EP2366830B1

EP2366830B1 - Method and system for applying a street pavement

Info

Publication number: EP2366830B1
Application number: EP10002894.3A
Authority: EP
Inventors: Ralf Weiser
Original assignee: Joseph Voegele AG
Current assignee: Joseph Voegele AG
Priority date: 2010-03-18
Filing date: 2010-03-18
Publication date: 2016-05-11
Anticipated expiration: 2030-03-18
Also published as: JP5204865B2; JP2011204236A; CN102191739A; EP2366830A1; PL2366830T3; US8356957B2; CN102191739B; US20110229264A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruchs 5.The present invention relates to a system according to the preamble of claim 1, as well as to a method according to the preamble of claim 5.

Das Anlegen und Asphaltieren von Straßen, Wegen oder Plätzen ist ein äußerst komplexer Prozess. Bei diesem Prozess wird das Arbeitsergebnis, d. h. die Qualität des hergestellten Straßenbelags, nicht nur durch die Einstellung der Arbeitsmaschinen bestimmt, sondern beispielsweise auch durch die Eigenschaften des Einbaumischguts (beispielsweise Asphalt) und durch Umgebungsbedingungen. Alle diese Parameter legen gemeinsam fest, welche Qualität, beispielsweise welche Glätte, der hergestellte Straßenbelag tatsächlich hat.The laying and paving of roads, paths or squares is an extremely complex process. In this process, the work result, i. H. the quality of the pavement produced, determined not only by the setting of the machines, but also, for example, by the properties of the built-in (eg asphalt) and by environmental conditions. All of these parameters determine together what quality, for example, what smoothness, the road pavement actually has.

Bisher legt der Maschinenbediener die Einstellparameter der Arbeitsmaschinen fest. Dabei orientiert er sich an den vorliegenden oder an den sich ändernden Rand- oder Einbaubedingungen - und an seiner Erfahrung. Je mehr Geschick und Erfahrung der Maschinenbediener im Umgang mit der betreffenden Arbeitsmaschine hat, desto höher wird die Qualität des erzeugten Straßenbelags. Umgekehrt kann diese Qualität jedoch auch sehr niedrig sein, wenn der Maschinenbediener über wenig Erfahrung verfügt oder mit ihm bisher unbekannten Randbedingungen konfrontiert ist.So far, the machine operator sets the adjustment parameters of the machines. In doing so, he orientates himself to the existing or changing boundary or installation conditions - and to his experience. The more skill and experience the machine operator has in dealing with the work machine concerned, the higher the quality of the road surface produced. Conversely, this quality can also be very low if the machine operator has little experience or is faced with previously unknown boundary conditions.

Bei dem aus US 2002/168226 A1 bekanntem System und Verfahren zum Aufbringen eines Straßenbelags mittels eines Straßenfertigers werden Messgrößen wie die Einbauarbeitsfahrgeschwindigkeit und die Ist-Geschwindigkeit eines Tampers der Regeleinheit zugeführt, die für eine vorgegebene Zielgröße einer bestimmten Anzahl von Tamperhüben pro Längeneinheit über die Steuereinheit die jeweils der Fahrgeschwindigkeit des Straßenfertigers angepasste Tampergeschwindigkeit einstellen lässt. Die Steuereinheit übermittelt einen elektrischen oder elektronischen Einstellparameter an den Magneten einer hydraulischen Verstellpumpe, der die von der Verstellpumpe geförderte Menge und damit die Geschwindigkeit des Hydraulikmotors des Tampers regelt.At the US 2002/168226 A1 Known system and method for applying a road surface by means of a paver are measured variables such as the Einbauarbeitsfahrgeschwindigkeit and the actual speed of a tamper supplied to the control unit for a given target size of a certain number of tamper strokes per unit length via the control unit each adapted to the driving speed of the paver tamper speed can be set. The control unit transmits an electrical or electronic adjustment parameter to the magnet of a hydraulic variable displacement pump, which regulates the amount conveyed by the variable displacement pump and thus the speed of the hydraulic motor of the tamper.

Bei einem aus US 2009/0142133 A1 sowie DE 10 2008 058 481 A bekannten System und Verfahren zum Aufbringen eines Straßenbelags wird zum Optimieren der Qualität des aufgebrachten Straßenbelags ein Temperatur-Positions-Modell des Straßenbelags auf der Baustelle benutzt, mit beschafften Ist-Temperaturdaten an bestimmten Stellen der Baustelle verglichen, und werden Arbeitsmaschinen wie Straßenfertiger und Walzen sozusagen temperaturabhängig auf der Baustelle navigiert. Bei dem Verfahren werden auch äußere Einflüsse wie das Wetter und Abkühlraten des Einbaumaterials berücksichtigt, und wird eine Regeleinheit und eine Steuereinheit eingesetzt, wobei die Regeleinheit selbstlernend arbeitet und mit einem geschlossenen Regelkreis betrieben wird. Lokale Ist-Temperaturdaten werden mit denen des Temperatur-Positions-Modells verglichen, hauptsächlich um Walzen zu lotsen und so zu steuern, dass zu warme Stellen zunächst nicht gewalzt und insgesamt durch das Walzen ein möglichst gleichförmiger Verdichtungsgrad und optimale Ebenheit des Straßenbelags erreicht werden.At one off US 2009/0142133 A1 such as DE 10 2008 058 481 A The known system and method for applying a paving is used to optimize the quality of the applied paving a temperature-position model of the road surface on the site, compared with acquired actual temperature data at certain points of the construction site, and are working machines such as paver and rollers so to speak temperature dependent navigated at the construction site. In the method, external influences such as the weather and cooling rates of the built-in material are taken into account, and a control unit and a control unit is used, wherein the control unit works self-learning and with a closed loop is operated. Local actual temperature data are compared with those of the temperature-position model, mainly to steer rolls and control so that too hot spots are not rolled first and all through the rolling as uniform as possible degree of compaction and optimum flatness of the road surface can be achieved.

Es wurden bereits einige Vorschläge gemacht, wie die Einstellung der Arbeitsmaschinen von der Erfahrung des Bedieners unabhängiger gestaltet werden kann. Beispielsweise schlägt EP 1 544 354 A2 vor, bisherige Erfahrungswerte für vorteilhafte Einstellungen der Betriebsparameter zu speichern und später wieder als Grundeinstellung für die Arbeitsmaschine zu verwenden. Der Bediener muss ausgehend von dieser Grundeinstellung nur noch eine Feineinstellung der Arbeitsmaschine vornehmen.Some suggestions have already been made on how the attitude of the working machines can be made more independent of the experience of the operator. For example, beats EP 1 544 354 A2 to store previous empirical values for advantageous settings of the operating parameters and later to use again as a default setting for the working machine. From this basic setting, the operator only has to make a fine adjustment of the working machine.

Die DE 40 40 029 C1 schlägt vor, die Frequenz des Antriebs eines Verdichtungsaggregates bei einer Straßenbaumaschine in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Einbaufahrgeschwindigkeit und vorbestimmten Parametern der einzubauenden Schicht einzustellen. Dabei wird eine Sollwertkurve für den zeitlichen Verlauf der Einbaufahrgeschwindigkeit vorgegeben.The DE 40 40 029 C1 proposes to set the frequency of the drive of a compacting unit in a road construction machine in dependence on a predetermined Einbaufahrgeschwindigkeit and predetermined parameters of the layer to be installed. Here, a setpoint curve for the time course of Einbaufahrgeschwindigkeit is specified.

Die WO 00/70150 A1 schlägt vor, die, die Temperatur eines soeben hergestellten Straßenbelags mit einem Sensor zu messen und einen Straßenfertiger oder eine nachfolgende Verdichtungsmaschine entsprechend der gemessenen Temperatur zu steuern.The WO 00/70150 A1 proposes to measure the temperature of a pavement just made with a sensor and to control a paver or a subsequent compaction machine according to the measured temperature.

