CN100399873C - 作业车辆的姿势控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可迅速进行姿势变更操作的作业车辆的姿势控制装置。为了此目的,备有可自由改变机体本体左侧前部、左侧后部、右侧前部、右侧后部的各个部位相对行走装置接地部的间隔的4个驱动装置,为了同时校正前后倾角及左右倾角,使其变成目标前后倾角及目标左右倾角,一边维持4个部位的接地部的各个位于假想平面上的状态,一边用偏差越大速度越高的形式,对每个驱动装置求出前后倾斜校正用的目标驱动速度及左右倾斜校正用的目标驱动速度,通过将此合计求出每个驱动装置的合计目标驱动速度,实施用上述合计目标驱动速度驱动各驱动装置的驱动操作处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种联合收割机等作业车辆的姿势控制装置。
背景技术
关于上述构成的作业车辆的姿势控制装置,以往采用下述结构。换句话说,其结构是,在改变机体本体相对左右两侧的行走装置的姿势的情况下,例如,使4个驱动装置中的3个驱动装置同时动作,或者,使4个驱动装置中的全部同时动作,同时校正机体本体相对水平基准面的前后倾角及左右倾角。具体地说,采用的构成为,决定各驱动装置的要操作的方向和目标驱动速度、即作为驱动装置的相对液压缸工作油的目标流量(参照例如日本特开2002-284055号公报)。
上述以往构成由于采用了同时校正机体本体相对水平基准面的前后倾角及机体本体相对水平基准面的左右倾角的结构,与例如先行实施机体本体相对水平基准面的前后倾角的校正动作及机体本体相对水平基准面的左右倾角的校正动作中的任何一个动作之后、在后实施另一个动作的结构相比,能尽可能地迅速使机体本体处在目标前后倾角及目标左右倾角上。
然而,在要求为使机体本体相对水平基准面的前后倾角变成目标前后倾角、且机体本体相对水平基准面的左右倾角变成目标左右倾角所必要的各个驱动装置的目标驱动速度时,必须考虑随着姿势变更操作多个驱动装置在机体本体上作用的位置在三维上以什么样的方式变化,因此,需要繁琐的演算处理,求出目标驱动速度的处理也非常复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够通过非常简单的演算处理求出同时操作多个驱动装置时的目标操作速度的作业车辆的姿势控制装置。
为了完成上述目的,本发明的特征构成是,提供一种作业车辆的姿势控制装置,包括:可自由操作地改变机体本体相对行走装置的前后倾角及左右倾角的姿势变更操作装置;用于控制该姿势变更操作装置的动作的控制装置;用于检测机体本体相对水平基准面的前后倾角的前后倾角检测装置;以及用于检测机体本体相对水平基准面的左右倾角的左右倾角检测装置,
上述姿势变更操作装置由多个驱动装置构成,上述控制装置通过这些驱动装置,基于上述前后倾角检测装置及左右倾角检测装置的检测信息,实施使上述前后倾角及左右倾角变成目标前后倾角及目标左右倾角的姿势变更控制,其中:
上述控制装置的构成为,作为上述姿势变更控制,实施以下的处理:
基于上述前后倾角检测装置的检测信息,求出前后倾斜校正用的目标驱动速度的前后倾斜用演算处理,该目标驱动速度对于每个驱动装置按照上述前后倾角与目标前后倾角的偏差越大、速度越高的方式求出;
基于上述左右倾角检测装置的检测信息,求出左右倾斜校正用的目标驱动速度的左右倾斜用演算处理,该目标驱动速度对于每个驱动装置按照上述左右倾角与目标左右倾角的偏差越大、速度越高的方式求出;
对于每个驱动装置,求出将上述前后倾斜用演算处理所求得的前后倾斜校正用的目标驱动速度与上述左右倾斜用演算处理所求得的左右倾斜校正用的目标驱动速度合计在一起的合计目标驱动速度的目标驱动速度演算处理;以及
用上述合计目标驱动速度驱动各驱动装置的驱动操作处理。
根据该特征构成,在前后倾斜用演算处理中,在求出每个驱动装置的目标驱动速度的情况下,在不改变左右方向的姿势的状态下,也可以考虑仅仅操作变更前后方向的姿势时的驱动操作。例如,使用预先设定的演算式或图像数据等,由当前的前后倾角与目标前后倾角的偏差求出目标驱动速度,因此,不需要考虑以往的三维运动,通过简单的演算处理就能求出。此外,由于是用当前的前后倾角与目标前后倾角的偏差越大速度越高的形式求出目标驱动速度的,所以,即使在偏差大、较正量大的情况下,也可以高速地求出目标驱动速度,迅速地进行姿势校正。
在左右倾斜用演算处理中,也是在求出每个驱动装置的目标驱动速度的情况下,在不改变前后方向的姿势的状态下,也可以考虑仅仅操作变更左右方向的姿势时的驱动操作。例如,使用预先设定的演算式或图像数据等,由当前的左右倾角与目标左右倾角的偏差求出目标驱动速度,因此,不需要考虑以往的三维运动,通过简单的演算处理就能求出。此外,由于是用当前的左右倾角与目标左右倾角的偏差越大速度越高的形式求出目标驱动速度的,所以,即使在偏差大、较正量大的情况下,也可以高速地求出目标驱动速度,迅速地进行姿势校正。
此外,在目标驱动速度演算处理中,由于是仅仅对前后倾斜校正用的目标驱动速度与左右倾斜校正用的目标驱动速度进行加法运算来合计的,因而,通过简单的演算处理就能求出每个驱动装置的合计目标驱动速度。进而,也可以更早期地开始后续的驱动操作处理。
结果,可提供一种能够通过非常简单的演算处理求出同时操作多个驱动装置时的目标操作速度,也可以迅速地进行驱动操作的作业车辆的姿势控制装置。
在一优选实施方式中,采用的构成是,上述姿势变更操作装置由4个驱动装置构成,这4个驱动装置包括:可自由调节地改变机体本体的左侧前部部位与左侧行走装置接地部的前部侧部位的间隔的左前侧驱动装置;可自由调节地改变机体本体的左侧后部部位与左侧行走装置接地部的后部侧部位的间隔的左后侧驱动装置;可自由调节地改变机体本体的右侧前部部位与右侧行走装置接地部的前部侧部位的间隔的右前侧驱动装置;以及可自由调节地改变机体本体的右侧后部部位与右侧行走装置接地部的后部侧部位的间隔的右后侧驱动装置,为了将各行走装置接地部的前部侧部位与后部侧部位维持在假想平面上,上述控制装置通过这4个驱动装置同时校正上述前后倾角与左右倾角。换句话说,在必须同时校正前后倾角与左右倾角的时候,控制装置一边维持使左侧行走装置接地部的前部侧部位、左侧行走装置接地部的后部侧部位、右侧行走装置接地部的前部侧部位及右侧行走装置接地部的后部侧部位的各个部位位于假想平面上的状态,一边将机体本体相对水平基准面的前后倾角变成目标前后倾角,与此同时,一边维持上述4个部位的各个部位位于假想平面上的状态,一边将机体本体相对水平基准面的左右倾角变成目标左右倾角。此外,所谓接地部是指,行走装置接地的部位,即相对于行走路面接触的部位。
在一优选实施方式中,采用的构成是,在上述前后倾斜用演算处理中,上述控制装置在停止驱动上述左前侧与右前侧驱动装置或上述左后侧与右后侧驱动装置中的任何一方的2个驱动装置、驱动另一方的2个驱动装置的形式中,对于上述驱动的2个驱动装置求出上述前后倾斜校正用的目标驱动速度,而且,在上述左右倾斜用演算处理中,上述控制装置在停止驱动上述左前侧与左后侧驱动装置或上述右前侧与右后侧驱动装置中的任何一方的2个驱动装置、驱动另一方的2个驱动装置的形式中,对于上述驱动的2个驱动装置求出上述左右倾斜校正用的目标驱动速度。
根据该特征构成,即使在前后倾斜用演算处理与左右倾斜用演算处理的任何一个中,由于只驱动4个驱动装置中的2个驱动装置,所以,不论是用于求出前后倾斜校正用的目标驱动速度还是用于求出左右倾斜校正用的目标驱动速度,都能简单地完成。进而,也能简单地完成同时姿势校正控制中的演算处理。
在一优选实施方式中,采用的构成是,对应于上述4个驱动装置的每一个,设置有4个间隔检测装置,分别检测机体本体左侧前部部位与左侧行走装置接地部的前部侧部位的间隔、机体本体左侧后部部位与左侧行走装置接地部的后部侧部位的间隔、机体本体右侧前部部位与右侧行走装置接地部的前部侧部位的间隔、以及机体本体右侧后部部位与右侧行走装置接地部的后部侧部位的间隔,上述控制装置在上述驱动操作处理中,基于上述各个间隔检测装置的检测信息,判断上述左侧行走装置接地部的前部侧部位、上述左侧行走装置接地部的后部侧部位、上述右侧行走装置接地部的前部侧部位以及右侧行走装置接地部的后部侧部位的4个部位是否位于上述假想平面上,在判断为没有位于上述假想平面上的情况下,在上述4个部位的每一个中,根据该部位上的相对上述假想平面的间隔位置错位的方向和与该部位对应的驱动装置的操作方向,实施对该驱动装置的上述合计目标驱动速度进行补正的驱动速度补正处理。
最好是,在上述驱动速度补正处理中,上述控制装置反复实施以下的处理:
(I)在上述4个部位中的相对上述假想平面的上述间隔位置错位到变大的一侧的部位,
(i)在以使上述间隔变大的方式操作与该部位对应的驱动装置时,将该驱动装置的上述合计目标驱动速度向减速侧补正;
(ii)在以使上述间隔变小的方式操作与该部位对应的驱动装置时,将该驱动装置的上述合计目标驱动速度向增速侧补正;而且,
(II)在上述4个部位中的相对上述假想平面的上述间隔位置错位到变小的一侧的部位,
(i)在以使上述间隔变大的方式操作与该部位对应的驱动装置时,将该驱动装置的上述合计目标驱动速度向增速侧补正;
