DE69411064T2

DE69411064T2 - Kontrollgerät für einen Strassenfertiger

Info

Publication number: DE69411064T2
Application number: DE69411064T
Authority: DE
Inventors: Mitsuo C/O Kajima Road Co. Ltd. Tokyo Fukukawa; Tomohiro C/O Technical Developmentdiv. Omiya-Shi Saitama-Ken Gocho; Fumio C/O Takasaki Plant Gunma-Machi Gunma-Gun Gunma-Ken Goto; Yoshun C/O Yokohama Res. & Dev. Center Isogo-Ku Yokohama-Shi Kanagawa-Ken Hasegawa; Keitaro C/O Yokohama Res. & Dev. Center Isogo-Ku Yokohama-Shi Kanagawa-Ken Hironaka; Hachiro C/O Tohoku District Bureau Tagajo-Shi Miyagi-Ken Ikeda; Akio C/O Takasaki Plant Gunma-Machi Gunma-Gun Gunma-Ken Ishii; Shoji C/O Research Laboratory Kounosu-Shi Saitama-Ken Kinoshita; Yukiei C/O Seiki Tokyu Kogyo Co. Ltd. Minato-Ku Tokyo Masuyama; Noriaki C/O Tohoku District Bureau Tagajo-Shi Miyagi-Ken Miyamoto; Tetsuo C/O Takasaki Plant Gunma-Machi Gunma-Gun Gunma-Ken Ogawa; Yasuhiro C/O Yokohama Res. & Dev. Center Isogo-Ku Yokahama-Shi Kanagawa-Ken Ogoshi; Yukio C/O Technical Division Ota-Ku Tokyo Takagi; Ryoei C/O Adv. Constr. Techn. Center Bunkyo-Ku Tokyo Umeda; Hidenori C/O Osaka Machinery Cente Kadoma-Shi Osaka Yasu
Original assignee: Niigata Engineering Co Ltd; Nippon Road Co Ltd
Current assignee: Niigata Engineering Co Ltd; Nippon Road Co Ltd
Priority date: 1993-04-09
Filing date: 1994-04-09
Publication date: 1998-12-24
Anticipated expiration: 2014-04-10
Also published as: CN1052520C; US5484227A; EP0620319B1; EP0620319A1; DE69411064D1; KR100243072B1; CN1095440A

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Ein Gerät dieser Art ist aus dem JP-Gebrauchsmuster H3-34781 bekannt.
Automation ist ein Schlüsselfaktor im effizienten und wirtschaftlichen Straßenbau, wo große Anstrengungen unternommen wurden, um automatisierte Kontrollsysteme für verschiedene Arten von Straßenfertigern zu entwickeln. Beispielsweise haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung bereits früher ein automatisches Richtungskontrollgerät zum Gebrauch mit einem Straßenfertiger bekanntgemacht (Japanische Patentanmeldung, zweite Veröffentlichung, H4-32883) sowie ein Gerät zur Kontrolle der Betätigung von Glättbalken eines Straßenfertigers (Japanische Gebrauchsmuster-anmeldung Nr.34781).
Das automatische Richtungskontrollgerät (H4-32883) wurde konzipiert, um die Fahrtrichtung eines Straßenfertigers (nachfolgend als Fertiger bezeichnet) gemäß den von drei Lichtsensoren emittierten Signalen zu detektieren, wobei die Lichtsensoren seitlich an der Stimseite des Fertigerkörpers angeordnet sind, um eine auf einer Straßenseite angeordnete Referenzlinie zu detektieren.
Der Glättbalken ist ein Gerät zum Einebnen von Asphalt innerhalb eines definierten Straßenbereiches zum passenden Ausrichten an die Straßenränder und ist an den Seitenabschnitten des Fertigers angeordnet. Die Glättbalken sind herausstreckbar oder zurückziehbar in Abhängigkeit von der Position des Fertigers bezüglich der Referenzlinie ausgebildet. Bei einem herkömmlichen Fertiger wird diese Betätigung manuell von einem Bedienungsmann vorgenommen, der den Flüssigkeitsdruck in einer Vielzahl hydraulischer Zylinder steuert, um die Zylinder nach links oder rechts entsprechend seiner visuellen Wahrnehmung der Referenzlinie und den Anweisungen einer Glättbalken-Überwachungsperson zu bewegen. Die Glättbalken- Überwachungsperson ist verantwortlich für die Qualität der gepflasterten Straße und wird von einer Seite zur anderen gehen müssen, um die Fahrtrichtung zu überprüfen oder könnte die Aufgabe der Straßenbreitenüberwachung zwei Nebenleuten zuweisen, die Ränder des aufgetragenen Asphalts (Straßenbelag) zu beobachten, so daß er sich auf die Aufgabe der Gewährleistung der Pflasterungsqualität konzentrieren kann. Dergleichen Arbeitsbedingungen sind im allgemeinen nicht zufriedenstellend und resultieren letztlich in manuellen Anpassungen der Straßenbreite und anderen dergleichen arbeitsintensiven Korrekturmaßnahmen.
