论。

当按挖沟方式操纵履带式挖沟机30时，可能要求改变挖掘的速率，或更具体地说改变发动机36的负荷。采用多方式推进控制器90的另一个优点便在于，在履带式挖沟机30工作期间，有能力修改推进控制器90实际的或有效的最大前进位置112。新的或经调整的实际有效的最大前进位置，是在触发复原开关103后，通过将推进控制器90移到一个新的最大前进位置116时建立起来的，可参见图7。在建立一个新的或改变了的最大前进位置116时，有效地使推进控制器90中产生一个挖沟推进信号，当推进控制器90在挖掘过程被置于新的改变后的最大位置112时，这一信号体现了发动机新的目标输出电平。在选择了一个新的最大前进位置116之后，复原开关103可以扳回其原始位置，并可重新开始挖沟。

新的或经调整的发动机目标输出电平，也可以按另一种方式，通过使用由显示器100部分提供的专用用户接口来建立。有效地调整最大前进位置112，最好通过选择表示在显示器100上的部分再校准菜单来建立。部分再校准菜单最好通过操纵信息选择开关99来选择。操作员典型地将推进控制器90从原始的最大前进位置112，移到中立位置120，利用信息选择开关99选择表示在显示器100上的部分再校准菜单。原有的发动机目标输出功率最好显示在显示器100上。压下再校准开关(图中未表示)，最好将发动机目标输出功率值增加或减少至一个新的或调整后的发动机目标输出功率。再校准开关停止选择，最好导致用新的或调整后的发动机目标输出功率代替储存在计算机182中的原始发动机目标输出功率。操作员便可以将推进控制器90从中立位置120移到原始的最大前进位置112，以操纵发动机处于新的或调整后的发动机目标输出功率。因此，最大前进位置112在部分再校准过程中得到有效的调整，以操纵履带式挖沟机30在挖掘时处于一个新的或调整后的发动机目标输出功率。在一种最佳实施例中，操作员可选择一个新的或调整后的发动机目标输出功率(以每分钟转数计量)，它大于或小于原来的发动机目标输出电平100RPM，并最好按25RPM递增。

在另一种实施例中，当履带式挖沟机30按挖沟方式工作时，发动机目标输出功率在挖掘过程中可在高速旋转中(on-the-fly)修正。在图11中表示了推进控制器90的输出电压信号与发动机36目标输出功率范围之间的关系。发动机负荷线134表示对于一台具体的履带式挖沟机发动机在按挖沟方式工作时，发动机所发出的目标输出功率谱。在挖掘期间调整推进控制器90到一个新的最大前进位置116，导致推进控制器90产生一个挖沟推进信号，其结果是沿发动机负荷线134自动再调整发动机目标输出功率。

最佳发动机目标输出功率通常与履带式挖沟机30的发动机36产生最大功率的那个转速相关联，尽管发动机其他的输出功率可能也是适用的。与履带式挖沟机30具体的发动机特性曲线有关，发动机最佳速度范围将有所不同。用于履带式挖沟机30的发动机产生的目标输出电平范围典型的实例，用图解表示在图11中。

进一步研究发动机负荷线134，发动机36例如也许被操纵产生发动机目标输出功率范围在2100RPM至2450RPM之间。在2100RPM处，发动机36认为遇到大负荷，因而产生最大功率以及在发动机30中产生最大应力。在2450RPM，认为发动机36负荷最小，因此，针对发动机所产生的目标输出功率范围，发动机36产生最小功率。依据推进控制器90产生的挖沟推进信号，手动或在高速旋转中将发动机目标输出功率调整到一个新的发动机目标输出功率，最好通过将推进控制器90调整到在中立位置110与前面已建立的最大前进位置112之间的一个新的或改变了的实际或有效的最大前进位置116来完成。在选择了一个新的最大前进位置后，在按挖沟方式挖掘时，如前所述，履带式挖沟机30的操作员对推进控制器90无需作任何进一步的调整。

采用多方式推进控制器90操纵履带式挖沟机30的一个重要优点在于，借助于一个最好具有一个高位和一个低位的速度范围开关96，提供了附加的功能。现在来看图9和10，在那里表示了两条曲线，它们通过图示表示推进控制器90的输出与左和右履带传动机构34和32的响应之间的最佳关系。图9的曲线表示左和右履带传动机构34和32以每分钟英尺(FPM)计量的速度值，当速度范围开关96置于高位时，与所选择的推进控制器90的响应之间的关系。图10表示当速度范围开关96置于低位时的类似的关系曲线。

推进控制器90最好产生范围从零到5.0伏之间的输出电压信号。推进控制器90输出电压信号为2.5伏时，最好与中立位置相关联，此时，没有功率输给左和右履带马达42和44。向前推进通过将推进控制器90沿前进方向移动来实现，其结果是将前进功率传递给履带马达42和44。如图9所示，当推进控制器90输出电压信号为5.0伏时，典型地与履带传动机构最大前进速度相关联，而输出电压信号的为零伏时，典型地与履带传动机构最大倒退速度相关联。在一种实施例中，履带传动机构最大前进和倒退的速度值，当速度范围开关96置于高范围位置时为270FPM，而当选择低范围时为125FPM。换一种方式，履带式挖沟机30可能只在单一的速度范围工作。显然，不同于高和低的速度范围仍属于本推进控制系统发明的范围之内。

