DE102021204257A1

DE102021204257A1 - Bodeneingriffswerkzeugsteuersystem und -verfahren

Info

Publication number: DE102021204257A1
Application number: DE102021204257.0A
Authority: DE
Inventors: David A. Veasy
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2020-04-30
Filing date: 2021-04-28
Publication date: 2021-11-04
Also published as: BR102021008044A2; US11891782B2; CN113585372A; US20210340735A1

Abstract

Ein Bodeneingriffswerkzeugsteuersystem, das ein erstes Sensorsystem, ein zweites Sensorsystem, ein erstes Stellgliedsystem, ein zweites Stellgliedsystem und einen elektronischen Datenprozessor beinhaltet. Das erste und zweite Sensorsystem erkennen jeweilige Positionen eines ersten Bodeneingriffswerkzeugs und eines zweiten Bodeneingriffswerkzeugs. Das erste Stellgliedsystem ist mit dem ersten Bodeneingriffswerkzeug gekoppelt und das zweite Stellgliedsystem ist mit dem zweiten Bodeneingriffswerkzeug gekoppelt. Der elektronische Datenprozessor bestimmt ein Zielplanierprofil und erzeugt zwei oder mehr Steuersignale, um Zielpositionen des ersten Bodeneingriffswerkzeugs und des zweiten Bodeneingriffswerkzeugs einzustellen. Die Zielposition des zweiten Bodeneingriffswerkzeugs wird basierend auf einer Position des ersten Bodeneingriffswerkzeugs oder dem Vergleich eines aktuellen Planierprofils und/oder eines gewünschten Planierprofils bestimmt.

Description

Verwandte Anmeldungen
Diese Anmeldung bezieht sich auf die US-Anmeldung Nr. 16/058055 mit dem Titel „SYSTEM UND VERFAHREN ZUR BODENBEWIRTSCHAFTUNG FÜR EIN ANBAUGERÄT“, eingereicht am 08. August 2018, die hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen wird.
Gebiet der Offenbarung
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Bodeneingriffswerkzeugsteuersysteme, insbesondere auf ein Bodeneingriffswerkzeugsteuersystem und -verfahren für einen Motorgrader.
Hintergrund der Offenbarung
Arbeitsfahrzeuge, wie etwa ein Motorgrader, können im Bauwesen und in der Instandhaltung verwendet werden, um Gelände in verschiedenen Winkeln, Neigungen und Höhen auf eine ebene Oberfläche zu planieren. Mit einer Planiermaschine kann beispielsweise beim Pflastern von Straßen ein Fundament vorbereitet werden, um eine breite, ebene Oberfläche zu schaffen, auf die eine Asphaltschicht aufgebracht wird. Jede zu planierende Oberfläche enthält Oberflächenunregelmäßigkeiten und Bodenmaterialien unterschiedlicher Art.
Einige Motorgrader sind mit einer vorderen geraden Schar ausgestattet, um das Material auszubreiten, bevor es durch das Streichblech unter der Maschine fertig planiert wird. Dies ermöglicht es dem Motorgrader, in einem Arbeitsgang doppelt so produktiv zu sein. Nachteilig an der Verwendung einer vorderen geraden Schar ist, dass es dem Bediener nicht möglich ist, das Material gleichzeitig auf die gleiche Weise als das des Streichblechs zu steuern. Zusätzlich kann Material an beiden Enden der Schar heraustreten, es werden nachteilige Schnitte in V-Gräben vorgenommen und es kommt auch zu einer ungleichmäßigen Verteilung des Materials. Daher bedarf es in der Fachwelt eines verbesserten Systems, das präzisere Planiervorgänge bereitstellt und die Fahrzeugleistung und -effizienz erhöht.
Zusammenfassung der Offenbarung
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird ein Bodeneingriffswerkzeugsteuersystem offenbart. Das Bodeneingriffswerkzeugsteuersystem beinhaltet ein erstes Sensorsystem, ein zweites Sensorsystem, ein erstes Stellgliedsystem und ein zweites Stellgliedsystem, die jeweils kommunikativ mit einem elektronischen Datenprozessor gekoppelt sind. Das erste Sensorsystem ist konfiguriert, um eine aktuelle Position eines ersten Bodeneingriffswerkzeugs zu erkennen. Das zweite Sensorsystem ist konfiguriert, um eine Position eines zweiten Bodeneingriffswerkzeugs zu erkennen, das eine mehrstufig einstellbare Schar beinhalten kann. Das erste Stellgliedsystem ist mit dem ersten Bodeneingriffswerkzeug gekoppelt und das zweite Stellgliedsystem ist mit dem zweiten Bodeneingriffswerkzeug gekoppelt. Der elektronische Datenprozessor ist konfiguriert, um einen Vergleich eines aktuellen Planierprofils und eines gewünschten Planierprofils auszuführen und ein erstes Steuersignal zum Empfang durch das erste Stellgliedsystem zu erzeugen, um das erste Bodeneingriffswerkzeug auf Grundlage des Vergleichs auf eine erste Zielposition einzustellen. Der elektronische Datenprozessor erzeugt ein zweites Steuersignal zum Empfang durch das zweite Stellgliedsystem, um das zweite Bodeneingriffswerkzeug auf Grundlage einer Position des ersten Bodeneingriffswerkzeugs oder des Vergleichs auf eine zweite Zielposition einzustellen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird ein Arbeitsfahrzeug offenbart. Das Arbeitsfahrzeug umfasst mindestens ein erstes Bodeneingriffswerkzeug, das an das Arbeitsfahrzeug gekoppelt ist. Ein zweites Bodeneingriffswerkzeug ist mit dem Arbeitsfahrzeug vor dem mindestens einen ersten Bodeneingriffswerkzeug gekoppelt. Ein erstes Sensorsystem ist konfiguriert, um eine aktuelle Position des ersten Bodeneingriffswerkzeugs zu erkennen. Das zweite Sensorsystem ist konfiguriert, um eine Position eines zweiten Bodeneingriffswerkzeugs zu erkennen, das eine mehrstufig einstellbare Schar beinhalten kann. Ein erstes Stellgliedsystem ist mit dem ersten Bodeneingriffswerkzeug gekoppelt und ein zweites Stellgliedsystem ist mit dem zweiten Bodeneingriffswerkzeug gekoppelt. Der elektronische Datenprozessor ist konfiguriert, um einen Vergleich eines aktuellen Planierprofils und eines gewünschten Planierprofils auszuführen und ein erstes Steuersignal zum Empfang durch das erste Stellgliedsystem zu erzeugen, um das erste Bodeneingriffswerkzeug auf Grundlage des Vergleichs auf eine erste Zielposition einzustellen. Der elektronische Datenprozessor erzeugt ein zweites Steuersignal zum Empfang durch das zweite Stellgliedsystem, um das zweite Bodeneingriffswerkzeug auf Grundlage einer Position des ersten Bodeneingriffswerkzeugs oder des Vergleichs auf eine zweite Zielposition einzustellen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren offenbart. Das Verfahren beinhaltet das Vergleichen eines aktuellen Planierprofils und eines gewünschten Planierprofils, das Bestimmen einer ersten Zielposition eines ersten Bodeneingriffswerkzeugs auf Grundlage des Vergleichs, das Bestimmen einer zweiten Zielposition eines zweiten Bodeneingriffswerkzeugs auf Grundlage des Vergleichs oder der ersten Zielposition und das Einstellen einer Position des ersten Bodeneingriffswerkzeugs auf die erste Zielposition, um einen ersten Planiervorgang durchzuführen, und das Einstellen des zweiten Bodeneingriffswerkzeugs auf die zweite Zielposition, um einen zweiten Planiervorgang durchzuführen.
