EP4759996A1 - Speichern des verlaufs einer einbaukante zum steuern einer seitlichen ausfahrposition einer einbaubohle eines strassenfertigers - Google Patents

Abstract

Es wird ein Straßenfertiger (1) mit einer seitlich ausfahrbaren Einbaubohle (7) betrieben. Mit dem Straßenfertiger (1) wird eine Einbaufahrt entlang eines Einbaupfades durchgeführt, welcher sich entlang einer Einbaukante (37) erstreckt. Während der Einbaufahrt wird mit einem an dem Straßenfertiger (1) befestigten Kantensensor (47) die Einbaukante (37) an einer in Einbaufahrtrichtung (5) vor einer Hinterkante (41) der Einbaubohle (7) gelegenen Position erfasst. Während der Einbaufahrt werden basierend auf der Erfassung der Einbaukante (37) Daten abgespeichert, aus welchen während der Einbaufahrt ein Verlauf der Einbaukante (37) in einem aktuellen fertigerfesten Koordinatensystem rekonstruierbar ist. Während der Einbaufahrt wird eine seitliche Ausfahrposition der Einbaubohle (7) anhand der gespeicherten Daten auf einen gewünschten seitlichen Abstand (43) zwischen der Hinterkante (41) der Einbaubohle (7) und der Einbaukante (37) eingestellt.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Straßenfertiger und den Betrieb eines Straßenfertigers. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Straßenfertiger mit einer seitlich ausfahrbaren Einbaubohle und das Einstellen einer seitlichen Ausfahrposition der Einbaubohle.
• Es sind aus der Praxis Straßenfertiger bekannt, bei denen eine Einbaubreite im laufenden Einbaubetrieb veränderlich ist. Beispielsweise kann der Straßenfertiger eine Einbaubohle mit einer starren Grundbohle umfassen, an welcher zu beiden lateralen Seiten jeweils ein Ausziehbohlenteil angebracht ist. Um die Einbaubreite zu einer Seite hin zu verändern, kann das auf der jeweiligen Seite vorgesehene Ausziehbohlenteil in Bezug auf die Grundbohle seitlich verfahren werden. Eine Einstellung der Ausfahrpositionen der Ausziehbohlenteil kann beispielsweise durch einen Bediener über einen an der Einbaubohle vorgesehenen Außenbedienstand erfolgen.
• Die EP 3 524 731 B1 beschreibt einen Straßenfertiger mit einem Kantenfolger. Wenn eine zu erstellende Fahrbahn in mehreren nebeneinanderliegenden Bahnen gefertigt werden soll, kann der Kantenfolger die Einbaubohle an einer Kante einer bereits fertiggestellten Bahn ausrichten, sodass zwischen der bereits fertiggestellten Bahn und der momentan eingebauten Bahn kein Spalt und keine Überlappung entstehen. Der Kantenfolger umfasst mindestens einen Sensor, welcher die Kante in Fahrtrichtung betrachtet vor der Einbaubohle erfasst. Durch Kenntnis der Anbauposition des Kantenfolgers an dem Straßenfertiger und der Fahrgeschwindigkeit des Straßenfertigers ermittelt eine Steuereinrichtung, wann die erfasste Position der Kante von der nachfolgenden Einbaubohle erreichte wird. Ein Ausrichten der Einbaubohle an der erfassten Kante wird nach dem Erfassen der aktuellen Kantenposition in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit zeitlich verzögert, wobei vorzugsweise für eine höhere Fahrgeschwindigkeit die Verzögerung geringer ausfällt als für eine relativ gesehen geringere Fahrgeschwindigkeit. Neben der Berücksichtigung der Fahrgeschwindigkeit für die Ausrichtung der Einbaubohle können auch weitere Betriebsparameter herangezogen werden, wie beispielsweise eine Einstellung einer Lenkung.
• Es ist eine Aufgabe der Erfindung, anzugeben, wie eine seitliche Ausfahrposition der Einbaubohle eines Straßenfertigers beim Einbau einer Belagsbahn entlang einer Einbaukante auf verbesserte Art eingestellt werden kann.
• Diese Aufgabe wird jeweils durch den Gegenstand der Ansprüche 1, 11 und 15 gelöst. Die abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen an.
• Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betrieb eines Straßenfertigers mit einer seitlich ausfahrbaren Einbaubohle bereitgestellt. Mit dem Straßenfertiger wird eine Einbaufahrt entlang eines Einbaupfades durchgeführt. Der Einbaupfad erstreckt sich entlang einer Einbaukante. Während der Einbaufahrt wird mit einem an dem Straßenfertiger befestigten Kantensensor die Einbaukante an einer in Einbaufahrtrichtung vor einer Hinterkante der Einbaubohle gelegenen Position erfasst. Während der Einbaufahrt werden basierend auf der Erfassung der Einbaukante Daten abgespeichert. Aus den Daten ist während der Einbaufahrt ein Verlauf der Einbaukante in einem aktuellen fertigerfesten Koordinatensystem rekonstruierbar. Anhand der gespeicherten Daten wird während der Einbaufahrt eine seitliche Ausfahrposition der Einbaubohle auf einen gewünschten seitlichen Abstand zwischen der Hinterkante der Einbaubohle und der Einbaukante eingestellt.
• Die Einbaukante kann eine physische Kante sein, welche sich entlang des Einbaupfades erstreckt. Beispielsweise kann die Einbaukante durch zumindest ein Bauwerkselement gebildet sein, welches einen Verlauf einer einzubauenden Belagsbahn abbildet. Das zumindest eine Bauwerkselement kann beispielsweise einen Bordstein oder einen Wasserablauf umfassen. Die Einbaukante kann eine Fräskante sein, welche durch ein zumindest teilweises Abfräsen eines alten Fahrbahnbelags entstanden ist. Die Einbaukante kann eine seitliche Endkante einer in einem vorausgehenden Arbeitsschritt eingebauten Belagsbahn sein, wobei während der Einbaufahrt mit dem Straßenfertiger eine weitere Belagsbahn im Anschluss an die Einbaukante eingebaut wird.
• Eine seitliche Außenkante einer während der Einbaufahrt eingebauten Belagsbahn kann durch einen Verlauf der seitlichen Position der Hinterkante der Einbaubohle während der Einbaufahrt gegeben sein. Somit kann durch ein Einstellen des seitlichen Abstands zwischen der Hinterkante der Einbaubohle und der Einbaukante ein gewünschter seitlicher Abstand zwischen der eingebauten Belagsbahn und der Einbaukante erreicht werden.
