技术摘要：
一种作业牵引车，包括以理论间距依次沿作业方向运动的自驱动第一车辆和其他的车辆，作业牵引车具有输出间距信号的间距监控装置，间距监控装置具有射束源和检测射束源辐射的传感器组件，车辆作为源车辆携带射束源，射束源朝作为目标车辆的另一车辆射出电磁辐射，使得辐  全部
背景技术：
这种作业牵引车由US  2018/0142427  A1、尤其由其图6得知。其中，地面加工机是 铺路机(Straβenfertiger)，下面也称为“筑路机(Fertiger)”。另一车辆是在筑路机运行期 间为筑路机装载沥青的给料机。 在已知的给料机上布置有LED光源，LED光源在竖向狭窄的、没有超过6°张角的且 沿水平大致在筑路机的宽度上延伸的射束空间中将光发射至筑路机。 由筑路机反射的LED光源的光通过给料机的传感器组件检测到。由光从LED源至筑 路机并且返回至传感器组件的运行时间中，算出给料机和筑路机之间的间距的数值，并且 在给料机上输出包含间距信息的间距信号以便辅助作业牵引车的运动控制。 该作业牵引车的缺点一方面是必须用于间距测量的高成本。必须辐射在给料机上 的与筑路机和给料机之间的间距方向尽可能正交且平坦的面，因为在筑路机的被辐射的区 域上的突起和回缩的结构以及不同程度倾斜的表面区域会引起不期望的信号干扰或确定 运行时间所需的反射光“消逝”。 另一方面为了确定光的运行时间必须由已知的LED光源发射复杂调制的光，由此 可完全识别出运行时间。 因此，在受到严重污染的建筑工地环境以及作业牵引车涉及的车辆受到额外热负 荷和交变载荷的情况下，期望一种不太复杂的且因此较稳固的、但最终同样精确的作业方 案来监控作业牵引车的车辆的间距。
技术实现要素：
因此，本发明的目的是改进开头所述类型的作业牵引车，使得可借助简单的、不易 5 CN 111576139 A 说　明　书 2/12 页 受干扰的器件监控在其车辆之间维持的间距。还应在车辆没有机械物理耦合的情况下维持 该间距。 本发明借助如本申请所描述的这种作业牵引车实现了该目的，其中，附加地传感 器组件沿着传感器轴线延伸并且布置在目标车辆上，以通过目标车辆来携带，其中，在作业 牵引车处于基准状态下来看，通过射束源照射传感器组件上的预定的传感器轴向的基准检 测区域，并且其中，传感器轴线相对于在检测区域和射束源之间的连接直线以平行于第一 射束空间轴线的倾斜轴线倾斜、即非平行地布置，从而车辆间距的变化引起在传感器组件 上的由射束源辐射的检测区域沿着传感器轴线的位置变化，并因此引起传感器组件的检测 状态的变化。传感器轴线可以、但是无需关于另一轴线倾斜。 优选在直接的光路中、即在车辆表面上没有预先的反射的情况下，通过传感器组 件检测由射束源射出的电磁辐射。基于给出的射束空间的倾斜以及在基准状态中至少局部 位于射束空间中的传感器组件的倾斜，从基准状态开始或从任意的其他起始间距开始，在 作业牵引车的车辆之间的间距变化引起由射束源辐射的传感器组件的检测区域沿着其传 感器轴线移动。该变化对方向敏感，即从首先照射的检测区域开始在车辆间距缩短的情况 下在传感器组件上始终在相同的方向上变化，并且在车辆间距增大的情况下始终在同样相 反的方向变化。 在一次设置的作业牵引车中，射束源在基准状态下照射传感器组件的预定检测区 域，在此期间优选传感器组件的沿传感器轴向在照射的检测区域的至少一侧上的暗区未被 照射，间距监控可以并且优选地在无需数值计算间距的情况下进行，仅基于传感器组件的 被照射的检测区域相对于基准位置的位置来确定距离。 