BR102024011814A2

BR102024011814A2 - MOTOR GRADER, AND, METHOD FOR DETERMINING A BLADE'S TRAJECTORY PATH

Info

Publication number: BR102024011814A2
Application number: BR102024011814-6A
Authority: BR
Inventors: Joel D. Banninga; Lance R. Sherlock; Anthony K. Kraft
Original assignee: Deere & Company
Priority date: 2023-10-27
Filing date: 2024-06-12
Publication date: 2025-05-13

Abstract

Uma motoniveladora que possui um chassi dianteiro acopladoa um chassi traseiro, apoiado sobre rodas dianteiras e traseiras. Umcontrolador determina uma posição dos atuadores acopladosoperacionalmente a uma lâmina fixada à motoniveladora, um ângulo dearticulação do chassi traseiro em relação ao chassi dianteiro, e um ângulo dedireção das rodas dianteiras. O controlador determina o movimento doschassis dianteiro e traseiro com base no ângulo de articulação e no ângulo dedireção das rodas dianteiras à medida que as rodas se deslocam sobre asuperfície do solo. O controlador determina a posição e o movimento dalâmina em relação aos chassis dianteiro e traseiro com base na posição dosatuadores, na aceleração de corpo rígido da motoniveladora e nascaracterísticas físicas do conjunto da máquina. O controlador determina umcaminho de trajetória da lâmina com base no movimento dos chassis dianteiroe traseiro, na posição da lâmina e no movimento da lâmina.A motor grader having a front frame attached to a rear frame supported by front and rear wheels. A controller determines a position of actuators operatively coupled to a blade attached to the motor grader, an angle of articulation of the rear frame relative to the front frame, and a steering angle of the front wheels. The controller determines the movement of the front and rear frames based on the angle of articulation and the steering angle of the front wheels as the wheels travel over the ground surface. The controller determines the position and movement of the blade relative to the front and rear frames based on the position of the actuators, the rigid body acceleration of the motor grader, and the physical characteristics of the machine assembly. The controller determines a path of trajectory of the blade based on the movement of the front and rear frames, the position of the blade, and the movement of the blade.

Description

FIELD OF INVENTION

[001] A presente invenção se refere a um veículo de trabalho, talcomo uma motoniveladora, para nivelar uma superfície e, em particular, a um sistema de controle de veículo para determinar um caminho de deslocamento da lâmina com base na motoniveladora e na posição da lâmina em relação à motoniveladora.[001] The present invention relates to a work vehicle, such as a motor grader, for leveling a surface and, in particular, to a vehicle control system for determining a blade travel path based on the motor grader and the position of the blade relative to the motor grader.

FUNDAMENTALS

[002] Os veículos de trabalho, como uma motoniveladora, podem serusados na construção e manutenção para criar uma superfície plana em vários ângulos, inclinações e elevações. Uma motoniveladora pode incluir dois ou mais eixos, com um propulsor e cabina disposta acima dos eixos na extremidade traseira do veículo e um outro eixo disposto na extremidade frontal do veículo. Um implemento, tal como uma lâmina, é fixado ao veículo entre o eixo dianteiro e o eixo traseiro.[002] Work vehicles, such as a motor grader, may be used in construction and maintenance to create a flat surface at various angles, slopes, and elevations. A motor grader may include two or more axles, with a driver and cab arranged above the axles at the rear end of the vehicle and another axle arranged at the front end of the vehicle. An implement, such as a blade, is attached to the vehicle between the front axle and the rear axle.

[003] As motoniveladoras incluem um conjunto de barra de traçãopreso na parte dianteira da motoniveladora, que é puxado pela motoniveladora à medida que ela se move para frente. O conjunto de barra de tração suporta de forma rotativa um elemento de acionamento do círculo em uma extremidade livre do conjunto de barra de tração, e o elemento de acionamento do círculo suporta um implemento de trabalho tal como a lâmina. O ângulo do implemento de trabalho sob o conjunto de barra de tração pode ser ajustado pela rotação do elemento de acionamento do círculo em relação ao conjunto de barra de tração.[003] Motor graders include a drawbar assembly attached to the front of the motor grader, which is pulled by the motor grader as it moves forward. The drawbar assembly rotatably supports a circle drive member at a free end of the drawbar assembly, and the circle drive member supports a work implement such as a blade. The angle of the work implement under the drawbar assembly can be adjusted by rotating the circle drive member relative to the drawbar assembly.

[004] Além do mais, com a lâmina sendo rotacionada em torno deum eixo geométrico rotacional fixo, a lâmina também é ajustável em um ângulo selecionado em relação ao elemento de acionamento do círculo. Este ângulo é conhecido como inclinação da lâmina. A elevação da lâmina é ajustável e a posição lateral da lâmina também é ajustável.[004] Furthermore, with the blade being rotated about a fixed rotational axis, the blade is also adjustable at a selected angle relative to the circle drive element. This angle is known as the blade pitch. The elevation of the blade is adjustable and the lateral position of the blade is also adjustable.

[005] A motoniveladora inclui um ou mais sensores que medem aorientação do veículo em relação à gravidade, a localização das rodas e a localização da lâmina em relação ao veículo. Um sensor de rotação localizado no elemento de acionamento do círculo provê um ângulo de rotação da lâmina em relação a um eixo geométrico longitudinal definido por um comprimento do veículo. Um sensor de inclinação da lâmina provê um ângulo de inclinação da lâmina em relação a um eixo geométrico lateral que está geralmente alinhado com um eixo geométrico lateral do veículo, tal como definido pelos eixos do veículo. Um sensor de desnível principal provê um ângulo de deslocamento do veículo em relação à gravidade.[005] The motor grader includes one or more sensors that measure the orientation of the vehicle relative to gravity, the location of the wheels, and the location of the blade relative to the vehicle. A rotation sensor located on the circle drive member provides an angle of rotation of the blade relative to a longitudinal axis defined by a length of the vehicle. A blade tilt sensor provides an angle of inclination of the blade relative to a lateral axis that is generally aligned with a lateral axis of the vehicle, as defined by the axles of the vehicle. A main slope sensor provides an angle of displacement of the vehicle relative to gravity.

[006] A motoniveladora é operada nas direções para frente e paratrás quando em uso. A motoniveladora pode incluir um chassi dianteiro móvel em relação a um chassi traseiro, de modo que o chassi dianteiro e o chassi traseiro se articulem um em relação ao outro. A articulação do veículo durante uma operação de nivelamento também é conhecida como “caranguejamento”. As rodas dianteiras e traseiras têm, cada uma, um caminho de deslocamento sobre uma superfície do solo quando a motoniveladora se desloca sobre a superfície do solo. A lâmina pode ser operada independentemente das rodas dianteiras e traseiras, e a lâmina pode se estender além ou fora do caminho de deslocamento da roda dianteira e do caminho de deslocamento da roda traseira. O caminho de deslocamento da motoniveladora pode ser calculado usando o ângulo de direção dos pneus e o ângulo de articulação do chassi principal. No entanto, devido às características, tais como o deslocamento lateral do círculo, o deslocamento lateral da lâmina ou a rotação do círculo, o caminho de deslocamento da lâmina pode ser distinto do caminho de deslocamento da motoniveladora ou máquina.[006] The motor grader is operated in both forward and reverse directions when in use. The motor grader may include a front frame movable relative to a rear frame so that the front frame and rear frame articulate relative to each other. Vehicle articulation during a grading operation is also known as “crabbing.” The front and rear wheels each have a travel path over a ground surface when the motor grader travels over the ground surface. The blade may be operated independently of the front and rear wheels, and the blade may extend beyond or outside the travel path of the front wheel and the travel path of the rear wheel. The travel path of the motor grader may be calculated using the steering angle of the tires and the articulation angle of the main frame. However, due to characteristics such as lateral circle offset, lateral blade offset, or circle rotation, the travel path of the blade may be distinct from the travel path of the motor grader or machine.

[007] Quando a motoniveladora está se deslocando nas direções parafrente ou para trás, há uma zona ou área de detecção de possíveis objetos que possam estar no caminho do deslocamento. Quando a motoniveladora se desloca com as rodas dianteiras viradas e/ou o eixo traseiro articulado aumenta ou amplia a zona ou área de detecção de possíveis objetos. Além disso, como a lâmina pode ser operada em muitas configurações diferentes, isso também pode aumentar a largura efetiva de deslocamento da motoniveladora. Um caminho de deslocamento mais amplo da motoniveladora aumenta a zona da área de detecção, o que torna difícil para o operador detectar quaisquer objetos no caminho de deslocamento.[007] When the motor grader is traveling in the forward or reverse directions, there is a detection zone or area for potential objects that may be in the path of travel. When the motor grader is traveling with the front wheels turned and/or the rear axle articulated, this increases or widens the detection zone or area for potential objects. Additionally, since the blade can be operated in many different configurations, this can also increase the effective travel width of the motor grader. A wider travel path of the motor grader increases the detection area zone, which makes it difficult for the operator to detect any objects in the travel path.

[008] Portanto, existe uma necessidade de controlar precisamente amáquina, fazendo referência a um perfil de nível pelo qual a lâmina passará, além de poder ser usado na detecção de obstáculos para controlar a posição da lâmina com base nos obstáculos detectados.[008] Therefore, there is a need to precisely control the machine by referencing a level profile that the blade will pass through, and it can also be used in obstacle detection to control the position of the blade based on detected obstacles.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[009] Os aspectos acima mencionados da presente invenção e amaneira de obtê-los se tornarão mais evidentes e a própria invenção será melhor compreendida por referência à seguinte descrição das modalidades da invenção, tomadas em conjunto com os desenhos anexos, em que:a Figura 1 é uma vista lateral de uma modalidade exemplificativa de uma motoniveladora;a Figura 2 é um diagrama esquemático simplificado de um veículo e um sistema de controle de nível de veículo da presente invenção;a Figura 3 é um esquema da motoniveladora ilustrada na Figura 1 que se move em uma direção de giro para frente com um caminho de deslocamento da roda dianteira, um caminho de deslocamento da roda traseira e um caminho de deslocamento da lâmina ilustrados;a Figura 4 é um esquema da motoniveladora ilustrada na Figura 1 que se move em um arranjo articulado sobre uma inclinação lateral em uma direção para frente com um caminho de deslocamento da roda dianteira, um caminho de deslocamento da roda traseira e um caminho de deslocamento da lâmina ilustrados; ea Figura 5 é um diagrama de fluxo de um método para determinar um caminho de trajetória da lâmina à medida que a motoniveladora ilustrada na Figura 1 se move ao longo de uma superfície do solo.[009] The above aspects of the present invention and the manner of obtaining them will become more apparent and the invention itself will be better understood by reference to the following description of embodiments of the invention, taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: Figure 1 is a side view of an exemplary embodiment of a motor grader; Figure 2 is a simplified schematic diagram of a vehicle and vehicle level control system of the present invention; Figure 3 is a schematic of the motor grader illustrated in Figure 1 moving in a forward swing direction with a front wheel travel path, a rear wheel travel path, and a blade travel path illustrated; Figure 4 is a schematic of the motor grader illustrated in Figure 1 moving in a pivoted arrangement over a side slope in a forward direction with a front wheel travel path, a rear wheel travel path, and a blade travel path illustrated; and Figure 5 is a flow diagram of a method for determining a blade trajectory path as the motor grader illustrated in Figure 1 moves along a ground surface.

[0010] Os números de referência correspondentes são usados para indicar partes correspondentes ao longo das várias vistas.[0010] Corresponding reference numerals are used to indicate corresponding parts throughout the various views.

SUMMARY

[0011] De acordo com uma modalidade da presente invenção, uma motoniveladora compreende: um chassi dianteiro apoiado sobre um par de rodas dianteiras montadas sobre um eixo dianteiro; um chassi traseiro apoiado sobre um par de rodas traseiras montadas sobre um eixo traseiro, em que o chassi traseiro é acoplado ao chassi dianteiro; uma lâmina fixada de forma móvel ao chassi dianteiro, em que a lâmina tem um comprimento de lâmina que se estende entre uma borda externa esquerda e uma borda externa direita; um sistema de controle de nível do veículo que inclui: um ou mais sensores arranjados para sensorear uma posição de um ou mais atuadores acoplados operacionalmente à lâmina, em que os um ou mais sensores também são arranjados para sensorear um ângulo de articulação do chassi traseiro em relação ao chassi dianteiro, em que os um ou mais sensores também são arranjados para sensorear um ângulo de direção da roda dianteira do par de rodas dianteiras; um controlador que inclui um dispositivo de computação que tem um processador e uma memória, em que o controlador é acoplado operativamente a um ou mais sensores para receber a posição sensoreada dos um ou mais atuadores, a posição sensoreada do ângulo de articulação e a posição sensoreada do ângulo de direção da roda dianteira, em que o controlador: determina o movimento do chassi dianteiro e do chassi traseiro com base no ângulo de articulação e no ângulo de direção da roda dianteira à medida que os pares de rodas dianteiras e traseiras se deslocam sobre uma superfície do solo; determina uma posição da lâmina e um movimento da lâmina em relação aos chassis dianteiro e traseiro com base na posição sensoreada dos um ou mais atuadores; e determina um caminho de trajetória da lâmina com base no movimento determinado do chassi dianteiro e do chassi traseiro e na posição determinada da lâmina e no movimento da lâmina.[0011] According to one embodiment of the present invention, a motor grader comprises: a front frame supported on a pair of front wheels mounted on a front axle; a rear frame supported on a pair of rear wheels mounted on a rear axle, wherein the rear frame is coupled to the front frame; a blade movably attached to the front frame, wherein the blade has a blade length extending between a left outer edge and a right outer edge; a vehicle level control system including: one or more sensors arranged to sense a position of one or more actuators operatively coupled to the blade, wherein the one or more sensors are also arranged to sense an articulation angle of the rear frame relative to the front frame, wherein the one or more sensors are also arranged to sense a steering angle of the front wheel of the front pair of wheels; a controller including a computing device having a processor and memory, wherein the controller is operatively coupled to one or more sensors for receiving the sensed position of the one or more actuators, the sensed position of the articulation angle, and the sensed position of the front wheel steering angle, wherein the controller: determines movement of the front frame and rear frame based on the articulation angle and the front wheel steering angle as the front and rear wheel pairs travel over a ground surface; determines a blade position and a blade movement relative to the front and rear frames based on the sensed position of the one or more actuators; and determines a blade trajectory path based on the determined movement of the front frame and rear frame and the determined blade position and blade movement.

