專利名稱：自推進工程機械和控制工程機械的方法
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。USA5，988，936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。根據本發明實現該目的的方式是通過獨立權利要求的特征。從屬權利要求涉及本發明有利的實施方式。根據本發明的工程機械和根據本發明的方法基于:當工程機械運動時，至少一個參考點的位置能夠在相對于工程機械的坐標系中根據期望的行進路徑的延伸曲線而改變，該參考點的位置相對于改變的工程機械的控制。參考點的位置優選地連續地改變。然而還可以的是，參考點的位置步進地改變。重要的是，參考點采取多個不同的位置。在從期望的行進路徑的基本直線部分到期望的行進路徑的曲線部分的過渡處之前，也即在不連續點之前，至少一個參考點的位置從在運行方向上位于前面的位置轉移到在運行方向上位于后面的位置，而在從期望的行進路徑的基本上直線部分到其曲線部分的過渡處之后，也即在不連續點之后， 至少一個參考點的位置從在運行方向上位于后面的位置轉移回到在運行方向上位于前面的位置。本例中參考點位置的轉移所意味著的是，用于控制驅動單元的目的的不是在相對于工程機械的坐標系中的固定參考點的位置，而是用于確定運動進入曲線處的位置的參考點。該參考點可以是在工程機械上的“假想的”點。期望的行進路徑也可以是“假想的”路徑。當期望的行進路徑布置在坐標系中時，參考點的位置通過采用全球導航衛星系統(GNSS)參考期望的行進路徑而確定時，就是這樣的情形。然而，如果期望的行進路徑通過繩線布置在地面上，且如果參考點到繩線的間距通過間距傳感器測量的話，那么參考點通過在工程機械上的傳感器的方位而布置。基本直線部分在實際中也可以意味著具有半徑的部分。實際中，其半徑例如大于10米的部分可以認為是基本直線的部分。在本發明的優選實施方式中，工程機械的控制和計算單元具有用于確定到在工程機械上的在行進方向上位于前面的參考點與期望的行進路徑的偏差和在其上的在行進方向上位于后面的參考點與期望的行進路徑的偏差的裝置，該控制和計算單元構建為，在第一控制模式中，當工程機械沿著期望的行進路徑的基本直線的部分運動時，根據在運行方向的前和后面的參考點的偏 差來控制驅動單元，從而前和后參考點沿著期望的行進路徑運動，或以預定間距沿著期望的行進路徑運動，也即沿著與期望的行進路徑等距的線運動。所述控制和計算單元構建為，在從期望的行進路徑的基本直線部分到期望的行進路徑的曲線部分的過渡處之前，使得在運行方向上位于前面的參考點從在運行方向上位于前面的位置轉移到在運行方向上位于后面的位置。在從期望的行進路徑的基本直線部分到期望的行進路徑的曲線部分的過渡處之后，使得在運行方向上位于前面的參考點從在運行方向上位于后面的位置轉移回到在運行方向上位于前面的位置。該控制和計算單元優選地構建為，在第二控制模式中，當工程機械沿著期望的行進路徑的曲線部分運動時，根據在運行方向上位于后面的參考點的位置來控制驅動單元，從而后參考點沿著期望的行進路徑運動，或以間距沿著期望的行進路徑運動。可選地，機械也可以沿著曲線部分通過彼此鄰近和非常靠近的兩個參考點而控制，此時一個參考點將位于模具出口前面短距離處，而另一個參考點將位于其后面的短距離處。具有使工程機械能夠在地面上進行平移和/或旋轉運動的驅動裝置的驅動單元優選地具有前輪或前行走機構單元和后輪或后行走機構單元以及用于轉向前輪或前行走機構單元和/或后輪或后行走機構單元的轉向裝置。基本上，進入曲線可以通過機械的駕駛員例如操作開關、按鈕或類似物而發起。然而對于進入曲線還可能的是，通過采用全球導航衛星系統(GNSS)而檢測，從而能夠得知布置在坐標系中的期望的行進路徑和不連續點的位置。
