DE102005031135A1

DE102005031135A1 - Arbeitswerkzeugrotationssteuersystem und Steuerungsverfahren

Info

Publication number: DE102005031135A1
Application number: DE102005031135A
Authority: DE
Inventors: Patrick M. Peoria Pecchio
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2004-08-27
Filing date: 2005-07-04
Publication date: 2006-03-02
Also published as: US20060042804A1

Abstract

Ein System zur automatischen Bewegung eines Arbeitswerkzeuges einer Arbeitsmaschine weist ein Positionsüberwachungssystem auf, das konfiguriert ist, um eine Position des Arbeitswerkzeuges relativ zu einer aufgezeichneten Landschaft zu verfolgen. Eine Steuervorrichtung ist konfiguriert, um einen Winkel des Arbeitswerkzeuges relativ zur Fahrtrichtung der Arbeitsmaschine ansprechend auf Informationen von dem Positionsüberwachungssystem zu verändern.

Description

Technisches Gebiet
Die Offenbarung ist auf ein System und ein Verfahren zur Steuerung der Bewegung eines Arbeitswerkzeuges gerichtet, und insbesondere auf ein System und ein Verfahren zur Steuerung des Winkels eines Arbeitswerkzeuges relativ zu einer Fahrtrichtung der Arbeitsmaschine.

Hintergrund

Arbeitsmaschinen, wie beispielsweise Motorgrader, Raupentraktoren (beispielsweise Bulldozer), mit Rädern versehene Traktoren, Lader, Bagger usw. können viele Funktionen ausführen, die eine Steuereingabevorrichtung erfordern. Die Steuerung der vielen Steuereingabevorrichtungen an einer Arbeitsmaschine kann einen besonders gut ausgebildeten Bediener erfordern. Auch bei einem ausgebildeten Bediener ist die manuelle Steuerung eines Arbeitswerkzeuges, um viele Erdbewegungsaufgaben auszuführen, insbesondere eine Endbearbeitung wie beispielsweise der letzte Planiervorgang, nicht immer genau und kann mehrere Versuche erfordern, um ein erwünschtes Ergebnis zu erreichen. Eine solche Verdoppelung der Arbeit kann ineffizient, zeitaufwändig und ermüdend für den Bediener sein.

Systeme sind für die Automatisierung von gewissen Funktionen einer Arbeitsmaschine in einem Versuch entwickelt worden, den Wirkungsgrad zu verbessern und das Ausbildungsniveau zu reduzieren, das erforderlich ist, um die Maschine zu betreiben. Beispielsweise beschreibt das US-Patent 5 375 663 ("das '663-Patent"), das am 27. Dezember 1994 an Teach ausgegeben wurde, ein System und ein Verfahren zur automatischen Steuerung eines Bulldozerschildes basierend auf aufgezeichneten Informationen, die in Beziehung mit einem Arbeitsgelände stehen. Das System des '663-Patentes weist verschiedene Laser-Vorrichtungen und Sensoren auf, um die Höhe des Schildes zu verfolgen, wenn der Bulldozer über das Arbeitsgelände fährt. Das System ist konfiguriert um automatisch die Schildhöhe basierend auf der Lage des Schildes mit Bezug zum Arbeitsgelände und der erwünschten Höhe an dieser Stelle zu steuern.

Obwohl das System des '663-Patentes die Genauigkeit beim graden bzw. planieren verbessern kann, und das Niveau der Ausbildung reduzieren kann, das benötigt wird, um die Arbeitsmaschine zu betreiben, macht es keine effiziente Anwendung von jedem Durchgang des Schildes. Während beispielsweise das System des '663-Patentes eine automatisierte Steuerung der Materialmenge aufweist, die von einer speziellen Stelle auf einem Arbeitsgelände weggeschnittenen bzw. weggeschoben wird, weist das System keine automatisierten Merkmale für eine effiziente Verteilung des Materials auf andere Bereiche des Arbeitsgeländes auf.

Das offenbarte Steuersystem ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme zu überwinden.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß einem Aspekt ist die vorliegende Offenbarung auf ein System zur automatischen Bewegung eines Arbeitswerkzeuges einer Arbeitsmaschine gerichtet. Das System weist ein Positionsüberwachungssystem auf, das konfiguriert ist, um eine Position des Arbeitswerkzeuges relativ zu einer aufgezeichneten Landschaft zu verfolgen. Das System kann auch eine Steuervorrichtung aufweisen, die konfiguriert sein kann, um die Bewegung des Arbeitswerkzeuges ansprechend auf Informationen von dem Positionsüberwachungssystem einzuleiten, um den Winkel des Arbeitswerkzeuges relativ zu einer Fahrtrichtung zu verändern.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist die vorliegende Offenbarung auf einen Motorgrader gerichtet, der eine Kabine, ein Traktionssystem bzw. Antriebssystem, eine Leistungsquelle und ein Arbeitswerkzeug aufweist, wenn das in einem Winkel relativ zur Fahrtrichtung des Motorgraders zu positionieren ist.

Das Positionsüberwachungssystem kann die Position des Arbeitswerkzeuges verfolgen. Der Motorgrader kann auch eine Steuervorrichtung aufweisen, die konfiguriert sein kann, um eine Bewegung des Arbeitswerkzeuges ansprechend auf Informationen von dem Positionsüberwachungssystem einzuleiten, um den Winkel des Arbeitswerkzeuges relativ zur Fahrtrichtung zu verändern.