[0012] Em um exemplo, em que o caminho de trajetória da lâmina inclui um caminho de deslocamento da lâmina da borda externa esquerda da borda externa esquerda da lâmina, e um caminho de deslocamento da lâmina da borda externa direita da borda externa direita da lâmina.[0012] In one example, wherein the blade trajectory path includes a blade travel path from the left outer edge of the left outer edge of the blade, and a blade travel path from the right outer edge of the right outer edge of the blade.

[0013] Em um exemplo, em que o controlador exibe o caminho de trajetória da lâmina em uma interface gráfica de usuário.[0013] In one example, wherein the controller displays the blade trajectory path in a graphical user interface.

[0014] Em um exemplo, em que o controlador compara o caminho de trajetória da lâmina com um perfil de nível para determinar se uma posição da lâmina precisa de ajuste.[0014] In one example, where the controller compares the blade trajectory path to a level profile to determine whether a blade position needs adjustment.

[0015] Em um exemplo, em que o controlador recebe dados de imagem de um sensor de imagem acoplado operativamente ao controlador; eem que o controlador determina se um obstáculo nos dados de imagem está dentro do caminho de trajetória da lâmina.[0015] In one example, wherein the controller receives image data from an image sensor operatively coupled to the controller; and wherein the controller determines whether an obstacle in the image data is within the path of the blade's trajectory.

[0016] Em um exemplo, em que o controlador determina a posição da lâmina e o movimento da lâmina em relação à motoniveladora inclui: o controlador determina uma ou mais características do conjunto de máquina da motoniveladora; o controlador determina uma velocidade do cilindro de cada um dos um ou mais atuadores; e o controlador determina uma aceleração de corpo rígido da motoniveladora.[0016] In one example, wherein the controller determines blade position and blade movement relative to the motor grader includes: the controller determines one or more machine assembly characteristics of the motor grader; the controller determines a cylinder speed of each of the one or more actuators; and the controller determines a rigid body acceleration of the motor grader.

[0017] Em um exemplo, em que o controlador determina a posição da lâmina e o movimento da lâmina em relação à motoniveladora inclui: o controlador recebe de um usuário um comando do operador para direcionar o movimento da lâmina.[0017] In one example, where the controller determines the blade position and the movement of the blade relative to the motor grader includes: the controller receives from a user an operator command to direct the movement of the blade.

[0018] Em um exemplo, em que o controlador determina a posição da lâmina e o movimento da lâmina em relação à motoniveladora inclui: o controlador determina uma área ocupada da máquina do chassi dianteiro e do chassi traseiro.[0018] In one example, where the controller determines the blade position and the blade movement relative to the motor grader includes: the controller determines a machine footprint of the front frame and rear frame.

[0019] Em um exemplo, compreende adicionalmente: em que o controlador determina um caminho de deslocamento da lâmina em relação a um perfil de nível; e o controlador move automaticamente a lâmina em resposta ao perfil de nível para ajustar o caminho da lâmina.[0019] In one example, it further comprises: wherein the controller determines a path of travel of the blade relative to a level profile; and the controller automatically moves the blade in response to the level profile to adjust the path of the blade.

[0020] Em um exemplo, em que o controlador determina uma ou mais características físicas de um conjunto de máquina da motoniveladora; em que o controlador determina o movimento do chassi dianteiro e do chassi traseiro inclui as uma ou mais características físicas do conjunto de máquina da motoniveladora; e em que o controlador determina a posição da lâmina e o movimento da lâmina em relação aos chassis dianteiro e traseiro inclui as uma ou mais características físicas do conjunto de máquina da motoniveladora.[0020] In one example, wherein the controller determines one or more physical characteristics of a motor grader machine assembly; wherein the controller determines movement of the front frame and rear frame includes the one or more physical characteristics of the motor grader machine assembly; and wherein the controller determines blade position and blade movement relative to the front and rear frames includes the one or more physical characteristics of the motor grader machine assembly.

[0021] Em um exemplo, em que as uma ou mais características físicas do conjunto de máquina da motoniveladora incluem um comprimento da lâmina, uma altura da lâmina e uma espessura da lâmina.[0021] In one example, wherein the one or more physical characteristics of the motor grader machine assembly include a blade length, a blade height, and a blade thickness.

[0022] Em um exemplo, em que as uma ou mais características físicas do conjunto de máquina da motoniveladora incluem um local de montagem do cilindro para cada um dos atuadores na motoniveladora e/ou dos atuadores montados com a lâmina.[0022] In one example, wherein the one or more physical features of the motor grader machine assembly include a cylinder mounting location for each of the actuators on the motor grader and/or the actuators mounted with the blade.

[0023] Em um exemplo, em que os um ou mais atuadores incluem qualquer um dentre um atuador extensível e retrátil direito e esquerdo, um atuador de deslocamento lateral do círculo, um atuador de oscilação lateral, e um conjunto de válvulas de levantamento da lâmina.[0023] In one example, wherein the one or more actuators include any of a right and left extendable and retractable actuator, a circle side shift actuator, a side swing actuator, and a blade lift valve assembly.

[0024] De acordo com uma modalidade da presente invenção, um método para determinar um caminho de trajetória de uma lâmina fixada de forma móvel a uma motoniveladora que tem um chassi dianteiro apoiado sobre um par de rodas dianteiras montadas sobre um eixo dianteiro e um chassi traseiro apoiado sobre um par de rodas traseiras montadas sobre um eixo traseiro, em que o chassi traseiro é acoplado ao chassi dianteiro, em que o método compreende: determinar, através de um controlador que inclui um dispositivo de computação que tem um processador e uma memória, uma posição de um ou mais atuadores operacionalmente acoplado à lâmina; determinar, através do controlador, um ângulo de articulação do chassi traseiro em relação ao chassi dianteiro; determinar, através do controlador, um ângulo de direção da roda dianteira do par de rodas dianteiras; determinar, através do controlador, o movimento do chassi dianteiro e do chassi traseiro com base no ângulo de articulação e no ângulo de direção da roda dianteira à medida que os pares de rodas dianteiras e traseiras se deslocam sobre uma superfície do solo; determinar, através do controlador, uma posição da lâmina e um movimento da lâmina em relação aos chassis dianteiro e traseiro com base na posição sensoreada dos um ou mais atuadores; e determinar, através do controlador, um caminho de trajetória da lâmina com base no movimento determinado do chassi dianteiro e do chassi traseiro e na posição determinada da lâmina e no movimento da lâmina.[0024] According to one embodiment of the present invention, a method for determining a trajectory path of a blade movably attached to a motor grader having a front frame supported on a pair of front wheels mounted on a front axle and a rear frame supported on a pair of rear wheels mounted on a rear axle, wherein the rear frame is coupled to the front frame, the method comprising: determining, through a controller including a computing device having a processor and memory, a position of one or more actuators operatively coupled to the blade; determining, through the controller, an articulation angle of the rear frame relative to the front frame; determining, through the controller, a steering angle of the front wheel of the front wheel pair; determining, through the controller, movement of the front frame and the rear frame based on the articulation angle and the steering angle of the front wheel as the front and rear wheel pairs travel over a ground surface; determining, via the controller, a blade position and a blade movement relative to the front and rear chassis based on the sensed position of the one or more actuators; and determining, via the controller, a blade trajectory path based on the determined movement of the front chassis and the rear chassis and the determined blade position and blade movement.

[0025] Em um exemplo, determinar, através do controlador, um caminho de deslocamento da lâmina em relação a um perfil de nível de uma superfície do solo.[0025] In one example, determining, through the controller, a path of displacement of the blade relative to a level profile of a ground surface.

[0026] Em um exemplo, mover, através do controlador, a lâmina automaticamente em resposta ao perfil de nível para ajustar o caminho de deslocamento da lâmina.[0026] In one example, the controller automatically moves the blade in response to the level profile to adjust the blade's travel path.

[0027] Em um exemplo, em que a determinação, através do controlador, da posição da lâmina e do movimento da lâmina em relação à motoniveladora inclui: determinar, através do controlador, uma ou mais características do conjunto da máquina da motoniveladora; determinar, através do controlador, uma velocidade do cilindro de cada um dos um ou mais atuadores; e determinar, através do controlador, uma aceleração de corpo rígido da motoniveladora.[0027] In one example, wherein determining, via the controller, blade position and blade movement relative to the motor grader includes: determining, via the controller, one or more machine assembly characteristics of the motor grader; determining, via the controller, a cylinder speed of each of the one or more actuators; and determining, via the controller, a rigid body acceleration of the motor grader.

[0028] Em um exemplo, em que os um ou mais atuadores incluem qualquer um dentre um atuador extensível e retrátil direito e esquerdo, um atuador de deslocamento lateral do círculo, um atuador de oscilação lateral, e um conjunto de válvulas de levantamento da lâmina.[0028] In one example, wherein the one or more actuators include any of a right and left extendable and retractable actuator, a circle side shift actuator, a side swing actuator, and a blade lift valve assembly.

[0029] Em um exemplo, em que o caminho de trajetória da lâmina inclui um caminho de deslocamento da lâmina da borda externa esquerda da borda externa esquerda da lâmina, e um caminho de deslocamento da lâmina da borda externa direita da borda externa direita da lâmina.[0029] In one example, wherein the blade trajectory path includes a blade travel path from the left outer edge of the left outer edge of the blade, and a blade travel path from the right outer edge of the right outer edge of the blade.

[0030] Em um exemplo, compreende adicionalmente: receber de um usuário um comando do operador para direcionar o movimento da lâmina; e mover a lâmina através do controlador em resposta ao movimento direcionado da lâmina.[0030] In one example, it further comprises: receiving from a user an operator command to direct the movement of the blade; and moving the blade via the controller in response to the directed movement of the blade.

DETAILED DESCRIPTION

[0031] As modalidades da presente invenção descritas abaixo não se destinam a serem exaustivas ou a limitar a invenção às formas precisas na seguinte descrição detalhada. Em vez disso, as modalidades são escolhidas e descritas de modo que outros versados na técnica possam reconhecer e entender os princípios e práticas da presente invenção.[0031] The embodiments of the present invention described below are not intended to be exhaustive or to limit the invention to the precise forms set forth in the following detailed description. Rather, the embodiments are chosen and described so that others skilled in the art can recognize and understand the principles and practices of the present invention.

[0032] Referindo-se à Figura 1, é mostrada uma modalidade exemplificativa de um veículo, tal como uma motoniveladora 100. Um exemplo de uma motoniveladora é a 772G Motor Grader fabricada e vendida pela Deere & Company. Embora a presente invenção discuta uma motoniveladora, outros tipos de máquinas de trabalho são contemplados, incluindo niveladoras, niveladoras de estrada, para citar alguns que podem ter um implemento, tal como uma lâmina que é usada para controle de nível.[0032] Referring to Figure 1, there is shown an exemplary embodiment of a vehicle such as a motor grader 100. An example of a motor grader is the 772G Motor Grader manufactured and sold by Deere & Company. Although the present invention discusses a motor grader, other types of work machines are contemplated, including graders, road graders, to name a few that may have an implement such as a blade that is used for grade control.

