CN107090764B - 用于控制具有齿轮的路面整修机的方法和具有齿轮的路面整修机 - Google Patents

用于控制具有齿轮的路面整修机的方法和具有齿轮的路面整修机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于控制具有齿轮的路面整修机的方法和具有齿轮的路面整修机，所述路面整修机(1)具有用于接收摊铺物料的物料料斗(2)、用于压实摊铺物料的熨平板(3)、可驱动的后轮(10)和可驱动的前轮(1)。测量所述路面整修机(1)的述后轮(10)的旋转速度。此外，测量所述路面整修机(1)的行进速度。基于所述后轮(10)的所测得的旋转速度和所述路面整修机(1)的所测得的行进速度来计算路面整修机(1)的所述前轮(12)的目标驱动转矩。然后，所述前轮(12)的实际驱动转矩调节到所计算出的目标驱动转矩。本发明还涉及路面整修机(1)。

Description

用于控制具有齿轮的路面整修机的方法和具有齿轮的路面整 修机
技术领域
本发明涉及具有可驱动轮的路面整修机以及用于控制这种路面整修机的方法。
背景技术
从EP 0 743 219B1已知一种具有后部齿轮和前部齿轮的路面整修机。后部行驶机构包括两个较大的轮，而前部行驶机构包括一对较小的轮。在作业速度范围内，后轮被永久驱动。前轮可根据需要被驱动。提供了用于扫描轮速度的传感器。借助于传感器数据，检测前轮和后轮之间的速度差，并且相应地校正前轮和后轮的速度。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种具有可驱动轮的路面整修机以及一种用于控制具有可驱动轮的路面整修机的方法，其关于路面整修机的驱动进行了改进。
该目的通过根据权利要求1所述的方法以及根据权利要求9所述的路面整修机实现。从属权利要求指示本发明的有利实施例。
在根据本发明的方法中受控制的路面整修机和根据本发明的路面整修机包括优选地位于路面整修机摊铺方向上的前部的用于接收摊铺物料(特别是沥青摊铺物料)的物料料斗。用于压实摊铺物料的熨平板优选设置在路面整修机的行驶方向的后部。路面整修机包括用于移动路面整修机的可驱动的后轮和可驱动的前轮。优选地，设置至少两个后轮和至少两个前轮，后轮和前轮分别成对布置。成对设置的两个后轮可一起或单独地被驱动。此外，成对设置的两个前轮可一起或单独地被驱动。在此，有利的是后轮的轮直径大于前轮的轮直径。为了增加路面整修机的稳定性，可有利地提供两对前轮。在这种情况下，至少一对前轮可以是可驱动的，优选地是后面的一对前轮可以是可驱动的。作为替代，两对前轮可以是可驱动的，特别是可单独地或一起驱动。
根据本发明的第一方面，现在提供一种用于控制这种路面整修机的方法。由此，测量路面整修机后轮的旋转速度。这可通过轮传感器单元来完成，轮传感器单元例如可包括光学传感器。还可以设想到的是测量路面整修机的两个后轮、特别是两个可驱动后轮的旋转速度。
在本发明的意义上，术语轮的“旋转速度”包括轮的角速度。此外，术语轮的“旋转速度”将包括在知晓轮直径时在均匀运动下可从其推导出轮的角速度的所有的值或测量值，特别是仅知晓轮直径的情况下，从上述值或测量值可推导出均匀运动下的轮的角速度，例如轮的旋转频率或者轮上的特定测量点的位置的时间历程。
此外，根据本发明，测量路面整修机的行进速度，特别是通过行进速度传感器单元测量路面整修机的行进速度。路面整修机的行进速度表示整个路面整修机整体在地面上移动的速度。
根据本发明，基于路面整修机的测得的后轮旋转速度和测得的行进速度，优选地通过路面整修机的控制单元计算用于路面整修机前轮的目标驱动转矩。优选地还通过控制单元将前轮的实际驱动转矩调节到该计算出的目标驱动转矩。为此目的，可优选通过控制机构来致动前轮的驱动装置。
