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CN107109809A - 自驱动建筑机械以及用于操作自驱动建筑机械的方法 - Google Patents

自驱动建筑机械以及用于操作自驱动建筑机械的方法 Download PDF

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CN107109809A CN201580070469.5A CN201580070469A CN107109809A CN 107109809 A CN107109809 A CN 107109809A CN 201580070469 A CN201580070469 A CN 201580070469A CN 107109809 A CN107109809 A CN 107109809A
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Abstract

本发明涉及一种自驱动建筑机械，尤其是道路铣刨机、再生机、路拌机或露天采矿机，包括机架(2)，其由具有车轮或行驶单元(1A,1B)的底盘(1)支撑。铣刨鼓(4)布置在机架上。车轮或行驶单元(1A,1B)和铣刨鼓(4)由驱动单元(8)驱动。此外，建筑机械包括用于控制驱动单元(8)的控制单元(19)和用于检测作为铣刨鼓(4)操作状态特征的至少一个测量变量(M(t))的信号捕集单元(18)。该建筑机械的特征在于铣刨鼓(4)的转速基于作为铣刨鼓临界操作状态特征的至少一个测量变量(M(t))适配于建筑机械的操作条件，以使得铣刨鼓在非临界操作状态下操作。铣刨鼓转速的适配控制允许建筑机械相对于铣刨鼓转速在最优操作点操作。

Description

自驱动建筑机械以及用于操作自驱动建筑机械的方法
技术领域
本发明涉及自驱动建筑机械，尤其是道路铣刨机、再生机、路拌机或露天采矿机，其包括由具有车轮或履带的底盘支撑的机架。
背景技术
在道路建筑中，使用具有不同设计的自驱动建筑机械。这些机械包括已知的道路铣刨机、再生机或路拌机。使用已知的道路铣刨机，可移除道路表面的现有道路层，并且可使用已知的再生机恢复现有的路面。已知的路拌机用于制备道路建筑的基础。此外，称为露天采矿机的机械已知也是自驱动建筑机械，借助于其可采煤或采石。
上述自驱动建筑机械包括旋转铣刨鼓或旋转铣刨/混合转子或切削辊，其配备有合适的铣刨或切削刀具。在下文中，已知建筑机械的铣刨鼓、铣刨/混合转子或切削辊将被称为铣刨鼓。
为了驱动车轮或履带和铣刨鼓，已知的建筑机械包括驱动单元。驱动力通常通过单独的传动系从驱动发动机传递到车轮或履带和铣刨鼓，每个传动系各自具有它们自身的传动系统。
此外，已知的建筑机械包括控制单元，通过该控制单元控制驱动单元。控制单元控制驱动单元以使得建筑机械以特定行进速度移动，并且铣刨鼓可以特定转速旋转。
在各种情况下，机械操作者可基于操作条件将建筑机械的行进速度和铣刨鼓的转速规定在一定限度内。通常情况下，铣刨鼓的转速由驱动单元的驱动发动机的转速决定，因此可通过调节发动机的转速来控制铣刨鼓的转速。此外，还可设置成通过传动机构步进地或连续地调节铣刨鼓的转速，或者以液压或电动方式驱动铣刨鼓，其结果是铣刨鼓的转速可在宽范围内连续调节。为了设定行进速度和铣刨鼓的转速，已知的建筑机械包括输入单元。通过输入单元，机械操作者通常可选择他认为适合于该项目的铣刨鼓的不同转速。
在实践中，目标是以尽可能高的行进速度操作建筑机械，以使得建筑机械的性能尽可能高。然而，行进速度的增加此外还受到驱动单元的最大功率的限制，该驱动单元不仅用于驱动建筑机械的车轮或履带，而且驱动铣刨鼓。此外，内燃发动机的燃料消耗在预先设定行进速度时也起到作用。在实践中，已经表明铣刨鼓的转速对于铣刨或切削过程的质量以及铣刨鼓的铣刨刀具的磨损是决定性的。铣刨鼓的转速还影响燃料消耗和用于冷却铣刨刀头的冷却剂的消耗。