本發明的實施方式將參考附圖詳細解釋。其中:圖1是滑模攤鋪機的實施方式的側視圖；圖2是道路銑刨機的實施方式的側視圖；圖3.1是滑模攤鋪機在第一位置的高度簡化的示意圖，其中滑模攤鋪機沿著預定期望行進路徑的直線部分運動；圖3.2表示在第二位置的滑模攤鋪機，其中滑模攤鋪機在預定行進路徑中沿著直線部分朝著第一不連續點運動；圖3.3表示在第三位置的滑模攤鋪機，其中滑模攤鋪機在預定行進路徑中沿著直線部分朝著第一不連續點繼續運動；圖3.4表示在第四位置的滑模攤鋪機，其中滑模攤鋪機在預定行進路徑中位于第一不連續點處；圖3.5表示在第五位置的滑模攤鋪機，其中滑模攤鋪機位于第一不連續點處；圖3.6表示在第六位置的滑模攤鋪機，其中滑模攤鋪機沿著預定行進路徑的曲線部分運動；圖3.7表示在第七位置的滑模攤鋪機，其中滑模攤鋪機朝著第二不連續點沿著預定行進路徑的曲線部分運動；圖3.8表示在第八位置的滑模攤鋪機，其中滑模攤鋪機朝著第二不連續點沿著預定行進路徑的曲線部分繼續運動；
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圖3.9表示在第九位置的滑模攤鋪機，其中滑模攤鋪機位于第二不連續點；圖3.10表示在第十位置的滑模攤鋪機，其中滑模攤鋪機位于第二不連續點；圖3.11表示在第十一位置的滑模攤鋪機，其位于在從預定行進路徑的曲線部分到其直線部分的過渡處之后。
具體實施例方式圖1是滑模攤鋪機的側視圖，其用作自推進工程機械的例子。因為這樣的滑模攤鋪機是現有技術的一部分，所以所有將在這里描述的是對于本發明為實質性的工程機械的那些組件。滑模攤鋪機I具有底盤2，其通過行走機構3承載。行走機構3具有兩個前和兩個后履帶行走機構單元4A、4B，它們緊固到前和后升降柱5A、5B上。滑模攤鋪機的運行方向(行進方向)通過箭頭A指示。履帶行走機構單元4A、4B和升降柱5A、5B是驅動單元的一部分，使得工程機械能夠在地面上進行平移和/或旋轉運動。通過升高和下降升降柱5A、5B，機械的底盤2能夠相對于地面運動，以調節其高度和傾斜度。工程機械能夠通過可轉向的履帶行走機構單元4A、4B向前和向后運動。這樣，工程機械具有三個平移自由度和三個旋轉自由度。滑模攤鋪機I具有用于模制混凝土的裝置6，其只示意出并將在下面稱為混凝土模具。混凝土模具是作業單元的一部分，該作業單元具有用于在地面上生成預定形狀的結構7的作業裝置。圖2是自推進道路銑刨機的側視圖，其用作工程機械的另一個例子。該道路銑刨機也具有底盤9，該底盤通過行走機構10承載。行走機構10也具有前和后履帶行走機構單元12A、12B，它們緊固到前和后升降柱13A、13B上。道路銑刨機具有作業單元14，其具有作業裝置，以改變地面。這是具有安裝有銑刨刀具的銑刨鼓14A的銑刨裝置14。圖3.1-3.11表示進入和離開曲線時，工程機械的不同位置，其只以高度簡化的形式示出。本實施方式是僅僅為示意性的滑模攤鋪機。其具有底盤15，具有前和后履帶行走機構單元17A、17B的驅動單元16，用于轉向前和后履帶行走機構單元17A、17B和混凝土模具19的轉向裝置。該滑模攤鋪機將生成作為結構的“雪茄”形式的交通島。為此，滑模攤鋪機必須沿著預定行進路徑運動，所述預定行進路徑下文中將稱為期望的行進路徑20。圖3.1到3.11只示出期望的行進路徑的一部分，通過其限定出雪茄的幾何形狀。期望的行進路徑20具有第一直線部分20A，其融入到涵蓋180°的圓弧部分20B，該圓弧部分接著跟隨有直線部分20C。