因此，基于后轮的旋转速度和路面整修机的行进速度来调节前轮的实际驱动转矩。本发明允许自动地调节前轮的驱动转矩。与例如基于经验值的手动调节相比，在根据本发明的方法中，前轮的驱动适应于每种实际当前的操作情况，由此可以降低轮和其它部件的磨损并且可以增加路面整修机的能量效率。
根据本发明，除了考虑后轮的旋转速度之外通过考虑路面整修机的测得的行进速度，还可考虑后轮的可能出现的滑移。因此，可以避免不期望的情况，即将(部分)滑移的后轮的测得的旋转速度无校正地引入到用于前轮的目标驱动转矩的计算中。因此，前轮的控制进一步适应于具体的操作情况并且在磨损和能量效率方面得到改进。
特别是在摊铺操作期间通常以非常慢的作业速度移动的路面整修机的领域中，例如在1-20m/min的范围内的作业速度下，以足够的精度确定路面整修机的行进速度会遇到困难。有利地，路面整修机的行进速度通过设置在路面整修机处并包括至少一个雷达传感器的行进速度传感器单元来测量。通过雷达传感器确定路面整修机的行进速度甚至包括在路面整修机的典型的缓慢摊铺速度下的高精度。此外，雷达传感器允许实时观察路面整修机的行进速度。路面整修机的速度变化几乎瞬时地被测量，这有利于以最佳地适应于所述情况的方式驱动前轮。
雷达传感器优选地适于发射电磁辐射，使得电磁辐射从路面整修机在其上移动的地面反射。反射的辐射然后又由雷达传感器检测。路面整修机的行进速度可基于发射信号和检测信号之间的多普勒频移来推断。为了确保该功能，至少一个雷达传感器的检测方向和/或发射方向可相对于水平面向下倾斜。
如果行进速度传感器单元包括两个雷达传感器，则行进速度测量的精度可进一步增加。在此，第一雷达传感器可在路面整修机的行进方向上面向前面，而第二雷达传感器在路面整修机的行进方向上面向后面。在这种情况下，两个雷达传感器也应当相对于水平面向下倾斜，例如以0°和90°之间的角度，优选地以25°和75°之间的角度相对于水平面向下倾斜。所测得的行进速度可通过将来自两个雷达传感器的单独测得值取平均来确定。
有利地，计算前轮的目标驱动转矩的步骤包括基于测得的后轮的旋转速度和路面整修机的测得的行进速度来确定后轮的实际传输的驱动转矩。基于此，前轮的目标驱动转矩可被设定为与检测到的后轮的实际传输的驱动转矩成比例。这些操作也优选由路面整修机的控制单元来执行。通过确定后轮的实际传输的驱动转矩，考虑基于路面整修机的测得的行进速度的后轮的滑移。通过与后轮的实际传输的驱动转矩成比例地调节前轮的驱动转矩，可以有目的地采用前轮驱动来辅助后轮驱动。根据具体应用领域，可通过适当的比例常数来确定辅助的程度。
此外，确定后轮的实际传输的驱动转矩的步骤有利地包括基于后轮的测得的旋转速度和测得的行进速度来确定后轮的滑移，优选地还通过控制系统。为了确定后轮的滑移，如果滚动条件满足后轮，并且路面整修机以所测得的行进速度移动，则可以首先基于后轮的已知尺寸来确定后轮将在哪一角速度、旋转速度、旋转频率等下移动。然后可将该值与后轮的所测得的旋转速度进行比较，以获得后轮的滑移。然后，通过所确定的后轮的滑移，可优选通过控制单元从所存储的数据记录、特别是特性曲线图中确定或读出后轮的实际传输的驱动转矩以用于确定前轮的实际驱动转矩。所存储的数据记录可包括取决于后轮滑移的后轮的实际传输的驱动转矩的预定值。对于给定的滑移而言，后轮的实际传输的驱动转矩的几个值也可以根据路面整修机的当前存在的操作条件被存储和选择。
特别有利的是，测量路面整修机的两个后轮的旋转速度，优选独立地测量路面整修机的两个后轮的旋转速度。这例如可通过在第二可驱动后轮处的另一个轮传感器单元来实现。可以比较以这种方式测得的两个后轮的旋转速度，特别是通过控制单元来进行比较。优选地，如上所述，然后基于后轮的测得的转速中较低的转速来确定路面整修机前轮的目标驱动转矩。如果在两个后轮处存在不同的大的正滑移(即轮的至少部分滑动)或者仅在一个后轮处存在正滑移，则该过程主要导致改善的结果。确保计算前轮的目标驱动转矩，考虑存在于具有较小正滑移的轮处的状况。由此，可以实现由前轮对后轮的适当且充分的辅助。