在实践中，对于铣刨鼓而言，寻求尽可能低的转速。铣刨鼓的低转速有利地导致铣刨材料中细粉的较低比例，从而还减少粉尘污染。在铣刨鼓的转速较低的情况下，铣刨刀头经受较少的磨损。此外，铣刨鼓转速的降低还导致节省燃料和冷却剂。然而，在实践中，铣刨鼓转速的降低受到限制。如果转速过低，则会导致铣刨鼓的动能不再足以有效地加工材料的问题。于是铣刨鼓以不圆和颠簸的路线操作，其此外具体表现为整个建筑机械振动到机械摇摆的程度，这可能导致机械的损坏。此外，由于铣刨鼓的颠簸路线，工作质量也受到损害，并且铣刨纹理中可能会出现规则性。在极端情况下，当动能不足时，铣刨鼓可能会停下来。该临界操作状态不仅取决于铣刨鼓的转速，而且还取决于建筑机械的行进速度、待加工材料的性质和建筑机械的重量。此外，作用于材料的环境条件也可能是决定性的。例如，沥青在较高的温度下比在低温下软，因此更容易铣刨。因此，例如，在温度较高的日子，当材料相同时，可使用比较冷的日子更低的铣刨鼓转速。因此，由于铣刨过程中的不同影响因素，并不总是能够预先确定铣刨鼓的最优转速，在该最优转速下确保磨损尽可能少，且对于建筑机械在尽可能远的行进距离上具有最优铣刨纹理，但是防止鼓的临界操作状态的出现。
现有技术中已知的所有建筑机械的特征在于，为了防止由于过大的负载导致的铣刨鼓的临界操作状态，降低建筑机械的行进速度。结果，如果不能避免临界操作状态，则不必要地降低机械的性能。在已知的建筑机械中，铣刨鼓上的负载的增加导致行进速度的降低，而保持铣刨鼓的转速。在这种情况下，为了在所有操作条件下防止出现临界操作状态，铣刨鼓的转速经常被预先设定得过高。
EP 2 354 310 A2(US 8,128,177 B2)通过基于作用于铣刨鼓上的反作用力调节驱动来处理道路铣刨机的不期望的行进运动的问题。为了检测所述反作用力，提出各种传感器，特别是用于测量各个机械部件(特别是铣刨鼓)变形的传感器，或用于测量液压系统中压力的传感器，所述压力例如是用于调节机架高度的升降缸中的液压。如果由传感器检测到的测量变量超过临界值，则降低建筑机械的行进速度。但是，保持铣刨鼓的转速。
其中基于作为建筑机械操作状态特征的参数来调节行进速度的道路铣刨机也可从US 6,921,230 B2中获知。
WO 03/064770 A1描述了一种道路铣刨机，其包括用于检测铣刨鼓操作状态的传感器。除了用于检测操作状态的应变测量带之外，还提出一种信号接收单元，其检测机械部件上的振动。测量铣刨鼓的振动以确定铣刨鼓的磨损状态。在这种情况下，假设由新的铣刨刀头引起的振动与磨损的铣刨刀头的振动在振幅和/或频率上不同。
US 2008/0173740 A1公开了以如此的方式调节道路铣刨机的行进速度和铣刨鼓的转速，以使得在行进速度和铣刨鼓的转速之间存在预先设定比率。
最后，DE 102 13 017 A1描述了一种用于优化道路铣刨机中的铣刨过程的方法，其中识别出代表铣刨鼓性能的特征值，以便控制用于铣刨刀具的冷却剂的量。
在操作开始时，机械操作者必须预先设定建筑机械的特定行进速度和铣刨鼓的特定转速。然而，关于上述条件，在实践中预先设定行进速度和铣刨鼓的转速需要来自机械操作者的更多关注。在实践中，出于安全原因或方便起见，机械操作者可能简单地将铣刨鼓的转速预先设定成被选择为高于必要的转速。这导致了上述缺点。
发明内容
本发明所解决的问题在于提供一种自驱动建筑机械，其能够在不同操作条件下高效率地可靠地操作。本发明所解决的的另一个问题是提出一种操作自驱动建筑机械的方法，通过其可在不同的操作条件下高效率地可靠地操作自驱动建筑机械。
根据本发明，通过独立权利要求的特征来解决这些问题。从属权利要求涉及本发明的有利实施例。
根据本发明的自驱动建筑机械，尤其是道路铣刨机、再生机、路拌机或露天采矿机，包括机架，其由具有车轮或履带的底盘支撑。铣刨鼓布置在机架上。车轮或履带和铣刨鼓由驱动单元驱动。驱动单元可以是下述装置，其包括例如内燃发动机，特别是柴油发动机，以及例如用于将驱动力从内燃发动机传递到车轮或履带以及铣刨鼓的两个传动系。两个独立的传动系可包括它们自身的传动机构，因此车轮或履带可独立于铣刨鼓运动。驱动单元还可包括用于驱动建筑机械的其它单元的液压机构，例如用于调节机架高度的液压升降装置。驱动单元也被理解为包括多个驱动组合件的布置，驱动组合件例如用于车轮或履带的分离的驱动组合件以及铣刨鼓的驱动器。