Gemäß einem weiteren Aspekt ist die vorliegende Offenbarung auf ein Verfahren zur Steuerung eines Arbeitswerkzeuges für eine Arbeitsmaschine gerichtet. Das Verfahren weist die Bestimmung einer Ist-Position eines Arbeitswerkzeuges relativ zu einem Arbeitsgelände auf. Mindestens zwei vorbestimmte Bereiche, die für eine Höhenveränderung bezeichnet sind, können mit Bezug zu der Ist-Position des Arbeitswerkzeuges lokalisiert werden. Ein Winkel des Arbeitswerkzeuges relativ zu einer Fahrtrichtung der Arbeitsmaschine kann ansprechend auf eine Beziehung zwischen den mindestens zwei vorbestimmten Bereichen gesteuert werden, die für eine Höhenveränderung vorgesehen sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine diagrammartige Veranschaulichung einer Arbeitsmaschine gemäß einem beispielhaften offenbarten Ausführungsbeispiel;
2 ist eine diagrammartige Veranschaulichung einer Explosionsansicht einer Anordnung aus Zugstangen, Kreis und Formblech bzw. Streichblech gemäß einem beispielhaften offenbarten Ausführungsbeispiel;
3a ist eine diagrammartige Darstellung einer Draufsicht einer Arbeitswerkzeugschildschwenkbewegung gemäß einem beispielhaften offenbarten Ausführungsbeispiel;
3b ist eine diagrammartige Darstellung einer Seitenansicht einer Arbeitswerkzeugschildkippbewegung gemäß einem beispielhaften offenbarten Ausführungsbeispiel;
3c ist eine diagrammartige Darstellung einer Frontansicht einer Arbeitswerkzeugschildhöheneinstellung gemäß einem beispielhaften offenbarten Ausführungsbeispiel;
3d ist eine diagrammartige Darstellung einer Frontansicht einer Arbeitswerkzeugschildneigungseinstellung gemäß einem beispielhaften offenbarten Ausführungsbeispiel;
3e ist eine diagrammartige Darstellung einer Frontansicht einer Arbeitswerkzeugschildseitenverschiebungsbewegung gemäß einem beispielhaften offenbarten Ausführungsbeispiel;
4 ist eine Blockdiagrammdarstellung eines Arbeitswerkzeugsteuersystems gemäß einem beispielhaften offenbarten Ausführungsbeispiel;
5 ist eine diagrammartige Darstellung einer Draufsicht eines Motorgraders auf einem Arbeitsgelände gemäß einem beispielhaften offenbarten Ausführungsbeispiel;
6 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Steuerung des Arbeitswerkzeugwinkels gemäß einem beispielhaften offenbarten Ausführungsbeispiel;
7 ist ein Flussdiagramm eines weiteren Verfahrens zur Steuerung eines Arbeitswerkzeugwinkels gemäß einem beispielhaften offenbarten Ausführungsbeispiel.
Detaillierte Beschreibung
1 veranschaulicht ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel einer Arbeitsmaschine 10, die ein System aufweist, um automatisch ein Arbeitswerkzeug 12 zu bewegen. Obwohl die Arbeitsmaschine 10 als Motorgrader gezeigt ist, kann die Arbeitsmaschine 10 andere Arten von Arbeitsmaschinen aufweisen, beispielsweise Raupentraktoren (beispielsweise Bulldozer), Rad-Traktoren, Lader, Bagger und irgendeine andere Bauart einer Arbeitsmaschine. Die Arbeitsmaschine 10 kann ein Arbeitswerkzeug 12, eine Kabine 14, eine Leistungsquelle 16, eine oder mehrere Traktionsvorrichtungen 18 und Positionsüberwachungssystemkomponenten 20 aufweisen, die eine Steuervorrichtung 22, einen oder mehrere Empfänger 24 eines globalen Positionsbestimmungssystems (GPS-Empfänger), einen Prozessor 26 und eine Monitoranzeige aufweisen.
In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel kann das Arbeitswerkzeug 12 ein Schild 30 aufweisen. Im Falle eines Motorgraders kann das Schild 30 an einer Zugstangen-Streichblech-Kreis-Anordnung (DMC-Anordnung, DMC = Drawbar/Moldboard/Circle) 32 angebracht sein, wie in 2 gezeigt. Die Zugstangen-Streichblech-Kreis-Anordnung 32 kann eine Zugstange 34, ein Streichblech 36 und einen Kreis 38 aufweisen. Das Schild 30 kann an dem Kreis 38 angebracht sein, der drehbar an dem Streichblech 36 befestigt sein kann. Das Streichblech 36 kann an der Zugstange 34 angebracht sein, die an einem vorderen Teil 40 der Arbeitsmaschine 10 mit einer Schwenkverbindung 42 angebracht sein kann. Der Kreis 38 kann um eine Achse 44 in einer Richtung 46 schwenken. Weil der Kreis 38 drehbar an dem Streichblech 36 angebracht sein kann und fest an dem Schild 30 angebracht sein kann, kann die Drehung des Kreises 38 sich in eine Schwenkbewegung des Schildes 30 umwandeln.
Das Schild 30 kann in mehreren Freiheitsgraden eingestellt sein. 3a ist eine Draufsicht des Schildes 30, die eine Schwenkbewegung des Schildes 30 zeigt. Ein gestricheltes Element 48 stellt das Schild 30 dar, nachdem es geschwenkt worden ist. Die Schwenkbewegung des Schildes 30 hat eine Veränderung eines Winkels 50 des Schildes 30 relativ zu einer Fahrtrichtung 52 der Arbeitsmaschine 10 zur Folge.
Zusätzlich zur Schwenkbewegung kann das Schild 30 auch nach vorne und hinten gekippt werden. 3b ist eine Seitenansicht des Schildes 30, die eine Kippbewegung des Schildes 30 zeigt. Ein gestricheltes Element 54 stellt das Schild 30 dar, nachdem es gekippt worden ist. Die Verkippung des Schildes 30 tritt auf, wenn eine obere Kante 56 des Schildes 30 und/oder eine untere Kante 58 des Schildes 30 nach vorne und/oder nach hinten mit Bezug zur anderen Kante verschoben werden, um einen Winkel 60 zwischen einer Achse 62 des Schildes 30 und der Fahrtrichtung 52 zu verändern.
Für die Zwecke dieser Offenbarung bezieht sich der Ausdruck "Rotation" auf eine Schwenkbewegung und/oder eine Kippbewegung des Arbeitswerkzeuges 12, wie oben beschrieben. Beispielsweise kann die "Rotation" des Schildes 30 irgendeine Bewegung aufweisen, die eine Veränderung des Winkels 50 und/oder des Winkels 60 zur Folge hat.
Zusätzlich zur Drehung kann das Schild 30 angehoben und abgesenkt werden, um eine Höhe des Schildes 30 einzustellen. 3c veranschaulicht eine Veränderung der Höhe 64 des Schildes 30 zu einer Arbeitsfläche 66 (beispielsweise dem Boden). Ein gestricheltes Element 68 stellt das Schild 30 dar, nachdem es angehoben worden ist.