(ii)在以使上述间隔变小的方式操作与该部位对应的驱动装置时,将该驱动装置的上述合计目标驱动速度向减速侧补正。
根据上述特征构成,借助于上述各间隔检测装置,分别检测出机体本体左侧前部部位与左侧行走装置接地部的前部侧部位的间隔、机体本体左侧后部部位与左侧行走装置接地部的后部侧部位的间隔、机体本体右侧前部部位与右侧行走装置接地部的前部侧部位的间隔、以及机体本体右侧后部部位与右侧行走装置接地部的后部侧部位的间隔。而且,在上述驱动操作处理中,上述控制装置基于上述各个间隔检测装置的检测结果,判断上述左侧行走装置接地部的前部侧部位、上述左侧行走装置接地部的后部侧部位、上述右侧行走装置接地部的前部侧部位以及右侧行走装置接地部的后部侧部位的4个部位是否位于上述假想平面上。
在这种结构中,机体本体的左侧前部位、机体本体的左侧后部部位、机体本体的右侧前部部位及机体本体的右侧后部部位的各个部位是固定在机体本体上的部位,因此,可以考虑该各个部位始终位于假想平面上。与此相对,上述4个部位(即、左侧行走装置接地部的前部侧部位、左侧行走装置接地部的后部侧部位、右侧行走装置接地部的前部侧部位及右侧行走装置接地部的后部侧部位)的各个部位,并不限于通过上述各个驱动装置的驱动操作来操作变更上述各个间隔的结果使其始终位于假想平面上的情况,也有让上述4个部位相对于上述假想平面的位置错位的情况。
鉴于这种情况,控制装置对比上述4个部位的间隔检测值,判断上述4个部位是否位于上述假想平面上,并根据该判断结果,依据相对操作驱动装置的方向使上述间隔相对于假想平面位置错位到变大的一侧或者相对于假想平面位置错位到变小的一侧的情况,补正驱动装置的合计目标驱动速度。于是,使用各间隔检测装置所检测的上述4个部位的上述间隔检测值,将驱动装置的合计目标驱动速度补正为适当的值,借此,可尽力地维持上述4个部位的各个部位位于假想平面上的同时,进行姿势的改变。
最好是,在上述驱动装置速度补正处理中,上述控制装置实施以下扭转状态抑制处理:
基于各间隔检测装置的检测信息,利用下述式演算并求出上述4个部位相对假想平面在扭转状态下位置错位时的扭转量Nj,如果该扭转量Nj不为零,则判断为上述4个部位为没有位于上述假想平面上的状态,
Nj=(LF-LR)-(RF-RR)
(其中,LF表示机体本体左侧前部部位与左侧行走装置接地部的前部侧部位的间隔,LR表示机体本体左侧后部部位与左侧行走装置接地部的后部侧部位的间隔,RF表示机体本体右侧前部部位与右侧行走装置接地部的前部侧部位的间隔,RR表示机体本体右侧后部部位与右侧行走装置接地部的后部侧部位的间隔);
如果该扭转量Nj为正值,则判断为分别与机体本体左侧前部及右侧后部对应的上述间隔向变大的一侧位置错位,分别与机体本体左侧后部及右侧前部对应的上述间隔向变小的一侧位置错位,
如果该扭转量Nj为负值,则判断为分别与机体本体左侧后部及右侧前部对应的上述间隔向变大的一侧位置错位,分别与机体本体左侧前部及右侧后部对应的上述间隔向变小的一侧位置错位;
这时,根据上述驱动装置的操作方向,判断将上述合计目标驱动速度补正到增速侧还是减速侧,而且,以上述扭转量越大该合计目标驱动速度越大的方式设定对于该合计目标驱动速度的补正量。
根据该特征构成,可通过上述式子演算并求出上述4个部位相对假想平面在扭转状态下位置错位时的扭转量Nj,如果该扭转量Nj为正值,则判断为分别与机体本体左侧前部及右侧后部对应的上述间隔向变大的一侧位置错位,而且,分别与机体本体左侧后部及右侧前部对应的上述间隔向变小的一侧位置错位。
关于这种情况,参照附图额外地进行说明。图21模式地示出了上述4个部位的间隔的大小。在该图中,为了便于理解,示出了假设机体本体侧的各个位置位于下侧、行走装置侧的各个部位位于上侧的状态。
而且,在图21的(a)中,分别与机体本体的左侧前部及右侧后部对应的上述间隔向变大的一侧位置错位,而且,分别与机体本体的左侧后部及右侧前部对应的上述间隔向变小的一侧位置错位。因此,LF>LR、RF<RR的关系成立,上述扭转量Nj为正值。在图21的(b)中,分别与机体本体的左侧后部及右侧前部对应的上述间隔向变大的一侧位置错位,而且,分别与机体本体的左侧前部及右侧后部对应的上述间隔向变小的一侧位置错位。因此,LF>LR、RF>RR的关系成立,上述扭转量Nj为负值。于是,可通过扭转量Nj的正负判断出驱动操作的状态。
并且,如果是以使上述间隔变大的方式驱动操作各驱动装置的状态,则在图21(a)中,将与机体本体左侧前部及右侧后部分别对应的驱动装置的上述合计目标驱动速度向减速侧补正;将与机体本体左侧后部及右侧前部分别对应的驱动装置的上述合计目标驱动速度向增速侧补正。再者,图21(b)中,将与机体本体左侧前部及右侧后部分别对应的驱动装置的上述合计目标驱动速度向增速侧补正;将与机体本体左侧后部及右侧前部分别对应的驱动装置的上述合计目标驱动速度向减速侧补正。这时,由于是以使上述扭转量越大、合计目标驱动速度越大的方式设定相对上述合计目标驱动速度的补正量的,所以,解除上述扭转状态,可使上述4个部位位于假想平面上。
因而,仅仅通过上述的四则运算的简单演算处理,就可以将驱动装置的合计目标驱动速度补正为适当的值。
但是,在上述以往的构成中,在同时使多个驱动装置动作、改变机体本体的姿势的情况下,要求出向上述目标控制姿势操作机体本体所必须的每个驱动装置的工作油目标流量,将该目标流量的工作油供给供给各驱动装置地进行控制。但是,所供给的工作油由于是通过发动机驱动的液压泵分配供给的,所以,当前姿势与控制目标姿势的差变大,即使在必须对多个驱动装置同时供给更多的工作油的情况下,例如,对发动机的驱动负载大、发动机的旋转速度低的情况下,用液压泵可供给的流量变少,导致各驱动装置所必要的工作油流量的总需要流量超过液压泵排出的工作油的可供给流量的事情发生。于是,当导致总需要流量超过可供给流量时,在任何一个驱动装置中,供给流量相对目标流量不足,出现了不能进行所希望的姿势校正操作的状态。并且,这时不能改变对上述驱动装置所设定的目标流量,来自液压泵的供给状态任凭演变时,在例如多个驱动装置的驱动负载不同的情况下,对应于该驱动负载的大小,工作油流量的变动等的、多个驱动装置中的来自目标流量的变动量是不规则的、散乱的,改变机体本体的姿势时的姿势变更动作也不稳定,导致机体本体的姿势摇摇晃晃,搭乘心情劣化。
因此,在本发明中,提供一种备有下述构成的作业车辆的姿势控制装置。
即,一种作业车辆的姿势控制装置,包括:可自由操作地改变机体本体相对行走装置的前后倾角及左右倾角的姿势变更操作装置;用于控制该姿势变更操作装置的动作的控制装置;用于检测机体本体相对水平基准面的前后倾角的前后倾角检测装置;以及用于检测机体本体相对水平基准面的左右倾角的左右倾角检测装置,
上述姿势变更操作装置由多个驱动装置构成,上述控制装置通过这些驱动装置,基于上述前后倾角检测装置及左右倾角检测装置的检测信息,实施使上述前后倾角及左右倾角变成目标前后倾角及目标左右倾角的姿势变更控制,其中:
上述控制装置的构成为,作为上述姿势变更控制,实施以下的处理:
基于上述前后倾角检测装置的检测信息,求出对前后倾斜校正用的驱动装置的前后倾斜校正用流量的前后倾斜用演算处理;
基于上述左右倾角检测装置的检测信息,求出对左右倾斜校正用的驱动装置的左右倾斜校正用流量的左右倾斜用演算处理;
基于上述前后倾斜用演算处理求出的前后倾斜校正用流量及左右倾斜用演算处理求出的左右倾斜校正用流量,求出供给到各驱动装置的工作油的目标流量的目标流量演算处理,该目标流量以使供给上述各驱动装置的工作油的总需要流量不超过可供给流量的方式求出;以及
基于用上述目标流量演算处理求出的目标流量,驱动操作各驱动装置的驱动操作处理。
根据该特征构成,具有以下优点。
为了操作改变机体本体的姿势,以使前后倾角检测装置检测的前后倾角与上述目标前后倾角的偏差变少、并且使左右倾角检测装置检测的左右倾角与上述目标左右倾角的偏差变少的方式,求出供给到驱动的驱动装置的各装置中的工作油的目标流量。这时,在上述目标流量演算处理中,为了改变机体本体的姿势而同步驱动的多个驱动装置中的工作油总需要流量不超过液压泵等液压供给装置的可供给流量。
因此,在上述驱动操作处理中,即使发动机的旋转速度低的状态、液压供给装置的可供给流量少的情况下,对于多个驱动装置来说,供给量也不会不规则地变动,能在稳定的状态下供给目标流量的工作油。
进而,能尽可能地在稳定状态下进行机体本体的姿势变更动作。
另外,在上述目标流量演算处理中,上述控制装置进一步采用的构成是,在各驱动装置的最大允许流量以下的形式下求出各驱动装置每一个的目标流量,这时,由于对于每一个驱动装置来说,目标流量不会超过最大允许流量,因此,能在进一步稳定的状态下进行姿势变更动作,发挥更大的优势。
在一优选实施方式中,在上述前后倾斜用演算处理中,上述控制装置基于上述前后倾角与目标前后倾角的偏差,以该偏差越大、流量越大且如果上述偏差为设定偏差以上则变成与对各驱动装置设定的最大允许流量相同流量的方式,求出上述每个前后倾斜校正用驱动装置的前后倾斜校正用流量;
在上述左右倾斜用演算处理中,上述控制装置基于上述左右倾角与目标左右倾角的偏差,以该偏差越大、流量越大且如果上述偏差为设定偏差以上则变成与最大允许流量相同流量的方式,求出上述每个左右倾斜校正用的驱动装置的左右倾斜校正用流量;而且,