[0033] Como mostrado na Figura 1, a motoniveladora 100 inclui um chassi dianteiro 102 e um chassi traseiro 104, em que o chassi dianteiro 102 é apoiado sobre um par de rodas dianteiras 106 montadas sobre um eixo dianteiro 107, e o chassi traseiro 104 é apoiado sobre conjuntos tandem de rodas traseiras 108 à esquerda e à direita. Uma linha reta que se estende entre os centros das rodas define geralmente um eixo geométrico da roda transversal a um plano longitudinal do veículo 100 e geralmente paralela às bandas de rodagem das rodas em contato com a superfície que está sendo nivelada. Em uma ou mais modalidades, o chassi dianteiro 102 e o chassi traseiro 104 são acoplados de forma fixa. Em ainda outras modalidades, o chassi dianteiro 102 e o chassi traseiro 104 são móveis um em relação ao outro, de modo que o chassi dianteiro 102 e o chassi traseiro 104 se articulem um em relação ao outro. A articulação do veículo durante uma operação de nivelamento também é conhecida como “caranguejamento”.[0033] As shown in Figure 1, the motor grader 100 includes a front frame 102 and a rear frame 104, wherein the front frame 102 is supported on a pair of front wheels 106 mounted on a front axle 107, and the rear frame 104 is supported on tandem sets of rear wheels 108 on the left and right. A straight line extending between the centers of the wheels generally defines a wheel axis transverse to a longitudinal plane of the vehicle 100 and generally parallel to the treads of the wheels in contact with the surface being graded. In one or more embodiments, the front frame 102 and the rear frame 104 are fixedly coupled. In still other embodiments, the front frame 102 and the rear frame 104 are movable relative to each other, such that the front frame 102 and the rear frame 104 pivot relative to each other. Vehicle articulation during a leveling operation is also known as “crabbing.”

[0034] Uma cabine de operador 110 é montada sobre uma região traseira inclinada para cima 112 do chassi dianteiro 102 e contém vários controles para a motoniveladora 100 arranjados de modo que estejam dentro do alcance de um operador sentado ou em pé. Em um aspecto, esses controles podem incluir um volante 114 e um conjunto de alavanca 116. Uma interface de usuário 117 é apoiada por um console localizado na cabine e inclui um ou mais tipos diferentes de controles de operador, incluindo botões de interruptores manuais e eletrônicos. Em diferentes modalidades, a interface de usuário 117 inclui um visor que provê menus selecionáveis pelo operador para controlar os vários recursos do veículo 100. Em uma ou mais modalidades, uma exibição de vídeo é provida para mostrar imagens providas por um sensor de imagem 148 ou câmeras localizadas no veículo.[0034] An operator's cab 110 is mounted on an upwardly inclined rear region 112 of the front frame 102 and contains various controls for the motor grader 100 arranged so that they are within reach of a seated or standing operator. In one aspect, these controls may include a steering wheel 114 and a lever assembly 116. A user interface 117 is supported by a console located in the cab and includes one or more different types of operator controls, including manual and electronic switch buttons. In different embodiments, the user interface 117 includes a display that provides operator-selectable menus for controlling various features of the vehicle 100. In one or more embodiments, a video display is provided to show images provided by an image sensor 148 or cameras located on the vehicle.

[0035] Um motor 118 é montado no chassi traseiro 104 e fornece energia para todos os componentes acionados da motoniveladora 100. O propulsor 118, para exemplo, é configurado para acionar uma transmissão (não mostrada), que é acoplada para acionar as rodas traseiras 108 em várias velocidades selecionadas e tanto nos modos de avanço quanto de ré. Uma transmissão assistida hidrostática da roda frontal (não mostrada), em modalidades diferentes, é seletivamente engatada para energizar as rodas dianteiras 106, de uma maneira conhecida na técnica.[0035] A motor 118 is mounted to the rear frame 104 and provides power to all driven components of the motor grader 100. The drive 118, for example, is configured to drive a transmission (not shown) which is engaged to drive the rear wheels 108 at various selected speeds and in both forward and reverse modes. A front wheel hydrostatic power-assisted transmission (not shown) in different embodiments is selectively engaged to power the front wheels 106 in a manner known in the art.

[0036] Montada em uma localização dianteira do chassi dianteiro 102 está uma barra de tração ou armação de tração 120, que tem uma extremidade frontal universalmente conectada ao chassi dianteiro 102 por um arranjo de articulação de rótula 122 e que tem regiões traseiras direita e esquerda opostas suspensas a partir de uma seção central elevada 124 do chassi dianteiro 102. Os arranjos de articulação de levantamento direito e esquerdo, que incluem atuadores extensíveis e retráteis direito e esquerdo 126 e 128, respectivamente, suportam as regiões esquerda e direita da barra de tração 120. Os atuadores 126 e 128 podem ser hidráulicos. Os arranjos de articulação de levantamento direito e esquerdo 126 e 128 levantam ou abaixam a barra de tração 120. Um arranjo de articulação de deslocamento lateral é acoplado entre a seção de chassi elevada 124 e uma localização traseira da barra de tração 120 e inclui um atuador de oscilação lateral retrátil e extensível 130. O atuador de oscilação lateral extensível e retrátil 130 pode ser hidráulico. Uma lâmina ou armação da lâmina 132 é acoplada ao chassi dianteiro 102 e acionada por um conjunto de acionamento do círculo 134. A lâmina 132 inclui uma borda 133 configurada para cortar, separar ou mover material. A lâmina 132 inclui uma borda externa esquerda 135 e uma borda externa direita 137 com um comprimento que se estende entre as bordas externas esquerda e direita 135 e 137, respectivamente. Embora uma lâmina 132 seja descrita neste documento, outros tipos de implementos são contemplados.[0036] Mounted at a forward location of the front frame 102 is a drawbar or draw frame 120, which has a front end universally connected to the front frame 102 by a ball joint arrangement 122 and which has opposing right and left rear regions suspended from a raised center section 124 of the front frame 102. Right and left lifting linkage arrangements, which include right and left extendable and retractable actuators 126 and 128, respectively, support the left and right regions of the drawbar 120. The actuators 126 and 128 may be hydraulic. Right and left lifting linkage arrangements 126 and 128 raise or lower drawbar 120. A side shift linkage arrangement is coupled between raised frame section 124 and a rear location of drawbar 120 and includes a retractable and extendable side swing actuator 130. Extendable and retractable side swing actuator 130 may be hydraulic. A blade or blade frame 132 is coupled to front frame 102 and driven by circle drive assembly 134. Blade 132 includes an edge 133 configured to cut, separate, or move material. Blade 132 includes a left outer edge 135 and a right outer edge 137 with a length extending between left and right outer edges 135 and 137, respectively. Although a blade 132 is described herein, other types of implements are contemplated.

[0037] A barra de tração 120 é elevada ou abaixada pelos arranjos de articulação de levantamento direito e esquerdo 126 e 128 que, por sua vez, levantam ou abaixam a lâmina 132 em relação à superfície. O atuador 130 levanta ou abaixa uma extremidade da lâmina 132 para ajustar a inclinação da lâmina.[0037] The drawbar 120 is raised or lowered by the right and left lifting linkage arrangements 126 and 128 which in turn raise or lower the blade 132 relative to the surface. The actuator 130 raises or lowers one end of the blade 132 to adjust the blade pitch.

[0038] O conjunto de acionamento do círculo 134 inclui um atuador de deslocamento lateral do círculo 139 e um sensor de rotação 136, que em diferentes modalidades, inclui um ou mais interruptores que detectam movimento, velocidade ou posição da lâmina 132 em relação ao chassi dianteiro 102 do veículo. O sensor de rotação 136 é acoplado eletricamente a um controlador 138, que em uma modalidade está localizado na cabine 110. Em outras modalidades, o controlador 138 está localizado no chassi dianteiro 102, no chassi traseiro 104, ou dentro de um compartimento do motor que aloja o motor 118. Em ainda outras modalidades, o controlador 138 é um controlador distribuído que tem controladores individuais separados distribuídos em diferentes locais no veículo. Além disso, enquanto o controlador é geralmente conectado por fiação elétrica ou cabos a sensores e outros componentes relacionados, em outras modalidades o controlador inclui um transmissor e/ou receptor sem fio para se comunicar com um controlador ou componente de sensoriamento ou dispositivo que provê informações ao controlador ou transmite informações do controlador para dispositivos controlados.[0038] The circle drive assembly 134 includes a circle lateral displacement actuator 139 and a rotation sensor 136, which in different embodiments, includes one or more switches that detect movement, speed, or position of the blade 132 relative to the vehicle's front chassis 102. The rotation sensor 136 is electrically coupled to a controller 138, which in one embodiment is located in the cab 110. In other embodiments, the controller 138 is located in the front chassis 102, in the rear chassis 104, or within an engine compartment that houses the engine 118. In still other embodiments, the controller 138 is a distributed controller that has separate individual controllers distributed at different locations in the vehicle. Furthermore, while the controller is generally connected by electrical wiring or cables to sensors and other related components, in other embodiments the controller includes a wireless transmitter and/or receiver for communicating with a controller or sensing component or device that provides information to the controller or transmits information from the controller to controlled devices.

[0039] Um sensor de inclinação/posição da lâmina 140 é configurado para detectar a inclinação e/ou posição da lâmina 132 e para prover informações de inclinação e/ou posição ao controlador 138. O sensor de inclinação/posição da lâmina 140 também é configurado para detectar um caminho de deslocamento da lâmina esquerdo e direito para as bordas externas esquerda e direita 135 e 137, conforme descrito abaixo. Em diferentes modalidades, o sensor de inclinação/posição da lâmina 140 é acoplado a uma armação de suporte para a lâmina 132 do atuador hidráulico 130 para prover as informações de inclinação. Um sensor de desnível principal 142 é configurado para detectar o ângulo de nivelamento do veículo 100 em relação à gravidade e para prover informações do ângulo de nivelamento ao controlador 138. O sensor de desnível principal 142 é configurado para medir um ou mais ângulos de inclinação, declive, elevação ou depressão em relação à gravidade. Numa modalidade, o sensor de desnível principal 142 inclui uma unidade de medição inercial (IMU) configurada para determinar uma posição de rolamento e uma posição de arfagem em relação à gravidade. Em modalidades adicionais, o sistema de controle de nível inclui dispositivos, aparelhos ou sistemas configurados para determinar o desnível principal do veículo 100. Numa modalidade, uma unidade de medição inercial (IMU) é usada para determinar uma força específica, taxa angular e orientação do veículo 100. Em outras modalidades, o sensor de desnível principal 142 inclui outros dispositivos de medição de inclinação para medir um ângulo do veículo, tal como um inclinômetro. O sensor de desnível principal 142 provê um sinal que inclui informações de rolamento e arfagem do eixo geométrico de linha reta entre os centros das rodas e, consequentemente, as informações de rolamento e arfagem do veículo 100. As informações de rolamento e arfagem são usadas pela ECU 150 para ajustar a posição da lâmina 132.[0039] A blade tilt/position sensor 140 is configured to detect the tilt and/or position of the blade 132 and to provide tilt and/or position information to the controller 138. The blade tilt/position sensor 140 is also configured to detect a left and right blade travel path for the left and right outer edges 135 and 137, as described below. In different embodiments, the blade tilt/position sensor 140 is coupled to a support frame for the blade 132 of the hydraulic actuator 130 to provide the tilt information. A main slope sensor 142 is configured to detect the leveling angle of the vehicle 100 relative to gravity and to provide leveling angle information to the controller 138. The main slope sensor 142 is configured to measure one or more angles of incline, slope, elevation, or depression relative to gravity. In one embodiment, the main slope sensor 142 includes an inertial measurement unit (IMU) configured to determine a roll position and a pitch position relative to gravity. In additional embodiments, the grade control system includes devices, apparatus or systems configured to determine the main slope of the vehicle 100. In one embodiment, an inertial measurement unit (IMU) is used to determine a specific force, angular rate and orientation of the vehicle 100. In other embodiments, the main slope sensor 142 includes other tilt measuring devices to measure an angle of the vehicle, such as an inclinometer. The main slope sensor 142 provides a signal that includes roll and pitch information of the straight line axis between the wheel centers and, consequently, the roll and pitch information of the vehicle 100. The roll and pitch information is used by the ECU 150 to adjust the position of the blade 132.

[0040] O veículo 100 inclui um ou mais sensores de ângulo de direção das rodas dianteiras 143 que estão associados ao par de rodas dianteiras 106. Como ilustrado nas Figuras 3 e 4, os um ou mais sensores de ângulo de direção das rodas dianteiras 143 determinam um caminho de deslocamento da roda dianteira esquerda 145 para a roda dianteira esquerda 106 e um caminho de deslocamento da roda dianteira direita 147 para a roda dianteira direita 106. O veículo 100 inclui um ou mais sensores de ângulo de direção das rodas traseiras 149 que estão associados ao par de rodas traseiras 108. Os um ou mais sensores de ângulo de direção das rodas traseiras 149 determinam um caminho de deslocamento da roda traseira esquerda 151 para a roda traseira esquerda 108 e um caminho de deslocamento da roda traseira direita 153 para a roda traseira direita 108. O veículo 100 inclui um ou mais sensores de ângulo de direção de articulação 159 associados ao chassi dianteiro 102 e ao chassi traseiro 104 para determinar a posição do chassi dianteiro 102 em relação ao chassi traseiro 104 durante a articulação.[0040] Vehicle 100 includes one or more front wheel steering angle sensors 143 that are associated with front wheel pair 106. As illustrated in Figures 3 and 4 , the one or more front wheel steering angle sensors 143 determine a travel path from left front wheel 145 to left front wheel 106 and a travel path from right front wheel 147 to right front wheel 106. Vehicle 100 includes one or more rear wheel steering angle sensors 149 that are associated with rear wheel pair 108. The one or more rear wheel steering angle sensors 149 determine a travel path from left rear wheel 151 to left rear wheel 108 and a travel path from right rear wheel 153 to right rear wheel 108. Vehicle 100 includes one or more articulation steering angle sensors 159 associated with front chassis 102 and rear frame 104 to determine the position of front frame 102 relative to rear frame 104 during articulation.