此外，建筑机械包括用于控制驱动单元的控制单元和用于检测作为铣刨鼓操作状态特征的至少一个测量变量的信号接收单元。
根据本发明的建筑机械的特征在于，所述控制单元配置成使得铣刨鼓的转速基于作为铣刨鼓临界操作状态特征的至少一个测量变量而适配于建筑机械的操作条件，以使得铣刨鼓在非临界操作状态下操作。
建筑机械的操作条件可以是预先设定的参数，例如行进速度或铣刨深度。这些参数在建筑机械操作期间可以是恒定的，或者也可以改变。建筑机械的行进速度对于适配铣刨鼓的转速特别重要。使铣刨鼓的转速与之适配的行进速度可以是机械操作者预先设定的行进速度，机械操作者在建筑机械的操作过程中可以改变该行进速度。但是，行进速度也可由建筑机械的开环控制装置或闭环控制装置预先设定。在适配铣刨鼓的转速期间，行进速度不需要是恒定的，而是还可由于机械操作者的预先设定或者开环或闭环控制而改变。重要的是，行进速度以开环或闭环方式控制，不是基于作为铣刨鼓操作状态特征的变量进行控制，而是基于其它变量进行控制，如果完全可以对行进速度进行任何闭环或开环控制的话。
而在现有技术中，铣刨鼓的具体转速是预先设定的，例如是基于驱动单元的最优操作点而预先设定的，并如果由于出现过载状态而造成建筑机械的行进速度降低，则根据本发明的建筑机械提供对铣刨鼓转速的适应性开环或闭环控制。为了检测临界操作状态，可以评估一个或多个特征测量变量。在这种情况下，可以使用各种评估算法。根据本发明的开环控制的这种根本不同的功能原理相比现有技术具有以下优点。
铣刨鼓转速的适应性开环控制允许建筑机械相对于铣刨鼓转速在最优操作点进行操作。铣刨鼓的转速不需要预先设定为事先被认为是最优的特定值，而是自动适配建筑机械的操作条件，而不会有铣刨鼓进入临界操作状态的风险。在所述开环控制的情况下，行进速度不受所述开环控制的影响，即使行进速度也可由于另一个开环或闭环控制或机械操作者的预先设定而改变。建筑机械的性能由此至少不会降低。因此，建筑机械可以尽可能低的铣刨鼓转速操作。这导致铣刨刀具的低磨损和较低的燃料和冷却剂消耗。铣刨鼓转速的适配可当定位建筑机械时在铣刨操作开始时进行，使得铣刨操作可在铣刨鼓的最优转速下进行，或者可在铣刨操作过程中响应于变化的操作条件而进行。
本发明的一个优选实施例设置成使得控制单元配置成使得如果作为铣刨鼓操作状态特征的至少一个测量变量超过临界极限值，则铣刨鼓的转速增加，使得铣刨鼓在非临界操作状态下操作。在这种情况下，铣刨鼓的转速可按照预先设定的值步进地或者连续地增加，直到作为铣刨鼓操作状态特征的至少一个测量变量低于临界极限值的量为预先设定的公差值。
通过开环控制，在开始操作之前，机械操作者可为铣刨鼓的转速预先设定尽可能低的任何所需值，而不用担心临界操作状态的出现。然而，该值也可以是由开环控制已经确定的并且不需要由机械操作者预先设定的值。根据本发明的开环控制则确保为了铣刨操作而自动设定尽可能低的铣刨鼓转速。铣刨鼓的转速被设定为一定的值，在该值下作为铣刨鼓操作状态特征的至少一个测量变量下降到临界极限值以下的量为预先设定的公差值。所述公差值也可以为零。临界极限值也可以为零。在最简单的情况下，假设如果特征测量变量为零(即不能被检测或测量到)，则铣刨鼓处于稳定的操作状态下，而如果特征测量变量大于零(即可被测量到)，则操作状态不稳定。然而，考虑公差值是有利的。
对于相反的情况，其中过高的铣刨鼓转速预先设定为起始值，该速度高于出现临界操作状态的值，也发生铣刨鼓转速的适配，因为铣刨鼓的转速是从过高的值开始步进地或连续地减小，只要作为铣刨鼓操作状态特征的至少一个测量变量仍然低于临界极限值即可，使得可选地考虑到公差值，铣刨鼓仍然在非临界操作状态下操作。
为了由机械操作者输入铣刨鼓的转速，优选地提供输入单元，通过该输入单元，机械操作者可例如从多个预先设定值中选择预先设定值。