Ein Mehrkanal-Steuerungssystem für eine Straßenbaumaschine ist ferner aus der DE 195 37 691 C5 bekannt. Diese Steuerung bezieht sich jedoch nur darauf, die Temperatur eines Glättbalkens zu messen und sie auch bei Ausfall eines Heizelementes konstant zu halten. Eine Rückkopplung mit anderen Einstell- oder Einbauparametern findet nicht statt.A multi-channel control system for a road construction machine is further from the DE 195 37 691 C5 known. However, this control only relates to measuring the temperature of a screed and keeping it constant even if one heating element fails. There is no feedback with other setting or installation parameters.

Schließlich beschreibt die US 2004/0260504 A1 ein System zum Ermitteln von Eigenschaften eines Einbaumischguts. Diese Eigenschaften werden jedoch nur zur Qualitätskontrolle herangezogen, nicht zum Steuern einer Straßenbaumaschine.Finally, that describes US 2004/0260504 A1 a system for determining properties of a built-in item. However, these properties are only used for quality control, not for controlling a road construction machine.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein bekanntes System und Verfahren zum Aufbringen eines Straßenbelages dahingehend zu verbessern, dass mit größerer Sicherheit eine höhere Qualität des hergestellten Straßenbelages erzielt wird.The object of the invention is to improve a known system and method for applying a road surface to the effect that with greater certainty, a higher quality of the pavement produced is achieved.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5.This object is achieved by a system having the features of claim 1 or by a method having the features of claim 5.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.

Das erfindungsgemäße System zum Aufbringen eines Straßenbelages weist eine Regeleinheit auf, die dazu ausgebildet ist, unter Berücksichtigung von Messgrößen die zum Erreichen mindestens einer vorgegebenen Zielgröße optimalen Einstellparameter zu ermitteln, einen eine Mehrzahl von optimalen Einstellparametern repräsentierenden Befehlsdatensatz zu erstellen und diesen Befehlsdatensatz an eine Steuereinheit zu übermitteln. Dabei umfasst die Regeleinheit einen Reglerblock und einen damit verbundenen Simulationsblock. Der Reglerblock kann einen Vorschlag für einen neuen Satz von Einstellparametern erstellen, der dann dem Simulationsblock zugeführt wird. Im Simulationsblock wird simuliert, welches Arbeitsergebnis mit den vom Reglerblock vorgeschlagenen Einstellparametern erzielt wird. Dieses simulierte Arbeitsergebnis kann anschließend mit dem vorgegebenen, angepeilten Arbeitsergebnis verglichen werden. Sofern erforderlich, werden die vorgeschlagenen Einstellparameter abermals angepasst. Vorzugsweise ist im Simulationsblock ein neuronales Netz zum Simulieren der sich aus einer Gruppe von Einstellparametern ergebenden Werte der mindestens einen Zielgröße vorgesehen. Solch ein neuronales Netz ist besonders gut für die komplexe Arbeitsumgebung beim Aufbringen eines Straßenbelages geeignet, bei der sich nahezu alle Einstellparameter in einem komplexen, gegenseitigen Abhängigkeitsverhältnis befinden, sodass die Änderung eines Einstellparameters eine Änderung mehrerer anderer Größen bewirken kann. Anstelle eines neuronalen Netzes können jedoch auch andere, vergleichbare Algorithmen verwendet werden. Im Simulationsblock der Regeleinheit wird zur Bestimmung optimaler Einstellparameter mit dem Satz von Einstellparametern eine Simulation durchgeführt, welche Werte der mindestens einen Zielgröße sich mit diesen Einstellparametern ergeben. Diese Simulation der Zielgrößen bzw. des Prozessergebnisses ermöglicht eine Aussage darüber, wie gut die vorgegebenen Zielgrößen erreicht werden können. Daraus kann abgeleitet werden, welche Einstellparameter eventuell noch verbessert werden könnten. Als "optimal" werden Einstellparameter definiert, wenn die sich bei der Simulation mit ihnen ergebenden Werte der mindestens einen Zielgröße innerhalb einer vorgegebenen Toleranz der mindestens einen Zielgröße liegen. Beispielsweise kann vorgegeben werden, dass die Breite des mit dem Straßenfertiger herzustellenden Straßenbelages um +/zwei Zentimeter von der vorgegebenen Zielgröße abweichen kann. Bei der nächsten Simulation bzw. bei einem Vorschlag für eine neue Gruppe von Einstellparametern können die bereits als "optimal" bestimmten Einstellparameter festgehalten werden, oder aber es erfolgt ein Vorschlag für eine neue Gruppe von Einstellparametern, bei der auch die bereits als "optimal" definierten Einstellparameter überprüft und ggf. geändert werden.The system according to the invention for applying a road surface has a control unit which is designed to determine, taking into account measured variables, the optimal setting parameter for achieving at least one predetermined target variable, to generate a command data set representing a plurality of optimum setting parameters, and to send this command data set to a control unit to transfer. In this case, the control unit comprises a controller block and a simulation block connected thereto. The controller block can make a suggestion for a new set of setting parameters, which is then fed to the simulation block. The simulation block simulates which work result is achieved with the adjustment parameters proposed by the controller block. This simulated work result can then be compared with the specified, targeted work result. If necessary, the proposed adjustment parameters are adjusted again. Preferably, in the simulation block, a neural network is provided for simulating the values of the at least one target variable resulting from a group of setting parameters. Such a neural network is particularly well-suited to the complex work environment of applying a pavement in which nearly all adjustment parameters are in a complex, interdependent relationship so that changing one adjustment parameter can cause a change in several other quantities. Instead of a neural network, however, other comparable algorithms can be used. In the simulation block of the control unit, a simulation is carried out to determine optimal setting parameters with the set of setting parameters, which values of the at least one target variable result with these setting parameters. This simulation of the target values or of the process result enables a statement as to how well the specified target values can be achieved. From this it can be deduced which setting parameters could possibly be improved. Setting parameters are defined as "optimal" if the values of the at least one target variable resulting from the simulation lie within a predefined tolerance of the at least one target variable. For example, it can be specified that the width of the pavement to be produced with the road paver may differ by + / two centimeters from the specified target size. At the next simulation or suggestion for a new set of set parameters, the setting parameters already determined to be "optimal" may be recorded, or a suggestion may be made for a new set of set parameters, including those already defined as "optimal." Setting parameters are checked and changed if necessary.

Für den Benutzer besteht der Hauptvorteil des Systems darin, dass er nicht mehr anhand seiner Erfahrung die einzelnen Einstellparameter der Arbeitskomponenten einer Arbeitsmaschine einstellen muss, beispielsweise beim Straßenfertiger die Neigung und Temperatur einer Einbaubohle oder die Frequenz einer Tamperleiste. Stattdessen gibt der Benutzer über ein Terminal, eine Datenschnittstelle oder einen Datenträger Zielgrößen für den aufzubringenden Straßenbelag in das System ein. Bei diesen Zielgrößen (Synonym: Prozessgrößen) handelt es sich um eine Beschreibung des zu erreichenden Arbeitsergebnisses, d. h. des herzustellenden Straßenbelages. Diese Zielgrößen können also beispielsweise Baustellendaten wie die Länge, die Breite, die Steigung oder den Verlauf des herzustellenden Straßenbelages umfassen, oder auch Informationen über die Reihenfolge von Schichten des Straßenbelages, inklusive der Dicke der einzelnen Schichten. Der Benutzer kann also nun das Arbeitsergebnis vorgeben und anschließend darauf vertrauen, dass das System die optimalen Einstellparameter ermittelt und ggf. nachregelt.For the user, the main advantage of the system is that it no longer has to adjust the individual setting parameters of the working components of a working machine based on its experience, for example the slope and temperature of a screed on a paver or the frequency of a tamper strip. Instead, the user enters into the system, via a terminal, a data interface or a data carrier, target values for the road surface to be applied. These target values (synonym: process variables) are a description of the work result to be achieved, ie the road surface to be produced. These target variables can therefore include, for example, construction site data such as the length, the width, the gradient or the course of the road surface to be produced, or information about the sequence of layers of the road surface, including the thickness of the individual layers. The user can now specify the work result and then trust that the system determines the optimal setting parameters and readjust if necessary.

