本發(fā)明涉及自驅(qū)動(dòng)建筑機(jī)械，尤其是道路銑刨機(jī)、再生機(jī)、路拌機(jī)或露天采礦機(jī)，其包括由具有車(chē)輪或履帶的底盤(pán)支撐的機(jī)架。

背景技術(shù)：

在道路建筑中，使用具有不同設(shè)計(jì)的自驅(qū)動(dòng)建筑機(jī)械。這些機(jī)械包括已知的道路銑刨機(jī)、再生機(jī)或路拌機(jī)。使用已知的道路銑刨機(jī)，可移除道路表面的現(xiàn)有道路層，并且可使用已知的再生機(jī)恢復(fù)現(xiàn)有的路面。已知的路拌機(jī)用于制備道路建筑的基礎(chǔ)。此外，稱(chēng)為露天采礦機(jī)的機(jī)械已知也是自驅(qū)動(dòng)建筑機(jī)械，借助于其可采煤或采石。

上述自驅(qū)動(dòng)建筑機(jī)械包括旋轉(zhuǎn)銑刨鼓或旋轉(zhuǎn)銑刨/混合轉(zhuǎn)子或切削輥，其配備有合適的銑刨或切削刀具。在下文中，已知建筑機(jī)械的銑刨鼓、銑刨/混合轉(zhuǎn)子或切削輥將被稱(chēng)為銑刨鼓。

為了驅(qū)動(dòng)車(chē)輪或履帶和銑刨鼓，已知的建筑機(jī)械包括驅(qū)動(dòng)單元。驅(qū)動(dòng)力通常通過(guò)單獨(dú)的傳動(dòng)系從驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到車(chē)輪或履帶和銑刨鼓，每個(gè)傳動(dòng)系各自具有它們自身的傳動(dòng)系統(tǒng)。

此外，已知的建筑機(jī)械包括控制單元，通過(guò)該控制單元控制驅(qū)動(dòng)單元?？刂茊卧刂乞?qū)動(dòng)單元以使得建筑機(jī)械以特定行進(jìn)速度移動(dòng)，并且銑刨鼓可以特定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。

在各種情況下，機(jī)械操作者可基于操作條件將建筑機(jī)械的行進(jìn)速度和銑刨鼓的轉(zhuǎn)速規(guī)定在一定限度內(nèi)。通常情況下，銑刨鼓的轉(zhuǎn)速由驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定，因此可通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)控制銑刨鼓的轉(zhuǎn)速。此外，還可設(shè)置成通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)步進(jìn)地或連續(xù)地調(diào)節(jié)銑刨鼓的轉(zhuǎn)速，或者以液壓或電動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)銑刨鼓，其結(jié)果是銑刨鼓的轉(zhuǎn)速可在寬范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。為了設(shè)定行進(jìn)速度和銑刨鼓的轉(zhuǎn)速，已知的建筑機(jī)械包括輸入單元。通過(guò)輸入單元，機(jī)械操作者通常可選擇他認(rèn)為適合于該項(xiàng)目的銑刨鼓的不同轉(zhuǎn)速。

在實(shí)踐中，目標(biāo)是以盡可能高的行進(jìn)速度操作建筑機(jī)械，以使得建筑機(jī)械的性能盡可能高。然而，行進(jìn)速度的增加此外還受到驅(qū)動(dòng)單元的最大功率的限制，該驅(qū)動(dòng)單元不僅用于驅(qū)動(dòng)建筑機(jī)械的車(chē)輪或履帶，而且驅(qū)動(dòng)銑刨鼓。此外，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗在預(yù)先設(shè)定行進(jìn)速度時(shí)也起到作用。在實(shí)踐中，已經(jīng)表明銑刨鼓的轉(zhuǎn)速對(duì)于銑刨或切削過(guò)程的質(zhì)量以及銑刨鼓的銑刨刀具的磨損是決定性的。銑刨鼓的轉(zhuǎn)速還影響燃料消耗和用于冷卻銑刨刀頭的冷卻劑的消耗。

在實(shí)踐中，對(duì)于銑刨鼓而言，尋求盡可能低的轉(zhuǎn)速。銑刨鼓的低轉(zhuǎn)速有利地導(dǎo)致銑刨材料中細(xì)粉的較低比例，從而還減少粉塵污染。在銑刨鼓的轉(zhuǎn)速較低的情況下，銑刨刀頭經(jīng)受較少的磨損。此外，銑刨鼓轉(zhuǎn)速的降低還導(dǎo)致節(jié)省燃料和冷卻劑。然而，在實(shí)踐中，銑刨鼓轉(zhuǎn)速的降低受到限制。如果轉(zhuǎn)速過(guò)低，則會(huì)導(dǎo)致銑刨鼓的動(dòng)能不再足以有效地加工材料的問(wèn)題。于是銑刨鼓以不圓和顛簸的路線操作，其此外具體表現(xiàn)為整個(gè)建筑機(jī)械振動(dòng)到機(jī)械搖擺的程度，這可能導(dǎo)致機(jī)械的損壞。此外，由于銑刨鼓的顛簸路線，工作質(zhì)量也受到損害，并且銑刨紋理中可能會(huì)出現(xiàn)規(guī)則性。在極端情況下，當(dāng)動(dòng)能不足時(shí)，銑刨鼓可能會(huì)停下來(lái)。該臨界操作狀態(tài)不僅取決于銑刨鼓的轉(zhuǎn)速，而且還取決于建筑機(jī)械的行進(jìn)速度、待加工材料的性質(zhì)和建筑機(jī)械的重量。此外，作用于材料的環(huán)境條件也可能是決定性的。例如，瀝青在較高的溫度下比在低溫下軟，因此更容易銑刨。因此，例如，在溫度較高的日子，當(dāng)材料相同時(shí)，可使用比較冷的日子更低的銑刨鼓轉(zhuǎn)速。因此，由于銑刨過(guò)程中的不同影響因素，并不總是能夠預(yù)先確定銑刨鼓的最優(yōu)轉(zhuǎn)速，在該最優(yōu)轉(zhuǎn)速下確保磨損盡可能少，且對(duì)于建筑機(jī)械在盡可能遠(yuǎn)的行進(jìn)距離上具有最優(yōu)銑刨紋理，但是防止鼓的臨界操作狀態(tài)的出現(xiàn)。