[0041] Um caminho de deslocamento da lâmina à esquerda 155 para a borda externa esquerda 135 da lâmina 132 e um caminho de deslocamento da lâmina à direita 157 para a borda externa direita 137 da lâmina 132 são ilustrados na Figura 4. A Figura 3 ilustra o caminho de deslocamento da lâmina à esquerda 155 para a borda externa esquerda 135 da lâmina 132 quando o veículo 100 está se deslocando numa configuração de curva. O caminho de deslocamento da lâmina à esquerda 155 para a borda externa esquerda 135 da lâmina 132 e o caminho de deslocamento da lâmina à direita 157 para a borda externa direita 137 da lâmina 132 são descritos em mais detalhes abaixo.[0041] A left blade travel path 155 for the left outer edge 135 of the blade 132 and a right blade travel path 157 for the right outer edge 137 of the blade 132 are illustrated in Figure 4. Figure 3 illustrates the left blade travel path 155 for the left outer edge 135 of the blade 132 when the vehicle 100 is traveling in a curved configuration. The left blade travel path 155 for the left outer edge 135 of the blade 132 and the right blade travel path 157 for the right outer edge 137 of the blade 132 are described in more detail below.

[0042] As Figuras 3 e 4 ilustram o veículo 100 se movendo ao longo de uma superfície do solo numa direção para frente. Na Figura 4, são ilustrados as saliências superficiais ou objetos 202 e 203. Contempla-se que o veículo 100 também possa se mover na direção para trás e a mesma invenção do presente pedido é aplicável ao movimento do veículo 100 na direção para trás. À medida que o veículo se move ao longo da superfície do solo, o sensor de imagem do solo 148 provê imagens da superfície localizada na frente ou atrás do veículo 100, isto é, na direção para frente ou para trás. Durante este movimento, a superfície (incluindo as irregularidades) é visualizada pelo sensor de solo 148 e as imagens são transmitidas para a ECU 150. Um campo de visão do sensor de imagem do solo 148 inclui uma largura, em pelo menos uma modalidade, suficiente para prover uma visão de uma ou mais irregularidades de superfície à frente 202 e 203. A irregularidade da superfície 202 é qualquer saliência, objeto, obstáculo, ressalto ou mesmo uma pessoa que geralmente está acima da superfície e pode ter um tamanho que esteja dentro de uma zona de contato do veículo. A irregularidade da superfície 203 é qualquer saliência, objeto, obstáculo, ressalto ou mesmo uma pessoa que geralmente está acima da superfície e pode ter um tamanho que não esteja dentro de uma zona de contato do veículo. Para efeitos desta invenção, as irregularidades são desvios da superfície do solo.[0042] Figures 3 and 4 illustrate vehicle 100 moving along a ground surface in a forward direction. In Figure 4, surface protrusions or objects 202 and 203 are illustrated. It is contemplated that vehicle 100 may also move in a backward direction and the same invention of the present application is applicable to movement of vehicle 100 in a backward direction. As the vehicle moves along the ground surface, ground imaging sensor 148 provides images of the surface located in front of or behind vehicle 100, i.e., in a forward or backward direction. During this movement, the surface (including irregularities) is imaged by the ground sensor 148 and the images are transmitted to the ECU 150. A field of view of the ground imaging sensor 148 includes a width, in at least one embodiment, sufficient to provide a view of one or more forward surface irregularities 202 and 203. The surface irregularity 202 is any protrusion, object, obstacle, bump or even a person that is generally above the surface and may have a size that is within a vehicle contact zone. The surface irregularity 203 is any protrusion, object, obstacle, bump or even a person that is generally above the surface and may have a size that is not within a vehicle contact zone. For purposes of this invention, irregularities are deviations from the ground surface.

[0043] À medida que o veículo 100 se move ao longo do caminho 198, as rodas dianteiras 106 correspondem a uma posição de direção dianteira, as rodas traseiras 108 correspondem a uma posição de direção traseira, e o implemento ou a lâmina 132 corresponde a uma posição de implemento em relação à superfície. A ECU 150 recebe a localização das irregularidades da superfície 202 e 203 e determina a localização das irregularidades da superfície 202 e 203 em relação à posição de direção dianteira, à posição de direção traseira e à posição do implemento do veículo 100. A ECU 150 determina se a localização da irregularidade da superfície 202 está dentro de qualquer posição de direção dianteira, posição de direção traseira e posição do implemento, e a ECU 150 determina se a localização da irregularidade da superfície 203 não está dentro do caminho de deslocamento 204 do veículo 100. A ECU 150 também determina uma zona de operação do veículo 304 usando a posição de direção dianteira, a posição de direção traseira e a posição do implemento.[0043] As vehicle 100 moves along path 198, front wheels 106 correspond to a forward steering position, rear wheels 108 correspond to a rear steering position, and implement or blade 132 corresponds to an implement position relative to the surface. The ECU 150 receives the location of the surface irregularities 202 and 203 and determines the location of the surface irregularities 202 and 203 relative to the front steering position, rear steering position, and implement position of the vehicle 100. The ECU 150 determines whether the location of the surface irregularity 202 is within any of the front steering position, rear steering position, and implement position, and the ECU 150 determines whether the location of the surface irregularity 203 is not within the travel path 204 of the vehicle 100. The ECU 150 also determines an operating zone of the vehicle 304 using the front steering position, rear steering position, and implement position.

[0044] A ECU 150 também determina a posição de direção dianteira identificando uma primeira e uma segunda entrada de localização da roda dianteira que corresponde respectivamente à primeira e à segunda roda dianteira 106. A ECU 150 também determina a posição de direção traseira identificando uma primeira e uma segunda entrada de localização da roda traseira que corresponde respectivamente à primeira e à segunda roda traseira 108. A ECU 150 também determina a posição do implemento identificando uma posição do implemento ou da lâmina 132 em relação ao chassi dianteiro 102 ou ao chassi traseiro 104 do veículo 100.[0044] The ECU 150 also determines the front steering position by identifying a first and a second front wheel location input that corresponds respectively to the first and second front wheels 106. The ECU 150 also determines the rear steering position by identifying a first and a second rear wheel location input that corresponds respectively to the first and second rear wheels 108. The ECU 150 also determines the implement position by identifying a position of the implement or blade 132 relative to the front frame 102 or the rear frame 104 of the vehicle 100.

[0045] Uma antena 144 está localizada em uma parte superior da cabine 110 e é configurada para receber sinais de diferentes tipos de sistemas de controle de máquina, incluindo sistemas sônicos, sistemas a laser e sistemas de posicionamento global (GPS). Embora a antena 144 seja ilustrada, outras localizações da antena 144 estão incluídas, como é conhecido pelos versados na técnica. Por exemplo, quando o veículo 100 está usando um sistema sônico, um rastreador sônico 146 é usado para detectar ondas sonoras refletidas transmitidas pelo sistema sônico com o rastreador sônico 146. Num veículo 100 que usa um sistema a laser, um mastro (não mostrado) localizado na lâmina suporta um rastreador a laser localizado a uma distância acima da lâmina 132. Numa modalidade, o mastro inclui um comprimento para suportar um rastreador a laser a uma altura semelhante à altura do teto da cabine. Um sistema GPS inclui um rastreador GPS localizado em um mastro semelhante ao provido para o sistema de rastreador a laser. Consequentemente, a presente invenção aplica sistemas de motoniveladora de veículos usando tanto sistemas de inclinação transversal 2D relativamente “simples” quanto sistemas de controle de nível 3D “de ponta”.[0045] An antenna 144 is located on an upper portion of the cab 110 and is configured to receive signals from different types of machine control systems, including sonic systems, laser systems, and global positioning systems (GPS). Although antenna 144 is illustrated, other locations of antenna 144 are included, as is known to those skilled in the art. For example, when vehicle 100 is using a sonic system, a sonic tracker 146 is used to detect reflected sound waves transmitted by the sonic system with sonic tracker 146. In a vehicle 100 using a laser system, a mast (not shown) located on the blade supports a laser tracker located at a distance above the blade 132. In one embodiment, the mast includes a length to support a laser tracker at a height similar to the height of the cab ceiling. A GPS system includes a GPS tracker located on a mast similar to that provided for the laser tracker system. Accordingly, the present invention applies vehicle grader systems using both relatively “simple” 2D cross slope systems and “state-of-the-art” 3D grade control systems.

[0046] Um sensor de imagem do solo 148 é montado fixamente na cabine 110 em um local geralmente desobstruído de qualquer parte do veículo 100. O sensor de imagem do solo 148 inclui um ou mais dentre um transmissor, receptor ou transceptor direcionado para o solo na parte de trás e que se aproxima do veículo 100 quando o veículo 100 está se deslocando em uma direção para trás ou para frente, conforme indicado pelo caminho 198. Em diferentes modalidades, o sensor de imagem do solo 148 inclui um ou mais dentre uma câmera bidimensional, um dispositivo de radar e um dispositivo de varredura a laser e um varredor de detecção e telemetria por luz (LIDAR). O sensor de imagem do solo 148 é configurado para prover uma imagem do solo e de quaisquer irregularidades da superfície 202 e 203 que se aproximam do veículo 100 que é transmitida para uma unidade de controle eletrônico (ECU) 150 da Figura 2. Em diferentes modalidades, o sensor de imagem do solo 148 é um sensor de escala de cinza, um sensor de cor ou uma combinação destes.[0046] A ground imaging sensor 148 is fixedly mounted to the cabin 110 in a generally unobstructed location on any part of the vehicle 100. The ground imaging sensor 148 includes one or more of a transmitter, receiver, or transceiver directed toward the ground at the rear and approaching the vehicle 100 when the vehicle 100 is traveling in a backward or forward direction as indicated by path 198. In different embodiments, the ground imaging sensor 148 includes one or more of a two-dimensional camera, a radar device, and a laser scanning device, and a light detection and ranging (LIDAR) scanner. The ground imaging sensor 148 is configured to provide an image of the ground and any surface irregularities 202 and 203 approaching the vehicle 100 that is transmitted to an electronic control unit (ECU) 150 of Figure 2. In different embodiments, the ground imaging sensor 148 is a grayscale sensor, a color sensor, or a combination thereof.

[0047] A Figura 2 é um diagrama esquemático simplificado do veículo 100 e de um sistema de controle de nível do veículo que incorpora a invenção. Nesta modalidade, o controlador 138 é configurado como a ECU 150 conectada operacionalmente a uma unidade de controle de transmissão 152. A ECU 150 está localizada na cabine 110 do veículo 100 e a unidade de controle de transmissão 152 está localizada na transmissão do veículo 100. A ECU 150 recebe sinais de inclinação, ângulo e/ou elevação gerados por um ou mais tipos de sistemas de controle de máquina, incluindo um sistema sônico 154, um sistema a laser 156 e um sistema GPS 158. Outros sistemas de controle de máquina são contemplados. Esses sinais são identificados coletivamente como sinais de contorno. Cada um dos sistemas de controle de máquina 154, 156 e 158 se comunica com a ECU 150 através de um transceptor 160 que é operacionalmente conectado ao tipo apropriado de antena, como é entendido pelos versados na técnica.[0047] Figure 2 is a simplified schematic diagram of vehicle 100 and a vehicle level control system embodying the invention. In this embodiment, controller 138 is configured as ECU 150 operatively connected to a transmission control unit 152. ECU 150 is located in cab 110 of vehicle 100 and transmission control unit 152 is located in the transmission of vehicle 100. ECU 150 receives pitch, angle, and/or elevation signals generated by one or more types of machine control systems, including a sonic system 154, a laser system 156, and a GPS system 158. Other machine control systems are contemplated. These signals are collectively identified as contour signals. Each of the machine control systems 154, 156, and 158 communicates with the ECU 150 through a transceiver 160 that is operatively connected to the appropriate type of antenna, as is understood by those skilled in the art.