Da in der Regel deutlich weniger Zielgrößen vorliegen als Einstellparameter vorhanden sind, kann die Eingabe der Zielgrößen schneller erfolgen als die Einstellung der einzelnen Einstellparameter, wenn Letzteres durch den Benutzer durchgeführt werden müsste. Zudem entfällt der Arbeitsaufwand für das Anpassen der Einstellparameter an sich ändernde Umgebungsbedingungen. Beides führt dazu, den Arbeitsaufwand zum Bedienen des Systems zu verringern und somit Kosten zu sparen.Since there are generally significantly fewer target variables than adjustment parameters, the input of the target variables can be faster than the setting of the individual adjustment parameters if the latter had to be performed by the user. In addition, the labor required for adjusting the setting parameters to changing environmental conditions. Both of these factors reduce the work required to operate the system and thus save costs.

Das System sieht eine Trennung der Regeleinheit von der Steuereinheit vor. Die Steuereinheit hat die Aufgabe, die vorgegebenen Befehle oder Stellgrößen so umzusetzen, dass die entsprechenden Einstellparameter von den Arbeitskomponenten des Systems eingenommen werden. Die Regeleinheit hingegen dient dazu, die optimalen Stellgrößen oder Einstellparameter herauszufinden. Diese Trennung hat den Vorteil, dass eine Anpassung der Einstellparameter durch die Steuereinheit erst dann erfolgen muss, wenn die Einstellparameter optimiert worden und ggf. getestet worden sind. Folglich wird die Einstellung der Arbeitskomponenten des Systems weniger häufig verändert, was zu einem gleichmäßigeren Arbeitsergebnis führt.The system provides for separation of the control unit from the control unit. The control unit has the task of implementing the specified commands or manipulated variables in such a way that the corresponding setting parameters are taken up by the working components of the system. The control unit, on the other hand, serves to find out the optimal control values or setting parameters. This separation has the advantage that an adjustment of the setting parameters by the control unit must be made only when the setting parameters have been optimized and possibly tested. As a result, the adjustment of the working components of the system is changed less frequently, resulting in a more even work result.

Es werden eine Mehrzahl von Einstellparametern durch die Regeleinheit zusammengefasst und in einem Vektor oder Befehlsdatensatz gemeinsam an die Steuereinheit übermittelt. Diese Zusammenfassung der Befehlsdaten zu einem Block oder Vektor dient dazu, die zum Übertragen der Befehlsdaten erforderliche Energie zu verringern.A plurality of setting parameters are summarized by the control unit and transmitted together in a vector or command data set to the control unit. This summary of the instruction data into a block or vector serves to reduce the energy required to transmit the instruction data.

Bei dem Verfahren zum Steuern des Systems zum Aufbringen eines Straßenbelages, mit mindestens einem Straßenfertiger werden in der Regeleinheit aus Messgrößen und aus mindestens einer vorgegebenen Zielgröße eine Gruppe von zum Erreichen dieser mindestens einen Zielgröße optimalen Einstellparametern bestimmt, und die Gruppe von Einstellparametern wird in einem gemeinsamen Befehlsdatensatz von der Regeleinheit an die Steuereinheit übermittelt. Das System selbst kann vorzugsweise ein Mischwerk, eine Baustellenzentrale und/oder mehrere relativ zueinander bewegliche Arbeitsmaschinen aufweisen, beispielsweise LKWs, Fräsen, Beschicker, Fertiger und/oder Walzen, die ihrerseits jeweils eine oder mehrere Arbeitskomponenten aufweisen können.In the method for controlling the system for applying a road surface, with at least one paver, a set of optimum setting parameters for reaching this at least one target variable are determined in the control unit from measured quantities and from at least one predetermined target size, and the group of setting parameters is in a common Command data sent from the control unit to the control unit. The system itself may preferably have a mixing plant, a construction site center and / or a plurality of relatively movable work machines, such as trucks, milling, feeder, paver and / or rollers, which in turn may each have one or more working components.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn Sensoren zum Erfassen der Messgrößen vorgesehen sind, und wenn diese Sensoren die von ihnen erfassten Messgrößen der Regeleinheit zukommen lassen.It is particularly advantageous if sensors are provided for detecting the measured variables, and if these sensors provide the measured variables detected by them to the control unit.

Zweckmäßig ist es, wenn die Bestimmung der zum Erreichen der mindestens einen Zielgröße optimalen Einstellparameter im Betrieb des Straßenfertigers wiederholt durchgeführt wird. Auf diese Weise kann eine ständige oder zumindest wiederholt durchgeführte Überprüfung der Einstellparameter und ggf. eine Anpassung der Einstellungen an sich ändernde Umgebungsbedingungen erfolgen, um ein optimales Arbeitsergebnis zu erzielen. Optimal ist das Arbeitsergebnis, wenn es möglichst nah an die durch die Zielgrößen vorgegebenen Spezifikationen herankommt.It is expedient if the determination of the optimal setting parameter for achieving the at least one target variable is carried out repeatedly in the operation of the paver. In this way, a constant or at least repeatedly carried out verification of the setting parameters and, if necessary, an adjustment of the settings to changing environmental conditions can be carried out in order to achieve an optimal work result. Optimal is the work result when it comes as close as possible to the specifications given by the target sizes.

Die erneute Bestimmung der zum Erreichen der mindestens einen Zielgröße optimalen Einstellparameter könnte im Betrieb der Vorrichtung immer dann durchgeführt werden, wenn eine Messgröße um einen vorbestimmten Betrag von einer Zielgröße abweicht, und/oder jeweils nach Ablaufen eines vorbestimmten Zeitintervalls. Letzteres hat den Vorteil, dass die erneute Durchführung der Optimierung unabhängig von der Ermittlung einzelner Messgrößen und damit beispielsweise vom Ausfall einzelner Sensoren wird.The re-determination of the optimum setting parameters for achieving the at least one target variable could be carried out in the operation of the device whenever a measured variable deviates from a target variable by a predetermined amount, and / or after a predetermined time interval has elapsed. The latter has the advantage that the renewed execution of the optimization is independent of the determination of individual parameters and thus, for example, the failure of individual sensors.

Ebenfalls vorzugsweise in der Regeleinheit kann iterativ eine Gruppe von veränderten Einstellparametern festgelegt und mit diesen veränderten Einstellparametern eine Simulation der sich mit den veränderten Einstellparametern ergebenden Werte der mindestens einen Zielgröße durchgeführt werden. Diese iterative Simulation hat den Vorteil, dass die Einstellparameter im Betrieb der Vorrichtung ständig angepasst und optimiert werden können. Denkbar ist es, den iterativen Prozess durchzuführen, bis die sich bei der Simulation ergebenden Werte der mindestens einen Zielgröße innerhalb einer vorgegebenen Toleranz dieser mindestens einen Zielgröße liegen. Wenn sich alle Zielgrößen bei der Simulation innerhalb einer vorgegebenen Toleranz erreichen lassen, kann die gesamte Gruppe von Einstellparametern als "optimal" betrachtet und festgehalten werden.Also preferably in the control unit, it is possible to iteratively set a group of changed setting parameters and to use these changed setting parameters to perform a simulation of the values of the at least one target variable resulting from the changed setting parameters. This iterative simulation has the advantage that the adjustment parameters can be constantly adapted and optimized during operation of the device. It is conceivable to carry out the iterative process until the values of the at least one target variable resulting from the simulation lie within a predetermined tolerance of this at least one target variable. If all the target values in the simulation are within a specified tolerance can be reached, the whole set of setting parameters can be considered as "optimal" and recorded.