現(xiàn)有技術(shù)中已知的所有建筑機(jī)械的特征在于，為了防止由于過(guò)大的負(fù)載導(dǎo)致的銑刨鼓的臨界操作狀態(tài)，降低建筑機(jī)械的行進(jìn)速度。結(jié)果，如果不能避免臨界操作狀態(tài)，則不必要地降低機(jī)械的性能。在已知的建筑機(jī)械中，銑刨鼓上的負(fù)載的增加導(dǎo)致行進(jìn)速度的降低，而保持銑刨鼓的轉(zhuǎn)速。在這種情況下，為了在所有操作條件下防止出現(xiàn)臨界操作狀態(tài)，銑刨鼓的轉(zhuǎn)速經(jīng)常被預(yù)先設(shè)定得過(guò)高。

ep2354310a2(us8,128,177b2)通過(guò)基于作用于銑刨鼓上的反作用力調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)來(lái)處理道路銑刨機(jī)的不期望的行進(jìn)運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。為了檢測(cè)所述反作用力，提出各種傳感器，特別是用于測(cè)量各個(gè)機(jī)械部件(特別是銑刨鼓)變形的傳感器，或用于測(cè)量液壓系統(tǒng)中壓力的傳感器，所述壓力例如是用于調(diào)節(jié)機(jī)架高度的升降缸中的液壓。如果由傳感器檢測(cè)到的測(cè)量變量超過(guò)臨界值，則降低建筑機(jī)械的行進(jìn)速度。但是，保持銑刨鼓的轉(zhuǎn)速。

其中基于作為建筑機(jī)械操作狀態(tài)特征的參數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)行進(jìn)速度的道路銑刨機(jī)也可從us6,921,230b2中獲知。

wo03/064770a1描述了一種道路銑刨機(jī)，其包括用于檢測(cè)銑刨鼓操作狀態(tài)的傳感器。除了用于檢測(cè)操作狀態(tài)的應(yīng)變測(cè)量帶之外，還提出一種信號(hào)接收單元，其檢測(cè)機(jī)械部件上的振動(dòng)。測(cè)量銑刨鼓的振動(dòng)以確定銑刨鼓的磨損狀態(tài)。在這種情況下，假設(shè)由新的銑刨刀頭引起的振動(dòng)與磨損的銑刨刀頭的振動(dòng)在振幅和/或頻率上不同。

us2008/0173740a1公開(kāi)了以如此的方式調(diào)節(jié)道路銑刨機(jī)的行進(jìn)速度和銑刨鼓的轉(zhuǎn)速，以使得在行進(jìn)速度和銑刨鼓的轉(zhuǎn)速之間存在預(yù)先設(shè)定比率。

最后，de10213017a1描述了一種用于優(yōu)化道路銑刨機(jī)中的銑刨過(guò)程的方法，其中識(shí)別出代表銑刨鼓性能的特征值，以便控制用于銑刨刀具的冷卻劑的量。

在操作開(kāi)始時(shí)，機(jī)械操作者必須預(yù)先設(shè)定建筑機(jī)械的特定行進(jìn)速度和銑刨鼓的特定轉(zhuǎn)速。然而，關(guān)于上述條件，在實(shí)踐中預(yù)先設(shè)定行進(jìn)速度和銑刨鼓的轉(zhuǎn)速需要來(lái)自機(jī)械操作者的更多關(guān)注。在實(shí)踐中，出于安全原因或方便起見(jiàn)，機(jī)械操作者可能簡(jiǎn)單地將銑刨鼓的轉(zhuǎn)速預(yù)先設(shè)定成被選擇為高于必要的轉(zhuǎn)速。這導(dǎo)致了上述缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所解決的問(wèn)題在于提供一種自驅(qū)動(dòng)建筑機(jī)械，其能夠在不同操作條件下高效率地可靠地操作。本發(fā)明所解決的的另一個(gè)問(wèn)題是提出一種操作自驅(qū)動(dòng)建筑機(jī)械的方法，通過(guò)其可在不同的操作條件下高效率地可靠地操作自驅(qū)動(dòng)建筑機(jī)械。

根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的特征來(lái)解決這些問(wèn)題。從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明的有利實(shí)施例。

根據(jù)本發(fā)明的自驅(qū)動(dòng)建筑機(jī)械，尤其是道路銑刨機(jī)、再生機(jī)、路拌機(jī)或露天采礦機(jī)，包括機(jī)架，其由具有車(chē)輪或履帶的底盤(pán)支撐。銑刨鼓布置在機(jī)架上。車(chē)輪或履帶和銑刨鼓由驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)單元可以是下述裝置，其包括例如內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，以及例如用于將驅(qū)動(dòng)力從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到車(chē)輪或履帶以及銑刨鼓的兩個(gè)傳動(dòng)系。兩個(gè)獨(dú)立的傳動(dòng)系可包括它們自身的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，因此車(chē)輪或履帶可獨(dú)立于銑刨鼓運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)單元還可包括用于驅(qū)動(dòng)建筑機(jī)械的其它單元的液壓機(jī)構(gòu)，例如用于調(diào)節(jié)機(jī)架高度的液壓升降裝置。驅(qū)動(dòng)單元也被理解為包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)組合件的布置，驅(qū)動(dòng)組合件例如用于車(chē)輪或履帶的分離的驅(qū)動(dòng)組合件以及銑刨鼓的驅(qū)動(dòng)器。