Die vorstehenden und weiteren Merkmale werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
Figurenliste
Die folgende ausführliche Beschreibung der Zeichnungen bezieht sich auf die beigefügten Figuren, in denen:

1A eine Seitenansicht eines Arbeitsfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform ist;
1B eine perspektivische Vorderansicht einer mehrfach einstellbaren Schar ist, die an das Arbeitsfahrzeug von 1A gekoppelt ist;
2 ein Blockdiagramm eines Bodeneingriffswerkzeugsteuersystems gemäß einer Ausführungsform ist;
3 ein Blockdiagramm einer Fahrzeugelektronikeinheit gemäß einer Ausführungsform ist;
4 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Bereitstellen einer Scharsteuerung ist;
5 eine Vorderansicht des Arbeitsfahrzeugs von 1A im Betrieb unter Einsatz des Bodeneingriffswerkzeugsteuersystems von 2 ist;
6 eine Vorderansicht des Arbeitsfahrzeugs von 1A im Betrieb unter Einsatz des Bodeneingriffswerkzeugsteuersystems von 2 ist; und
7 eine Vorderansicht des Arbeitsfahrzeugs von 1A im Betrieb unter Einsatz des Bodeneingriffswerkzeugsteuersystems von 2 ist.

Gleiche Bezugszahlen werden verwendet, um gleiche Elemente in den einzelnen Figuren zu bezeichnen.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Unter Bezugnahme auf die 1A-2 wird ein Arbeitsfahrzeug 100 mit einem Bodeneingriffswerkzeugsteuersystem 150 gezeigt. Obwohl in 1 A gezeigt, dass das Arbeitsfahrzeug 100 einen Motorgrader umfasst, ist zu beachten, dass der Typ des Arbeitsfahrzeugs 100 in anderen Ausführungsformen je nach Anwendungs- und/oder Spezifikationsanforderungen variieren kann. So kann beispielsweise das Arbeitsfahrzeug 100 in einigen Ausführungsformen Raupenkettenfahrzeuge oder unbemannte Fahrzeuge umfassen und kann auch Straßenhobel, Planierraupen, Bulldozer und Frontlader umfassen, wobei die hierin erörterten Ausführungsformen lediglich als Beispiele zum besseren Verständnis der vorliegenden Offenbarung dienen.
Wie in 1A gezeigt, kann das Arbeitsfahrzeug 100 einen vorderen Rahmen 102 und einen hinteren Rahmen 104 umfassen, wobei der vordere Rahmen 102 auf einem Paar von Vorderrädern 106 und der hintere Rahmen 104 auf rechten und linken Tandemsätzen von Hinterrädern 108 getragen wird. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Konstruktion des vorderen Rahmens 102 und/oder des hinteren Rahmens 104 je nach Anwendungsanforderungen variieren. In einigen Ausführungsformen beispielsweise, wie sie in 1A gezeigt sind, können der vordere und der hintere Rahmen 102, 104 starre Rahmen umfassen, während in anderen Ausführungsformen jeder knickgelenkige Rahmen umfassen kann.
Eine Bedienerkabine 110 kann an einem nach oben geneigten hinteren Bereich 111 des vorderen Rahmens 102 montiert sein und kann verschiedene handbetätigte Steuerungen wie etwa Lenkungs- oder Niveausteuerungen beinhalten, auf die ein Bediener des Fahrzeugs zugreifen kann, um den Betrieb des Arbeitsfahrzeugs 100 und daran angebrachte Anbaugeräte zu steuern. Eine Benutzerschnittstelle 117 kann in der Bedienerkabine 110 angeordnet sein und eine oder mehrere Benutzeranzeigen 210 ( 3) mit Bildschirmen umfassen, die dem Bediener des Fahrzeugs Maschinendaten, Bilddaten oder auswählbare Menüs zum Steuern verschiedener Funktionen des Arbeitsfahrzeugs 100 bereitstellen.
Am hinteren Rahmen 104 ist ein Motor 112 befestigt, der Leistung für alle angetriebenen Komponenten des Arbeitsfahrzeugs 100 liefert. Beispielsweise kann der Motor 112 konfiguriert werden, um ein Getriebe (nicht gezeigt) anzutreiben, das die Hinterräder 108 mit verschiedenen ausgewählten Geschwindigkeiten in Vorwärts- oder Rückwärtsmodi antreibt. An einer Vorderseite des vorderen Rahmens 102 ist eine Deichsel 122 angebracht, deren vorderes Ende über eine Kugelgelenkanordnung 124 mit dem vorderen Rahmen 102 universell verbunden ist und deren gegenüberliegende rechte und linke hintere Bereiche an einem erhöhten Abschnitt 126 des vorderen Rahmens 102 aufgehängt sind.
Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 1 A, kann das Arbeitsfahrzeug 100 ein oder mehrere Bodenbearbeitungswerkzeuge 130 (z. B. Anbaugeräte) umfassen, die angeordnet sind, um eine Vielzahl von Bodenbearbeitungsaufgaben auszuführen. Die Bodeneingriffswerkzeuge 130 können ein Streichblech umfassen. Die Bodeneingriffswerkzeuge 130 können ein erstes Bodeneingriffswerkzeug 128 oder ein zweites Bodeneingriffswerkzeug 129 sein. In einigen Ausführungsformen können die Bodeneingriffswerkzeuge 130 an verschiedenen Punkten entlang des Arbeitsfahrzeugs positioniert sein, zum Beispiel können die Bodeneingriffswerkzeuge 130 ein vorderes Bodeneingriffswerkzeug 130a, ein mittleres Bodeneingriffswerkzeug 130b oder optional ein hinteres Bodeneingriffswerkzeug 130c umfassen. Das hintere Bodeneingriffswerkzeug 130c kann einen Grubber/Vertikutierer 131 umfassen, der an einer Rückseite des Arbeitsfahrzeugs 100 angebracht ist, und kann angeordnet werden, um den Boden vor dem Planiervorgang zu bearbeiten. Die Bewegung des hinteren Bodeneingriffswerkzeugs 130c kann über ein hinteres Stellglied 123 gesteuert werden. Das hintere Stellglied 123 kann einen oder mehrere Hydraulikzylinder, Pneumatikzylinder, elektronische Stellglieder oder Kombinationen davon umfassen. Obwohl gezeigt ist, dass das hintere Bodeneingriffswerkzeug 130c den Grubber/Vertikutierer 131 beinhaltet, ist zu beachten, dass das nicht einschränkende Beispiel von 1A lediglich beispielhaft bereitgestellt ist. In anderen Ausführungsformen kann das hintere Bodeneingriffswerkzeug 130c je nach Anwendung und/oder Spezifikationsanforderungen ein Streichblech oder andere geeignete Werkzeuge umfassen.
Das mittlere Bodeneingriffswerkzeug 130b kann eine mittlere Planierschar 133 umfassen, die mit dem vorderen Rahmen 102 gekoppelt ist, der durch eine Kreisantriebsbaugruppe 134 angetrieben wird. Die Kreisantriebsbaugruppe 134 kann einen Drehsensor 136 umfassen, der einen oder mehrere Schalter beinhaltet, die Bewegung, Geschwindigkeit oder Position der mittleren Planierschar 133 in Bezug auf den vorderen Rahmen 102 erkennen. Die Höhe der mittleren Planierschar 133 kann durch mindestens ein erstes Stellgliedsystem 156 gesteuert werden. In einigen Ausführungsformen kann das erste Stellgliedsystem 156 rechte und linke Hubgestängeanordnungen 158, 160 umfassen, die angeordnet sind, um die Deichsel 122 zu tragen. Die rechten und linken Hubgestängeanordnungen 158 und 160 können in einer Aufwärts- oder Abwärtsbewegung aus- oder eingefahren werden, um die Bewegung der Deichsel 122 zu erleichtern. In einigen Ausführungsformen kann das erste Stellgliedsystem 156 ferner ein Seitenstellglied 120 umfassen, das eine seitliche Bewegung der Deichsel 122 bewirkt, um eine Neigung der mittleren Planierschar 133 einzustellen. Die rechten und linken Gestängeanordnungen 158, 160 und das Seitenstellglied 120 können Hydraulikzylinder, Pneumatikzylinder, elektronische Stellglieder oder Kombinationen davon umfassen.
Unter Bezugnahme auf die 1A und 1B kann das vordere Bodeneingriffswerkzeug 130a eine mehrstufig einstellbare Schar 135 umfassen, wie etwa eine Schar mit Winkelverstellung mit Servounterstützung mit mehreren Rotations- und Bewegungsgraden, die vor der mittleren Planierschar 133 angeordnet ist. Beispielsweise kann die mehrstufig einstellbare Schar 135 eine Sechspositions-Schar mit Winkelverstellung mit Servounterstützung 137 sein, die konfiguriert ist, um sich bidirektional in mindestens eine Scharhöhenrichtung 138, eine Scharwinkelrichtung 139, eine Scharneigungsrichtung 140 oder/und eine Scharrollrichtung 141 zu bewegen oder zu drehen. In einigen Ausführungsformen kann die mehrstufig einstellbare Schar 135 über ein zweites Stellgliedsystem 162, das die Schar 135 in einer Hub-, Neigungs-, Winkel- oder Rollrichtung bewegt oder dreht, beweglich an einen Befestigungsabschnitt 157 gekoppelt sein. Zum Beispiel kann das zweite Stellgliedsystem 162 die mehrstufig einstellbare Schar 135 hydraulisch betätigen, um sich vertikal nach oben oder vertikal nach unten in der Scharhub-/-höhenrichtung 138 zu bewegen, sich in der Scharneigungsrichtung 140 nach oben oder unten zu neigen und nach links oder rechts in der Scharwinkelrichtung 139 zu gieren und nach links oder rechts in der Scharrollrichtung 141 zu rollen.Das zweite Stellgliedsystem 162 kann Hydraulikzylinder, Pneumatikzylinder, elektronische Stellglieder oder Kombinationen davon umfassen.
Jede der mittleren Planierscharen 133 und mehrstufig einstellbaren Scharen 135 kann konfiguriert sein, um Bodenmaterial über eine Arbeitsstelle 10 zu schneiden, zu trennen oder zu transportieren. Beispielsweise kann, wenn sich das Arbeitsfahrzeug 100 über die Arbeitsstelle 10 bewegt, jede der Scharen 133, 135 angeordnet werden, um Bodenmaterial wie Erdreich, Erde, Schnee und Kies aus dem Gelände zu sammeln und das gesammelte Bodenmaterial an verschiedene Orte zu bewegen. Es sei ferner erwähnt, dass die Anordnung der mehrstufig einstellbaren Schare 135 besonders vorteilhaft ist, da sie eine verbesserte Transportsteuerung durch ihren vergrößerten Bewegungsbereich (z. B. 6-Wege-Bewegung) bereitstellt, die es ermöglicht, mehrere Aufgaben gleichzeitig zu erledigen. Zum Beispiel kann die mehrstufig einstellbare Schar 135 Merkmale auf dem Boden erzeugen, einschließlich ebener Flächen, Steigungen, erhöhter Flächen, wie etwa Hügel, Straßen oder komplexer geformter Merkmale.
Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 kann das Bodeneingriffswerkzeugsteuersystem 150 sowohl das erste als auch das zweite Stellgliedsystem 156, 162, ein erstes Sensorsystem 152, ein zweites Sensorsystem 154 und einen Bildsensor 164 oder einen anderen Wahrnehmungssensor umfassen, die jeweils kommunikativ mit einem elektronischen Datenprozessor 202 gekoppelt sind. In einigen Ausführungsformen kann das erste Sensorsystem 152 einen oder mehrere erste Sensoren 153 umfassen, die abnehmbar oder fest an das hintere Bodeneingriffswerkzeug 130c und/oder das mittlere Bodeneingriffswerkzeug 130b gekoppelt sind. Der eine oder die mehreren ersten Sensoren 153 können Positions- oder Neigungssensoren, GPS (z. B. Standortbestimmungsempfänger 218), Winkelsensoren, Drehsensoren, lineare Sensoren, Gyroskope, Beschleunigungsmesser, Trägheitsmesseinheiten oder andere geeignete Vorrichtungen umfassen, die konfiguriert sind, um eine tatsächliche Position des hinteren Bodeneingriffswerkzeugs 130c oder des mittleren Bodeneingriffswerkzeugs 130b relativ zum Arbeitsfahrzeug 100 zu erkennen. Alternativ kann der eine oder die mehreren ersten Sensoren 153 eine Position erkennen, die die tatsächliche Position des hinteren Bodeneingriffswerkzeugs 130c oder des mittleren Bodeneingriffswerkzeugs 130b relativ zum Arbeitsfahrzeug 100 angibt.