Zweckmäßig ist es, wenn einem Bediener angezeigt wird, ob die vorgegebenen Zielgrößen erreichbar sind. Auf diese Weise kann der Bediener frühzeitig informiert werden, wenn sich ein gewünschtes Arbeitsergebnis nicht oder zumindest nicht innerhalb einer vorgegebenen Toleranz erreichen lässt. Auf diese Weise kann der Bediener die Vorgabe der Zielgrößen überprüfen und ggf. geeignete Maßnahmen zum Erreichen der Zielgrößen vorbereiten.It is useful when an operator is displayed whether the predetermined target sizes are achievable. In this way, the operator can be informed early if a desired work result is not or at least not within a predetermined Tolerance can be achieved. In this way, the operator can check the specification of the target variables and, if necessary, prepare suitable measures for achieving the target values.

Wenn eine Gruppe von Einstellparametern als "optimal" erkannt wird, kann diese Gruppe in einem gemeinsamen Vektor oder Befehlsdatensatz von der Regeleinheit an die Steuereinheit übermittelt werden, woraufhin die Steuereinheit die Anpassung der einzelnen Arbeitskomponenten an die vorgegebenen Einstellparameter vornimmt. Denkbar ist es dabei, stets den gesamten Befehlsdatensatz aller möglichen Einstellparameter an die Steuereinheit zu übermitteln. Der Aufwand für die Übertragung des Befehlsdatensatzes kann jedoch verringert werden, wenn nur die sich ändernden Einstellparameter an die Steuereinheit übermittelt werden. Mit dem Befehlsdatensatz wird der Steuereinheit dann signalisiert, welche Einstellparameter geändert werden sollen.If a group of setting parameters is recognized as "optimal", that group may be communicated in a common vector or command record from the control unit to the control unit, whereupon the control unit will adjust the individual working components to the predetermined setting parameters. It is conceivable to always transmit the entire command data set of all possible adjustment parameters to the control unit. However, the effort for the transmission of the command data set can be reduced if only the changing setting parameters are transmitted to the control unit. The command data record then signals the control unit which setting parameters are to be changed.

Im Folgenden wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher dargestellt. Im Einzelnen zeigen.

Figur 1: eine schematische strukturelle Ansicht des erfindungsgemäßen Systems und
Figur 2: eine schematische Darstellung der funktionellen Komponenten im erfindungsgemäßen System.

In the following, an advantageous embodiment of the invention is illustrated in more detail with reference to a drawing. Show in detail.

FIG. 1: a schematic structural view of the system according to the invention and
FIG. 2: a schematic representation of the functional components in the system according to the invention.

Gleiche Komponenten sind in den Figuren durchgängig mit gleichen Bezugszeichen versehen.The same components are provided throughout the figures with the same reference numerals.

Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung ein erfindungsgemäßes System 1 zum Aufbringen eines Straßenbelages. Dieses System 1 umfasst eine Baustellenzentrale 2 bzw. ein zentrales Baustellenbüro 2, das auf der Baustelle oder auf einer Arbeitsmaschine oder extern eingerichtet ist und die Betriebsabläufe auf der Baustelle koordiniert. Teil des Systems 1 sind ferner ein Asphalt- oder Mischwerk 3 und eine Vielzahl von Arbeitsmaschinen, die zwischen dem Mischwerk 3 und der Baustelle und/oder auf der Baustelle beweglich sind. Bei diesen Arbeitsmaschinen kann es sich um einen Einbaumischgut transportierenden LKW 4, eine Fräse 5, einen Beschicker 6, einen Straßenfertiger 7 und eine Verdichtungswalze 8 handeln. Einige dieser Arbeitsmaschinen oder auch das Mischwerk 3 können im erfindungsgemäßen System 1 auch fehlen, oder es können mehrere Mischwerke 3 und/oder mehrere Arbeitsmaschinen 4 bis 8 eines bestimmten Typs vorhanden sein. FIG. 1 shows a schematic representation of an inventive system 1 for applying a road surface. This system 1 comprises a construction site center 2 or a central site office 2, which is set up on the construction site or on a work machine or externally and coordinates the operations on the construction site. Part of the system 1 are also an asphalt or mixing plant 3 and a variety of work machines, which are movable between the mixer 3 and the construction site and / or on site. These machines may be a built-in transporting truck 4, a milling machine 5, a feeder 6, a paver 7 and a compacting roller 8 act. Some of these working machines or even the mixing unit 3 may also be absent in the system 1 according to the invention, or there may be several mixing units 3 and / or several working machines 4 to 8 of a certain type.

Das Mischwerk 3 und jede der Arbeitsmaschinen 4 bis 8 verfügen jeweils über eine oder mehrere Arbeitskomponenten 9, deren Arbeitsweise oder Einstellung durch einen oder mehrere Einstellparameter bestimmt wird. Beim Mischwerk 3 kann es sich bei den Arbeitskomponenten 9 beispielsweise um Förderschnecken, Mischer oder Heizeinrichtungen für das herzustellende Einbaumischgut handeln. Bei den beweglichen Arbeitskomponenten 4 bis 8 kann es sich bei einer Arbeitskomponente um den Antrieb der jeweiligen Arbeitsmaschine handeln, inklusive der Steuerung. Beim LKW 4 kann eine weitere Arbeitskomponente ein Hebemechanismus zum Kippen der Ladefläche sein. Beim Straßenfertiger 7 besteht eine Arbeitskomponente 9 im Antrieb des Kratzerbandes, mit dem Einbaumischgut vom Gutbunker zur Einbaubohle transportiert wird. Weitere Arbeitskomponenten 9 sind beispielsweise die Einbaubohle, Pressleisten und/oder sogenannte "Tamper", bei denen Anstellwinkel, Vibration oder Oszillation eingestellt werden können, sowie Heizeinrichtungen.The mixer 3 and each of the working machines 4 to 8 each have one or more working components 9 whose operation or setting is determined by one or more adjustment parameters. When mixing 3, it may be the work components 9, for example, screw conveyors, mixers or heaters for the Einbaumischgut to be produced. In the case of the movable working components 4 to 8, a working component may be the drive of the respective working machine, including the control. In the truck 4, another working component may be a lifting mechanism for tilting the cargo bed. When road paver 7 is a working component 9 in the drive of the scraper belt, is transported with the Einbaumischgut from Gutbunker to screed. Other working components 9 are, for example, the screed, pressure strips and / or so-called "tamper", in which angle of attack, vibration or oscillation can be set, and heaters.

Zwischen der Baustellenzentrale 2 und dem Mischwerk 3 sowie zwischen der Baustellenzentrale 2 und jeder der Arbeitsmaschinen 4 bis 8 besteht ein Kanal 10 zur drahtlosen Datenübertragung. Die Baustellenzentrale 2, das Mischwerk 3 und die Arbeitsmaschinen 4 bis 8 verfügen jeweils über geeignete Schnittstellen für den Datenübertragungskanal 10. Weitere drahtlose Datenübertragungskanäle 11 können zwischen einzelnen Arbeitsmaschinen 6, 7, 8 eingerichtet sein. Die Datenübertragungskanäle 10, 11 können beispielsweise als Funkverbindungen, als Infrarot-Verbindungen, als Internet-Verbindungen oder über Satelliten eingerichtet sein.Between the site center 2 and the mixer 3 and between the site 2 and each of the work machines 4 to 8 is a channel 10 for wireless data transmission. The construction site center 2, the mixing plant 3 and the working machines 4 to 8 each have suitable interfaces for the data transmission channel 10. Further wireless data transmission channels 11 can be set up between individual machines 6, 7, 8. The data transmission channels 10, 11 can be configured, for example, as radio links, as infrared links, as Internet connections or via satellites.

Das in Figur 1 dargestellte System 1 verfügt ferner über Ein- und Ausgabegeräte 12, beispielsweise einen Laptop oder einen PDA, die mobil sind und wahlweise über einen Datenübertragungskanal 13 mit der Baustellenzentrale 12 verbunden werden könne. Zudem kann die Baustellenzentrale 2 über einen ähnlichen Datenübertragungskanal 13 mit einem externen Gerät, beispielsweise in einem Architektur- oder Planungsbüro 14 verbunden sein.This in FIG. 1 shown system 1 also has input and output devices 12, such as a laptop or a PDA, which are mobile and can be optionally connected via a data transmission channel 13 with the site center 12. In addition, the construction site center 2 can be connected via a similar data transmission channel 13 to an external device, for example in an architectural or planning office 14.

