专利名称：自推进工程机械和控制工程机械的方法
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。USA5，988，936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。根据本发明实现该目的的方式是通过独立权利要求的特征。从属权利要求涉及本发明有利的实施方式。根据本发明的工程机械和根据本发明的方法基于:当工程机械运动时，至少一个参考点的位置能够在相对于工程机械的坐标系中根据期望的行进路径的延伸曲线而改变，该参考点的位置相对于改变的工程机械的控制。参考点的位置优选地连续地改变。然而还可以的是，参考点的位置步进地改变。重要的是，参考点采取多个不同的位置。在从期望的行进路径的基本直线部分到期望的行进路径的曲线部分的过渡处之前，也即在不连续点之前，至少一个参考点的位置从在运行方向上位于前面的位置转移到在运行方向上位于后面的位置，而在从期望的行进路径的基本上直线部分到其曲线部分的过渡处之后，也即在不连续点之后， 至少一个参考点的位置从在运行方向上位于后面的位置转移回到在运行方向上位于前面的位置。本例中参考点位置的转移所意味着的是，用于控制驱动单元的目的的不是在相对于工程机械的坐标系中的固定参考点的位置，而是用于确定运动进入曲线处的位置的参考点。该参考点可以是在工程机械上的“假想的”点。期望的行进路径也可以是“假想的”路径。当期望的行进路径布置在坐标系中时，参考点的位置通过采用全球导航卫星系统(GNSS)参考期望的行进路径而确定时，就是这样的情形。然而，如果期望的行进路径通过绳线布置在地面上，且如果参考点到绳线的间距通过间距传感器测量的话，那么参考点通过在工程机械上的传感器的方位而布置。基本直线部分在实际中也可以意味着具有半径的部分。实际中，其半径例如大于10米的部分可以认为是基本直线的部分。在本发明的优选实施方式中，工程机械的控制和计算单元具有用于确定到在工程机械上的在行进方向上位于前面的参考点与期望的行进路径的偏差和在其上的在行进方向上位于后面的参考点与期望的行进路径的偏差的装置，该控制和计算单元构建为，在第一控制模式中，当工程机械沿着期望的行进路径的基本直线的部分运动时，根据在运行方向的前和后面的参考点的偏 差来控制驱动单元，从而前和后参考点沿着期望的行进路径运动，或以预定间距沿着期望的行进路径运动，也即沿着与期望的行进路径等距的线运动。所述控制和计算单元构建为，在从期望的行进路径的基本直线部分到期望的行进路径的曲线部分的过渡处之前，使得在运行方向上位于前面的参考点从在运行方向上位于前面的位置转移到在运行方向上位于后面的位置。在从期望的行进路径的基本直线部分到期望的行进路径的曲线部分的过渡处之后，使得在运行方向上位于前面的参考点从在运行方向上位于后面的位置转移回到在运行方向上位于前面的位置。该控制和计算单元优选地构建为，在第二控制模式中，当工程机械沿着期望的行进路径的曲线部分运动时，根据在运行方向上位于后面的参考点的位置来控制驱动单元，从而后参考点沿着期望的行进路径运动，或以间距沿着期望的行进路径运动。可选地，机械也可以沿着曲线部分通过彼此邻近和非常靠近的两个参考点而控制，此时一个参考点将位于模具出口前面短距离处，而另一个参考点将位于其后面的短距离处。具有使工程机械能够在地面上进行平移和/或旋转运动的驱动装置的驱动单元优选地具有前轮或前行走机构单元和后轮或后行走机构单元以及用于转向前轮或前行走机构单元和/或后轮或后行走机构单元的转向装置。基本上，进入曲线可以通过机械的驾驶员例如操作开关、按钮或类似物而发起。然而对于进入曲线还可能的是，通过采用全球导航卫星系统(GNSS)而检测，从而能够得知布置在坐标系中的期望的行进路径和不连续点的位置。
本发明的实施方式将参考附图详细解释。其中:图1是滑模摊铺机的实施方式的侧视图；图2是道路铣刨机的实施方式的侧视图；图3.1是滑模摊铺机在第一位置的高度简化的示意图，其中滑模摊铺机沿着预定期望行进路径的直线部分运动；图3.2表示在第二位置的滑模摊铺机，其中滑模摊铺机在预定行进路径中沿着直线部分朝着第一不连续点运动；图3.3表示在第三位置的滑模摊铺机，其中滑模摊铺机在预定行进路径中沿着直线部分朝着第一不连续点继续运动；图3.4表示在第四位置的滑模摊铺机，其中滑模摊铺机在预定行进路径中位于第一不连续点处；图3.5表示在第五位置的滑模摊铺机，其中滑模摊铺机位于第一不连续点处；图3.6表示在第六位置的滑模摊铺机，其中滑模摊铺机沿着预定行进路径的曲线部分运动；图3.7表示在第七位置的滑模摊铺机，其中滑模摊铺机朝着第二不连续点沿着预定行进路径的曲线部分运动；图3.8表示在第八位置的滑模摊铺机，其中滑模摊铺机朝着第二不连续点沿着预定行进路径的曲线部分继续运动；
