Verfahren zum Steuern einer Baumaschine bzw. eines Strassenfertigers und Strassenfertiger

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie einen Straßenfertiger gemäß Anspruch 12.

[0002] Zu hier betroffenen Baumaschinen zählen unter anderem Straßenfertiger, Grader, Raupen, Gleitschalungsfertiger und Verkehrflächen-Recycling-Maschinen, bei denen die Arbeitsvorrichtung den Untergrund bearbeitet, um eine planungsgemäße Trasse zu formen, wobei die Fahreinheit als Träger der Arbeitsvorrichtung fungiert, die notwendige Vortriebskraft aufbringt und die Richtungsführung übernimmt und eine Verstellung der Längs- und/oder Quemeigung und/oder Arbeitsbreite der Arbeitsvorrichtung an der Fahreinheit möglich ist.

[0003] Bei einem Straßenfertiger hat die Einbaubohle das Material gleichmäßig über die Breite zu verteilen, zu verdichten und zu glätten. Mit Hilfe einer Sensoren benutzenden Nivelliervorrichtung wird die Einbaubohle mit für die Regelung vorgegebenen Soll-Werten in der Höhe und/oder Querneigung verstellt. Bei Verwendung einer Auszieh-Einbaubohle lässt sich auch die Arbeitsbreite verstellen. Üblicherweise werden die gewünschte Höhe und den Verlauf repräsentierende Leitdrähte (EP-B-542 297) entlang der planungsgemäßen Trasse gespannt, die von Sensoren abgetastet werden, um Informationen zur Nivellierung der Einbaubohle zu erhalten. Der hohe Aufwand zum Justieren der Leitdrähte ist nachteilig. Ähnlich werden bisher auch die anderen Baumaschinen der oben erwähnten Gruppe gesteuert. Manche Baumaschinen werden automatisch gelenkt, wobei ein Leitdraht Richtungsinformationen liefert. Bei Gradem und Raupen ist eine automatische Lenkung nicht unbedingt erforderlich; jedoch ist dennoch deren Arbeitsvorrichtung der planungsgemäßen Trasse entlang zu steuern.

[0004] Bei einem aus DE-B-11 51 531 bekannten Verfahren wird der Straßenfertiger von Hand gelenkt. Die Nivellierung der Einbaubohle erfolgt ohne Leitdrähte mittels zweier stationär positionierter Fernrohre zum Beobachten von Höhenmarken an der Einbaubohle und über Steuereinrichtungen bei den Fernrohren, welche die Verstellvorrichtungen der Einbaubohle ansteuern.

In der Praxis werden auch folgende Verfahren angewandt:

[0005] Mit einem geodätischen Gerät wie einer Totalstation oder einem GPS-System wird ein Messpunkt an der Fahreinheit erfasst. Unter Berücksichtigung weiterer Messgrößen, wie Maschinenlängs- und -querneigung wird ein Maschinenmodell erstellt, mit dem die Lage der Baumaschine in einem digitalen Geländemodell definiert wird. Die Ist-Daten werden kann mit Soll-Daten aus der Planung verglichen. Dabei ermittelte Positionsabweichungen werden zur Steuerung von Stellelementen verwendet. Bei Gleitschaltungsfertigem werden z.B. die Lenkzylinder sowie die Hubzylinder der Höhenverstellung des Tragrahmens gesteuert. Eine automatische Führung der Baumaschine im Gelände und die Nivellierung der Arbeitsvorrichtung benötigen nach wie vor zum Ableiten von Richtungsinformationen einen Leitdraht oder ein ähnliches Referenzelement und somit einen erheblichen vermessungstechnischen Aufwand. Speziell bei auf Raupen fahrenden Baumaschinen ist eine präzise Lenkung schwierig und können Lenkabweichungen die Genauigkeit der Einstellungen der Arbeitsvorrichtung erheblich beeinträchtigen, wenn primär die Fahreinheit geführt und sekundär die beitsvorrichtung der Fahreinheit nachgeführt wird.

[0006] Bei dem aus US-A-5 549 412 bekannten Verfahren zum Steuern einer selbstfahrenden Baumaschine werden mit Hilfe eines geodätischen Positionsbestimmungssystems aus einem Vergleich der abgeleiteten Ist-Arbeitsposition und einer planungsgemäßen Soll-Arbeitsposition Positionsabweichungen festgestellt und aus den Positionsabweichungen Korrektursignale für die Stellelemente der Arbeitsvorrichtung generiert, um die Stellelemente anhand der Korrektursignale zu betätigen, um die Ist-Arbeitsposition zur Soll-Arbeitsposition zu bringen und die Arbeitsvorrichtung in der planungsgemäßen Trasse zu führen. Dabei wird jedoch die Fahreinheit der Baumaschine von Hand gesteuert.

[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem die Arbeitsvorrichtung eine Baumaschine ohne Leitdrähte oder erdgebundene Referenzelemente mit hoher Arbeitsgenauigkeit automatisch in einer planungsgemäßen Trasse fahrbar ist, und einen automatisch genau steuerbaren Straßenfertiger anzugeben.

[0008] Die gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und des nebengeordneten Anspruchs 12 gelöst.

[0009] Mittels des geodätischen Positionsbestimmungssystems wird zunächst die Arbeitsvorrichtung der Baumaschine exakt in der planungsgemäßen Trasse geführt. Leitdrähte oder erdgebundene Referenzelemente werden nicht benötigt. Dennoch wird die planungsgemäße Trasse sehr genau erstellt, weil mit dem Positionsbestimmungssystem die Arbeitsvorrichtung quer zur Fahrtrichtung und in ihrer Höhen- und Schräglage geführt wird, und die Fahreinheit erst in zweiter Linie der Arbeitsvorrichtung nachgeführt werden kann. Dabei wird die Erkenntnis berücksichtigt, dass es für hohe Arbeitsgenauigkeit wichtig ist, primär die Arbeitsvorrichtung zu steuern, und erst in zweiter Linie die Fahreinheit, da Lenkbewegungen der Fahreinheit und über die Fahreinheit vorgenommene Verstellungen der Arbeitsvorrichtung zu ungenau wären. Unabhängig davon, ob sich der Messpunkt an der Fahreinheit oder an der Arbeitsvorrichtung befindet, wird jeweils über den Messpunkt die Lage der Arbeitsvorrichtung bestimmt und werden bei der Steuerung zusätzlich zu den Positionsinformationen des Messpunkts für die Lage der Arbeitsvorrichtung relevante Zusatzinformationen, beispielsweise über Sensoren, beschafft und zur Steuerung benutzt. Für die automatische Lenkung der Fahreinheit dient die geführte Arbeitsvorrichtung als Referenz.

[0010] Zweckmässig erfolgt eine automatische Breitensteuerung der Einbaubohle unter Nutzen der planungsgemäßen Daten von Hindernissen, beispielsweise Gullys oder dgl., wobei die Stellelemente der Einbaubohle zum Umfahren des Hindernisses betätigt werden. Es ist möglich, eine Hindernis entweder mit gleichbleibender Arbeitsbreite zu umfahren, oder die Arbeitsbreite im Bereich des Hindernisses nur einseitig zu reduzieren oder zu vergrößern. Die automatische Breitensteuerung nimmt keinen Einfluss auf die automatische Steuerung der Einbaubohle entlang der planungsgemäßen Trasse. Bei der automatischen Breitensteuerung lassen sich einseitige oder doppelseitige Park- oder Ausweichbuchten oder Verkehrsweg-Einschnürungen formen, wobei die automatische Breitensteuerung der Führung der Einbaubohle entlang der planungsgemäßen Trasse überlagert wird. An dem Fertiger angeordnete Sensoren detektieren entgegenkommende Hindernisse, wie beispielsweise Gullys, und steuern die Stellelemente der Auszieh-Einbaubohle an, um die Hindernisse zu umfahren.