在操纵履带式挖沟机30按多种运行方式之一工作时，多方式方向控制器92带来了其他的优点。表示在图13中的方向控制器92，有效地将表示在图12中的先有技术控制方案中由两个独立的履带操纵杆64和66、方向微调按钮78以及左泵和右泵电位器82和84执行的转向功能，综合在单个控制器中。履带式挖沟机30的转向，典型地通过操纵左和右履带传动机构34和32以不同的速度工作来实现。例如，先有技术的方向控制系统，典型地通过提高右履带传动机构32的速度，与此同时保持或降低左履带传动机权34的速度，以完成履带式挖沟机30的向左转。履带式挖沟机30的操作员，必须通过分别地连续调整先有技术的左和右履带操纵杆64和66，改变左和右履带传动机构34和32的相对速度，才能完成准确的转向。这一任务非常复杂，因为先有技术中的履带操纵杆64和66，还分别控制履带传动机构34和32的推进。

具有强烈反差地，这种多方式方向控制器92，为左和右履带传动机构34和32两者的转向，提供了一种单一的控制方式。此外，方向控制器92为履带式挖沟机30的操作员提供了一种更为自然的或直观的履带式挖沟机30的转向装置，正如下面参见图16更为详细地介绍的那样。

表示在图13和20中的多方式方向控制器92可按多种转向方式工作，可通过选择多种运行方式中之一种，最佳地改变所具有的各种转向方式的特性。在一种实施例中，方向控制器92是一个包括电位器的旋转控制器，并有中立或零位140以及一个左位和右位的范围。在另一种实施例中，方向控制器92包括一个基本上有同样调整位置的方向盘。方向控制器92最好能相对于零位140向左转动150度和向右转动150度。左转和右转的幅度，最好与方向控制器92从零位140分别沿左向和沿右向旋转的角度成比例。

采用表示在图13中的多方式方向控制器92使履带式挖沟机30转向，与借助于先有技术的左和右履带操纵杆64和66完成转向的方式根本上不相同。传统的左和右履带操纵杆64和62独立地转向和推进左和右履带传动机构34和32，转向的完成典型地通过使一个履带传动机构相对于另一个履带传动机构提高速度。方向控制器92由相反，它操纵履带式挖沟机30的转向最佳地仅仅通过降低一个履带传动机构相对于另一个履带传动机构的速度来实现。

采用方向控制器92转动履带式挖沟机30方向的重要优点在于，当操纵履带式挖沟机30按挖沟方式或运输方式工作时完成转向的这种方式。当运行方式开关94置于挖沟方式时，方向控制器92最佳地按图14所示之挖沟转向方式工作。当选择运输方式时，方向控制器92最佳地按运输转向方式工作。

在操纵履带式挖沟机30按挖沟方式工作时，左和右履带传动机构34和32的速度值与方向控制器92产生的转向信号之间的响应关系，如图14所示。X轴表示由方向控制器92产生的输出电压信号的最佳范围。Y轴表示履带传动机构前进速度范围，以所选择的履带传动机构速度相对于全速的百分数计量。履带传动机构的最大速度，最好由推进控制器90的具体位置决定。当方向控制器92置于零位140时最好产生一个输出电压信号为2.5伏，并将履带式挖沟机30转向为沿直线方向。输出电压信号在零与2.5伏之间最好与左转弯相联系，以及输出电压信号在2.5伏至5.0伏之间，则最好与右转弯相关联。

要在挖沟方式时令履带式挖沟机30向右转弯时，则通过使方向控制器92从零位140沿右方转向最大右位144来实现。当方向控制器92转向右方时，如线156所示左履带传动机构34保持100％全速推进，而右履带传动机构32如线160所示减速至一个较低的速度。类似地，使履带式挖沟机30向左方转弯，是通过使方向控制器92转向左方来实现的。例如，最大的左转其特点是，右履带传动机构32保持为100％全速，如线154所示，而与此同时，左履带传动机构34保持零速度，如线158的142处所示。

在一种最佳实施例中，当操纵履带式挖沟机30按运输的运行方式工作时，方向控制器92还提供附加的功能。选择运输转向方式，可以使左和右履带传机构34和32按反转方式工作，以完成小半径转向。术语“反转(counter-rotation)”在先有技术中通常理解为涉及牵引式机器转向的一种方法，在那里一个履带传动机构以前进的速度工作，而另一个履带传动机构以倒退的速度工作。

当选择了运输转向方式时，往往要求有高度的机动性。在一种最佳实施例中，方向控制器92提供一种按类似于前面参照图14所述的方式转向，直至超过左或右的过渡位置146或148。若为了操纵履带式挖沟机30分别将方向控制器92置于过渡位置146或148与最大位置142和144之间，则提供朝左和朝右转向时按比例的反转转向度。为了举例说明，图中表示的方向控制器92一开始置于在3点钟(3：00)位置的零位140。履带式挖沟机30向左转向是通过在3：00位置与在10：00位置的最大左位142之间转动方向控制器92完成的。当超过在12：30位置的左过渡位置146时，反转转向被使用于方向控制器92位置在12：30位置与10：00位置之间。履带式挖沟机30向右转向基本上以相同的方式进行。