[0048] A ECU 150, em modalidades diferentes, inclui um controlador, computador, sistema de computador, ou outros dispositivos programáveis. Em outras modalidades, a ECU 150 pode incluir um ou mais processadores (por exemplo, microprocessadores), e uma memória associada 161, que pode ser interna ao processador ou externa ao processador. A memória 161 pode incluir dispositivos de memória de acesso aleatório (RAM) compreendendo o armazenamento de memória da ECU 150, assim como qualquer outro tipos de memória, por exemplo, memórias cache, memórias não voláteis ou de backup, memórias programáveis, ou memórias flash, e memórias penas para leitura. Em adição, a memória pode incluir um armazenamento de memória fisicamente localizado em qualquer lugar dos dispositivos de processamento e pode incluir qualquer memória de cache em um dispositivo de processamento, assim como qualquer capacidade de armazenamento usada como uma memória virtual, por exemplo, como armazenada em um dispositivo de armazenamento em massa ou um outro computador acoplado à ECU 150. O dispositivo de armazenamento em massa pode incluir um cache ou outro espaço de dados que pode incluir bancos de dados. O armazenamento de memória, em outras modalidades, está localizado na “nuvem”, onde a memória está localizada em um local distante, que provê as informações armazenadas sem fio à ECU 150.[0048] The ECU 150, in different embodiments, includes a controller, computer, computer system, or other programmable devices. In other embodiments, the ECU 150 may include one or more processors (e.g., microprocessors), and an associated memory 161, which may be internal to the processor or external to the processor. The memory 161 may include random access memory (RAM) devices comprising the memory storage of the ECU 150, as well as any other types of memory, e.g., cache memories, non-volatile or backup memories, programmable memories, or flash memories, and read-only memories. In addition, the memory may include a memory storage physically located anywhere in the processing devices and may include any cache memory in a processing device, as well as any storage capacity used as a virtual memory, e.g., as stored in a mass storage device or another computer coupled to the ECU 150. The mass storage device may include a cache or other data space that may include databases. Memory storage, in other embodiments, is located in the “cloud,” where the memory is located at a distant location, which provides the stored information wirelessly to the ECU 150.

[0049] A ECU 150 executa ou de outra maneira depende das aplicações de software de computador, componentes, programas, objetos, módulos, ou estruturas de dados, etc. As rotinas de software residentes na memória incluída da ECU 150 ou outra memória são executadas em resposta aos sinais recebidos. As aplicações de software de computador, em outras modalidades, estão localizadas na nuvem. O software executado inclui uma ou mais aplicações, componentes, programas, objetos, módulos ou sequências de instruções específicos normalmente referidos como “código de programa”. O código de programa inclui uma ou mais instruções localizadas na memória e outros dispositivos de armazenamento que executam as instruções residentes na memória, que respondem a outras instruções geradas pelo sistema, ou que proveem uma interface de usuário operada pelo usuário. A ECU 150 é configurada para executar as instruções de programa armazenadas.[0049] The ECU 150 executes or otherwise relies on computer software applications, components, programs, objects, modules, or data structures, etc. Software routines resident in the ECU 150's included memory or other memory are executed in response to received signals. The computer software applications, in other embodiments, are located in the cloud. The executed software includes one or more specific applications, components, programs, objects, modules, or sequences of instructions commonly referred to as “program code.” The program code includes one or more instructions located in memory and other storage devices that execute the instructions resident in memory, that respond to other instructions generated by the system, or that provide a user interface operated by the user. The ECU 150 is configured to execute the stored program instructions.

[0050] A ECU 150 também é operacionalmente conectada a um conjunto de válvulas de levantamento da lâmina 162 (vide a Figura 2) que, por sua vez, é operacionalmente conectado aos arranjos de articulação de levantamento direito e esquerdo 126 e 128 e ao atuador de oscilação lateral 130. O conjunto de válvulas de levantamento da lâmina 162, em uma modalidade, é um conjunto eletro-hidráulico (EH) que é configurado para levantar ou abaixar a lâmina 132 em relação à superfície ou ao solo e a uma extremidade da lâmina para ajustar a inclinação da lâmina. Em outras modalidades, o conjunto de válvulas de levantamento da lâmina 162 inclui um ou mais atuadores para controlar a arfagem da lâmina 132. Em modalidades diferentes, o conjunto de válvula 162 é um conjunto distribuído que tem diferentes válvulas para controlar diferentes características posicionais da lâmina. Por exemplo, uma ou mais válvulas ajustam um ou ambos os arranjos de articulação 126 e 128 em resposta aos comandos gerados por e transmitidos às válvulas e gerados pela ECU 150. Uma outra ou mais válvulas, em modalidades diferentes, ajustam o atuador 130 em resposta aos comandos transmitidos às válvulas e gerados pela ECU 150. A ECU 150 responde às informações de situação de nível providas pelo sistema sônico 154, pelo sistema a laser 156 e pelo GPS 158 e, em algumas modalidades, pode ajustar a localização da lâmina 132 através do controle do conjunto de válvulas de levantamento da lâmina 162. A localização da lâmina é ajustada com base na posição atual da lâmina em relação ao veículo, na velocidade da lâmina se ela estiver sendo manipulada e na direção da lâmina. Alternativamente, a ECU 150 também responde à entrada do operador para ajustar a localização da lâmina 132.[0050] The ECU 150 is also operatively connected to a blade lift valve assembly 162 (see Figure 2) which in turn is operatively connected to the right and left lift linkage arrangements 126 and 128 and the lateral rocker actuator 130. The blade lift valve assembly 162, in one embodiment, is an electro-hydraulic (EH) assembly that is configured to raise or lower the blade 132 relative to the surface or ground and to an end of the blade to adjust the pitch of the blade. In other embodiments, the blade lift valve assembly 162 includes one or more actuators to control the pitch of the blade 132. In different embodiments, the valve assembly 162 is a distributed assembly having different valves to control different positional characteristics of the blade. For example, one or more valves adjust one or both of linkage arrangements 126 and 128 in response to commands generated by and transmitted to the valves and generated by ECU 150. Another one or more valves, in different embodiments, adjust actuator 130 in response to commands transmitted to the valves and generated by ECU 150. ECU 150 responds to level status information provided by sonic system 154, laser system 156, and GPS 158, and in some embodiments, may adjust the location of blade 132 by controlling blade lift valve assembly 162. The location of the blade is adjusted based on the current position of the blade relative to the vehicle, the speed of the blade if it is being manipulated, and the direction of the blade. Alternatively, ECU 150 also responds to operator input to adjust the location of blade 132.

[0051] A ECU 150 é acoplada à unidade de controle de transmissão 152 para controlar a quantidade de potência aplicada às rodas do veículo 100. A ECU 150 é adicionalmente operacionalmente conectada a uma unidade de controle do motor 164 que é, em parte, configurada para controlar a velocidade do motor 116. Um acelerador 166 é operacionalmente conectado à unidade de controle do motor 164. Numa modalidade, o acelerador 166 é um acelerador operado manualmente localizado na cabine 110 que é ajustado pelo operador do veículo 100. Em outra modalidade, o acelerador 166 é adicionalmente um acelerador controlado por máquina que é automaticamente controlado pela ECU 150 em resposta às informações de nível e às informações de velocidade do veículo.[0051] The ECU 150 is coupled to the transmission control unit 152 to control the amount of power applied to the wheels of the vehicle 100. The ECU 150 is further operatively connected to an engine control unit 164 that is, in part, configured to control the speed of the engine 116. A throttle 166 is operatively connected to the engine control unit 164. In one embodiment, the throttle 166 is a manually operated throttle located in the cabin 110 that is adjusted by the operator of the vehicle 100. In another embodiment, the throttle 166 is further a machine controlled throttle that is automatically controlled by the ECU 150 in response to level information and vehicle speed information.

[0052] A ECU 150 provê instruções de controle do motor para a unidade de controle do motor 164 e instruções de controle de transmissão para a unidade de controle da transmissão 152 para ajustar a velocidade do veículo em resposta à localização da roda dianteira, velocidade da roda dianteira, patinagem da roda dianteira, localização da roda traseira, velocidade da roda traseira, patinagem da roda traseira, posição da lâmina ou do implemento e informações de detecção de irregularidades da superfície providas por um dos sistemas de controle de máquina, incluindo o sistema sônico 154, o sistema a laser 156, o sistema GPS 158 e o sensor de imagem do solo 148. Outros sistemas de controle de máquina também podem ser usados para determinar as instruções de controle do motor. As informações de direção do veículo são determinadas pela ECU 150 em resposta às informações de direção providas pelo dispositivo de direção 114.[0052] ECU 150 provides engine control instructions to engine control unit 164 and transmission control instructions to transmission control unit 152 to adjust vehicle speed in response to front wheel location, front wheel speed, front wheel slip, rear wheel location, rear wheel speed, rear wheel slip, blade or implement position, and surface irregularity detection information provided by one of the machine control systems, including sonic system 154, laser system 156, GPS system 158, and ground image sensor 148. Other machine control systems may also be used to determine engine control instructions. Vehicle steering information is determined by ECU 150 in response to steering information provided by steering device 114.

[0053] As informações de velocidade do veículo são providas à ECU 150, em parte, pela unidade de controle da transmissão 152 que é operacionalmente conectada a um sensor de velocidade de saída da transmissão 168. O sensor de velocidade de saída da transmissão 168 provê uma velocidade sensoreada de um eixo de saída da transmissão, como é conhecido pelos versados na técnica. Sensores adicionais de velocidade da transmissão são usados em outras modalidades, incluindo um sensor de velocidade de transmissão de entrada que provê informações de velocidade do eixo de entrada da transmissão.[0053] Vehicle speed information is provided to ECU 150, in part, by transmission control unit 152 that is operatively connected to a transmission output speed sensor 168. Transmission output speed sensor 168 provides a sensed speed of a transmission output shaft, as is known to those skilled in the art. Additional transmission speed sensors are used in other embodiments, including a transmission input speed sensor that provides transmission input shaft speed information.

[0054] Informações adicionais da velocidade do veículo são providas à ECU 150 pela unidade de controle do motor 164. A unidade de controle do motor 164 é operacionalmente conectada a um sensor de velocidade do motor 170 que provê informações de velocidade do motor à unidade de controle do motor 164.[0054] Additional vehicle speed information is provided to ECU 150 by engine control unit 164. Engine control unit 164 is operatively connected to an engine speed sensor 170 which provides engine speed information to engine control unit 164.

[0055] A velocidade atual do veículo é determinada na ECU 150 usando as informações de velocidade providas por uma ou ambas a unidade de controle da transmissão 152 e a unidade de controle do motor 164. A velocidade atual do veículo pode ser determinada na ECU 150 usando as informações de velocidade providas por qualquer sistema sônico 154, sistema a laser 156 e sistema GPS 158. A velocidade do veículo 100 é diminuída ou aumentada por comandos de controle de velocidade providos pela ECU 150.[0055] The current speed of the vehicle is determined in the ECU 150 using speed information provided by one or both of the transmission control unit 152 and the engine control unit 164. The current speed of the vehicle may be determined in the ECU 150 using speed information provided by any of the sonic system 154, laser system 156, and GPS system 158. The speed of the vehicle 100 is decreased or increased by speed control commands provided by the ECU 150.

[0056] Como um técnico pode reconhecer, a lâmina 132 pode ser configurada de múltiplas maneiras diferentes em relação ao chassi dianteiro 102 e às rodas dianteiras 106 e ao chassi traseiro 104 e às rodas traseiras 108. Por exemplo, a lâmina 132 pode deslizar lateralmente além das rodas dianteiras 106 e/ou das rodas traseiras 108, o que aumenta a largura efetiva total do veículo 100 e também aumenta o caminho de deslocamento da lâmina à esquerda 155 para a borda externa esquerda 135 da lâmina 132 ou o caminho de deslocamento da lâmina à direita 157 para a borda externa direita 137 da lâmina 132. Como pode ser reconhecido, a lâmina 132 pode se mover para uma posição mais larga, que é a distância máxima que a lâmina 132 pode se mover lateralmente.[0056] As one skilled in the art can recognize, the blade 132 can be configured in multiple different ways relative to the front frame 102 and front wheels 106 and the rear frame 104 and rear wheels 108. For example, the blade 132 can slide laterally past the front wheels 106 and/or the rear wheels 108, which increases the overall effective width of the vehicle 100 and also increases the left blade travel path 155 to the left outer edge 135 of the blade 132 or the right blade travel path 157 to the right outer edge 137 of the blade 132. As can be recognized, the blade 132 can move to a wider position, which is the maximum distance that the blade 132 can move laterally.

[0057] A Figura 5 ilustra um diagrama de fluxo de um processo 500 para determinar um caminho de trajetória da lâmina 132 à medida que o veículo 100 se desloca ao longo de uma superfície do solo. O processo 500 inclui a etapa 512 para determinar o movimento do veículo 100 sobre uma superfície do solo e a etapa 520 para determinar a posição da lâmina e o movimento da lâmina 132 em relação ao veículo 100. O processo 500 combina então as etapas 512 e 520 na etapa 522 para determinar um caminho de deslocamento da lâmina 132.[0057] Figure 5 illustrates a flow diagram of a process 500 for determining a path of travel of the blade 132 as the vehicle 100 travels along a ground surface. The process 500 includes step 512 for determining the movement of the vehicle 100 over a ground surface and step 520 for determining the position of the blade and the movement of the blade 132 relative to the vehicle 100. The process 500 then combines steps 512 and 520 in step 522 to determine a path of travel of the blade 132.