用“传感器轴向”来表述形容词“轴向”涉及传感器轴线。“沿着传感器轴线”为同 义。 优选在基准状态下，沿传感器轴向在照射的检测区域的两侧各布置传感器组件的 暗区，从而在间距变化时，从基准状态开始在检测区域的两个方向上可照射传感器组件的 先前未被照射区域，并且优选此时不再照射先前照射过的区域。因此在基准状态下，传感器 组件优选完全地贯穿射束空间并且沿贯穿方向、即沿着其传感器轴线在两侧从其中伸出。 此外优选地，传感器组件可沿传感器轴向依次具有多个对于射束源的电磁辐射敏 感的传感器元件，从而根据检测区域的沿传感器轴向的位置用射束源的电磁辐射照射不同 的传感器元件，或在其处于相应检测状态的暗区中时未被照射。 基准间距优选在理论间距值域中、特别优选分别带有间距、优选以相同的间距至 理论间距值域的两个边界。 对于测量间距原则上无关紧要的是，根据作业牵引车的两个车辆上的哪些基准点 确定间距，只要对于给定的作业牵引车始终根据相同的基准点确定间距即可。 因此至少在共同的直线行驶中作业方向也是间距方向。就此而言作业牵引车的两 个车辆例如由于拐弯行驶或由于驶过凸圆顶或驶过凹陷而局部地朝不同的空间方向运动， 在有疑问的情况下作业方向是在直线行驶时用于确定间距的基准点之间的最短连接。两个 基准点以相同的高度位于地基上，作业牵引车的两个车辆在地基上运动，从而作业方向在 基准状态下平行于地基的支撑平面延伸，在基准状态下作业牵引车以预定的基准间距竖立 在平坦的地基上。 6 CN 111576139 A 说　明　书 3/12 页 因为作业牵引车所在的地基可至少通过第一车辆被加工，沿着作业牵引车可存在 多于一个的支撑平面。由于另一车辆可为地面加工机，这更是如此。在地基或其支撑面用作 基准变量时，地基和由其限定的支撑面可能是沿作业方向位于车辆之间的地基或由该地基 限定的表面。 原则上上述间距监控已经借助在作业牵引车的源车辆上的唯一射束源和目标车 辆上的唯一传感器组件实现。但是在目标车辆具有至少两个分别沿着传感器轴线延伸的传 感器组件时，此时可获得关于作业牵引车的车辆之间的间距的更精确且更具说服力的信 息。在这种情况下，在作业牵引车处于基准状态中来看，传感器组件的每个传感器轴线相对 于检测区域和射束源之间的连接直线以平行于第一射束空间轴线的倾斜轴线倾斜地布置。 在这种情况下，在源车辆和目标车辆之间的间距变化时，多个传感器组件、优选所有传感器 组件的检测状态发生变化。至少两个传感器组件此时优选地沿围绕第二射束空间轴线的周 向(Umfangsrichtung)带有间距地相对彼此布置。射束空间沿着第二角范围的扩张用于以 射束源的辐射照射或照亮尽可能大的角范围，从而可在尽可能大的第二角范围中在彼此相 对远离设置的位置上各有一个传感器组件布置在目标车辆上。因此优选第二角范围大于第 一角范围。 由于在至少两个传感器组件之间的距离尽可能大，可除了实现检测冗余之外也使 用相应的传感器组件的信号来区分在没有实际的间距变化的情况下仅基于作业牵引车的 车辆的相对取向的变化的检测状态变化与基于实际间距改变的检测状态变化。由此提高间 距监控装置的间距信号的有效性。 原则上射束源的电磁辐射可为任意的辐射，只要该辐射可以足够的强度限制在相 对小的第一角范围上。这种第一角范围关于第一射束空间轴线优选不大于3°。通过激光射 束源作为激光发出近似处处可用的且同时高精确的、因为可局部严格限制的电磁辐射。因 此，激光射束源作为上述射束源是优选的。