在本實施方式中，期望的行進路徑的延伸曲線布置在坐標系(X，Y)中，該坐標系獨立于工程機械的運動。除了固定坐標系(X，Y)，圖3.1-3.11還示出相對于工程機械的坐標系(x，y)。為控制驅動單元16，工程機械具有控制和計算單元23，其僅僅示意性地示出。控制和計算單元23這樣控制驅動單元16，使得工程機械在地面上進行所需的平移和/或旋轉運動，以使得當工程機械沿著預定的期望的行進路徑運動時，其能夠生成結構22或改變地面。控制和計算單元23包括所需的所有組件，以執行計算操作和為驅動單元16產生控制信號。其可以是一個自包含的子裝置，或可以包括多個分開的子裝置，這些子裝置不僅可以設置在工程機械上，而且一些或所有也可以設置在位于工程機械附近的地面上。在本實施方式中，控制和計算單元23具有全球導航衛星系統(GNSS) 24，其包括第一 GNSS接收器24A和第二 GNSS接收器24B，它們設置在工程機械上的不同位置。除了兩個GNSS接收器，全球導航衛星系統(GNSS)還可以在地面上具有參考站(未示出)，以產生校正信號。通過采用兩個GNSS接收器，GNSS系統24確定數據，該數據給出GNSS接收器在坐標系(X，Y)中的位置。此外·，控制和計算單元還可以具有可編程邏輯控制系統，其也稱為PLC系統。通過兩個GNSS接收器24Α、24Β的位置和工程機械已知的幾何尺寸，控制和計算單元23計算在工程機械上并在運行方向上位于前面處的參考點25的位置，以及在機械上并在運行方向上位于后面處的參考點26的位置。這兩個參考點25、26位于直線上，該直線平行于工程機械的縱向軸線延伸。后參考點26在本例中與混凝土模具19的一個邊緣成一直線，該邊緣在內側并在行進方向上位于后面。該邊緣對應于將要生成的結構22的外邊界。這兩個參考點以間距I設置。控制和計算單元23還具有用于確定限定出期望的行進路徑20的延伸曲線的數據。采用虛擬設計模型，由期望的行進路徑的延伸曲線預設在坐標系(X，Y)中。該設計模型可以手動地輸入，或可以從數據載體讀取到屬于控制和計算單元23的存儲器23Α內。此外，控制和計算單元23還具有用于確定到在運行方向上位于前面的參考點25的位置與期望的行進路徑20的偏差和在運行方向上位于后面的參考點26的位置與期望的行進路徑20的偏差的裝置。控制和計算單元23根據參考點和期望的行進路徑之間的間距來控制驅動單元，也即前和后履帶行走機構單元17Α、17Β。控制和計算單元為此目的提供兩種控制模式。在第一控制模式中，根據后參考點26和期望的行進路徑之間的間距以及在前參考點25和期望的行進路徑之間的間距來控制驅動單元16。驅動單元的控制這樣發生，使得后和前參考點的該間距對應于土木工程向前運動、也即工程機械以預定間距沿著期望的行進路徑運動的過程中的預定值。后履帶行走機構單元17Β的樞轉位置在本例中根據后參考點26與期望的行進路徑20的偏差來控制，前履帶行走機構單元17Α的樞轉位置根據前參考點25與期望的行進路徑20的偏差來控制。參考點與期望的行進路徑20的偏差通過控制和計算單元采用GPS系統24而得以計算。另一方面，在第二控制模式中，根據只在后參考點26與期望的行進路徑20之間的偏差來控制驅動單元16。前履帶行走機構單元17Β的控制這樣進行，使得在工程機械上的后參考點的間距在工程機械前進運動過程、也即后參考點以預定的間距沿著期望的行進路徑運動中對應于預定值。圖3.1-3.5表示工程機械的運動，其沿著期望的行進路徑20的直線部分20A前進。在該運動過程中，控制和計算單元23預置第一控制模式，從而兩個參考點25、26是“活動的”。在本例中，兩個參考點以在平行于機械縱向軸線的軸線上的預定間距I，一個位于另一個的后面。