此外，建筑機(jī)械包括用于控制驅(qū)動(dòng)單元的控制單元和用于檢測(cè)作為銑刨鼓操作狀態(tài)特征的至少一個(gè)測(cè)量變量的信號(hào)接收單元。

根據(jù)本發(fā)明的建筑機(jī)械的特征在于，所述控制單元配置成使得銑刨鼓的轉(zhuǎn)速基于作為銑刨鼓臨界操作狀態(tài)特征的至少一個(gè)測(cè)量變量而適配于建筑機(jī)械的操作條件，以使得銑刨鼓在非臨界操作狀態(tài)下操作。

建筑機(jī)械的操作條件可以是預(yù)先設(shè)定的參數(shù)，例如行進(jìn)速度或銑刨深度。這些參數(shù)在建筑機(jī)械操作期間可以是恒定的，或者也可以改變。建筑機(jī)械的行進(jìn)速度對(duì)于適配銑刨鼓的轉(zhuǎn)速特別重要。使銑刨鼓的轉(zhuǎn)速與之適配的行進(jìn)速度可以是機(jī)械操作者預(yù)先設(shè)定的行進(jìn)速度，機(jī)械操作者在建筑機(jī)械的操作過(guò)程中可以改變?cè)撔羞M(jìn)速度。但是，行進(jìn)速度也可由建筑機(jī)械的開(kāi)環(huán)控制裝置或閉環(huán)控制裝置預(yù)先設(shè)定。在適配銑刨鼓的轉(zhuǎn)速期間，行進(jìn)速度不需要是恒定的，而是還可由于機(jī)械操作者的預(yù)先設(shè)定或者開(kāi)環(huán)或閉環(huán)控制而改變。重要的是，行進(jìn)速度以開(kāi)環(huán)或閉環(huán)方式控制，不是基于作為銑刨鼓操作狀態(tài)特征的變量進(jìn)行控制，而是基于其它變量進(jìn)行控制，如果完全可以對(duì)行進(jìn)速度進(jìn)行任何閉環(huán)或開(kāi)環(huán)控制的話。

而在現(xiàn)有技術(shù)中，銑刨鼓的具體轉(zhuǎn)速是預(yù)先設(shè)定的，例如是基于驅(qū)動(dòng)單元的最優(yōu)操作點(diǎn)而預(yù)先設(shè)定的，并如果由于出現(xiàn)過(guò)載狀態(tài)而造成建筑機(jī)械的行進(jìn)速度降低，則根據(jù)本發(fā)明的建筑機(jī)械提供對(duì)銑刨鼓轉(zhuǎn)速的適應(yīng)性開(kāi)環(huán)或閉環(huán)控制。為了檢測(cè)臨界操作狀態(tài)，可以評(píng)估一個(gè)或多個(gè)特征測(cè)量變量。在這種情況下，可以使用各種評(píng)估算法。根據(jù)本發(fā)明的開(kāi)環(huán)控制的這種根本不同的功能原理相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)。

銑刨鼓轉(zhuǎn)速的適應(yīng)性開(kāi)環(huán)控制允許建筑機(jī)械相對(duì)于銑刨鼓轉(zhuǎn)速在最優(yōu)操作點(diǎn)進(jìn)行操作。銑刨鼓的轉(zhuǎn)速不需要預(yù)先設(shè)定為事先被認(rèn)為是最優(yōu)的特定值，而是自動(dòng)適配建筑機(jī)械的操作條件，而不會(huì)有銑刨鼓進(jìn)入臨界操作狀態(tài)的風(fēng)險(xiǎn)。在所述開(kāi)環(huán)控制的情況下，行進(jìn)速度不受所述開(kāi)環(huán)控制的影響，即使行進(jìn)速度也可由于另一個(gè)開(kāi)環(huán)或閉環(huán)控制或機(jī)械操作者的預(yù)先設(shè)定而改變。建筑機(jī)械的性能由此至少不會(huì)降低。因此，建筑機(jī)械可以盡可能低的銑刨鼓轉(zhuǎn)速操作。這導(dǎo)致銑刨刀具的低磨損和較低的燃料和冷卻劑消耗。銑刨鼓轉(zhuǎn)速的適配可當(dāng)定位建筑機(jī)械時(shí)在銑刨操作開(kāi)始時(shí)進(jìn)行，使得銑刨操作可在銑刨鼓的最優(yōu)轉(zhuǎn)速下進(jìn)行，或者可在銑刨操作過(guò)程中響應(yīng)于變化的操作條件而進(jìn)行。

本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例設(shè)置成使得控制單元配置成使得如果作為銑刨鼓操作狀態(tài)特征的至少一個(gè)測(cè)量變量超過(guò)臨界極限值，則銑刨鼓的轉(zhuǎn)速增加，使得銑刨鼓在非臨界操作狀態(tài)下操作。在這種情況下，銑刨鼓的轉(zhuǎn)速可按照預(yù)先設(shè)定的值步進(jìn)地或者連續(xù)地增加，直到作為銑刨鼓操作狀態(tài)特征的至少一個(gè)測(cè)量變量低于臨界極限值的量為預(yù)先設(shè)定的公差值。