激光射束源可发出超过几十米的内聚光，因此可 在几十米上仅产生一个光点。在此，理论间距值域在作业牵引车车辆之间的净宽中通常不 超过或极少情况下超过20米的间距值。 优选第一角范围仅限制在激光射束的扩张部上，激光射束源作为优选的射束源射 出激光射束。在这种情况下第一角范围明显小于3°。 为了掠过目标车辆上的尽可能大的范围，可通过有针对性地定向由射束源射出的 激光射束或射出的电磁辐射产生第二角范围。对此，射束源可发射围绕第二射束空间轴线 振荡的或旋转的激光射束。旋转的激光射束可由于作业保护原因沿围绕第二射束空间轴线 的大范围(Umfangsbereichen)中被遮挡，在此可靠地没有辐射目标车辆，从而保护在建筑 工地上在作业牵引车周围工作的人员免受电磁辐射的照射、尤其激光射束。 虽然许多车辆高度大于宽度，或换句话说：沿着其偏航轴比沿着其俯仰轴具有更 大的延伸。但是在地面加工时不期望的是在地基附近布置敏感的传感器组件。优选传感器 组远离地基地布置在目标车辆上。这也适用于以下情况，在目标车辆上设有多于一个的传 感器组件。可通过以下方式实现，在至少一个传感器组件在平行于俯仰轴的方向上在目标 车辆上的布置有很大自由度的同时，使一个传感器组件、尤其多个传感器组件在平行于偏 航轴的方向上与目标车辆的地基有间距地布置，使第一射束空间轴线平行于源车辆的俯仰 轴线，或/和使第二射束空间轴线处于或平行于由源车辆的偏航轴和侧倾轴展开的平面。 7 CN 111576139 A 说　明　书 4/12 页 在此，第二射束空间轴线可平行于偏航轴；此时由优选旋转的或振荡的激光射束 源发出的激光射术呈现为锥形罩或部分锥形罩。或第二射束空间轴线相对于偏航轴以及相 对于侧倾轴倾斜，此时射束空间可特别优选地为由激光射束展开的平面或在激光射束振荡 的情况下可为平坦的扇形。对此术语“平面”不应以纯数学意义来理解。此处描述的平面具 有与其平坦面正交的伸展，该平坦面相应于激光射束的厚度。有利地，在至少一个传感器组 件的传感器轴线在由侧倾轴、俯仰轴和偏航轴构成的笛卡尔车辆坐标系中、在平行于由目 标车辆的偏航轴和侧倾轴展开的平面中比与其正交的平面中具有更大的延伸分量时，此时 能可靠地检测检测状态的变化。 优选在此传感器组件平行于由目标车辆的偏航轴线和侧倾轴线展开的平面。额外 地或替代地，至少一个传感器组件、优选每个传感器组件可以其传感器轴线与传感器组件 和射束源之间的间距直线正交地定向。在这种情况下，在感应范围相同的情况下在间距改 变的情况下传感器组件具有很大的敏感性。 为了简化间距监控装置的调整，优选射束源或/和优选至少一个传感器组件可相 对于分别承载其的车辆的车体运动地布置在源车辆上或目标车辆上。 有时需要在作业运行期间改变源车辆和目标车辆之间的理论间距或/和理论间距 值域，例如因为由源车辆和目标车辆构成的两个车辆中的一个车辆被更换为作用相同、但 是结构不同地构造的车辆。在这种情况下有利的是，相应的车辆驾驶员或唯一的车辆驾驶 员在自动化间距调控的情况下无需离开其驾驶室来将间距监控装置设置到新的运行情况 下。为此，根据本发明的有利的改进方案可设置成，源车辆具有源致动器，或/和目标车辆具 有传感器致动器，其中，源致动器以传递运动的方式与射束源耦联，或/和传感器致动器以 传递运动的方式与传感器组件耦联，从而射束源或/和至少一个传感器组件通过致动器可 相对于相应的车体围绕平行于第一射束空间轴线的调节轴线移动地容纳在相应承载其的 车辆上。