Das zweite Sensorsystem 154 kann einen oder mehrere zweite Sensoren 155 umfassen, die abnehmbar oder fest an das vordere Bodeneingriffswerkzeug 130a gekoppelt sind. Der eine oder die mehreren zweiten Sensoren 155 sind konfiguriert, um eine Position der mehrstufig einstellbaren Schar 135 zu erkennen. Alternativ kann der eine oder die mehreren zweiten Sensoren 155 eine Position erkennen, die die tatsächliche Position des zweiten Bodeneingriffswerkzeugs 129 oder der mehrstufig einstellbaren Schar 135 angibt. Der eine oder die mehreren zweiten Sensoren 155 können ein GPS (z. B. einen Standortbestimmungsempfänger 218), ein Lidarsystem, ein Radarsystem, ein Sichtsystem, Gyroskope, Beschleunigungsmesser, Trägheitsmesseinheiten oder andere geeignete Vorrichtungen umfassen, die Winkelgeschwindigkeiten oder lineare Beschleunigung der mehrstufig einstellbaren Schar 135 messen. So können beispielsweise die zweiten Sensoren 155 in einigen Ausführungsformen konfiguriert werden, um einen Neigungswinkel der mehrstufig einstellbaren Schar 135 zu erkennen, indem die lineare Beschleunigung in drei im Wesentlichen senkrechten Achsen gemessen wird, um den Neigungswinkel auf Grundlage einer Schwerkraftrichtung zu bestimmen.
Der elektronische Datenprozessor 202 kann lokal als Teil einer Fahrzeugelektronikeinheit 200 des Arbeitsfahrzeugs 100 (3) oder entfernt innerhalb eines Remote-Verarbeitungszentrums (nicht gezeigt) angeordnet sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann der elektronische Datenprozessor 202 aus einem Mikroprozessor, einem Mikrocontroller, einer Zentraleinheit, einem programmierbaren Logik-Array, einer programmierbaren Logiksteuerung oder einer sonstigen geeigneten programmierbaren Schaltung bestehen, die zur Durchführung von Datenverarbeitungs- und/oder Systemsteuerungsvorgängen geeignet ist. Beispielsweise kann der elektronische Datenprozessor 202 Datensignale von dem ersten Sensorsystem 152, dem zweiten Sensorsystem 154 und dem Bildsensor 164 empfangen, um eine optimale Scharposition zu bestimmen.
Wie von Fachleuten geschätzt wird, dienen die 1A-3 lediglich illustrativen und exemplarischen Zwecken und beabsichtigen in keiner Weise, die vorliegende Offenbarung oder ihre Anwendungen einzuschränken. Die Anordnung und/oder der strukturelle Aufbau der verschiedenen System- und Fahrzeugkomponenten kann/können in anderen Ausführungsformen variieren. So können beispielsweise die strukturelle Anordnung und Menge der Bodeneingriffswerkzeuge 130 in einigen Ausführungsformen je nach Konstruktion und Spezifikationsanforderungen variieren. Obwohl das Arbeitsfahrzeug 100 in den hier erörterten Ausführungsformen als drei Bodeneingriffswerkzeuge 130 umfassend gezeigt ist, kann das Arbeitsfahrzeug in anderen Ausführungsformen weniger oder mehr Bodeneingriffswerkzeuge 130 sowie Variationen in der Art des verwendeten Werkzeugs umfassen. So können beispielsweise die Bodeneingriffswerkzeuge 130 in einigen Ausführungsformen eine Doppelscharanordnung umfassen, die das vordere Eingriffswerkzeug 130a und entweder das hintere oder mittlere Bodeneingriffswerkzeug 130c, 130b oder andere geeignete Konfigurationen beinhalten. Ferner kann das Bodeneingriffswerkzeugsteuersystem 150 in noch weiteren Ausführungsformen zusätzliche Sensoren oder andere Steuervorrichtungen umfassen, die an einer Außen- oder Innenfläche der Baugruppen und daran angebrachten Komponenten befestigt sind.
Unter Bezugnahme auf 3 ist die Fahrzeugelektronikeinheit 200 gemäß einer Ausführungsform gezeigt. Die Fahrzeugelektronikeinheit 200 kann den elektronischen Datenprozessor 202, eine Datenspeicherungsvorrichtung 204, eine elektronische Vorrichtung 206, ein drahtloses Kommunikationsgerät 216, eine Benutzeranzeige 210, einen Standortbestimmungsempfänger 218 und einen Fahrzeugdatenbus 220 umfassen, die jeweils über eine Kommunikationsschnittstelle mit einem Datenbus 208 verbunden sind. Wie abgebildet können die verschiedenen Vorrichtungen (d. h. Datenspeicherungsvorrichtung 204, drahtlose Kommunikationsvorrichtung 216, Benutzeranzeige 210 und Fahrzeugdatenbus 220) Informationen, wie Sensorsignale, über den Datenbus 208 an den elektronischen Datenprozessor 202 übermitteln.
Die Datenspeicherungsvorrichtung 204 speichert Informationen und Daten (z. B. Geokoordinaten oder Kartierungsdaten) für den Zugriff durch den elektronischen Datenprozessor 202 oder den Fahrzeugdatenbus 220. Die Datenspeicherungsvorrichtung 204 kann in ähnlicher Weise einen elektronischen Speicher, einen nichtflüchtigen Direktzugriffsspeicher, eine optische Speichervorrichtung, eine magnetische Speichervorrichtung oder eine sonstige Vorrichtung zur Speicherung und zum Zugriff auf elektronische Daten auf jedem beschreibbaren, wiederbeschreibbaren oder lesbaren elektronischen, optischen oder magnetischen Speichermedium umfassen.