作为上述目标流量演算处理,上述控制装置基于上述前后倾斜用演算处理求出的前后倾斜校正用流量及上述左右倾斜用演算处理求出的左右倾斜校正用流量,实施流量补正处理,
在该流量补正处理中,上述控制装置求出将各前后倾斜校正用流量与各左右倾斜校正用流量合计所得到的合计流量,对上述前后倾斜校正用流量及上述左右倾斜校正用流量进行减少补正,使该合计流量不超过上述可供给流量,且使各驱动装置的前后倾斜校正用流量与左右倾斜校正用流量进行加法运算后的值不超过该驱动装置的最大允许流量,由此,求出上述目标流量。
在该特征构成中,在前后倾斜用演算处理中,利用前后倾角检测装置所检测的前后倾角与目标前后倾角的偏差越大、流量越大且如果上述偏差为设定偏差以上则变成与最大允许流量相同流量的形式,设定前后校正用目标流量。因此,在偏差大到几乎超过设定偏差、需要迅速校正机体本体的前后倾斜姿势的情况下,由于能够将可供给驱动装置的最大值的最大允许流量或接近该最大允许流量的流量的工作油供给,因此,能尽早地使前后倾角变成目标前后倾角。
在左右倾斜用演算处理中,利用左右倾角检测装置所检测的左右倾角与目标左右倾角的偏差越大、流量越大且如果上述偏差为设定偏差以上则变成与最大允许流量相同流量的形式,设定左右校正用目标流量。因此,在偏差大到几乎超过设定偏差、需要迅速校正机体本体的左右倾斜姿势的情况下,由于能够将可供给驱动装置的最大值的最大允许流量或接近该最大允许流量的流量的工作油供给,因此,能尽早地使左右倾角变成目标左右倾角。
并且,在流量补正处理中,对前后倾斜校正用流量及左右倾斜校正用流量进行减少补正,使各驱动装置的前后倾斜校正用流量与左右倾斜校正用流量进行合计所得到的合计流量(即驱动全部的驱动装置所必须的工作油的合计流量)不超过可供给流量Qmax,且使对每个驱动装置求出的上述前后倾斜校正用流量与左右倾斜校正用流量进行加法运算后的值不超过对该驱动装置的最大允许流量Qcym,借此,求出上述目标流量。
因此,在上述驱动操作处理中,不论是在校正机体本体的前后倾角的情况下,还是在校正机体本体的左右倾角的情况下,都能够通过将允许最大流量或与该允许最大流量接近的大流量的工作油供给驱动装置,进行迅速的姿势校正。另外,在同时进行前后倾角的校正与左右倾角校正的情况下,由于要驱动的全部驱动装置中的所需要的工作油的合计流量不超过可供给流量,因此,即使在发动机旋转速度低的状态且液压泵的可供给流量小的情况下,对多个驱动装置的供给量不会不规则地变动,能在稳定状态下供给目标流量的工作油。因此,能在尽可能稳定的状态下进行机体本体的姿势变更动作。
在一优选实施方式中,采用的构成是,在上述流量补正处理中,上述控制装置使上述前后倾斜用校正流量及左右倾斜用校正流量中的大的一方的减少补正量小于小的一方的减少补正量。
根据该特征构成,前后方向的姿势校正与左右方向的姿势校正中的、相对变成目标姿势的当前姿势的错位向更大方向的姿势校正,能优先于错位向小的方向的姿势校正,迅速地进行。
在一优选实施方式中,采用的构成是,在上述流量补正处理中,上述控制装置对应于上述前后倾斜校正用流量及左右倾斜校正用流量中的通过人为操作式的设定装置所设定的优先度,使该优先度大的一方的减少补正量小于小的一方的减少补正量。
根据该特征构成,驾驶者优先,可更迅速地进行向判断为要姿势校正的方向的姿势校正。
在一优选实施方式中,上述多个驱动装置由下述4个液压缸构成,这4个液压缸包括:可自由调节地改变机体本体左侧前部部位与左侧行走装置接地部的前部侧部位的间隔的左前侧的液压缸;可自由调节地改变机体本体左侧后部部位与左侧行走装置接地部的后部侧部位的间隔的左后侧的液压缸;可自由调节地改变机体本体的右侧前部部位与右侧行走装置接地部的前部侧部位的间隔的右前侧的液压缸;以及可自由调节地改变机体本体的右侧后部部位与右侧行走装置接地部的后部侧部位的间隔的右后侧的液压缸。
根据该该特征构成,由于同时驱动操作位于左侧前部及左侧后部的一对液压缸,因此,能同时调节地改变机体本体的左侧前部部位与左侧行走装置接地部的前部侧部位的间隔以及机体本体左侧后部部位与左侧行走装置接地部的后部侧部位的间隔,可操作改变机体本体的左右倾角(另外,所谓接地部是指上文所述的行走装置接地的部位、即相对行走路面接触的部位)。另一方面,由于同时驱动操作位于右侧前部及右侧后部的一对液压缸,因此,能同时调节地改变机体本体的右侧前部部位与右侧行走装置接地部的前部侧部位的间隔以及机体本体右侧后部部位与右侧行走装置接地部的后部侧部位的间隔,可操作改变机体本体的左右倾角。
并且,由于同时驱动操作位于左侧前部及右侧前部的一对液压缸,因此,能同时调节地改变机体本体的左侧前部部位与左侧行走装置接地部的前部侧部位的间隔以及机体本体右侧前部部位与右侧行走装置接地部的前侧部位的间隔,可操作改变机体本体的前后倾角。另一方面,由于同时驱动操作位于左侧后部及右侧后部的一对液压缸,因此,能同时调节地改变机体本体的左侧后部部位与左侧行走装置接地部的后部侧部位的间隔以及机体本体右侧后部部位与右侧行走装置接地部的后部侧部位的间隔,可操作改变机体本体的前后倾角。
采用这样的结构,例如,与围绕一个轴心摆动操作的同时改变姿势的结构相比,能减少液压缸的移动操作量,也能使左右倾角的变化量或前后倾角的变化量充分地大。
进而,不仅在操作改变机体本体的左右倾角的情况下,而且在操作改变机体本体的前后倾角的情况下,即使机体本体相对行走装置接地部的移动操作量不大,也能使机体本体的姿势变化量变大,能尽可能地降低机体本体的重心,良好地进行左右倾角及前后倾角的校正操作。
其他的构成以及其特征构成所能获得的优点及作用效果,通过参照附图,阅读以下说明,能更好地理解。
附图说明
图1是表示作为作业车辆一例子的联合收割机前部的侧视图。
图2是表示下限基准状态的行走装置升降操作构成的侧视图。
图3是表示前仰状态的行走装置升降操作构成的侧视图。
图4是表示后仰状态的行走装置升降操作构成的侧视图。
图5是表示上升状态的行走装置升降操作构成的侧视图。
图6是本发明第1实施方式的控制构成的方框图。
图7是姿势变更操作用开关单元的正面图。
图8是左右倾角设定值的示意图。
图9是液压回路图。
图10是机体高度变化量与各液压缸的冲程量的关系的示意图。
图11是机体高度变化量与各液压缸的冲程量的关系的示意图。
图12是姿势控制程序方框图。
图13是手动姿势控制程序方框图。
图14是姿势变更控制程序方框图。
图15是横摇控制程序方框图。
图16是纵摇控制程序方框图。
图17是同步姿势校正控制的程序方框图。
图18是驱动操作处理的程序方框图。
图19是驱动操作处理的程序方框图。
图20是用于求出目标驱动速度(目标流量)的说明图。
图21是用于说明扭转状态的说明图。
图22是本发明第2实施方式的控制构成的方框图。
图23是表示发动机旋转速度与可供给流量的关系的示意图。
图24是第2实施方式的同步姿势校正控制的程序方框图。
图25是第2实施方式的流量补正处理的程序方框图。
图26是前后倾斜用流量与偏差的关系的示意图。
图27是左右倾斜用流量与偏差的关系的示意图。
图28是第3实施方式的操作装置的示意图。
图29是第3实施方式的流量补正处理的程序方框图。
具体实施方式
下面,参照附图说明本发明各实施方式适用于作为作业车辆一例的联合收割机的情况。
〔第1实施方式〕
〔作为作业车辆一例子的联合收割机的基本构成〕
如图1所示,联合收割机的构成包括:左右一对履带式行走装置1R、1R(左右行走装置的一例);具有搭乘运转部2、对收割谷秸进行脱谷处理的脱谷装置3、用于储存脱谷的谷粒的谷粒箱4等的机体本体V;可自由升降调节地连接在该机体本体V的前部的收割部10等。收割部10包括:设置在尖端部的分草工具6,将分草工具6经过分草处理的生长谷秸扶起的扶起装置5,将扶起的谷秸株根侧切断的剪刀型收割刀7,以及将收割谷秸逐渐横倒的同时改变姿势并供给后方侧的脱谷装置3的输送始端部的纵向输送装置8等。
此外,收割部10借助于液压式收割缸C1可围绕横向轴心P1自由摆动升降地设置着。换句话说,收割部10的收割部构架10a的基端部可围绕横向轴心P1自由旋转地连接到处于机体本体V主构架11前部位置的支持部11a上,收割缸C1跨越一端连接在收割部构架10a上的可自由伸缩的连杆机构10b及机体构架11安装着,从机体本体V的动力部将动力传递给收割部10。
此外,在上述分草工具6的后方侧部位,设置有用于检测收割部10相对地面高度的超声波式收割高度传感器9。虽然未详述,但是,该收割高度传感器9,以非接触式构成,通过计测向下方侧发出超声波信号之后到接受信号的时间,检测出收割部10相对地面的高度。
〔姿势变更装置的构成〕
在该联合收割机中,设置有可自由操作地改变机体本体V相对左右行走装置1L、1R的接地部的姿势的姿势变更操作装置100。下文参照图2~图5,说明该姿势变更操作装置100的构成。
首先,说明机体本体V向左右行走装置1L、1R上的安装结构。另外,由于左右行走装置1L、1R各自的构成彼此相同,所以下面说明其中的左侧行走装置1L,至于右侧走装置1R的详细结构的说明省略。