3d veranschaulicht eine Veränderung der Neigung des Schildes 30. Ein gestricheltes Element 70 stellt das Schild 30 nach einer Veränderung der Neigung dar. Die Neigung ist eine Funktion einer Differenz zwischen einer Höhe 72 an einem ersten Ende 74 des Schildes 30 und einer Höhe 76 an einem zweiten Ende 78 des Schildes 30. Die Neigung kann bestimmt werden durch Teilen der Differenz zwischen der Höhe 72 und der Höhe 76 durch eine Länge 80 des Schildes 30. Die Einstellung der Neigung kann einen Winkel 82 zwischen einer Längsachse 84 des Schildes 30 und der Arbeitsoberfläche 66 verändern.
3e veranschaulicht eine Seitenverschiebungsbewegung des Schildes 30 über eine Distanz 86. Ein gestricheltes Element 88 stellt das Schild 30 nach einer Seitenverschiebung dar.
Mit Bezug auf 4 kann die Arbeitsmaschine 10 ein Positionsüberwachungssystem 90 aufweisen, welches konfiguriert sein kann, um die Position des Arbeitswerkzeuges 12 relativ zu einer aufgezeichneten Landschaft zu verfolgen. Das Positionsüberwachungssystem 90 kann eine Steuervorrichtung 22, GPS-Empfänger 24, einen Prozessor 26, eine Monitoranzeige 28, einen Speicher 92, einen Winkelpositionssensor 94 und einen Neigungssensor 96 aufweisen.
Das Positionsüberwachungssystem 90 kann den Speicher 92 aufweisen, um Informationen zu speichern. Der Speicher 92 kann in einer Einheit mit der Steuervorrichtung 22 oder mit dem Prozessor 26 oder in einer einzigen Einheit vorgesehen sein, die sowohl die Steuervorrichtung 22 als auch den Prozessor 26 aufweist. Der Speicher 92 kann Karten eines Arbeitsgeländes bzw. einer Baustelle speichern. Die Karten können Höhenkarten der existierenden Landschaft genauso wie Karten aufweisen, die die erwünschte Kontur des Arbeitsgeländes widerspiegeln. Die Karten können auch Differenz-Karten aufweisen, die die Unterschiede der Höhe zwischen der existierenden Landschaft und der erwünschten Kontur des Arbeitsgeländes veranschaulichen.
Die Karten können durch das Positionsüberwachungssystem 90 erzeugt werden. Die Karten können durch Herumfahren auf einem Arbeitsgelände erzeugt werden, wobei Informationen entlang des Weges gesammelt werden. Beim Fahren über das gesamte Arbeitsgelände kann das Positionsüberwachungssystem 90 die tatsächliche Höhe in jedem Bereich des Arbeitsgeländes aufzeichnen. Das Positionsüberwachungssystem 90 kann eine Karte des Arbeitsgeländes aus diesen aufgezeichneten Höhendaten erzeugen.
Es kann auch der Prozessor 26 konfiguriert sein, um Höhenkarten von der existierenden Landschaft bei einem Arbeitsgelände mit Karten der erwünschten Kontur des Arbeitsgeländes zu überlagern oder zu vergleichen. Aus diesen Vergleich kann der Prozessor 26 Karten erzeugen, die Stellen von vorbestimmten Bereichen der aufgezeichneten Landschaft zeigen, die für eine Höhenveränderung vorgesehen sind. Die Bezeichnung bzw. Markierung von Bereichen auf dem Arbeitsgelände für eine Höhenveränderung können für das gesamte Arbeitsgelände eingerichtet werden, bevor der Betrieb der Arbeitsmaschine 10 beginnt, oder kann eingerichtet werden, wenn die Arbeitsmaschine 10 über das Arbeitsgelände fährt.
Zusätzlich können Karten heruntergeladen oder in das Positionsüberwachungssystem 90 von einer außen liegenden Quelle programmiert werden. Wenn beispielsweise eine Maschine zur Anwendung auf einem speziellen Arbeitsgelände ausgelegt ist, können voreingerichtete Karten dieses Arbeitsgeländes in den Speicher 92 heruntergeladen werden. Das Herunterladen oder Programmieren von Informationen in den Speicher 92 kann unter Verwendung von externen Vorrichtungen ausgeführt werden, wie beispielsweise durch Laptops, PDAs bzw. persönliche digitale Assistenten usw.. Die Informationsübertragung zum Speicher 92 kann auch drahtlos mit einer Netzwerkverbindung zu Laptops, PDAs usw. oder mit einem zentralen Server an einer Stelle nicht auf dem Gelände ausgeführt werden.
Der Speicher 92 kann auch andere Informationen speichern, wie beispielsweise Positionsinformationen über die Arbeitsmaschine 10, Positionsinformationen über das Arbeitswerkzeug 12 und Positionsinformationen über Hindernisse auf dem Arbeitsgelände. Diese Informationen können auch in einer oder mehreren Karten des Arbeitsgeländes vorgesehen sein.
Das Positionsüberwachungssystem 90 kann auch eine Monitoranzeige 28 in der Kabine 14 zur Anzeige von Informationen für einen Bediener aufweisen. Die Monitoranzeige 28 kann irgendeine Art einer Anzeige sein, einschließlich Bildschirm anzeigen, wie beispielsweise Katodenstrahlröhren (CRTs), Flüssigkristall anzeigen (LCDs), Plasma-Schirme usw..
Die Monitoranzeige 28 kann Karten anzeigen, die im Speicher 92 gespeichert sind, oder Karten, die von dem Positionsüberwachungssystem 90 erzeugt werden. Die Monitoranzeige 28 kann auch die vergangene, die gegenwärtige und/oder die vorhergesehene zukünftige Position und Orientierung der Arbeitsmaschine 10 und des Arbeitswerkzeuges 12 in Beziehung zu den Karten darstellen. Beispielsweise kann die Monitoranzeige 28 eine Spur anzeigen, wo die Arbeitsmaschine 10 in dem Arbeitsgelände gefahren ist. In ähnlicher Weise kann die Monitoranzeige eine projizierte Route basierend auf der gegenwärtigen Ausrichtung der Arbeitsmaschine 10 zeigen, oder eine vorgeschlagene Route, der der Bediener folgen soll. Die Monitoranzeige 28 kann auch andere Informationen anzeigen, die nicht in Beziehung zu dem Positionsüberwachungssystem 90 sind, wie beispielsweise die Zeitdauer, während der die Maschine gearbeitet hat, Arbeitsmaschinensysteminformationen (beispielsweise Öldruck, Hydraulikströmungsmitteldruck, Kühlmitteltemperatur usw.) und irgendwelche anderen Informationen, die für den Bediener angezeigt werden sollen.
Das Positionsüberwachungssystem 90 kann weiter den Prozessor 26 aufweisen. Der Prozessor 26 kann an irgendeiner geeigneten Stelle auf der Arbeitsmaschine 10 gelegen sein. Der Prozessor 26 kann in seinem eigenen Gehäuse enthalten sein oder kann alternativ in anderen Komponenten der Arbeitsmaschine 10 aufgenommen sein.