[0058] Para determinar o movimento do veículo 100 sobre uma superfície do solo na etapa 512, o processo 500 começa com base nas seguintes etapas: monitorar um comando de direção do operador 504, determinar um ângulo de direção 506 e determinar um ângulo de articulação 508. Monitorar o comando de direção do operador 504 inclui a ECU 150 recebendo uma entrada do operador ou uma entrada do veículo para fazer com que o veículo 100 se mova em qualquer uma ou uma combinação de uma direção para frente ou para trás, uma direção de curva e/ou uma configuração de articulação conforme descrito acima. Por exemplo, o operador inicia um movimento para trás do veículo 100 provendo uma entrada na interface de usuário 117, tal como uma mudança de marcha a ré. A ECU 150 determina que o veículo 100 está se movendo na direção para trás. Como outro exemplo, o operador inicia um movimento para frente do veículo 100 provendo outra entrada na interface de usuário 117, tal como uma mudança de marcha para frente. A ECU 150 determina que o veículo 100 está se movendo na direção para frente. Ainda como outro exemplo, o operador inicia um movimento de curva do veículo 100 girando o volante 114 como mostrado na Figura 3. A ECU 150 determina que o veículo 100 está se movendo na direção de curva para frente ou para trás. Ainda como outro exemplo, o operador inicia um movimento articulado do veículo 100 como mostrado na Figura 4 e descrito acima.[0058] To determine movement of vehicle 100 over a ground surface in step 512, process 500 begins based on the following steps: monitoring a steering command from operator 504, determining a steering angle 506, and determining an articulation angle 508. Monitoring the steering command from operator 504 includes ECU 150 receiving an input from the operator or an input from the vehicle to cause vehicle 100 to move in any one or a combination of a forward or reverse direction, a turning direction, and/or an articulation configuration as described above. For example, the operator initiates a backward movement of vehicle 100 by providing an input to user interface 117, such as a shift into reverse gear. ECU 150 determines that vehicle 100 is moving in the backward direction. As another example, the operator initiates a forward motion of vehicle 100 by providing other input to user interface 117, such as a forward gear shift. ECU 150 determines that vehicle 100 is moving in the forward direction. As yet another example, the operator initiates a turning motion of vehicle 100 by turning steering wheel 114 as shown in Figure 3. ECU 150 determines that vehicle 100 is moving in a forward or backward turning direction. As yet another example, the operator initiates an articulated motion of vehicle 100 as shown in Figure 4 and described above.

[0059] Determinar o ângulo de direção 506 inclui a ECU 150determinando e/ou medindo a posição de direção dianteira das rodas dianteiras 106 e a posição de direção traseira das rodas traseiras 108 com base no retorno dos um ou mais sensores de ângulo de direção da roda dianteira 143 e dos um ou mais sensores de ângulo de direção da roda traseira 149. A posição de direção dianteira inclui identificar o caminho de deslocamento da roda dianteira esquerda 145 para a roda dianteira esquerda 106 e o caminho de deslocamento da roda dianteira direita 147 para a roda dianteira direita 106 pelos um ou mais sensores de ângulo de direção da roda dianteira 143. A posição de direção traseira inclui identificar o caminho de deslocamento da roda traseira esquerda 151 para a roda traseira esquerda 108 e o caminho de deslocamento da roda traseira direita 153 para a roda traseira direita 108 pelos um ou mais sensores de ângulo de direção da roda traseira 149.[0059] Determining steering angle 506 includes ECU 150 determining and/or measuring the forward steering position of the front wheels 106 and the rearward steering position of the rear wheels 108 based on feedback from the one or more front wheel steering angle sensors 143 and the one or more rear wheel steering angle sensors 149. The forward steering position includes identifying the travel path of the left front wheel 145 to the left front wheel 106 and the travel path of the right front wheel 147 to the right front wheel 106 by the one or more front wheel steering angle sensors 143. The rear steering position includes identifying the travel path of the left rear wheel 151 to the left rear wheel 108 and the travel path of the right rear wheel 153 to the right rear wheel 108 by the one or more rear wheel steering angle sensors 149.

[0060] Determinar o ângulo de articulação 508 inclui a ECU 150 determinando e/ou medindo a posição do chassi dianteiro 102 em relação ao chassi traseiro 104 durante a articulação do veículo 100 pelos um ou mais sensores de ângulo de direção de articulação 159 associados ao chassi dianteiro 102 e ao chassi traseiro 104.[0060] Determining articulation angle 508 includes ECU 150 determining and/or measuring the position of front frame 102 relative to rear frame 104 during articulation of vehicle 100 by the one or more articulation steering angle sensors 159 associated with front frame 102 and rear frame 104.

[0061] Na etapa 510, o processo 500 inclui a ECU 150 determinando ou medindo características físicas do conjunto de máquina do veículo 100. O conjunto de máquina do veículo 100 inclui uma ou mais características físicas da lâmina 132, tais como o comprimento da lâmina, a altura da lâmina e, em algumas modalidades, a espessura da lâmina. As características físicas da lâmina 132 podem ser armazenadas na memória 161 com base no tipo da lâmina 132 que é montada com o veículo 100. Pode ser reconhecido que quando o tipo da lâmina 132 muda no veículo 100, estas características físicas mudarão de acordo. O conjunto de máquina do veículo 100 também pode incluir uma ou mais características físicas do chassi dianteiro 102 e do chassi traseiro 104. O conjunto de máquina do veículo 100 inclui um local de montagem do cilindro dos atuadores no veículo 100 e/ou na lâmina 132. A etapa 510 inclui determinar ou medir uma posição de montagem do cilindro dos atuadores extensíveis e retráteis direito e esquerdo 126 e 128, respectivamente, que suportam as regiões esquerda e direita da barra de tração 120. A etapa 510 inclui determinar ou medir uma posição de montagem do cilindro do atuador de deslocamento lateral do círculo 139. A etapa 510 inclui determinar ou medir uma posição de montagem do cilindro do atuador de oscilação lateral 130. A etapa 510 inclui determinar ou medir uma posição de montagem do cilindro do conjunto de válvulas de levantamento da lâmina 162 que inclui um ou mais atuadores para controlar a arfagem da lâmina 132. A etapa 510 inclui determinar ou medir uma área ocupada da máquina dos chassis dianteiro e traseiro 102 e 104, respectivamente.[0061] In step 510, process 500 includes ECU 150 determining or measuring physical characteristics of vehicle engine assembly 100. Vehicle engine assembly 100 includes one or more physical characteristics of blade 132, such as blade length, blade height, and in some embodiments, blade thickness. The physical characteristics of blade 132 may be stored in memory 161 based on the type of blade 132 that is mounted with vehicle 100. It may be recognized that when the type of blade 132 changes in vehicle 100, these physical characteristics will change accordingly. The vehicle machinery assembly 100 may also include one or more physical features of the front frame 102 and the rear frame 104. The vehicle machinery assembly 100 includes a cylinder mounting location of the actuators on the vehicle 100 and/or the blade 132. Step 510 includes determining or measuring a cylinder mounting position of the right and left extendable and retractable actuators 126 and 128, respectively, that support the left and right regions of the drawbar 120. Step 510 includes determining or measuring a cylinder mounting position of the circle lateral displacement actuator 139. Step 510 includes determining or measuring a cylinder mounting position of the lateral swing actuator 130. Step 510 includes determining or measuring a cylinder mounting position of the blade lift valve assembly 162 that includes one or more actuators for controlling the pitch of the blade 132. Step 510 includes determining or measure a machine footprint of the front and rear frames 102 and 104, respectively.

[0062] Na etapa 512, o processo 500 inclui determinar o movimento do veículo 100 sobre uma superfície do solo com base nas seguintes etapas: monitorar o comando de direção do operador 504, determinar o ângulo de direção 506, determinar o ângulo de articulação 508 e determinar ou medir as características do conjunto de máquina 510 do veículo 100. Na etapa 512, a ECU 150 determina um caminho de deslocamento do veículo 100 na direção em que o veículo 100 está se movendo. Por exemplo, se o veículo 100 estiver se movendo numa direção para frente, então o caminho de deslocamento do veículo será à frente do veículo 100. Se o veículo estiver se movendo numa direção para trás, então o caminho de deslocamento do veículo será para trás do veículo 100. O caminho de deslocamento do veículo é definido como o caminho de deslocamento mais largo ou a área ocupada do veículo mais larga 100 à medida que o veículo 100 se desloca ao longo da superfície do solo.[0062] In step 512, process 500 includes determining the movement of vehicle 100 over a ground surface based on the following steps: monitoring operator steering input 504, determining steering angle 506, determining articulation angle 508, and determining or measuring characteristics of machine assembly 510 of vehicle 100. In step 512, ECU 150 determines a travel path of vehicle 100 in the direction in which vehicle 100 is moving. For example, if vehicle 100 is moving in a forward direction, then the vehicle travel path will be in front of vehicle 100. If the vehicle is moving in a backward direction, then the vehicle travel path will be behind vehicle 100. The vehicle travel path is defined as the widest travel path or the widest footprint of vehicle 100 as vehicle 100 travels along the ground surface.

[0063] Para determinar a posição da lâmina e o movimento da lâmina 132 em relação ao veículo 100 na etapa 520, o processo 500 começa com as seguintes etapas: determinar uma posição do cilindro e velocidade do cilindro 514, determinar uma aceleração de corpo rígido 516 e monitorar os comandos do operador para o movimento da lâmina 518. Na etapa 514, a ECU 150 determina ou mede a posição e a velocidade do cilindro para cada um dos cilindros que são montados com a lâmina 132 para fazer com que a lâmina 132 se mova. Na etapa 514, a ECU 150 determina ou mede o movimento dinâmico da lâmina 132, em que o movimento da lâmina 132 está constantemente mudando e progredindo com base na posição e velocidade do cilindro para cada um dos cilindros que são montados direta ou indiretamente com a lâmina 132. A etapa 514 inclui determinar ou medir uma posição e velocidade do cilindro dos atuadores extensíveis e retráteis direito e esquerdo 126 e 128, respectivamente, que suportam as regiões esquerda e direita da barra de tração 120. A etapa 514 inclui determinar ou medir uma posição e velocidade do cilindro do atuador de deslocamento lateral do círculo 139. A etapa 514 inclui determinar ou medir uma posição e velocidade do cilindro do atuador de oscilação lateral 130. A etapa 514 inclui determinar ou medir uma posição e velocidade do cilindro do conjunto de válvulas de levantamento da lâmina 162 que inclui um ou mais atuadores para controlar a arfagem da lâmina 132. A ECU 150 determina ou mede o movimento dinâmico da lâmina 132 com base em qualquer uma das entradas dinâmicas da lâmina que correspondem à posição e velocidade do cilindro para cada um dos cilindros que são montados com a lâmina 132 da etapa 514.[0063] To determine the blade position and movement of the blade 132 relative to the vehicle 100 in step 520, the process 500 begins with the following steps: determining a cylinder position and cylinder speed 514, determining a rigid body acceleration 516, and monitoring operator commands for movement of the blade 518. In step 514, the ECU 150 determines or measures the cylinder position and speed for each of the cylinders that are mounted with the blade 132 to cause the blade 132 to move. In step 514, the ECU 150 determines or measures the dynamic motion of the blade 132, wherein the motion of the blade 132 is constantly changing and progressing based on the cylinder position and speed for each of the cylinders that are mounted directly or indirectly with the blade 132. Step 514 includes determining or measuring a cylinder position and speed of the right and left extendable and retractable actuators 126 and 128, respectively, that support the left and right regions of the drawbar 120. Step 514 includes determining or measuring a cylinder position and speed of the circle lateral displacement actuator 139. Step 514 includes determining or measuring a cylinder position and speed of the lateral swing actuator 130. Step 514 includes determining or measuring a cylinder position and speed of the blade lift valve assembly 162 that includes one or more actuators for controlling the pitch of the blade 132. The ECU 150 determines or measures the cylinder position and speed of the blade lift valve assembly 162 that includes one or more actuators for controlling the pitch of the blade 132. 150 determines or measures the dynamic motion of the blade 132 based on any of the blade dynamic inputs that correspond to the cylinder position and speed for each of the cylinders that are mounted with the blade 132 of step 514.