• Der gewünschte seitliche Abstand zwischen der Hinterkante der Einbaubohle und der Einbaukannte kann zumindest im Wesentlichen 0 sein, sodass die während der Einbaufahrt eingebaute Bahn bis an die Einbaukante heran eingebaut wird. Insbesondere kann die während der Einbaufahrt eingebaute Bahn die Einbaukante zumindest teilweise auffüllen. Der gewünschte seitliche Abstand zwischen der Hinterkante der Einbaubohle und der Einbaukante kann aber auch größer 0 sein, sodass die Belagsbahn in einem seitlichen Abstand zu der Einbaukante eingebaut wird. Der gewünschte seitliche Abstand zwischen der Hinterkante der Einbaubohle und der Einbaukante kann gemäß Planungsdaten entlang des Einbaupfads variieren.
• Da die Einbaukante in Einbaufahrtrichtung vor der Hinterkante der Einbaubohle erfasst wird, lässt sich das Verfahren insbesondere auch dann einsetzen, wenn ein Erfassen der Einbaukante im Bereich der Hinterkante der Einbaubohle erschwert oder unmöglich ist, beispielsweise wenn die Belagsbahn nahe an die Einbaukante heran eingebaut wird und die Belagsbahn so die Einbaukante im Bereich der Hinterkante der Einbaubohle zumindest teilweise verdeckt oder einen an der Einbaukante vorliegenden Höhenunterschied teilweise oder vollständig auffüllt.
• Der Verlauf der Einbaukante wird in Einbaufahrtrichtung vor der Hinterkante der Einbaubohle erfasst und gespeichert, um dann, wenn die Hinterkante der Einbaubohle die jeweilige Position entlang der Einbaufahrtrichtung erreicht, die seitliche Ausfahrposition anhand der vorab gespeicherten Daten einstellen zu können. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich die Hinterkante der Einbaubohle auch dann, insbesondere mit hoher Genauigkeit, relativ zu der Einbaukante ausrichten, wenn der Straßenfertiger zwischen dem Zeitpunkt, zu dem ein Punkt der Einbaukante vermessen wurde, und dem Zeitpunkt, zu dem die Hinterkante der Einbaubohle relativ zu dem Punkt der Einbaukante ausgerichtet wird, seine Fahrgeschwindigkeit oder Fahrtrichtung geändert hat. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich die Hinterkante der Einbaubohle auch dann, insbesondere mit hoher Genauigkeit, relativ zu der Einbaukante ausrichten, wenn sich eine durch die Einbaukante definierte Breite der einzubauenden Belagsbahn entlang der Einbaufahrtrichtung ändert.
• Da aus den abgespeicherten Daten während der Einbaufahrt der Verlauf der Einbaukante in dem jeweils aktuellen fertigerfesten Koordinatensystem rekonstruierbar ist, vereinfacht sich das Einstellen der seitlichen Ausfahrposition der Einbaubohle. Insbesondere können komplizierte Berechnungen in einem globalen Koordinatensystem reduziert oder vermieden werden.
• Das Abspeichern der Daten kann durch eine Steuerung erfolgen. Das Einstellen der seitlichen Ausfahrposition anhand der gespeicherten Daten kann durch die Steuerung erfolgen. Die Steuerung kann eine Steuerung des Straßenfertigers sein. Die Steuerung kann auf dem Straßenfertiger oder an dem Straßenfertiger vorgesehen sein. Alternativ kann die Steuerung extern zu dem Straßenfertiger vorgesehen sein und mit dem Straßenfertiger über eine Datenverbindung verbunden sein.
• Das Abspeichern der Daten kann ein Abspeichern der Daten in einem Datenspeicher umfassen. Der Datenspeicher kann ein Datenspeicher des Straßenfertigers sein. Der Datenspeicher kann auf oder an dem Straßenfertiger vorgesehen sein. Alternativ kann der Datenspeicher außerhalb des Straßenfertigers vorgesehen sein und über eine Datenverbindung mit dem Straßenfertiger, insbesondere mit der Steuerung des Straßenfertigers, verbunden sein. Beispielsweise kann der Datenspeicher als ein Cloud-Speicher vorgesehen sein.
• Das Erfassen der Einbaukante kann ein Messen eines Abstands zwischen dem Kantensensor und der Einbaukante umfassen. Das Erfassen der Einbaukante kann einem Messen eines Abstands zwischen dem Kantensensor und der Einbaukante entsprechen. Der Abstand zwischen dem Kantensensor und der Einbaukante kann ein Abstand entlang einer in Bezug auf den Straßenfertiger festen Richtung sein. Der Abstand zwischen dem Kantensensor und der Einbaukante kann ein Abstand entlang einer zu der Einbaufahrtrichtung senkrechten Seitenrichtung sein.
• Das Erfassen der Einbaukante kann während der Einbaufahrt wiederholt erfolgen, insbesondere periodisch. Die Einbaukante kann während der Einbaufahrt beispielsweise mit einer Frequenz von mehr als 0,05 Hz, oder mehr als 0,1 Hz, oder mehr als 0,5 Hz, oder mehr als 1 Hz erfasst werden. Die Einbaukante kann während der Einbaufahrt beispielsweise mit einer Frequenz von weniger als 50 Hz, oder weniger als 20 Hz, oder weniger als 10 Hz, oder weniger als 1 Hz erfasst werden. Die Einbaukante kann während der Einbaufahrt beispielsweise mit einer Frequenz zwischen 0,05 Hz und 100 Hz, oder zwischen 0,1 Hz und 50 Hz, oder zwischen 0,5 Hz und 50 Hz erfasst werden.
• Das Abspeichern der Daten kann während der Einbaufahrt wiederholt erfolgen, insbesondere periodisch. Das Abspeichern der Daten kann mit derselben Frequenz erfolgen, wie das Erfassen der Einbaukante.
• Das Abspeichern der Daten kann umfassen, dass durch den Kantensensor erfasste Positionen von Punkten der Einbaukante abgespeichert werden.
• Die durch den Kantensensor erfassten Positionen von Punkten der Einbaukante können jeweils in Form eines zweidimensionalen Ortsvektors abgespeichert werden. Ein Abspeichern in Form eines zweidimensionalen Ortsvektors erleichtert, insbesondere im Vergleich zu einem Abspeichern eines einfachen Abstandswerts, das Rekonstruieren des Verlaufs der Einbaukante in einem aktuellen fertigerfesten Koordinatensystem. Der zweidimensionale Ortsvektor kann einen Punk in einer Ebene definieren, welche durch die Fahrtrichtung des Straßenfertigers und eine senkrecht zu der Fahrtrichtung des Straßenfertigers stehende Seitenrichtung aufgespannt wird. Eine Bestimmung eines Höhenniveaus der Einbaukante oder ein Speichern einer Höhenkoordinate der Einbaukante ist nicht erforderlich. Der zweidimensionale Ortsvektor kann beispielsweise in kartesischen Koordinaten oder in Polarkoordinaten abgespeichert werden.