Der Prozessor 26 kann Informationen von irgendeiner Quelle aufnehmen, von der Informationen verarbeitet werden sollen. Insbesondere kann der Prozessor 26 Informationen über die Position und die Orientierung des Arbeitswerkzeuges 12 aufnehmen, genauso wie über die Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine 10. Der Prozessor 26 kann diese Informationen von GPS-Empfängern 24, vom Winkelpositionssensor 94, vom Neigungssensor 96 und einem Arbeitsmaschinengeschwindigkeitssensor aufnehmen. Der Prozessor 26 kann auch Informationen vom Speicher 92 aufnehmen.
Der Prozessor 26 kann konfiguriert sein, um zu bestimmen, welche Bewegungen des Arbeitswerkzeuges 12 erwünscht sind, und mit welcher Rate sie vorgenommen werden sollten, und zwar basierend auf Informationen, die er aufnimmt. Der Prozessor 26 kann Signale an die Steuervorrichtung 22 senden, die diese erwünschten Bewegungen übermitteln. Der Prozessor 26 kann auch konfiguriert sein um Signale zur Monitoranzeige 28 zusenden, um die Informationen anzuzeigen, die der Prozessor 26 aufnimmt und/oder verarbeitet.
Die Steuervorrichtung 22 kann auch irgendwo an Bord der Arbeitsmaschine 10 gelegen sein. Die Steuervorrichtung 22 kann in ihrem eigenen Gehäuse enthalten sein, oder kann alternativ mit anderen Komponenten der Arbeitsmaschine 10, die beispielsweise den Prozessor 26 aufweisen, in einem Gehäuse aufgenommen sein. Die Steuervorrichtung 22 und der Prozessor 26 können unabhängige Komponenten sein, wenn beispielsweise das Positionsüberwachungssystem 90 in der Arbeitsmaschine 10 nachgerüstet worden ist, wobei die Arbeitsmaschine 10 schon mit der Steuervorrichtung 22 ausgerüstet war. Als eine weitere Alternative können die Steuervorrichtung 22 oder der Prozessor 26 weggelassen werden, und die Funktionen können von dem anderen Teil ausgeführt werden.
In irgendeiner der zuvor erwähnten Anordnungen kann die Steuervorrichtung 22 konfiguriert sein, um Informationen vom Prozessor 26 bezüglich der erwünschten Bewegungen des Arbeitswerkzeuges 12 aufzunehmen. Die Steuervorrichtung 22 kann auch konfiguriert sein, um Bewegungen des Arbeitswerkzeuges 12 ansprechend auf Informationen vom Prozessor 26 einzuleiten. Die Steuervorrichtung 22 kann konfiguriert sein, um eine Schwenk-, Verkippungs- und Höheneinstellung, eine Neigungseinstellung, eine Seitenverschiebung und irgendwelche anderen erwünschten Bewegungen des Arbeitswerkzeuges 12 einzuleiten. Zusätzlich kann die Steuervorrichtung 22 konfiguriert sein, um die Rate der Drehung des Arbeitswerkzeuges 12 zu variieren, wie vom Prozessor 26 bestimmt, und zwar basierend auf der Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine 10 und/oder einer Distanz zu einem vorbestimmten weggeschobenen oder verfüllten Gebiet.
Das Positionsüberwachungssystem 90 kann konfiguriert sein, um die Position des Arbeitswerkzeuges 12 in drei Dimensionen zu verfolgen. Durch Verwendung dieser Verfolgungsfunktion kann das Positionsüberwachungssystem 90 auch Höhenkarten von einem Arbeitsgelände aktualisieren, wenn das Arbeitswerkzeug 12 die Kontur der Landschaft modifiziert. Um dies zu tun können die Höhe und die Neigung des Arbeitswerkzeuges 12 aufgezeichnet werden, wenn das Arbeitswerkzeug 12 mit dem Gelände an jeder Stelle in Eingriff kommt, während die Arbeitsmaschine 10 über das Arbeitsgelände fährt. Diese aufgezeichneten Informationen können verwendet werden, um eine Karte der tatsächlichen Höhe des Arbeitsgeländes zu aktualisieren.
Das Positionsüberwachungssystem 90 kann auch einen oder mehrere GPS-Empfänger 24 aufweisen, um Signale von einem oder mehreren GPS-Satelliten 98 aufzunehmen. Eine Lokalpositionsbestimmungseinheit 100 kann verwendet werden, um die GPS-Empfänger 24 zu unterstützen. Die Lokalpositionsbestimmungseinheit 100 kann eine Referenzstation auf dem Arbeitsgelände oder nahe diesem sein, die es dem GPS-Empfängern 24 ermöglicht, genauer die Position des Arbeitswerkzeuges 12 zu überwachen.
Im Betrieb kann jeder der GPS-Empfänger 24 mit einem oder mehreren GPS-Satelliten 98 in Verbindung stehen, um seine Position mit Bezug zu einem ausgewählten Koordinatensystem zu bestimmen. Die GPS-Empfänger 24 können an einer oder mehreren Stellen an dem Arbeitswerkzeug 12 angebracht sein, vorzugsweise an einem Ende oder an beiden Enden.
Ein einziger GPS-Empfänger 24, der an dem Arbeitswerkzeug 12 montiert ist, kann die Position des Arbeitswerkzeuges 12 relativ zu einer aufgezeichneten Landschaft bestimmen. Mit mehr als einem GPS-Empfänger 24 kann die Orientierung des Arbeitswerkzeuges 12 ebenfalls bestimmt werden. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel kann das Arbeitswerkzeug 12 zwei GPS-Empfänger 24 besitzen, die daran montiert sind. Die 2 GPS-Empfänger 24 können an den Enden oder nahe den Enden des Arbeitswerkzeuges 12 angeordnet sein, um die Position von jedem der Enden zu bestimmen. Wenn man die Position von jedem Ende des Arbeitswerkzeuges 12 kennt, kann der Prozessor 26 die Orientierung des Arbeitswerkzeuges 12 bestimmen. Beispielsweise kann der Prozessor 26 den Schwenkwinkel durch Bestimmung der Position der zwei Enden des Arbeitswerkzeuges 12 relativ zueinander bestimmen. In ähnlicher Weise kann der Prozessor 26 die Neigung des Ar beitswerkzeuges 12 durch einen Vergleich der Höhe von einem Ende des Arbeitswerkzeuges 12 mit der Höhe des anderen Endes bestimmen.
Während zwei GPS-Sensoren 24 an dem Arbeitswerkzeug 12 montiert sein können, können gewisse Ausführungsbeispiele nur einen GPS-Sensor 24 aufweisen, der an dem Arbeitswerkzeug 12 montiert ist. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel kann das Arbeitswerkzeug 12 einen einzigen GPS-Sensor 24 an einem Ende haben, um seine Lage auf einem Arbeitsgelände zu bestimmen. Ein Winkelpositionssensor 94 kann an dem Arbeitswerkzeug 12 vorgesehen sein, um den Schwenkwinkel zu bestimmen. Das Arbeitswerkzeug 12 kann auch einen Neigungssensor 96 aufweisen, um die Neigung des Arbeitswerkzeuges 12 zu detektieren. Die Position und die Höhe an einem Ende des Arbeitswerkzeuges 12 können durch den GPS-Empfänger 24 bestimmt werden. Der Schwenkwinkel des Arbeitswerkzeuges 12 kann durch den Winkelpositionssensor 94 bestimmt werden, und nicht durch die Bestimmung der Position von beiden Enden des Arbeitswerkzeuges 12 mit GPS-Empfängern 24. In ähnlicher Weise kann die Neigung des Arbeitswerkzeuges 12 durch den Neigungssensor 96 bestimmt werden und nicht durch den Vergleich der Höhen, die von den GPS-Empfängern 24 an beiden Enden des Arbeitswerkzeuges 12 gemessen werden.