[0011] Der Straßenfertiger ist zum Durchführen einer vollautomatischen Steuerung entlang der planungsgemäßen Trasse mit Hilfe eines geodätischen Positionsbestimmungssystems ausgelegt. Unabhängig davon, wo sich der den Messpunkt tragende Mast befindet (an der Fahreinheit oder an der Arbeitsvorrichtung), wird stets der reale oder virtuelle Referenzpunkt an der Einbaubohle oder an einem für die planungsgemäße Trasse maßgeblichen Element bestimmt und dieser Referenzpunkt so gesteuert, dass die Einbaubohle die planungsgemäße Trasse formt. Durch Ableiten von Richtungsvektoren unter Nutzen des Messpunkts und des jeweiligen Referenzpunkts lässt sich darauf aufbauend auch die Fahreinheit automatisch lenken. Das für die planungsgemäße Trasse maßgebliche Element ist beispielsweise eine untere Außenkante der Einbaubohle oder der hintere Endpunkt dieser unteren Außenkante, der entlang der planungsgemäßen Randlinie der Trasse geführt werden soll. Weitgehend unabhängig von der Fahrbewegung der Fahreinheit, ist die Arbeitsbreite mittels der Stellelemente der Ausziehbohlenteile in Querrichtung in der planungsgemäßen Trasse einstellbar, und sind auch die Quer- und Längsneigungen der Einbaubohle femgesteuert einstellbar.

[0012] Dabei ist der den Messpunkt tragende Mast auf einem Holm der Einbaubohle angebracht. Zur Steuerung wird mit Zusatzinformationen die jeweilige Ist-Arbeitsposition bestimmt, beispielsweise über Hübe der Stellelemente repräsentierende Signale und/oder errechnete Richtungsvektoren.

[0013] Es werden zur automatischen Lenkung der Fahreinheit relative oder absolute Richtungsabweichungen von einer planungsgemäßen Bezugsrichtung gemessen, und, sofern sie einen Toleranzbereich überschreiten, zur automatischen Lenkung eingesetzt.

[0014] Alternativ oder additiv können auch zusätzlich errechnete oder aus einem digitalen Geländemodell abgeleitete bzw. von einem Kompass, einem Richtungssensor oder einem GPS-gestützten System gemessene Richtungsinfonmationen bei der automatischen Lenkung berücksichtigt werden. Stets ist dabei aber die genaue Führung der Arbeitsvorrichtung im Vordergrund und wird die Fahreinheit der Arbeitsvorrichtung nachgeführt. Dadurch können sich ungenaue Lenkbewegungen nicht auf die Positionierung der Arbeitsvorrichtung in der planungsgemäßen Trasse auswirken oder einfach kompensiert werden.

[0015] Es wird die Fülle der insgesamt für die Steuerung beschafften Daten mit wenigstens einem Systemrechner verarbeitet, der stationär oder in der Baumaschine selbst vorgesehen sein kann.

[0016] Verfahrens gemäß werden spezielle Richtungsvektoren ermittelt, aus denen Korrektursignale zur automatischen Lenkung der Fahreinheit abgeleitet werden.

[0017] Bei einem Straßenfertiger mit einer Einbaubohle mit unveränderlicher Arbeitsbreite, die in einer Linearquerführung hin- und herverstellbar ist, werden bei der automatischen Führung der Einbaubohle entlang der planungsgemäßen Trasse zusätzlich auch die Längs- und/oder Querneigung der Einbaubohle verstellt. Der Messpunkt ist zweckmäßigerweise an der Einbaubohle angeordnet, um stets die Lage beispielsweise einer unteren äußeren Bohlenkante zu kennen. Der Messpunkt kann auch an der Fahreinheit oder an einem Holm der Einbaubohle angeordnet sein, wobei dann mittels bekannter maschinenspezifischer Informationen oder von Sensoren abgeleiteter Informationen vom Messpunkt aus die Position der Einbaubohle oder der äußeren Randkante der Einbaubohle berechnet.

[0018] Bei einem Straßenfertiger mit einer Auszieh-Einbaubohle wird mit den abgeleiteten Korrektursignalen die Breitenverstelleinrichtung angesteuert, um zunächst einen Ausziehbohlenteil genau in der planungsgemäßen Trasse zu führen. Der andere Ausziehbohlenteil wird entweder exakt gegensinnig zum einen Ausziehbohlenteil verstellt, um eine gleichbleibende Arbeitsbreite zu erzielen, oder wird sogar individuell verstellt, um eine planungsgemäß variierende Arbeitsbreite zu erzielen. Dabei werden die Längs- und/oder Quemeigung der Einbaubohle entsprechend planungsgemäßer Vorgaben verstellt, um die Ausziehbohle insgesamt exakt in der planungsgemäßen Trasse zu fahren. Der Messpunkt kann entweder an der Einbaubohle, zweckmäßigerweise sogar auf einem Ausziehbohlenteil, an der Fahreinheit oder an einem Holm der Auszieh-Einbaubohle angeordnet sein.

[0019] In jedem Fall kann es zweckmäßig sein, bei einem Straßenfertiger den für die Ist-Arbeitsposition maßgeblichen Referenzpunkt an die untere Außenkante der Einbaubohle oder sogar das hinterste Ende dieser unteren äußeren Kante zu legen, weil diese den einen äußeren Rand der Trasse bzw. Deckenschicht erstellt.

[0020] Bei den vorbeschriebenen Verfahrensvarianten und Ausführungsformen ist jeweils von nur einem geodätischen Positionsbestimmungssystem ausgegangen worden, das zum gesteuerten Führen der Arbeitsvorrichtung und auch der Fahreinheit benutzt wird. Es wäre jedoch denkbar, zwei geodätische Positionsbestimmungssysteme zu benutzen, beispielsweise um die Arbeitsvorrichtung und die Fahreinheit getrennt zu steuern. Diese Lösung wäre jedoch sehr aufwendig.

[0021] Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei einem Grader eingesetzt werden, um über die Drehverstellbarkeit der Graderschar diese in der planungsgemäßen Trasse zu fahren. Die Bewegungslinie des jeweils anderen Endes der Graderschar ist durch Berechnung jederzeit bekannt. Bei einer Raupe mit einem geschobenen oder gezogenen Räumschild lässt sich der Räumschild exakt in der planungsgemäßen Trasse führen. Bei einem Gleitschalungsfertiger wird die Gleitschalung und/oder die Einbaubohle in der planungsgemäßen Trasse geführt. Dabei kann mit veränderbarer oder unveränderbarer Arbeitsbreite gefahren werden. Ähnlich wird bei einem Verkehrsflächen-Recycling-Gerät dessen Arbeitsvorrichtung in der planungsgemäßen Trasse geführt. Auch hierbei kann mit fester oder variabler Arbeitsbreite gearbeitet werden.