Eine Verbesserung der herkömmlichen Methode wurde mit der eingangs erwähnten Erfindung (H3-34781) erreicht, indem ein Detektor wie eine CCD-Kamera zum Detektieren der Referenzlinie vorgesehen ist, um das Herausstrecken oder Zurückziehen des Glättbalkens durch eine Glättbalken-Kontrolleinrichtung zu steuern.
Diese oben beschriebene Glättbalken-Kontrolleinrichtung weist jedoch das folgende Problem auf. Wenn der Detektor an der Rückseite des Fertigers angeordnet ist und die Straßenbreite schmal wird, ragt die Stirnkante des Glättbalkens über die Straße hinaus und resultiert im Auftragen der Asphaltmischung jenseits der Referenzlinie. Diese Art der Konzeption ist auch nicht anwendbar, wenn die Referenzlinie auf Straßenrand-Objekten basiert, die aus dem Untergrund herausstehen, da der Glättbalken damit meist kollidiert.
Für eine effiziente Betätigung des Fertigers ist es ideal, eine integrierte automatische Steuerung des Fertigers vorzusehen, die geeignet ist, sich an ändernde Straßenbreiten anzupassen. Bei der Entwicklung eines Steuerungssystems für oben beschriebene Geräte wurden zwei Arten von Sensoren, nämlich eine für die Richtungssteuerung und die andere für die Glättbalken-Steuerung, an verschiedenen Stellen des Fertigers angeordnet. Damit war jedoch das Problem verknüpft, daß das System komplex und kostspielig für das Kontrollsystem wurde.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und kosteneffektives Kontrollsystem zum Steuern des Pflasterungsablaufs mithilfe eines eine Vielzahl von Glättbalken zum Einebnen von Asphalt aufweisenden Straßenfertigers in Verbindung mit einer automatischen Kontrolle der Steuerung für einen Straßenfertiger zu schaffen.
Die obige Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Ein Glättbalken kann mit der oben beschriebenen Glättbalken-Kontrolleinrichtung vorgesehen sein, welche ein vorderes und hinteres Detektiergerät an der Seite des Glättbalkens aufweist und welche ermittelt, ob die Straße breiter oder enger wird oder ob sie konstant breit bezüglich der vorderen oder hinteren Detektiergeräte bleibt. Somit ist die erfindungsgemäße Glättbalken-Kontrolleinrichtung in allen Fäl len von Straßenbreitenbedingungen in der Lage, zu verhindern, daß der Endabschnitt des Glättbalkens sich über die Referenzlinie hinaus erstreckt.
Die Glättbalken-Kontrolleinrichtung der obigen Konfiguration ist in einem automatischen Kontrollsystem einschließlich eines Gerätes zum Steuern des erfindungsgemäßen Straßenfertigers integriert, um einen effizienten Pflasterungsablauf mit einem relativ preiswerten Kontrollsystem durchzuführen. Das automatische Kontrollgerät umfasst:
ein Steuergerät zur Kontrolle der Fahrtrichtung des eine Vielzahl von Glättbalken zum Durchführen des Einebnens aufweisenden Straßenfertigers;
eine Glättbalken-Kontrolleinrichtung zur Kontrolle des Herausstreckens oder Zurückziehens einer Vielzahl von Glättbalken zur linken oder zur rechten Seite des Straßenfertigers;
ein an einem Seitenbereich eines Glättbalkens angeordnetes Detektiergerät zur Bestimmung der Position einer bezüglich einer Straßenrandlinie erzeugten Referenzlinie;
eine Hauptkontrolleinrichtung zur Kontrolle der Operation der Glättbalken- Kontrolleinrichtung und ein Steuergerät zum Leiten der Bewegung des Straßenfertigers gemäß den Ausgabedaten des Detektiergerätes.
Der Glättbalken kann mit der oben beschriebenen Glättbalken-Kontrolleinrichtung versehen sein, welche ein vorderes und ein hinteres Detektiergerät an der Seite des Glättbalkens zur Erzeugung eines Bildes der Referenzlinie entlang des Straßenrandes aufweist, wobei das resultierende Bild als Kontroll-Richtlinie zur Bestimmung der Größe der Abweichung des Straßenfertigers bezüglich der Referenzlinie dient. Die Detektiergeräte sind elektrisch mit der Glättbalken-Kontrolleinrichtung verbunden, um automatische Herausstreck- oder Zurückzieh-Einstellungen der Position des Glättbalkens in Bezug auf die Referenzlinie vorzusehen.