如图2所示,在相对构成机体本体V的朝向前后的姿势主构架11固定的支持构架12的前端侧,可自由旋转地支持有驱动链轮13。而且,在朝前后方向并排的状态下枢轴支持有多个空转轮体14,另外,在支持构架12的后端部,通过后述的四联杆机构可相对上述支持构架12上下摆动地安装有用于支持张力轮体15的转向构架16。跨越上述驱动链轮13、张力轮体15以及各空转轮体14,卷挂有作为环形转动体的履带B。
在上述支持构架12的前部侧,枢轴地支持有可围绕水平轴心P2转动的在侧面看大致构成为L形的前摇杆17a,在上述支持构架12的后部侧,枢轴地支持有可围绕水平轴心P3转动的在侧面看大致构成为L形的后摇杆17b。而且,前摇杆17a的下方侧端部枢轴连接到转向构架16的前部侧部位,后摇杆17b的下方侧端部通过冲程吸收用的辅助联杆17b1,枢轴连接到转向构架16的前部侧部位。
在前后摇杆17a、17b各自的上方侧端部,分别联动地连接有液压缸C2、C3(分别为驱动装置的一例子)的缸杆。上述液压缸C2、C3的缸本体侧枢轴支持地连接到主构架11的横向构架部分上,上述液压缸C2、C3分别由复动式液压缸构成。
将与上述前摇杆17a对应的液压缸C2(以下简称左前缸)最大地伸长的同时,使对应于后摇杆17b的液压缸C3(以下简称左后缸)最大地收缩时,如图2所示,转向构架16由支持构架12止挡地支持,转向构架16处于最接近主构架11的大体平行状态。该状态为“下限基准状态”。
并且,从上述下限基准状态开始,将左后缸C3维持为原来状态而进行左前缸C2的缩短动作时,如图3所示,将机体本体V的左侧前部部位与左侧行走装置1L接地部的前部侧部位的间隔向变大的方向进行姿势变更。这种状态为“前仰状态”。
从上述下限基准状态开始,将左前缸C2维持为原来状态而进行左后缸C3的伸长动作时,如图4所示,将机体本体V的左侧后部部位与左侧行走装置1L接地部的后部侧部位的间隔向变大的方向进行姿势变更。这种状态为“后仰状态”。
从上述下限基准状态开始,让左前缸C2进行缩短动作,并且使左后缸C3进行伸长动作时,如图5所示,机体本体V上的主构架11朝平行姿势的原来的离开方向进行姿势变更。该状态为“上升状态”。
另外,如图2所示,右侧行走装置1R也同样,分别备有位于机体前部侧的右前缸C4和位于机体后部侧的右后缸C5,具有和左侧行走装置1L进行同样动作的构成。从上述“下限基准状态”开始,在使右后缸C5维持为原来状态的同时进行右前缸C4的缩短动作时,将右侧行走装置1R的前摇杆17a的水平轴心P2所处的部位与右侧行走装置1R接地部的前部侧部位的间隔向变大的方向进行姿势变更,成为“前仰状态”。从上述“下限基准状态”开始,在使右前缸C4维持为原来状态的同时使右后缸C5进行伸长动作时,将机体本体V的对应于右侧后部侧部位的右侧行走装置1R的后摇杆17b的水平轴心P3所处的部位与右侧行走装置1R接地部的后部侧部位的间隔向变大的方向进行姿势变更,成为“后仰状态”。而且,从上述“下限基准状态”开始,使右前缸C4进行缩短动作并且使右后缸C5进行伸长动作时,机体本体V上的主构架11朝平行姿势的原来的离开方向进行姿势变更,变成“上升状态”。
左右两侧的行走装置1L、1R同时变成“下限基准状态”时,机体本体V相对于左右两侧的行走装置1L、1R的接地部,处于最低位置,变成平行姿势的下限基准姿势。左右两侧的行走装置1L、1R同时变成“前仰状态”时,机体本体V变成前仰姿势,左右两侧的行走装置1L、1R同时变成“后仰状态”时,机体本体V变成后仰姿势。另外,左侧行走装置1L变成“下限基准状态”、右侧行走装置1R变成“上升状态”时,机体本体V变成左倾斜状态,左侧行走装置1L变成“上升状态”、右侧行走装置1R变成“下限基准状态”时,机体本体V变成右倾斜状态。
这样的上述姿势变更操作装置100,其构成包括4个液压缸C2、C3、C4、C5,这4个液压缸分别为:作为可自由调节地改变机体本体V的左侧前部部位与左侧行走装置1L接地部的前部侧部位的间隔的左前侧驱动装置的左前C2;作为可自由调节地改变机体本体V的左侧后部部位与左侧行走装置1L接地部的后部侧部位的间隔的左后侧驱动装置的左后C3;作为可自由调节地改变机体本体V的右侧前部部位与右侧行走装置1R接地部的前部侧部位的间隔的右前侧驱动装置的右前缸C4;以及作为可自由调节地改变机体本体V的右侧后部部位与右侧行走装置1R接地部的后部侧部位的间隔的右后侧驱动装置的右后缸C5。
〔控制构成〕
与上述4个液压缸C2、C3、C4、C5分别对应,在左右行走装置1L、1R的与上述各摇杆17a、17b的转动支点部对应的部位,设置有基于该转动量检测各液压缸C2、C3、C4、C5伸缩动作的冲程量的电位差计形的冲程传感器(后述间隔检测装置的一例)18、19、20、21。
另外,还设置有用于检测机体本体V相对于水平基准面的左右倾角的重力式左右倾角传感器(左右倾角检测装置的一例),以及用于检测机体本体V相对于水平基准面的前后倾角的重力式前后倾角传感器(前后倾角检测装置的一例)。
如图6所示,设置有利用微型计算机的控制装置(控制装置的一例)22,在该控制装置22中输入有上述各冲程传感器18~21、收割高度传感器29、左右倾角传感器23及前后倾角传感器24的各检测信息。
此外,在搭乘运转部2的操作面板上,设置有姿势变更开关单元SU、前仰开关40a及后仰开关40b,也将各自的各种操作信息输入给控制装置22。此外,前仰开关40a打开(ON)时,发出前仰操作指令(后倾斜指令),后仰开关40b打开(ON)时,发出后仰操作指令(前倾斜指令)。
进一步,在搭乘运转部2的操作面板上,备有:基于发出电位器式收割高度设定器39、收割部10的上升指令及下降指令的收割升降杆28的操作,发出使收割部上升的指令的上升开关SW1、发出使收割部下降的指令的下降开关SW2等,也将这些的信息输入给控制装置22。上述电位器式收割高度设定器39用于设定相对机体本体V的收割部10相对地面的高度(即收割高度)。
如图7所示,在上述姿势变更开关单元SU上设置有:用于设定机体本体V相对的水平基准面的左右倾角的左右倾角设定器25、对后述的横摇控制进行开关的水平自动开关26、表示横摇控制打开状态的水平灯26a、对纵摇控制进行开关的前后自动开关27、表示纵摇控制打开状态的前后灯27a、用于表示将横摇控制及纵摇控制的动作模式切换到上限基准模式与下限基准模式的下基准开关35及下基准模式的下基准灯35a。进一步,还设置有用十字杆式操作工具36进行动作的右上升开关37a、左上升开关37b、机体上升开关38a及机体下降开关38b。
下面说明上述十字杆式操作工具36的操作,当让操作工具36倒向左侧时,右上升开关37a执行ON动作,并且发出右上升操作的指令(左倾斜指令);当让操作工具36倒向右侧时,左上升开关37b执行ON动作,并且发出左上升操作的指令(右倾斜指令)。另外,当让操作工具36倒向后方侧时,机体上升开关38a执行ON动作,并且发出机体上升操作的指令(上升指令);当让操作工具36倒向前方侧时,机体下降开关38b执行ON动作,并且发出机体下降操作的指令(下降指令)。
此外,在上述左右倾角设定器25上,备有水平开关25a、左倾斜开关25b及右倾斜开关25c。即是说,当按压水平开关25a时,在横摇控制及同步姿势校正控制(姿势变更控制的一例)中,作为目标左右倾角设定成对应于水平状态的倾角,当按压左倾斜开关25b时,对当前设定的目标左右倾角以平均设定角度向左倾斜方向校正,当按压右倾斜开关25c时,对当前设定的目标左右倾角以平均设定角度向右倾斜方向校正。而且,关于通过左右倾角设定器25设定的左右倾角,如图8所示,在设置于搭乘运转部2的前方侧的显示装置(图中未示)中,显示出1~7的7个阶段(角度为0的阶段4表示水平状态,正角度表示右倾斜方向,负角度表示左倾斜方向)为什么样的阶段。此外,关于前后倾角,作为纵摇控制及同步姿势校正控制的目标前后倾角,预先设定为倾角0(水平状态)。
另外,还设置有对4个机体姿势变更用的液压缸C2~C5的工作油供给流量进行控制用的流量控制阀29~32。对各流量控制阀的驱动信号从控制装置输出。另一方面,从控制装置22分别输出用于对上述收割缸C2进行液压控制的相对液压控制用电磁阀33的驱动信号,控制装置22在收割作业中实施使收割缸C3动作的收割高度控制,从而维持通过收割高度设定器39设定收割高度传感器9的检测值的设定收割高度。
如图9所示,上述各液压缸C2~C5,通过发动机E所驱动的液压泵(作为液压供给装置的一例子)42从油箱43吸引并分配供给的工作油工作,从各液压缸C2~C5排出的工作油,排出到油箱43中。
〔姿势控制的概要〕
作为姿势变更控制,上述控制装置22基于前后倾角传感器24的检测信息,实施对姿势变更操作装置100的动作进行控制的纵摇控制,将机体本体V相对水平基准面的前后倾角维持为目标前后倾角;基于左右倾角传感器23的检测信息,实施对姿势变更操作装置100的动作进行控制的横摇控制,将机体本体V相对水平基准面的左右倾角维持为目标左右倾角;基于前后倾角传感器24及左右倾角传感器23的检测信息,同时校正机体本体V相对水平基准面的前后倾角及机体本体V相对水平基准面的左右倾角,并实施对姿势变更操作装置100的动作进行控制的同步姿势校正控制,使机体本体V相对水平基准面的前后倾角变为目标前后倾角,且使机体本体V相对水平基准面的左右倾角变为目标左右倾角。