Der standortbestimmende Empfänger 218 kann aus einem Empfänger bestehen, der Satellitensignale, terrestrische Signale oder beides verwendet, um den Standort oder die Position eines Objekts oder des Fahrzeugs zu bestimmen. In einer Ausführung besteht der standortbestimmende Empfänger 218 aus einem GPS-Empfänger (Global Positioning System) mit einem Differential-Korrekturempfänger zur präzisen Messung der geographischen Koordinaten oder der Position des Fahrzeugs. Der differentielle Korrekturempfänger kann satellitengestützte oder terrestrische Signalübertragungen von Korrekturinformationen von einer oder mehreren Referenzstationen mit allgemein bekannten geographischen Koordinaten empfangen, um eine verbesserte Genauigkeit bei der Bestimmung eines Standortes für den GPS-Empfänger zu ermöglichen. In weiteren Ausführungsformen können Lokalisierungs- und Kartierungstechniken wie etwa simultane Lokalisierung und Kartierung (SLAM) verwendet werden. Beispielsweise können in Bereichen mit geringem Empfang und/oder in Innenbereichen, wie z. B. in Höhlen, Minen oder auf Arbeitsstellen im städtischen Bereich, SLAM-Techniken zur Verbesserung der Positionierungsgenauigkeit innerhalb dieser Bereiche eingesetzt werden.
Der elektronische Datenprozessor 202 verwaltet den Datentransfer zwischen den verschiedenen Fahrzeugsystemen und -komponenten, was in einigen Ausführungsformen auch den Datentransfer zu und von einem Remote-Verarbeitungssystem (nicht gezeigt) beinhalten kann. Beispielsweise sammelt und verarbeitet der elektronische Datenprozessor 202 Daten (z. B. Bodentopographiedaten, Planierprofildaten und Kartierungsdaten) vom Datenbus 208 zur Übertragung entweder in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung.
Die elektronische Vorrichtung 206 kann einen elektronischen Speicher, einen nichtflüchtigen Direktzugriffsspeicher, Flipflops, ein computerbeschreibbares oder computerlesbares Speichermedium oder eine sonstige elektronische Vorrichtung zum Speichern, Abrufen, Lesen oder Schreiben von Daten enthalten. Die elektronische Vorrichtung 206 kann ein oder mehrere Softwaremodule enthalten, die Daten aufzeichnen und speichern, die vom ersten Sensorsystem 152, dem zweiten Sensorsystem 154, dem Bildsensor 164 oder anderen Netzwerkgeräten gesammelt wurden, die an den Fahrzeugdatenbus 220 gekoppelt sind oder mit diesem kommunizieren können. In einigen Ausführungsformen können ein oder mehrere Softwaremodule ein Planierprofilmodul 230, ein Scharpositionierungsmodul 232 oder optional ein Planiersteuermodul 234 enthalten, die jeweils ausführbare Softwareanweisungen oder Datenstrukturen enthalten, die von dem elektronischen Datenprozessor 202 verarbeitet werden.
Der Begriff Modul, wie hierin verwendet, kann ein Hardware- und/oder Softwaresystem beinhalten, das betrieben wird, um eine oder mehrere Funktionen durchzuführen. Jedes Modul kann in einer Vielzahl von geeigneten Konfigurationen realisiert werden und darf nicht auf eine bestimmte, hier beispielhaft dargestellte Implementierung beschränkt werden, es sei denn, es wird ausdrücklich auf eine solche Beschränkung hingewiesen. Darüber hinaus entspricht in den verschiedenen hier beschriebenen Ausführungsformen jedes Modul einer definierten Funktionalität; in anderen Ausführungsformen kann jede Funktionalität jedoch auf mehr als ein Modul verteilt sein. Ebenso können in anderen Ausführungsformen mehrere definierte Funktionalitäten durch ein einzelnes Modul implementiert werden, das diese Funktionen möglicherweise neben anderen Funktionen, oder anders auf einen Satz von Modulen verteilt als in den hierin konkret veranschaulichten Beispielen ausführt.
Das Planierprofilmodul 230 kann vom Bildsensor 164 gesammelte Bilddaten in Echtzeit aufzeichnen und speichern. Beispielsweise kann das Planierprofilmodul 230 zweidimensionale oder dreidimensionale Planierprofile des Bodenmaterials auf Grundlage der erfassten Bilder erzeugen. Zusätzlich kann das Planierprofilmodul 230 in einigen Ausführungsformen auch Farbdaten, Standortdaten, Umgebungsdaten und/oder Bodeneigenschaften (z. B. Feuchtigkeits- oder Temperatureigenschaften) dem Planierprofil zuordnen. Die Planierprofile können je nach Art des Bodenmaterials, das gesammelt oder transportiert wird, variieren. Zum Beispiel kann das Bodenmaterial auf Grundlage von Vorgängen und Bedingungen an der Arbeitsstelle variieren und unter anderem Materialien wie Boden, Gestein, Kiesel, Stein, Mineralien, organische Substanzen, Ton oder Vegetation enthalten.
Das Scharpositionierungsmodul 232 kann eine optimale Scharposition der mehrstufig einstellbaren Schar 135 und der mittleren Planierschar 133 auf Grundlage des erzeugten Planierprofils bestimmen. Beispielsweise kann das Scharpositionierungsmodul 232 Befehlssignale ausgeben, die von dem ersten und zweiten Stellgliedsystem 156, 162 empfangen werden, um die Position der mehrstufig einstellbaren Schar 135 in Abstimmung mit der mittleren Planierschar 133 auf der Grundlage eines gewünschten Planierprofils anzupassen. Eine solche Steuer- und Positionsanordnung der Schare 133, 135 ist besonders vorteilhaft, da sie eine optimale Verschiebung des Bodenmaterials ermöglicht, wenn es gesammelt oder bewegt wird, sowie die Effizienz des Fahrzeugs verbessert. In weiteren Ausführungsformen kann eine Ausrichtung und/oder Position der mehrstufig einstellbaren Schar 135 und der mittleren Planierschar 133 über das Planiersteuermodul 234 gesteuert werden. Zum Beispiel kann das Planiersteuermodul 234 GPS und gespeicherte Geländedaten verwenden, die von einem Planiersteuersystem 236 ausgegeben werden, um die Position und Ausrichtung der Scharen 133, 135 anzupassen. In noch weiteren Ausführungsformen kann das Scharpositionierungsmodul 232 ferner konfiguriert sein, um die Steuerung des hinteren Bodeneingriffswerkzeugs 130c in Kombination mit entweder der mehrstufig einstellbaren Schar 135 oder der mittleren Planierschar 133 oder beiden zu koordinieren.
Eine Fahrzeugsteuerung 222 kann eine Vorrichtung zum Lenken oder Navigieren des Arbeitsfahrzeugs 100 und jedes der Bodeneingriffswerkzeuge 130 auf der Grundlage von Rückmeldungen von dem ersten Sensorsystem 152, dem Bildsensor 164 und dem zweiten Sensorsystem 154 umfassen. So kann beispielsweise die Fahrzeugsteuerung 222 in einigen Ausführungsformen mit dem Planiersteuersystem 236 kommunizieren, das ein oder mehrere Positionssignale vom Standortbestimmungsempfänger 218 empfängt, um die Bodeneingriffswerkzeuge 130 zu positionieren. Nach Empfang der Positionssignale kann das Planiersteuersystem 236 eine Position der mittleren Planierschar 133 und der mehrstufig einstellbaren Schar 135 bestimmen und Befehlssignale erzeugen, die an die Fahrzeugsteuerung 222 übermittelt werden, um eine Position von mindestens einer der Scharen 133, 135 durch Betätigen des ersten und zweiten Stellgliedsystems 156, 162 zu ändern.