现在参见图15，图中表示了在操纵履带式挖沟机30按运输转向方式工作时，方向控制器92最佳的转向特性。例如，向右转通过方向控制器92从在3：00位置的零位140转向8：00位置处的最大右位144来完成。当方向控制器92的位置在零位140与在5：30位置的右过渡位置148之间时，向右转向是通过保持左履带传动机构34为100％全速，如线156所示，而与此同时使右履带传动机构32的速度如线160所示降低的情况下完成的。

在5：30位置处的右过渡位置148的特点是，左履带传动机构34以100％全速工作，而右履带传动机构32保持为零速。若将方向控制器92转至超过右过渡位置148之外，结果是使右履带传动机构32产生一个负的速度。最大右转通过将方向控制器92置于在8：00位置的最大右位144实现的，其中，左履带传动机构34保持沿前进方向的100％全速，而右履带传动机构32保持沿倒退方向的100％全速，因此利用了100％的反转转向。

如前面所讨论过的，方向控制器92典型地产生在零至2.5伏之间的输出电压信号以完成左转，以及输出电压信号在2.5伏至5.0伏之间时完成右转。当分别置于左和右过渡位置146和148时，方向控制器92产生输出电压信号最好为1.25伏和3.75伏。

应当理解，表示在图14和15中的方向控制特征曲线，仅仅提供用于举例图解的目的，并不构成对新型方向控制器92在完成履带式挖沟机转向方式上的任何限制。例如，图14和15表示在方向控制器92的输出电压信号与左和右履带传动机构34和32的速度之间成正比关系。左和右履带传动机构速度线158和160，例如也可以要求在方向控制器92输出电压信号与左和右履带传动机构34和32的速度之间为多项式函数的关系。此外，描述100％履带传动机构全速的左和右履带传动机构速度线154和156，也可以调整为低于100％全速的速度，以及不需要保持履带传动机构全速的一个恒定百分比不变。还有，左和右过渡位置146和148可以定位在与图13所示12：30和5：30位置不同的方向控制器92的位置上。

在另一种实施例中，如图20所示方向控制器92可包括一根方向杆，而不是旋转的方向控制器。零位140与履带式挖沟机30转为沿直线方向相关联，以及左和右履带传动机构34和32最好以相同的速度工作。图中表示了在中立位置140与最大右位144之间确定的方向控制器92位置的右区。图20所示之多方式方向控制器92最好至少按两种方式工作，即挖沟转向方式和运输转向方式。

当按挖沟转向方式工作时，履带式挖沟机转向右方，是通过将方向控制器92移到零位140与最大右位144之间实现的，而左转则是将方向控制器92移到零位140与最大左位142之间来完成的。随着图20中所示之方向控制器92的位置，调整左和右履带传动机构34和32的速度，最好类似于前面有关图14所作的说明那样进行。

当操纵履带式挖沟机30按运输转向方式工作时，利用图20所示之方向控制器92转动履带式挖沟机30的方向，按类似的方式，通过将方向控制器92移到一个所要求的相对于零位140左转或右转的位置来实现。移动方向控制器92分别超出左和右过渡位置146和148，引起最好按前面有关图15所述类似方式的左反转转向和右反转转向。

现在来看图16，图中着重表示了当在前进和倒退方向之间转换时，多方式方向控制器92使履带式挖沟机30转向的新型方式。如图所示，履带式挖沟机30有一个操作员座椅54，操作员从那里将方向控制器92置于右向位置266，以便相对于正X轴272实施40度右转。当向前方运动时，履带式挖沟机将最好遵循一条前进的曲线轨迹262。

当在前进曲线轨迹262上运行时，假定操作员将推进控制器90置于倒退位置，则履带式挖沟机30将沿反方向工作并最好遵循一条倒退曲线轨迹260。应当指出，倒退曲线轨迹260通常与一个从正X轴272算起为140度的方向控制器左位相对应(或从负X轴274算起为+40度)，它从与前进曲线轨迹262相关联的原先选择的40度方向控制器前进右位266算起为180度。然而方向控制器92最好相对于正X轴272保持在此同一个40度前进位置266上，来按倒退曲线轨迹260行驶。本发明人可以肯定，方向控制器92单一的180度“双稳态(flip-flop)”操纵，倒如在方向控制器92操纵中自动180度改变方向以便前进和倒退方向之间进行转换，给操作员提供的是一种用于履带式挖沟机30转向的直观或自然的装置。

当如图17所示与计算机182结合起来操纵履带式挖沟机30时，新型的推进和方向控制器90和92提供了有利的推进和转向功能。尽管推进控制器90和方向控制器92两者都被表示为图17中控制系统的组成部分，并结合履带式挖沟机30的操纵进行总体讨论，但应当明白，控制器90和92的每一个都可除另一个之外独立地提供有利的功能。当例如利用多方式推进控制器90操纵履带式挖沟机的推进时，前面曾讨论过的那些优点，不管如图17所表示的系统中是否包括方向控制器92都能获得。类似地，由新型方向控制器92所提供的优点，在这种控制系统中不加入推进控制器90时也能实现。