一个或两个所述的致动器可额外地围绕另一调节轴线移动。 在本申请中，如果没有相反说明的话，作业牵引车在基准状态下运行，即作业牵引 车的两个车辆沿作业方向依次地位于平坦的水平地基上。其偏航轴平行，其俯仰轴也平行。 平行于作业方向延伸的两个车辆的侧倾轴在基准状态下平行或共线。 根据射束源以及传感器组件的安装位置，作业牵引车从基准状态开始、例如由于 作业牵引车拐弯行驶而发生的运行状态变化能够引起间距监控装置的检测状态的变化，但 是在作业牵引车的车辆之间的间距实际上没有改变。为了降低间距监控装置的检测状态的 失误检测或失误判断的概率，根据本发明的改进方案可设置成，间距监控装置具有控制装 置，并且第一车辆或/和另一车辆具有偏航角检测装置，偏航角检测装置检测相应车辆的偏 航角，其中，至少一个偏航角检测装置将包含关于至少一个车辆的偏航角的信息的偏航角 信号传递给控制装置，其中，控制装置根据至少一个传感器组件的检测状态的情况以及根 据至少一个偏航角检测装置的偏航角信号的情况产生间距信号。 偏航角检测装置可以任意的方式检测关于至少一个车辆的偏航角的信息，例如通 过GPS系统或通过相应的传感器，例如也应用在移动电话中来确定其空间取向。在此，除了 或代替直接检测偏航角的偏航角传感器，可间接地通过检测偏转角以及车辆经过的路段 或/和在共同的时间段上的车辆速度来检测一车辆的偏航角。 优选地，作业牵引车的每个车辆都具有偏航角检测装置，从而通过两个车辆之间 8 CN 111576139 A 说　明　书 5/12 页 的数据通信可直接且精确地检测两个车辆相对彼此的相对偏航角。 但是也可一车辆具有偏航角检测装置。该车辆此时优选是沿作业方向先行的车 辆。作业牵引车在基准状态下或在限定的已知状态下以作业牵引车的车辆相对彼此的已知 相对取向开始其作业运行，作业牵引车的至少一个车辆、优选又是沿作业方向先行的车辆 可根据沿作业方向先行的车辆的行驶速度并且根据来自间距监控装置的间距信息在以下 假设的情况下确定在先行车辆和跟随车辆的偏航角变化之间的时间差或/和位置差，该假 设为跟随的车辆的偏航角局部地沿着作业路段以与先行车辆的偏航角相同的方式变化。在 评估检测状态时可通过控制装置考虑该时间或/和位置差以产生间距信号。 有利地，控制装置具有输入机构，借助输入机构可将数据输入控制装置中并进而 可输入到间距监控装置中。输入机构可包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风等。借助输入机构例 如可以预设或可选择的计量单位输入为基准间距配备的间距值，从而可根据其中车辆的速 度信息且根据时间或/和位置差的间距值计算作业牵引车的两个车辆之间的偏航角变化。 也可通过输入机构在控制装置中输入，在车辆之间的何种间距变化相应于在传感 器组件上的电磁辐射的检测区域的预定位置变化。在传感器组件和射束源的取向固定不变 时，该信息也可存储在控制装置的数据存储器中。为了可从源致动器或/和传感器致动器的 可能位置确定传感器组件和射束源的取向，也可在考虑存储在数据存储器中的用于不同取 向的数据的情况下确定该信息。 对于车辆取向从基准状态开始在拐弯行驶时围绕与偏航轴平行的变化轴线的相 对变化适用的，也可额外地或替代地适用于两个车辆在驶过圆顶状拱起时或在驶过地段凹 陷时围绕与俯仰轴平行的变化轴线的相对取向变化。