根据第二方面，本发明涉及如根据本发明的上述类型的路面整修机。路面整修机还包括用于测量后轮旋转速度的轮传感器单元和用于测量路面整修机的行进速度的行进速度传感器单元。行进速度传感器单元优选地包括雷达传感器。已经关于该方法描述了行进速度传感器单元的其它有利的实施例。此外，路面整修机包括控制单元，其被配置成用于基于后轮的测得的旋转速度和路面整修机的测得的行进速度来计算前轮的目标驱动转矩，并且用于将前轮的实际驱动转矩调节到计算出的目标驱动转矩。有利地，控制单元被配置成用于执行被描述为由控制单元关于根据本发明的方法执行的另外的步骤。
根据本发明的路面整修机适于执行根据本发明的方法。同样，根据本发明的方法适于控制根据本发明的路面整修机。
附图说明
下面，将参照附图通过示例性实施例进一步说明本发明。在图中：
图1示出根据本发明的路面整修机的示意图；
图2示出根据本发明如何将控制单元嵌入到路面整修机的系统中的示意图；
图3示出根据具有两个雷达传感器的实施例的根据本发明的路面整修机的行进速度传感器单元的示意图；以及
图4示出用于说明根据本发明方法实施例确定前轮的目标驱动转矩的流程图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的路面整修机1。它在摊铺方向F上的前部包括用于接收摊铺物料的物料料斗2。在摊铺方向F的后部，熨平板3附接到路面整修机1用于压实摊铺物料。路面整修机1包括底盘4和附接在底盘上的控制平台5，控制平台5具有用于控制路面整修机1的操作控制件6。根据所示实施例的路面整修机1包括两个可驱动的后轮10。在摊铺方向F上在后轮10的前部，路面整修机1包括两个可驱动的前轮12。后轮10可以一起或单独地驱动。前轮12也可以一起或单独地驱动。所示的路面整修机1包括用于进一步稳定的第二对前轮14。该对前轮14可以是可驱动的或不可驱动的，或者其可被完全省略掉。
在图2中所示的实施例中，路面整修机1的两个后轮10沿共同的轴线布置，并且每个后轮具有单独的动力设备A1、A2，例如液压马达。一对可驱动的前轮12也沿着共同的轴线布置并且可分别通过单独的动力设备A3、A4单独地驱动。在此，也可以采用液压马达。动力设备A1、A2、A3、A4均由路面整修机1的马达M驱动。如果动力设备A1、A2、A3、A4被设计为液压马达，则在马达M和相应的动力设备A1、A2、A3、A4之间可以连接一个或多个液压泵P1、P2。一个或多个液压泵P1、P2由马达M驱动，并且又驱动动力设备A1、A2、A3、A4中的一个或几个。在所示的实施例中，设置两个液压泵P1、P2，其中第一液压泵P1驱动后轮10的动力设备A1、A2，第二液压泵P2驱动前轮12的动力设备A3、A4。
在每个后轮10处，设置有用于测量相关联的后轮10的旋转速度的轮传感器单元S1、S2。还可设想到的是，轮传感器单元S1、S2仅设置在一个后轮10处。