• Das Abspeichern der Daten kann umfassen, dass durch den Kantensensor erfasste Positionen von Punkten der Einbaukante jeweils als Koordinaten in einem fertigerfesten Koordinatensystem abgespeichert werden. Ein Abspeichern der Positionen von Punkten der Einbaukante in einem fertigerfesten Koordinatensystem kann ein Rekonstruieren der Einbaukante während der Einbaufahrt in einem aktuellen fertigerfesten Koordinatensystem erleichtern. Das fertigerfeste Koordinatensystem, in welchem die Positionen der Punkte der Einbaukante abgespeichert werden, kann ein zum Zeitpunkt der Erfassung der jeweiligen Position aktuelles fertigerfestes Koordinatensystem sein. Insbesondere kann das Abspeichern der Daten umfassen, dass durch den Kantensensor erfasste Positionen von Punkten der Einbaukante jeweils zunächst als Koordinaten in einem zum Zeitpunkt der Erfassung der jeweiligen Position aktuellen fertigerfesten Koordinatensystem abgespeichert werden.
• Das Abspeichern der Daten kann umfassen, dass die gespeicherten Koordinaten im Verlauf der Einbaufahrt aktualisiert werden, indem die gespeicherten Koordinaten in ein nach einem Weiterbewegen des Straßenfertigers aktuelles fertigerfestes Koordinatensystem umgerechnet werden. Das Umrechnen der gespeicherten Koordinaten in ein aktuelles fertigerfestes Koordinatensystem kann während der Einbaufahrt wiederholt erfolgen, insbesondere periodisch. Insbesondere können immer, wenn eine neu erfasste Position eines Punkts der Einbaukante gespeichert wird, die bereits gespeicherten Koordinaten von zuvor erfassten Punkten der Einbaukante in das momentan aktuelle fertigerfeste Koordinatensystem umgerechnet werden. Es können immer jeweils alle gespeicherten Koordinaten von erfassten Punkten der Einbaukante in das aktuelle fertigerfeste Koordinatensystem umgerechnet werden.
• Während der Einbaufahrt können Informationen über Lageveränderungen und Positionsveränderungen des Straßenfertigers ermittelt werden und für das Aktualisieren der gespeicherten Koordinaten verwendet werden. Die Informationen über Lageveränderungen und Positionsveränderungen des Straßenfertigers können Informationen über Translationsbewegungen des Straßenfertigers und Informationen über Rotationsbewegungen des Straßenfertigers umfassen. Es kann eine Lageveränderung und eine Positionsveränderung des Straßenfertigers zwischen dem letzten Erfassen einer Position der Einbaukante und dem aktuellen Erfassen einer Position der Einbaukante ermittelt werden. Anhand dieser Informationen können sämtliche gespeicherten Koordinaten von Punkten der Einbaukante von dem zum Zeitpunkt des letzten Erfassens eines Punks der Einbaukante aktuellen ortsfesten Koordinatensystem des Straßenfertigers in das nun aktuelle ortsfeste Koordinatensystem des Straßenfertigers umgerechnet werden.
• Die Informationen über Lageveränderungen und Positionsveränderungen des Straßenfertigers können aus Drehzahlen eines linken Kettentriebs und eines rechten Kettentriebs des Straßenfertigers bestimmt werden, oder aus Positionsdaten zumindest eines an dem Straßenfertiger vorgesehen GNSS (Global Navigation Satellite System) - Empfängers bestimmt werden. Der zumindest eine an dem Straßenfertiger vorgesehene GNSS-Empfänger kann zumindest zwei an dem Straßenfertiger vorgesehene GNSS-Empfänger umfassen. Die GNSS-Empfänger können an bekannten Montagepunkten des Straßenfertigers vorgesehen sein. Bei Vorsehen von zumindest zwei GNSS-Empfängern kann sowohl das Bestimmen einer translatorischen Bewegung als auch das Bestimmen einer rotatorischen Bewegung des Straßenfertigers vereinfacht sein.
• Während der Einbaufahrt können jeweils zumindest die letzten 3, oder zumindest die letzten 5, oder zumindest die letzten 10, oder zumindest die letzten 15 durch den Kantensensor erfassten Positionen von Punkten der Einbaukante abrufbar gespeichert sein. Es ist auch denkbar, dass während der Einbaufahrt jeweils erheblich mehr erfasste Positionen von Punkten der Einbaukante abrufbar abgespeichert sind, beispielsweise zumindest die letzten 50, oder zumindest die letzten 100, oder zumindest die letzten 150, oder zumindest die letzten 200 durch den Kantensensor erfassten Positionen von Punkten der Einbaukante. Er können auch sämtliche im bisherigen Verlauf der Einbaufahrt erfassten Positionen von Punkten der Einbaukante abrufbar abgespeichert sein.
• Das Einstellen der seitlichen Ausfahrposition kann umfassen, dass eine der abgespeicherten Positionen von Punkten der Einbaukante ausgewählt und zur Bestimmung eines Sollwerts für eine seitliche Ausfahrposition der Einbaubohle herangezogen wird. Es kann beispielsweise diejenige der abgespeicherten Positionen von Punkten der Einbaukante ausgewählt werden, die von denjenigen abgespeicherten Positionen als erste abgespeichert wurde, die entlang der momentanen Einbaufahrtrichtung auf Höhe der Hinterkante der Einbaubohle oder weiter hinten liegen. Alternativ kann beispielsweise die abgespeicherte Position ausgewählt werden, die entlang der momentanen Einbaufahrtrichtung am nähesten an der momentanen Position der Hinterkante der Einbaubohle liegt.
• Der Sollwert für die seitliche Ausfahrposition der Einbaubohle kann basierend auf der Position des ausgewählten Punkts der Einbaukante und dem gewünschten seitlichen Abstand zwischen der Hinterkante der Einbaubohle und der Einbaukante bestimmt werden.