Die Lokalpositionsbestimmungseinheit 100 kann irgendein System zur Bestimmung der Position des Arbeitswerkzeuges 12 in einem Koordinatensystem sein. Die Lokalpositionsbestimmungseinheit 100 kann auf einer überwachten Stelle in einer bekannten Position angeordnet sein. Die Lokalpositionsbestimmungseinheit 100 kann ein Teil eines Differential-GPS (GPS = Global Positioning System = Globalpositionsbestimmungssystem) sein, und kann einen GPS-Empfänger 102 aufweisen. Der GPS-Empfänger 102 kann die Position einer Lokalpositionsbestimmungseinheit 100 bestimmen. Das Positionsüberwachungssystem 90 kann die Bekannte (überwachte) Position der Lokalpositionsbestimmungseinheit 100 mit der Position vergleichen, die von dem GPS-Empfänger 102 bestimmt wurde. Das Positionsüberwachungssystem 90 kann einen Korrekturfaktor für irgendeinen Fehler der Po sition berechnen, die von dem GPS-Empfänger 102 bestimmt wurde. Dieser Korrekturfaktor kann verwendet werden, um Fehler in den Positionen zu korrigieren, die von den GPS-Empfängern 24 auf dem Arbeitsgelände 12 bestimmt werden. Die Korrektur dieser Fehler kann ermöglichen, dass eine genauere Position der GPS-Empfänger 24 (und daher des Arbeitswerkzeuges 12) bestimmt wird.
Alternativ kann die Lokalpositionsbestimmungseinheit 100 ein laserbasiertes System sein, um die Position des Arbeitswerkzeuges 12 auf dem Arbeitsgelände zu bestimmen. Die Lokalpositionsbestimmungseinheit 100 kann einen Sender/Empfänger aufweisen, um mit der Arbeitsmaschine 10 zu kommunizieren. Solche Systeme können in ähnlicher Weise wie ein Differential-GPS verwendet werden, wie oben besprochen, um die Genauigkeit des Positionsüberwachungssystem 90 zu verbessern.
Die 5–7, die im folgenden Abschnitt besprochen werden, veranschaulichen den Betrieb der Arbeitsmaschine unter Verwendung der Ausführungsbeispiele des offenbarten Systems.
Industrielle Anwendbarkeit
Das offenbarte System kann auf eine Vielzahl von Arbeitsmaschinen anwendbar sein, die Motorgrader, Raupentraktoren, (beispielsweise Bulldozer) mit Rädern versehene Traktoren, Lader, Bagger und irgendeine andere Arbeitsmaschine aufweisen, die ein Arbeitswerkzeug aufweisen können. Das offenbarte System sieht eine Automatisierung der Arbeitswerkzeugbewegung vor, die den Wirkungsgrad und die Genauigkeit der Betriebsvorgänge der Arbeitsmaschine steigern kann. Beispielsweise kann die Anwendung der Erdbewegungsmaschinen die Bewegung von Erde oder andere Materialien von einem Ort zum anderen mit einschließen. Es kann wünschenswert sein, Material von einer Stelle zu entfernen und die gleiche Art von Material an einer anderen Stelle abzulagern. Das offenbarte Steuersystem kann automatisch das Arbeitswerkzeug 12 bewegen, so dass während irgendeinem ge gebenen Durchgang des Arbeitswerkzeuges 12 das von einer Stelle entfernte Material automatisch an einer oder mehreren erwünschten Stellen abgelagert werden kann.
5 bildet eine beispielhafte Arbeitsmaschine 10 an einem beispielhaften Arbeitsgelände ab. Die Auswahl einer erwünschten Stelle zur Ablagerung von Material kann zumindest teilweise von Ihrer Nähe zu der Stelle abhängen, von der das Material weggenommen wurde. Beispielsweise kann der Prozessor 26 Informationen über ein Arbeitsgelände in einer Arbeitszone 104 in der Nähe der Arbeitsmaschine 10 analysieren, um zu bestimmen, für welche Bereiche innerhalb der Arbeitszone 104 vorgesehen ist, dass Material entfernt wird, und für welche vorgesehen ist, dass Material zu ihnen hinzugefügt werden soll. Eine Arbeitszone kann irgend eine Größe oder Form haben. In einem in 5 gezeigten beispielhaften Ausführungsbeispiel kann die Arbeitszone 104 ein Bereich um die Arbeitsmaschine 10 sein, in dem die Arbeitsmaschine 10 während einer vorbestimmten Zeitperiode fahren könnte. Beispielsweise könnte die Arbeitszone 104 alle Bereiche aufweisen, die die Arbeitsmaschine 10 bei ihrer gegenwärtigen Geschwindigkeit innerhalb der nächsten paar Sekunden oder Minuten abdecken könnte.
Die Arbeitszone 104 kann mindestens den Bereich direkt vor der Arbeitsmaschine 10 aufweisen, und kann mindestens so breit wie das Arbeitswerkzeug 12 sein. Zusätzlich kann die Arbeitszone 104 auch erweitert werden, so dass sie alle Bereiche einschließt, die die Maschine abdecken würde, wenn sie zu einer Seite oder zur anderen gelenkt werden würde. Dieser erweiterte Teil der Arbeitszone 104 kann im Allgemeinen die Form eines Baseball-Feldes (diamantförmig) haben, wie in 5 gezeigt. Ebenfalls weil die Arbeitsmaschine 10 Material an der Seite der Maschine ablagern kann (durch Schwenken des Arbeitswerkzeuges 12 zu einer Seite), kann die Arbeitszone 104 breiter als das Arbeitswerkzeug 12 sein.
Die Größe und Form der Arbeitszone 104, genauso wie die vorbestimmte Zeitperiode, kann auf universell effektiven Werten für alle Betriebsbedingung in der Arbeitsmaschine 10 festgelegt sein. Als eine Alternative können diese Werte automatisch eingestellt werden, so dass sie zu den gegenwärtigen Betriebsbedingungen der Arbeitsmaschine 10 passen. Als eine weitere Alternative können diese Werte von einem Bediener ausgewählt werden, so dass sie zur gegenwärtigen Aufgabe passen. Noch weiterhin können Betriebszustände unter diesen Alternativen ausgewählt werden, um zu gestatten, dass ein Bediener zwischen festen Werten, einer automatischen Einstellung, manuellen Einstellungen und Kombinationen davon auswählt.
Wenn die Arbeitsmaschine über das Arbeitsgelände fährt, kann der Prozessor 26 die Landschaft in der Arbeitszone 104 analysieren und bestimmen, welche Bereiche Höhenveränderungen benötigen. Der Prozessor 26 kann aus diesen Bereichen jener auswählen, die in der nächsten Bewegung oder den nächsten paar Bewegungen des Arbeitswerkzeuges 12 eingeschlossen sind.