在一种最佳设计中，左履带传动机构34典型地包括一个与左履带马达42相连的左履带泵38，以及，右履带传动机构32典型地包括一个与右履带马达44相连的右履带泵40。左和右履带马达传感器198和192最好分别与左和右履带马达42和44相连。驱动功率来自发动机36的左和右履带泵38和40，最好能调整流向左和右履带马达42和44的油流量，而履带马达42和44则依次为左和右履带传动机构34和32提供推进力。

附件46最好包括一个附件马达48和一个附件控制器98，以及，附件46的驱动功率最好来自发动机36。传感器186最好与附件马达46相连。左履带马达42、右履带马达44以及附件马达48的工作，分别由传感器198、192和186监控。传感器198、192和186产生的输出信号传递给计算机182。

当计算机182从运行方式开关94收到一个运行方式或信号时，最好修改多方式方向控制器92和推进控制器90的功能，用于或按运输方式或按挖沟方式工作。当选择运输方式时，运行方式开关94最好产生一个运输方式信号，该信号传给计算机182，而当选择挖沟方式时，产生并传递给计算机182一个挖沟方式信号。方向控制器92和推进控制器90的功能，随运行方式开关94的状态不同，通过计算机182以前面已讨论过的方式修正。

根据方向和推进控制器的信号，计算机182将形式上典型地为控制电流的控制信号传递给左和右履带泵38和40，而它们又依次调整左和右履带马达42和44的运行速度。左和右履带马达传感器198和192，将指标左和右履带马达42和44实际速度的履带马达检测信号传给计算机182。类似地，与发动机36相连的发动机传感器208，向计算机182提供一个发动机检测信号，因此，构成了一个用于履带式挖沟机30牵引部分45的闭环控制系统。技术专家们可以看出，各种已知的计算机配置可提供适用的平台，用于根据多方式推进和方向控制器90和92产生的推进和转向信号，实施履带式挖沟机30推进和方向的改变。

履带式挖沟机30的附件46部分包括有附件马达48、附件控制器98和至少一个附件传感器186、附件马达48最好根据从计算机182传递给附件控制器98的指令工作。附件马达48的实际输出由附件传感器186监控，附件传感器186产生一个由计算机182接收的附件检测信号。

在一种最佳实施例中，左和右履带马达传感器198和192通常所涉及的类型在技术上称为磁脉冲传感器或PPU。PPU198和192将履带马达的旋转，转换为连续的系列脉冲信号，其中，脉冲串最好体现以每分钟转数计量的履带马达旋转的频率。

加入新型推进控制器90的履带式挖沟机控制第系统另一个重要优点在于，当操纵履带式挖沟机30按运输方式工作时，计算机182保持左和右履带传动机构34和32处在履带传动机构目标推进力电平的这种方式。当选择了运输的运行方式时，推进控制器90最好产生一个运输推进控制器信号，它体现用于右和右履带马达42和44的目标速度，典型地以每公钟转数计量。将运输推进信号转换为履带马达目标速度的工作，可借助推进控制器90本身来完成，或最好由计算机182来完成。

计算机182典型地将分别由左和右PPU传感器198和192产生的左和右履带马达检测信号，与由运输推进信号所体现的履带马达目标推进力电平进行比较。计算机182根据比较结果，将适当的泵控制信号传递给左和右履带泵38和40，以补偿在履带马达实际的和目标的推进力电平之间的任何偏差。

下面参见图21至24，进一步详细说明计算机系统根据新型多方式推进控制器90产生的控制信号，控制履带式挖沟机30推进力的典型方式。图21和22表示了控制过程的一种实施例，借助于这一过程，计算机182控制以运输的运行方式工作时的履带式挖沟机30的推进。当在步骤340选择了运输的运行方式时，计算机182在步骤342将推是控制器90产生的推进控制模拟信号，转换为相应的运输推进数字信号。

当操纵履带式挖沟机30在总速状态时，没有功率输往左和右履带马达42和44，如前面针对图9和10曾讨论过的，此时最好与运输推进信号等于2.5伏相关联。运输推进信号量在步骤344进行检验，若发现等于2.5伏，则没有电流输往电位移控制器(EDC)，它们用来分别调整左和右泵38和40的输出电平。如果在步骤348时经检验发现运输推进信号大于2.5伏，则输入左泵和右泵的EDC的控制电流最好是正电流。运输推进信号小于2.5伏则在步骤352中最好与一个负的控制电流相关联。然后，在步骤354运输推进信号被计算机182转换成一个相应的履带马达目标速度。计算机186典型地将运输推进数字信号与以前储存在计算机186中在履带马达目标速度范围内相应的履带马达目标速度联系起来。应当指出，计算机182典型地计算输往左和右履带泵38和40的控制电流必要的量，以保持左和右履带马达42和44处于与运输推进信号相关联的履带马达的目标速度。