[0022] Als geodätisches Positionsbestimmungssystem wird für einen Trassenabschnitt eine in der Nähe der planungsgemäßen Trasse stationär eingerichtete Totalstation eingesetzt, d.h. eine Art Theodolit mit entsprechender Ausstattung und Stellmotoren, gegebenenfalls kombiniert mit dem Prozessrechner oder einem mit dem Prozessrechner verknüpften Rechner. Als Alternative kann ein stationäres oder mitfahrendes GPS-System eingesetzt werden, wobei sie zur Erhöhung der Genauigkeit ein DGPS-System empfiehlt, das mit einer stationären Referenzstation arbeitet, um die beschafften Positionsdaten zu präzisieren bzw. kalibrieren. Die Datenübertragung oder die Übertragung von Messungen und Korrektursignalen kann drahtlos, z.B. durch Radio- oder Laserübertragung, oder auch über einen oder mehrere Kabelstränge erfolgen.

[0023] Anhand der Zeichnung werden Ausführungsformen der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

einen Funktionsplan des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer Baumaschine in Form eines Straßenfertigers mit einer Einbaubohle konstanter Arbeitsbreite,

Fig. 2

eine schaubildartige Maschinenkonfiguration des Straßenfertiges zum Funktionsplan der Fig. 1,

Fig. 3

einen Funktionsplan zur Durchführung des Verfahrens bei einer als Straßenfertiger mit einer Ausziehbohle ausgebildeten Baumaschine,

Fig. 4

eine Maschinenkonfiguration zum Straßenfertiger passend zum Funktionsplan der Fig. 3,

Fig. 5

eine Maschinenkonfiguration als Beispiel einer Baumaschine mit an der Fahreinheit angebrachtem Messpunkt, nämlich einem Straßenfertiger mit einer Ausziehbohle,

Fig. 6

eine schematische Draufsicht auf einen Straßenfertiger in einer planungsgemäßen Trasse mit Hindernissen, die durch eine automatische Breitensteuerung der Ausziehbohle berücksichtigt werden, und

Fig. 7

eine schematische Draufsicht auf einen in einer planungsgemäßen Trasse fahrenden Straßenfertiger mit Ausziehbohle, dessen Ausziehbohle mit variabler Arbeitsbreite arbeitet.

[0024] Anhand der Fig. 1 und 2 wird ein Verfahren zum Steuern einer selbstfahrenden Baumaschine A auf der Basis eines Funktionsplans (Fig. 1) und einer in Fig. 2 gezeigten Maschinenkonfiguration erläutert. Die Baumaschine A ist beispielsweise ein Straßefertiger mit einer Fahreinheit M und einer Arbeitsvorrichtung B, nämlich einer an Holmen 1 geschleppten Einbaubohle mit unveränderlicher Arbeitsbreite. Die Baumaschine A ist selbstfahrend. Die Quer- und Längsneigungen der Einbaubohle sind mit Stellelementen verstellbar, wie auch die Höhenlage der Einbaubohle oberhalb des Planums. Die Einbaubohle ist in einer Linearführung 2 an den Holmen 1 quer zur Fahrtrichtung hin- und herverstellbar, und zwar mittels wenigstens eines Stellelementes 3, beispielsweise eines Hydraulikzylinders, der über eine Steuerung C1 angesteuert wird. In der Fahreinheit M ist ferner eine Steuerung C für Funktionen der Fahreinheit M vorgesehen, z.B. für die Fahrgeschwindigkeit, den Lenkwinkel etc. Von der Steuerung C2 aus sind gegebenenfalls auch Funktionen in und an der Einbaubohle steuerbar. Ferner ist bei der gezeigten Ausführungsform ein Systemrechner CPU an der Fahreinheit M vorgesehen (Fig. 2).

[0025] Die Einbaubohle weist Sensoren 4 für die Längs- und/oder Querneigung auf, die an die Steuerung C2 und/oder den Systemrechner CPU angeschlossen sind. An der Einbaubohle ist ein Messpunkt P fest angebracht, beispielsweise an einem bei einem Ende 5 der Einbaubohle stationierten Mast 6, der ein Prisma 18 trägt, das den Messpunkt P definiert. Die Fahreinheit M ist in Richtung eines Doppelpfeils 15 lenkbar. An der Fahreinheit M ist ein realer oder virtueller Referenzpunkt 9 vorgesehen.

[0026] Das nachstehend erläuterte Verfahren zum automatischen Steuern des Straßenfertigers ist auch für andere selbstfahrende Baumaschinen mit jeweils wenigstens einer Arbeitsvorrichtung zweckmäßig. Solche Baumaschinen sind, ohne den Anwendungsbereich der Erfindung einschränken zu wollen, beispielsweise Straßenfertiger mit Ausziehbohlen (Hochverdichtungsbohle oder normale Einbaubohle), Grader mit Graderschar, Gleitschalungsfertiger mit Tragrahmen, Gleitschalungen und wenigstens einer Bohle, Verkehrsflächen-Recycling-Geräte und Raupen mit gezogenem oder geschobenem Räumschild.

[0027] Zur Steuerung der Baumaschine A anhand des Messpunktes P wird ein geodätisches Positionsbestimmungssystem G eingesetzt, das über eine signal- und informationsübertragende Strecke 17 mit dem Systemrechner CPU verbunden ist. Der Systemrechner könnte extern der Baumaschine A angeordnet sein und mit der Steuerung der Baumaschine kommunizieren.

[0028] Beispiele für geodätische Positionsbestimmungssysteme, die hier zweckmäßig sind, wären das bekannte GPS-System, das satellitengeführt arbeitet, das DGPS-System, das satellitengeführt und mit einer stationären Referenzstation zur Präzisierung der Positionsbestimmungen arbeitet (DGPS = Differenzial-GPS), oder eine Totalstation, die stationär in der Nähe der Baustelle oder der planungsgemäßen Trasse, beispielsweise innerhalb eines Bereiches von 5 km angeordnet ist und nach Art eines Hochleistungs-Theodoliten mit Laserabtastung des Messpunkts P arbeitet.

[0029] Im Funktionsplan in Fig. 1 wird in einem Schritt S1 die Ist-Position des Ist-Punkts P an der Einbaubohle B in den x-, y, z-Richtungen bestimmt. Gegebenenfalls kann ein zweiter Messpunkt an der Einbaubohle oder an der Baumaschine vorgesehen und abgetastet werden.

[0030] Aus den bekannten, planungsgemäßen Daten bzw. dem planungsgemäßen Verlauf der Trasse, dem die Einbaubohle im Gelände folgen soll, werden Vorgaben bezüglich der Soll-Position des Messpunkts P generiert, d.h., es wird in einem Schritt S2 ein digitales Geländemodell vorbereitet. Der Verlauf der planungsgemäßen Trasse ist beispielsweise bestimmt durch die Verläufe der Randkanten, die Dicke, die Neigung und die Breite einer auf einem Planum einzubauenden Deckenschicht, wobei die Fahreinheit auf dem Planum fährt und die Einbaubohle den Vorgaben entsprechend oberhalb des Planums geführt wird.