[0064] Na etapa 516, a ECU 150 determina ou mede a aceleração de corpo rígido do veículo 100, incluindo do chassi dianteiro 102 e do chassi traseiro 104, à medida que o veículo 100 se move nas direções para frente ou para trás. A etapa 516 inclui determinar ou medir um movimento de corpo rígido, a velocidade relativa e/ou a aceleração do veículo 100, incluindo do chassi dianteiro 102 e do chassi traseiro 104. Em algumas modalidades, a etapa 516 determina ou mede a aceleração de corpo rígido de outras partes ou de partes adicionais do veículo 100. Na etapa 516, a ECU 150 determina ou mede o movimento dinâmico do veículo 100, em que o movimento do veículo 100 está constantemente mudando e progredindo à medida que o veículo 100 se desloca sobre a superfície do solo. Algumas das entradas dinâmicas da máquina podem incluir qualquer IMU da lâmina 132 acoplada ao sistema de controle de nível ilustrado na Figura 2 para determinar uma posição de rolamento e uma posição de arfagem da lâmina 132 em relação à gravidade, uma IMU do veículo 100 acoplada ao sistema de controle de nível na Figura 2 que determina uma força específica, taxa angular e orientação do veículo 100, velocidade das rodas dianteiras e traseiras 106 e 108, respectivamente, a velocidade de deslocamento do veículo 100 e patinagem das rodas dianteiras e traseiras 106 e 108, respectivamente. As entradas dinâmicas da máquina também podem incluir as informações de velocidade do veículo providas pela unidade de controle da transmissão 152 ou pela unidade de controle do motor 164. As entradas dinâmicas da máquina também podem incluir a velocidade do motor 116. A ECU 150 determina ou mede o movimento dinâmico do veículo 100 com base em qualquer uma das entradas dinâmicas da máquina para determinar a aceleração de corpo rígido do veículo 100 da etapa 516.[0064] In step 516, the ECU 150 determines or measures the rigid body acceleration of the vehicle 100, including the front chassis 102 and the rear chassis 104, as the vehicle 100 moves in the forward or backward directions. Step 516 includes determining or measuring a rigid body motion, relative velocity, and/or acceleration of the vehicle 100, including the front chassis 102 and the rear chassis 104. In some embodiments, step 516 determines or measures the rigid body acceleration of other or additional parts of the vehicle 100. In step 516, the ECU 150 determines or measures the dynamic motion of the vehicle 100, wherein the motion of the vehicle 100 is constantly changing and progressing as the vehicle 100 travels over the ground surface. Some of the dynamic inputs to the machine may include any IMU of the blade 132 coupled to the grade control system illustrated in Figure 2 for determining a roll position and a pitch position of the blade 132 relative to gravity, an IMU of the vehicle 100 coupled to the grade control system in Figure 2 that determines a specific force, angular rate and orientation of the vehicle 100, speed of the front and rear wheels 106 and 108, respectively, the ground speed of the vehicle 100 and slip of the front and rear wheels 106 and 108, respectively. Machine dynamic inputs may also include vehicle speed information provided by transmission control unit 152 or engine control unit 164. Machine dynamic inputs may also include engine speed 116. ECU 150 determines or measures the dynamic motion of vehicle 100 based on any of the machine dynamic inputs to determine the rigid body acceleration of vehicle 100 of step 516.

[0065] Na etapa 518, os comandos do operador de monitoramento para o movimento da lâmina 518 incluem a ECU 150 recebendo um ou mais comandos do operador direcionados para mover a lâmina 132 nas direções para cima, para baixo, deslocamento lateral, rotação e/ou inclinação.[0065] At step 518, monitoring operator commands for movement of blade 518 includes ECU 150 receiving one or more operator commands directed to move blade 132 in the up, down, lateral shift, rotation, and/or tilt directions.

[0066] Na etapa 520, o processo 500 inclui determinar uma posição da lâmina e um movimento da lâmina 132 em relação ao veículo 100 com base nas etapas de determinar as características do conjunto de máquina 510 do veículo 100, da posição do cilindro e da velocidade do cilindro 514 da lâmina 132, a aceleração de corpo rígido 516 do veículo 100 e os comandos do operador para o movimento da lâmina 518. Na etapa 520, a ECU 150 determina a posição da lâmina e o movimento da lâmina 132 em relação ao veículo 100 que leva em conta um deslocamento da lâmina das bordas externas esquerda e direita 135 e 137, respectivamente, da lâmina 132 em relação ao chassi dianteiro 102, ao chassi traseiro 104, às rodas dianteiras 106 e às rodas traseiras 108 à medida que o veículo 100 e a lâmina 132 se deslocam sobre a superfície do solo. Na etapa 520, a ECU 150 determina a posição da lâmina e o movimento da lâmina 132 em relação ao veículo 100 para determinar uma elevação da lâmina da borda 133 da lâmina 132 em relação ao chassi dianteiro 102, ao chassi traseiro 104, às rodas dianteiras 106 e às rodas traseiras 108 à medida que o veículo 100 e a lâmina 132 se deslocam sobre a superfície do solo.[0066] In step 520, process 500 includes determining a blade position and a movement of blade 132 relative to vehicle 100 based on the steps of determining characteristics of machine assembly 510 of vehicle 100, cylinder position and cylinder speed 514 of blade 132, rigid body acceleration 516 of vehicle 100, and operator commands for movement of blade 518. In step 520, ECU 150 determines a blade position and movement of blade 132 relative to vehicle 100 that takes into account a blade displacement of the left and right outer edges 135 and 137, respectively, of blade 132 relative to front frame 102, rear frame 104, front wheels 106, and rear wheels 108 as vehicle 100 and blade 132 travel over the ground surface. At step 520, ECU 150 determines the position of the blade and the movement of the blade 132 relative to vehicle 100 to determine a blade elevation of the edge 133 of the blade 132 relative to the front chassis 102, the rear chassis 104, the front wheels 106, and the rear wheels 108 as vehicle 100 and blade 132 travel over the ground surface.

[0067] Na etapa 522, a ECU 150 determina o movimento da lâmina 132 com base no movimento do veículo 100 a partir da etapa 512 e na posição da lâmina e no movimento da lâmina 132 em relação ao veículo 100 a partir da etapa 520. A ECU 150 determina a posição da lâmina e o movimento da lâmina 132 comparando a posição da lâmina e o movimento da lâmina 132 em relação ao veículo 100 a partir da etapa 520 ao movimento do veículo 100 a partir da etapa 512 para isolar o movimento da lâmina e localização das bordas externas esquerda e direita 135 e 137, respectivamente, da lâmina 132. Em algumas modalidades, a etapa 520 também isola o movimento da lâmina e a localização da borda da lâmina 133 da lâmina 132. O movimento das bordas externas esquerda e direita 135 e 137, respectivamente, da lâmina 132 corresponde ao caminho de deslocamento da lâmina à esquerda 155 para a borda externa esquerda 135 da lâmina 132 e ao caminho de deslocamento da lâmina à direita 157 para a borda externa direita 137 da lâmina 132. A etapa 520 leva em conta o movimento das bordas externas esquerda e direita 135 e 137, respectivamente, da lâmina 132.[0067] At step 522, ECU 150 determines the movement of blade 132 based on the movement of vehicle 100 from step 512 and the position of blade and movement of blade 132 relative to vehicle 100 from step 520. ECU 150 determines the position of blade and movement of blade 132 by comparing the position of blade and movement of blade 132 relative to vehicle 100 from step 520 to the movement of vehicle 100 from step 512 to isolate the movement of blade and location of left and right outer edges 135 and 137, respectively, of blade 132. In some embodiments, step 520 also isolates the movement of blade and location of blade edge 133 of blade 132. The movement of left and right outer edges 135 and 137, respectively, of blade 132 corresponds to the movement of the blade and location of the blade edge 133 of blade 132. left blade travel path 155 to left outer edge 135 of blade 132 and right blade travel path 157 to right outer edge 137 of blade 132. Step 520 takes into account the movement of left and right outer edges 135 and 137, respectively, of blade 132.

[0068] Na etapa 530, a ECU 150 determina um caminho projetado de deslocamento da lâmina 132 com base no movimento da lâmina 132 a partir da etapa 522 à medida que o veículo 100 se move ao longo da superfície do solo. O caminho projetado de deslocamento da lâmina 132 inclui o caminho de deslocamento da lâmina esquerda 155 para a borda externa esquerda 135 e o caminho de deslocamento da lâmina direita 157 para a borda externa direita 137 da lâmina 132. Na etapa 530, a ECU 150 determina um caminho de deslocamento da lâmina 132 na direção em que a lâmina 132 está se movendo em relação ao caminho de deslocamento do veículo 100. O caminho de deslocamento da lâmina 522 prevê a localização das bordas externas esquerda e direita 135 e 137, respectivamente, da lâmina 132 nos períodos de tempo seguintes à medida que o veículo 100 se desloca na superfície do solo. Em algumas modalidades, o caminho de deslocamento da lâmina 522 prevê a localização da borda 133 da lâmina 132 nos períodos de tempo seguintes à medida que o veículo 100 se desloca na superfície do solo.[0068] At step 530, ECU 150 determines a projected path of travel of blade 132 based on the movement of blade 132 from step 522 as vehicle 100 moves along the ground surface. The projected path of travel of blade 132 includes the path of travel of left blade 155 to left outer edge 135 and the path of travel of right blade 157 to right outer edge 137 of blade 132. At step 530, ECU 150 determines a path of travel of blade 132 in the direction in which blade 132 is moving relative to the path of travel of vehicle 100. Blade travel path 522 predicts the location of left and right outer edges 135 and 137, respectively, of blade 132 at subsequent time periods as vehicle 100 travels on the ground surface. In some embodiments, the path of travel of blade 522 predicts the location of edge 133 of blade 132 at subsequent time periods as vehicle 100 travels on the ground surface.

[0069] Na etapa 532, a ECU 150 exibe o caminho projetado do deslocamento da lâmina 530 que inclui o caminho de deslocamento da lâmina esquerda 155 para a borda externa esquerda 135 e o caminho de deslocamento da lâmina direita 157 para a borda externa direita 137 da lâmina 132 na interface do usuário 117 ou outra interface gráfica de usuário, GUI. Em algumas modalidades, a ECU 150 também exibirá na interface de usuário 117 o perfil de nível pelo qual a lâmina 132 passará ou se deslocará à medida que o veículo 100 se move ao longo da superfície do solo. O caminho projetado de deslocamento da lâmina 530 que inclui o caminho de deslocamento da lâmina esquerda 155 para a borda externa esquerda 135 e o caminho de deslocamento da lâmina direita 157 para a borda externa direita 137 da lâmina 132 da etapa 530 é exibido na interface de usuário 117 de modo que o operador possa tomar decisões com base na localização da lâmina 132 em relação ao perfil de nível. A exibição do trajeto projetado do deslocamento 530 da lâmina 132 pode ser sobreposta em uma alimentação de câmera do perfil de nível, projetada em uma superfície de vidro próxima à linha de visão do operador da lâmina 132, ou visualizada em uma representação de cima para baixo da área na qual o veículo 100 está trabalhando, tal como um mapa. O operador pode, mas não é obrigado a, utilizar a exibição do caminho projetado do deslocamento 530 da lâmina 132 para planejar o movimento da lâmina 132.[0069] At step 532, ECU 150 displays the projected path of blade travel 530 that includes the left blade travel path 155 to the left outer edge 135 and the right blade travel path 157 to the right outer edge 137 of blade 132 on user interface 117 or other graphical user interface, GUI. In some embodiments, ECU 150 will also display on user interface 117 the grade profile that blade 132 will pass through or travel as vehicle 100 moves along the ground surface. The projected path of travel of blade 530 that includes the path of travel of left blade 155 to left outer edge 135 and the path of travel of right blade 157 to right outer edge 137 of blade 132 of step 530 is displayed on user interface 117 so that the operator can make decisions based on the location of blade 132 relative to the grade profile. The display of the projected path of travel 530 of blade 132 may be overlaid on a camera feed of the grade profile, projected onto a glass surface near the operator's line of sight of blade 132, or viewed on a top-down representation of the area in which vehicle 100 is working, such as a map. The operator may, but is not required to, use the display of the projected path of travel 530 of blade 132 to plan the movement of blade 132.

[0070] Na etapa 534, a ECU 150 utiliza o caminho projetado do deslocamento da lâmina a partir da etapa 530 na automação de controle de nível e/ou na automação de obstáculos. A ECU 150 utiliza o caminho projetado de deslocamento da lâmina 530 que inclui o caminho de deslocamento da lâmina esquerda 155 para a borda externa esquerda 135 e o caminho de deslocamento da lâmina direita 157 para a borda externa direita 137 da lâmina 132 da etapa 530 para determinar se a lâmina 132 precisa de ajuste com base nos recursos de automação usados em locais específicos do canteiro de obras em relação ao perfil de nível. A ECU 150 antecipa o tempo em relação ao perfil de nível para preparar a lâmina 132 para atender ao próximo perfil de nível e a certos critérios futuros do perfil de nível. Um exemplo de critérios futuros inclui um recurso de superfície desejada no perfil de nível. Por exemplo, o recurso de superfície desejada pode incluir uma localização para um poste de luz ou bueiro dentro do perfil de nível sobre o qual o veículo 100 está trabalhando. A ECU 150 determina se a trajetória atual da lâmina 132 ou o caminho projetado do deslocamento da lâmina a partir da etapa 530 moveria solo ou sujeira para cobrir o bueiro da superfície desejada. Numa modalidade, a ECU 150 determina e faz os ajustes necessários na posição ou orientação da lâmina 132 para evitar cobrir o bueiro com sujeira à medida que o veículo 100 se desloca ao longo da superfície do solo. Em particular, a ECU 150 pode direcionar um ou mais dentre o sensor de inclinação/posição da lâmina 140, o sensor de desnível principal 142, os atuadores extensíveis e retráteis direito e esquerdo 126 e 128, respectivamente, e/ou o atuador de oscilação lateral extensível e retrátil 130, para mover a lâmina 132 em qualquer direção necessária para evitar cobrir o bueiro com sujeira neste exemplo. Em outra modalidade, a ECU 150 exibe uma mensagem na interface de usuário 117 para que o operador possa direcionar o movimento da lâmina 132 para evitar cobrir o bueiro com sujeira neste exemplo. Deve ser reconhecido que este é apenas um exemplo e que a lâmina 132 e a presente invenção contemplam muitos critérios futuros diferentes e recursos de superfície desejadas.[0070] In step 534, the ECU 150 uses the projected blade travel path from step 530 in grade control automation and/or obstacle automation. The ECU 150 uses the projected blade travel path 530 that includes the left blade travel path 155 to the left outer edge 135 and the right blade travel path 157 to the right outer edge 137 of the blade 132 from step 530 to determine whether the blade 132 needs adjustment based on automation features used at specific locations on the construction site relative to the grade profile. The ECU 150 looks ahead in time relative to the grade profile to prepare the blade 132 to meet the next grade profile and certain future criteria of the grade profile. An example of future criteria includes a desired surface feature on the grade profile. For example, the desired surface feature may include a location for a light pole or culvert within the grade profile over which vehicle 100 is working. ECU 150 determines whether the current trajectory of blade 132 or the projected path of blade travel from step 530 would move soil or dirt to cover the culvert of the desired surface. In one embodiment, ECU 150 determines and makes necessary adjustments to the position or orientation of blade 132 to avoid covering the culvert with dirt as vehicle 100 travels along the ground surface. In particular, the ECU 150 may direct one or more of the blade tilt/position sensor 140, the main slope sensor 142, the right and left extendable and retractable actuators 126 and 128, respectively, and/or the extendable and retractable lateral oscillation actuator 130, to move the blade 132 in any direction necessary to avoid covering the manhole with dirt in this example. In another embodiment, the ECU 150 displays a message on the user interface 117 so that the operator can direct the movement of the blade 132 to avoid covering the manhole with dirt in this example. It should be recognized that this is only one example and that the blade 132 and the present invention contemplate many different future criteria and desired surface features.