In anderen Ausführungsformen kann der elektronische Datenprozessor 202 die im Planiersteuermodul 234 gespeicherte Software ausführen, um die Positionsdaten auf die Planierprofile abzubilden oder mit gespeicherten Karten oder Modellen abzugleichen. So kann beispielsweise das Planiersteuersystem 236 in einigen Ausführungsformen eine Sammlung von gespeicherten Karten und Modellen umfassen, die verwendet werden können, um eine gewünschte Scharposition zu bestimmen.
Unter Bezugnahme auf 4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 400 zum Bereitstellen einer koordinierten Scharsteuerung für das Bodeneingriffswerkzeugsteuersystem 150 gezeigt. Bei 402 kann beim Start des Arbeitsfahrzeugs 100 oder bei der Aktivierung durch einen Bediener über die Auswahl einer Starteingabe auf der Benutzerschnittstelle 117 oder dem Benutzerdisplay 210 das Bodeneingriffswerkzeugsteuersystem 150 eingeleitet und ein gewünschter Planiervorgang und eine anfängliche Zielposition für alle Bodeneingriffswerkzeuge 130 festgelegt werden. Der gewünschte Planiervorgang kann Oberflächenglättung, Grabenerzeugung, Neigungserzeugung oder andere Vorgänge beinhalten. Da die mehrstufig einstellbare Schar 135, die mittlere Planierschar 133 und das hintere Bodeneingriffswerkzeug 130c unabhängig gesteuert werden können, kann der Bediener unterschiedliche Planiervorgänge und anfängliche Zielpositionen für jede der Scharen 135, 133 und das hintere Bodeneingriffswerkzeug 130c auswählen.
Wenn sich das Arbeitsfahrzeug 100 über die Arbeitsstelle 10 bewegt, erfasst der Bildsensor 164 eine Vielzahl von Bildern der Arbeitsstelle 10 und übermittelt die Bilddaten an den elektronischen Datenprozessor 202 zur Verarbeitung. Der elektronische Datenprozessor 202 kann Signale vom ersten und zweiten Sensorsystem 152, 154 empfangen, die die tatsächliche Position und Zielposition der mittleren Planierschar 133 und der mehrstufig einstellbaren Schar 135 anzeigen, die auf dem Benutzerdisplay 210 angezeigt werden können.
Bei 404 wird ein gewünschtes Planierprofil durch das Planierprofilmodul 230 basierend auf einem ausgewählten Planiervorgang und den erfassten Bilddaten erzeugt. Beispielsweise kann der Bediener einen oder mehrere Planiervorgänge wie Oberflächenglättung, Oberflächengestaltung (z. B. Graben- oder Neigungserstellung) oder Straßeninstandhaltung auf Grundlage der erfassten Bilddaten auswählen.
Als nächstes kann das Scharpositionierungsmodul 232 bei 406 und 408 eine erste Zielposition und eine zweite Zielposition für die mittlere Planierschar 133 bzw. die mehrstufig einstellbare Schar 135 auf Grundlage des bestimmten Planierprofils und des ausgewählten Planiervorgangs bestimmen. In einigen Ausführungsformen können der ausgewählte Planiervorgang und das Planierprofil zwei unterschiedliche Aufgaben erfordern, die von jeder der mittleren Planierschar 133 und der mehrstufig einstellbaren Schar 135 in einem einzigen Vorgang ausgeführt werden müssen. Zum Beispiel kann eine erste Zielposition bei 406 für die mittlere Planierschar 133 bestimmt werden, um ihr zu ermöglichen, einen ersten Planiervorgang, wie etwa eine Oberflächenglättung, durchzuführen.
Eine zweite Zielposition kann bei 408 für die mehrstufig einstellbare Schar 135 basierend auf der ersten Zielposition bestimmt werden, um ihr zu ermöglichen, einen zweiten Planiervorgang durchzuführen, wie etwa die Neigungserstellung zusammen mit dem ersten Planiervorgang (6). In weiteren Ausführungsformen können die mehrstufig einstellbare Schar 135 und die mittlere Planierschar 133 positioniert sein, um den gleichen Planiervorgang mit jeweils entsprechenden ersten und zweiten Zielpositionen für jede Bestimmung durchzuführen. Zusätzlich kann, wie zuvor erörtert, das hintere Bodeneingriffswerkzeug 130c in einigen Ausführungsformen auch entweder mit der mittleren Planierschar 133 oder der mehrstufig einstellbaren Schar 135 koordiniert werden.
Bei 410 werden, während die Planiervorgänge durchgeführt werden, aktuelle Positionsdaten für die mittlere Planierschaufel 133 und die mehrstufig einstellbare Schar 135 durch das erste und zweite Sensorsystem 152, 154 überwacht und auf dem Benutzerdisplay 210 angezeigt. Die aktuellen Positionsdaten können einer Höhe, einem Winkel oder einer Neigung der einen oder der mehreren Scharen 133, 135 entsprechen.
Auf Grundlage der empfangenen Daten wird bei 412 eine Entscheidung getroffen, um zu bestimmen, ob die tatsächlichen oder aktuellen Positionsdaten außerhalb eines gewünschten Schwellenbereichs liegen. Beispielsweise kann der elektronische Datenprozessor 202 die tatsächliche Position mit einem vorbestimmten Schwellenwert (Zielposition, die vom Bediener festgelegt oder von der Datenspeicherungsvorrichtung 204 abgerufen wurde) vergleichen, um festzustellen, ob die tatsächliche Position den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet oder unterschreitet. Wenn die tatsächliche Position den vorgegebenen Schwellenwert über- oder unterschreitet, kann der elektronische Datenprozessor 202 über das Scharpositionierungsmodul 232 eine neue erste und zweite Zielposition für jede der mittleren Planierschar 133 und der mehrstufig einstellbaren Schar 135 bestimmen und die Schritte 406-410 wiederholen.