一个特别优选的实施例设置成使得控制单元配置成使得在适配转速以便在非临界操作状态下操作铣刨鼓之后，降低铣刨鼓的转速，并在转速降低之后，执行检查以便确定作为铣刨鼓操作状态特征的至少一个测量变量是否仍然低于临界极限值的量为预先设定的公差值。在转速降低之后，当作为铣刨鼓操作状态特征的至少一个测量变量低于临界极限值的量为预先设定的公差值时，保持降低的转速。否则，转速再次增加。铣刨鼓转速的持续适配可在特定的时间间隔内或在完成特定的线路之后进行。铣刨鼓转速的适配也可以在所关注的操作条件(例如行进速度或铣刨深度)已经改变的时间点发生。然而，如果假设操作条件没有显著改变，或者根本没有改变，例如待铣刨的道路表面基本具有相同的材料性质，并且行进和铣刨深度保持基本恒定，则另外的适配将是不必要的。
本发明的一个方面在于干预机械的控制，以便在建筑机械的操作过程中在事先为最优操作点的操作点处在操作条件或工作条件改变之后复位最优操作点。控制单元优选地提供目标值控制模式，其中建筑机械以特定行进速度移动，并且铣刨鼓以特定转速旋转。所述行进速度可以是手动预先设定或通过开环或闭环控制预先设定的速度，并且其可以是恒定的或也可以改变。此外，控制单元提供适配控制模式，其中建筑机械以行进速度移动，并且铣刨鼓以转速旋转，该转速适配为使得铣刨鼓在非临界操作状态下操作。控制单元配置成使得所述控制单元基于作为铣刨鼓临界操作状态特征的至少一个测量变量从目标值控制模式转变到适配控制模式。以这种方式，如果操作条件已经改变，则确保铣刨鼓的转速独立于任何其它已经存在的行进速度的开环或闭环控制进行适配。在适配控制模式中，如果待加工的材料变得较硬并且铣刨鼓上的负载变得较大，则铣刨鼓的转速例如高于先前设定的转速。
对于根据本发明的开环控制，如何检测作为铣刨鼓临界操作状态特征的测量变量基本上是不重要的。
为了检测临界操作状态，优选实施例提供一种信号接收单元，其包括用于检测振动或冲击的至少一个传感器。为此目的，在这种情况下使用的传感器可以检测例如路径、速度或加速度。在这种情况下，假设在临界操作状态下，铣刨鼓受到或引起传递到机架的振动或冲击。基本上可以在建筑机械的所有部件上检测到所述振动或冲击。这还包括已知的道路铣刨机的边缘保护器或剥离器，其在铣刨鼓的临界操作状态下可以抖动的方式上下移动。因此，为了检测边缘保护器或剥离器的高度，已经存在的任何传感器被用作检测振动或冲击的传感器。也可以根据部件的变形来检测振动或冲击。在这方面，还可以使用检测例如部件应力变化的传感器。
此外，作为铣刨鼓临界操作状态特征的测量变量可以是与建筑机械的液压系统中的液压压力波动相关的测量变量。此外，驱动发动机(特别是内燃发动机)的转速的波动可通过车轮或履带的传动系中和/或铣刨鼓的传动系中的旋转部件来检测。
适用于检测特征测量变量的传感器是本领域技术人员已知的。例如，可将加速度计、应变测量带、压力传感器、角度传感器、转速传感器等布置在建筑机械的部件上。为了确认测量结果，还可评估多个相同和/或多个不同传感器的测量信号，上述传感器可布置在相同或不同的部件上。
附图说明
在下文中，将参考附图更详细地描述本发明的实施例，其中：
图1是作为自驱动建筑机械示例的道路铣刨机的侧视图；
图2是自驱动建筑机械的用于驱动履带或车轮的驱动单元和用于驱动单元的控制单元的简化示意图；
图3示出在铣刨鼓的临界操作状态出现之前和之后的作为铣刨鼓操作状态特征的测量变量；以及
图4A至图4D示出在铣刨鼓转速的开环控制的另一个实施例中的特征测量变量和铣刨鼓转速。
具体实施方式
图1示出作为自驱动建筑机械示例的道路铣刨机，其用于铣刨由沥青、混凝土等制成的道路表面。该道路铣刨机包括由底盘1支撑的机架2。铣刨机的底盘1包括前履带1A和后履带1B，它们布置在机架2在操作方向上的右侧和左侧。代替履带，也可以提供车轮。履带1A、1B固定到升降柱3A、3B上，升降柱3A、3B附接到机架2上，使得机架的高度可相对于地面进行调节。
道路铣刨机包括配备有铣刨刀具(未示出)的铣刨鼓4。铣刨鼓4在铣刨鼓壳体5内布置在机架2上在前履带1A和后部履带1B之间，该壳体在其长边上由边缘保护器6封闭，并且在后侧上由剥离器(未示出)封闭。所铣刨掉的材料由输送装置20运输出去。操作者平台7位于铣刨鼓壳体5上方的机架2上，该操作者平台包括适于机械操作者的控制面板7A。
为了驱动铣刨鼓4，铣刨机包括具有内燃发动机10的驱动单元8。除了铣刨鼓4之外，内燃发动机10还驱动履带1A、1B或车轮以及铣刨机的其它单元。