當其沿著直線部分20A行進時，工程機械靠近第一不連續點30，也即直線部分20A融入曲線部分20B處的點。在該行進過程中，控制和計算單元23連續地確定參考點與期望的行進路徑的偏差以及參考點已經沿著該行進涵蓋的距離。該涵蓋的距離在下文中稱為段(stationing)。因為參考點的間距I是已知的，需要確定的只有一個參考點沿著行進涵蓋的距離，因為另一個參考點沿著行進涵蓋的距離可以計算得到。在運行方向上位于前面的參考點25現在朝著不連續點30運動。當其這樣做時，控制和計算單元13確定前參考點是否·仍然在直線部分20A上或者其是否已經在曲線部分上，在該曲線部分上前參考點的位置與存儲的設計模型進行比較。結果，能夠獲得的不僅有偏差和段，而且有關于在期望的行進路徑的曲率的數據，也即指明參考點是否在期望的行進路徑的直線或曲線部分上或其附近的數據。所有的數據連續寫入控制和計算單元23的存儲器23A上。在這樣的時間點，即在運行方向上位于前面的參考點25達到不連續點30時,前參考點的位置改變。控制和計算單元在該時間點產生控制信號，因為前參考點“檢測到”曲線的開始。然后在相對于機械的坐標系(X，y)中，在與運行方向相反的方向上，前參考點25沿著直線向后轉移，(圖3.2和圖3.3)，直到前參考點與在直線上的后參考點成預定間距，優選地是直到前參考點在后參考點上(圖3.4)。當這完成時，兩個參考點之間的間距I減少所述段所增加的量。前參考點的該轉移優選地連續地發生。當參考點正好在不連續點上時，控制信號優選地通過控制和計算單元產生。然而，基本地，也可能的是，控制信號不是在參考點正好位于不連續點上時產生，而是在基本直線部分(20A)和曲線部分(20B)之間的過渡區域中時產生，也即在其達到不連續點前或達到不連續點后的短距離處時產生。實際中，控制信號在參考點達到不連續點前短距離時產生，從而開始轉向運動，且該轉向運動在達到不連續點之后的短距離內完成。圖3.4和3.5表示當前和后參考點25、26在不連續點30上時，前履帶行走機構單元17A和后履帶行走機構單元17B精確地轉到轉向角度。然而在實際中，當前參考點仍然在達到不連續點之前的預定距離時，轉到轉向角度的過程就開始了。類似地，轉到轉向角度的過程沒有完成，直至前參考點達到不連續點之后的預定距離。在轉到轉向角度的過程中，控制和計算單元23進行從第一控制模式到第二控制模式的切換。然而該切換同樣可以通過機械駕駛員手動地進行。如果控制和計算單元23已預置第二控制模式，其中只有后參考點26是“活動的”，前履帶行走機構單元17A只根據后參考點26到期望的行進路徑20的間距來控制。在該過程期間，前和后履帶行走機構單元的位置滿足阿克曼(Ackermann)轉向的已知條件，這通過附圖中的虛線指示。如果后履帶行走機構單元位于混凝土模具所處的點處的話，所述后履帶行走機構單元可以保持在直線向前位置中行駛。否則，履帶行走機構單元設置到沒有改變的理論或計算得到的轉向角度。該轉向角度將滿足阿克曼轉向所需的條件。圖3.6-3.9表示后參考點26如何以預定間距沿著期望的行進路徑20的曲線部分20B運動。當此發生時，轉向只通過前履帶行走機構單元17A進行，而對后履帶行走機構單元17B的位置沒有作進一步的改變。當先前的后參考點26——其可與先前的前參考點25疊合——達到不連續點時，控制和計算單元23再次產生控制信號，其后，前參考點25再次在運行方向上向前轉移。前參考點25的轉移一直發生，直至兩個點之間的間距再次對應于原先的間距I。結果，不“活動”的前參考點·25在“活動”的后參考點26的前面運動。前參考點25示出為星號，因為其不“活動”。