• Das Einstellen der seitlichen Ausfahrposition kann umfassen, dass die seitliche Ausfahrposition der Einbaubohle auf den bestimmten Sollwert eingestellt wird. Die seitliche Ausfahrposition kann eine Ausfahrposition in Bezug auf den Straßenfertiger sein. Die seitliche Ausfahrposition kann beispielsweise dadurch definiert sein, um welche Strecke die Einbaubohle seitlich gegenüber einer maximal eingefahrenen Position ausgefahren ist.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Straßenfertiger bereitgestellt. Der Straßenfertiger umfasst eine seitlich ausfahrbare Einbaubohle, einen Kantensensor, eine Steuerung und einen Datenspeicher. Der Kantensensor ist dazu konfiguriert, während einer Einbaufahrt eine Einbaukante an einer in Einbaufahrtrichtung vor einer Hinterkante der Einbaubohle gelegenen Position zu erfassen. Die Steuerung ist dazu konfiguriert, während der Einbaufahrt basierend auf der Erfassung der Einbaukante in den Datenspeicher Daten abzuspeichern, aus welchen während der Einbaufahrt ein Verlauf der Einbaukante in einem aktuellen fertigerfesten Koordinatensystem rekonstruierbar ist. Die Steuerung ist dazu konfiguriert, während der Einbaufahrt eine seitliche Ausfahrposition der Einbaubohle anhand der gespeicherten Daten auf einen gewünschten seitlichen Abstand zwischen der Hinterkante der Einbaubohle und der Einbaukante einzustellen.
• Der Straßenfertiger kann ein Zugfahrzeug umfassen. Das Zugfahrzeug kann dazu konfiguriert sein, die Einbaubohle entlang der Einbaufahrtrichtung hinter sich herzuziehen. Die Einbaubohle kann mittels Zugholmen gelenkig an dem Zugfahrzeug angebracht sein.
• Die Einbaubohle kann eine Grundbohle umfassen. Die Grundbohle kann eine feste Breite in einer zu der Einbaufahrtrichtung senkrechten Seitenrichtung aufweisen. Die Einbaubohle kann zumindest einen Ausziehteil umfassen, welcher in Bezug auf die Grundbohle seitlich ausfahrbar ist, um eine Einbaubreite zu vergrößern. Der zumindest eine Ausziehteil kann einen linken Ausziehteil, oder einen rechten Ausziehteil, oder einen linken Ausziehteil und einen rechten Ausziehteil umfassen. Dem zumindest einen Ausziehteil kann ein Antrieb zugeordnet sein. Die Steuerung kann dazu konfiguriert sein, den Antrieb dazu anzusteuern, das zugeordnete Ausziehteil seitlich auszufahren oder einzufahren, insbesondere auf einen Sollwert für eine seitliche Ausfahrposition der Einbaubohle zu verfahren. Es kann auf beiden Seiten der Grundbohle ein Ausziehteil vorgehsehen sein, also ein linker Ausziehteil und ein rechter Ausziehteil. Alternativ kann lediglich auf einer Seite ein Ausziehteil vorgesehen sein, also lediglich ein rechter Ausziehteil oder ein linker Ausziehteil vorgesehen sein. Wenn auf beiden Seiten der Grundbohle ein Ausziehteil vorgesehen ist, kann jedem Ausziehteil ein eigener Antrieb zugeordnet sein, so dass jedes Ausziehteil separat gesteuert werden kann.
• Der Straßenfertiger kann einen Gutbunker zur Aufnahme von Einbaugut umfassen. Der Gutbunker kann in Einbaufahrtrichtung vorne an dem Straßenfertiger vorgesehen sein. Der Straßenfertiger kann eine Fördereinrichtung umfassen, die dazu konfiguriert ist, Einbaugut von dem Gutbunker entgegen der Einbaufahrtrichtung zu fördern und der Einbaubohle zum Verdichten vorzulegen.
• Der Kantensensor kann dazu konfiguriert sein, einen Abstand zwischen einer Position des Kantensensors an dem Straßenfertiger und der Einbaukante entlang einer zu der Einbaufahrtrichtung senkrecht stehenden Seitenrichtung zu erfassen.
• Der Kantensensor kann beispielsweise als Lidar (light detection and ranging)-Sensor oder als Radar (radio detection and ranging) - Sensor oder als Ultraschall-Sensor ausgebildet sein.
• Der Datenspeicher kann ein Datenregister umfassen. Die Steuerung kann dazu konfiguriert sein, während der Einbaufahrt von dem Kantensensor nacheinander erfasste Positionen der Einbaukante in Form von Koordinaten in dem Datenregister zu speichern. Das Datenregister kann optional eine feste Anzahl von Speicherplätzen für die Koordinaten aufweisen, sodass bei Hinzukommen von Koordinaten eines neu erfassten Punkts der Einbaukante die Koordinaten eines am längsten zuvor ermittelten Punktes der Einbaukante aus dem Register fallen oder gelöscht werden.
• Der Datenspeicher kann beispielsweise als Festplatte oder als Flash-Speicher oder als SSD (Solid State Drive) ausgebildet sein.
• Die Steuerung kann dazu konfiguriert sein, durch den Kantensensor erfasste Positionen von Punkten der Einbaukante jeweils zunächst als Koordinaten in einem zum Zeitpunkt der Erfassung der jeweiligen Position aktuellen fertigerfesten Koordinatensystem in dem Datenspeicher abzuspeichern. Die durch den Kantensensor erfassten Positionen von Punkten der Einbaukante können insbesondere jeweils in Form eines zweidimensionalen Ortsvektors abgespeichert werden
• Die Steuerung kann dazu konfiguriert sein, die gespeicherten Koordinaten im Verlauf der Einbaufahrt periodisch durch Umrechnen in ein nach einem Weiterbewegen des Straßenfertigers jeweils aktuelles fertigerfestes Koordinatensystem zu aktualisieren. Die Steuerung kann während der Einbaufahrt Informationen über Lageveränderungen und Positionsveränderungen des Straßenfertigers ermitteln und für das Aktualisieren der gespeicherten Koordinaten verwenden. Die Steuerung kann dazu konfiguriert sein, die Informationen über Lageveränderungen und Positionsveränderungen des Straßenfertigers aus Drehzahlen eines linken Kettentriebs und eines rechten Kettentriebs des Straßenfertigers, oder aus Positionsdaten zumindest eines an dem Straßenfertiger vorgesehen GNSS (Global Navigation Satellite System) - Empfängers zu ermitteln.