An der Baustellenzentrale 2 ist eine Eingabevorrichtung 15 vorgesehen, beispielsweise eine Tastatur, ein CD- oder DVD-Laufwerk, oder eine Speicherkartenschnittstelle. Über diese Eingabevorrichtdung 15 können an der Baustellenzentrale 2 Zielgrößen für den herzustellenden Straßenbelag eingegeben werden, beispielsweise der Verlauf und die Breite des Straßenbelages, der Verdichtungsgrad, die Einbaudicke, die Ebenheit und/oder die Oberflächentextur des gewünschten Straßenbelages. Ferner ist an der Baustellenzentrale 2 eine Anzeigevorrichtung 16 vorgesehen, beispielsweise ein Monitor, auf dem die eingegebenen Zielgrößen und innerhalb des Systems 1 gewonnene Messgrößen dargestellt und einem Bediener des Systems 1 bei kritischen Situationen Warnhinweise gegeben werden können.An input device 15, for example a keyboard, a CD or DVD drive, or a memory card interface, is provided at the construction site center 2. Via this input device 15, target values for the road surface to be produced can be entered at the site center 2, for example the course and the width of the road surface, the degree of compaction, the installation thickness, the flatness and / or the surface texture of the desired road surface. Further, a display device 16 is provided at the site center 2, for example, a monitor on which the entered Target variables and measured variables obtained within the system 1 and can be given an operator of the system 1 in critical situations warnings.

Während Figur 1 die strukturellen Komponenten des erfindungsgemäßen Systems 1 zeigt, zeigt Figur 2 die funktionellen Komponenten des Systems 1 sowie die innerhalb dieses Systems 1 übertragenen Daten Letztere symbolisiert durch Parallelogramme).While FIG. 1 shows the structural components of the system 1 according to the invention, shows FIG. 2 the functional components of the system 1 and the data transmitted within this system 1 the latter symbolized by parallelograms).

Wie in Figur 2 dargestellt, umfasst das System 1 eine Steuereinheit 17. Sie hat die Aufgabe, eine Vorgabe u für Stellgrößen oder Einstellparameter 18 zu empfangen, diese in Maschinenbefehle umzusetzen und an die einzelnen Arbeitskomponenten 9 weiterzuleiten, sodass die Arbeitskomponenten 9 gemäß den vorgegebenen Einstellparametern 18 eingestellt werden. Aus der Einstellung und dem Betrieb der verschiedenen Arbeitskomponenten 9 ergibt sich insgesamt der tatsächlich ablaufende Arbeits- oder Einbauprozess 19. Durch diesen Einbauprozess 19 wird der herzustellende Straßenbelag gefertigt. Der Einbauprozess 19 wird nicht nur durch die Einstellung der Arbeitskomponenten 9 bestimmt, sondern auch durch den Einfluss von Störgrößen, beispielsweise der Umgebungstemperatur, des Windes oder Verschattung.As in FIG. 2 It has the task of receiving a default u for manipulated variables or setting parameters 18, converting them into machine commands and forwarding them to the individual working components 9, so that the working components 9 are set according to the preset setting parameters 18. From the setting and the operation of the various working components 9 results in the total of actually running work or installation process 19. Through this installation process 19, the pavement to be produced is made. The installation process 19 is determined not only by the adjustment of the working components 9, but also by the influence of disturbances, such as the ambient temperature, the wind or shading.

Das System 1 verfügt über eine Vielzahl von Sensoren (nicht dargestellt), mit denen Messgrößen 22 gewonnen werden. Bei diesen Messgrößen kann es sich beispielsweise um den Anstellwinkel der Einbaubohle, um die Einbaudicke oder die Asphalttemperatur eines bereits hergestellten Teils des Straßenbelages, um die Bodensteifigkeit oder davon abgeleitete Größen (Beschleunigung) oder um die ermittelte Dichte des eingebauten Asphalts handeln.The system 1 has a plurality of sensors (not shown) with which measured quantities 22 are obtained. These measured variables can be, for example, the angle of attack of the screed, the paving thickness or the asphalt temperature of an already produced part of the road surface, the ground stiffness or variables derived therefrom (acceleration) or the determined density of the installed asphalt.

Über eine Ausgangsrückführung 23, 24 wird die Gruppe y von Messgrößen 22 einer Regeleinheit 25 zugeführt, deren Funktion im Optimieren des Einbauprozesses 19 durch das Optimieren der Einstellparameter besteht. Über eine geeignete Schnittstelle empfängt die Regeleinheit 25 ferner die Zielgrößen 26, die das zu erreichende Arbeitsergebnis, d. h. die Eigenschaften des herzustellenden Straßenbelages, definieren. Bei diesen Zielgrößen 26 kann es sich beispielsweise um die Einbaudicke des Straßenbelages, um den Anstellwinkel der Bohle oder um die gewünschte Dichte des eingebauten Asphalts handeln. Die Zielgrößen 26 können beispielsweise vom mobilen Endgerät 12, vom Planungsbüro 14 oder über die Eingabevorrichtung 15 in das System 1 eingegeben werden.Via an output feedback line 23, 24, the group y of measured quantities 22 is fed to a control unit 25 whose function consists in optimizing the installation process 19 by optimizing the setting parameters. Via a suitable interface, the control unit 25 further receives the target quantities 26 which determine the work result to be achieved, i. H. define the characteristics of the road surface to be produced. These target values 26 may be, for example, the installation thickness of the road surface, the angle of attack of the screed or the desired density of the installed asphalt. The target variables 26 can be input, for example, from the mobile terminal 12, from the planning office 14 or via the input device 15 into the system 1.

Zusätzlich zu den Zielgrößen z, 26 und den Messgrößen y, 22 empfängt die Regeleinheit 25 externe Daten 27, die extern gewonnen wurden und über einen Datenübertragungskanal 10, 11, 13 an einen Empfänger 28 übermittelt wurden. Bei diesen externen Daten 27 handelt es sich beispielsweise um extern, beispielsweise mittels einer Droxlersonde, ermittelte Werte der Asphaltdichte, oder um eine von der Walze 8 ermittelte Asphaltdichte. Diese Dichtewerte oder andere Daten 27 werden von dem Empfänger 28 direkt an die Regeleinheit 25 geliefert.In addition to the target quantities z, 26 and the measured quantities y, 22, the control unit 25 receives external data 27, which was obtained externally and via a data transmission channel 10, 11, 13 have been transmitted to a receiver 28. These external data 27 are, for example, values of the asphalt density determined externally, for example by means of a Droxl probe, or an asphalt density determined by the roller 8. These density values or other data 27 are provided by the receiver 28 directly to the control unit 25.