Das automatische Kontrollgerät der vorliegenden Erfindung zur Steuerung der Richtung des Straßenfertigers arbeitet in Verbindung mit der oben beschriebenen Glättbalken-Kontrol leinrichtung zum Erzielen einer effizienten und kosteneffektiven Pflasteroperation.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Anordnung der wesentlichen Teile eines Straßenfertigers,
Fig. 2 die Beziehung zwischen dem Steuerungswinkel und dem Ablenkwinkel des Fahrzeugteils,
Fig. 3 die Beziehung zwischen dem Steuerungswinkel und dem Abweichungswinkel,
Fig. 4 eine der Erläuterung der Steuerungskorrektur-Operation dienende Darstellung,
Fig. 5 eine schematische Darstellung der Beziehung zwischen dem Glättbalken und der Glättbalken-Kontrolleinrichtung,
Fig. 6 eine beispielshafte Ausführungsform der Anordnung des Kontrollgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 7 eine beispielshafte Anzeige des erzeugten Bilds,
Fig. 8 ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Wechselbeziehung zwischen den Kontrollgeräten und den Detektiergeräten,
Fig. 9 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Steuerungsoperation für das Herausstrecken oder Zurückziehen des Glättbalkens,
Fig. 10 ein Flußdiagramm für die Richtungssteuerungs-Operation,
Fig. 11 eine schematische Darstellung der Anordnung für ein anderes Detektiergerät und
Fig. 12 eine schematische Darstellung der Anordnung für ein weiteres Detektiergerät.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen in den Figuren 1 bis 8 näher erläutert. In diesen Zeichnungen bezeichnet die Bezugsziffer 1 einen Straßenfertiger (nachstehend abgekürzt als Fertiger). Der Fertiger 1 hat einen Fahrzeugteil 2, der einen Behälter 3 an seinem Vorderabschnitt und ein Schraubenteil (Schneckenteil) 5 an seinem Rückabschnitt aufweist, welches dazu dient, die von dem Behälter 3 über einen Beschicker 4 geförderte Asphaltmischung links und rechts des Fertigers 1 zu verteilen. Der Fertiger 1 hat weiterhin ein Links-Rechts-Paar von Glättbalken 6, um die durch das Schraubenteil 5 verteilte Asphaltmischung einzuebnen. Das Fahrzeugteil 2 hat ein Paar Vorderräder 2a (vgl. Figur 2) und ein Paar Hinterräder 2b und ändert seine Fahrtrichtung, indem die Vorderräder 2a um die Achsschenkelbolzen 2c nach links oder rechts mittels des Steuergerätes 10 (vgl. Figur 8) gedreht werden. Ein Bedienungsmann sitzt in einem in dem Fahrzeugteil 2 vorgesehen Fahrersitz 7 um die Betätigung des Fertigers zu leiten.
Das Paar Glättbalken 6 ist derart angeordnet, daß ein Glättbalken eine etwas führende Position gegenüber dem anderen einnimmt, und ist unabhängig von dem anderen durch eine Glättbalken-Kontrolleinrichtung 8 steuerbar, um den Glättbalken 6 nach links oder rechts herauszustrecken. In Figur 8 ist ein elektromagnetisches Schaltventil 9 (nachstehend als EM-Schaltventil bezeichnet) dargestellt, das in jedem hydraulischen Kontrollschaltkreis der Glättbalken-Kontrolleinrichtung 8 vorgesehen ist, um die Bewegungsrichtung der Glättbalken-Kontrolleinrichtung 8 zu ändem. Jeder Glättbalken 6 weist eine Endplatte 6a auf. Jedes Fahrzeugteil 2 wird von einem hydraulischen Motor 12 angetrieben, dessen Geschwindigkeit durch ein Proportionalventil 11 (vgl. Figur 8) variiert und durch einen Antriebsgeschwindigkeitsdetektor 13 angezeigt wird. Eine derartige Konstruktion des Fertigers ist bereits bekannt.
An der Seitenfläche von jeder Endplatte 6a ist ein getrennt von dem hinteren Detektiergerät 15 angeordnetes vorderes Detektiergerät 14 entlang einer zur Längsmittellinie des Fahrzeugteils 2 parallelen Linie angeordnet. Die Detektiergeräte 14, 15 bestehen jeweils aus einem Halbleiterlaser - Emitter 16 (vgl. Figur 6) und einer CCD (charge coupled device) Kamera 17. Der Laser - Emitter 16 emittiert einen spaltförmigen Laserstrahl, der auf eine aus festen Objekten, wie Randsteine, entlang des Straßenrands der gepflasterten Straße bestehende Referenzlinie (Ebene) A einstrahlt, wobei die Kamera 17 eine durch Bestrahlen der festen Objekte entlang der Referenzlinie A erzeugte beleuchtete Linie B aufzeichnet und das Bild B auf dem Schirm des Anzeigegerätes 17a (vgl. Figur 7) anzeigt. Ein Beispiel ist in Figur 7 dargestellt, wobei sich in diesem Fall der Glättbalken 6 in der richtigen Position bezüglich der Referenzlinie A befindet und das Bild B symmetrisch bezüglich der vertikalen Linie und in der horizontalen Mitte angeordnet ist.
Die Fahrtrichtung des Fertigers ist durch Steuern der Steuerwinkel α und β (vgl. Figur 2) des Fahrzeugteils 2 gemäß den Ausgangssignalen von einem Paar der in Fig.8 dargestellten Steuerwinkel-Sensoren 20a, 20b veränderbar, die die Drehwinkel des um die Achsschenkelbolzen 2c drehbaren Paares Vorderräder 2a überwachen.
Fällt die Position des Glättbalkens 6 nicht mit der Referenzlinie A zusammen, so können Anpassungen vorgenommen werden, indem die Glättbalken- Kontrolleinrichtung 8 gemäß den Signalen eines Verschiebungssensors 18 (vgl. Figur 5) justiert wird, wobei der Verschiebungssensor 18 aus dergleichen Geräten wie Linearpotentiometern besteht, die mit einem am Glättbalken 8 vorgesehenen Enkoder zusammenwirken. Die Verschiebung des Glättbalkens 6, die auf dessen Herausstrecken oder Zurückziehen hinweist, wird auf dem Schirm des Anzeigegerätes 19 (vgl. Figur 8) angezeigt. Die Anzeigegeräte 17a, 19 sind an geeigneter Stelle nahe am Bedienungssitz 7 angeordnet.
