[发明专利]自推进工程机械和控制工程机械的方法

说明书

技术领域

本发明涉及自推进工程机械，尤其涉及滑模摊铺机，和控制自推进工程机械的方法。

背景技术

存在各种已知类型的自推进工程机械。这样的机械例如包括已知的滑模摊铺机或道路铣刨机。自推进工程机械的独特特征在于它们具有作业单元，其设置在机械的底盘上，并具有作业装置，用于在一块地面上生成结构，或用于改变该块地面。

在已知的滑模摊铺机上，作业单元包括用于模制可流动材料、尤其是混凝土的装置，其在下文中也将称为混凝土模具。不同构造的结构，例如防撞护栏或交通岛，可以通过混凝土模具生成。滑模摊铺机例如在EP1103659B1中描述。

已知道路铣刨机的作业单元是铣刨装置，其具有配备铣刨刀具的铣刨鼓，通过其，材料可以在预定作业宽度上铣刨在地面上。

已知的工程机械还具有驱动单元，其具有驱动装置，使得工程机械能够在地面上进行平移或旋转运动，还具有控制和计算单元，以这样控制驱动单元，使得工程机械在地面上进行平移和/或旋转运动。

为在地面上生成结构或改变地面，尝试在自推进工程机械的情形下获得工程机械的大程度自动控制，而无需机械驾驶员的值得一提的任何干预。当自动地控制工程机械时，工程机械的驱动单元这样控制，从预定的开始点出发，其中工程机械在地面上的预定位置和预定方位，工程机械上的参考点运动预定行进路径或从其间隔预定距离，也即沿着与该行进路径等距的线，以生成结构或改变地面。所述预定行进路径在本例中通过直线和/或曲线限定出。

控制自推进工程机械的已知方法预先假定采用绳线，通过其预定期望的行进路径或与期望的行进路径等距的线。还已知的是，自推进工程机械通过采用全球导航卫星系统(GNSS)而控制。其驱动单元通过绳线控制的道路铣刨机例如从US A4,041,623已知。US A5,988,936描述了滑模摊铺机，其具有通过采用绳线来控制驱动单元的系统。在这两种工程机械的情形下，工程机械上的参考点和绳线之间的间距通过检测绳线的传感构件而确定。

从US A5,988,936已知的滑模摊铺机具有在运行方向上位于前面的传感构件、在该方向上位于后面的传感构件和设置在前和后传感构件之间的中间传感构件。所有传感构件都位于共同轴线上，该轴线平行于滑模摊铺机的纵向轴线延伸。传感构件限定出工程机械上的参考点。

当滑模摊铺机沿着期望的行进路径的直线部分运动时，在运行方向上位于前面和后面的两个传感构件都在使用中，从而根据在工程机械上的相关的前参考点和绳线之间测量到的距离和在相关的后参考点和绳线之间测量到的距离而控制驱动单元。在本例中，驱动单元这样控制，使得到绳线的间距等于期望的值。该类控制在实际中证明令人满意。

另一方面，当滑模摊铺机沿着曲线部分运动时，驱动单元的控制只根据在工程机械上相关的中心参考点和绳线之间测量得到的间距而进行。前和后传感构件在该情形下不活动。

在从直线部分到曲线部分或从曲线部分到直线部分的过渡处，因此需要在各种传感构件之间的切换。在进入曲线处，进行从前和后传感构件到中心传感构件的切换，而在从曲线退出处，进行从中心传感构件回到前和后传感构件的切换。到各种不同传感构件的切换经证明是不利的，仅仅是因为切换意味着该过程不是连续的。还不利的是，当通过曲线的行进通过中心传感构件控制时，传感构件的位置依赖于该曲线的半径。

然而如果滑模摊铺机在从直线部分到曲线部分的过渡处改变其运行方向的话，那么实际中当驱动单元以已知方式控制时，其中在进入曲线处对从前和后传感构件到中心传感构件的切换做了规定，则会产生问题。在本例中对于控制系统来说特别的问题是进入小半径曲线，例如当正在生成交通岛形式的混凝土组件时。

还发现，从期望行进路径的直线部分到曲线部分的过渡对于控制工程机械尤其是个问题，因为不能精确地得知不连续的位置。实际中真实的情况是，机械的驾驶员能够指定即将进入曲线。然而，不连续的确切位置对于机械驾驶员来说是难以估计的。不连续位置不能够仅仅通过监测前参考点和绳线之间的间距而确定，该间距在进入曲线时增大，仅仅是因为控制系统意图校正参考点和绳线之间的任何差异，也即保持该间距为零。即使该切换将及时发生在确切的正确点处，其在实际中的结果将是突然转向的命令，因为很不可能的是，在切换时中心参考点将正好与前和/或后参考点一样距离绳线相同的间距。

发明内容

本发明的目的在于改进自推进工程机械的自动控制，尤其是在工程机械从预定行进路径的基本直线的部分运动到其曲线部分上的时候。