通過(guò)開(kāi)環(huán)控制，在開(kāi)始操作之前，機(jī)械操作者可為銑刨鼓的轉(zhuǎn)速預(yù)先設(shè)定盡可能低的任何所需值，而不用擔(dān)心臨界操作狀態(tài)的出現(xiàn)。然而，該值也可以是由開(kāi)環(huán)控制已經(jīng)確定的并且不需要由機(jī)械操作者預(yù)先設(shè)定的值。根據(jù)本發(fā)明的開(kāi)環(huán)控制則確保為了銑刨操作而自動(dòng)設(shè)定盡可能低的銑刨鼓轉(zhuǎn)速。銑刨鼓的轉(zhuǎn)速被設(shè)定為一定的值，在該值下作為銑刨鼓操作狀態(tài)特征的至少一個(gè)測(cè)量變量下降到臨界極限值以下的量為預(yù)先設(shè)定的公差值。所述公差值也可以為零。臨界極限值也可以為零。在最簡(jiǎn)單的情況下，假設(shè)如果特征測(cè)量變量為零(即不能被檢測(cè)或測(cè)量到)，則銑刨鼓處于穩(wěn)定的操作狀態(tài)下，而如果特征測(cè)量變量大于零(即可被測(cè)量到)，則操作狀態(tài)不穩(wěn)定。然而，考慮公差值是有利的。

對(duì)于相反的情況，其中過(guò)高的銑刨鼓轉(zhuǎn)速預(yù)先設(shè)定為起始值，該速度高于出現(xiàn)臨界操作狀態(tài)的值，也發(fā)生銑刨鼓轉(zhuǎn)速的適配，因?yàn)殂娕俟牡霓D(zhuǎn)速是從過(guò)高的值開(kāi)始步進(jìn)地或連續(xù)地減小，只要作為銑刨鼓操作狀態(tài)特征的至少一個(gè)測(cè)量變量仍然低于臨界極限值即可，使得可選地考慮到公差值，銑刨鼓仍然在非臨界操作狀態(tài)下操作。

為了由機(jī)械操作者輸入銑刨鼓的轉(zhuǎn)速，優(yōu)選地提供輸入單元，通過(guò)該輸入單元，機(jī)械操作者可例如從多個(gè)預(yù)先設(shè)定值中選擇預(yù)先設(shè)定值。

一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例設(shè)置成使得控制單元配置成使得在適配轉(zhuǎn)速以便在非臨界操作狀態(tài)下操作銑刨鼓之后，降低銑刨鼓的轉(zhuǎn)速，并在轉(zhuǎn)速降低之后，執(zhí)行檢查以便確定作為銑刨鼓操作狀態(tài)特征的至少一個(gè)測(cè)量變量是否仍然低于臨界極限值的量為預(yù)先設(shè)定的公差值。在轉(zhuǎn)速降低之后，當(dāng)作為銑刨鼓操作狀態(tài)特征的至少一個(gè)測(cè)量變量低于臨界極限值的量為預(yù)先設(shè)定的公差值時(shí)，保持降低的轉(zhuǎn)速。否則，轉(zhuǎn)速再次增加。銑刨鼓轉(zhuǎn)速的持續(xù)適配可在特定的時(shí)間間隔內(nèi)或在完成特定的線路之后進(jìn)行。銑刨鼓轉(zhuǎn)速的適配也可以在所關(guān)注的操作條件(例如行進(jìn)速度或銑刨深度)已經(jīng)改變的時(shí)間點(diǎn)發(fā)生。然而，如果假設(shè)操作條件沒(méi)有顯著改變，或者根本沒(méi)有改變，例如待銑刨的道路表面基本具有相同的材料性質(zhì)，并且行進(jìn)和銑刨深度保持基本恒定，則另外的適配將是不必要的。

本發(fā)明的一個(gè)方面在于干預(yù)機(jī)械的控制，以便在建筑機(jī)械的操作過(guò)程中在事先為最優(yōu)操作點(diǎn)的操作點(diǎn)處在操作條件或工作條件改變之后復(fù)位最優(yōu)操作點(diǎn)。控制單元優(yōu)選地提供目標(biāo)值控制模式，其中建筑機(jī)械以特定行進(jìn)速度移動(dòng)，并且銑刨鼓以特定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。所述行進(jìn)速度可以是手動(dòng)預(yù)先設(shè)定或通過(guò)開(kāi)環(huán)或閉環(huán)控制預(yù)先設(shè)定的速度，并且其可以是恒定的或也可以改變。此外，控制單元提供適配控制模式，其中建筑機(jī)械以行進(jìn)速度移動(dòng)，并且銑刨鼓以轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，該轉(zhuǎn)速適配為使得銑刨鼓在非臨界操作狀態(tài)下操作?？刂茊卧渲贸墒沟盟隹刂茊卧谧鳛殂娕俟呐R界操作狀態(tài)特征的至少一個(gè)測(cè)量變量從目標(biāo)值控制模式轉(zhuǎn)變到適配控制模式。以這種方式，如果操作條件已經(jīng)改變，則確保銑刨鼓的轉(zhuǎn)速獨(dú)立于任何其它已經(jīng)存在的行進(jìn)速度的開(kāi)環(huán)或閉環(huán)控制進(jìn)行適配。在適配控制模式中，如果待加工的材料變得較硬并且銑刨鼓上的負(fù)載變得較大，則銑刨鼓的轉(zhuǎn)速例如高于先前設(shè)定的轉(zhuǎn)速。

對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的開(kāi)環(huán)控制，如何檢測(cè)作為銑刨鼓臨界操作狀態(tài)特征的測(cè)量變量基本上是不重要的。