此外，根据本发明的路面整修机1包括用于测量路面整修机1的行进速度的行进速度传感器单元20。这种行进速度传感器单元20在图3中更详细地表示。有利地，行进速度传感器单元20包括至少一个雷达传感器22。根据图3中所示的有利实施例，行进速度传感器单元20包括两个雷达传感器22。这些传感器可有利地附接到路面整修机1的底盘4的底侧。也可以设想到将行进速度传感器单元20侧向地附接到路面整修机1。雷达传感器22的操作基于利用多普勒效应。雷达传感器22能够在检测方向D上发射电磁辐射。如图3中所示，雷达传感器22的检测方向D以相对于水平面成角度Φ向下倾斜的方式附接到路面整修机。这确保所发射的电磁辐射被路面整修机1在其上移动的地面30反射。然后由相应的雷达传感器22再次检测所反射的辐射。在该过程中，测量所检测到的辐射的频率。从检测到的电磁辐射的频率与原始发射的电磁辐射的已知频率的差异，可以借助于雷达传感器22的检测方向D的已知倾斜角Φ来确定路面整修机1的行进速度。如果提供两个雷达传感器22，如图3中所示，可以增加测量精度，并且测量可以变得更加独立于地面的任何不平坦性。为此目的，可例如将所获得的测量值取平均。
后轮10的轮传感器单元S1、S2的测得值和行进速度传感器单元20的测得值经由图2中所示的相应数据线42、44、45被提供给控制单元40。基于至少一个后轮10的测得的旋转速度和路面整修机1的测得的行进速度，控制单元40计算目标驱动转矩。该目标驱动转矩作为目标驱动转矩发送，用于通过控制线46、48将前轮12的实际驱动转矩调节到至少一个前轮12的动力设备A3、A4。如图2中所示，目标驱动转矩也可被发送到前轮12或其动力设备A3、A4两者。
图4更详细地示出如何基于至少一个后轮10的所测得的旋转速度和路面整修机1的测得的行进速度来实现对至少一个前轮12的实际驱动转矩的控制。首先，在步骤110中，从后轮10的旋转速度和路面整修机1的行进速度确定各后轮12的滑移。如果确定两个后轮10的旋转速度，如图2中所示，较小的所确定值可用于步骤110和另外的过程。在步骤120中，从存储的数据记录中读出对应于后轮12滑移的后轮12的实际传输的驱动转矩。在步骤130中，设定前轮12的目标驱动转矩。在该过程中，至少一个前轮12的目标驱动转矩通过将从数据记录中读出的实际传输的后轮10的驱动转矩乘以比例常数来获得。如已经描述的那样，在步骤140中，将至少一个前轮12的实际驱动转矩调节到所计算出的目标驱动转矩。这通过将实际驱动转矩从控制单元40经由控制线46、48输出到至少一个前轮12的相应驱动单元A3、A4来完成。驱动单元A3、A4可以包括相应的控制机构，该控制机构被设计成将对应的前轮12的实际驱动转矩调节到由控制单元40提供的目标驱动转矩。
可以设想到的是所存储的数据记录可由用户适应性改变或重新输入。这例如可通过路面整修机的操作控制件6来完成。还可以设想到的是，操作者可优选地还通过操作控制件6适应性地改变在步骤120中使用的比例常数。

Claims (13)

1.一种用于控制路面整修机(1)的方法，所述路面整修机(1)具有用于接收摊铺物料的物料料斗(2)、用于压实摊铺物料的熨平板(3)、可驱动的后轮(10)和可驱动的前轮(12)，所述方法包括：
测量所述后轮(10)的旋转速度；
测量所述路面整修机(1)的行进速度；
基于所述后轮(10)的所测得的旋转速度和所述路面整修机(1)的所测得的行进速度来计算所述前轮(12)的目标驱动转矩；以及
将所述前轮(12)的实际驱动转矩调节到所计算出的目标驱动转矩；
其中，计算所述目标驱动转矩的步骤包括：
基于所述后轮(10)的所测得的旋转速度和所述路面整修机(1)的所测得的行进速度来确定所述后轮(10)的实际传输的驱动转矩；以及