• Die Steuerung kann die Lageveränderung und die Positionsveränderung des Straßenfertigers zwischen dem letzten Erfassen einer Position der Einbaukante und dem aktuellen Erfassen einer Position der Einbaukante ermitteln. Anhand dieser Informationen kann die Steuerung sämtliche gespeicherten Koordinaten von Punkten der Einbaukante von dem zum Zeitpunkt des letzten Erfassens eines Punks der Einbaukante aktuellen ortsfesten Koordinatensystem des Straßenfertigers in das nun aktuelle ortsfeste Koordinatensystem des Straßenfertigers umrechnen.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Verwendung eines Datenregisters bereitgestellt. In dem Datenregister sind Positionen von Punkten einer Einbaukante abgespeichert, welche während einer Einbaufahrt eines Straßenfertigers vor einer Hinterkante der Einbaubohle des Straßenfertigers nacheinander erfasst wurden. Das Datenregister wird zum Einstellen einer seitlichen Ausfahrposition der Einbaubohle auf einen gewünschten seitlichen Abstand zwischen der Hinterkante der Einbaubohle und der Einbaukante verwendet.
• Merkmale, Erläuterungen und Vorteile, welche in Bezug auf einen der beschriebenen Aspekte oder in Bezug auf eine der beschriebenen Ausführungsformen beschrieben sind, sind auf die anderen Aspekte oder Ausführungsformen übertragbar oder mit diesen kombinierbar. Der beschriebene Straßenfertiger kann zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens oder zur Durchführung der beschriebenen Verwendung geeignet, ausgelegt und/oder konfiguriert sein. Das beschriebene Verfahren oder die beschriebene Verwendung können anhand des beschriebenen Straßenfertigers durchführbar sein oder durchgeführt werden. Das Verfahren kann die Verwendung umfassen. Die Verwendung kann das Verfahren umfassen.
• Im Folgenden werden Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.
• Figur 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Straßenfertigers gemäß einer Ausführungsform.
• Figur 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf den Straßenfertiger gemäß der Ausführungsform während einer Einbaufahrt.
• Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Datenregisters des Datenspeichers gemäß einer Ausführungsform.
• In Figur 1 ist ein Straßenfertiger 1 gemäß einer Ausführungsform dargestellt. Der Straßenfertiger 1 umfasst ein Zugfahrzeug 3 und eine bezüglich einer Einbaufahrtrichtung 5 hinter dem Zugfahrzeug 3 hergezogene Einbaubohle 7 zum Verdichten von Einbaugut. In Einbaufahrtrichtung 5 vorne umfasst der Straßenfertiger 1 einen Gutbunker 9 zur Aufnahme von Einbaugut. Einbaugut aus dem Gutbunker 9 wird während einer Einbaufahrt der Einbaubohle 7 vorgelegt und von der Einbaubohle 7 verdichtet. Der Straßenfertiger 1 umfasst einen Hauptbedienstand 11, welcher einen Platz für eine Bedienperson bereitstellt und Bedieneinrichtungen 13 zum Steuern verschiedener Funktionen des Straßenfertigers 1 aufweist.
• Figur 2 zeigt den Straßenfertiger 1 in Draufsicht während einer Einbaufahrt beim Einbau einer Belagsbahn 15. Die Einbaubohle 7 umfasst eine Hauptbohle 17 und auf beiden lateralen Seiten der Hauptbohle 17 jeweils einen Ausziehteil 19, also einen entlang der Einbaufahrtrichtung 5 gesehen linken Ausziehteil 19 und einen entlang der Einbaufahrtrichtung 5 gesehen rechten Ausziehteil 19. Die Ausziehteile 19 können mittels eines dem jeweiligen Ausziehteil 19 zugeordneten Antriebs 23 in Bezug auf die Hauptbohle 17 entlang einer senkrecht zu der Einbaufahrtrichtung 5 stehenden Seitenrichtung 25 ausgefahren oder eingefahren werden, um die Einbaubreite auf der jeweiligen Seite zu verändern. Die Antriebe 23 können jeweils einen Motor 27 und einen Positionssensor 31 umfassen. Der Motor 27 kann beispielsweise als hydraulischer Motor oder als Elektromotor ausgebildet sein. Der Positionssensor 31 kann eine momentane Ausfahrposition des jeweiligen Ausziehteils 19 der Einbaubohle 7 bestimmen.
• Eine Steuerung 35 des Straßenfertigers 1 kann den Antrieben 23 jeweils einen Sollwert für eine seitliche Ausfahrposition des zugeordneten Ausziehteils 19 übermitteln. Der Antrieb 23 kann basierend auf der durch den Sensor 31 bestimmten momentanen Ausfahrposition des Ausziehteils 19 die Ausfahrposition des jeweiligen Ausziehteils 19 mittels des Motors 27 auf den Sollwert einstellen.
• In der dargestellten Ausführungsform wird die Belagsbahn 15 zwischen entlang der Seitenrichtung 25 gegenüberliegenden Einbaukanten 37 eingebaut. Während der Einbaufahrt werden die seitlichen Ausfahrpositionen der Einbaubohle 7 auf beiden Seiten laufend angepasst, um einen gewünschten seitlichen Abstand zwischen der Hinterkante 41 der Einbaubohle 7 und der jeweiligen Einbaukante 37 einzustellen. Der gewünschte seitliche Abstand kann auf beiden Seiten gleich sein oder auf der linken Seite anders als auf der rechten Seite. In der dargestellten Ausführungsform beträgt der gewünschte seitliche Abstand 43 auf der in Einbaufahrtrichtung 5 linken Seite zumindest im Wesentlichen 0, sodass die Belagsbahn 15 bis an die linke Einbaukante 37 heran eingebaut wird. In der dargestellten Ausführungsform beträgt der gewünschte seitliche Abstand 43 auf der rechten Seite einen Wert größer 0, beispielsweise einen Wert größer 2 cm, oder größer 5 cm, oder größer 10 cm, sodass die Belagsbahn 15 auf der rechten Seite nicht bis ganz an die Einbaukante 43 heranreicht.
• Auf beiden lateralen Seiten ist jeweils vor der Hinterkante 41 der Einbaubohle 7 ein Kantensensor 47 vorgesehen. Der Kantensensor 47 kann beispielsweise an einem Seitenblech 51 des auf der jeweiligen Seite gelegenen Ausziehteils 19 angebracht sein. Der Kantensensor 47 erfasst jeweils einen Abstand zwischen dem Kantensensor 47 und der zugeordneten Einbaukante 37 entlang der Seitenrichtung 25.
• Während der Einbaufahrt werden die Einbaukanten 37 durch den jeweiligen Kantensensor 47 periodisch durch Messen des Abstands zwischen dem Kantensensor 47 entlang der Seitenrichtung 25 zu der jeweiligen Einbaukante 37 erfasst. Die so erfassten Positionen von Punkten der Einbaukanten 37 werden in einem Datenregister 57 eines Datenspeichers 58 des Straßenfertigers 1 abgespeichert und zur Steuerung einer seitlichen Ausfahrposition des jeweiligen Ausziehteils 19 herangezogen. Der Übersichtlichkeit halber ist im Folgenden lediglich das Vorgehen in Bezug auf eines der beiden Ausziehteile 19 beschrieben. Für das andere Ausziehteil 19 kann identisch vorgegangen werden. Alternativ kann das andere Ausziehteil auf eine andere Art gesteuert werden, beispielsweise manuell durch einen Bediener. Es kann auch lediglich ein Ausziehteil 19 vorgesehen sein.