为此，根据本发明的有利改进方案，为 了提高检测精确性可设置成，间距监控装置具有控制装置，并且第一车辆或/和另一车辆具 有俯仰角检测装置，该俯仰角检测装置检测相应车辆的俯仰角，其中，至少一个俯仰角检测 装置将包含关于至少一个车辆的俯仰角的信息的俯仰角信号传递给控制装置，其中，控制 装置根据至少一个传感器组件的检测状态的情况并且根据至少一个俯仰角检测装置的俯 仰角信号的情况产生间距信号。 以如下措施对上面关于偏航角检测装置相应做必要的修正就适用于俯仰角检测 装置，即，考虑用俯仰角代替偏航角，并且相应地通过俯仰轴代替偏航轴。 恰好在实现上述作为优选给出的在目标车辆上具有多个传感器组件时，其中，传 感器组件沿围绕源车辆的偏航轴的切线方向彼此带有间距地布置在目标车辆上，在两个传 感器组件布置在平行于目标车辆的侧倾轴以及偏航轴的穿过射束源的竖直纵向平面的不 同侧面上时，在作业牵引车的两个车辆的相对速度改变时，至少两个传感器组件的检测状 态反向改变。而在相对俯仰角变化时这种传感器组件的检测状态也同向地变化。虽然上面 已经发现，偏航角信号或/和俯仰角信号仅包含关于具有相应的检测装置的车辆的一个偏 航角或俯仰角的信息就可足够，但是为了尽可能全面地且精确地避免检测错误有利的是， 偏航角信号包含关于源车辆和目标车辆之间的相对偏航角的信息，或/和俯仰角信号包含 关于在源车辆和目标车辆之间的相对俯仰角的信息。 代替或除了在所述竖直纵向平面的不同侧面上布置至少两个传感器组件，由相对 偏航角的变化引起的检测状态的变化与由相对俯仰角的变化引起的检测状态变化的区别 可在于至少两个基本上在同一侧倾轴位置上的传感器组件，传感器组件虽然布置在竖直纵 9 CN 111576139 A 说　明　书 6/12 页 向平面的同一侧上，但是与其具有不同间距地布置。随着与竖直纵向平面的间距的增加，相 对偏航角的变化引起检测状态的数值增加的变化。而这不适用于相对俯仰角的变化。 有利地使用间距信号使得在作业牵引车的车辆之间的间距在作业运行期间保持 在预定的理论间距值域中。在理论间距值域中，通常可靠地实现按规定的作业运行。为此可 设置成，间距信号包含用于运行驱动马达或/和其中至少一个车辆的车辆制动器的运行信 息。 运行信息可为输出给至少一个车辆的车辆驾驶员的信息，使其车辆减速或使其车 辆加速或使其车辆速度不改变。但是，运行信息也可直接为用于车辆控制的控制信息，从而 自动化地、即没有操作人员的干预的情况下使其中一个车辆减速或加速，或/和设定特定的 行驶速度。这种控制或调节的目的可为，将传感器组件的检测区域保持在预定的检测区中 或在必要时引回到该检测区中。检测区由与预定的理论间距值域相应的间距间隔确定。 根据本发明的有利的改进方案，可将关于检测状态的变化或/和关于在其时间进 程中的检测状态的历史信息存储在数据存储装置中。数据存储装置可通过控制装置、优选 间距监控装置的控制装置来查询。由此在传感器组件不再检测到射束源的辐射时、即在传 感器组件由于间距变化的数值过大而处于射束空间之外时，此时可输出运行信息，该运行 信息用于建立具有作业牵引车的车辆的在理论间距值域中的间距的运行状态。然后也可在 传感器组件上没有检测信号的情况下从存储在数据存储装置中的历史信息中得出，检测区 域在哪个方向上离开传感器组件。根据该方向可确定，是否必须使其中一个车辆加速或减 速，以将当前现有的间距改变为理论间距值域中的间距。 因为作业牵引车的车辆彼此无关地作业并且例如会有运行极限，需要为完成作业 运行而遵守该运行极限，有利的是，作业牵引车的车辆通过数据通信连接部在至少一个数 据传输方向上、优选双向地彼此进行数据通信连接。 