此外,作为上述同步姿势校正控制,控制装置22基于前后倾角传感器24的检测信息,维持使左侧行走装置1L接地部的前部侧部位、左侧行走装置1L接地部的后部侧部位、右侧行走装置1R接地部的前部侧部位及右侧行走装置1R接地部的后部侧部位位于假想平面上的状态,同时,为了使机体本体V相对水平基准面的前后倾角变为目标前后倾角,以前后倾角传感器24所检测的机体本体V的当前前后倾角与目标前后倾角的偏差越大速度越高的形式,实施对每个液压缸求出前后倾斜校正用的目标驱动速度的工作油目标流量用的前后倾斜用演算处理;基于左右倾角传感器23的检测信息,维持使左侧行走装置1L接地部的前部侧部位、左侧行走装置1L接地部的后部侧部位、右侧行走装置1R接地部的前部侧部位及右侧行走装置1R接地部的后部侧部位位于假想平面上的状态,同时,为了使机体本体V相对水平基准面的左右倾角变为目标左右倾角,以左右倾角传感器23所检测的机体本体V的当前左右倾角与目标左右倾角的偏差越大速度越高的形式,实施对每个液压缸求出左右倾斜校正用的目标驱动速度的工作油目标流量用的左右倾斜用演算处理;通过将对于每个液压缸求出的前后倾斜校正用目标流量及左右倾斜校正用目标流量进行合计,实施求出每个液压缸的合计目标流量的目标流量演算处理(目标驱动速度演算处理的一例子);以及实施利用合计目标流量驱动各液压缸的驱动操作处理,使机体本体V相对水平基准面的前后倾角变为目标前后倾角,并且使机体本体V相对水平基准面的左右倾角变为目标左右倾角。
通过上述控制装置22,利用图中未示的记忆装置,对于上述各冲程传感器18、19、20、21所检测的上述各液压缸C2~C5的冲程量与机体本体V的左侧前部及左侧后部各自的相对左侧行走装置1L接地部的高度的对应关系;以及各冲程传感器18、19、20、21所检测的上述各液压缸C2~C5的冲程量与机体本体V的右侧前部及右侧后部各自的相对右侧行走装置1R接地部的高度的对应关系进行记忆。但是,所谓行走装置的接地部是指,行走装置实际与行走面接触的部位,在该实施例中,具体地说是指通过上述各液压缸对机体本体相对地进行升降操作的部分,换句话说,由转向构架16、枢支在该转向构架16上的多个转轮14、张力轮体15以及履带B相对地面的接地作用部位等构成。
上述对应关系,具体地说,如图10及图11所示,关于左侧行走装置1L,从处于上述下限基准姿势(图2)的状态开始,当左前缸C2执行缩短动作时且左后缸C3执行伸长动作时,以机体本体V的前部及后部各自的相对左侧行走装置1L接地部的高度h2、h3的上升量Δh2、Δh3作为相对于上述左前缸C2及左后缸C3的各冲程量的二维图进行记忆。
关于右侧行走装置1R,同样地,从处于上述下限基准姿势(图2)的状态开始,当右前缸C4执行缩短动作时且右后缸C5执行伸长动作时,以机体本体V的前部及后部各自的相对右侧行走装置1R接地部的高度h4、h5作为相对于上述右前缸C4及右后缸C5的各冲程量的二维图进行记忆。
此外,如图2~图5所示,机体本体V前部的高度h2、h4用前摇杆17a的枢轴支点与转向构架16上端部的距离表示,机体本体V后部的高度h3、h5用后摇杆17b的枢轴支点与转向构架16上端部的距离表示。
因此,上述各高度h2、h3、h4、h5,如果设处于下限基准姿势的状态的前摇杆17a的枢轴支点与转向构架16上端部的距离为h01、处于下限基准姿势的状态的后摇杆17b的枢轴支点与转向构架16上端部的距离为h02时,在可表示为h2=h01+Δh2、h3=h02+Δh3、h4=h01+Δh4、h5=h02+Δh5。
左侧行走装置1L的前摇杆17a的枢轴支点与机体本体V的左侧前部部位对应,左侧行走装置1L的后摇杆17b的枢轴支点与机体本体V的左侧后部部位对应,右侧行走装置1R的前摇杆17a的枢轴支点与机体本体V的右侧前部部位对应,右侧行走装置1R的后摇杆17b的枢轴支点与机体本体V的右侧后部部位对应。
因此,4个冲程传感器18、19、20、21,具有分表检测机体本体V左侧前部部位与左侧行走装置1L接地部的前部侧部位的间隔、机体本体V左侧后部部位与左侧行走装置1L接地部的后部侧部位的间隔、机体本体V右侧前部部位与右侧行走装置1R接地部的前部侧部位的间隔、以及机体本体V右侧后部部位与右侧行走装置1R接地部的后部侧部位的间隔的4个间隔检测装置的功能。
〔控制装置的姿势控制的细节〕
下文,基于图12~图19的程序方框图,具体地说明控制装置22的姿势控制。
如图12所示,首先,判断是否下达了手动操作指令(左右倾斜、前后倾斜、上下升降),在有手动操作指令的情况下,实施“手动姿势控制”。
在没有上述的手动操作指令的情况下,在只有水平自动开关26打开(ON)的情况下,如果左右倾角传感器23的检测值与目标左右倾角对应的信号值的偏差离开横摇控制用的死区,则实施“横摇控制”,在水平自动开关26与前后自动开关27同时打开(ON)的情况下,实施后述的“姿势变更控制”。另外,以下的控制,对下限基准模式下设定的情况进行说明。
〔手动姿势控制〕
如图13所示,在“手动姿势控制”下,如果左上升开关37b下达了左上升指令,则实施“右倾斜处理”。另外,在“右倾斜处理”中,在右前缸C4执行伸长动作的同时,右后缸C5进行缩短动作,直到右前缸C4及右后缸C5的任何一个到达下限位置为止,如果在下限位置操作右前缸C4及右后缸C5的任何一个,则让左前缸C2进行缩短动作,同时让左后缸C3执行伸长动作,直到左前缸C2及左后缸C3的任何一个到达上限位置为止。
另外,如果右上升开关37a下达了右上升指令,则实施“左倾斜处理”。另外,在“左倾斜处理”中,在左前缸C2执行伸长动作的同时,左后缸C3进行缩短动作,直到左前缸C2及左后缸C3的任何一个到达下限位置为止,如果在下限位置操作左前缸C2及左后缸C3的任何一个,则让右前缸C4进行缩短动作,同时让右后缸C5执行伸长动作,直到右前缸C4及右后缸C5的任何一个到达上限位置为止。
再者,如果后上升开关40b下达了后上升指令,则实施“前倾斜处理”。另外,在“前倾斜处理”中,让左前缸C2及右前缸C4执行伸长动作,直到左前缸C2及右前缸C4的任何一个到达下限位置为止,如果在下限位置操作左前缸C2及右前缸C4的任何一个,则让左后缸C3及右后缸C5执行伸长动作,直到左后缸C3及右后缸C5的任何一个到达上限位置为止。
另外,如果前上升开关40a下达了前上升指令,则实施“后倾斜处理”。另外,在“后倾斜处理”中,让左后缸C3及右后缸C5进行缩短动作,直到左后缸C3及右后缸C5的任何一个到达下限位置为止,如果在下限位置操作左后缸C3及右后缸C5的任何一个,则让左前缸C2及右前缸C4进行缩短动作,直到左前缸C2及右前缸C4的任何一个到达上限位置为止。
如果机体上升开关38a下达了使机体上升的指令,实施“机体上升处理”。在“机体上升处理”中,让左前缸C2进行缩短动作直到变为上限位置为止,让左后缸C3执行伸长动作直到变为上限位置为止,让右前缸C4进行缩短动作直到变为上限位置为止,让右后缸C5执行伸长动作直到变为上限位置为止。
如果机体下降开关38b下达了使机体下降的指令,实施“机体下降处理”。在“机体下降处理”中,让左前缸C2进行伸长动作直到变为下限位置为止,让左后缸C3缩短伸长动作直到变为下限位置为止,让右前缸C4进行伸长动作直到变为下限位置为止,让右后缸C5执行缩短动作直到变为下限位置为止。
〔横摇控制〕
下面说明上述“横摇控制”。
如图15所示,在“横摇控制”中,如果左右倾角传感器23的检测值与目标左右倾角对应的信号值的偏差离开横摇控制用的死区到机体本体V的左倾斜侧,则基于位于机体右侧前后的各冲程传感器20、21的检测信息,判断是否在下限位置操作了右前缸C4及右后缸C5的任何一个。如果在下限位置没有操作两个缸C4、C5中的任何一个,则根据以上述偏差越大、目标流量越大的方式预先设定的图像数据,演算并求出两个缸C4、C5的目标流量。并且,基于演算结果,在利用上述目标流量使右前缸C4执行伸长动作的同时,让右后缸C5进行缩短动作,直到两个缸C4、C5的任何一个到达下限位置为止。一旦在下限位置操作右前缸C4及右后缸C5的任何一个,则根据以上述偏差越大、目标流量越大的方式预先设定的图像数据,演算并求出左前缸C2及左后缸C3的目标流量,用目标流量使左前缸C2进行缩短动作的同时,让左后缸C3执行伸长动作,直到左前缸C2及左后缸C3的任何一个到达上限位置为止。
另外,如果上述左右倾角传感器23的检测值与设定左右倾角对应的信号值的偏差离开横摇控制用的死区到机体本体V的右倾斜侧,则基于位于机体左侧前后的各冲程传感器18、19的检测信息,判断是否在下限位置操作了左前缸C2及左后缸C3的任何一个。如果在下限位置没有操作两个缸C2、C4中的任何一个,则基于以上述偏差越大、目标流量越大的方式预先设定的图像数据,演算并求出两个缸C2、C3的目标流量。并且,基于演算结果,在利用上述目标流量使左前缸C2执行伸长动作的同时,让左后缸C3进行缩短动作,直到两个缸C2、C3的任何一个到达下限位置为止。一旦在下限位置操作左前缸C2及左后缸C3的任何一个,则根据以上述偏差越大、目标流量越大的方式预先设定的图像数据,演算并求出各缸的目标流量,用目标流量使右前缸C4进行缩短动作的同时,让右后缸C5执行伸长动作,直到右前缸C4及右后缸C5的任何一个到达上限位置为止。