• Vorzugsweise werden die erfassten Positionen von Punkten der Einbaukante 37 jeweils in Form von zweidimensionalen Ortsvektoren in einem fertigerfesten Koordinatensystem abgespeichert. In der dargestellten Ausführungsform ist das fertigerfeste Koordinatensystem so gewählt, dass es seinen Ursprung in einem theoretischen Drehpunkt 59 der Zugmaschine 3 hat und eine in Einbaufahrtrichtung 5 weisende x-Achse sowie eine entlang der Seitenrichtung 55 nach links weisende y-Achse aufgespannt wird, wobei die beiden Achsen x, y zueinander senkrecht stehen. Das fertigerfeste Koordinatensystem kann aber auch anders gewählt werden.
• In der dargestellten Ausführungsform ergibt sich für einen durch den rechten Kantensensor 47 zu einem Zeitindex t erfasste Position eines Punkts der rechten Einbaukante 37 folgender Ortsvektor: (x_t, y_t) = (-a, -(b_t+m_t)). Hierbei ist a der Abstand zwischen dem theoretischen Drehpunkt 59 der Zugmaschine 3 und der Montageposition des rechten Kantensensors 47 parallel zu der Einbaufahrtrichtung 5, also ein bekannter fester Wert. b_t ist der aktuelle Abstand zwischen der Montageposition des rechten Kantensensors 47 und dem theoretischen Drehpunkt 59 der Zugmaschine 3 parallel zu der Seitenrichtung 25 und ist durch den Streckenmesser 31 und die bekannte Montageposition des Kantensensors 47 an dem Seitenschild 51 bekannt. m_t ist der aktuell von dem rechten Kantensensor 47 gemessene Abstand zwischen dem rechten Kantensensor 47 und der rechten Einbaukante 37 entlang der Seitenrichtung 55.
• Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung des Datenregisters 57. In der ersten Spalte 56 ist der Zeitindex t angegeben, welchem die in der jeweiligen Zeile dargestellten gespeicherten Koordinaten zugeordnet sind. Beispielsweise kann der Zeitindex 1 die zuletzt gemachte Messung darstellen und die nachfolgenden Zeitindizes fortlaufend weiter in der Vergangenheit liegende Messwerte darstellen. Die Spalte 61 enthält in dem fertigerfesten Koordinatensystem die x-Koordinate des zu dem jeweiligen Zeitindex erfassten Punkts der rechten Einbaukante 37. Die Spalte 63 enthält in dem fertigerfesten Koordinatensystem die y-Koordinate des zu dem jeweiligen Zeitindex erfassten Punkts der rechten Einbaukante 37.
• Wenn zu einem aktuellen Zeitindex erfasste Koordinaten eines Punktes der Einbaukante 37 in das Datenregister 57 gespeichert werden, werden diese in dem momentan aktuellen fertigerfesten Koordinatensystem abgespeichert. Zudem werden die bereits in dem Datenregister 57 vorhandenen Koordinaten in das aktuelle fertigerfeste Koordinatensystem umgerechnet, sodass sämtliche Informationen in dem Datenregister 57 immer in dem aktuellen fertigerfesten Koordinatensystem vorliegen.
• Für das Umrechnen der in dem Datenregister 57 gespeicherten Koordinaten in das jeweils aktuelle fertigerfeste Koordinatensystem werden während der Einbaufahrt Informationen über Lageveränderungen und Positionsveränderungen des Straßenfertigers 1 ermittelt und für das Aktualisieren der gespeicherten Koordinaten verwendet. Insbesondere werden eine mittlere Fahrgeschwindigkeit v des Straßenfertigers 1 seit dem letzten Zeitindex und eine mittlere Drehrate ω des Straßenfertigers 1 seit dem letzten Zeitindex ermittelt und für das Aktualisieren der gespeicherten Koordinaten verwendet.
• In der dargestellten Ausführungsform ermittelt die Steuerung 35 die Informationen über Lageveränderungen und Positionsveränderungen des Straßenfertigers 1, insbesondere die mittlere Fahrgeschwindigkeit v des Straßenfertigers 1 seit dem letzten Zeitindex und die mittlere Drehrate ω des Straßenfertigers 1 seit dem letzten Zeitindex, basierend auf Ausgaben von zwei an (unterschiedlichen) bekannten Positionen des Straßenfertigers 1 angebrachten GNSS-Empfängern 60. Alternativ kann die Steuerung 35 die Informationen über Lageveränderungen und Positionsveränderungen des Straßenfertigers 1, insbesondere die mittlere Fahrgeschwindigkeit v des Straßenfertigers 1 seit dem letzten Zeitindex und die mittlere Drehrate ω des Straßenfertigers 1 seit dem letzten Zeitindex, aus Drehzahlen eines linken Kettentriebs und eines rechten Kettentriebs des Straßenfertigers 1 bestimmen. Zur Erhöhung einer Genauigkeit können auch basierend auf den GNSS-Empfängern 60 ermittelte Informationen und basierend auf den Drehzahlen der Kettentriebe ermittelte Informationen fusioniert werden, beispielweise mittels eines Kalman-Filters.
• Zum Zeitpunkt eines aktuellen Erfassens einer Position der Einbaukante 37 sind die in dem Datenregister 57 gespeicherten Koordinatenpaare in dem bei dem vorausgehenden, letzten Erfassen einer Position der Einbaukante 37 aktuellen, jetzt aber veralteten, fertigerfesten Koordinatensystem dargestellt. Für die Umrechnung der gespeicherten Koordinaten aus dem veralteten fertigerfesten Koordinatensystem in das nun aktuelle fertigerfeste Koordinatensystem ergeben sich folgende Formeln: $${\mathrm{x}}_{\mathrm{t}\mathrm{,neu}}={\mathrm{x}}_{\mathrm{t}\mathrm{,alt}}*\cos \left(\mathrm{\omega }*\mathrm{\Delta t}\right)+{\mathrm{y}}_{\mathrm{t}\mathrm{,alt}}*\sin \left(\mathrm{\omega }*\mathrm{\Delta t}\right)-\mathrm{v}*\mathrm{\Delta t}$$ $${\mathrm{y}}_{\mathrm{t}\mathrm{,neu}}={\mathrm{y}}_{\mathrm{t}\mathrm{,alt}}*\cos \left(\mathrm{\omega }*\mathrm{\Delta t}\right)-{\mathrm{x}}_{\mathrm{t}\mathrm{,alt}}*\sin \left(\mathrm{\omega }*\mathrm{\Delta t}\right)$$