Beispielsweise kann in einer Ausführungsform die Zielposition basierend auf Änderungen der Bodentopographiedaten aktualisiert werden, die durch das Planiersteuermodul 236 ausgegeben oder beispielsweise über Lidar oder Radar erfasst werden. Als Reaktion darauf kann der elektronische Datenprozessor 202 Befehlssignale an das zweite Stellgliedsystem 162 ausgeben, um eine Höhe, Neigung und/oder Steigung der mehrstufig einstellbaren Schar 135 zur Zielposition auf der Grundlage der vom zweiten Sensorsystem 154 erhaltenen Rückmeldung zu steuern. Wenn die tatsächliche Position den vorgegebenen Schwellenwert über- oder unterschreitet, kann der elektronische Datenprozessor 202 das zweite Stellgliedsystem 162 automatisch steuern, um die Höhe der mehrstufig einstellbaren Schar 135 an die Zielposition anzupassen. In weiteren Ausführungsformen kann der Bediener den gewünschten Planiervorgang von der Oberflächenglättung zum Materialabtrag ändern und eine neue Zielposition eingeben, um zu ermöglichen, dass Material von einer Seite der mehrstufig einstellbaren Schar 135 abgetragen wird. In noch weiteren Ausführungsformen können die gewünschten Planiervorgänge automatisch auf Grundlage von Datenausgaben geändert werden, die von dem zweiten Sensorsystem 154 empfangen werden.
Es ist jedoch zu beachten, dass die zweite Zielposition unabhängig von dem ausgewählten Vorgang auf Grundlage der ersten Zielposition koordiniert und bestimmt werden kann. Eine solche koordinierte Steuerung ist aufgrund des erhöhten Bewegungsbereichs (z. B. 6-Wege-Bewegung) der mehrstufig einstellbaren Schar 135 vorteilhaft, was eine Höhen-, Winkel- und Neigungssteuerung der mehrstufig einstellbaren Schar 135 ermöglicht, um eine bessere Steuerung des Bodenmaterials bereitzustellen. Beispielsweise kann die mehrstufig einstellbare Schar 135 in einer erhöhten Position positioniert sein, um Hügel oder Haufen vor dem durch die mittlere Planierschar 133 durchgeführten Planiervorgang abzutragen, während die mittlere Planierschar 133 oder das hintere Bodeneingriffswerkzeug 130c positioniert sein können, um den Hügel in einem zweiten Durchgang abzutragen.
Sobald die erste und zweite Zielposition bestimmt werden, wird eine Position der mittleren Planierschar 133 und der mehrstufig einstellbaren Schar 135 durch das erste und zweite Stellgliedsystem 156, 162 bei 414 eingestellt. In weiteren Ausführungsformen kann die neue Zielposition vom Bediener direkt eingestellt werden, wie etwa durch einen Schalter, Inkrementierungs- oder Dekrementierungstasten, die die Zielposition modifizieren können, oder der Bediener kann die neue Position über die Benutzeranzeige 210 eingeben.
Wie in den 5-7 gezeigt, ermöglicht die duale und unabhängige Steuerung der mittleren Planierschar 133 und der mehrstufig einstellbaren Schar 135, dass mehrere Bodenmerkmale in einem einzigen Durchgang erstellt werden. Beispielsweise kann in einer Ausführungsform die mehrstufig einstellbare Schar 135 in einem ersten Neigungswinkel (z. B. θ₁) relativ zum Boden 60 ausgerichtet sein und kann die mittlere Planierschar 133 in einem zweiten Winkel ((z. B. θ₂) relativ zum Boden 60 ausgerichtet sein, um ein Bodenmerkmal, wie etwa den V-Graben, zu erstellen. In anderen Beispielen, wie etwa dem in 6 gezeigten, können die mittlere Planierschar 133 und die mehrstufig einstellbare Schar 135 auf verschiedene Höhen gesteuert werden. Wie in 6 gezeigt, kann die mittlere Planierschar 133 auf eine Höhe H angehoben werden, um es der mittleren Planierschar 133 zu ermöglichen, Bodenmaterial in einer ersten Ebene 512 zu bewegen, die sich auf einer höheren Höhe befindet, und die mehrstufig einstellbare Schar 135 kann auf einer niedrigeren Höhe ausgerichtet sein, um Bodenmaterial in einer zweiten Ebene 514 zu bewegen. Zusätzlich, unter Bezugnahme auf 7, können die mittleren Planierschar 133 und die mehrstufig einstellbare Schar 135 auch in verschiedenen Neigungswinkeln positioniert sein, um Bodenmaterial, das mit den Scharen entlang eines ersten Pfads 608 und eines zweiten Pfads 610 in Eingriff gebracht wird, abzulegen.
Ohne den Umfang, die Auslegung oder die Anwendung der nachstehend aufgeführten Ansprüche in irgendeiner Weise einzuschränken, stellt eine technische Folge einer oder mehrerer der hierin offenbarten beispielhaften Ausführungsformen ein System und ein Verfahren zur Bereitstellung einer Scharsteuerung und einer koordinierten Scharsteuerung dar. Das koordinierte Bodeneingriffswerkzeugsteuersystem hat den Vorteil, dass es die Fahrzeugeffizienz verbessert und eine optimale Verschiebung von Bodenmaterial ermöglicht, wenn es von einem Arbeitsfahrzeug gesammelt oder bewegt wird.
Während die vorliegende Offenbarung in den Zeichnungen und der vorstehenden Beschreibung ausführlich dargestellt und beschrieben wurde, ist sie nicht als einschränkend anzusehen, wobei davon auszugehen ist, dass die illustrative(n) Ausführungsform(en) gezeigt und beschrieben wurden und dass alle Änderungen und Modifikationen, die in den Geist der vorliegenden Offenbarung fallen, geschützt werden sollen. Alternative Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung enthalten möglicherweise nicht alle der beschriebenen Merkmale, können aber dennoch von mindestens einigen der Vorteile dieser Merkmale profitieren. Durchschnittsfachleute können ihre eigenen Implementierungen entwickeln, die eines oder mehrere der Merkmale der vorliegenden Offenbarung beinhalten und in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 16058055 [0001]

Claims

Bodeneingriffswerkzeugsteuersystem (150) für ein Arbeitsfahrzeug (100), wobei das Bodeneingriffswerkzeugsteuersystem (150) Folgendes umfasst: ein erstes Sensorsystem (152), das konfiguriert ist, um eine Position von mindestens einem ersten Bodeneingriffswerkzeug (128) zu erfassen; ein zweites Sensorsystem (154), das konfiguriert ist, um eine Position eines zweiten Bodeneingriffswerkzeugs (129) zu erfassen, das eine multipositionale Schar (135) umfasst; einen Bildsensor (164), der konfiguriert ist, um ein Bild einer Bodentopographie vor dem Arbeitsfahrzeug (100) aufzunehmen; ein erstes Stellgliedsystem (156), das mit dem ersten Bodeneingriffswerkzeug (128) gekoppelt ist; ein zweites Stellgliedsystem (162), das mit der multipositionalen Schar (135) gekoppelt ist; und einen elektronischen Datenprozessor (202), der mit dem ersten Sensorsystem und dem zweiten Sensorsystem in Kommunikation steht und konfiguriert ist, ein Planierprofil auf der Grundlage der gemessenen Bodentopographie zu bestimmen, ein erstes Steuersignal zum Empfang durch das erste Stellgliedsystem (156) zu generieren, um das mindestens eine erste Bodeneingriffswerkzeug (128) auf der Grundlage der gemessenen Bodentopographie auf eine erste Zielposition einzustellen, und ein zweites Steuersignal zum Empfang durch das zweite Stellgliedsystem (162) zu generieren, um die multipositionale Schar (135) auf eine zweite Zielposition auf der Grundlage mindestens einer Position des mindestens einen ersten Bodeneingriffswerkzeugs (128) oder der gemessenen Bodentopographie einzustellen.