图2示出用于将驱动力从内燃发动机10传递到履带1A、1B或车轮和铣刨鼓4的两个传动系。在图2中，仅示意性表示履带或车轮。
为了向履带1A、1B传送驱动力，使用第一传动系I，而为了将驱动力传递到铣刨鼓4，使用第二传动系II。两个传动系I和II各自包括传动系统9A、9B。内燃发动机10的输出轴11借助于泵传动机构21连接到牵引驱动器12的驱动元件12A，该牵引驱动器12的输出元件12B连接到铣刨鼓4的驱动轴4A。因此，借助于牵引驱动器12驱动内燃发动机10的铣刨鼓4，借助于内燃发动机10的转速可以控制铣刨鼓4的转速n。备选地，这也可通过附加的可换挡变速器或无级变速器进行。
在铣刨机中，驱动器是液压驱动器。泵传动机构21通过轴13连接到液压泵14，该泵的体积流量基于控制信号进行调节，使得可以独立于驱动发动机的转速来控制建筑机械的行进速度。液压泵14进而通过液压管线15连接到液压发动机16，该液压发动机16驱动履带1A、1B。这种类型的驱动系统是本领域技术人员已知的。
通过控制面板7A上的输入单元17，机械操作者可设定适于建筑机械的特定行进速度。通过输入单元17，机械操作者还可以设定适于铣刨鼓4的特定转速。例如，通过开关17A，机械操作者可选择铣刨鼓的具体的转速n1、n2、n3等。除了其中可以自由地预先设定铣刨鼓转速的操作模式之外，驱动单元8的开环控制还提供一种操作模式，其中铣刨鼓的转速自动适配于建筑机械的不同操作条件。可在输入单元17上选择该适配操作模式。
建筑机械包括信号接收单元18，用于检测作为铣刨鼓4操作状态特征的至少一个测量变量。为了检测测量变量，信号接收单元18包括至少一个传感器18A，其仅在图2中对于所有传感器而言以示例的方式示意性地示出。在本实施例中，传感器18A是检测振动或冲击的加速度计。传感器可以布置在建筑机械的部件上，在铣刨鼓4的临界操作(即铣刨鼓以过低的转速操作)状态下发生的振动或冲击被传递到该部件。在本实施例中，加速度计18A固定在机架2上。然而，加速度计18A也可以布置在铣刨鼓或铣刨鼓壳体上。使用滤波单元18B从加速度计18A的测量信号中去除干扰信号，即例如由内燃发动机10或底盘1引起的振动或冲击。滤波单元18B设计为使得在幅度和/或频率上与特征测量变量不同的干扰信号被滤除。
代替加速度计，也可以提供应变传感器，通过该应变传感器测量在不稳定操作状态下发生的建筑机械部件上的变形。在本实施例中，将应变传感器固定在铣刨鼓4上。但是，也可以提供至少一个加速度计和至少一个应变传感器，可以得出结论的是当加速度计检测到振动或冲击和/或应变传感器检测到变形时操作状态不稳定。
用于驱动单元8的控制单元19包括数据处理单元(微处理器)，数据处理程序(软件)在其上操作，以便执行下述方法步骤。
在第一实施例中，在开始铣刨操作之前，机械操作者预先设定建筑机械的行进速度。当机械操作者选择适配操作模式时，控制单元19控制驱动单元8，以使得建筑机械以预定的行进速度v移动，并且铣刨鼓4以特定转速n旋转。在本实施例中，由控制单元19预先固定并且也可以由机械操作者自由地预先设定的铣刨鼓转速低于对于非临界操作状态而言所需的转速。
信号接收单元18的传感器18A检测当铣刨鼓的转速过低时发生的振动或冲击。在控制单元19中评估该特征测量变量M(t)。控制单元19步进地或连续地从预先设定值增加铣刨鼓4的转速，直到特征测量变量低于临界极限值的量为预先设定的公差值。
首先参照图3，描述一个实施例，其中假设特征测量变量的平均值在临界操作状态下为A，在非临界操作状态下理想地为0，但也可大于0，从临界操作状态到非临界操作状态状态的转变是不规律的，即测量变量以不规律的方式下降到零或大于零的值，该值被认为是非关键的。在图3中，将特征测量变量M(t)表示为时间的函数，其中在时间间隔t<t3内，铣刨鼓4以过低的转速(n1或n2)操作，以及在时间点t＝t3处或在时间间隔t>t3中，以不出现临界操作状态的转速n3操作。小于A的值，例如A/2被认为是临界极限值。铣刨鼓的转速n从预先设定值按n1、n2、n3……nn步进地增加或连续地增加。在时间点t＝t3，转速达到特征测量变量为0的值n3，即特征测量变量已经下降到低于极限值A/2的量为预先设定的公差值(A/2)。在该时间点t3，操作状态是稳定的。当测量变量大于0但小于临界极限值时(例如A/8)，也可认为是非临界操作状态。在这种情况下，公差值例如可以是A/4。从临界状态到非临界状态的转变也可以是连续的。从此时起，控制单元19将转速n3设定为铣刨鼓的目标转速。这是最优的操作点。为了提高安全性，也可将大于所检测到的转速n3的量为预定量Δn的转速(n＝n3+Δn)设定为目标转速。