(xt,alt, yt,alt):

Koordinatenpaar in veraltetem fertigerfesten Koordinatensystem

(xt,neu, yt,neu):

Koordinatenpaar in veraltetem fertigerfesten Koordinatensystem

Δt:

Zeitabstand zwischen vorausgehendem, letzten Erfassen einer Position der Einbaukante 37 und aktuellem Erfassen einer Position der Einbaukante 37

ω:

Mittlere Drehrate des Straßenfertigers 1 um den theoretischen Drehpunkt 59 zwischen vorausgehendem, letzten Erfassen einer Position der Einbaukante 37 und aktuellem Erfassen einer Position der Einbaukante 37

v:

Mittlere Fahrgeschwindikeit des Straßenfertigers 1 zwischen vorausgehendem, letzten Erfassen einer Position der Einbaukante 37 und aktuellem Erfassen einer Position der Einbaukante 37

• Durch das periodische Umrechnen liegen die gespeicherten Koordinatenpaare während der Einbaufahrt immer indem aktuellen fertigerfesten Koordinatensystem vor und sind so für ein Einstellen einer Ausfahrposition des Ausziehteils 19 direkt verwendbar.
• Die Steuerung 35 passt während der Einbaufahrt die Ausfahrpositionen des Ausziehteils 19 der Einbaubohle 7 periodisch basierend auf den in dem Datenregister 57 gespeicherten Daten und damit basierend auf dem Verlauf der Einbaukante 37 an. Die Steuerung 35 wählt aus dem Datenregister 57 einen Koordinatensatz (x_t,, y_t,) aus, welcher zum aktuellen Zeitpunkt eine Situation auf Höhe der Hinterkante 41 der Einbaubohle 7 angibt. Beispielsweise kann die Steuerung 35 den Koordinatensatz auswählen, der von denjenigen gespeicherten Koordinatensätzen den kleinsten Zeitindex hat, die im aktuellen Koordinatensystem die Bedingung x_t ≤ -c erfüllen, wobei c der feste Abstand der Bohlenhinterkante 41 von dem theoretischen Drehpunkt 59 der Zugmaschine 3 parallel zu der Einbaufahrtrichtung 5 ist.
• Der ausgewählte Koordinatensatz wird dann zur Steuerung der Ausfahrposition des Ausziehteils 19 herangezogen, sodass das Seitenschild 51 des Ausziehteils 19 durch geeignetes Betätigen des Antriebs 23 auf den gewünschten seitlichen Abstand 43 zwischen der Hinterkante 41 der Einbaubohle 7 und der Einbaukante 37 eingestellt wird.