Eine zweite Gruppe von externen Daten 27', die ebenfalls beim Empfänger 28 empfangen wurden, werden zunächst einer Modellierungseinheit 29 zugespielt. Bei dieser Gruppe von externen Daten 27' handelt es sich beispielsweise um die Position eines anliefernden LKW 4, um die Asphalttemperatur, oder um Informationen über die Rezeptur und die Menge des Mischguts, d. h. um Positions- und Materialdaten. In der Modellierungseinheit 29 werden diese Positions- und Materialdaten 27' verknüpft mit Umgebungsdaten 30, die beispielsweise die Umgebungstemperatur, die Bodentemperatur, die Windrichtung, die Windgeschwindigkeit und die Stärke und Richtung der Sonneneinstrahlung wiedergeben. Aus den Umgebungsdaten 30 und dem Positions- und Materialdaten 27' berechnet die Modellierungseinheit 29 einen Wert T_Kern für die Kerntemperatur des eingebauten Mischguts. Diese Temperatur kann nur rechnerisch bestimmt werden, da der Kern des Straßenbelages einer direkten Temperaturmessung nicht zugänglich ist. Die Modellierungseinheit 29 bedient sich dabei eines rechnerischen Temperaturmodells. Ein solches Temperaturmodell wird beispielsweise erläutert in der Dissertation " Nutzung der Kerntemperaturvorhersage zur Verdichtung von Asphaltmischgut im Straßenbau", J. Wendebaum, Universität Karlsruhe, Juli 2004 .A second group of external data 27 ', which has also been received at the receiver 28, is first played to a modeling unit 29. This group of external data 27 'is, for example, the position of a delivering truck 4, the asphalt temperature, or information about the recipe and the amount of mix, ie, position and material data. In the modeling unit 29, these position and material data 27 'are associated with environmental data 30 representing, for example, the ambient temperature, the floor temperature, the wind direction, the wind speed, and the magnitude and direction of solar radiation. From the environmental data 30 and the position and material data 27 ', the modeling unit 29 calculates a value T_Kern for the core temperature of the installed mixed material. This temperature can only be determined by calculation, since the core of the road surface of a direct temperature measurement is not accessible. The modeling unit 29 uses a calculated temperature model. Such a temperature model is explained, for example, in the dissertation " Use of the core temperature forecast for the compaction of bituminous mixtures in road construction ", J. Wendebaum, University of Karlsruhe, July 2004 ,

Schließlich werden als weitere Daten einige Konstanten 31 in die Regeleinheit 25 angegeben. Bei diesen Konstanten 31 handelt es sich um Werte, die während des Einbauprozesses konstant bleiben, beispielsweise die Breite der Einbaubohle, die Masse der Einbaubohle des Straßenfertigers 7, oder die geometrischen Randbedingungen einer Arbeitsmaschine 4 bis 8.Finally, some constants 31 are indicated in the control unit 25 as further data. These constants 31 are values which remain constant during the installation process, for example the width of the screed, the mass of the screed of the road paver 7, or the geometric boundary conditions of a working machine 4 to 8.

Die Regeleinheit 25 umfasst einen Simulationsblock 33 und einen Reglerblock 34. Der Reglerblock 34 kann als adaptiver Regler ausgestaltet sein. Anhand der Messgrößen y, 22, der Zielgrößen z, 26 und vom Simulationsblock 33 simulierter Prozessgrößen y ist der adaptive Regler in der Lage, einen Vorschlag für einen Satz neuer Einstellgrößen u* zu erstellten. Dieser Vorschlag für neue Einstellparameter u* wird an den Simulationsblock 33 übermittelt. Der Simulationsblock 33 ist dazu konfiguriert, aufgrund der vom Reglerblock 34 vorgeschlagenen Einstellparameter u*, der Messgrößen y, 22, der Konstanten 31, der externen Daten 27 und der von der Modellierungseinheit 29 modellierten Werte Prozessgrößen y zu simulieren. Diese Simulation sagt das Arbeitsergebnis hervor, das unter den herrschenden Randbedingungen mit den vom Reglerblock 34 vorgeschlagenen Einstellparametern u* erzielt würde. Der Simulationsblock 33 kann in Form eines neuronalen Netzwerks implementiert sein. Alternativ könnten im Simulationsblock 33 lineare oder nicht-lineare Modelle oder Algorithmen aus Varianzanalysen implementiert sein.The control unit 25 includes a simulation block 33 and a controller block 34. The controller block 34 may be configured as an adaptive controller. On the basis of the measured quantities y, 22, the target variables z, 26 and the process variables y simulated by the simulation block 33, the adaptive controller is able to produce a proposal for a set of new setting values u *. This proposal for new adjustment parameters u * is transmitted to the simulation block 33. The simulation block 33 is configured to simulate process quantities y based on the adjustment parameters u * proposed by the controller block 34, the measurands y, 22, the constants 31, the external data 27, and the values modeled by the modeling unit 29. This simulation indicates the work result that would be achieved under the prevailing boundary conditions with the adjustment parameters u * proposed by the controller block 34. The simulation block 33 may be implemented in the form of a neural network. Alternatively, in the simulation block 33, linear or non-linear models or algorithms could be implemented from variance analyzes.

Das in Figur 2 dargestellte System 1 verfügt ferner über eine Sendeschnittstelle 36. Dieser Sendeschnittstelle 36 können von der Regeleinheit 25 Ausgangsdaten 37 zur Verfügung gestellt werden, um von der Sendeschnittstelle 36 an andere Komponenten des Systems 1 übermittelt zu werden. Bei den Ausgangsdaten 37 handelt es sich beispielsweise um die berechnete oder simulierte Asphaltdichte oder Asphalt-Kerntemperatur, um die Position einzelner Arbeitsmaschinen 4 bis 8 des Systems, um Voraussagen über den Bedarf an Hilfs- und Betriebsstoffen für die Arbeitsmaschinen 4 bis 8, um eine vom Mischwerk 3 angeforderte Menge oder Zusammensetzung von Einbaumischgut etc.This in FIG. 2 System 1 also has a transmission interface 36. This transmission interface 36 can be provided by the control unit 25 with output data 37 in order to be transmitted from the transmission interface 36 to other components of the system 1. The output data 37 is, for example, the calculated or simulated asphalt density or asphalt core temperature, the position of individual work machines 4 to 8 of the system, forecasts of the demand for supplies for the work machines 4 to 8, one of the Mixer 3 requested quantity or composition of built-in mix etc.

Jeder Arbeitsmaschine 4 bis 8 und auch dem Mischwerk 3 kann im System 1 eine Maschinen-Identifikation zugeordnet sein. Diese Maschinen-Identifikation wird bei der drahtlosen Kommunikation zwischen den einzelnen Komponenten des Systems 1 zur Identifikation der sendenden oder empfangenden Maschine verwendet.Each machine 4 to 8 and also the mixer 3 may be assigned a machine identification in the system 1. This machine identification is used in the wireless communication between the individual components of the system 1 for identification of the transmitting or receiving machine.

In Figur 2 sind alle Daten oder Größen, die im System 1 übermittelt werden, durch Parallelogramme dargestellt. Zu beachten ist, dass diese Daten oder Größen (bis auf die Konstanten 31) vom Ort und/oder der Zeit abhängig sein können.In FIG. 2 For example, all data or quantities transmitted in system 1 are represented by parallelograms. It should be noted that these data or quantities (except for the constants 31) may depend on location and / or time.

Im Folgenden wird der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der Betrieb des erfindungsgemäßen Systems 1 zum Aufbringen eines Straßenbelages erläutert.The course of the method according to the invention or the operation of the system 1 for applying a road surface according to the invention will be explained below.

Zu Beginn des Arbeitsprozesses werden Zielgrößen 26 in das System eingegeben, die das gewünschte Arbeitsergebnis definieren, beispielsweise die Dicke und den Verlauf eines aufzubringenden Straßenbelages sowie dessen gewünschte Verdichtung. Zudem werden Toleranzbereiche für die einzelnen Zielgrößen 26 vorgegeben. Innerhalb dieser Toleranzbereiche wird das Arbeitsergebnis als "zufriedenstellend" oder als "optimal" bewertet.At the beginning of the working process, target variables 26 are entered into the system which define the desired work result, for example the thickness and the course of a road surface to be applied and the desired compaction. In addition, tolerance ranges for the individual target variables 26 are specified. Within these tolerance ranges, the work result is rated as "satisfactory" or "optimal".