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图3.9表示在第九位置的滑模摊铺机，其中滑模摊铺机位于第二不连续点；图3.10表示在第十位置的滑模摊铺机，其中滑模摊铺机位于第二不连续点；图3.11表示在第十一位置的滑模摊铺机，其位于在从预定行进路径的曲线部分到其直线部分的过渡处之后。
具体实施例方式图1是滑模摊铺机的侧视图，其用作自推进工程机械的例子。因为这样的滑模摊铺机是现有技术的一部分，所以所有将在这里描述的是对于本发明为实质性的工程机械的那些组件。滑模摊铺机I具有底盘2，其通过行走机构3承载。行走机构3具有两个前和两个后履带行走机构单元4A、4B，它们紧固到前和后升降柱5A、5B上。滑模摊铺机的运行方向(行进方向)通过箭头A指示。履带行走机构单元4A、4B和升降柱5A、5B是驱动单元的一部分，使得工程机械能够在地面上进行平移和/或旋转运动。通过升高和下降升降柱5A、5B，机械的底盘2能够相对于地面运动，以调节其高度和倾斜度。工程机械能够通过可转向的履带行走机构单元4A、4B向前和向后运动。这样，工程机械具有三个平移自由度和三个旋转自由度。滑模摊铺机I具有用于模制混凝土的装置6，其只示意出并将在下面称为混凝土模具。混凝土模具是作业单元的一部分，该作业单元具有用于在地面上生成预定形状的结构7的作业装置。图2是自推进道路铣刨机的侧视图，其用作工程机械的另一个例子。该道路铣刨机也具有底盘9，该底盘通过行走机构10承载。行走机构10也具有前和后履带行走机构单元12A、12B，它们紧固到前和后升降柱13A、13B上。道路铣刨机具有作业单元14，其具有作业装置，以改变地面。这是具有安装有铣刨刀具的铣刨鼓14A的铣刨装置14。图3.1-3.11表示进入和离开曲线时，工程机械的不同位置，其只以高度简化的形式示出。本实施方式是仅仅为示意性的滑模摊铺机。其具有底盘15，具有前和后履带行走机构单元17A、17B的驱动单元16，用于转向前和后履带行走机构单元17A、17B和混凝土模具19的转向装置。该滑模摊铺机将生成作为结构的“雪茄”形式的交通岛。为此，滑模摊铺机必须沿着预定行进路径运动，所述预定行进路径下文中将称为期望的行进路径20。图3.1到3.11只示出期望的行进路径的一部分，通过其限定出雪茄的几何形状。期望的行进路径20具有第一直线部分20A，其融入到涵盖180°的圆弧部分20B，该圆弧部分接着跟随有直线部分20C。在本实施方式中，期望的行进路径的延伸曲线布置在坐标系(X，Y)中，该坐标系独立于工程机械的运动。除了固定坐标系(X，Y)，图3.1-3.11还示出相对于工程机械的坐标系(x，y)。为控制驱动单元16，工程机械具有控制和计算单元23，其仅仅示意性地示出。控制和计算单元23这样控制驱动单元16，使得工程机械在地面上进行所需的平移和/或旋转运动，以使得当工程机械沿着预定的期望的行进路径运动时，其能够生成结构22或改变地面。控制和计算单元23包括所需的所有组件，以执行计算操作和为驱动单元16产生控制信号。其可以是一个自包含的子装置，或可以包括多个分开的子装置，这些子装置不仅可以设置在工程机械上，而且一些或所有也可以设置在位于工程机械附近的地面上。在本实施方式中，控制和计算单元23具有全球导航卫星系统(GNSS) 24，其包括第一 GNSS接收器24A和第二 GNSS接收器24B，它们设置在工程机械上的不同位置。除了两个GNSS接收器，全球导航卫星系统(GNSS)还可以在地面上具有参考站(未示出)，以产生校正信号。通过采用两个GNSS接收器，GNSS系统24确定数据，该数据给出GNSS接收器在坐标系(X，Y)中的位置。此外·，控制和计算单元还可以具有可编程逻辑控制系统，其也称为PLC系统。通过两个GNSS接收器24Α、24Β的位置和工程机械已知的几何尺寸，控制和计算单元23计算在工程机械上并在运行方向上位于前面处的参考点25的位置，以及在机械上并在运行方向上位于后面处的参考点26的位置。