如图22所示，在步骤360，左和右履带马达42和44的PPU传感器198和192的输出被分别取样，并确定履带马达的实际速度。在步骤362将实际的履带马达速度与目标的履带马达速度进行比较，如果相等，在步骤364保持输往泵EDC的正或负的控制电流不变。在步骤366时如果履带马达实际速度大于马达目标速度，则在步骤368计算机182减少供入泵EDC的正或负电流，如果在步骤366时确定履带马达实际速度小于履带马达目标速度，则在步骤370增大供往泵EDC的控制电流。

与计算机182结合，当操纵履带式挖沟机30按挖沟运行方式工作时，多方式推进控制器90提供附加的使用功能。当按挖沟方式工作时，计算机182根据发动机36的状态最好降低左和右履带马达42和44的推进力。当计算机182收到来自运行方式开关94的挖沟方式信号时，推进控制器90产生一个最好体现发动机36目标输出电平的挖沟推进信号。例如，在挖掘期间可能需要具体的发动机在2200RPM下工作。因此，推进控制器90在最大前进位置112时将产生一个代表2200RPM的发动机目标输出电平的挖沟推进信号。左和右履带马达42和44的输出电平将由计算机182调整，从而保持所要求的2200RPM的发动机目标输出电平最好在一个公差范围之内。

在一种实施例中，计算机182修正挖沟推进信号，以保持发动机36处于发动机目标输出电平。因此，操作员在挖掘期间无需对推进控制器90做任何调整工作。而代之以由计算机182修正或改变推进信号到一个恰当的电平，以便根据作用在发动机36上的负荷有效地增加或减小左和右履带马达42和44的推进电平。因此计算机1 82在挖掘期间通过修正左和右履带传动机构34和32和推进电平，控制发动机36的负荷，在先有技术中已知的各种模拟和数字装置可用于实施发动机负荷的控制，以保持发动机在负荷条件改变的情况下以恒定的转速工作。这类模拟负荷控制器之一是SauerSandstrand生产的Model MCE101C Lood Controller.可适宜于实施发动机负荷控制的一种恰当的数字装置是Model DCZMicro Con-troller，它同样是由SAUER SANDSTrand出品的。

左、右马达传感器198和192最好将以每分钟转数计量的履带马达实际速度传输给计算机182。发动机36最好有一个发动机传感器208，它监控发动机36同样以每分钟转数计量的速度，并将实际发动机速度传递到计算机182中，在实际的与目标的发动机输出电平之间的任何偏差，通过计算机182将适当的泵控制信号传输给左和右履带泵38和40进行补偿，左和右履带泵38和40依次再调整左和右履带马达42和44的运行速度。

现在参见图23和24，当在步骤300收到一个挖沟方式信号时，由推进控制器90产生的模拟挖沟推进信号在步骤302转换为数字挖沟推进信号。如果在步骤304时挖沟推进信号等于2.5伏，则在步骤306中各自没有电流输给左泵和右泵38和40的EDC。在步骤308时若挖沟推进信号大于2.5伏，则在步骤310输往泵EDC的控制电流是正电流。若挖沟推进信号小于2.5伏，则晨步骤312控制电流是一个负的电流。在步骤314，最好通过将挖沟推进信号和以前储存在计算机182中的相应的发动机速度联系起来，将挖沟推进信号转变为相应的发动机目标速度。

发动机36的实际速度在步骤320通过从发动机传感器208取样确定，在步骤322如果发动机实际速度等于发动机目标速度，则在步骤324以正或负电流的相同电平输往泵EDC。如果在步骤326确认发动机实际速度大于发动机目标速度，则在步骤328减少输往泵EDC的正或负的控制电流。若发动机实际速度小于发动机目标速度，则在步骤330增加输往泵EDC的正或负的控制电流。

图25至32中提供了计算机182根据方向控制器92产生的转向信号完成履带式挖沟机30改变方向的过程的一种实施例。多方式方向控制器92最好可按多种运行方式进行操作，并至少有一个运输方式和一个挖沟方式。图25至30表示在按运输运行方式工作时用于履带式挖沟机30转向的方向控制过程的一种实例，而图31和32则表示在按挖沟运行方式工作时用于实施转向的方向控制过程。

如图25和26所示，在步骤390确定左和右履带马达42和44的目标速度(V_R和V_L)、履带马达目标速度V_R和V_L最好取代计算机182接收的推进控制信号的位置。与另一种方案，按所要求或所选择的左和右履带传动机构34和32相应的适当的信号可利用来作为基础，用于在步骤390计算左和右履带马达42和44的目标速度V_R和V_L。当在步骤392接收了运输方式信号时，计算机182在步骤394将从方向控制器92接收到的模拟转向信号转换为数字转向信号。

如果在步骤396转向信号等于2.5伏，则在步骤400分别从左和右履带马达42和44的左和右PPU198和192取样，并确定左和右履带马达42和44的实际速度(V_LA和V_RA)。在步骤402和412将左和右履带马达实际速度V_LA和V_RA，分别与左和右履带马达目标速度V_L和V_R进行比较，如果算得的履带马达实际速度等于履带马达目标速度，则在步骤404和414保持输入左泵和右泵38和40的EDC的电流电平为常数。如果履带马达实际速度V_LA和V_RA大于左和右履带马达目标速度V_L和V_R，则在步骤408和418分别降低输往左和右泵EDC的控制电流。当履带马达的实际速度V_LA和V_RA小于履带马达目标速度V_L和V_R时，则在步骤410和420分别增加输入左和右泵EDC的控制电流。