于是,能最大程度地降低机体本体V的高度,同时,进行“横摇控制”,使机体本体V的左右倾角与左右倾角设定器25所设定的目标左右倾角的角度偏差收敛在死区内。
〔姿势变更控制〕
如图11所示,在“姿势变更控制”中,检查左右倾角传感器23的检测值与目标左右倾角所对应的信号值的偏差以及前后倾角传感器24的检测值与设定前后倾角所对应的信号值的偏差,在左右倾角传感器23的检测值与设定左右倾角所对应的信号值的偏差处于横摇控制用的死区内、前后倾角传感器24的检测值与设定前后倾角所对应的信号值的偏差离开纵摇控制用的死区的情况下,实施后述的“纵摇控制”。
在左右倾角传感器23的检测值与设定左右倾角所对应的信号值的偏差离开横摇控制用的死区、前后倾角传感器24的检测值与设定前后倾角所对应的信号值的偏差处于纵摇控制用的死区内的情况下,实施上述的“横摇控制”。
并且,在左右倾角传感器23的检测值与设定左右倾角所对应的信号值的偏差离开横摇控制用死区、且前后倾角传感器24的检测值与设定前后倾角所对应的信号值的偏差离开纵摇控制用的死区的情况下,实施“同步姿势校正控制”。
〔纵摇控制〕
在上述“纵摇控制”中,如图16所示,如果前后倾角传感器24的检测值与水平状态所对应的信号值的偏差离开纵摇控制用的死区到机体本体V的前倾斜侧,则基于位于机体后部的左右冲程传感器19、21的检测信息,判断是否在下限位置操作了左后缸C3与右后缸C5的任何一个。在判断为没有在下限位置操作两个缸C3、C5中的任何一个的情况下,则基于以上述偏差越大、目标流量越大的方式预先设定的图像数据,演算并求出两个缸C3、C5的目标流量,并用目标流量使左后缸C3及右后缸C5进行缩短动作,直到两个缸C3、C5的任何一个到达下限位置为止。在判断为在下限位置操作了左后缸C3及右后缸C5中的任何一个的情况下,基于以上述偏差越大、目标流量越大的方式预先设定的图像数据,演算并求出左前缸C2及右前缸C4的目标流量,并用该目标流量使左前缸C2及右前缸C4进行缩短动作,直到左前缸C2及右前缸C4的任何一个到达上限位置为止。
另一方面,如果前后倾角传感器24的检测值与水平状态所对应的信号值的偏差离开纵摇控制用的死区到机体本体V的后倾斜侧,则基于位于机体前部的左右冲程传感器18、20的检测信息,判断是否在下限位置操作了左前缸C2与右前缸C4的任何一个。在判断为没有在下限位置操作两个缸C2、C4中的任何一个的情况下,则基于以上述偏差越大、目标流量越大的方式预先设定的图像数据,演算并求出两个缸C2、C4的目标流量,并用目标流量使左前缸C2及右前缸C4进行伸长动作,直到两个缸C2、C4的任何一个到达下限位置为止。在判断为在下限位置操作了左前缸C2及右前缸C4中的任何一个的情况下,基于以上述偏差越大、目标流量越大的方式预先设定的图像数据,演算并求出左后缸C3及右后缸C5的目标流量,并用该目标流量使左后缸C3及右后缸C5进行伸长动作,直到左后缸C3及右后缸C5的任何一个到达上限位置为止。
于是,能最大程度地降低机体本体V的高度,同时,进行“纵摇控制”,使机体本体V的前后倾角与水平状态所对应的前后倾角的角度偏差收敛在死区内。
〔同步姿势校正控制〕
下文,说明“同步姿势校正控制”。
1.前后倾斜用演算处理
如图17所示,在该“同步姿势校正控制”中,首先,实施“前后倾斜用演算处理”。在该处理中,在使上述4个液压缸C2~C5中的左前缸C2及右前缸C4的2个液压缸与左后缸C3及右后缸C5的2个液压缸中的任何一方的2个液压缸的驱动停止的状态下,在驱动另一方的2个液压缸的形式下,对于上述驱动的2个液压缸,求出作为前后倾斜校正用目标驱动速度的工作油的目标流量(即、出现前后倾斜校正用目标驱动速度所必要的流量)。
附带地说明,从这时的机体本体V的姿势状况决定是否通过使机体本体V变成前仰姿势来改变前后倾斜,或者是否通过使机体本体V变成后仰姿势来改变前后倾斜,例如,如图20(a)所示,求出驱动操作左前缸C2及右前缸C4的2个液压缸与左后缸C3及右后缸C5的2个液压缸中的任何一方的2个液压缸时的目标流量。由于不考虑这时的左右倾斜,所以2个液压缸的目标流量相同,设定与偏差大小对应的目标流量。
2.左右倾斜用演算处理
接着,控制装置22实施“左右倾斜用演算处理”。
在该处理中,在使上述4个液压缸C2、C3、C4、C5中的左前缸C2及右后缸C3的2个液压缸与右前缸C4及右后缸C5的2个液压缸中的任何一方的2个液压缸的驱动停止的状态下,在驱动另一方的2个液压缸的形式下,对于上述驱动的2个液压缸,求出作为左右倾斜校正用目标驱动速度的工作油的目标流量(即、出现左右倾斜校正用目标驱动速度所必要的流量)。
附带地说明,从这时的机体本体V的姿势状况决定是否通过对机体本体V实施“左倾斜处理”来改变倾斜,或者是否通过过对机体本体V实施“右倾斜处理”来改变倾斜,例如,如图20(b)所示,求出驱动操作左前缸C2及左后缸C3的2个液压缸与右前缸C4及右后缸C5的2个液压缸中的任何一方的2个液压缸时的目标流量。由于不考虑这时的左右倾斜,所以2个液压缸的目标流量相同,设定与偏差大小对应的目标流量。
3.目标流量演算处理
接着,控制装置22实施目标流量演算处理(目标驱动速度演算处理的一例)。下面,对该处理进行说明,将通过“前后倾斜用演算处理”所求得的每个液压缸的前后倾斜校正用目标流量与通过“左右倾斜用演算处理”所求得的每个液压缸的左右倾斜校正用目标流量依旧进行加法运算,合计在一起,求出每个液压缸的合计目标流量(出现合计目标驱动速度所必要的流量)。这时,如图20(c)所示,在4个液压缸C2~C5中的1个液压缸停止的状态下,求出同时驱动其余3个液压缸的形式下的各液压缸的合计目标流量。
4.驱动操作处理
接着,在后续的“驱动操作处理”中,为了使机体本体V相对水平基准面的前后倾角变成目标前后倾角,并且,为了使机体本体V相对水平基准面的左右倾角变成目标左右倾角,利用经由目标流量演算处理求出的合计目标流量驱动3个液压缸。
此外,控制装置22在上述“驱动操作处理”中,基于各冲程传感器18、19、20、21的检测信息,判断左侧行走装置1L接地部的前部侧部位、左侧行走装置1L接地部的后部侧部位、右侧行走装置1R接地部的前部侧部位以及右侧行走装置1R接地部的后部侧部位的4个部位是否位于假想平面上。在判断为没有位于假想平面上的情况下,控制装置22反复实施下述的“扭转状态抑制处理”(驱动速度补正处理的一例)。换句话说,(1)在4个部位中的相对假想平面的间隔位置错位到变大的一侧的部位,(i)以使上述间隔变大的方式操作该部位所对应的液压缸时,将该液压缸的合计目标流量向减速侧即、减量侧补正;(ii)以使上述间隔变小的方式操作与该部位对应的液压缸时,将该液压缸的上述合计目标流量向增速侧、即增量侧补正。另外,(2)上述4个部位中的相对假想平面的间隔位置错位到变小的一侧的部位,(i)以使上述间隔变大的方式操作与该部位对应的液压缸时,将该液压缸的上述合计目标驱动速度向增速侧、即增量侧补正;(ii)以使上述间隔变小的方式操作与该部位对应的液压缸时,将该液压缸的上述合计目标流量向减速侧、即减量侧补正。
上述控制装置22,作为上述“扭转状态抑制处理”,实施下述的处理。另外,在该“扭转状态抑制处理”的说明中,首先说明4个液压缸C2~C5各个的目标流量,关于上述的使动作停止的2个液压缸,作为最终的目标流量,设定为零。
基于各冲程传感器18、19、20、21的检测信息,利用下述式演算并求出左侧行走装置1L接地部的前部侧部位、左侧行走装置1L接地部的后部侧部位、右侧行走装置1R接地部的前部侧部位以及右侧行走装置1R接地部的后部侧部位的4个部位相对假想平面在扭转状态下位置错位时的扭转量Nj,如果该扭转量Nj不为零,则判断为上述4个部位为没有位于上述假想平面上的状态,
〔式1〕Nj=(LF-LR)-(RF-RR)
其中,LF表示机体本体V左侧前部部位(左侧行走装置1L的前摇杆17a的枢轴支点)与左侧行走装置1L接地部的前部侧部位的间隔。LR表示机体本体V左侧后部部位(左侧行走装置1L的后摇杆17b的枢轴支点)与左侧行走装置1L接地部的后部侧部位的间隔。RF表示机体本体V右侧前部部位(右侧行走装置1R的前摇杆17a的枢轴支点)与右侧行走装置1R接地部的前部侧部位的间隔。RR表示机体本体V右侧后部部位(右侧行走装置1R的后摇杆17b的枢轴支点)与右侧行走装置1R接地部的后部侧部位的间隔。更详细地说,如果设距离走装置1L、1R的转向构架16上端与接地部的计测对象位置(例如与地面接触的部位)之间的间隔为A,则上述间隔LF、LR、RF、RR分别用下述式表示:
〔式2〕LF=h2+A=h01+Δh2+A
〔式3〕LR=h3+A=h02+Δh3+A
〔式4〕RF=h4+A=h01+Δh4+A
〔式5〕RR=h5+A=h02+Δh5+A
另外,由于上述式中,h01、Δh2、A是常数,所以在求上述扭转量Nj的情况下,也可以忽略常数部分,仅仅使用变量(Δh2、Δh3、Δh4、Δh5进行演算。