Die Detektiergeräte 14,15 sind elektrisch mit einer Bildverarbeitungseinheit 21 verbunden. Die Bildverarbeitungseinheit 21, der Antriebsgeschwindigkeitsdetektor 13, die Verschiebungssensoren 18, die EM-Schaltventile 9, die Proportionalventile 11, die Anzeigegeräte 17a, 19, das Steuergerät 10, die Steuerwinkelsensoren 20a, 20b und ein Alarmgerät 22 sind sämtlich mit der Hauptkontrolleinrichtung 23 elektrisch verbunden.
Die Hauptkontrolleinrichtung 23 umfaßt verschiedene Mikrocomputer und führt folgende Funktionen aus:
(a) Sie steuert die Bewegung des Fahrzeugteils 2 mit einer geeigneten Geschwindigkeit, indem die Betätigung des hydraulischen Motors 12 mittels eines Proportionalventils 11 gesteuert wird.
(b) Sie steuert die Glättbalken-Kontrolleinrichtung 8 mittels des EM-Schaltventils 9, um den Glättbalken 6 in eine geeignete Stellung herauszustrecken oder zurückzuziehen.
(c) Sie beurteilt anhand der Ausgangssignale der Detektiergeräte 14, 15, ob die Straßenbreite der Straße D breiter oder enger wird.
(d ) Sie wählt das hintere Detektiergerät 15 aus, wenn die Straßenbreite zunimmt, und wählt die "Trancer"-Kontrolle (trancer control) des Glättbalkens 6 gemäß den Ausgangssignalen des hinteren Detektiergerätes 15.
(e) Sie wählt das vordere Detektiergerät 14 aus, wenn die Straßenbreite abnimmt, und wählt die "Trancer"-Kontrolle des Glättbalkens 6 gemäß den Ausgangssignalen des vorderen Detektiergerätes 14.
(f) Sie wählt das hintere Detektiergerät 15 aus, wenn die Straßenbreite unverändert bleibt, und wählt die "Trancert"-Kontrolle des Glättbalkens 6 gemäß den Ausgangssignalen des hinteren Detektiergerätes 15.
(g) Sie verringert die Geschwindigkeit des Fahrzeugteils 2, wenn der Glättbalken 6 nicht mit den Änderungen der Straßenbreite Schritt halten kann, und hält das Fahrzeugteil 2 an, wenn es die niedrigste Fahrzeuggeschwindigkeit nicht zuläßt, daß sich der Glättbalken 6 an die Änderungen der Straßenbreite anpaßt.
(h) Sie führt Berechnungen zu den folgenden Gleichungen (1), (2) und (3) aus:
(1) R= L/(sin β)+d = {K² + (2kL/tanα) + (L/tanα) 2}½ + d
(2) r= [{ (R-d)cosβ - (m+K/2)}² + e 2 ]½
(3) i= r - {(R-d)cosβ - (m+K/2)}, wobei
R: Drehradius des äußeren Vorderrads 2a (rechts in Fig.2),
L: Abstand zwischen Vorderrad 2a und Hinterrad 2b,
K: Abstand zwischen den Achsen der Achsschenkelbolzen 2c,
d: Abstand zwischen den Achsschenkelbolzen 2c und der Radmitte,
α: Innerer Radsteuerwinkel,
β : Äußerer Radsteuerwinkel,
Drehradius des Detektiergerätes 14,
m: Abstand zwischen der Längsmittellinie des Fahrzeugteils 2 und dem Detektiergerät 14,
e: Abstand zwischen der Längsmittellinie der Hinterradachse und dem Detektiergerät 14,
i: Größe der Ablenkung des Detektiergerätes 14 durch Steuerung.
Die Ablenkung i wird gemäß der Ackermann-Jantaud Rotationstheorie bestimmt, welche besagt, daß, wenn ein Fahrzeug eine Drehung vollführt, das Fahrzeug um einen Schnittpunkt O dreht, der durch die Verlängerungslinie der axialen Hauptlinie des Vorderrads 2a mit der Verlängerungslinie der Achse des Hinterrads 2b gebildet wird.
(i) Ferner führt die Hauptkontrolleinrichtung 23 Berechnungen zu den nachstehenden Gleichungen (4) und (5) durch. Sie führt Berechnungen in folgenden Gleichungen durch:
(4) θ = tan&supmin;¹ (m1-m0)/vt
(5) h S-m sin(90º-θ))-L cos(90º-θ)-d
wobei
θ: Abweichungswinkel der Mittellinie des Fahrzeugteils 2 bezüglich der Referenzlinie A,
v: Antriebsgeschwindigkeit des Fahrzeugteils 2,
t: Zeit,
m0: Anfangsposition des Glättbalkens 6,
m1: Position des Glättbalkens 6 nach der Zeit t,
S: Abstand zwischen der Referenzlinie A und der Begrenzungslinie für die Vorderräder 2a,
h: Abstand des äußeren Vorderrads 2a in Bezug zum Abstand 5.