[0031] Ferner wird unter Verwenden maschinenspezifischer Informationen, beispielsweise der Signale der Sensoren 4 und von Signalen, die die Höheneinstellung der Einbaubohle über dem Planum repräsentieren ein räumliches Maschinenmodell erstellt. Im Schritt S4 erfolgt mit den Planungsdaten aus dem Schritt S2 und dem räumlichen Maschinenmodell aus dem Schritt S3 ein Soll-lst-Vergleich, und zwar beispielsweise durch Berechnung im Systemrechner CPU.

[0032] Aufgrund einer festgestellten Positionsabweichung erfolgt dann eine Steuerung der Arbeitsvorrichtung, in diesem Fall der Einbaubohle. Dabei wird die Einbaubohle quer zur Fahrtrichtung in der Linearführung 2 verstellt wird. Gleichzeitig können anhand der Signale der Sensoren 4 und über die Steuerung C2 auch Längs- und/oder Querneigungs-Verstellungen und Höheneinstellungen der Einbaubohle den Soll-Werten entsprechend vorgenommen werden. Dies erfolgt in einem Schritt S5. Werden solche Verstellungen vorgenommen, dann wird in einem Schritt S6 die jeweilige Lageänderung der Einbaubohle relativ zur Fahreinheit M erfasst. In einem Schritt S7 wird aus dem Resultat des Schritts S6 eine Richtungsabweichung ermittelt, zweckmäßigerweise in Form eines Richtungsvektors 8 zwischen dem Messpunkt P und dem virtuellen oder realen Messpunkt 9 an der Fahreinheit M.

[0033] Im Schritt S8 wird die Lenkung der Fahreinheit M angesteuert, um durch eine Längsbewegung in Richtung des Doppelpfeils 15 die Fahreinheit M, z.B. entsprechend den Soll-Werten aus den Planungsdaten, automatisch zu lenken und der Arbeitsvorrichtung nachzuführen.

[0034] Anhand der Fig. 3 und 4 wird die automatische Steuerung einer Baumaschine A anhand eines Straßenfertigers mit einer sogenannten Ausziehbohle erläutert. Die die Arbeitsvorrichtung B darstellende Auszieh-Bohle wird an den Holmen 1 von der Fahreinheit M geschleppt und ist in ihrer Höhe über dem Planum, und in ihren Querund/oder Längsneigungen verstellbar. Sie weist einen mit den Holmen 1 verbundene Bohlengrundkörper 10 vorbestimmter Arbeitsbreite und zwei Ausziehbohlenteile 11, 12 auf, die über Stellelemente 3', 3" relativ zum Grundbohlenkörper 10 ein- und ausfahrbar sind. Der Messpunkt P ist in überhöhter Position an einem Mast 13 angebracht, der an dem einen Ausziehbohlenteil 11, vorzugsweise bei dessen äußerem Ende, fest montiert ist. Die Höhenlage des Messpunktes P ist so gewählt, dass die Totalstation T des geodätischen Positionsbestimmungssystems G auch über geländebedingte Erhöhungen oder baustellenbedingte Hindernisse den Messpunkt "sieht". Jeder Ausziehbohlenteil 11, 12 lässt sich in Richtung eines Doppelpfeils 7 quer zur Fahrtrichtung hin- und herverstellen. Die Höheneinstellungen erfolgen in Richtung eines Doppelpfeils 14. Lenkbewegungen der Fahreinheit M werden in Richtung eines Doppelpfeils 15 gesteuert. Der virtuelle bzw. reale Messpunkt 9 an der Fahreinheit M dient zum Generieren eines Richtungsvektors 8 zwischen den Messpunkten P, 9. Die Totalstation T tastet die Ist-Position des Messpunkts P beispielsweise über Laserstrahlen ab und kommuniziert mit dem nicht gezeigten Systemrechner. In der Totalstation T ist beispielsweise ein Hochleistungs-Theodolit 16 vorgesehen. Die Totalstation T kann unabängig von einem GPS-System arbeiten. Es kann aber zweckmäßig sein, Positionsinformationen eines GPS- oder eines DGPS-Systems zu verwenden.

[0035] Im Schritt S2 werden anhand von Planungsdaten Soll-Werte für die Position des Messpunkts P bzw. die Soll-Arbeitsposition generiert. Ist der Messpunkt am Ende des Ausziehbohlenteils 11 angeordnet, dann repräsentiert seine Position die Ist-Arbeitsposition des für die Trasse maßgeblichen Elements der Auszieh-Einbaubohle, z.B. der äußeren, unteren Randkante des Ausziehbohlenteils 11. Befindet sich der Messpunkt P weiter innen, dann wird in diesem Fall sein Querabstand von dem äußeren unteren Rand des Ausziehbohlenteils 11 als konstanter Wert zur Bestimmung der Ist-Arbeitsposition berücksichtigt. Im Schritt S3 wird ein räumliches Maschinenmodell erstellt, beispielsweise der Arbeitsvorrichtung B, wobei auch Informationen vom Sensor 4 und eines Höhensensors zur Höhenlage der Einbaubohle berücksichtigt werden. Dieses räumliche Maschinenmodell wird mit seiner Ist-Arbeitsposition in digitales Geländemodell gesetzt, das aus Soll-Werten der Planungsdaten generiert ist. Im Schritt S4 wird eine Positionsabweichung zwischen der Ist-Position des Messpunkts P bzw. der Ist-Arbeitsposition und der Soll-Position errechnet.

[0036] Im Schritt S5 wird auf der Basis der errechneten Positionsabweichung eine Verstellung der Einbaubohle vorgenommen. Der Ausziehbohlenteil 11 wird in Richtung des Doppelpfeils 7 um ein bestimmtes Maß quer und relativ zur Fahreinheit M verstellt. Ist eine planungsgemäße Trasse mit gleichbleibender Arbeitsbreite zu formen, dann wird im Schritt S9 der andere, gegenüberliegende Ausziehbohlenteil 12 gegensinnig verstellt, d.h. bei Ausfahren des einen Ausziehbohlenteils 11 wird der andere Ausziehbohlenteil 12 entsprechend eingefahren, und umgekehrt. Ist hingegen eine variierende Arbeitsbreite zu fahren, dann wird der andere Ausziehbohlenteil 12 individuell gesteuert, wobei seine jeweilige Lage aufgrund der maschinenspezifischen Daten oder Sensorsignale bestimmt und eingestellt wird.

[0037] Im Schritt S6 wird die durch die Verstellung des einen Ausziehbohlenteils 11 aufgetretene Lageänderung des Messpunkts P gegenüber dem Messpunkt 9 der Fahreinheit M erfasst.

[0038] Im Schritt S7 wird aus der erfassten Lageänderung die Richtungsabweichung bzw. der Richtungsvektor 8 ermittelt, und zwar im Vergleich zu der vorhergehenden Relativposition der beiden Messpunkte P, 9.

[0039] Im Schritt S8 wird schließlich die Lenkung der Fahreinheit M angesteuert, um die Fahreinheit M der Ausziehbohle nachzuführen. Bei der automatischen Lenkung der Fahreinheit können zusätzlich auch relative oder absolute Richtungsabweichungen gegenüber einer planungsgemäßen Bezugsrichtung gemessen und berücksichtigt werden, bzw. von einem Kompass, einem Richtungssensor oder von einem GPS-System gemessene Richtungsinformationen.