如果该扭转量Nj为正值,则判断为分别与机体本体V左侧前部及右侧后部对应的上述间隔向变大的一侧位置错位,且分别与机体本体V左侧后部及右侧前部对应的上述间隔向变小的一侧位置错位。如果该扭转量Nj为负值,则判断为分别与机体本体V左侧后部及右侧前部对应的上述间隔向变大的一侧位置错位,且分别与机体本体V左侧前部及右侧后部对应的上述间隔向变小的一侧位置错位。此外,构成是,对应于上述液压缸的操作方向,判断将上述合计目标驱动速度补正到增速侧还是减速侧,而且,以上述扭转量越大该合计目标驱动速度越大的方式设定对于该合计目标驱动速度的补正量。
下文,参照图18及图19说明上述的“扭转状态抑制处理”的具体处理的构成。
首先,用上述合计目标流量驱动操作作为驱动对象的3个液压缸,的每一个。然后,由进行该姿势校正时的4个冲程缸18、19、20、21中对应的检测值,通过对上述扭转量Nj进行演算求出,判定上述扭转量为零、正值还是负值。
图21模式地示出了上述数1的LF、LR、RF、RR的关系。在该图中,为了便于理解,示出了机体本体V侧的各个部位位于下侧、行走装置侧的各部位位于上侧的状态。在图21的(a)中,分别与机体本体的左侧前部及右侧后部对应的上述间隔向变大的一侧位置错位,而且,分别与机体本体的左侧后部及右侧前部对应的上述间隔向变小的一侧位置错位。因此,LF>LR、RF<RR的关系成立,上述扭转量Nj为正值。在图21的(b)中,分别与机体本体的左侧后部及右侧前部对应的上述间隔向变大的一侧位置错位,而且,分别与机体本体的左侧前部及右侧后部对应的上述间隔向变小的一侧位置错位。因此,LF>LR、RF>RR的关系成立,上述扭转量Nj为负值。于是,可通过扭转量Nj的正负判断出扭转状态。
在变成21(a)所示的状态、上述扭转量Nj为正值时,用该扭转量Nj乘以给定系数Kj算出流量补正值Qh,如果这时的机体本体V的姿势变更方向相对地面是上升的方向,则从左前缸C3的合计目标流量QLF中减去流量补正值Qh,将此设定为向减速侧补正的新的合计目标流量VSLF;从右后缸C5的合计目标流量QRR中减去流量补正值Qh,将此设定为向减速侧补正的新的合计目标流量QRR;用左后缸C3的合计目标流量QLR加上流量补正值Qh,将此设定为向增速侧补正的新的合计目标流量QLF;用右前缸C4的合计目标流量QRF加上流量补正值Qh,将此设定为向增速侧补正的新的合计目标流量QRF。
如果这时的机体本体V的姿势变更方向相对地面是下降的方向,则用左前缸C3的合计目标流量QLF加上流量补正值Qh,将此设定为向增速侧补正的新的合计目标流量QLF;用右后缸C5的合计目标流量QRR加上流量补正值Qh,将此设定为向减速侧补正的新的合计目标流量QRR;从左后缸C3的合计目标流量QLR中减去流量补正值Qh,将此设定为向减速侧补正的新的合计目标流量QLR;从右前缸C4的合计目标流量QRF中减去流量补正值Qh,将此设定为向减速侧补正的新的合计目标流量QRF。
在变成21(b)所示的状态、上述扭转量Nj为负值时,用该扭转量Nj乘以给定系数Kj算出流量补正值Qh,如果这时的机体本体V的姿势变更方向相对地面是上升的方向,则用左前缸C3的合计目标流量QLF加上流量补正值Qh,将此设定为向增速侧补正的新的合计目标流量QLF;用右后缸C5的合计目标流量QRR加上流量补正值Qh,将此设定为向增速侧补正的新的合计目标流量QRR;从左后缸C3的合计目标流量QLR中减去流量补正值Qh,将此设定为向减速侧补正的新的合计目标流量QLR;从右前缸C4的合计目标流量QRF中减去流量补正值Qh,将此设定为向减速侧补正的新的合计目标流量QRF。
如果这时的机体本体V的姿势变更方向相对地面是下降的方向,则从左前缸C2的合计目标流量QLF中减去流量补正值Qh,将此设定为向减速侧补正的新的合计目标流量QLF;从右后缸C5的合计目标流量QRR中减去流量补正值Qh,将此设定为向减速侧补正的新的合计目标流量QRR;用左后缸C3的合计目标流量QLR加上流量补正值Qh,将此设定为向增速侧补正的新的合计目标流量QLR;用右前缸C4的合计目标流量QRF加上流量补正值Qh,将此设定为向增速侧补正的新的合计目标流量QRF。
但是,关于4个液压缸C2~C5中操作停止的1个液压缸,不会是合计目标流量设定为零地进行操作。
一边对于判断该扭转状态的同时将各液压缸的合计目标流量补正到适当的值这样的过程反复地进行,一边进行各液压缸的驱动操作,使机体本体V变成目标姿势,即、机体本体V相对水平基准面的前后倾角变成目标前后倾角,而且,当机体本体V相对水平基准面的左右倾角变成目标左右倾角时,停止各液压缸的驱动操作,结束姿势校正动作。
通过在每一设定周期反复实施这样的“扭转状态抑制处理”,可一边维持左侧行走装置接地部的前部侧部位、左侧行走装置接地部的后部侧部位、右侧行走装置接地部的前部侧部位以及右侧行走装置接地部的后部侧部位的4个部位位于假想平面上的状态,一边实施机体本体V的姿势校正动作。
〔第1实施方式的变形例〕
另外,在上述实施方式中,作为求出上述扭转量Nj的演算式,使用了上述式1,但是,并不限于这样的构成,也可以将进行减法运算时的顺序颠倒,使用下述式6,求出上述扭转量Nj。但是,在用上述式2求出上述扭转量Nj的情况下,扭转量的正负判定结果与上述实施方式相反。
〔式6〕Nj=(LR-LF)-(RR-RF)
另外,不用根据上述左右两侧部位的前后差求出扭转,也可以根据前后两侧部位的左右差求出扭转。具体地说,也可以使用下述式7及式8求出扭转量Nj。主要是,基于上述4个冲程传感器的各检测值,求出左侧行走装置1L接地部的前部侧部位、左侧行走装置1L接地部的后部侧部位、右侧行走装置1R接地部的前部侧部位及右侧行走装置1R接地部的后部侧部位的4个部位相对假想平面的扭转状态。
〔式7〕Nj=(LF-RF)-(LR-RR)
〔式8〕Nj=(RF-LF)-(RR-LR)
〔第2实施方式〕
下文,参照图22~图26,说明本发明的第2实施方式。通过下文的说明可以看出,该第2实施方式与第1实施方式的主要不同点在于,上述“姿势变更控制”中的“同步姿势校正控制”。
在下文的说明中,根据需要,也参照第1实施方式所参考的图1~图21中的一部分,与第1实施方式大致相同的构成,标有相同的符号,其说明省略。
〔控制构成〕
在该实施方式中,与第1实施方式同样,如图2~图5所示,4个液压缸C2、C3、C4、C5(分别是驱动装置的一例)分别对应,在左右行走装置1L、1R的与上述各摇杆17a、17b的转动支点部对应的部位,设置有基于该转动量检测各液压缸C2、C3、C4、C5伸缩动作的冲程量的电位差计形的冲程传感器(后述间隔检测装置的一例。隔检测装置的细节参照第1实施方式)18、19、20、21。
另外,如图22所示,使用用于检测机体本体V相对于水平基准面的左右倾角的重力式左右倾角传感器(左右倾角检测装置的一例)23,以及用于检测机体本体V相对于水平基准面的前后倾角的重力式前后倾角传感器(前后倾角检测装置的一例)24。但是,在该第2实施方式中,也使用旋转速度传感器41,检测将动力供给机体各部用的发动机E的旋转速度。
〔姿势控制的概要〕
控制装置22通过液压缸C2、C3、C4、C5,基于前后倾角传感器24及左右倾角传感器23的检测信息,实施将机体本体V相对水平基准面的前后倾角变为目标前后倾角、且将机体本体V相对水平基准面的左右倾角维持为目标左右倾角的“姿势变更控制”。
作为“姿势变更控制”,控制装置22基于前后倾角传感器24的检测信息,实施对姿势变更操作装置100的动作进行控制的“纵摇控制”,使机体本体V相对水平基准面的前后倾角维持为目标前后倾角;基于左右倾角传感器23的检测信息,实施对姿势变更操作装置100的动作进行控制的“横摇控制”,将机体本体V相对水平基准面的左右倾角维持为目标左右倾角;基于前后倾角传感器24及左右倾角传感器23的检测信息,同时校正机体本体V相对水平基准面的前后倾角及机体本体V相对水平基准面的左右倾角,并实施对姿势变更操作装置100的动作进行控制的同步姿势校正控制,使机体本体V相对水平基准面的前后倾角变为目标前后倾角,且使机体本体V相对水平基准面的左右倾角变为目标左右倾角。
此外,作为“姿势变更控制”中的上述同步姿势校正控制,控制装置22实施以下处理:
基于上述前后倾角传感器23的检测信息,求出相对前后倾斜校正用的液压缸的前后倾斜校正用流量Qp的“前后倾斜用演算处理”;
基于上述左右倾角传感器24的检测信息,求出相对左右倾斜校正用的液压缸的左右倾斜校正用流量Qr的“左右倾斜用演算处理”;
基于上述“前后倾斜用演算处理”求出的前后倾斜校正用流量Qp及上述“左右倾斜用演算处理”求出的左右倾斜校正用流量Qr,求出供给各液压缸的工作油的目标流量的目标流量演算处理,该目标流量以不超过可供给流量(基于上述旋转速度传感器41的检测信息,通过上述液压泵42可供给的可供给流量)Qmax的方式求出供给到上述各液压缸的工作油的总需要流量;以及
基于上述目标流量演算处理求出的目标流量,驱动操作各液压缸的驱动操作处理。
而且,在上述“前后倾斜用演算处理”中,上述控制装置22基于上述前后倾角与目标前后倾角的偏差,以该偏差越大、流量越大且如果上述偏差为设定偏差以上则变成与最大允许流量(对各液压缸设定的最大允许流量)Qcym相同流量的方式,求出上述每个前后倾斜校正用液压缸的前后倾斜校正用流量Qp,
在上述“左右倾斜用演算处理”中,上述控制装置22基于上述左右倾角与目标左右倾角的偏差,以该偏差越大、流量越大且如果上述偏差为设定偏差以上则变成与最大允许流量Qcym相同流量的方式,求出上述每个左右倾斜校正用液压缸的左右倾斜校正用流量Qr,而且,