為了檢測(cè)臨界操作狀態(tài)，優(yōu)選實(shí)施例提供一種信號(hào)接收單元，其包括用于檢測(cè)振動(dòng)或沖擊的至少一個(gè)傳感器。為此目的，在這種情況下使用的傳感器可以檢測(cè)例如路徑、速度或加速度。在這種情況下，假設(shè)在臨界操作狀態(tài)下，銑刨鼓受到或引起傳遞到機(jī)架的振動(dòng)或沖擊。基本上可以在建筑機(jī)械的所有部件上檢測(cè)到所述振動(dòng)或沖擊。這還包括已知的道路銑刨機(jī)的邊緣保護(hù)器或剝離器，其在銑刨鼓的臨界操作狀態(tài)下可以抖動(dòng)的方式上下移動(dòng)。因此，為了檢測(cè)邊緣保護(hù)器或剝離器的高度，已經(jīng)存在的任何傳感器被用作檢測(cè)振動(dòng)或沖擊的傳感器。也可以根據(jù)部件的變形來(lái)檢測(cè)振動(dòng)或沖擊。在這方面，還可以使用檢測(cè)例如部件應(yīng)力變化的傳感器。

此外，作為銑刨鼓臨界操作狀態(tài)特征的測(cè)量變量可以是與建筑機(jī)械的液壓系統(tǒng)中的液壓壓力波動(dòng)相關(guān)的測(cè)量變量。此外，驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(特別是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī))的轉(zhuǎn)速的波動(dòng)可通過(guò)車(chē)輪或履帶的傳動(dòng)系中和/或銑刨鼓的傳動(dòng)系中的旋轉(zhuǎn)部件來(lái)檢測(cè)。

適用于檢測(cè)特征測(cè)量變量的傳感器是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。例如，可將加速度計(jì)、應(yīng)變測(cè)量帶、壓力傳感器、角度傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器等布置在建筑機(jī)械的部件上。為了確認(rèn)測(cè)量結(jié)果，還可評(píng)估多個(gè)相同和/或多個(gè)不同傳感器的測(cè)量信號(hào)，上述傳感器可布置在相同或不同的部件上。

附圖說(shuō)明

在下文中，將參考附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中：

圖1是作為自驅(qū)動(dòng)建筑機(jī)械示例的道路銑刨機(jī)的側(cè)視圖；

圖2是自驅(qū)動(dòng)建筑機(jī)械的用于驅(qū)動(dòng)履帶或車(chē)輪的驅(qū)動(dòng)單元和用于驅(qū)動(dòng)單元的控制單元的簡(jiǎn)化示意圖；

圖3示出在銑刨鼓的臨界操作狀態(tài)出現(xiàn)之前和之后的作為銑刨鼓操作狀態(tài)特征的測(cè)量變量；以及

圖4a至圖4d示出在銑刨鼓轉(zhuǎn)速的開(kāi)環(huán)控制的另一個(gè)實(shí)施例中的特征測(cè)量變量和銑刨鼓轉(zhuǎn)速。

具體實(shí)施方式

圖1示出作為自驅(qū)動(dòng)建筑機(jī)械示例的道路銑刨機(jī)，其用于銑刨由瀝青、混凝土等制成的道路表面。該道路銑刨機(jī)包括由底盤(pán)1支撐的機(jī)架2。銑刨機(jī)的底盤(pán)1包括前履帶1a和后履帶1b，它們布置在機(jī)架2在操作方向上的右側(cè)和左側(cè)。代替履帶，也可以提供車(chē)輪。履帶1a、1b固定到升降柱3a、3b上，升降柱3a、3b附接到機(jī)架2上，使得機(jī)架的高度可相對(duì)于地面進(jìn)行調(diào)節(jié)。

道路銑刨機(jī)包括配備有銑刨刀具(未示出)的銑刨鼓4。銑刨鼓4在銑刨鼓殼體5內(nèi)布置在機(jī)架2上在前履帶1a和后部履帶1b之間，該殼體在其長(zhǎng)邊上由邊緣保護(hù)器6封閉，并且在后側(cè)上由剝離器(未示出)封閉。所銑刨掉的材料由輸送裝置20運(yùn)輸出去。操作者平臺(tái)7位于銑刨鼓殼體5上方的機(jī)架2上，該操作者平臺(tái)包括適于機(jī)械操作者的控制面板7a。

為了驅(qū)動(dòng)銑刨鼓4，銑刨機(jī)包括具有內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10的驅(qū)動(dòng)單元8。除了銑刨鼓4之外，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10還驅(qū)動(dòng)履帶1a、1b或車(chē)輪以及銑刨機(jī)的其它單元。

圖2示出用于將驅(qū)動(dòng)力從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10傳遞到履帶1a、1b或車(chē)輪和銑刨鼓4的兩個(gè)傳動(dòng)系。在圖2中，僅示意性表示履帶或車(chē)輪。

為了向履帶1a、1b傳送驅(qū)動(dòng)力，使用第一傳動(dòng)系i，而為了將驅(qū)動(dòng)力傳遞到銑刨鼓4，使用第二傳動(dòng)系ii。兩個(gè)傳動(dòng)系i和ii各自包括傳動(dòng)系統(tǒng)9a、9b。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10的輸出軸11借助于泵傳動(dòng)機(jī)構(gòu)21連接到牽引驅(qū)動(dòng)器12的驅(qū)動(dòng)元件12a，該牽引驅(qū)動(dòng)器12的輸出元件12b連接到銑刨鼓4的驅(qū)動(dòng)軸4a。因此，借助于牽引驅(qū)動(dòng)器12驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10的銑刨鼓4，借助于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)速可以控制銑刨鼓4的轉(zhuǎn)速n。備選地，這也可通過(guò)附加的可換擋變速器或無(wú)級(jí)變速器進(jìn)行。