圖3.8表示工程機械在沿著期望的行進路徑的曲線部分運動的過程中。當在工程機械上的后參考點26在不連續點31上時(圖3.9)，前和后履帶行走機構單元17A、17B重新定位用于直線向前的行進(圖3.10)。然而，類似于進入曲線時的方式，該轉向過程在離開曲線時已經開始，此時仍然存在在后參考點26達到不連續點之前的行進的預定距離。類似地，不將履帶行走機構單元定位用于直線向前的行，直至后參考點在越過不連續點預定行進距離I處。因此，控制和計算單元23再次預置第一控制模式，這樣控制再次根據兩個參考點與期望的行進路徑的偏差而進行。如其進入曲線之前相同的方式，工程機械現在再次沿著直線部分30B運動。前參考點25在過渡處從直線部分到曲線部分的轉移使得能夠實現工程機械沿著期望的行進路徑的精確引導。工程機械的替代的實施方式考慮到不使用全球導航衛星系統(GNSS)而采用繩線。該實施方式不同于采用GNSS系統的實施方式的地方只在于各個傳感器(未示出)提供在前和后參考點處，以測量到繩線(未示出)的間距，而不是到虛擬的期望的行進路徑的間距。然后繩線沿著實線(等距線)在結構的內部延伸。傳感器的位置這樣與參考點的方位相同。間距傳感器可以具有機械傳感元件或可以是超聲波傳感器，其在沒有物理接觸的情形下運行。這些類型的傳感器在現有技術中已知。在運行方向上位于后面的傳感器可以在固定位置上緊固到機械的底盤上，而前傳感器可以引導在機械底盤上的軌道上，以在縱向方向上可移動。前傳感器的位移可以通過驅動器(未示出)進行，該驅動器例如可以是電機驅動的心軸驅動器。因此，在替代的實施方式中發生的不是前參考點的轉移，而是間距傳感器自身的轉移，其中不是計算通過坐標系中的坐標限定出的到期望的行進路徑的間距，而是測量到繩線的間距，該繩線沿著期望的行進路徑延伸。上述優點在兩種實施方式中都能獲得，這是通過轉移參考點或轉移位于參考點處的傳感器而實現的。
權利要求
1.自推進工程機械，特別是滑模攤鋪機，其具有底盤(3);具有作業單元(6)，該作業單元設置在該機械的底盤上，并具有用于在一塊地面上生成結構或用于改變該塊地面的作業裝置；具有驅動單元(16)，其使工程機械在地面上進行平移和/或旋轉運動； 還具有控制和計算單元(23)，該控制和計算單元具有:用于確定在工程機械上的至少一個參考點(25)與期望的行進路徑的偏差的裝置，該期望的行進路徑由至少一個直線和/或至少一個曲線限定出；還具有:用于根據工程機械上的至少一個參考點(25)與期望的行進路徑(20)的偏差來控制驅動單元的裝置，從而該參考點沿著期望的行進路徑或者以預定的間距沿著期望的行進路徑運動； 其特征在于: 該控制和計算單元(23)構建為，當工程機械運動時，所述至少一個參考點(25)的位置能夠在相對于工程機械的坐標系(x，y)中根據期望的行進路徑(20)的延伸曲線而改變。
2.根據權利要求1所述的工程機械，其特征在于:所述控制和計算單元(23)構建為，在從期望的行進路徑(20)的基本直線部分(20A)到期望的行進路徑的曲線部分(20B)的過渡處之前，所述至少一個參考點(25)的位置能夠從在運行方向上位于前面的位置轉移到在運行方向上位于后面的位置。
3.根據權利要求1或2所述的工程機械，其特征在于:所述控制和計算單元(23)構建為，在從期望的行進路徑的基本直線部分(20A)到期望的行進路徑的曲線部分(20B)的過渡處之后，所述至少一個參考點(25)的位置能夠從在運行方向上位于后面的位置轉移到在運行方向上位于前面的位置。