Claims (15)

1. Verfahren zum Betrieb eines Straßenfertigers (1) mit einer seitlich ausfahrbaren Einbaubohle (7), umfassend:

   Durchführen einer Einbaufahrt mit dem Straßenfertiger (1) entlang eines Einbaupfades, welcher sich entlang einer Einbaukante (37) erstreckt;

   wobei während der Einbaufahrt mit einem an dem Straßenfertiger (1) befestigten Kantensensor (47) die Einbaukante (37) an einer in Einbaufahrtrichtung (5) vor einer Hinterkante (41) der Einbaubohle (7) gelegenen Position erfasst wird;

   wobei während der Einbaufahrt basierend auf der Erfassung der Einbaukante (37) Daten abgespeichert werden, aus welchen während der Einbaufahrt ein Verlauf der Einbaukante (37) in einem aktuellen fertigerfesten Koordinatensystem rekonstruierbar ist; und

   wobei während der Einbaufahrt eine seitliche Ausfahrposition der Einbaubohle (7) anhand der gespeicherten Daten auf einen gewünschten seitlichen Abstand (43) zwischen der Hinterkante (41) der Einbaubohle (7) und der Einbaukante (37) eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Abspeichern der Daten umfasst, dass durch den Kantensensor (47) erfasste Positionen von Punkten der Einbaukante (37) abgespeichert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die durch den Kantensensor (47) erfassten Positionen von Punkten der Einbaukante (37) jeweils in Form eines zweidimensionalen Ortsvektors abgespeichert werden.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Abspeichern der Daten umfasst, dass durch den Kantensensor (47) erfasste Positionen von Punkten der Einbaukante (37) jeweils als Koordinaten in einem fertigerfesten Koordinatensystem abgespeichert werden.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Abspeichern der Daten umfasst, dass durch den Kantensensor (47) erfasste Positionen von Punkten der Einbaukante (37) jeweils zunächst als Koordinaten in einem zum Zeitpunkt der Erfassung der jeweiligen Position aktuellen fertigerfesten Koordinatensystem abgespeichert werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Abspeichern der Daten umfasst, dass die gespeicherten Koordinaten im Verlauf der Einbaufahrt aktualisiert werden, indem die gespeicherten Koordinaten in ein nach einem Weiterbewegen des Straßenfertigers (1) aktuelles fertigerfestes Koordinatensystem umgerechnet werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei während der Einbaufahrt Informationen über Lageveränderungen und Positionsveränderungen des Straßenfertigers (1) ermittelt werden und für das Aktualisieren der gespeicherten Koordinaten verwendet werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Informationen über Lageveränderungen und Positionsveränderungen des Straßenfertigers (1) aus Drehzahlen eines linken Kettentriebs und eines rechten Kettentriebs des Straßenfertigers (1) bestimmt werden oder aus Positionsdaten zumindest eines an dem Straßenfertiger (1) vorgesehenen GNSS-Empfängers (60) bestimmt werden.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei während der Einbaufahrt jeweils zumindest die letzten 3, oder zumindest die letzten 5, oder zumindest die letzten 10, oder zumindest die letzten 15 durch den Kantensensor (47) erfassten Positionen von Punkten der Einbaukante (37) abrufbar abgespeichert sind.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Einstellen der seitlichen Ausfahrposition umfasst, dass eine der abgespeicherten Positionen von Punkten der Einbaukante (37) ausgewählt und zur Bestimmung eines Sollwerts für seitliche Ausfahrposition der Einbaubohle (7) herangezogen wird.
11. Straßenfertiger (1), umfassend:

    eine seitlich ausfahrbare Einbaubohle (7);

    einen Kantensensor (47), welcher dazu konfiguriert ist, während einer Einbaufahrt eine Einbaukante an einer in Einbaufahrtrichtung vor einer Hinterkante (41) der Einbaubohle (7) gelegenen Position zu erfassen;

    eine Steuerung (35); und

    einen Datenspeicher (58);

    wobei die Steuerung (35) dazu konfiguriert ist, während der Einbaufahrt basierend auf der Erfassung der Einbaukante (37) in dem Datenspeicher (58) Daten abzuspeichern, aus welchen während der Einbaufahrt ein Verlauf der Einbaukante (37) in einem aktuellen fertigerfesten Koordinatensystem rekonstruierbar ist; und

    wobei die Steuerung (35) dazu konfiguriert ist, während der Einbaufahrt eine seitliche Ausfahrposition der Einbaubohle (7) anhand der gespeicherten Daten auf einen gewünschten seitlichen Abstand (43) zwischen der Hinterkante (41) der Einbaubohle (7) und der Einbaukante (37) einzustellen.
12. Straßenfertiger nach Anspruch 11, wobei der Kantensensor (47) dazu konfiguriert ist, einen Abstand zwischen einer Position des Kantensensors (47) an dem Straßenfertiger (1) und der Einbaukante (37) entlang einer zu der Einbaufahrtrichtung (5) senkrechten Seitenrichtung (25) zu erfassen.
13. Straßenfertiger nach Anspruch 11 oder 12, wobei der Datenspeicher (58) ein Datenregister (57) umfasst, und wobei die Steuerung (35) dazu konfiguriert ist, während der Einbaufahrt von dem Kantensensor (47) nacheinander erfasste Positionen der Einbaukante (37) in Form von Koordinaten in dem Datenregister (57) zu speichern.
14. Straßenfertiger nach Anspruch 13, wobei die Steuerung (35) dazu konfiguriert ist, die gespeicherten Koordinaten im Verlauf der Einbaufahrt periodisch durch Umrechnen in ein nach einem Weiterbewegen des Straßenfertigers (1) jeweils aktuelles fertigerfestes Koordinatensystem zu aktualisieren.
15. Verwendung eines Datenregisters (57), in welchem während einer Einbaufahrt eines Straßenfertigers (1) vor einer Hinterkante (41) einer Einbaubohle (7) des Straßenfertigers (1) nacheinander erfasste Positionen von Punkten einer Einbaukante (37) abgespeichert sind, zum Einstellen einer seitlichen Ausfahrposition der Einbaubohle (7) auf einen gewünschten seitlichen Abstand (43) zwischen der Hinterkante (41) der Einbaubohle (7) und der Einbaukante (37).