Obwohl die lokalisierten Bereiche aus einer Zusammenstellung von vorbestimmten Bereichen innerhalb der Arbeitszone 104 ausgewählt werden können, können Sie Alternativ in irgendeiner geeigneten Weise unter allen Bereichen das Arbeitsgeländes ausgewählt werden, die für eine Höhenveränderung festgelegt worden sind. In einem solchen Fall kann der Prozessor 26 eine beabsichtigte Route bestimmen, die das gesamte Arbeitsgelände und die ausgewählten vorbestimmten Bereiche abdeckt, die für eine Höhenveränderung entlang der gesamten Route vorgesehen sind. Als noch eine Alternative kann der Prozessor 26 die Bereiche analysieren, die für eine Höhenveränderung für das gesamte Arbeitsgelände vorgesehen sind, und eine beabsichtigte Route basierend auf der Lage dieser Bereiche bestimmen.
Ein Betriebsverfahren kann die Bestimmung von Unterschieden zwischen den Ist- und Soll-Höhen für mindestens einen ersten Bereich 106 und einen zweiten Bereich 108 aufweisen, die für eine Höhenveränderung vorgesehen sind, wie in 5 gezeigt. Das Schwenken des Arbeitswerkzeuges 12 kann zur Ablagerung von Material in dem Bereich gesteuert werden, wo bestimmt wird, dass die Differenz am größten ist. Anders gesagt bestimmt die Arbeitsmaschine 10, welcher der Bereiche 106 und 108 am weitesten unter oder am wenigsten über der erwünschten Höher ist, und lagert das Material dort ab.
Ein weiteres Betriebsverfahren kann das Auswählen einer Stelle aufweisen, die für eine Verringerung der Höhe vorgesehen ist, wie beispielsweise einen geschnittenen bzw. weggeschobenen Bereich 110, und einer Stelle, die für eine Vergrößerung der Höhe vorgesehen ist, wie beispielsweise ein Bereich 108, der ein aufzufüllender Bereich sein kann. Das Material kann von dem weggeschobenen Bereich 110 entfernt werden ("geschnitten bzw. geschoben") und automatisch in einem Bereich 108 durch Schwenken des Arbeitswerkzeuges 12 abgelagert werden.
In Situationen, wo ein ausgewählter weggeschobener Bereich 110 und ein aufzufüllender Bereich, wie beispielsweise der Bereich 108, nicht direkt gegenüberliegend zueinander sind, kann es wünschenswert sein, Material, das von dem weggeschobenen Bereich 110 entfernt wurde, über eine Distanz 112 zu tragen bzw. zu schieben, bevor es in einem aufzufüllenden Bereich abgelagert wird, wie im Bereich 108. In diesen Situationen kann die Steuervorrichtung 22 die Längsachse 84 des Arbeitswerkzeuges 12 im Wesentlichen senkrecht zur Fahrtrichtung 52 nach der Entfernung des Materials halten. Wenn man dies so tut, kann dies ermöglichen, dass das Arbeitswerkzeug 12 das Material über die Distanz 112 trägt, bevor es automatisch schwenkt, um das Material im Bereich 108 abzulagern.
Die Schwenkrate des Arbeitswerkzeuges 12 kann mit der Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine 10 verbunden sein. Beispielsweise kann die Schwenkrate mit der Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine 10 zunehmen. Im Gegensatz dazu kann die Schwenkrate auch verringert werden, wenn die Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine 10 ansteigt. Die Beziehung kann linear sein oder nicht und kann mit vielen unterschiedlichen Funktionen beschrieben werden, die nicht-lineare Funktionen, Stufenfunktionen und Exponential funktionen einschließen, jedoch nicht darauf eingeschränkt sind. Die Beziehung zwischen der Schwenkrate und der Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine 10 kann während des Betriebs des Arbeitswerkzeuges 12 variiert werden. Beispielsweise kann die Schwenkrate linear abnehmen, wenn die Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine 10 abnimmt, wenn jedoch die Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine 10 sich an Null annähert, kann die Schwenkrate weniger schnell abfallen, um eine zu starke Verringerung der Schwenkrate zu vermeiden. In ähnlicher Weise kann die Schwenkgeschwindigkeit weniger schnell zunehmen, wenn die Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine 10 sich ihrem Maximum nähert, um eine zu schnelle Schwenkbewegung oder eine zu große Schwenkbewegung zu vermeiden.
Die Schwenkrate kann auch von der Distanz zwischen der Arbeitsmaschine 10 und den vorbestimmten weggeschobenen und aufzufüllenden Bereichen abhängen. Diese Beziehung kann so stark variieren, wie die Beziehung zwischen der Schwenkrate und der Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine 10, wie oben besprochen. Auch kann die Beziehung während des Betriebs des Arbeitswerkzeuges 12 variiert werden. Wenn beispielsweise ein weggeschobener bzw. wegzuschiebender Bereich, wie beispielsweise der weggeschobene Bereich 110, der in 5 gezeigt ist, relativ nahe an einem aufzufüllenden Bereich ist, wie beispielsweise dem Bereich 108, kann das Arbeitswerkzeug 12 beträchtlich über eine kurze Distanz 112 der Fahrt der Maschine schwenken müssen. Daher würde anfänglich die kurze Distanz 112 zum Bereich 108 eine relativ schnelle Schwenkbewegung des Arbeitswerkzeuges 12 erfordern. Wenn sich die Arbeitsmaschine 10 jedoch den Bereich 108 nähert (d. h. eine Distanz 114 von der Arbeitsmaschine 10 zum Bereich 108 nähert sich 0), und der Winkel 50 des Arbeitswerkzeuges 12 sich dem erwünschten Winkel nähert, würde sich die Schwenkrate verlangsamen.
Die erwünschte Höhenveränderung an irgendeiner gegebenen Stelle kann groß genug sein, dass die gesamte Veränderung nicht mit einem einzigen Durchgang des Arbeitswerkzeuges 12 zu erreichen ist. Die Steuervorrichtung 22 und das Positionsüberwachungssystem 90 können konfiguriert sein, um dies zu berücksichtigen und die Materialmenge zu begrenzen, die das Arbeitswerkzeug 12 in einem einzigen Durchgang entfernen kann. Dies kann erreicht werden durch Begrenzung der Tiefe unter der tatsächlichen Höhe, auf die das Arbeitswerkzeug 12 eingestellt werden kann, oder durch Überwachung der tatsächlichen Belastung des Arbeitswerkzeuges 12.