(j) Basierend auf den Berechnungsresultaten aus den Gleichungen (1) bis (5) kontrolliert sie numerisch das Steuergerät 10, indem Parameter eingegeben werden, wie z.B. die Änderung der Verschiebung Δm (=m1 - m0) des Glättbalkens 6 und des Abweichungswinkels θ, und Steuerwinkel β ausgegeben werden, so daß die Größe der Änderung der Verschiebung des Glättbalkens 6 Δm=θ und der Ablenkungswinkel θ=o beträgt.
Ein Kontrollmodus kann als linksseitiger Modus, bei dem die Referenzunle A links von dem Fahrzeugteil 2 liegt, oder als rechtsseitiger Modus, bei dem die Referenzlinie A rechts von dem Fahrzeugteil 2 liegt, ausgebildet sein; ferner kann ein Zentralmodus vorgesehen sein, bei dem das Ausmaß des Herausstreckens oder Zupackziehens des Glättbalkens 6 rechts und links gleich ist.
Nachstehend wird die Funktionsweise des automatischen Kontrollgeräts erläutert, wenn das Fahrzeugteil fährt, um das Pflastern für den Straßenfertiger auszuführen.
Figur 9 zeigt ein elementares Beispiel der automatischen Kontrolle der Verschiebung von nur dem Glättbalken 6. Bei dem in Position (a) dargestellten Fall gibt es keine Änderung der Straßenbreite der Straße D. Der Anzeigeschirm der Kontrolleinrichtung 23 zeigt ein Ausgabebild des vorderen und des hinteren Detektiergerätes 14,15, welches daselbe wie das in Figur 7 dargestellte ist. Anhand dieses Bildes erkennt die Kontrolleinrichtung 23, daß die Straßenabmessung unverändert geblieben ist und wählt das hintere Detektiergerät 15 aus, um die "Trancer"-Kontrolle auszuführen. Da in diesem Fall die Straßenbreite unverändert geblieben ist, muß der Glättbalken 6 nicht bewegt werden und die bestehenden Positionen des Glättbalken 6 bleiben erhalten.
Unter der Annahme, daß der Fertiger 1 eine Position (b) erreicht, bei der eine Straßenverbreiterung einsetzt, detektiert das vordere Detektiergerät 14 ein Auswandern der Referenzlinie A, da jedoch die Kontrolle von dem ausgewählten hinteren Detektiergerät 15 übernommen wurde, ändert der Glättbalken 6 seine Positionen nicht, wobei damit weiterverfahren wird. Erreicht das hintere Detektiergerät 15 die Zone, bei der die Straßenverbreiterung einsetzt, so detektiert auch dieses Detektiergerät 15, daß die Referenzlinie A außerhalb ihrer Grenze ist. Zu diesem Zeitpunkt erzeugt die Kontrolleinrichtung 23 ein Befehlssignal an dem EM-Schaltventil 9, um die Glättbalken-Kontrolleinrichtung 8 so zu betätigen, daß der Referenzlinie A wie in Position (c ) dargestellt gefolgt wird.
Nach einer kleinen Zeitspanne haben die Änderungen in der Straßenbreite aufgehört und der Glättbalken 6 bleibt in der ausgestreckten Position. Die Kontroll- Methodik ist im wesentlichen dieselbe wie in Position ( a). Erreicht der Pflastervorgang die Position (d), so detektiert das vordere Detektiergerät 14 ein Einwandern der Referenzlinie A und die Kontrolleinrichtung erkennt, daß die Straßenbreite schmaler wird und wählt zu diesem Zeitpunkt das vordere Detektiergerät 14. Als Resultat geht die Kontrolle an die "Trancer"-Kontrolle über und wird nun vom hinteren Detektiergerät 15 an das vordere Detektiergerät 14 umgeschaltet. Die Kontrolleinrichtung 23 gibt nun ein Befehlssignal an das EM-Schaltventil 9 zur Betätigung des Glättbalkens 6 und der Glättbalken-Kontrolleinrichtung 8 in der zum vorherigen Fall entgegengesetzten Richtung. Dies ist in Position (e) dargestellt, wobei sich der Glättbalken 6 nunmehr in zurückgezogener Position befindet.
Wenn die Verringerung der Straßenbreite aufhört und die Straßenbreite eine konstante Abmessung einnimmt, wählt die Kontrolleinrichtung 23 erneut das hintere Detektiergerät 15 aus, wobei die Kontrollmethodik dieselbe wie in Position (a) wird. Dies ist in Position (f) dargestellt.