表示的控制过程在图27中还进一步表明了当方向控制器92置于空位140和右过渡位置148之间以便实现右转时，方向控制器92具有的新型的转向特性。在这两个位置之间时，转向控制信号最好在2.5伏与3.75伏之间的范围内。当在步骤440由计算机182在这范围内确定方向控制信号时，在步骤442将左履带马达42保持在100％履带马达目标速度V_L。为了完成右转，在步骤444减少输往右泵40EDC的正电流，在步骤446通过从右PPU取样确定右履带马达44实际的减速度。如前面针对图14所讨论的那样，右履带马达44减速的程度最好与方向控制器92所产生的在2.5与3.75伏之间的转向信号成正比。

在步骤448，例如，计算机182最好根据方向控制器92位置，通过将原始的右履带马达速度V_R乘以一个比例系数，计算出一个新的右履带马达44的目标速度。应当指出，比例系数的值最好是确定图15所示方向特性曲线160的方程式的函数，并按从最大在2.5伏到最小在5.0伏(似应为最小2.5伏，最大3.75伏)范围将转向控制信号值(SS)折算成百分数变化。若在步骤448中算出右履带马达实际速度V_RA等于右履带马达新的目标速度，则在步骤450保持输入右泵44的EDC正控制电流的电平不变。若右履带马达实际速度V_RA小于右履带马达新的目标速度V_R，则在步骤454增加输往右泵44EDC的正电流，以及若方向控制器92位置没有变化，则在步骤446重新从右PPU取样，以便根据增加后的正控制电流确定实际速度V_RA。在右履带马达的实际速度V_RA大于右履带马达新目标速度的情况下，在步骤444降低输往右泵44EDC的正控制电流。

为实施右转，将方向控制器92进一步向右移到超过后过渡位置148，导致此新型方向控制系统利用反转转向。如图15和28所示，向右的反转转向最好与方向控制器92在3.75伏与5.0伏之间的输出信号相关联。当方向控制器92的信号在此范围时，在步骤462最好保持左履带马达42为100％左履带马达全速V_L。应当指出，在利用反转转向实施右转时，右履带马达44相对于左履带马达42反向工作。因些，在步骤464向右泵44供入负电流，使右履带马达44沿反向运转。在步骤466，通过从右履带马达PPU传感器192取样，确定右履带马达44的实际速度，其中包括数值和前进或倒退的方向。

在步骤468，计算机最好根据方向控制器92的位置，通过将原有的右履带马达速度V_R乘以一个比例系数，算出用于右履带马达44的新的目标速度。为清楚起见，计算结果的绝对值在步骤468进行比较，尽管右履带马达实际速度与目标速度之间的相对差的计算也可以按别的方法进行。如步骤470所指出的，若在履带马达实际的与新的目标速度是相等的，则输往右泵EDC的负控制电流的电平不作任何改变。如果右履带马达实际速度V_RA大于右履带马达新的目标速度，则在步骤474减少供往右泵EDC的负控制电流电平。当右履带马达实际速度的绝对值小于右履带马达新的目标速度，则在步骤464计算机182实施增加输往右泵EDC的负控制电流。

图29和30表示当按运输运行方式工作时，完成履带式挖沟机30左转的方向控制过程步骤的顺序。履带式挖沟机30实施向左转向和反转转向的过程，最好基本上与前面讨论过的有关实施右转时如图27和28所示的过程相似，然而，计算左履带马达新的目标速度的比例系数和方程，当然与用于实现右转时的不同。

当按挖沟运行方式使履带式挖沟机30转向时，多方式方向控制器92提供不同的功能。在图14、31和32所示的一种实施例中，将履带式挖沟机30定向为沿直线方向时，与方向控制器92的信号为2.5伏加或减一个公差系数相关联。在步骤520，计算机182最好将方向控制器92信号超过2.5伏，与履带式挖沟机向右转向联系起来。在步骤522保持左履带马达42为100％目标速度V_L不变，而在步骤524降低供往右泵EDC的正控制电流。在步骤526，从右PPU传感器192取样，以确定右履带马达44的实际速度V_RA，并在步骤528与右履带马达44新的目标速度作比较。应当指出，在步骤528表明为((5.0-SS)/2.5)的比例系数，是由描述方向控制器92输出信号与右履带马达44有关速度的变化之间最佳关系的线160的方程式得来的公式化表示形式。

只要右履带马达44实际速度V_RA等于右履带马达44新的目标速度，便在步骤530保持供往右泵EDC的正控制电流电平不变。正控制电流或在步骤534增大，或在步骤524减小，取决于在步骤532计算机182年完成的对右履带马达实际的与新的目标速度比较的结果。使履带式挖沟机30向左转向，基本上与前面参见图31所示之方向控制过程讨论过的方式相同地进行。应当指出，当按挖沟方式运作的履带式挖沟机30转向时，最好不利用反转转向，因此，按挖沟运作方式的履带式挖沟机30的转向，通过减少供往适当的履带传动机构的正电流电平来实现。