4.根據權利要求1-3中的任一項所述的工程機械，其特征在于:所述控制和計算單元(23)具有用于確定工程機械上在運行方向上位于前面的參考點(25)與期望的行進路徑(20)的偏差和工程機械上在運行方向上位于后面的參考點(26)與期望的行進路徑(20)的偏差的裝置，該控制和計算單元(23)構建為，在第一控制模式中，當工程機械沿著期望的行進路徑的基本直線的部分(20A`、20C)運動時，根據在運行方向上位于前面和后面的參考點的偏差來控制驅動單元，從而前參考點和后參考點沿著期望的行進路徑運動，或以間距沿著期望的行進路徑運動。
5.根據權利要求4所述的工程機械，其特征在于:所述控制和計算單元(23)構建為，在從期望的行進路徑的基本直線部分到期望的行進路徑的曲線部分的過渡處之前，使得在運行方向上位于前面的參考點(25)能夠從在運行方向上位于前面的位置轉移到在運行方向上位于后面的位置。
6.根據權利要求4或5所述的工程機械，其特征在于:所述計算和控制單元(23)構建為，在從期望的行進路徑的基本直線部分到期望的行進路徑的曲線部分的過渡處之后，使得在運行方向上位于前面的參考點(25)能夠從在運行方向上位于后面的位置轉移到在運行方向上位于前面的位置。
7.根據權利要求1-6中任一項所述的工程機械，其特征在于:所述計算和控制單元(23)具有用于確定工程機械上在運行方向上位于前面的參考點(25)與期望的行進路徑(20)的偏差和到工程機械上在運行方向上位于后面的參考點(26)與期望的行進路徑(20)的偏差的裝置，該控制和計算單元(23)構建為，在第二控制模式中，當工程機械沿著期望的行進路徑的曲線部分(20B)運動時，根據在運行方向上位于后面的參考點(26)的位置來控制驅動單元，從而后參考點沿著期望的行進路徑運動，或以預定間距沿著與期望的行進路徑運動。
8.根據權利要求4-7中任一項所述的工程機械，其特征在于:使得工程機械能夠在地面上進行平移和/或旋轉運動的所述驅動單元(16)具有前輪或前行走機構單元(17A)和后輪或后行走機構單元(17B)以及用于轉向前輪或前行走機構單元和/或后輪或后行走機構單元的轉向裝置(18)，所述控制和計算單元(23)構建為，在第一控制模式中，前輪或前行走機構單元(17A)和后輪或后行走機構單元(17B)的位置能夠根據前參考點(25)與期望的行進路徑(20)的偏差和后參考點(26)與期望的行進路徑(20)的偏差而變化，且在第二控制模式中，前輪或前行走機構單元(17A)的位置能夠根據后參考點(26)與期望的行進路徑(20)的偏差而變化。
9.根據權利要求1-8中任一項所述的工程機械，其特征在于:所述控制和計算單元(23)具有用于確定限定出期望的行進路徑的延伸曲線的數據的裝置，該控制和計算單元(23)構建為，當在運行方向上位于前面的參考點(26)在位于基本直線部分(20A)和曲線部分(20B)之間的過渡區域中時，產生第一控制信號，從而前參考點(25)能夠從在運行方向上位于前面的位置轉移到在運行方向上位于后面的位置。
10.根據權利要求1-8中任一項所述的工程機械，其特征在于:所述控制和計算單元(23)具有用于確定限定出期望的行進路徑的延伸曲線的數據的裝置，該控制和計算單元 (23)構建為，當在運行方向上位于后面的參考點(25)在位于基本直線部分和曲線部分之間的過渡區域中時，產生第二控制信號，從而前參考點(25)能夠從在運行方向上位于后面的位置轉移到在運行方向上位于前面的位置。
11.根據權利要求ι- ο中任一項所述的工程機械，其特征在于:所述控制和計算單元包括全球導航衛星系統(GNSS) (24)和用于該機械的可編程邏輯控制(PLC)系統。