Bodeneingriffswerkzeugsteuersystem (150) nach Anspruch 1, wobei das Einstellen des ersten Bodeneingriffswerkzeugs (128) in die erste Zielposition das Positionieren des ersten Bodeneingriffswerkzeugs (128) umfasst, um einen ersten Planiervorgang durchzuführen, und wobei das Einstellen der multipositionalen Schar (135) in die zweite Zielposition das Positionieren der multipositionalen Schar (135) umfasst, um einen zweiten Planiervorgang durchzuführen.
Bodeneingriffswerkzeugsteuersystem (150) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das mindestens eine erste Bodeneingriffswerkzeug (128) mindestens eine mittlere Planierschar (133) oder ein hinteres Bodeneingriffswerkzeug (130c) umfasst.
Bodeneingriffswerkzeugsteuersystem (150) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die multipositionale Schar (135) eine Sechspositions-Leistungswinkel-Neigungsschar (137) umfasst.
Bodeneingriffswerkzeugsteuersystem (150) nach Anspruch 4, wobei die Sechspositions-Leistungswinkel-Neigungsschar (137) konfiguriert ist, um sich bidirektional in mindestens einer Scharhöhenrichtung (138), einer Scharwinkelrichtung (139), einer Scharneigungsrichtung (140) oder einer Scharrollrichtung (141) zu bewegen.
Arbeitsfahrzeug (100), umfassend: mindestens ein erstes Bodeneingriffswerkzeug (128), das an das Arbeitsfahrzeug (100) gekoppelt ist; ein zweites Bodeneingriffswerkzeug (129), das eine multipositionale Schar (135) umfasst, wobei die multipositionale Schar (135) mit dem Arbeitsfahrzeug (100) vor dem mindestens einen ersten Bodeneingriffswerkzeug (128) gekoppelt ist; ein erstes Sensorsystem (152), das konfiguriert ist, um eine Position des ersten Bodeneingriffswerkzeugs (128) zu erkennen; ein zweites Sensorsystem (154), das konfiguriert ist, um eine Position der multipositionalen Schar (135) zu erkennen; einen Bildsensor (164), der konfiguriert ist, um ein Bild einer Bodentopographie vor dem Arbeitsfahrzeug (100) aufzunehmen; und einen elektronischen Datenprozessor (202), der mit dem ersten Sensorsystem und dem zweiten Sensorsystem in Kommunikation steht und konfiguriert ist, ein Planierprofil auf der Grundlage der gemessenen Bodentopographie zu bestimmen, ein erstes Steuersignal zum Empfang durch das erste Stellgliedsystem (156) zu generieren, um das mindestens eine erste Bodeneingriffswerkzeug (128) auf der Grundlage der gemessenen Bodentopographie auf eine erste Zielposition einzustellen, und ein zweites Steuersignal zum Empfang durch das zweite Stellgliedsystem (162) zu generieren, um die multipositionale Schar (135) auf eine zweite Zielposition auf der Grundlage mindestens einer Position des mindestens einen ersten Bodeneingriffswerkzeugs (128) oder der gemessenen Bodentopographie einzustellen.
Arbeitsfahrzeug (100) nach Anspruch 6, wobei das Einstellen des ersten Bodeneingriffswerkzeugs (128) in die erste Zielposition das Positionieren des ersten Bodeneingriffswerkzeugs (128) umfasst, um einen ersten Planiervorgang durchzuführen, und wobei das Einstellen der multipositionalen Schar (135) in die zweite Zielposition das Positionieren der multipositionalen Schar (135) umfasst, um einen zweiten Planiervorgang durchzuführen.
Arbeitsfahrzeug (100) nach Anspruch 6 oder 7, wobei das mindestens eine erste Bodeneingriffswerkzeug (128) mindestens eine mittlere Planierschar (133) und/oder ein hinteres Bodeneingriffswerkzeug (130c) umfasst.
Arbeitsfahrzeug (100) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die multipositionale Schar (135) eine Sechspositions-Leistungswinkel-Neigungsschar (137) umfasst.
Arbeitsfahrzeug (100) nach Anspruch 9, wobei die Sechspositions-Leistungswinkel-Neigungsschar (137) konfiguriert ist, um sich bidirektional in mindestens einer Scharhöhenrichtung (138), einer Scharwinkelrichtung (139), einer Scharneigungsrichtung (140) oder/und einer Scharrollrichtung (141) zu bewegen.
Verfahren (400) zum Bereitstellen einer koordinierten Scharsteuerung für ein Arbeitsfahrzeug (100), wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Erfassen eines Bilds einer Bodentopographie vor dem Arbeitsfahrzeug (100); Bestimmen eines Planierprofils der Bodentopographie; Bestimmen einer ersten Zielposition eines ersten Bodeneingriffswerkzeugs (128) auf Grundlage des Planierprofils; Bestimmen einer zweiten Zielposition einer multipositionalen Schar (135) auf Grundlage des Planierprofils und/oder der ersten Zielposition; und Einstellen einer Position des ersten Bodeneingriffswerkzeugs (128) auf die erste Zielposition, um einen ersten Planiervorgang durchzuführen, und Einstellen der multipositionalen Schar (135) auf die zweite Zielposition, um einen zweiten Planiervorgang durchzuführen.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend das Überwachen einer Position des mindestens einen ersten Bodeneingriffswerkzeugs (128) und der multipositionalen Schar (135), um zu bestimmen, ob die erste Zielposition oder die zweite Zielposition in einen gewünschten Schwellenbereich fällt.
Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend das Bestimmen einer neuen ersten Zielposition und zweiten Zielposition, wenn die erste Zielposition oder die zweite Zielposition außerhalb des gewünschten Schwellenbereichs liegt, und wobei eine Position sowohl des ersten Bodeneingriffswerkzeugs (128) als auch der multipositionalen Schar (135) neu eingestellt wird, um in den gewünschten Schwellenbereich zu fallen.