表示在图17中的新型推进和方向控制系统突出的优点在于，将有关履带式挖沟机30的运行信息传输给操作员的这种方式。如图7所示的显示器100与计算机182相连，并最好将指示工作状态、诊断、校准、故障、安全性的信息以及其他有关信息通知给操作员。借助于计算机182的理解能力，从许多履带式挖沟机的传感器获得数据并加以处理，使显示器100向操作员提供快速、准确和易懂的信息。因此，操作员无需为了有效和安全地操纵履带式挖沟机30，而用手工记录先有技术模拟显示仪表示许多的读数，并再以理解和评估其相对重要性。将显示器100组合在控制系统中并为操作员提供许多直接可以理解的信息性消息，明显地从根本上改变了操纵履带式挖沟机30的方式。

显示器100最好是液晶显示，尽管其他适用的显示器类型也是可以使用的，诸如阴极射线管显示器。在显示器100附近的信息选择开关99，提供用作选择许多如图18中所示的那些消息性信息的装置。触发信息选择开关99最好导致在显示器100以上显示另外的消息性信息。

在图18中提供的是若干消息性信息类型的举例，当显示在显示器100上时可以通知履带式挖沟机30的操作员。例如，信息210指出，履带式挖沟机30正在速度为98FPM的运输方式下工作，以及速度范围开关96置于低位。信息210还指出，履带式挖沟机30正在作最大左转能力的10％的左转。连接在履带式挖沟机30上具体的附件46表明是链，这是术语挖沟链50的简称。当显示0％全附件46输出时，表明挖沟链50目前没有工作。应当正确估价这些信息，尤其是履带式挖沟机30一的速度和转向状态信息，而从前在使用先有技术的操纵台62时，操纵履带式挖沟机30的操作员是得不到这些信息的。相反，只能由技术熟练的操作员监视和判读各种模拟显示仪器的状态后粗略地进行评估。

消息性状态信息211说明履带式挖沟机30当前在挖沟方式的低区的速率1.3FPM的状态下工作。挖沟链50目前工作在72％全附件46输出，以及，履带式挖沟机30直线行驶，既无右转亦无右转分量。

还可以通知操作员其他各种状态信息，例如信息212中说明当前发动机速度为2200RPM，发动机经过的总工作时间为322.1小时，电池的工作电压为12.2伏。应当理解，表示在图18中的状态信息只是提供用作举例，并不代表限定了显示在显示器100上的信息的种类。

除了描述履带式挖沟机30各种工作参数的状况的状态信息之外，由异常的工作条件造成的故障状态也在显示器100上通知给操作员。典型地，履带式挖沟机30使用了除图17所示的那些以外的传感器。其他的一些组成履带式挖沟机30的机械或电气部件典型地有一个或多个传感器，用于监控各个部件的工作状态。例如发动机36的油门206可包括一个油门传感器，它监测油门206的电压或其他参数。油门206的不正常工作作为故障信息213通知操作员，它说明测得了一个不合格的油门传感器电压信号。

左履带马达传感器198的不正常工作可作为故障信息214通知操作员，其中表明左履带PPU信号丢失，或当前计算机182没有收到。其他的故障信息可以说明更严重的异常工作条件，例如油压过低信息215，或水或冷却液的温度过高信息216。此外，当进行日常维护、修理和校准履带式挖沟机30时，可将各种操作规程信息通知操作员。还有，显示器100被利用来提供用户交互环境，从而显著改善了履带式挖沟机30的工作和日常维护，以及提高了通知操作员的信息的质量，增加了信息数量。

新型显示和控制系统的重要特别在于其有安全可靠的优点。因此当检测出严重的异常工作条件时发动机36自动停车，故障信息215和216指出了两个此类危险的工作条件，其中检测出油压过低或水温过高。在检测出严重异常的工作条件时，计算机182最好起动发动机停车程序。按此程序，经预定的时间后发动机自动停车。

图18所表示的警告信息216和217，说明由于检测出水温过高发动机将在30秒钟后停车，因此给予操作员的信息，其中包括至发动机停车前剩余的时间以及异常工作条件的性质这两个方面。计算机182最好控制用于调节发动机36燃油量的燃油调节器204。当发动机停车程序结束时，这表示规定的30秒期满，计算机182命令燃油调节器204停止向发动机36供油，因而使发动机36停车。

另一个重要优点涉及到增加操作员安全性的各种性能。在一种实施例中，装在操作员座椅54中的操作员座椅传感器200最好与计算机182连接。操作员座椅传感器200最好是一种常闭式开关或其它类型的开关，用于监测操作员是否在坐在操作员座椅54上。

按另一种方案，传感器200可适用于感和操作员是否在一个预定的区域内，例如这是一个设计用于操纵履带式挖沟机30的区域，每当操作员离开此预定区域时，传感器200向计算机182传递一个存在信号。例如，将一个压力传感器装在覆盖此预定控制区这部分地板的垫席内，或一种光束检测器可适用于作为另一种装置，用来监测操作员是否在履带式挖沟机30这部分控制区内。