这两个参考点25、26位于直线上，该直线平行于工程机械的纵向轴线延伸。后参考点26在本例中与混凝土模具19的一个边缘成一直线，该边缘在内侧并在行进方向上位于后面。该边缘对应于将要生成的结构22的外边界。这两个参考点以间距I设置。控制和计算单元23还具有用于确定限定出期望的行进路径20的延伸曲线的数据。采用虚拟设计模型，由期望的行进路径的延伸曲线预设在坐标系(X，Y)中。该设计模型可以手动地输入，或可以从数据载体读取到属于控制和计算单元23的存储器23Α内。此外，控制和计算单元23还具有用于确定到在运行方向上位于前面的参考点25的位置与期望的行进路径20的偏差和在运行方向上位于后面的参考点26的位置与期望的行进路径20的偏差的装置。控制和计算单元23根据参考点和期望的行进路径之间的间距来控制驱动单元，也即前和后履带行走机构单元17Α、17Β。控制和计算单元为此目的提供两种控制模式。在第一控制模式中，根据后参考点26和期望的行进路径之间的间距以及在前参考点25和期望的行进路径之间的间距来控制驱动单元16。驱动单元的控制这样发生，使得后和前参考点的该间距对应于土木工程向前运动、也即工程机械以预定间距沿着期望的行进路径运动的过程中的预定值。后履带行走机构单元17Β的枢转位置在本例中根据后参考点26与期望的行进路径20的偏差来控制，前履带行走机构单元17Α的枢转位置根据前参考点25与期望的行进路径20的偏差来控制。参考点与期望的行进路径20的偏差通过控制和计算单元采用GPS系统24而得以计算。另一方面，在第二控制模式中，根据只在后参考点26与期望的行进路径20之间的偏差来控制驱动单元16。前履带行走机构单元17Β的控制这样进行，使得在工程机械上的后参考点的间距在工程机械前进运动过程、也即后参考点以预定的间距沿着期望的行进路径运动中对应于预定值。图3.1-3.5表示工程机械的运动，其沿着期望的行进路径20的直线部分20A前进。在该运动过程中，控制和计算单元23预置第一控制模式，从而两个参考点25、26是“活动的”。在本例中，两个参考点以在平行于机械纵向轴线的轴线上的预定间距I，一个位于另一个的后面。当其沿着直线部分20A行进时，工程机械靠近第一不连续点30，也即直线部分20A融入曲线部分20B处的点。在该行进过程中，控制和计算单元23连续地确定参考点与期望的行进路径的偏差以及参考点已经沿着该行进涵盖的距离。该涵盖的距离在下文中称为段(stationing)。因为参考点的间距I是已知的，需要确定的只有一个参考点沿着行进涵盖的距离，因为另一个参考点沿着行进涵盖的距离可以计算得到。在运行方向上位于前面的参考点25现在朝着不连续点30运动。当其这样做时，控制和计算单元13确定前参考点是否·仍然在直线部分20A上或者其是否已经在曲线部分上，在该曲线部分上前参考点的位置与存储的设计模型进行比较。结果，能够获得的不仅有偏差和段，而且有关于在期望的行进路径的曲率的数据，也即指明参考点是否在期望的行进路径的直线或曲线部分上或其附近的数据。所有的数据连续写入控制和计算单元23的存储器23A上。在这样的时间点，即在运行方向上位于前面的参考点25达到不连续点30时,前参考点的位置改变。控制和计算单元在该时间点产生控制信号，因为前参考点“检测到”曲线的开始。然后在相对于机械的坐标系(X，y)中，在与运行方向相反的方向上，前参考点25沿着直线向后转移，(图3.2和图3.3)，直到前参考点与在直线上的后参考点成预定间距，优选地是直到前参考点在后参考点上(图3.4)。当这完成时，两个参考点之间的间距I减少所述段所增加的量。前参考点的该转移优选地连续地发生。当参考点正好在不连续点上时，控制信号优选地通过控制和计算单元产生。然而，基本地，也可能的是，控制信号不是在参考点正好位于不连续点上时产生，而是在基本直线部分(20A)和曲线部分(20B)之间的过渡区域中时产生，也即在其达到不连续点前或达到不连续点后的短距离处时产生。实际中，控制信号在参考点达到不连续点前短距离时产生，从而开始转向运动，且该转向运动在达到不连续点之后的短距离内完成。图3.4和3.5表示当前和后参考点25、26在不连续点30上时，前履带行走机构单元17A和后履带行走机构单元17B精确地转到转向角度。