将所述前轮(12)的目标驱动转矩设定为与所述后轮(10)的所确定的实际传输的驱动转矩成比例。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述路面整修机(1)的行进速度利用设置在所述路面整修机(1)处并且包括至少一个雷达传感器(22)的行进速度传感器单元(20)来测量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少一个雷达传感器(22)的检测方向(D)相对于水平面向下倾斜。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述路面整修机(1)的行进速度利用设置在所述路面整修机(1)处并且包括两个雷达传感器(22)的行进速度传感器单元(20)来测量，第一雷达传感器(22)布置在路面整修机(1)处在行进方向(F)上面向前方，以及第二雷达传感器(22)布置在路面整修机(1)处在行进方向(F)上面向后方。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定所述后轮(10)的实际传输的驱动转矩的步骤包括：
基于所述后轮(10)的所测得的旋转速度和所测量的行进速度来确定所述后轮(10)的滑移；以及
通过所存储的数据记录来确定对应于后轮(10)的所确定滑移的后轮(10)的实际传输的驱动转矩。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述所存储的数据记录是特征曲线图。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，测量所述路面整修机(1)的两个后轮(10)的旋转速度；以及
基于后轮(10)的旋转速度中的较小旋转速度来确定路面整修机(1)的前轮(12)的目标驱动转矩。
8.路面整修机(1)，其具有：
用于接收摊铺物料的物料料斗(2)；
用于压实摊铺物料的熨平板(3)；
可驱动的后轮(10)；
可驱动的前轮(12)；
用于测量所述后轮(10)旋转速度的轮传感器单元(S1，S2)；
用于测量所述路面整修机(1)的行进速度的行进速度传感器单元(20)；以及
控制单元(40)，其配置成：
基于所述后轮(10)的所测得的旋转速度和所述路面整修机(1)的所测得的行进速度来计算所述前轮(12)的目标驱动转矩；以及
将所述前轮(12)的实际驱动转矩调节到所计算出的目标驱动转矩；
其中，所述控制单元(40)在计算所述目标驱动转矩时被配置成执行：
基于所述后轮(10)的所测得的旋转速度和所述路面整修机(1)的所测得的行进速度来确定所述后轮(10)的实际传输的驱动转矩；以及
将所述目标驱动转矩设定为与所述后轮(10)的所确定的实际传输的驱动转矩成比例。
9.根据权利要求8所述的路面整修机，其特征在于，所述行进速度传感器单元(20)包括至少一个雷达传感器(22)。
10.根据权利要求9所述的路面整修机，其特征在于，所述至少一个雷达传感器(22)的检测方向(D)相对于水平面向下倾斜。
11.根据权利要求8所述的路面整修机，其特征在于，所述行进速度传感器单元(20)包括两个雷达传感器(22)，第一雷达传感器(22)布置在路面整修机(1)处在行进方向(F)上面向前方，以及第二雷达传感器(22)布置在路面整修机(1)处在行进方向(F)上面向后方。
12.根据权利要求8所述的路面整修机，其特征在于，所述控制单元(40)在确定所述后轮(10)的实际传输的驱动转矩时被配置成执行：
基于所述后轮(10)的所测得的旋转速度和所测得的行进速度来确定所述后轮(10)的滑移；
借助于存储在所述路面整修机(1)的特性曲线图存储器中的数据记录来确定对应于所述后轮(10)的所确定滑移的所述后轮(10)的实际传输的驱动转矩。
13.根据权利要求8所述的路面整修机，还包括另一可驱动的后轮(10)，其特征在于，
所述轮传感器单元(S1，S2)还被配置成测量所述另一个后轮(10)的旋转速度；以及
所述控制单元(40)被配置成基于所述后轮(10)的所测得的旋转速度中的较小的旋转速度来确定所述前轮(12)的目标驱动转矩。
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