Es gibt Fälle, in denen die Geschwindigkeit des Fahrzeugteils 2 zu hoch für die Änderungsrate der Referenzlinie A ist. Diese Fälle gliedern sich in zwei Arten. Die eine tritt auf, während die Kontrollbetätigung von dem hinteren Detektiergerät 15 ausgeführt wird, wobei die Referenzlinie A weiterhin nach außen wandert, obgleich der Glättbalken 6 ausgestreckt ist. Der andere tritt auf, wenn die Kontrollbetätigung von dem vorderen Detektiergerät 14 ausgeführt wird, wobei die Referenzlinie A weiter nach innen wandert, obgleich der Glättbalken 6 zurückgezogen ist. In diesen Fällen erzeugt die Kontrolleinrichtung 23 ein Befehlssignal am Proportionalventil 11, die Geschwindigkeit des Fahrzeugteils 2 zu verringern, indem die Rotationsgeschwindigkeit des hydraulischen Motors 12 reduziert wird. Wenn dieser Schritt immer noch nicht ausreicht, so daß die Verschiebung des Glättbalkens 6 nicht mit der Änderung der Straßenbreite zusammenpaßt, wird das Fahrzeugteil 2 vorübergehend angehalten und nach einer vollständigen Neujustierung der Kontroliparameter wieder gestartet.
Wenn es erforderlich ist, eine Notjustierung vorzunehmen, wie bei Geschwindigkeitsänderungen des Fahrzeugteils 2 und einem Halt, kann die Kontrolleinrichtung 23 das Alarmgerät 22 aktivieren. Der Bedienungsmann kann die Pflasterungsbedingungen anhand der Anzeigen an den Anzeigegeräten 1 7a, 19 und des Wamsignaltons vom Alarmgerät 22 einschätzen.
Die Figuren 2 bis 4 zeigen einige Beispiele der Steuerkontrolle. Eine scharfe und abrupte Richtungsänderung ist unter dem Gesichtspunkt sicheren Pflasterns und der Sicherheit des Pflasterablaufs nicht wünschenswert. Somit wird der Ausschlag der Steuerung durch die nachstehenden drei Bedingungen begrenzt.
(i) Der Steuerwinkel wird derart begrenzt, daß sich der Überstand des Glättbalkens 6 über der Fahrbahn innerhalb der oberen und unteren Grenzen (±20 mm) hält,indem der Wert von Δm (die Verschiebung des Glättbalkens 6 bezüglich der Referenzlinie A) durch die obere und untere Grenze der Herausstreckung der Glättbalken-Kontrolleinrichtung 8 begrenzt wird.
(ii) Der Drehradius und der Steuerwinkel sind durch Festlegen der erlaubten Außenbegrenzung für die Vorderräder 2a begrenzt, so daß sich der überschüssige Abstand innerhalb der oberen und unteren Grenzen (±20 mm ) hält.
(iii) Der Bedienungsmann erhält eine Warnung, wenn die berechneten Werte den Bereich der oben festgelegten erlaubten Eingangsparameter überschreiten.
Das Kontrollgerät kann in einen automatischen Modus versetzt werden, wobei der Bedienungsmann den Kontrollmodus wählt (linksseitiger Modus, rechtsseitiger Modus oder Zentralmodus). Die Glättbalken-Kontrolleinrichtung 8 wird auf der Referenzlinie A betrieben, um einen Referenzwert zu setzen, wobei der Wert des Hubes des Zylinders des Glättbalkens 6 in die Kontrolleinrichtung 23 eingespeist wird. Der Schnittpunkt 0 wird festgelegt, indem der Abstand zur Referenzlinie A durch den Wert des Hubes ersetzt wird. Der Bedienungsmann wählt ebenso den automatischen Modus anhand der Wahlmöglichkeit zwischen automatischer Kontrolle oder manuellem Kontrollbetätigungsmodus. Ebenso wird der Detektiermodus aus zwei Detektiergeräten 14,15 bestimmt (insgesamt vier einschließlich der links- und rechtsseitigen Geräte).
Figur 10 zeigt ein Beispiel der Schritte, die im automatischen Betätigungsmodus (anpassungsfähige Kontrolle) durch die Kontrolleinrichtung 23 einbezogen sind. Zunächst bestimmt diese Kontrolleinrichtung 23 in Schritt S1, ob sich der Fertiger 1 bewegt oder nicht bewegt. Bewegt sich der Fertiger 1, so lautet die Entscheidung "Ja" und die Kontrolleinrichtung 23 erreicht Schritt A2. In Schritt 52 bestimmt die Kontrolleinrichtung 23, ob sich der Fertiger 1 im automatischen oder manuellen Modus befindet. Befindet sich der Fertiger 1 im automatischen Modus ("Ja"), so erreicht die Einrichtung 23 den Schritt S3 und prüft, ob es zwei Geräte für die Detektiergeräte 14, 15 gibt. Falls ja, erreicht die Kontrolleinrichtung 23 den Schritt S4 und prüft, ob der Abweichungswinkel θ kleiner als der erlaubte Wert ist. Ist der Abweichungswinkel θ größer als der erlaubte Wert (mit "Nein" bezeichnet), erreicht die Einrichtung 23 den Schritt S5. Im Schritt S5 berechnet sie die Steuerwinkel α, β für die Vorderräder 2a und speist diese Werte in das Steuergerät 10 während des Schritts S6 ein. Bei Erreichen von Schritt S7 betätigt die Kontrolleinrichtung das Steuergerät 10, bis die Längsmittellinie des Fahrzeugteils 2 (oder die die Detektiergeräte 14, 15 verbindende Linie) parallel zur Referenzlinie A ist. Wird das Resultat in Schritt S7 "Ja", so erreicht die Einrichtung den Schritt S9.