[0040] Im Grunde genommen wird durch die Abtastung des Messpunktes P die Ist-Arbeitsposition der Arbeitsvorrichtung, z.B. der Einbaubohle, oder eines für die planungsgemäße Trasse maßgeblichen Elements der Arbeitsvorrichtung, z.B. eines Ausziehbohlenteil-Außenrandes, erfasst, um die Arbeitsvorrichtung genau in der planungsgemäßen Trasse zu fahren. Ist der Messpunkt direkt auf dem maßgeblichen Element der Arbeitsvorrichtung angeordnet, so dass er dessen Bewegungen exakt folgt, dann repräsentiert der Messpunkt weitestgehend die Ist-Arbeitsposition. Ist der Messpunkt hingegen auf der Fahreinheit oder beispielsweise dem Holm der Einbaubohle fest angeordnet, dann werden zum Ermitteln der Ist-Arbeitsposition maschinenspezifische Daten mitberücksichtigt, um aus der Ist-Position des Messpunktes die jeweilige Ist-Arbeitsposition zu erhalten. Im letztgenannten Fall kann dies über Richtungsvektoren erfolgen, so dass beispielsweise die äußere untere Kante der Einbaubohle oder sogar das hintere Ende der Kante exakt entlang einer Linie der planungsgemäßen Trasse geführt wird. Davon ausgehend lässt sich auch die gegenüberliegende Kante führen.

[0041] In der Maschinenkonfiguration in Fig. 5 ist anhand eines Straßenfertigers mit einer über Holme 1 geschleppten Auszieh-Einbaubohle B der Messpunkt P auf einem Mast 13 in überhöhter Position an einem Holm 1 angeordnet. Es wird ein realer oder virtueller Messpunkt 19 bei der äußeren unteren Kante des einen Ausziehbohlenteils 11 oder sogar die Position des hinteren Endes 20 dieser Kante bestimmt, z.B. über einen Richtungsvektor 25 und mit entsprechenden Messungen des Sensors 4 bzw. eines Höhensensors der Einbaubohle (nicht gezeigt). Dieser reale oder virtuelle Messpunkt 19 bzw. der Endpunkt 20 werden in der planungsgemäßen Trasse geführt, und zwar z.B. durch Stellbewegungen in Richtung der Doppelpfeile 7, 14. Der andere Ausziehbohlenteil 12 wird abhängig davon, ob konstante Arbeitsbreite zu fahren ist, exakt gegensinnig verstellt, oder bei variierender planungsgemäßer Arbeitsbreite individuell. An der Fahreinheit M der Baumaschine A ist der reale oder virtuelle weitere Messpunkt 9 vorgesehen, so dass zwischen den Messpunkten 9 und P ein Richtungsvektor 8 errechenbar ist, der zum automatischen Lenken (Lenkbewegungen in Richtung des Doppelpfeils 15) der Fahreinheit M benutzt wird, um die Fahreinheit M der Arbeitsvorrichtung B nachzuführen.

[0042] Anhand Fig. 6 soll eine automatische Breitensteuerung der Arbeitsvorrichtung B, hier eine Auszieh-Einbaubohle eines Straßenfertigers, erläutert werden. Diese automatische Breitensteuerung kann ganz unabhängig von einer automatischen Führungssteuerung der Baumaschine A eingesetzt werden oder wird dieser überlagert, um Hindernisse H in der planungsgemäßen Trasse zu berücksichtigen. An dem Straßenfertiger A, beispielsweise an den Ausziehbohlenteilen 11, 12, sind Sensoren 23, z.B. Ultraschallsensoren, angeordnet, die das Planum im Hinblick auf auftauchende Hindernisse H abtasten. Dies erfolgt, während der Straßenfertiger fährt, ggfs. sogar mit der Totalstation T und dem auf dem Ausziehbohlenteil 11 angebrachten Messpunkt P automatisch gesteuert wird. Stellt beispielsweise einer der Sensoren 23 ein entgegenkommendes linksseitiges Hindernis H, z.B. einen Gully, fest, so wird das Stellelement 3' unter Berücksichtigung der Fahrgeschwindigkeit der Fahreinheit M angesteuert, um den einen Ausziehbohlenteil 11 entsprechend der gepunkteten Linie 21 um das Hindernis H herumzuführen. Entsprechend wird der andere Ausziehbohlenteil 12 von seinem Sensor 23 um rechtsseitig vorhandene Hindernisse herumgeführt. Zweckmäßigerweise wird diese bordeigene Breitensteuerung mit der automatischen Steuerung kombiniert, d.h., die Stellbewegungen des jeweiligen Ausziehbohlenteils 11 oder 12 beim Umfahren eines Hindernisses H werden bei der automatischen Steuerung ignoriert, damit die Einbaubohle dennoch entlang der planungsgemäße Trasse fährt, beispielsweise entlang einer Trassenrandlinie 22. Abtastbereiche 24 der Sensoren 23, die additiv oder alternativ auch an der Fahreinheit M angeordnet sein könnten, sind ausreichend tief und weit ausgelegt. Gegebenenfalls ist eine Mehrzahl von Sensoren vorgesehen, um genaue Aufschlüsse über die Position, Breite und Länge der Hindernisse zu gewinnen.

[0043] In Fig. 7 ist schließlich gezeigt, wie eine automatische Breitensteuerung der Arbeitsvorrichtung B, hier der Auszieh-Einbaubohle eines Straßenfertigers, mit Hilfe des geodätischen Positionsbestimmungssystems, hier einer Totalstation T, vorgenommen wird. Die genauen Koordinaten zur Lage und Größe eines Hindernisses H sind in den planungsgemäßen Daten enthalten, die bei der Steuerung verarbeitet werden. Ferner ist der Verlauf beispielsweise der planungsgemäßen Randlinie 22 mit einer Ausweichbucht 22' bekannt. Der Messpunkt P ist wie in Fig. 5 an einem Holm 1 angeordnet. Richtungsvektoren 25 und 8, dienen zur Bestimmung der Ist-Arbeitsposition des Messpunktes 19, 20 und der Ist-Position des Messpunktes 9 an der Fahreinheit M. Zusätzlich wird anhand der planungsgemäßen Daten des Hindernisses H und über den Prozessrechner CPU der Messpunkt 19, 20 des einen Ausziehbohlenteils 11 entsprechend der gepunkteten Linie 21 um das linksseitige Hindernis H herumgeführt. In der Ausweichbucht 22' wird hingegen anhand der planungsgemäßen Daten das Stellelement 3" des anderen Ausziehbohlenteils 12 verstellt, um die Ausweichbucht 22' zu formen. Dabei kann die Fahreinheit M weiterhin automatisch so gelenkt werden, dass das Hindernis H und die Ausweichbucht 22' nur durch die Verstellungen der Ausziehbohlenteile 11, 12 bewusst nach rechts gelenkt werden, in Kombination mit entsprechenden Stellbewegungen beider Ausziehbohlenteile 11, 12. Bei der anhand Fig. 7 beschriebenen automatischen Breitensteuerung der Auszieh-Einbaubohle B wird strikt nach planungsgemäß abgelegten Informationen zu Hindernissen H oder dgl. gesteuert, und zwar unter fortlaufender Bestimmung der Ist-Arbeitsposition des Messpunktes 19, 20 über den Messpunkt P.

