[發明專利]自推進工程機械和控制工程機械的方法

有效

• 申請號: 201310030573.4
• 申請日: 2013-01-25
• 公開（公告）號: CN103225251A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 馬蒂亞斯·弗利茲;馬丁·達姆;西魯斯·巴里馬尼;京特·亨
• 申請（專利權）人: 維特根有限公司
• 主分類號: E01C19/48
• 分類號: E01C19/48;E01C23/088
• 代理公司: 北京市路盛律師事務所 11326
• 代理人: 李宓

技術領域

本發明涉及自推進工程機械，尤其涉及滑模攤鋪機，和控制自推進工程機械的方法。

背景技術

存在各種已知類型的自推進工程機械。這樣的機械例如包括已知的滑模攤鋪機或道路銑刨機。自推進工程機械的獨特特征在于它們具有作業單元，其設置在機械的底盤上，并具有作業裝置，用于在一塊地面上生成結構，或用于改變該塊地面。

在已知的滑模攤鋪機上，作業單元包括用于模制可流動材料、尤其是混凝土的裝置，其在下文中也將稱為混凝土模具。不同構造的結構，例如防撞護欄或交通島，可以通過混凝土模具生成。滑模攤鋪機例如在EP1103659B1中描述。

已知道路銑刨機的作業單元是銑刨裝置，其具有配備銑刨刀具的銑刨鼓，通過其，材料可以在預定作業寬度上銑刨在地面上。

已知的工程機械還具有驅動單元，其具有驅動裝置，使得工程機械能夠在地面上進行平移或旋轉運動，還具有控制和計算單元，以這樣控制驅動單元，使得工程機械在地面上進行平移和/或旋轉運動。

為在地面上生成結構或改變地面，嘗試在自推進工程機械的情形下獲得工程機械的大程度自動控制，而無需機械駕駛員的值得一提的任何干預。當自動地控制工程機械時，工程機械的驅動單元這樣控制，從預定的開始點出發，其中工程機械在地面上的預定位置和預定方位，工程機械上的參考點運動預定行進路徑或從其間隔預定距離，也即沿著與該行進路徑等距的線，以生成結構或改變地面。所述預定行進路徑在本例中通過直線和/或曲線限定出。

控制自推進工程機械的已知方法預先假定采用繩線，通過其預定期望的行進路徑或與期望的行進路徑等距的線。還已知的是，自推進工程機械通過采用全球導航衛星系統(GNSS)而控制。其驅動單元通過繩線控制的道路銑刨機例如從US?A4,041,623已知。US?A5,988,936描述了滑模攤鋪機，其具有通過采用繩線來控制驅動單元的系統。在這兩種工程機械的情形下，工程機械上的參考點和繩線之間的間距通過檢測繩線的傳感構件而確定。

從US?A5,988,936已知的滑模攤鋪機具有在運行方向上位于前面的傳感構件、在該方向上位于后面的傳感構件和設置在前和后傳感構件之間的中間傳感構件。所有傳感構件都位于共同軸線上，該軸線平行于滑模攤鋪機的縱向軸線延伸。傳感構件限定出工程機械上的參考點。

當滑模攤鋪機沿著期望的行進路徑的直線部分運動時，在運行方向上位于前面和后面的兩個傳感構件都在使用中，從而根據在工程機械上的相關的前參考點和繩線之間測量到的距離和在相關的后參考點和繩線之間測量到的距離而控制驅動單元。在本例中，驅動單元這樣控制，使得到繩線的間距等于期望的值。該類控制在實際中證明令人滿意。

另一方面，當滑模攤鋪機沿著曲線部分運動時，驅動單元的控制只根據在工程機械上相關的中心參考點和繩線之間測量得到的間距而進行。前和后傳感構件在該情形下不活動。

在從直線部分到曲線部分或從曲線部分到直線部分的過渡處，因此需要在各種傳感構件之間的切換。在進入曲線處，進行從前和后傳感構件到中心傳感構件的切換，而在從曲線退出處，進行從中心傳感構件回到前和后傳感構件的切換。到各種不同傳感構件的切換經證明是不利的，僅僅是因為切換意味著該過程不是連續的。還不利的是，當通過曲線的行進通過中心傳感構件控制時，傳感構件的位置依賴于該曲線的半徑。

然而如果滑模攤鋪機在從直線部分到曲線部分的過渡處改變其運行方向的話，那么實際中當驅動單元以已知方式控制時，其中在進入曲線處對從前和后傳感構件到中心傳感構件的切換做了規定，則會產生問題。在本例中對于控制系統來說特別的問題是進入小半徑曲線，例如當正在生成交通島形式的混凝土組件時。

還發現，從期望行進路徑的直線部分到曲線部分的過渡對于控制工程機械尤其是個問題，因為不能精確地得知不連續的位置。實際中真實的情況是，機械的駕駛員能夠指定即將進入曲線。然而，不連續的確切位置對于機械駕駛員來說是難以估計的。不連續位置不能夠僅僅通過監測前參考點和繩線之間的間距而確定，該間距在進入曲線時增大，僅僅是因為控制系統意圖校正參考點和繩線之間的任何差異，也即保持該間距為零。即使該切換將及時發生在確切的正確點處，其在實際中的結果將是突然轉向的命令，因為很不可能的是，在切換時中心參考點將正好與前和/或后參考點一樣距離繩線相同的間距。

發明內容

本發明的目的在于改進自推進工程機械的自動控制，尤其是在工程機械從預定行進路徑的基本直線的部分運動到其曲線部分上的時候。