Die Belastung des Arbeitswerkzeuges 12 während des Betriebes kann auch die Schwenkbewegung des Arbeitswerkzeuges 12 beeinflussen. Während beispielsweise Material von einer Stelle zur Nächsten getragen wird, muss das Arbeitswerkzeug 12 in Kontakt mit dem Erdboden bleiben. Als eine Folge kann zusätzliches Material auf das Arbeitswerkzeug 12 während dieses Vorgangs geladen werden. Deswegen kann es nicht praktisch sein, das Arbeitswerkzeug 12 im Wesentlichen senkrecht zur Fahrtrichtung 52 zu halten, falls dies bewirken würde, dass eine Materialmenge eine Last auf das Arbeitswerkzeug 12 aufbringt, die seine Belastungsgrenze überschreitet. Entsprechend kann das Arbeitswerkzeug 12, während es Material trägt, automatisch basierend auf der überwachten Belastung geschwenkt werden, um einen Teil des Materials entlang des Weges abzulagern, um eine akzeptable Last auf dem Arbeitswerkzeug 12 aufrecht zu erhalten.
6 veranschaulicht ein mögliches Verfahren zur Ablagerung von Material. Im Schritt 116 kann das Positionsüberwachungssystem 90 eine tatsächliche Position des Arbeitswerkzeuges 12 relativ zu einem Arbeitsgelände bestimmen. Diese Position kann vom Prozessor 26 bestimmt werden, und zwar unter Verwendung von einem oder mehreren GPS-Empfängern, wie oben besprochen.
Im Schritt 118 kann der Prozessor 26 die tatsächliche Höhe in einer oder mehreren Karten aktualisieren, die im Speicher 92 gespeichert sind. Wie oben besprochen, kann diese Aktualisierung ausgeführt werden durch Aufzeichnung der Höhe und der Neigung des Arbeitswerkzeuges 12, wenn die Arbeitsmaschine 10 über das Arbeitsgelände fährt.
Beim Schritt 120 kann das Positionsüberwachungssystem 90 mit Bezug zur Ist-Position des Arbeitswerkzeuges 12 mindestens zwei vorbestimmte Bereiche lokalisieren, die für eine Höhenveränderung vorgesehen sind. Diese vorbestimmten Bereiche können aus einer Analyse des gesamten Arbeitsgeländes oder eines kleineren unter Satzes davon ausgewählt werden.
Beim Schritt 122 kann der Prozessor 26 eine erste Differenz zwischen einer Ist-Höhe und einer Soll-Höhe in einem ersten vorbestimmten Bereich bestimmen, und eine zweite Differenz zwischen einer Ist-Höhe und einer Soll-Höhe in einem zweiten vorbestimmten Bereich bestimmen. Diese Differenzen können durch Vergleich einer Höhenkarte der existierenden Landschaft auf dem Arbeitsgelände mit einer Höhenkarte der erwünschten Kontur der Landschaft bestimmt werden. Beim Schritt 124 kann ein Vergleich zwischen der ersten Differenz und der zweiten Differenz vorgenommen werden. Das Vergleichen dieser Differenzen bestimmt, welche dieser zwei Bereiche am besten zur Ablagerung von zusätzlichen Material geeignet ist.
Beim Schritt 126 kann die Steuervorrichtung 22 die Schwenkbewegung des Arbeitswerkzeuges 12 basierend auf dem Vergleich zwischen diesen beiden Differenzen steuern. Insbesondere kann die Steuervorrichtung 22 das Arbeitswerkzeug 12 schwenken, um Material in dem vorbestimmten Bereich abzulagern, der im Vergleich zu dem anderen lokalisierten Bereich über den anderen lokalisierten Bereichen am weitesten unter der erwünschten Höhe oder am wenigsten über der erwünschten Höhe ist. Beispielsweise kann die Arbeitsmaschine 10 Material von einem weggeschobenen Bereich entfernen, und der Prozessor 26 kann bestimmen, wo das Material abzulagern ist, und zwar durch eine Bestimmung, welcher der Vielzahl von aufzufüllenden Bereichen am weitesten unter der erwünschten Höhe an dieser speziellen Stelle ist. Der Prozess kann sich wiederholen, wobei man kontinuierlich die Landschaft analysiert und das Arbeitswerkzeug 12 basierend auf dieser Analyse steuert.
7 veranschaulicht ein mögliches Verfahren zur Bewegung von Material von einer Stelle zur Nächsten. In diesem Verfahren kann der Prozessor 26 auch den Schritten 116–120 folgen, die in Verbindung mit 6 beschrieben wurden. Zusätzlich kann beim Schritt 128 der Prozessor 26 eine erste vorbestimmte Stelle auswählen, die für eine Verringerung der Höhe vorgesehen ist, und beim Schritt 130 eine zweite vorbestimmte Stelle vor der Arbeitsmaschine 10 auswählen, die für eine Steigerung der Höhe vorgesehen ist. Diese Stellen können auf eine Anzahl von Arten ausgewählt werden, wie oben besprochen, und zwar aus Karten des Arbeitsgeländes, die im Speicher 92 gespeichert sind.
Beim Schritt 132 kann das Arbeitswerkzeug 12 verwendet werden, um Material von der Stelle zu entfernen, die für eine Verringerung der Höhe vorgesehen ist. Wenn die Arbeitsmaschine 10 über die Stelle fährt, die für eine Verringerung der Höhe vorgesehen ist, können die Höhe und die Neigung des Arbeitswerkzeuges 12 automatisch gesteuert werden, um eine erwünschte Materialmenge zu entfernen.
Im Schritt 134 kann die Steuervorrichtung 22 die Längsachse 84 des Arbeitswerkzeuges 12 im Wesentlichen senkrecht zur Fahrtrichtung 52 der Arbeitsmaschine 10 halten. Das Arbeitswerkzeug 12 kann in dieser Orientierung gehalten werden, während die Arbeitsmaschine 10 von der ersten Stelle zur zweiten Stelle voranschreitet, um das Material zur zweiten Stelle zu tragen, wie benötigt.
Im Schritt 136, wobei das Arbeitswerkzeug 12 mit Material beladen ist, kann die Steuervorrichtung 22 automatisch das Arbeitswerkzeug 12 schwenken, um zumindest einen Teil des Materials an der zweiten Stelle abzulagern, um dadurch die Höhe an der zweiten Stelle zu verringern. Dieser Prozess kann sich auch kontinuierlich wiederholen.
Es wird dem Fachmann offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an dem offenbarten Arbeitswerkzeug Steuersystem vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuwei chen. Andere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden dem Fachmann aus einer Betrachtung der Beschreibung und der praktischen Ausführung der Erfindung offensichtlich werden, die hier offenbart wird. Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und die Beispiele nur als beispielhaft angesehen werden, wobei ein wahrer Umfang der Erfindung durch die folgenden Ansprüche und ihre äquivalenten Ausführungen gezeigt wird.