在銑刨機(jī)中，驅(qū)動(dòng)器是液壓驅(qū)動(dòng)器。泵傳動(dòng)機(jī)構(gòu)21通過(guò)軸13連接到液壓泵14，該泵的體積流量基于控制信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得可以獨(dú)立于驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)控制建筑機(jī)械的行進(jìn)速度。液壓泵14進(jìn)而通過(guò)液壓管線15連接到液壓發(fā)動(dòng)機(jī)16，該液壓發(fā)動(dòng)機(jī)16驅(qū)動(dòng)履帶1a、1b。這種類(lèi)型的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。

通過(guò)控制面板7a上的輸入單元17，機(jī)械操作者可設(shè)定適于建筑機(jī)械的特定行進(jìn)速度。通過(guò)輸入單元17，機(jī)械操作者還可以設(shè)定適于銑刨鼓4的特定轉(zhuǎn)速。例如，通過(guò)開(kāi)關(guān)17a，機(jī)械操作者可選擇銑刨鼓的具體的轉(zhuǎn)速n1、n2、n3等。除了其中可以自由地預(yù)先設(shè)定銑刨鼓轉(zhuǎn)速的操作模式之外，驅(qū)動(dòng)單元8的開(kāi)環(huán)控制還提供一種操作模式，其中銑刨鼓的轉(zhuǎn)速自動(dòng)適配于建筑機(jī)械的不同操作條件?？稍谳斎雴卧?7上選擇該適配操作模式。

建筑機(jī)械包括信號(hào)接收單元18，用于檢測(cè)作為銑刨鼓4操作狀態(tài)特征的至少一個(gè)測(cè)量變量。為了檢測(cè)測(cè)量變量，信號(hào)接收單元18包括至少一個(gè)傳感器18a，其僅在圖2中對(duì)于所有傳感器而言以示例的方式示意性地示出。在本實(shí)施例中，傳感器18a是檢測(cè)振動(dòng)或沖擊的加速度計(jì)。傳感器可以布置在建筑機(jī)械的部件上，在銑刨鼓4的臨界操作(即銑刨鼓以過(guò)低的轉(zhuǎn)速操作)狀態(tài)下發(fā)生的振動(dòng)或沖擊被傳遞到該部件。在本實(shí)施例中，加速度計(jì)18a固定在機(jī)架2上。然而，加速度計(jì)18a也可以布置在銑刨鼓或銑刨鼓殼體上。使用濾波單元18b從加速度計(jì)18a的測(cè)量信號(hào)中去除干擾信號(hào)，即例如由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10或底盤(pán)1引起的振動(dòng)或沖擊。濾波單元18b設(shè)計(jì)為使得在幅度和/或頻率上與特征測(cè)量變量不同的干擾信號(hào)被濾除。

代替加速度計(jì)，也可以提供應(yīng)變傳感器，通過(guò)該應(yīng)變傳感器測(cè)量在不穩(wěn)定操作狀態(tài)下發(fā)生的建筑機(jī)械部件上的變形。在本實(shí)施例中，將應(yīng)變傳感器固定在銑刨鼓4上。但是，也可以提供至少一個(gè)加速度計(jì)和至少一個(gè)應(yīng)變傳感器，可以得出結(jié)論的是當(dāng)加速度計(jì)檢測(cè)到振動(dòng)或沖擊和/或應(yīng)變傳感器檢測(cè)到變形時(shí)操作狀態(tài)不穩(wěn)定。

用于驅(qū)動(dòng)單元8的控制單元19包括數(shù)據(jù)處理單元(微處理器)，數(shù)據(jù)處理程序(軟件)在其上操作，以便執(zhí)行下述方法步驟。

在第一實(shí)施例中，在開(kāi)始銑刨操作之前，機(jī)械操作者預(yù)先設(shè)定建筑機(jī)械的行進(jìn)速度。當(dāng)機(jī)械操作者選擇適配操作模式時(shí)，控制單元19控制驅(qū)動(dòng)單元8，以使得建筑機(jī)械以預(yù)定的行進(jìn)速度v移動(dòng)，并且銑刨鼓4以特定轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)。在本實(shí)施例中，由控制單元19預(yù)先固定并且也可以由機(jī)械操作者自由地預(yù)先設(shè)定的銑刨鼓轉(zhuǎn)速低于對(duì)于非臨界操作狀態(tài)而言所需的轉(zhuǎn)速。

信號(hào)接收單元18的傳感器18a檢測(cè)當(dāng)銑刨鼓的轉(zhuǎn)速過(guò)低時(shí)發(fā)生的振動(dòng)或沖擊。在控制單元19中評(píng)估該特征測(cè)量變量m(t)。控制單元19步進(jìn)地或連續(xù)地從預(yù)先設(shè)定值增加銑刨鼓4的轉(zhuǎn)速，直到特征測(cè)量變量低于臨界極限值的量為預(yù)先設(shè)定的公差值。