然而在实际中，当前参考点仍然在达到不连续点之前的预定距离时，转到转向角度的过程就开始了。类似地，转到转向角度的过程没有完成，直至前参考点达到不连续点之后的预定距离。在转到转向角度的过程中，控制和计算单元23进行从第一控制模式到第二控制模式的切换。然而该切换同样可以通过机械驾驶员手动地进行。如果控制和计算单元23已预置第二控制模式，其中只有后参考点26是“活动的”，前履带行走机构单元17A只根据后参考点26到期望的行进路径20的间距来控制。在该过程期间，前和后履带行走机构单元的位置满足阿克曼(Ackermann)转向的已知条件，这通过附图中的虚线指示。如果后履带行走机构单元位于混凝土模具所处的点处的话，所述后履带行走机构单元可以保持在直线向前位置中行驶。否则，履带行走机构单元设置到没有改变的理论或计算得到的转向角度。该转向角度将满足阿克曼转向所需的条件。图3.6-3.9表示后参考点26如何以预定间距沿着期望的行进路径20的曲线部分20B运动。当此发生时，转向只通过前履带行走机构单元17A进行，而对后履带行走机构单元17B的位置没有作进一步的改变。当先前的后参考点26——其可与先前的前参考点25叠合——达到不连续点时，控制和计算单元23再次产生控制信号，其后，前参考点25再次在运行方向上向前转移。前参考点25的转移一直发生，直至两个点之间的间距再次对应于原先的间距I。结果，不“活动”的前参考点·25在“活动”的后参考点26的前面运动。前参考点25示出为星号，因为其不“活动”。图3.8表示工程机械在沿着期望的行进路径的曲线部分运动的过程中。当在工程机械上的后参考点26在不连续点31上时(图3.9)，前和后履带行走机构单元17A、17B重新定位用于直线向前的行进(图3.10)。然而，类似于进入曲线时的方式，该转向过程在离开曲线时已经开始，此时仍然存在在后参考点26达到不连续点之前的行进的预定距离。类似地，不将履带行走机构单元定位用于直线向前的行，直至后参考点在越过不连续点预定行进距离I处。因此，控制和计算单元23再次预置第一控制模式，这样控制再次根据两个参考点与期望的行进路径的偏差而进行。如其进入曲线之前相同的方式，工程机械现在再次沿着直线部分30B运动。前参考点25在过渡处从直线部分到曲线部分的转移使得能够实现工程机械沿着期望的行进路径的精确引导。工程机械的替代的实施方式考虑到不使用全球导航卫星系统(GNSS)而采用绳线。该实施方式不同于采用GNSS系统的实施方式的地方只在于各个传感器(未示出)提供在前和后参考点处，以测量到绳线(未示出)的间距，而不是到虚拟的期望的行进路径的间距。然后绳线沿着实线(等距线)在结构的内部延伸。传感器的位置这样与参考点的方位相同。间距传感器可以具有机械传感元件或可以是超声波传感器，其在没有物理接触的情形下运行。这些类型的传感器在现有技术中已知。在运行方向上位于后面的传感器可以在固定位置上紧固到机械的底盘上，而前传感器可以引导在机械底盘上的轨道上，以在纵向方向上可移动。前传感器的位移可以通过驱动器(未示出)进行，该驱动器例如可以是电机驱动的心轴驱动器。因此，在替代的实施方式中发生的不是前参考点的转移，而是间距传感器自身的转移，其中不是计算通过坐标系中的坐标限定出的到期望的行进路径的间距，而是测量到绳线的间距，该绳线沿着期望的行进路径延伸。上述优点在两种实施方式中都能获得，这是通过转移参考点或转移位于参考点处的传感器而实现的。
权利要求
1.自推进工程机械，特别是滑模摊铺机，其具有底盘(3);具有作业单元(6)，该作业单元设置在该机械的底盘上，并具有用于在一块地面上生成结构或用于改变该块地面的作业装置；具有驱动单元(16)，其使工程机械在地面上进行平移和/或旋转运动； 还具有控制和计算单元(23)，该控制和计算单元具有:用于确定在工程机械上的至少一个参考点(25)与期望的行进路径的偏差的装置，该期望的行进路径由至少一个直线和/或至少一个曲线限定出；还具有:用于根据工程机械上的至少一个参考点(25)与期望的行进路径(20)的偏差来控制驱动单元的装置，从而该参考点沿着期望的行进路径或者以预定的间距沿着期望的行进路径运动； 其特征在于: 该控制和计算单元(23)构建为，当工程机械运动时，所述至少一个参考点(25)的位置能够在相对于工程机械的坐标系(x，y)中根据期望的行进路径(20)的延伸曲线而改变。