12.用于控制自推進工程機械、尤其是滑模攤鋪機的驅動單元的方法，使得工程機械能夠在地面上進行平移和/或旋轉運動，其中確定在工程機械上的至少一個參考點與通過至少一個直線和/或曲線限定出的期望的行進路徑的偏差，根據在工程機械上的所述至少一個參考點與期望的行進路徑的偏差來控制該驅動單元，使得在工程機械上的該參考點沿著期望的行進路徑運動或者以間距沿著期望的行進路徑運動， 其特征在于: 所述至少一個參考點的位置能夠在相對于工程機械的坐標系中根據期望的行進路徑的延伸曲線而改變。
13.根據權利要求12所述的方法，其特征在于:在從期望的行進路徑的基本直線部分到期望的行進路徑的曲線部分的過渡處之前，至少一個參考點的位置從在運行方向上位于前面的位置轉移到在運行方向上位于后面的位置。
14.根據權利要求12或13所述的方法，其特征在于:在從期望的行進路徑的基本直線部分到期望的行進路徑的曲線部分的過渡處之后，至少一個參考點的位置從在運行方向上位于后面的位置轉移到在運行方向上位于前面的位置。
15.根據權利要求12-14中任一項所述的方法,其特征在于:確定在運行方向上位于前面的在工程機械上的參考點與期望的行進路徑的偏差和在運行方向上位于后面的在其上的參考點與期望的行進路徑的偏差，當工程機械沿著期望的行進路徑的基本直線部分運動時，在第一控制模式中根據在運行方向上位于前面和后面的參考點的偏差來控制驅動單元，從而前參考點和后參考點沿著期望的行進路徑或者以間距沿著期望的行進路徑運動。
16.根據權利要求15所述的方法，其特征在于:在從期望的行進路徑的基本直線部分到期望的行進路徑的曲線部分的過渡處之前，在運行方向上位于前面的參考點從在運行方向上位于前面的位置轉移到在運行方向上位于后面的位置。
17.根據權利要求15或16所述的方法，其特征在于:在從期望的行進路徑的基本直線部分到期望的行進路徑的曲線部分的過渡處之后，在運行方向上位于前面的參考點從在運行方向上位于后面的位置轉移到在運行方向上位于前面的位置。
18.根據權利要求12-17中任一項所述的方法，其特征在于:確定在工程機械上的在運行方向上位于前面的機械參考點與期望的行進路徑的偏差和在運行方向上位于后面的在其上的參考點與期望的行進路徑的偏差，當工程機械沿著期望的行進路徑的曲線部分運動時，在第二控制模式中根據在運行方向上位于后面的參考點的位置來控制驅動單元，從而后參考點沿著期望的行進路徑或者以間距沿著期望的行進路徑運動。
19.根據權利要求18所述的方法，其特征在于:在第一控制模式中，前輪或前行走機構單元和后輪或后行走機構單元驅動單元的位置根據前參考點與期望的行進路徑的偏差和后參考點與期望的行進路徑的偏差而變化，而在第二控制模式中，前輪或前行走機構單元的位置根據后參考點與期望的行 走路徑的偏差而變化。
全文摘要
自推進工程機械及控制自推進工程機械的方法。根據本發明的工程機械和方法基于至少一個參考點的位置，當工程機械運動時，至少一個參考點的位置能夠在相對于工程機械的坐標系中根據期望的行進路徑的延伸曲線而改變。在從期望的行進路徑的基本直線部分到期望的行進路徑的曲線部分的過渡處之前，參考點的位置從在運行方向上位于前面的位置轉移到在運行方向上位于后面的位置，而在從期望的行進路徑到其曲線部分的過渡處之后，參考點的位置從在運行方向上位于后面的位置回到在運行方向上位于前面的位置。參考點在從基本直線部分到曲線部分或反之的過渡處的轉移使得能夠實現工程機械沿著期望的行進路徑的精確引導。
文檔編號E01C19/48GK103225251SQ20131003057
公開日2013年7月31日 申請日期2013年1月25日 優先權日2012年1月25日
發明者馬蒂亞斯·弗利茲, 馬丁·達姆, 西魯斯·巴里馬尼, 京特·亨 申請人:維特根有限公司