[0071] Outro exemplo de critérios futuros inclui um obstáculo no perfil da nível. À medida que o veículo 100 se move ao longo da superfície do solo, o sensor 148 gera dados de imagem que são transmitidos para a ECU 150. A ECU 150 é configurada para processar os dados de imagem recebidos para determinar a localização e o tamanho de quaisquer irregularidades da superfície 202 e 203, incluindo comprimento, altura, profundidade e distância até a irregularidade. A ECU 150 determina o contorno do solo futuro ou previsto com o sensor de imagem 148 que pode incluir as irregularidades da superfície 202 e 203. A memória 161 inclui, em uma ou mais modalidades, um detector de objetos. Usando um ou mais dentre os objetos, distâncias e irregularidades identificados 202 e 203, a localização das irregularidades da superfície 202 e 203 é determinada pela ECU 150. A ECU 150 é adicionalmente configurada para determinar, com base no conteúdo da imagem recebida, se as irregularidades estão dentro do caminho projetado de deslocamento da lâmina 530 que inclui o caminho de deslocamento da lâmina esquerda 155 para a borda externa esquerda 135 e o caminho de deslocamento da lâmina direita 157 para a borda externa direita 137 da lâmina 132 da etapa 530 para determinar se a lâmina 132 precisa de ajuste com base no fato do obstáculo 202 e 203 estar dentro do caminho projetado do deslocamento da lâmina 530.[0071] Another example of future criteria includes an obstacle in the grade profile. As vehicle 100 moves along the ground surface, sensor 148 generates image data that is transmitted to ECU 150. ECU 150 is configured to process the received image data to determine the location and size of any surface irregularities 202 and 203, including length, height, depth, and distance to the irregularity. ECU 150 determines future or predicted ground contour with image sensor 148 that may include surface irregularities 202 and 203. Memory 161 includes, in one or more embodiments, an object detector. Using one or more of the identified objects, distances, and irregularities 202 and 203, the location of the irregularities of the surface 202 and 203 is determined by the ECU 150. The ECU 150 is further configured to determine, based on the content of the received image, whether the irregularities are within the projected path of travel of the blade 530 that includes the path of travel of the left blade 155 to the left outer edge 135 and the path of travel of the right blade 157 to the right outer edge 137 of the blade 132 of step 530 to determine whether the blade 132 needs adjustment based on whether the obstacle 202 and 203 is within the projected path of travel of the blade 530.

[0072] Se as irregularidades da superfície 202 e 203 estiverem dentro do caminho projetado do deslocamento da lâmina 530 que inclui o caminho de deslocamento da lâmina esquerda 155 para a borda externa esquerda 135 e o caminho de deslocamento da lâmina direita 157 para a borda externa direita 137 da lâmina 132 da etapa 530 , a ECU 150 indica um aviso ao veículo 100. Caso contrário, então os avisos para o veículo 100 são suspensos com base na localização determinada da irregularidade da superfície 202 e 203 fora do caminho projetado do deslocamento da lâmina 530. Como tal, o operador só é alertado sobre objetos ou irregularidades da superfície que estão dentro do caminho projetado do deslocamento da lâmina 530 e podem, desse modo, causar danos à lâmina 132. Para quaisquer objetos fora do caminho projetado de deslocamento da lâmina 530, nenhum sinal de alerta é exibido e o operador continua a operar o veículo 100.[0072] If the surface irregularities 202 and 203 are within the designed path of travel of the blade 530 that includes the left blade travel path 155 to the left outer edge 135 and the right blade travel path 157 to the right outer edge 137 of the blade 132 of step 530, the ECU 150 indicates a warning to the vehicle 100. Otherwise, then the warnings to the vehicle 100 are suspended based on the determined location of the surface irregularity 202 and 203 outside the designed path of travel of the blade 530. As such, the operator is only alerted to objects or surface irregularities that are within the designed path of travel of the blade 530 and may thereby cause damage to the blade 132. For any objects outside the designed path of travel of the blade 530, no warning signal is displayed and the operator continues to operate the vehicle 100.

[0073] Além disso, em algumas modalidades, o aviso de colisão à frente pode incluir alertas sonoros e/ou a paragem do veículo 100 para evitar uma colisão com a lâmina 132 e o obstáculo 202. Em outras modalidades, o recurso de automação de obstáculo na ECU 150 moverá automaticamente a lâmina 132 para evitar contato ou colisão entre a lâmina 132 e o obstáculo 202. Se a localização medida do objeto do obstáculo 203 não estiver dentro do caminho projetado do deslocamento da lâmina 530, então a ECU 150 não instruirá qualquer indicação visual na interface de usuário 117.[0073] Additionally, in some embodiments, the forward collision warning may include audible alerts and/or stopping the vehicle 100 to avoid a collision with the blade 132 and the obstacle 202. In other embodiments, the obstacle automation feature in the ECU 150 will automatically move the blade 132 to avoid contact or collision between the blade 132 and the obstacle 202. If the measured location of the obstacle object 203 is not within the projected path of travel of the blade 530, then the ECU 150 will not instruct any visual indication on the user interface 117.

[0074] Em algumas formas, a ECU 150 ajusta ou diminui a velocidade do veículo 100 acionando automaticamente os freios com base na localização determinada da irregularidade da superfície 202 e 203 dentro do caminho projetado do deslocamento da lâmina 530. Em algumas modalidades, se o veículo 100 estiver se movendo a uma velocidade mais lenta, então será usada uma distância de parada mais curta; no entanto, se o veículo 100 estiver se movendo a uma velocidade mais alta ou mais rápida, então será usada uma distância de parada maior.[0074] In some embodiments, ECU 150 adjusts or slows vehicle 100 by automatically applying the brakes based on the determined location of surface irregularity 202 and 203 within the projected path of blade 530 travel. In some embodiments, if vehicle 100 is moving at a slower speed, then a shorter stopping distance will be used; however, if vehicle 100 is moving at a higher or faster speed, then a longer stopping distance will be used.

[0075] Embora esta invenção tenha sido descrita em relação a pelo menos uma modalidade, a presente invenção pode ser adicionalmente modificada dentro do espírito e escopo desta invenção. Este pedido é, portanto, destinado a cobrir quaisquer variações, usos ou adaptações da invenção que usem seus princípios gerais. Adicionalmente, este pedido é destinado a cobrir tais desvios da presente invenção que estejam dentro da prática conhecida ou habitual na técnica à qual esta invenção pertence.[0075] Although this invention has been described with respect to at least one embodiment, the present invention may be further modified within the spirit and scope of this invention. This application is therefore intended to cover any variations, uses or adaptations of the invention that utilize its general principles. Additionally, this application is intended to cover such deviations from the present invention that are within the known or customary practice in the art to which this invention belongs.

Claims

1. A motor grader comprising: a front frame supported on a pair of front wheels mounted on a front axle; a rear frame supported on a pair of rear wheels mounted on a rear axle, wherein the rear frame is coupled to the front frame; a blade movably attached to the front frame, wherein the blade has a blade length extending between a left outer edge and a right outer edge; a vehicle level control system including: one or more sensors arranged to sense a position of one or more actuators operatively coupled to the blade, wherein the one or more sensors are also arranged to sense an articulation angle of the rear frame relative to the front frame, wherein the one or more sensors are also arranged to sense a steering angle of the front wheel of the front pair of wheels; a controller including a computing device having a processor and a memory, wherein the controller is operatively coupled to the one or more sensors for receiving the sensed position of the one or more actuators, the sensed position of the articulation angle, and the position of the front wheel steering angle sensor, wherein the controller: determines the movement of the front frame and rear frame based on the articulation angle and steering angle of the front wheel as the front and rear wheel pairs travel over a ground surface; determines a blade position and a blade movement relative to the front and rear frames based on the sensed position of the one or more actuators; and determines a blade trajectory path based on the determined movement of the front frame and rear frame and the determined blade position and blade movement.

2. The motor grader of claim 1, wherein the blade path includes a blade travel path from the left outer edge of the left outer edge of the blade, and a blade travel path from the right outer edge of the right outer edge of the blade.

3. The motor grader of claim 2, wherein the controller displays the blade path on a graphical user interface; and wherein the controller compares the blade path to a grade profile to determine whether a blade position needs adjustment.

4. The motor grader of claim 3, wherein the controller receives image data from an image sensor operatively coupled to the controller; and wherein the controller determines whether an obstacle in the image data is within the path of the blade.

5. The motor grader of claim 1, wherein the controller determines the blade position and the blade movement relative to the motor grader includes: the controller determines one or more machine assembly characteristics of the motor grader; the controller determines a cylinder speed of each of the one or more actuators; and the controller determines a rigid body acceleration of the motor grader.

6. The motor grader of claim 6, wherein the controller determines the position of the blade and the movement of the blade relative to the motor grader includes: the controller receives from a user an operator command to direct the movement of the blade; or the controller determines the machine footprint of the front frame and the rear frame.

7. The motor grader of claim 1, further comprising: wherein the controller determines a blade travel path relative to a grade profile; and the controller automatically moves the blade in response to the grade profile to adjust the blade travel path.

8. The motor grader of claim 1, wherein the controller determines one or more physical characteristics of a motor grader machine assembly; wherein the controller determines the movement of the front frame, and the rear frame includes the one or more physical characteristics of the motor grader machine assembly; and wherein the controller determines the position of the blade, and the movement of the blade relative to the front and rear frames includes the one or more physical characteristics of the motor grader machine assembly.

9. The motor grader of claim 8, wherein the one or more physical characteristics of the motor grader machine assembly include a blade length, a blade height, and a blade thickness; or wherein the one or more physical characteristics of the motor grader machine assembly include a cylinder mounting location for each of the actuators on the motor grader and/or the actuators mounted with the blade.

10. The motor grader of claim 1, wherein the one or more actuators include any of a right and left extendable and retractable actuator, a circle side shift actuator, a side swing actuator, and a blade lift valve assembly.

11. A method for determining a path of travel of a blade movably attached to a motor grader having a front frame supported on a pair of front wheels mounted on a front axle, and a rear frame supported on a pair of rear wheels mounted on a rear axle, wherein the rear frame is coupled to the front frame, the method comprising: determining, by a controller including a computing device having a processor and memory, a position of one or more actuators operatively coupled to the blade; determining, by the controller, an angle of articulation of the rear frame relative to the front frame; determining, by the controller, a steering angle of the front wheel of the front wheel pair; determining, by the controller, movement of the front frame and the rear frame based on the angle of articulation and the steering angle of the front wheel as the front and rear wheel pairs travel over a ground surface; determining, by the controller, a position of the blade and a movement of the blade relative to the front and rear frames based on the angle of articulation of the front wheel and the steering angle of the front wheel as the front and rear wheel pairs travel over a ground surface; determining, by the controller, a position of the blade and a movement of the blade relative to the front and rear frames based on the angle of articulation of the front wheel and the steering angle of the front wheel. at the sensed position of the one or more actuators; and determine, through the controller, a blade trajectory path based on the determined movement of the front frame and rear frame and the determined blade position and blade movement.

12. Method according to claim 11, characterized in that it additionally comprises: determining, through the controller, a displacement path of the blade in relation to a level profile of a ground surface.

13. The method of claim 12, further comprising: moving, via the controller, the blade automatically in response to the level profile to adjust the blade travel path.

14. The method of claim 11, wherein determining, via the controller, the blade position and blade movement relative to the motor grader includes: determining, via the controller, one or more machine assembly characteristics of the motor grader; determining, via the controller, a cylinder speed of each of the one or more actuators; and determining, via the controller, a rigid body acceleration of the motor grader.

15. The method of claim 11, wherein the one or more actuators include any of a right and left extendable and retractable actuator, a circle side shift actuator, a side swing actuator, and a blade lift valve assembly.