在该实施例中，假设从临界状态到非临界操作状态的转变或者从非临界状态到临界操作状态的转变是不规律的。然而，所述转变也可以是连续的。于是，转变范围内的特征测量变量M(t)的平均值A将从不稳定状态连续降低至稳定状态。在这种情况下，通过选择合适的公差值，可检测铣刨鼓的转速，在这种情况下，可假设足够稳定的状态，即特征测量变量与临界极限值相差足够远。
从此时起，建筑机械以预先设定的行进速度vtarget(v目标)移动，铣刨鼓4以最优转速n3＝ntarget(n目标)旋转。如果假设操作条件保持不变(例如地面材料的材料特征不改变，铣刨深度或行程也不改变)，则针对该项目基本上可以保持铣刨鼓的所述转速。否则，可能需要修正铣刨鼓的转速。
如果铣刨深度增加，行程增加，或待铣刨的材料变得较硬，则再次检测到临界操作状态，这通过上述程序而导致铣刨鼓转速的再次增加。
然而，如果材料变得较软，则铣刨鼓的转速不再是最优的，即铣刨鼓的转速过高，并且这不是通过上述程序来识别的。在这种情况下，可以设置成使得控制单元19连续降低铣刨鼓的转速并且在每种情况下检查在降低转速后作为铣刨鼓操作状态特征的至少一个测量变量M(t)是否仍然低于临界极限值的量为预先设定的公差值。然后，当出现上述条件时，降低的转速被保持为适配或修正的目标转速。否则，转速再次增加。铣刨鼓转速的降低可步进地或连续进行，例如在经过预先设定的时间间隔之后，或者在完成预先设定的程序之后步进地或连续进行。在其它参数改变之后，铣刨鼓的转速也可以适配于改变后的参数，例如适配于改变后的行进速度或铣刨深度。
在替代实施例中，行进速度不由机械操作者预先设定，而是由可以是控制单元19一部分的开环或闭环控制装置预先设定。然而，可根据已知方法进行的对行进速度的所述开环或闭环控制不是基于作为铣刨鼓临界操作状态特征的变量进行的。根据本发明的铣刨鼓转速的适配则是独立于所述开环或闭环控制而进行。
参照图4A至图4D，描述其中为特征测量变量M(t)的有效值限定上限值和下限值的附加实施例。
图4A示出作为时间函数的传感器18A(例如加速度传感器)的带噪声输出信号。特征测量变量M(t)在传感器18A的输出信号中由各种扰动变量叠加。滤波单元18B包括带通滤波器，其仅允许频带中的信号通过，例如仅允许从0.25Hz至20Hz，特别是从0.5Hz至10Hz的频带中的信号通过。图4B示出带通滤波器的无噪声输出信号。滤波单元18B还包括用于确定带通滤波器输出信号有效值的单元。带通滤波器输出信号的有效值表示特征测量变量M(t)(图4C)。
在时间间隔A中，铣刨鼓4最初以预先设定的转速n1旋转(图4D)。示出在时间间隔A中，测量变量M(t)连续地增加，这使得可以作出出现不稳定状态的结论(图4C)。测量变量M(t)的增加可归因于变化的操作条件，例如待铣刨的道路表面的性质的变化。然而，测量变量M(t)也可由于在时间间隔A中的行进速度的增加而增加，该速度由另一个开环或闭环控制预先设定，该控制不基于对测量变量M(t)的监测。在本实施例中，在特征测量变量M(t)达到或超过上限临界极限值S1的时间点t1，铣刨鼓4的转速n从n1步进地增加到n2，以便再次达到铣刨鼓的非临界操作状态。示出由于转速的增加，测量变量M(t)下降到上限临界极限值以下。在时间间隔B中，铣刨鼓4以增加的转速n2操作，而测量变量M(t)连续下降。然而，在本实施例中，测量变量M(t)不像图3的实施例那样以不规律的方式下降到零。然而，如果测量变量M(t)不下降，而是再次达到或超过上限临界极限值S1，则转速n再次以附加步长增加到转速n3。这种步进式增加可连续进行，直到不再达到或超过上限临界极限值S1为止。因此，作为用于实现铣刨鼓非临界操作状态的修正变量的不是铣刨机的行进速度，而是铣刨鼓的转速。