[0044] Bei den vorstehenden Verfahrens- und Ausführungsvarianten wird jeweils mit einem geodätischen Positionsbestimmungsystem gearbeitet. Dies bedeutet in der Praxis, dass mindestens zwei solcher geodätischer Positionsbestimmungssysteme vorhanden sein müssen, weil jeweils eines zur Steuerung in einem Trassenabschnitt gebraucht wird, während das für den anschließenden Trassenabschnitt einjustiert werden muss. Als Alternative könnte in einem Trassenabschnitt die automatische Steuerung der Baumaschine mit zwei gleichzeitig arbeitenden geodätischen Positionsbestimmungssystemen vorgenommen werden, wobei das eine beispielsweise die Arbeitsvorrichtung und das andere die Fahreinheit steuert. Dann wären für das kontinuierliche Arbeiten insgesamt vier geodätische Positionsbestimmungssysteme erforderlich.

Ansprüche

1. Verfahren zum Steuern einer selbstfahrenden Baumaschine (A), wie eines Straßenfertigers mit wenigstens einer Einbaubohle, oder einer Raupe mit einem Räumschild, einem Grader mit einer Graderschar, oder eines Gleitschalungsfertigers mit Gleitschalungen und wenigstens einer Bohle, oder einer Verkehrsflächen-Recyclingmaschine, in einer planungsgemäßen Trasse, wobei die Baumaschine eine Fahreinheit (M) und wenigstens eine mittels Stellelementen (3, 3', 3") relativ zur Fahreinheit bewegliche Arbeitsvorrichtung (B) aufweist, bei welchem Verfahren durch Vergleichen von ermittelten Ist-Positionen und Soll-Positionen Korrektursignale abgeleitet und zur Steuerung verarbeitet werden, mit folgenden Schritten:

mit einem geodätischen Positionsbestimmungssystem (G, T) wird bei in der planungsgemäßen Trasse fahrender Baumaschine die Ist-Position eines an der Fahreinheit (M) oder an der Arbeitsvorrichtung (B) angeordneten Messpunktes (P) bestimmt,

anhand der Ist-Position und mit maschinenspezifischen Lage-Informationen wird die Ist-Arbeitsposition der Arbeitsvorrichtung (B) ermittelt,

aus einem Vergleich der abgeleiteten Ist-Arbeitsposition und einer planungsgemäßen Soll-Arbeitsposition werden Positionsabweichungen festgestellt,

aus den Positionsabweichungen werden die Korrektursignale für die Stellelemente der Arbeitsvorrichtung generiert,

die Stellelemente werden anhand der Korrektursignale betätigt, um die Ist-Arbeitsposition zur Soll-Arbeitsposition zu bringen und die Arbeitsvorrichtung in der planungsgemäßen Trasse zu führen, gekennzeichnet durch folgende weitere Schritte:

ausgehend von der Soll-Arbeitsposition und mit maschinenspezifischen Lage-Informationen zur Relativlage zwischen der Arbeitsvorrichtung und der Fahreinheit (M) werden Richtungsinformationen ermittelt,

auf der Basis der Richtungsinformationen wird die Fahreinheit (M) in der planungsgemäßen Trasse automatisch gelenkt und der Arbeitsvorrichtung (B) nachgeführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur automatischen Lenkung der Fahreinheit (M) die relative oder die absolute Richtungsabweichung gegenüber einer planungsgemäßen Bezugsrichtung gemessen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur automatischen Lenkung der Fahreinheit (M) zusätzlich errechnete, aus einem digitalen Geländemodell abgeleitete, oder gemessene, z.B. von einem Kompass, einem Richtungssensor, einem GPS-gestützten System, gemessene, Richtungsinformationen berücksichtigt werden.

4. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass generierte planungsgemäße, maschinenspezifische und geodätische Daten mit wenigstens einem stationär oder in der Baumaschine (A) vorgesehennen Systemrechner CPU verarbeitet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtungsinformationen zur automatischen Lenkung der Fahreinheit (M) in Form von auf den Messpunkt (P) bezogenen Richtungsvektoren (8, 25) ermittelt werden.

6. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Straßenfertiger mit einer geschleppten Einbaubohle mit unveränderlicher Arbeitsbreite der Messpunkt (P) an der Einbaubohle (B) angeordnet und die Einbaubohle mit den Korrektursignalen in einer Linear-Querführung (2), z.B. der Fahreinheit (M), mit wenigstens einem Linear-Stellelement (3) hin- und herverstellt wird, und dass zusätzlich die Längs- oder Querneigung der Einbaubohle entsprechend planungsgemäßer Vorgaben, z.B. im digitalen Geländemodell, verstellt wird bzw. werden.

7. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Straßenfertiger mit einer eine Breitenverstelleinrichtung (3', 3") aufweisenden Auszieh-Einbaubohle mit Ausziehbohlenteilen (11, 12) die Breitenverstelleinrichtung (3', 3") mit den Korrektursignalen angesteuert wird, dass für eine planungsgemäß gleichbleibende Arbeitsbreite der Trasse der andere Ausziehbohlenteil (12) von der Breitenverstelleinrichtung (3") exakt gegensinnig zum einen Ausziehbohlenteil (11) oder für eine planungsgemäß variierende Arbeitsbreite der andere Ausziehbohlenteil (12) individuell relativ zum einen Ausziehbohlenteil (11) verstellt wird, und dass die Längs- und/oder Querneigung der Einbaubohle entsprechend planungsgemäßer Vorgaben verstellt wird, bzw. werden.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Ist-Arbeitsposition der Arbeitsvorrichtung (B) die Ist-Arbeitsposition eines für die planungsgemäße Trasse maßgeblichen Elements (20) der Arbeitsvonichtung (B) mittels des fest an der Fahreinheit (M) angebrachten Messpunkts (P) und ermittelten maschinenspezifischen Informationen zur jeweiligen Relativlage zwischen dem Messpunkt (P) und dem maßgeblichen Element (20) ermittelt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ist-Arbeitsposition der Arbeitsvorrichtung (B) mittels des Messpunkts (P) bestimmt wird, der in einer festgelegten Relativlage zu wenigstens einem für die planungsgemäße Trasse maßgeblichen Element fest an der Arbeitsvorrichtung angebracht ist.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Straßenfertiger als die Baumaschine (A) mit einer Auszieh-Einbaubohle als die Arbeitsvorrichtung auf der Basis der mit Hilfe des geodätischen Positionsbestimmungssystems ermittelten Ist-Arbeitsposition zum Umfahren wenigstens eines planungsgemäßer Hindemisses (H) im Verlauf der planungsgemäßen Trasse eine automatische Breitensteuerung der Auszieh-/Einbaubohle (B) durch Reduzieren der Arbeitsbreite vorübergehend nur an der Seite des Hindernisses (H) vorgenommen wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Breitensteuerung der Auszieh-/Einbaubohle mit Hilfe von an dem Straßenfertiger angeordneten Sensoren (23) vorgenommen wird, die ein entlang der planungsgemäßen Trasse entgegenkommendes Hindemis (H) feststellen und Stellelemente (3', 3") der Auszieh-/Einbaubohle entsprechend der festgestellten Breite und Länge des Hindernisses (H) ansteuern.