Claims

System zur automatischen Bewegung eines Arbeitswerkzeuges (12) einer Arbeitsmaschine (10), das Folgendes aufweist: ein Positionsüberwachungssystem (90), das konfiguriert ist, um eine Position des Arbeitswerkzeuges relativ zu einer aufgezeichneten Landschaft zu verfolgen; und eine Steuervorrichtung (22), die konfiguriert ist, um einen Winkel (50, 60) des Arbeitswerkzeuges relativ zu einer Fahrtrichtung (52) der Arbeitsmaschine ansprechend auf Informationen von dem Positionsüberwachungssystem zu verändern.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung weiter konfiguriert ist, um eine erste Differenz zwischen einer Ist-Höhe und einer Soll-Höhe an einer ersten Stelle (106) auf der aufgezeichneten Landschaft zu bestimmen; eine zweite Differenz zwischen einer Ist-Höhe und einer Soll-Höhe an einer zweiten Stelle (108) auf der aufgezeichneten Landschaft zu bestimmen; und den Winkel des Arbeitswerkzeuges relativ zur Fahrtrichtung basierend auf einem Vergleich der ersten Differenz und der zweiten Differenz zu verändern.
System nach Anspruch 2, wobei die Steuervorrichtung weiter konfiguriert ist, um das Arbeitswerkzeug so zu drehen, dass das Arbeitswerkzeug Material an der ersten Stelle ablagert, wenn die erste Differenz kleiner als die zweite Differenz ist, und an der zweiten Stelle ablagert, wenn die zweite Differenz kleiner als die erste Differenz ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuervorrichtung weiter konfiguriert ist, um eine erste vorbestimmte Stelle (110) auszuwählen, die für eine Verrin gerung der Höhe vorgesehen ist; eine zweite vorbestimmte Stelle (108) auszuwählen, die für eine Vergrößerung der Höhe vorgesehen ist, wobei die zweite Stelle an einer Position vor der Arbeitsmaschine liegt; das Arbeitswerkzeug zu positionieren, um eine Entfernung von Material von der ersten Stelle zu ermöglichen; und automatisch den Winkel des Arbeitswerkzeuges relativ zur Fahrtrichtung zu verändern, um zumindest einen Teil des Materials an der zweiten Stelle abzulagern.
System nach Anspruch 4, wobei die Steuervorrichtung weiter konfiguriert ist, um die Rate zu variieren, mit der der Arbeitswinkel des Arbeitswerkzeuges verändert wird, und zwar basierend auf der Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine in Fahrtrichtung und basierend auf der Distanz (114) zu den Stellen der vorbestimmten wegzuschiebenden und aufzufüllenden Bereiche; und eine Längsachse des Arbeitswerkzeuges im Wesentlichen senkrecht zur Fahrtrichtung nach der Entfernung des Materials von der ersten vorbestimmten Stelle zu halten, um das Material über eine Distanz zu tragen, bevor automatisch der Winkel des Arbeitswerkzeuges relativ zur Fahrtrichtung verändert wird.
Verfahren zur Steuerung eines Arbeitswerkzeuges (12) für eine Arbeitsmaschine (10), das Folgendes aufweist: Bestimmung einer tatsächlichen Position des Arbeitswerkzeuges relativ zu einem Arbeitsgelände; Lokalisierung von mindestens zwei vorbestimmten Bereichen (106, 108) mit Bezug zur Ist-Position, die für eine Höhenveränderung vorgesehen sind; und Steuerung eines Winkels (50, 60) des Arbeitswerkzeuges relativ zu einer Fahrtrichtung (52) der Arbeitsmaschine ansprechend auf eine Beziehung zwischen den mindestens zwei vorbestimmten Bereichen, die für eine Höhenveränderung vorgesehen sind.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Steuerung eines Winkels des Arbeitswerkzeuges Folgendes aufweist: Bestimmung einer ersten Differenz zwischen einer Ist-Höhe und einer Soll-Höhe in einem ersten der mindestens zwei vorbestimmten Bereiche; Bestimmung einer zweiten Differenz zwischen einer Ist-Höhe und einer Soll-Höhe in einem zweiten der mindestens zwei vorbestimmten Bereiche; Veränderung des Winkels des Arbeitswerkzeuges relativ zur Fahrtrichtung basierend auf einem Vergleich zwischen der ersten Differenz und der zweiten Differenz.
Verfahren nach Anspruch 6, welches weiter folgendes aufweist: Auswahl einer ersten vorbestimmten Stelle (110), die für eine Verringerung der Höhe vorgesehen ist; Auswahl einer zweiten vorbestimmten Stelle (108), die für eine Vergrößerung der Höhe vorgesehen ist, wobei die zweite Stelle an einer Position vor der Arbeitsmaschine liegt; Entfernung von Material von der ersten Stelle; und automatische Veränderung des Winkels des Arbeitswerkzeuges relativ zu einer Fahrtrichtung, um zumindest einen Teil des Materials an der zweiten Stelle abzulagern.
Verfahren nach Anspruch 8, welches weiter aufweist, die Längsachse (84) des Arbeitswerkzeuges im Wesentlichen senkrecht zur Fahrtrichtung nach der Entfernung des Materials und nach dem Tragen bzw. Führen des Materials über eine Distanz (112) zu erhalten, bevor automatisch der Winkel des Arbeitswerkzeuges relativ zur Fahrtrichtung verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, das weiter aufweist, eine Rate zu variieren, mit der der Winkel des Arbeitswerkzeuges verändert wird, und zwar basierend auf einer Geschwindigkeit der Arbeitsmaschine in einer Fahrtrichtung und/oder einer Distanz (114) zu einem der mindestens zwei vorbestimmten Bereiche, die für eine Höhenveränderung vorgesehen sind.