当从操作员座椅传感器200接收到一个存在的信号时，计算机1 82最好发出一个禁止控制信号，它中断或换句话说使左和右履带传动机构34和32不能推进。应当指出，中断履带传动机构34和32的推进，可通过发动机36停车来实现，但当计算机182收到一个存在信号时发动机36最好继续工作，而使得往履带传动机构34和32的功率输送中断或成为不可能。因此在这此期间，发动机36的应力显著减少。这种中断的状况最好在显示器100上通知操作员，以及显示器100给出关于使履带式挖沟机30继续正常工作的正确步骤方面的操作规程的信息。

在一种实施例中，若操作员在座椅传感器200开始发出存在信号后预定的时间内回一操作员座椅54，则保证履带式挖沟机30正常工作。例如，操作员需要离开操作员座椅54，但在6秒钟之内回到了座椅54，那么左和右履带传动机构34和32的推进不受影响。当收至存在信号时，除中断左和右履带传动机构34和32的工作外，计算机182最好切断所有附件46的活动。

当然，应当理解，可以对上面所讨论的最佳实施例进行各种修改和增添而不离开本发明的范围或精神。因此，本发明的范围不应限于上面讨论的具体的实施例，但应仅仅通过下列权利要求和与权利要求等效的内容进行定义。

Claims

1、一种履带式挖沟机的操纵系统，这种履带式挖沟机有一个左履带传动机构，一个右履带传动机构，以及一台与左、右履带传动机构相连的发动机，该操纵系统包括：

一个计算机，含有将控制信号传递给左和右履带传动机构的装置；

运行方式选择开关，它与计算机相连，并可在至少一个运输方式位置和一个挖沟方式位置之间选择，当选择运输方式位置时运行方式选择开关发出一个运输方式信号，而当选择挖沟方式位置时它发出一个挖沟方式信号；

推进控制器，它与计算机相连并可按运输推进方式和挖沟推进方式操作，当选择运输方式位置时推进控制器发出一个运输推进信号，而当选择挖沟方式位置时发出一个挖沟推进信号；以及方向控制器，它与计算机相连并可按运输转向方式和按挖沟转向方式操作，当选择运输方式位置时方向控制器发出一个运输转向信号，而当选择挖沟方式位置时发出一个挖沟转向信号；

其中，上述计算机响应所选择的运输方式位置和挖沟方式位置，将运输和挖沟方式控制信号，分别传输给左履带传动机构和右履带传动机构，以实施推进力和方向的改变。

2、按照权利要求1所述之系统，还包括一个显示器，该显示器与计算机相连并有一个信息选择开关，以便可有选择地在显示器上至少显示许多信息之一。

3、按照权利要求1所述之系统，其中：方向控制器包括一个电位器，该电位器有一个在零位与最大左位之间的左位区，以及有一个在零位与最大右位之间的右位区，以及选择左转向位置时，与右履带传动机构推进功率无关地减小左履带传动机构推进功率，而选择右转向位置时，与左履带传动机构推进功率无关地减小右履带传动机构推进功率。

4、按照权利要求1所述之系统，其中：

方向控制器可在零位与最大左位之间左位区内选择，以及可以在零位与最大右位之间的右位区内选择；

左位区包括一个过渡位置以及右位区包括一个右过渡位置；以及随着方向控制器分别转到左和右过渡位置与最大左位和右位之间，方向控制器产生一个反转转向信号。

5、按照权利要求1所述之系统，其中：当选择运输方式位置时推进控制器可在一个前进位置区和一个倒退位置区内操作，推进控制器产生运输推进信号，这一信号体现在左和右履带传动机构的目标速度。

6、按照权利要求1所述之系统，其中：当选择挖沟方式位置时，推进控制器可在一个前进位置区内操作，随着推进控制器被置于前进位置区的最大前进位置，推进控制器产生体现发动机目标输出功率的挖沟推进信号。

7、按照权利要求6所述之系统，其中：推进控制器的最大前进位置可修改到一个经调整的最大前进位置，推进控制器随着推进控制器被置于经调整后的最大前进位置而产生一个体现调整后的发动机目标输出功率的挖沟方式信号。

8、一种履带式挖沟机的操纵方法，所述履带式挖沟机有一台与左和右履传动机构相连的发动机，此方法包括下列步骤：

在至少一种运输运行方式和一种挖沟运行方式之间选择，以分别产生一个运输方式信号和一个挖沟方式信号；

当选择运输运行方式时产生一个运输转向信号，而当选择挖沟运行方式时产生一个挖沟转向信号；

当选择运输运行方式时产生一个运输推进信号，而当选择挖沟运行方式时产生一个挖沟推进信号；以及

与所选择的运输运行方式和挖沟运行方式之一有关地响应转向和推进信号，修正左和右履带传动机构的推进力，以实施履带式挖沟机速度和方向的改变。

9、按照权利要求8所述之方法，还包括下列步骤：

监控发动机和左和右履带传动机构的工作；以及

在安装在履带式挖沟机上的显示器上，给操作员显示表明发动机和左和右履带传动机构任何状态的信息。