Die Zielgrößen z, 26 und die jeweiligen Toleranzbereiche werden dem Reglerblock 34 zugeführt. Unter Berücksichtigung der bereits zur Verfügung stehenden Messgrößen y, 22 schlägt der adaptive Regler 34 einen Satz u* von Einstellparametern für die Arbeitskomponenten 9 des Systems 1 vor. Dieser Vorschlag für Einstellparameter u* wird dem Simulationsblock 33 zur Verfügung gestellt. Der Simulationsblock 33 simuliert, welches Prozessergebnis y* sich mit den vorgeschlagenen Einstellparametern u* ergibt. Dieses simulierte Prozessergebnis y* wird wiederum dem adaptiven Regler 34 zugeführt und dort mit den Zielgrößen z, 26 verglichen. Wenn das simulierte Prozessergebnis y* innerhalb der Toleranzbereiche für die einzelnen Zielgrößen 26 liegt, wird die vorgeschlagene Gruppe u* von Einstellparametern als "optimal definiert. Aus diesen "optimalen" Einstellparametern stellt der Reglerblock 34 einen Befehlsdatensatz u zusammen, der als Vektor vom adaptiven Regler 34 an die Steuereinheit 17 übermittelt wird. Die Stellgrößen oder Einstellparameter 18 innerhalb des Vektors oder Befehlsdatensatzes u können beispielsweise folgende Einstellungen umfassen: Die Tamperdrehzahl, den Tamperhub, die Frequenz der Vibration der Tamper, die Exzentermasse der Vibration, die Exzentrizität der Vibration, die Frequenz der Pressleiste(n), den Pressleistendruck, die Drehzahl des Kratzerbandes, die Drehzahl der Förderschnecke und/oder die Einbaugeschwindigkeit (wenn es sich bei der angesteuerten Arbeitsmaschine um einen Straßenfertiger 7 handelt).The target variables z, 26 and the respective tolerance ranges are supplied to the controller block 34. Taking into account the already available measured variables y, 22, the adaptive controller 34 proposes a set u * of setting parameters for the working components 9 of the system 1. This proposal for setting parameters u * is provided to the simulation block 33. The simulation block 33 simulates which process result y * results with the proposed adjustment parameters u *. This simulated process result y * is in turn supplied to the adaptive controller 34 and compared there with the target quantities z, 26. If the simulated process result y * is within the tolerance ranges for the individual target values 26, the proposed group u * of setting parameters is defined as "optimal." From these "optimal" setting parameters, the controller block 34 assembles a command data set u which is a vector from the adaptive controller 34 may be transmitted to the control unit 17. The manipulated variables or setting parameters 18 within the vector or command data set u may include the following settings, for example: the tamper speed, the tamper stroke, the frequency of the tamper vibration, the eccentric mass of the vibration, the eccentricity of the vibration, the frequency the pressure bar (s), the pressure bar pressure, the speed of the scraper belt, the speed of the screw conveyor and / or the installation speed (if the driven machine is a paver 7).

Wenn hingegen im adaptiven Regler 34 festgestellt wird, dass die simulierten Prozessgrößen y* außerhalb der Toleranzbereiche für die Zielgrößen 26 bzw. für mindestens eine Zielgröße 26 liegen, passt der Reglerblock 34 die Einstellparameter im Hinblick auf ein besseres Erreichen der vorgegebenen Zielgrößen 26 an. Der sich daraus ergebende Vorschlag für neue Einstellparameter u* wird wiederum dem Simulationsblock 33 zugeführt, um dort die sich daraus ergebenden Prozessgrößen y* zu simulieren. Dieser Vorgang wird so oft wiederholt, bis die gesamte Gruppe von Einstellparametern für "optimal" erachtet wird, oder bis ein vorgegebenes Abbruchkriterium erreicht wird. Bei so einem Abbruchkriterium, beispielsweise nach zehn alternativen Durchläufen des Regelkreises innerhalb der Regeleinheit 25, kann dem Bediener über die Sendeschnittstelle 36 eine Nachricht über das Abbrechen des Simulationsvorganges gegeben werden.If, on the other hand, it is determined in the adaptive controller 34 that the simulated process variables y * lie outside the tolerance ranges for the target variables 26 or for at least one target variable 26, the controller block 34 adapts the adjustment parameters with a view to better achieving the predetermined target variables 26. The resulting proposal for new adjustment parameters u * is in turn fed to the simulation block 33 in order to simulate the resulting process variables y * there. This process is repeated until the entire set of adjustment parameters is considered "optimal" or until a predetermined termination criterion is reached. With such a termination criterion, for example after ten alternative passes of the control loop within the control unit 25, the operator can be given a message via the transmission interface 36 about the cancellation of the simulation process.

Der Vektor u von "optimalen" Stellgrößen oder Einstellparametern 18 wird der Steuereinheit 17 übermittelt. Die Steuereinheit 17 setzt die vorgegebenen Stellgrößen in Maschinenbefehle um und übermittelt diese an die Arbeitskomponenten 9, um diese entsprechend der vorgegebenen Parameter einzustellen.The vector u of "optimal" manipulated variables or setting parameters 18 is transmitted to the control unit 17. The control unit 17 converts the predetermined control variables into machine commands and transmits these to the working components 9 in order to set them according to the predetermined parameters.

Während des Einbauprozesses 19 werden Messgrößen 22 gewonnen und über die Ausgangsrückführung 23, 24 dem Reglerblock 34 bzw. dem Simulationsblock 33 zugeführt. Gleichzeitig erhält der Simulationsblock 33 die Vorhersage der Modellierungseinheit 29, die sich aus den Umgebungsdaten 30 und den Positions- und Materialdaten 27' ergibt.During the installation process 19, measured quantities 22 are obtained and fed via the output feedback 23, 24 to the controller block 34 or the simulation block 33. Simultaneously, the simulation block 33 obtains the prediction of the modeling unit 29, which results from the environmental data 30 and the position and material data 27 '.

In der Regeleinheit 25 wird nun ständig oder nach jeweils vorgegebenen Zeitintervallen eine iterative Simulation der Prozessgrößen y* durchgeführt, um ggf. neue Einstellgrößen vorzuschlagen. Bevor diese an die Steuereinheit 17 durchgegeben werden, werden die vorgeschlagenen Einstellgrößen u* dem Simulationsblock 33 zugeführt, um das sich daraus ergebende Prozessergebnis y* vorherzusagen. Dies bietet den Vorteil, eine Anpassung der Einstellgrößen an den Arbeitsmaschinen erst dann vorzunehmen, wenn sich durch die Simulation ergeben hat, dass sich mit den geänderten Einstellgrößen tatsächlich ein besseres Arbeitsergebnis erzielen lässt.In the control unit 25, an iterative simulation of the process variables y * is carried out continuously or after respectively predetermined time intervals in order to propose new setting values, if necessary. Before these are passed to the control unit 17, the proposed adjustment values u * are fed to the simulation block 33 in order to predict the resulting process result y *. This offers the advantage of only making adjustments to the setting variables on the working machines if the simulation has shown that a better work result can actually be achieved with the changed setting variables.

Während des Betriebs des Systems können bestimmte Ausgangsdaten 37 über die Sendeschnittstelle 36 den übrigen Komponenten des Systems 1 zur Verfügung gestellt werden. Gleichzeitig können über den Empfänger 28 externe Daten zugeführt werden.During operation of the system, certain output data 37 may be provided via the transmit interface 36 to the remaining components of the system 1. At the same time 28 external data can be supplied via the receiver.

In einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems 1 befinden sich alle in Figur 2 dargestellten Komponenten auf einer Arbeitsmaschine, beispielsweise auf einem Straßenfertiger 7. Über die Schnittstellen 28, 36 kommuniziert dieser Straßenfertiger 7 mit den übrigen Komponenten 2, 3 bis 6, 8, 12, 14 des Systems 1.In one embodiment of the system 1 according to the invention, all are located in FIG. 2 shown components on a work machine, for example on a paver 7. Via the interfaces 28, 36 communicates this paver 7 with the other components 2, 3 to 6, 8, 12, 14 of the system. 1

In einem anderen Ausführungsbeispiel befinden sich von den in Figur 2 dargestellten Komponenten nur die Steuereinheit 17 und die Arbeitskomponenten 9 auf der jeweiligen Arbeitsmaschine 3 bis 8. Die übrigen Teile des Systems sind beispielsweise in der Baustellenzentrale 2 angeordnet. Auch die Regeleinheit 25 befände sich in diesem Ausführungsbeispiel an der Baustellenzentrale 2. In diesem Fall würde der Befehlsdatensatz u, d. h. der Vektor von Stellgrößen oder Einstellparametern 18, über den Kanal 10 von der Regeleinheit 25 (auf der Baustellenzentrale 2) an die Steuereinheit 17 (auf der jeweiligen Arbeitsmaschine 3 bis 8) übermittelt.In another embodiment are of the in FIG. 2 components shown only the control unit 17 and the working components 9 on the respective working machine 3 to 8. The other parts of the system are arranged for example in the construction site center 2. In this case, the command data set u, ie the vector of manipulated variables or setting parameters 18, would be transmitted via the channel 10 from the control unit 25 (on the building site control center 2) to the control unit 17 (FIG. on the respective work machine 3 to 8) transmitted.

Ausgehend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel können das erfindungsgemäße System 1 und das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufbringen eines Straßenbelages in vielfacher Weise geändert werden. Selbstverständlich können dabei die gewählten Zielgrößen und die einzustellenden Einstellparameter 18 von der Konfiguration der jeweiligen Arbeitskomponenten 9 abhängen.Starting from the illustrated embodiment, the system 1 according to the invention and the method according to the invention for applying a road surface can be changed in many ways. Of course, the chosen target values can be used and the setting parameters 18 to be set depend on the configuration of the respective working components 9.

Das erfindungsgemäße System bietet den Vorteil, dass ein Bediener nur noch die Zielgrößen 26 für den Einbauprozess vorgeben muss, nicht aber die einzelnen Einstellparameter 18. Diese Einstellparameter 18 werden automatisch durch das System 1 ermittelt und ständig optimiert. Figur 2 zeigt, dass die Steuerung des erfindungsgemäßen Systems 1 dabei mit einem geschlossenen Regelkreis (closed loop) läuft. Mittels der Simulation kann die Auswirkung neu vorgeschlagener Stellgrößen u* vorhergesagt werden, um die tatsächlichen Einstellparameter zu optimieren.The system according to the invention has the advantage that an operator only has to specify the target variables 26 for the installation process, but not the individual adjustment parameters 18. These adjustment parameters 18 are automatically determined by the system 1 and constantly optimized. FIG. 2 shows that the control of the system 1 according to the invention runs with a closed loop. By means of the simulation, the effect of newly proposed manipulated variables u * can be predicted in order to optimize the actual setting parameters.

Denkbar ist es, die Simulation bereits während der Eingabe der Zielgrößen 26 durchzuführen. In diesem Fall wäre es möglich, für später eingegebene Zielgrößen nur noch bestimmte Wertebereiche zuzulassen, die mit den früher eingegebenen Zielgrößen noch erreichbar sind. Außerdem könnte dem Bediener in diesem Fall eine Rückmeldung gegeben werden, wenn die eingegebenen Zielgrößen nicht realistisch sind, da sie sich mit den vorhandenen Arbeitsmaschinen nicht erreichen lassen. Der Bediener hat daraufhin die Gelegenheit, die eingegebenen Zielgrößen 26 noch einmal zu überprüfen.It is conceivable to carry out the simulation already during the input of the target variables 26. In this case, it would be possible to allow only certain ranges of values for later entered target values that are still achievable with the previously entered target variables. In addition, in this case, the operator could be given a feedback if the entered target values are not realistic, since they can not be achieved with the existing machines. The operator then has the opportunity to check the entered target sizes 26 again.

Claims

System (1) comprising at least one road paver (7) as a working machine of a plurality of working machines for laying a road cover on a construction site, wherein the road paver (7) is provided with a plurality of working components (9) each of which comprising one or several adjustment parameters as well as a control unit (17) for transmitting the adjustment parameters to the working components, and wherein for determining the optimal adjustment parameters allowing to achieve at least one target value (26) of the road cover defined by the working result when operating the working components (9), a regulating unit (25) being provided for producing a data set representing the optimal adjustment parameters and for transmitting the data set to the control unit (17) under consideration of measurement values, characterized in that the regulating unit (25) comprises a control block (34) implemented as an adaptive regulator for producing a respective proposal of a data set from a plurality of adjustment parameters, for transmitting the proposal of the data set to a simulation block (33) of the regulating unit (25), for determining a group of adjustment parameters from values of the at least one target value transmitted back from the simulation block (33), which group is optimal for achieving the at least one target value (26), and for transmitting the data set representing the optimal group of the adjustment parameter to the control unit (17), and comprising the simulation block (33) being connected with the control block (34) for simulating values of the at least one target value (26) resulting from the set of the group of adjustment parameters transmitted by the control block (34), and that either a neuronal network or linear or non-linear models or algorithms of variance analyses is or are implemented into the simulation block (33).
System according to claim 1, characterized in that the system comprises an asphalt plant (3), a construction site central station (2) and/or several working machines (4 to 8), including the at least one road paver (7), and being movable relative to another on the construction site.
System according to claim 2, characterized in that interfaces for a wireless data transmission are provided between the asphalt plant (3) implemented as a mixing plant, the construction site center station (2) and/or the working machines (4,8).
System according to claim 1, characterized in that sensors are provided for obtaining the measurement values (22) for the regulating unit (25).
Method for controlling a system (1) including at least one road paver (7) as a working machine out of a plurality of working machines for laying a road cover on a construction site, wherein the road paver (7) has a plurality of working components (9) each having respectively one or several adjustment parameters, as well as a control unit (17), by which control unit (17) the adjustment parameters are transmitted to the working components (9) for setting the working components (9), and wherein a regulating unit (25) is provided in the system (1) and is connected to the control unit (17) in the road paver (7), which regulating unit (25) determines from measurement values (22) and from at least one predetermined target value (26) the optimal adjustment parameters necessary for achieving the at least one target value (26) defined as the working result of the operating working components (9), produces a data set representing the optimal adjustment parameters, and transmits the data set to the control unit (17), characterized in that in a control block (34) of the regulating unit (25) designed as an adaptive regulator a respective proposal of a set consisting of a plurality of adjustment parameters is produced, that the set is transmitted to a simulation block (33) of the regulating unit (25), and that a group of adjustment parameters being optimal for achieving the at least one target value (26), the optimal group of adjustment parameters resulting from values of the at least one target value retroceded from the simulation block (33), that the adjustment parameters of the optimal group are transmitted in the representing data set to the control unit (17), that in the simulation block (33) connected with the control block (34) values of the at least one target value (26) are simulated from the set of the group of adjustment parameters transmitted from the regulating block (34) to the simulating block (33), that the simulated values are retroceded to the control block (34), that either a neuronal network or linear or non-linear models or algorithms of variance analyses are implemented into the simulation block (33), and that adjustment parameters (18) are defined in the control block (34) as optimal adjustment parameters, when the values of the at least one target value (26) resulting from the simulation fall into a predetermined tolerance of the at least one target value (26).
Method according to claim 5, characterized in that during operation of the road paver (7) the determination of the adjustment parameters (18) being optimal for achieving the at least one target value (26) is executed repeatedly.
Method according to claim 5, characterized in that during operation of the road paver (7) the determination of the adjustment parameters (18) being optimal for achieving the at least one target value (26) is executed respectively after expiration of a predetermined time interval.
Method according to claim 5, characterized in that the control block (34) in the regulating unit (35) iteratively determines a group of varied adjustment parameters, that the simulation block (33) executes a simulation by use of those varied adjustment parameters (18) of values of the at least one target value (26) resulting from the varied adjustment parameters, until the values of the at least one target value (26) resulting from the simulation fall within a predetermined tolerance of the at least one target value (26).
Method according to one of claims 6 or 7, characterized in that after a new determination of the optimal adjustment parameters in the data set only those adjustment parameters (18) are transmitted from the regulating unit (25) to the control unit (17), which adjustment parameters (18) are to be varied in the data set.