2.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于:所述控制和计算单元(23)构建为，在从期望的行进路径(20)的基本直线部分(20A)到期望的行进路径的曲线部分(20B)的过渡处之前，所述至少一个参考点(25)的位置能够从在运行方向上位于前面的位置转移到在运行方向上位于后面的位置。
3.根据权利要求1或2所述的工程机械，其特征在于:所述控制和计算单元(23)构建为，在从期望的行进路径的基本直线部分(20A)到期望的行进路径的曲线部分(20B)的过渡处之后，所述至少一个参考点(25)的位置能够从在运行方向上位于后面的位置转移到在运行方向上位于前面的位置。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的工程机械，其特征在于:所述控制和计算单元(23)具有用于确定工程机械上在运行方向上位于前面的参考点(25)与期望的行进路径(20)的偏差和工程机械上在运行方向上位于后面的参考点(26)与期望的行进路径(20)的偏差的装置，该控制和计算单元(23)构建为，在第一控制模式中，当工程机械沿着期望的行进路径的基本直线的部分(20A`、20C)运动时，根据在运行方向上位于前面和后面的参考点的偏差来控制驱动单元，从而前参考点和后参考点沿着期望的行进路径运动，或以间距沿着期望的行进路径运动。
5.根据权利要求4所述的工程机械，其特征在于:所述控制和计算单元(23)构建为，在从期望的行进路径的基本直线部分到期望的行进路径的曲线部分的过渡处之前，使得在运行方向上位于前面的参考点(25)能够从在运行方向上位于前面的位置转移到在运行方向上位于后面的位置。
6.根据权利要求4或5所述的工程机械，其特征在于:所述计算和控制单元(23)构建为，在从期望的行进路径的基本直线部分到期望的行进路径的曲线部分的过渡处之后，使得在运行方向上位于前面的参考点(25)能够从在运行方向上位于后面的位置转移到在运行方向上位于前面的位置。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的工程机械，其特征在于:所述计算和控制单元(23)具有用于确定工程机械上在运行方向上位于前面的参考点(25)与期望的行进路径(20)的偏差和到工程机械上在运行方向上位于后面的参考点(26)与期望的行进路径(20)的偏差的装置，该控制和计算单元(23)构建为，在第二控制模式中，当工程机械沿着期望的行进路径的曲线部分(20B)运动时，根据在运行方向上位于后面的参考点(26)的位置来控制驱动单元，从而后参考点沿着期望的行进路径运动，或以预定间距沿着与期望的行进路径运动。
8.根据权利要求4-7中任一项所述的工程机械，其特征在于:使得工程机械能够在地面上进行平移和/或旋转运动的所述驱动单元(16)具有前轮或前行走机构单元(17A)和后轮或后行走机构单元(17B)以及用于转向前轮或前行走机构单元和/或后轮或后行走机构单元的转向装置(18)，所述控制和计算单元(23)构建为，在第一控制模式中，前轮或前行走机构单元(17A)和后轮或后行走机构单元(17B)的位置能够根据前参考点(25)与期望的行进路径(20)的偏差和后参考点(26)与期望的行进路径(20)的偏差而变化，且在第二控制模式中，前轮或前行走机构单元(17A)的位置能够根据后参考点(26)与期望的行进路径(20)的偏差而变化。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的工程机械，其特征在于:所述控制和计算单元(23)具有用于确定限定出期望的行进路径的延伸曲线的数据的装置，该控制和计算单元(23)构建为，当在运行方向上位于前面的参考点(26)在位于基本直线部分(20A)和曲线部分(20B)之间的过渡区域中时，产生第一控制信号，从而前参考点(25)能够从在运行方向上位于前面的位置转移到在运行方向上位于后面的位置。
10.根据权利要求1-8中任一项所述的工程机械，其特征在于:所述控制和计算单元(23)具有用于确定限定出期望的行进路径的延伸曲线的数据的装置，该控制和计算单元 (23)构建为，当在运行方向上位于后面的参考点(25)在位于基本直线部分和曲线部分之间的过渡区域中时，产生第二控制信号，从而前参考点(25)能够从在运行方向上位于后面的位置转移到在运行方向上位于前面的位置。