Wird nochmals Schritt S4 betrachtet, wobei das Resultat "Ja" sei, erreicht die Einrichtung 23 Schritt S8 und prüft, ob der Verschiebungswert Δm kleiner als der erlaubte Wert ist; ist das Resultat "Nein", so erreicht die Einrichtung 23 den Schritt S9. In Schritt S9 berechnet die Einrichtung 23 den Steuerwinkel, um die die Detektiergeräte 14, 15 verbindende Linie und die Referenzlinie A zu parallelisieren, und gibt diesen Wert im Schritt S10 an die Glättbalken-Kontrolleinrichtung 8 und gelangt zu Schritt S11. In Schritt S11 betätigt sie die Glättbalken-Kontrolleinrichtung 8, bis der berechnete Wert erreicht wird und sobald das Resultat "Ja" wird, wird der Steuerwinkel Null und die Betätigung vollendet.
Wird das Pflastern von zwei Fertigern 1 ausgeführt, so wird die Randlinie des führenden Fertigers 1 gewöhnlich vom nachfolgenden Fertiger 1 als Referenzlinie A benutzt. In diesem Fall kann das innenliegende hintere Detektiergerät 15 des nachfolgenden Fertigers 1 wegen des Verlustes der Referenzlinie A nicht funktionieren, die durch die von dem nachfolgenden Fertiger 1 ausgeführte Pflasterung beseitigt wurde. Der nachfolgende Fertiger list somit lediglich auf das vordere Detektiergerät 14 angewiesen. In diesem Fall ist in Schritt S3 der Detektiermodus auf jenen Detektiermodus festgelegt, bei dem nur das eine Detektiergerät 14 benutzt wird. Dieser Modus in Schritt S3 resultiert in "Nein" und führt zu einem anderen getrennten Betätigungsmodus (Vordere-Sensor-Steuerung).
Die automatischen Kontrollen über den Verschiebungsvorgang im Glättbalken 6 und über die Vorderräder 2a werden im allgemeinen gemeinsam ausgeführt. Somit geht bei Position (c) gemäß Figur 9, bei der die Straßenbreite der Straße D zunimmt, die Steuerung nach rechts und im Falle von Position ( e), bei der die Straßenbreite der Straße D abnimmt, geht die Steuerung nach links. In Figur 9 ist der linksseitige Modus gewählt worden und in diesem Fall trägt die Referenzlinie A auf der rechten Seite (in Figur 9 nicht eigens dargestellt) nicht zum Steuervorgang bei und wird dazu benutzt, die Herausstreckungs- oder Zurückziehungsbetätigung des rechtsseitigen Glättbalkens 6 zu kontrollieren. Die Betätigung gemäß dem Zentralmodus wird durchgeführt, indem eine imaginäre Referenzlinie festgelegt wird, um die linken und rechten Verschiebungswerte zueinander gleich zu machen.
Figur 11 zeigt eine andere Ausführungsform des Systems von Detektiergeräten 14, 15 der vorliegenden Erfindung. In diesem System ist eine Reihe von (versteckten) Prüfpunkten 30b auf dem Schirm des Anzeigegerätes 30a vorgesehen. Die Lage der Prüfpunkte 30b kann dabei irgendwo auf dem Schirm vorgesehen sein. Das System ist so konzipiert, daß der Bedienungsmann alarmiert wird, indem ein Signal erzeugt wird, wenn die Referenzlinie A mit einem der Prüfpunkte 30b zusammenfällt. Nachdem die Lage der Prüfpunkte 30b auf dem Schirm gewählt wurde, ist es nicht mehr erforderlich, die Prüfpunkte 30b weiter auf dem Schirm des Anzeigegerätes 30a anzuzeigen, so daß es keine Störung bei Betrachten des üblichen Anzeigebildes gibt. Zur Bedienung dieses Systems wird die Referenzlinie A von der CCD-Kamera 30 vorher aufgezeichnet und das Bild Aa der Referenzlinie A auf dem Schirm des Anzeigegerätes 30a angezeigt. Die Kontrolleinrichtung 23 prüft, ob sich die Referenzlinie A in der richtigen Position bezüglich der vorgesehenen Prüfpunkte befindet und wenn sie in der richtigen Position ist, erlaubt die Kontrolleinrichtung 23 die Ausführung des Verfahrens.
Figur 12 zeigt eine nochmals andere Ausführungsform des Systems von Detektiergeräten 14, 15. In diesem System umfassen die Detektiergeräte 14, 15 einen linken und rechten Abschnitt der Detektiersensoren 42, 43, wie Ultraschallumformer ("Transducer") oder Laser-Photodetektoren, die auf dem mit der Endplatte verbundenen Block 41 angeordnet sind. Die Detektiersensoren 42, 43 messen den Abstand R0 der Endplatte zur Straßenoberfläche der Straße D und geben diesen Referenzwert in die Kontrolleinrichtung 23. Wird während des Funktionsablaufs des Systems der momentan gemessene Abstand R niedriger als der Referenzabstand R0, so entscheidet das System, daß sich der Fertiger 1 auf die die Referenzlinie A definierenden erhöhten Referenzobjekte bewegt hat und gibt Befehle aus, um den Glättbalken 6 in die entgegengesetzte Richtung zu bewegen.