首先參照?qǐng)D3，描述一個(gè)實(shí)施例，其中假設(shè)特征測(cè)量變量的平均值在臨界操作狀態(tài)下為a，在非臨界操作狀態(tài)下理想地為0，但也可大于0，從臨界操作狀態(tài)到非臨界操作狀態(tài)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變是不規(guī)律的，即測(cè)量變量以不規(guī)律的方式下降到零或大于零的值，該值被認(rèn)為是非關(guān)鍵的。在圖3中，將特征測(cè)量變量m(t)表示為時(shí)間的函數(shù)，其中在時(shí)間間隔t<t3內(nèi)，銑刨鼓4以過(guò)低的轉(zhuǎn)速(n1或n2)操作，以及在時(shí)間點(diǎn)t＝t3處或在時(shí)間間隔t>t3中，以不出現(xiàn)臨界操作狀態(tài)的轉(zhuǎn)速n3操作。小于a的值，例如a/2被認(rèn)為是臨界極限值。銑刨鼓的轉(zhuǎn)速n從預(yù)先設(shè)定值按n1、n2、n3……nn步進(jìn)地增加或連續(xù)地增加。在時(shí)間點(diǎn)t＝t3，轉(zhuǎn)速達(dá)到特征測(cè)量變量為0的值n3，即特征測(cè)量變量已經(jīng)下降到低于極限值a/2的量為預(yù)先設(shè)定的公差值(a/2)。在該時(shí)間點(diǎn)t3，操作狀態(tài)是穩(wěn)定的。當(dāng)測(cè)量變量大于0但小于臨界極限值時(shí)(例如a/8)，也可認(rèn)為是非臨界操作狀態(tài)。在這種情況下，公差值例如可以是a/4。從臨界狀態(tài)到非臨界狀態(tài)的轉(zhuǎn)變也可以是連續(xù)的。從此時(shí)起，控制單元19將轉(zhuǎn)速n3設(shè)定為銑刨鼓的目標(biāo)轉(zhuǎn)速。這是最優(yōu)的操作點(diǎn)。為了提高安全性，也可將大于所檢測(cè)到的轉(zhuǎn)速n3的量為預(yù)定量δn的轉(zhuǎn)速(n＝n3+δn)設(shè)定為目標(biāo)轉(zhuǎn)速。

在該實(shí)施例中，假設(shè)從臨界狀態(tài)到非臨界操作狀態(tài)的轉(zhuǎn)變或者從非臨界狀態(tài)到臨界操作狀態(tài)的轉(zhuǎn)變是不規(guī)律的。然而，所述轉(zhuǎn)變也可以是連續(xù)的。于是，轉(zhuǎn)變范圍內(nèi)的特征測(cè)量變量m(t)的平均值a將從不穩(wěn)定狀態(tài)連續(xù)降低至穩(wěn)定狀態(tài)。在這種情況下，通過(guò)選擇合適的公差值，可檢測(cè)銑刨鼓的轉(zhuǎn)速，在這種情況下，可假設(shè)足夠穩(wěn)定的狀態(tài)，即特征測(cè)量變量與臨界極限值相差足夠遠(yuǎn)。

從此時(shí)起，建筑機(jī)械以預(yù)先設(shè)定的行進(jìn)速度vtarget(v目標(biāo))移動(dòng)，銑刨鼓4以最優(yōu)轉(zhuǎn)速n3＝ntarget(n目標(biāo))旋轉(zhuǎn)。如果假設(shè)操作條件保持不變(例如地面材料的材料特征不改變，銑刨深度或行程也不改變)，則針對(duì)該項(xiàng)目基本上可以保持銑刨鼓的所述轉(zhuǎn)速。否則，可能需要修正銑刨鼓的轉(zhuǎn)速。

如果銑刨深度增加，行程增加，或待銑刨的材料變得較硬，則再次檢測(cè)到臨界操作狀態(tài)，這通過(guò)上述程序而導(dǎo)致銑刨鼓轉(zhuǎn)速的再次增加。

然而，如果材料變得較軟，則銑刨鼓的轉(zhuǎn)速不再是最優(yōu)的，即銑刨鼓的轉(zhuǎn)速過(guò)高，并且這不是通過(guò)上述程序來(lái)識(shí)別的。在這種情況下，可以設(shè)置成使得控制單元19連續(xù)降低銑刨鼓的轉(zhuǎn)速并且在每種情況下檢查在降低轉(zhuǎn)速后作為銑刨鼓操作狀態(tài)特征的至少一個(gè)測(cè)量變量m(t)是否仍然低于臨界極限值的量為預(yù)先設(shè)定的公差值。然后，當(dāng)出現(xiàn)上述條件時(shí)，降低的轉(zhuǎn)速被保持為適配或修正的目標(biāo)轉(zhuǎn)速。否則，轉(zhuǎn)速再次增加。銑刨鼓轉(zhuǎn)速的降低可步進(jìn)地或連續(xù)進(jìn)行，例如在經(jīng)過(guò)預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔之后，或者在完成預(yù)先設(shè)定的程序之后步進(jìn)地或連續(xù)進(jìn)行。在其它參數(shù)改變之后，銑刨鼓的轉(zhuǎn)速也可以適配于改變后的參數(shù)，例如適配于改變后的行進(jìn)速度或銑刨深度。

在替代實(shí)施例中，行進(jìn)速度不由機(jī)械操作者預(yù)先設(shè)定，而是由可以是控制單元19一部分的開(kāi)環(huán)或閉環(huán)控制裝置預(yù)先設(shè)定。然而，可根據(jù)已知方法進(jìn)行的對(duì)行進(jìn)速度的所述開(kāi)環(huán)或閉環(huán)控制不是基于作為銑刨鼓臨界操作狀態(tài)特征的變量進(jìn)行的。根據(jù)本發(fā)明的銑刨鼓轉(zhuǎn)速的適配則是獨(dú)立于所述開(kāi)環(huán)或閉環(huán)控制而進(jìn)行。