11.根据权利要求ι- ο中任一项所述的工程机械，其特征在于:所述控制和计算单元包括全球导航卫星系统(GNSS) (24)和用于该机械的可编程逻辑控制(PLC)系统。
12.用于控制自推进工程机械、尤其是滑模摊铺机的驱动单元的方法，使得工程机械能够在地面上进行平移和/或旋转运动，其中确定在工程机械上的至少一个参考点与通过至少一个直线和/或曲线限定出的期望的行进路径的偏差，根据在工程机械上的所述至少一个参考点与期望的行进路径的偏差来控制该驱动单元，使得在工程机械上的该参考点沿着期望的行进路径运动或者以间距沿着期望的行进路径运动， 其特征在于: 所述至少一个参考点的位置能够在相对于工程机械的坐标系中根据期望的行进路径的延伸曲线而改变。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于:在从期望的行进路径的基本直线部分到期望的行进路径的曲线部分的过渡处之前，至少一个参考点的位置从在运行方向上位于前面的位置转移到在运行方向上位于后面的位置。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于:在从期望的行进路径的基本直线部分到期望的行进路径的曲线部分的过渡处之后，至少一个参考点的位置从在运行方向上位于后面的位置转移到在运行方向上位于前面的位置。
15.根据权利要求12-14中任一项所述的方法,其特征在于:确定在运行方向上位于前面的在工程机械上的参考点与期望的行进路径的偏差和在运行方向上位于后面的在其上的参考点与期望的行进路径的偏差，当工程机械沿着期望的行进路径的基本直线部分运动时，在第一控制模式中根据在运行方向上位于前面和后面的参考点的偏差来控制驱动单元，从而前参考点和后参考点沿着期望的行进路径或者以间距沿着期望的行进路径运动。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于:在从期望的行进路径的基本直线部分到期望的行进路径的曲线部分的过渡处之前，在运行方向上位于前面的参考点从在运行方向上位于前面的位置转移到在运行方向上位于后面的位置。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于:在从期望的行进路径的基本直线部分到期望的行进路径的曲线部分的过渡处之后，在运行方向上位于前面的参考点从在运行方向上位于后面的位置转移到在运行方向上位于前面的位置。
18.根据权利要求12-17中任一项所述的方法，其特征在于:确定在工程机械上的在运行方向上位于前面的机械参考点与期望的行进路径的偏差和在运行方向上位于后面的在其上的参考点与期望的行进路径的偏差，当工程机械沿着期望的行进路径的曲线部分运动时，在第二控制模式中根据在运行方向上位于后面的参考点的位置来控制驱动单元，从而后参考点沿着期望的行进路径或者以间距沿着期望的行进路径运动。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于:在第一控制模式中，前轮或前行走机构单元和后轮或后行走机构单元驱动单元的位置根据前参考点与期望的行进路径的偏差和后参考点与期望的行进路径的偏差而变化，而在第二控制模式中，前轮或前行走机构单元的位置根据后参考点与期望的行 走路径的偏差而变化。
全文摘要
自推进工程机械及控制自推进工程机械的方法。根据本发明的工程机械和方法基于至少一个参考点的位置，当工程机械运动时，至少一个参考点的位置能够在相对于工程机械的坐标系中根据期望的行进路径的延伸曲线而改变。在从期望的行进路径的基本直线部分到期望的行进路径的曲线部分的过渡处之前，参考点的位置从在运行方向上位于前面的位置转移到在运行方向上位于后面的位置，而在从期望的行进路径到其曲线部分的过渡处之后，参考点的位置从在运行方向上位于后面的位置回到在运行方向上位于前面的位置。参考点在从基本直线部分到曲线部分或反之的过渡处的转移使得能够实现工程机械沿着期望的行进路径的精确引导。
文档编号E01C19/48GK103225251SQ20131003057
公开日2013年7月31日 申请日期2013年1月25日 优先权日2012年1月25日
发明者马蒂亚斯·弗利兹, 马丁·达姆, 西鲁斯·巴里马尼, 京特·亨 申请人:维特根有限公司