Die übrigen Einzelheiten der in den Figuren 11 und 12 dargestellten Systemkonstruktion sind dieselben wie bei der ersten Ausführungsform Außer Randsteinen können als Referenzobjekte zum Festlegen der Referenzlinie A dienen: Grabenränder, formgebende Gerüste, gepflasterte Straßen und auf die Straße gezogene farbige Linien. Die letzteren Objekte, die keine Höhe aufweisen, können nicht mit den in Figur 6 dargestellten Detektiergeräten 14, 15 detektiert werden, sie können jedoch mit den in Figur 6 und 11 dargestellten Detektiergeräten 14, 15 detektiert werden. Bei farbigen Linien ist es nicht erforderlich, Laserlicht einzusetzen und es würde möglich sein, einfache schwarze und weiße Anzeigen zu benutzen, um Binärinformationsanzeigen vorzusehen, um die Genauigkeit der Ausrichtung des Fertigers in Bezug auf die weiße Referenzlinie A zu prüfen.
Es bleibt noch anzumerken, daß die Genauigkeit der Ausrichtung im Rahmen des Straßenbaus mit einem Breitengrad definiert sein sollte und derartige Abläufe können von einer "Fuzzy" Kontrollmethodik übernommen werden.

Claims

1. Gerät zur Kontrolle des Herausstreckens oder Zurückziehens einer Anzahl von Glättbalken (6) in einem Straßenfertiger (1), umfassend:

- ein an einem Fahrzeugteil (2) des Straßenfertigers (1) angeordnetes Glättbalken-Kontrollgerät (8) zum Bewegen der Anzahl von Glättbalken (6) zur linken oder rechten Seite des Straßenfertigers (1), um Asphalt einzuebnen,

- an einem Seitenbereich von zumindest einem der Glättbalken angeordnete Detektiergeräte (14, 15) zum Detektieren von Referenzlmien (A), die an Seitenabschnitten einer Straßenoberfläche angeordnet sind,

- eine Hauptkontrolleinrichtung (23) zur Kontrolle des Betriebs des Glättbalken-Kontrollgeräts (8) basierend auf Ausgabedaten der Detektiergeräte (14, 15),

dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar der Detektiergeräte (14, 15) vorgesehen ist und daß die zwei Detektiergeräte (14, 15) des Paares getrennt voneinander, jeweils zur Vorder-und zur Rückseite des Fahrzeugteils (2) weisend, auf einer zur Längsmittellinie des Fahrzeugteils (2) parallelen Linie angeordnet sind.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptkontrolleinrichtung (23) eines der Detektiergeräte (14, 15) auswählt und das Glättbalken-Kontrollgerät (8) basierend auf einem Resultat der Referenzliniendetektierung durch das Paar von Detektiergeräten (14, 15) steuert.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektiergeräte (14, 15) einen Halbleiterlasererzeuger sowie ein Aufzeichnungsgerät zum Aufzeichnen eines durch Bestrahlen einer Reihe von Objekten entlang einer Straßenseite mittels Laserlicht erzeugten Bildes (Aa) aufweisen.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptkontrolleinrichtung (23) eine Abweichung der momentanen Fahrtrichtung eines Glättbalkens (6) von der Referenzlinie (A) berechnet und den Betrieb des Glättbalken-Kontrollgerätes (8) gemäß berechneter Abweichung justiert, um den Glättbalken (6) entlang des Bildes (Aa) der Referenzlinie (A) zu bewegen.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptkontrolleinrichtung (23) die Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugteils (2) reduziert, wenn durch die Herausstreck- oder Zurückzieh-Operation des Glättbalkens (6) die berechnete Abweichung nicht kompensiert werden kann.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptkontrolleinrichtung (23) die Bewegung des Fahrzeugteils (2) stoppt, wenn ein Absenken der Fahrtgeschwindigkeit nicht ausreicht, um die berechnete Abweichung zu kompensieren.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Glättbalken-Kontrolleinrichtung (8) ein Anzeigegerät (30) zur Anzeige des erzeugten Bildes (Aa) aufweist.

8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigegerät (30) in der Lage ist, versteckte Prüfpunkte (30b) zum Definieren einer Abweichung der Fahrtrichtung des Fahrzeugteils (2) von der Referenzlinie (A) anzuzeigen.

9. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektiergeräte (14, 15) ein Paar von Höhendetektoren (42, 43) zur Messung des Abstands zur Straßenoberfläche aufweisen, wobei die zwei Höhendetektoren (42, 43) getrennt voneinander auf einer Linie in einer horizontalen Ebene angeordnet sind und diese Linie rechtwinklig zur Längsmittellinie des Fahrzeugteils (2) liegt.

10. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch ein Steuergerät (10) zur Lenkung der Bewegung des Straßenfertigers (1) gemäß den Ausgabedaten der Detektiergeräte (14, 15).

11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptkontrolleinrichtung (23) einen Abweichungswinkel zwischen der Referenzlinie (A) und einer Längsmittellinie des Fahrzeugteils (2) berechnet und das Steuergerät (10) so justiert, daß die Längsmittellinie des Fahrzeugteils (2) parallel zur Referenzlinie (A) ist.