Toteuttamiskelpoisuusselvitys sähköisestä ohjauksesta ISOBUS TIM toiminnolla

Abstract

Diplomityössä tutkittiin sähköisen ohjausjärjestelmän, eli steer-by-wire-järjestelmän, toteuttamiskelpoisuutta maa- ja metsätaloustraktoreissa ISOBUS-tiedonsiirtoväylän Tractor Implement Management (TIM)-toimintojen avulla. Diplomityössä selvitettiin mahdollisuutta ulkoisen ohjauksen ja ajonopeuden asetusarvojen muuttamiseen ISOBUS TIM-toiminnoilla, käyttäen ISOBUS AUX-N-ohjainlaitetta ohjausarvon tuottamiseksi. Järjestelmän tavoitteena oli kehittää ergonominen ja kätevä ohjaustapa maa- ja metsätalouskäytössä oleviin traktoreihin. Diplomityössä järjestelmän esimerkkikäyttökohteena toimi traktorin ja metsäperävaunun yhdistelmän ohjaaminen. Diplomityössä tarkasteltiin pääosin Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiiviä 2006/42/EY sekä Agricultural Industry Electronics Foundation (AEF) guideline-dokumentteja. Näiden perusteella selvitettiin mahdollisia rajoitteita tällaiselle järjestelmälle sekä järjestelmän turvallisuus- ja vaatimustenmukaisuusvaatimuksia. Diplomityön tuloksena todettiin järjestelmän olevan teknisesti mahdollinen. Vaatimustenmukaisuuden osoittamiseksi järjestelmästä kuitenkin tulisi tehdä riskien arviointi. AEF:n dokumentaatio määrittelee vähimmäisturvallisuusvaatimuksia TIM-toiminnoille. Konedirektiivin vaatimukset tulee osoittaa täytetyksi soveltuvin tavoin, esimerkiksi noudattamalla harmonisoituja standardeja. Työssä tehtiin myös proof-of-concept järjestelmästä, jolla pystyttiin varmistamaan tekniikan toimivuus. Jatkokehityksen kannalta järjestelmää tulisi kuitenkin testata oikeassa laitteistossa.

The master’s thesis investigated the feasibility of implementing an electronic steering system, i.e., a steer-by-wire system, for agricultural and forestry tractors, using the Tractor Implement Management (TIM) functions of the ISOBUS communication network. The thesis studied the possibility of modifying external guidance and vehicle speed setpoint values with ISOBUS TIM functions, using the ISOBUS AUX N control device to generate the control values. The potential limitations of such a system and the requirements related to the safety and compliance of the device were also investigated. The aim of the system was to develop an ergonomic and convenient steering method for tractors used in agricultural and forestry applications. An example use case was the steering of a tractor and a forestry trailer combination. The thesis mainly researched Directive 2006/42/EC of the European Parliament and of the Council, as well as the guideline documents of the Agricultural Industry Electronics Foundation (AEF). These were used to determine possible limitations to such a system, as well as what is required for the safety and conformity of such a device. As a result of the thesis, the system was found to be technically feasible. However, to show compliance, a risk assessment of the system would be required. AEF documentation defines minimum safety requirements for TIM functions. The requirements of the Machinery Directive must be proven to be fulfilled through appropriate means, for example, by following harmonized standards. In the thesis, a proof-of-concept system was developed to verify the functionality of the system. For further development, the system should be tested in an actual machine environment.