图4C示出其中将铣刨鼓的转速n从n1增加到n2的情况。示出在适配铣刨鼓的转速n之后测量变量M(t)降低，直到其已经达到或低于被认为是非关键的下限值S2。如果铣刨鼓的转速已经达到或低于下限值S2，则铣刨鼓4的转速n再次减小到值n1。在随后的时间间隔C中，保持铣刨鼓的转速n1，同时测量变量M(t)再次缓慢增加，但仍保持在上限临界极限值S1以下。因此，为在预先设定的公差范围内的转速的不规律增加或连续增加或转速的降低设定上下切换点。
本发明的特定方面在于下述事实，即建筑机械的驱动单元的开环控制提供目标值控制模式，其中建筑机械可在针对特定操作条件的最优操作点操作。在该控制模式中，建筑机械以特定行进速度移动，该速度可由机械操作者或开环或闭环控制来预先设定，并且铣刨鼓4以特定转速旋转。建筑机械可从目标值控制模式转变到适配控制模式，其中在适配控制模式中，建筑机械以行进速度移动，并且铣刨鼓4的转速适配为使得铣刨鼓在非临界操作状态下操作。建筑机械的行进速度不受该开环控制的影响。驱动单元8的开环控制基于作铣刨鼓4临界操作状态特征的测量变量M(t)提供从目标值控制模式到适配控制模式的转变。因此，即使操作条件变化时，也能确保不会出现铣刨鼓的临界操作状态。例如，如果待加工的材料变得较硬，并且因此铣刨鼓的负载变得过高，则建筑机械转变到适配控制模式，其中在适配控制模式中，当行进速度保持不变时建筑机械以比适于先前较软材料的转速预先设定值更高的转速操作。如果材料再次变软，则建筑机械可以再次转变到目标值控制模式。

Claims (17)

1.自驱动建筑机械，尤其是道路铣刨机、再生机、路拌机或露天采矿机，所述自驱动建筑机械包括：
机架(2)，其由具有车轮或履带(1A,1B)的底盘(1)支撑；
铣刨鼓(4)，其布置在机架(2)上；
驱动单元(8)，其用于驱动车轮或履带(1A,1B)和铣刨鼓(4)；
控制单元(19)，其用于控制驱动单元(8)；
信号接收单元(18)，其用于检测作为铣刨鼓操作状态特征的至少一个测量变量(M(t))；
其特征在于，所述控制单元(19)配置成使得所述铣刨鼓(4)的转速基于作为铣刨鼓临界操作状态特征的至少一个测量变量(M(t))适配于建筑机械的操作条件，以使得铣刨鼓在非临界操作状态下操作。
2.根据权利要求1所述的自驱动建筑机械，其特征在于，所述控制单元(19)配置成使得如果作为铣刨鼓操作状态特征的至少一个测量变量(M(t))超过临界极限值，则铣刨鼓的转速增加，使得铣刨鼓(4)在非临界操作状态下操作。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的自驱动建筑机械，其特征在于，所述控制单元(19)配置成使得铣刨鼓(4)的转速从预先设定值步进地增加，直到作为铣刨鼓操作状态特征的至少一个测量变量(M(t))低于临界极限值的量为预先设定的公差值，或使得铣刨鼓的转速从预先设定值连续地增加，直到作为铣刨鼓操作状态特征的至少一个测量变量(M(t))低于临界极限值的量为预先设定的公差值。
4.根据权利要求3所述的自驱动建筑机械，其特征在于，所述建筑机械包括输入单元(17)，以便输入适于铣刨鼓(4)的转速的预先设定值。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的自驱动建筑机械，其特征在于，控制单元(19)配置成使得在适配铣刨鼓(4)的转速以便在非临界操作状态下操作铣刨鼓之后，降低铣刨鼓的转速，并在转速降低之后，执行检查以便确定作为铣刨鼓操作状态特征的至少一个测量变量(M(t))是否低于临界极限值的量为预先设定的公差值，在转速降低之后当作为铣刨鼓操作状态特征的至少一个测量变量低于临界极限值的量为预先设定的公差值时，保持降低的转速。