由此例如两个车辆中的其中一个车辆可经由数据通信连接部通知相应另一车辆， 其已经到达极限作业速度并且不可再加速或再减速。这恰好对于自动化地调节在车辆牵引 车的车辆之间的间距可为是有帮助的。为了尽可能限定在作业方向上对作业牵引车的引 导，更为有利的是，源车辆和目标车辆中的一个车辆作为引导车辆预先规定作业牵引车沿 着作业方向的运动速度，并且将间距信号输出给源车辆和目标车辆中的作为跟随车辆的相 应另一车辆。在此通常这样的车辆是引导车辆或主车辆，其运行参数的变化比此时逻辑上 是跟随车辆的相应另一车辆的运行参数的变化对作业结果的影响更重要。 在对达到极限运行参数进行更精确显示的方案中可设置成，跟随车辆构造成，在 按规定的作业运行期间为引导车辆显示，运行参数已经接近其超过预定警戒阈值的参数极 限值或/和已经达到其参数极限值。 在优选的设计方案中，第一车辆是在地基上施加材料的地面加工机，并且另一车 辆是供料车辆，供料车辆将特定材料转交给第一车辆以便施加材料。为地基施加材料的地 面加工机、通常是铺路机在此是引导车辆，因为该车辆的运行参数的变化直接影响产生地 基的质量，例如平整度、或隆起部和凹陷部的自由度。因为供料车辆的运行参数的变化对于 作业牵引车的作业结果影响较为次要，供料车辆此时是跟随车辆。供料车辆可为给料机或 可为运输货车或可为再生机，再生机直接在作为引导车辆的铺路机之前剥除地基，制备剥 除的材料并且转交给铺路机以便重新构建。 10 CN 111576139 A 说　明　书 7/12 页 基础规则可为，在观察作业牵引车总体期望的作业结果来看，在结构上直接影响 作业结果的地面加工机优选是引导车辆，并且即使在作业牵引车的另一车辆也为地面加工 机时，在其没有直接地、而是仅间接地有助于作业牵引车的作业结果时，此时该地面加工机 是跟随车辆。 间距监控装置的上述控制装置优选布置在跟随车辆上，从而间距监控装置的间距 信号直接存在于间距信号应影响控制的车辆上。引导车辆此时可以对于给定的作业任务分 别最佳的运行参数作业，并且使跟随车辆以引导车辆为准。 在优选的情况下，在跟随车辆上的间距信号直接用于根据跟随车辆的速度控制， 以便使车辆之间的预设理论间距尽可能精确地维持在预设的理论间距值域之内。 因为基于传感器组件的检测状态得出间距信号，优选传感器组件也布置在跟随车 辆上，而射束源优选布置在引导车辆上。在这种情况下可使引导车辆和跟随车辆之间的数 据通信最小化。只有在跟随车辆、例如再生机达到其最大速度时此时有利的是，跟随车辆为 引导车辆显示该情况，从而引导车辆不继续提高其速度，尽管这根据相应的建筑工地的基 本情况是可能的。 因此优选源车辆是引导车辆，并且目标车辆优选是跟随车辆。 应明确的是，跟随车辆无需在引导车辆之后。在铺路机作为第一车辆的地面加工 机的优选示例中通常跟随车辆沿作业方向在引导车辆之前。 附图说明 下面根据附图详细阐述本发明。其中示出： 图1示出了本发明的作业牵引车的粗略示意侧视图，其中，作业牵引车的两个车辆 处于基准间距， 图2示出了图1的作业牵引车的粗略示意侧视图，其中，在作业牵引车的两个车辆 之间的间距增大， 图3示出了图1的作业牵引车的粗略示意侧视图，其中，在作业牵引车的两个车辆 之间的间距缩小， 图4示出了图1的粗略示意侧视图，其中，地基圆顶状地拱起， 图5示出了作业牵引车处于图1的基准状态中的粗略示意俯视图，以及 图6示出了图5的作业牵引车在驶入右转弯道中之后。