12. Straßenfertiger mit einer Fahreinheit (M), einer über Holme (1) an die Fahreinheit (M) gekoppelten, geschleppten Einbaubohle, und mit Längs- und Quemeigungssensoren (4) an der Einbaubohle, wobei die Einbaubohle mit fester Arbeitsbreite in einer Linearquerführung mit Stellelementen (3) hin- und herverstellbar ist, oder zur Veränderung der Arbeitsbreite mit Stellelementen (3', 3") aus- und einfahrbare Ausziehbohlenteile (11, 12) aufweist, und wobei der Straßenfertiger gemäß des Verfahrens von Anspruch 1 steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Straßenfertiger an einem Holm (1) ein aufrechter, einen für ein stationäres, geodätisches, wenigstens einen Prozessrechner (CPU) umfassendes Positionsbestimmungssystem vorgesehenen Messpunkt (P) tragender Mast (13) und an der Fahreinheit (M) bzw. an der Fahreinheit und an der Einbaubohle wenigstens ein realer oder virtueller Referenzpunkt (9, 19, 20) zum Generieren wenigstens eines Richtungsvektors (8, 25) zwischen dem Messpunkt (P) und dem Referenzpunkt (9, 19, 21) zur automatischen Lenkung der mit einer ansteuerbaren Lenkung versehenen Fahreinheit (M) vorgesehen sind.

13. Straßenfertiger nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der reale Referenzpunkt (19) das in Fahrtrichtung hinterste Ende (20) einer unteren äußeren Einbaubohlenkante bzw. Glättblechkante ist.

Claims

1. A method of controlling on a planned route a self-propelled construction machine (A), such as a road finisher having at least one paving screed, or a crawler with a bulldozer blade, a grader with a grader blade, a slip form paver with slip forms and at least one screed, or a traffic-area recycling machine, said construction machine comprising a drive unit (M) and at least one work device (B) which is movable relative to said drive unit by means of adjusting elements (3, 3', 3"), and said method comprising the steps of deriving correction signals by comparing detected actual positions and desired positions and processing said correction signals for the purpose of control, characterized by the following steps:

by means of a geodetic positioning system (G, T) the actual position of a measurement point (P) arranged on the drive unit (M) or on the work device (B) is determined while the construction machine travels on the planned route,

the actual work position of the work device (B) is determined on the basis of the actual position and on the basis of machine-specific position information,

position deviations are detected on the basis of a comparison between the derived actual work position and a planned desired work position,

the correction signals for the adjusting elements of the work device are generated on the basis of the position deviations,

the adjusting elements are actuated on the basis of the correction signals so as to bring the actual work position to the desired work position and so as to guide the work device on the planned route, characterized by the following additional steps:

directional information is determined on the basis of the desired work position and on the basis of machine-specific position information concerning the relative position between the work device and the drive unit (M),

on the basis of the directional information, the drive unit (M) is automatically steered on the planned route and caused to follow the work device (B).

2. A method according to claim 1, characterized in that, for automatically steering the drive unit (M), the relative or the absolute directional deviation relative to a planned reference direction is measured.

3. A method according to claim 1, characterized in that, for automatically steering the drive unit (M), directional information is taken into account, which has additionally been calculated, derived from a digital terrain model, or measured, e.g. measured by a compass, a direction sensor, or a GPS-assisted system.

4. A method according to at least one of the preceding claims, characterized in that generated planned, machine-specific and geodetic data are processed by means of at least one system computer CPU provided as a stationary unit or in the construction machine (A).

5. A method according to claim 1, characterized in that the directional information for automatically steering the drive unit (M) is ascertained in the form of direction vectors (8, 25) related to the measurement point (P).

6. A method according to at least one of the preceding claims, characterized in that, in the case of a road finisher having a dragged paving screed of unchangeable operating width, the measurement point (P) is arranged on the paving screed (B) and the paving screed is adjusted to the right and to the left by means of the correction signals in a linear transverse guide means (2), e.g. the drive unit (M), making use of at least one linear adjusting element (3), and that the longitudinal and/or transverse inclination(s) of the paving screed is/are additionally adjusted according to planned predetermined data, e.g. in the digital terrain model.

7. A method according to at least one of the claims 1 to 5, characterized in that in the case of a road finisher having an extendable paving screed provided with extendable screed components (11, 12) and with width adjusting means (3', 3"), said width adjusting means (3', 3") is activated by the correction signals, that, for an application width of the route remaining uniform as planned, the second extendable screed component (12) is adjusted by the width adjusting means (3") in a direction precisely opposite to the direction of the first extendable screed component (11) or, for an application width varying as planned, the second extendable screed component (12) is adjusted individually relative to said first extendable screed component (11), and that the longitudinal and/or transverse inclination(s) of the paving screed is/are adjusted according to planned predetermined data.

8. A method according to claim 1, characterized in that the actual work position of an element (20), which is of decisive importance to the planned route, is determined as actual work position of the work device (B) by means of the measurement point (P) which is fixedly attached to the drive unit (M) and by means of determined machine-specific information concerning the respective relative position between the measurement point (P) and said decisive element (20).

9. A method according to claim 1, characterized in that the actual work position of the work device (B) is determined by means of the measurement point (P) which is fixedly attached to the work device (P) at a fixed position relative to the at least one element which is of decisive importance to the planned route.

10. A method according to claim 1, characterized in that, in the case of a road finisher constituting the construction machine (A) with a paving screed constituting the work device, an automatic width control of the extendable paving screed (B) by temporarily reducing the operating width only on the side of the obstacle (H) is carried out, on the basis of the actual work position, for driving round at least one obstacle (H) which is taken into account in the plan and which occurs in the course of the planned route, said actual work position being determined with the aid of the geodetic positioning system.

11. A method according to claim 10, characterized in that the automatic width control of the extendable paving screed is carried out with the aid of sensors (23) which are arranged on the road finisher and which detect an obstacle (H) approaching along the planned route, said sensors activating adjusting elements (3', 3") of the extendable paving screed in accordance with the detected width and length of said obstacle (H).

12. A road finisher comprising a drive unit (M), a dragged paving screed coupled to said drive unit (M) via beams (1), and longitudinal- and transverse-inclination sensors (4) on the paving screed, wherein said paving screed either has a fixed operating width and is adjustable to the left and to the right by means of adjusting elements (3) in a linear transverse guide means or comprises screed components (11, 12) which are adapted to be extended and retracted by means of adjusting elements (3', 3") so as to vary the operating width, and said road finisher being adapted to be controlled in accordance with the method according to claim 1, characterized in that the road finisher has provided thereon on a beam (1) an upright mast (13) carrying a measurement point (P) provided for a stationary, geodetic positioning system including at least one process computer (CPU), and that at least one real or virtual reference point (9, 19, 20) is provided on the drive unit (M) or on the drive unit and on the paving screed, said reference point (9, 19, 20) being used for generating at least one direction vector (8, 25) between said measurement point (P) and the reference point (9, 19, 20) for automatically steering the drive unit (M) provided with an actuable steering system.

13. A road finisher according to claim 12, characterized in that the real reference point (19) is the end of a lower outer paving-screed edge or smoothing-plate edge which constitutes the rearmost end (20) in the travelling direction.