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的自驱动建筑机械，其特征在于，控制单元(19)提供目标值控制模式，在目标值控制模式中，建筑机械以特定行进速度移动，并且铣刨鼓(4)以特定转速旋转，并且提供适配控制模式，在适配控制模式中，建筑机械以行进速度移动，并且铣刨鼓以转速旋转，该转速适配为使得铣刨鼓(4)在非临界操作状态下操作，控制单元(19)基于作为铣刨鼓(4)临界操作状态特征的至少一个测量变量从所述目标值控制模式转变到所述适配控制模式。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的自驱动建筑机械，其特征在于，信号接收单元(18)包括至少一个传感器(18A)，用于检测在铣刨鼓在临界操作状态下的操作过程中发生的振动或冲击。
8.根据权利要求7所述的自驱动建筑机械，其特征在于，用于检测振动或冲击的传感器(18A)是布置在建筑机械的部件上的加速度计或应变传感器。
9.根据权利要求7或8所述的自驱动建筑机械，其特征在于，用于检测振动或冲击的传感器(18A)布置在建筑机械的铣刨鼓(4)、铣刨鼓壳体(5)或机架(2)上。
10.根据权利要求1至6中的任一项所述的自驱动建筑机械，其特征在于，所述信号接收单元(18)包括至少一个压力传感器，所述压力传感器布置在所述建筑机械的液压系统中，用于测量液压压力中的波动。
11.根据权利要求1至6中中的任一项所述的自驱动建筑机械，其特征在于，所述信号接收单元(18)设计成检测所述车轮或履带的传动系中和/或铣刨鼓的传动系中的旋转部件的转速的波动。
12.一种用于操作自驱动建筑机械的方法，所述建筑机械尤其是道路铣刨机、再生机、路拌机或露天采矿机，所述自驱动建筑机械包括：
机架(2)，其由具有车轮或履带的底盘(1)支撑；
铣刨鼓(4)，其布置在机架(2)上；
其特征在于，所述铣刨鼓(4)的转速基于作为铣刨鼓临界操作状态特征的至少一个测量变量(M(t))适配于建筑机械的操作条件，以使得铣刨鼓在非临界操作状态下操作。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，如果作为铣刨鼓操作状态特征的至少一个测量变量(M(t))超过临界极限值，则铣刨鼓(4)的转速增加，使得铣刨鼓(4)在非临界操作状态下操作。
14.根据权利要求12或权利要求13所述的方法，其特征在于，铣刨鼓(4)的转速从预先设定值步进地增加，直到作为铣刨鼓操作状态特征的至少一个测量变量(M(t))低于临界极限值的量为预先设定的公差值，或铣刨鼓(4)的转速从预先设定值连续地增加，直到作为铣刨鼓操作状态特征的至少一个测量变量(M(t))低于临界极限值的量为预先设定的公差值。
15.根据权利要求12至14中的任一项所述的方法，其特征在于，在适配铣刨鼓(4)的转速以便在非临界操作状态下操作铣刨鼓之后，降低铣刨鼓的转速，并在转速降低之后，执行检查以便确定作为铣刨鼓操作状态特征的至少一个测量变量(M(t))是否低于临界极限值的量为预先设定的公差值，在转速降低之后当作为铣刨鼓操作状态特征的至少一个测量变量低于临界极限值的量为预先设定的公差值时，保持降低的转速。
16.根据权利要求12至15中的任一项所述的自驱动建筑机械，其特征在于，建筑机械能够在目标值控制模式下操作，在目标值控制模式中，建筑机械以特定行进速度移动，并且铣刨鼓(4)以特定转速旋转，并且建筑机械能够在适配控制模式下操作，在适配控制模式中，建筑机械以行进速度移动，并且铣刨鼓(4)以转速旋转，该转速适配为使得铣刨鼓(4)在非临界操作状态下操作，基于作为铣刨鼓(4)临界操作状态特征的至少一个测量变量进行从所述目标值控制模式到所述适配控制模式的转变。
17.根据权利要求12至16中的任一项所述的方法，其特征在于，作为铣刨鼓临界操作状态特征的测量变量(M(t))是与在铣刨鼓(4)在临界操作状态下的操作过程中在建筑机械的部件上发生的振动或冲击相关的测量变量，或是与在车轮或履带的传动系中和/或铣刨鼓的传动系中的旋转部件的转速的波动相关的测量变量，或是与在建筑机械的液压系统中的液压压力波动相关的测量变量。
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