參照?qǐng)D4a至圖4d，描述其中為特征測(cè)量變量m(t)的有效值限定上限值和下限值的附加實(shí)施例。

圖4a示出作為時(shí)間函數(shù)的傳感器18a(例如加速度傳感器)的帶噪聲輸出信號(hào)。特征測(cè)量變量m(t)在傳感器18a的輸出信號(hào)中由各種擾動(dòng)變量疊加。濾波單元18b包括帶通濾波器，其僅允許頻帶中的信號(hào)通過(guò)，例如僅允許從0.25hz至20hz，特別是從0.5hz至10hz的頻帶中的信號(hào)通過(guò)。圖4b示出帶通濾波器的無(wú)噪聲輸出信號(hào)。濾波單元18b還包括用于確定帶通濾波器輸出信號(hào)有效值的單元。帶通濾波器輸出信號(hào)的有效值表示特征測(cè)量變量m(t)(圖4c)。

在時(shí)間間隔a中，銑刨鼓4最初以預(yù)先設(shè)定的轉(zhuǎn)速n1旋轉(zhuǎn)(圖4d)。示出在時(shí)間間隔a中，測(cè)量變量m(t)連續(xù)地增加，這使得可以作出出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)的結(jié)論(圖4c)。測(cè)量變量m(t)的增加可歸因于變化的操作條件，例如待銑刨的道路表面的性質(zhì)的變化。然而，測(cè)量變量m(t)也可由于在時(shí)間間隔a中的行進(jìn)速度的增加而增加，該速度由另一個(gè)開(kāi)環(huán)或閉環(huán)控制預(yù)先設(shè)定，該控制不基于對(duì)測(cè)量變量m(t)的監(jiān)測(cè)。在本實(shí)施例中，在特征測(cè)量變量m(t)達(dá)到或超過(guò)上限臨界極限值s1的時(shí)間點(diǎn)t1，銑刨鼓4的轉(zhuǎn)速n從n1步進(jìn)地增加到n2，以便再次達(dá)到銑刨鼓的非臨界操作狀態(tài)。示出由于轉(zhuǎn)速的增加，測(cè)量變量m(t)下降到上限臨界極限值以下。在時(shí)間間隔b中，銑刨鼓4以增加的轉(zhuǎn)速n2操作，而測(cè)量變量m(t)連續(xù)下降。然而，在本實(shí)施例中，測(cè)量變量m(t)不像圖3的實(shí)施例那樣以不規(guī)律的方式下降到零。然而，如果測(cè)量變量m(t)不下降，而是再次達(dá)到或超過(guò)上限臨界極限值s1，則轉(zhuǎn)速n再次以附加步長(zhǎng)增加到轉(zhuǎn)速n3。這種步進(jìn)式增加可連續(xù)進(jìn)行，直到不再達(dá)到或超過(guò)上限臨界極限值s1為止。因此，作為用于實(shí)現(xiàn)銑刨鼓非臨界操作狀態(tài)的修正變量的不是銑刨機(jī)的行進(jìn)速度，而是銑刨鼓的轉(zhuǎn)速。

圖4c示出其中將銑刨鼓的轉(zhuǎn)速n從n1增加到n2的情況。示出在適配銑刨鼓的轉(zhuǎn)速n之后測(cè)量變量m(t)降低，直到其已經(jīng)達(dá)到或低于被認(rèn)為是非關(guān)鍵的下限值s2。如果銑刨鼓的轉(zhuǎn)速已經(jīng)達(dá)到或低于下限值s2，則銑刨鼓4的轉(zhuǎn)速n再次減小到值n1。在隨后的時(shí)間間隔c中，保持銑刨鼓的轉(zhuǎn)速n1，同時(shí)測(cè)量變量m(t)再次緩慢增加，但仍保持在上限臨界極限值s1以下。因此，為在預(yù)先設(shè)定的公差范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)速的不規(guī)律增加或連續(xù)增加或轉(zhuǎn)速的降低設(shè)定上下切換點(diǎn)。

本發(fā)明的特定方面在于下述事實(shí)，即建筑機(jī)械的驅(qū)動(dòng)單元的開(kāi)環(huán)控制提供目標(biāo)值控制模式，其中建筑機(jī)械可在針對(duì)特定操作條件的最優(yōu)操作點(diǎn)操作。在該控制模式中，建筑機(jī)械以特定行進(jìn)速度移動(dòng)，該速度可由機(jī)械操作者或開(kāi)環(huán)或閉環(huán)控制來(lái)預(yù)先設(shè)定，并且銑刨鼓4以特定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。建筑機(jī)械可從目標(biāo)值控制模式轉(zhuǎn)變到適配控制模式，其中在適配控制模式中，建筑機(jī)械以行進(jìn)速度移動(dòng)，并且銑刨鼓4的轉(zhuǎn)速適配為使得銑刨鼓在非臨界操作狀態(tài)下操作。建筑機(jī)械的行進(jìn)速度不受該開(kāi)環(huán)控制的影響。驅(qū)動(dòng)單元8的開(kāi)環(huán)控制基于作銑刨鼓4臨界操作狀態(tài)特征的測(cè)量變量m(t)提供從目標(biāo)值控制模式到適配控制模式的轉(zhuǎn)變。因此，即使操作條件變化時(shí)，也能確保不會(huì)出現(xiàn)銑刨鼓的臨界操作狀態(tài)。例如，如果待加工的材料變得較硬，并且因此銑刨鼓的負(fù)載變得過(guò)高，則建筑機(jī)械轉(zhuǎn)變到適配控制模式，其中在適配控制模式中，當(dāng)行進(jìn)速度保持不變時(shí)建筑機(jī)械以比適于先前較軟材料的轉(zhuǎn)速預(yù)先設(shè)定值更高的轉(zhuǎn)速操作。如果材料再次變軟，則建筑機(jī)械可以再次轉(zhuǎn)變到目標(biāo)值控制模式。