Revendications

1. Procédé de commande d'une machine de chantier automotrice (A) telle qu'une finisseuse avec au moins une poutre incorporée, ou un engin à chenilles avec une lame de déblayement, ou une niveleuse avec une lame de nivellement ou une machine à coffrages glissants avec des coffrages glissants et au moins une poutre ou une machine de recyclage de surfaces de circulation dans un tracé conforme à un projet planifié, la machine de chantier comprenant une unité de déplacement (M) et au moins un dispositif de travail (B) qui est mobile par rapport à l'unité de déplacement à l'aide d'éléments d'asservissement (3, 3', 3"), alors qu'avec ce procédé des signaux de correction sont dérivés à l'aide d'une comparaison de positions réelles déterminées et de positions de consigne et sont traités pour la commande, les étapes de procédé étant les suivantes :

. la position réelle d'un point de mesure (P) disposé sur l'unité de déplacement (M) ou sur le dispositif de travail (B) est déterminée au moyen d'un système de détermination de position géodésique (G, T) pour une machine de chantier se déplaçant dans le tracé conforme à un projet planifié,

. la position de travail réelle du dispositif de travail (B) est déterminée sur la base de la position réelle et avec des informations de position spécifiques à la machine,

. les divergences de positions sont constatées à partir d'une comparaison de la position de travail réelle dérivée et d'une position de travail de consigne conforme à un projet planifié,

. les signaux de correction pour les éléments d'asservissement du dispositif de travail sont générés à partir des divergences de positions,

. les éléments d'asservissement sont actionnés sur la base des signaux de correction pour faire coïncider la position de travail réelle et la position de travail de consigne et pour guider le dispositif de travail dans le tracé conforme à un projet planifié.

   caractérisé par les étapes de travail supplémentaires suivantes :

. des informations de direction sont déterminées en partant de la position de travail de consigne et avec des informations de position spécifiques à la machine et concernant la position relative entre le dispositif de travail et l'unité de déplacement (M),

. sur la base des informations de direction, l'unité de déplacement (M) est guidée automatiquement dans le tracé conforme à un projet planifié et sa position est ajustée par rapport au dispositif de travail (B).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la divergence de direction relative ou absolue par rapport à une direction de référence conforme à un projet planifié est mesurée pour le guidage automatique de l'unité de déplacement (M).

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est tenu compte, pour le guidage automatique de l'unité de déplacement (M), d'informations de direction calculées en supplément, dérivées d'un modèle de terrain digital ou mesurées, par exemple mesurées par un compas, par un capteur de direction ou par un système assisté par GPS.

4. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des données générées, conformes à un projet planifié, spécifiques à la machine et géodésiques sont traitées par au moins un calculateur de traitement (Unité Centrale de Traitement-CPU) stationnaire ou prévu sur la machine de chantier (A).

5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les informations de direction pour le guidage automatique de l'unité de déplacement (M) sont déterminées sous forme de vecteurs de direction (8, 25) rapportés au point de mesure (P).

6. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, dans le cas d'une finisseuse avec une poutre incorporée tractée d'une largeur de travail invariable, le point de mesure (P) est disposé sur la poutre incorporée (B) et la poutre incorporée est déplacée à l'aide des signaux de correction et avec au moins un élément d'asservissement linéaire (3) dans un sens et dans l'autre dans un guide transversal linéaire (2), par exemple de l'unité de déplacement (M), et en ce qu'en outre l'inclinaison longitudinale ou transversale de la poutre incorporée est réglée selon des prescriptions conformes à un projet planifié, par exemple dans le modèle de terrain digital.

7. Procédé selon au moins l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, dans le cas d'une finisseuse avec une poutre incorporée extractible qui comprend des parties de poutres extractibles (11, 12) et un dispositif de réglage de largeur (3', 3"), le dispositif de réglage de largeur (3', 3") est activé par des signaux de correction, en ce que, pour obtenir une largeur de travail restant constante en fonction du tracé conforme à un projet planifié, l'autre partie de poutre extractible (12) est déplacée exactement en sens inverse de l'une des parties de madrier extractible (11) par le dispositif de réglage de la largeur (3") ou, pour obtenir une largeur de travail variant en fonction du tracé conforme à un projet planifié, l'autre partie de poutre extractible (12) est déplacée individuellement par rapport à l'une des parties de poutre extractible (11) et en ce que l'inclinaison longitudinale et/ou transversale de la poutre incorporée sont réglées conformément à des prescriptions imposées en conformité avec un projet planifié.

8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la position réelle de travail d'un élément (20) du dispositif de travail (B), qui est déterminant pour le tracé conforme à un projet planifié, est définie comme position réelle de travail du dispositif de travail (B), et ceci au moyen du point de mesure (P) disposé de manière fixe sur l'unité de déplacement (M) et d'informations déterminées spécifiques à la machine et concernant la position relative respective entre le point de mesure (P) et l'élément déterminant (20).

9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la position de travail réelle du dispositif de travail (B) est déterminée à l'aide du point de mesure (P), lequel est disposé de manière fixe sur le dispositif de travail dans une position relative déterminée par rapport à au moins un élément déterminant pour le tracé conforme à un projet planifié.

10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le cas d'une finisseuse en tant que machine de chantier (A) avec une poutre incorporée extractible en tant que dispositif de travail, le contournement au moins d'un obstacle conforme à un projet planifié (H) dans le cheminement du tracé conforme à un projet planifié a lieu sur la base de la position de travail réelle déterminée à l'aide du système de déterminations de position géodésique par une commande automatique de la largeur de la poutre incorporée extractible (B), et ceci en réduisant la largeur de travail de manière passagère seulement sur le côté de l'obstacle (H).

11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la commande automatique de la largeur de la poutre incorporée extractible est obtenue à l'aide de capteurs (23) disposés sur la finisseuse, qui constatent un obstacle (H) arrivant le long du tracé conforme à un projet planifié et qui, en fonction de la largeur et de la longueur constatées de l'obstacle (H), activent des éléments d'asservissement (3', 3") de la poutre incorporée extractible.

12. Finisseuse avec une unité de déplacement (M), avec une poutre incorporée tractée et accouplée à l'unité de déplacement (M) par l'intermédiaire de longerons (1) et avec des capteurs d'inclinaison longitudinale et latérale (4) placés sur la poutre incorporée, dans laquelle la poutre incorporée ayant une largeur de travail fixe peut être déplacée dans un sens et dans l'autre dans un guidage transversal linéaire à l'aide d'éléments d'asservissement (3) ou comprend des parties de poutres extractibles (11, 12) pouvant être rentrées et sorties à l'aide d'éléments d'asservissement (3', 3") pour modifier la largeur de travail et dans laquelle la finisseuse peut être commandée conformément au procédé de la revendication 1, caractérisée en ce que sur la finisseuse un mât (13) se trouvant en position debout et portant un point de mesure (P) prévu pour un système de détermination de position stationnaire, géodésique et comprenant au moins un calculateur de traitement (Unité Centrale de Traitement-CPU) est prévu sur un montant (1) et au moins un point de référence réel ou virtuel (9, 19, 20) pour générer au moins un vecteur de direction (8, 25) entre le point de mesure (P) et le point de référence (9, 19, 21) pour le guidage automatique de l'unité de déplacement (M) munie d'un système de guidage pouvant être activé est prévu sur l'unité de déplacement (M) ou sur l'unité de déplacement et sur la poutre incorporée.

13. Finisseuse selon la revendication 12, caractérisée en ce que le point de référence réel (19) est l'extrémité (20) située le plus en arrière en direction de déplacement d'un rebord extérieur inférieur de poutre incorporée ou d'un rebord lisseur en tôle.

Zeichnung