作为目标流量演算处理,上述控制装置22基于上述“前后倾斜用演算处理”求出的前后倾斜校正用流量Qp及上述“左右倾斜用演算处理”求出的左右倾斜校正用流量Qr,实施“流量补正处理”,
在该“流量补正处理”中,上述控制装置22求出将各前后倾斜校正用流量与各左右倾斜校正用流量合计所得到的合计流量Qa,对上述前后倾斜校正用流量Qp及上述左右倾斜校正用流量Qr进行减少补正,使该合计流量不超过上述可供给流量Qmax,且使各液压缸的前后倾斜校正用流量Qp与左右倾斜校正用流量Qr进行加法运算后的值不超过该液压缸的最大允许流量Qcym,由此,求出上述目标流量。
〔控制装置的姿势控制的细节〕
下文,基于附图,具体说明控制装置22的上述控制。
如图12所示,首先,判断是否下达了手动操作指令(左右倾斜、前后倾斜、上下升降),在有手动操作指令的情况下,实施“手动姿势控制”。
在没有上述手动操作指令的情况下,检查水平自动开关26与前后自动开关27的状态,在只有水平自动开关26打开(ON)的情况下,如果左右倾角传感器23的检测值与目标左右倾角对应的信号值的偏差离开横摇控制用的死区,则实施“横摇控制”,在水平自动开关26与前后自动开关27同时打开(ON)的情况下,实施后述的“姿势变更控制”。另外,以下的控制,对下限基准模式下设定的情况进行说明。
〔手动姿势控制〕
如图13所示,在“手动姿势控制”下,如果左上升开关37b下达了左上升指令,则实施“右倾斜处理”。另外,在“右倾斜处理”中,在右前缸C4执行伸长动作的同时,右后缸C5进行缩短动作,直到右前缸C4及右后缸C5的任何一个到达下限位置为止,如果在下限位置操作右前缸C4及右后缸C5的任何一个,则让左前缸C2进行缩短动作,同时让左后缸C3执行伸长动作,直到左前缸C2及左后缸C3的任何一个到达上限位置为止。
另外,如果右上升开关37a下达了右上升指令,则实施“左倾斜处理”。另外,在“左倾斜处理”中,在左前缸C2执行伸长动作的同时,左后缸C3进行缩短动作,直到左前缸C2及左后缸C3的任何一个到达下限位置为止,如果在下限位置操作左前缸C2及左后缸C3的任何一个,则让右前缸C4进行缩短动作,同时让右后缸C5执行伸长动作,直到右前缸C4及右后缸C5的任何一个到达上限位置为止。
再者,如果后上升开关40b下达了后上升指令,则实施“前倾斜处理”。另外,在“前倾斜处理”中,让左前缸C2及右前缸C4执行伸长动作,直到左前缸C2及右前缸C4的任何一个到达下限位置为止,如果在下限位置操作左前缸C2及右前缸C4的任何一个,则让左后缸C3及右后缸C5执行伸长动作,直到左后缸C3及右后缸C5的任何一个到达上限位置为止。
另外,如果前上升开关40a下达了前上升指令,则实施“后倾斜处理”。另外,在“后倾斜处理”中,让左后缸C3及右后缸C5进行缩短动作,直到左后缸C3及右后缸C5的任何一个到达下限位置为止,如果在下限位置操作左后缸C3及右后缸C5的任何一个,则让左前缸C2及右前缸C4进行缩短动作,直到左前缸C2及右前缸C4的任何一个到达上限位置为止。
如果机体上升开关38a下达了使机体上升的指令,实施“机体上升处理”。在“机体上升处理”中,让左前缸C2进行缩短动作直到变为上限位置为止,让左后缸C3执行伸长动作直到变为上限位置为止,让右前缸C4进行缩短动作直到变为上限位置为止,让右后缸C5执行伸长动作直到变为上限位置为止。
如果机体下降开关38b下达了使机体下降的指令,实施“机体下降处理”。在“机体下降处理”中,让左前缸C2进行伸长动作直到变为下限位置为止,让左后缸C3缩短伸长动作直到变为下限位置为止,让右前缸C4进行伸长动作直到变为下限位置为止,让右后缸C5执行缩短动作直到变为下限位置为止。
〔横摇控制〕
下面说明上述“横摇控制”。
如图15所示,在“横摇控制”中,如果左右倾角传感器23的检测值与目标左右倾角对应的信号值的偏差离开横摇控制用的死区到机体本体V的左倾斜侧(看作正偏差),则基于位于机体右侧前后的各冲程传感器20、21的检测信息,判断是否在下限位置操作了右前缸C4及右后缸C5的任何一个。如果在下限位置没有操作两个缸C4、C5中的任何一个,则根据以上述偏差的绝对值越大、流量越大的方式预先设定的图像数据,演算并求出各液压缸的流量。如图27所示,该图像数据,利用偏差越大、流量越大且偏差如果在设定偏差以上则为最大允许流量、即与可在一个液压缸中流动的最大流量相同的流量或接近该最大流量的流量的形式,设定左右倾斜用校正流量。
另外,在利用上述流量使右前缸C4执行伸长动作的同时,让右后缸C5进行缩短动作,直到两个缸C4、C5的任何一个到达下限位置为止。如果在下限位置操作右前缸C4及右后缸C5的任何一个,则根据上述偏差越大、流量越大的图像数据,演算并求出各缸的流量,使左前缸C2进行缩短动作的同时,让左后缸C3执行伸长动作,直到左前缸C2及左后缸C3的任何一个到达上限位置为止。
另外,如果左右倾角传感器23的检测值与设定左右倾角对应的信号值的偏差离开横摇控制用的死区到机体本体V的右倾斜侧(将此看作负偏差),则基于位于机体左侧前后的各冲程传感器18、19的检测信息,判断是否在下限位置操作了左前缸C2及左后缸C3的任何一个。如果在下限位置没有操作两个缸C2、C4中的任何一个,则基于上述图像数据,演算并求出各缸的流量,在利用上述目标流量使左前缸C2执行伸长动作的同时,让左后缸C3进行缩短动作,直到两个缸C2、C3的任何一个到达下限位置为止。如果在下限位置操作左前缸C2及左后缸C3的任何一个,则基于上述图像数据,演算并求出各缸的流量,使右前缸C4进行缩短动作的同时,让右后缸C5执行伸长动作,直到右前缸C4及右后缸C5的任何一个到达上限位置为止。
于是,能最大程度地降低机体本体V的高度,同时,进行“横摇控制”,使机体本体V的左右倾角与左右倾角设定器25所设定的目标左右倾角的角度偏差收敛在死区内。
如图12所示,在“姿势变更控制”中,检查左右倾角传感器23的检测值与目标左右倾角所对应的信号值的偏差以及前后倾角传感器24的检测值与设定前后倾角所对应的信号值的偏差,在左右倾角传感器23的检测值与设定左右倾角所对应的信号值的偏差处于横摇控制用的死区内、前后倾角传感器24的检测值与设定前后倾角所对应的信号值的偏差离开纵摇控制用的死区的情况下,实施“纵摇控制”。该“纵摇控制”将在下文叙述。在左右倾角传感器23的检测值与设定左右倾角所对应的信号值的偏差离开横摇控制用的死区、前后倾角传感器24的检测值与设定前后倾角所对应的信号值的偏差处于纵摇控制用的死区内的情况下,实施上述的“横摇控制”。
并且,在左右倾角传感器23的检测值与设定左右倾角所对应的信号值的偏差离开横摇控制用死区、且前后倾角传感器24的检测值与设定前后倾角所对应的信号值的偏差离开纵摇控制用的死区的情况下,实施“姿势变更控制”。
〔纵摇控制〕
说明上述的“纵摇控制”,如图16所示,如果前后倾角传感器24的检测值与水平状态所对应的信号值的偏差离开纵摇控制用的死区到机体本体V的前倾斜侧(将该状态看作正偏差),则基于位于机体后部的左右冲程传感器19、21的检测信息,判断是否在下限位置操作了左后缸C3与右后缸C5的任何一个。如果没有在下限位置操作两个缸C3、C5中的任何一个,则基于以上述偏差的绝对值越大、流量越大的方式预先设定的作为上述计算条件一例子的图像数据,演算并求出要作为各缸的目标流量。如图26所示,该图像数据,利用偏差越大、流量越大且偏差如果在设定偏差以上则为最大允许流量、即与可在一个液压缸中流动的最大流量相同的流量或接近该最大流量的流量的形式,设定左右倾斜用校正流量。
并且,用目标流量使左后缸C3及右后缸C5进行缩短动作,直到两个缸C3、C5的任何一个到达下限位置为止。如果在下限位置操作了左后缸C3及右后缸C5中的任何一个,则基于上述图像数据,演算并求出各缸的流量,使左前缸C2及右前缸C4的任何一个进行缩短动作,直到到达上限位置为止。
如果前后倾角传感器24的检测值与水平状态所对应的信号值的偏差离开纵摇控制用的死区到机体本体V的后倾斜侧(将该状态看作负偏差),则基于位于机体前部的左右冲程传感器18、20的检测信息,判断是否在下限位置操作了左前缸C2与右前缸C4的任何一个。如果没有在下限位置操作两个缸C2、C4中的任何一个,则基于上述图像数据,演算并求出各缸的流量,使左前缸C2及右前缸C4进行伸长动作,直到两个缸C2、C4的任何一个到达下限位置为止。如果在下限位置操作了左前缸C2及右前缸C4中的任何一个,则基于上述图像数据,演算并求出上述各缸的流量,使左后缸C3及右后缸C5进行伸长动作,直到左后缸C3及右后缸C5的任何一个到达上限位置为止。
于是,能最大程度地降低机体本体V的高度,同时,进行“纵摇控制”,使机体本体V的前后倾角与水平状态所对应的前后倾角的角度偏差收敛在死区内。
〔同步姿势校正控制〕
下文,说明“同步姿势校正控制”。
1.前后倾斜用演算处理
如图24所示,在该“同步姿势校正控制”中,首先,实施“前后倾斜用演算处理”。在该处理中,在使上述4个缸中的左前缸C2及右前缸C4的2个液压缸与左后缸C3及右后缸C5的2个液压缸中的任何一方的2个液压缸的驱动停止的状态下,在驱动另一方的2个液压缸的形式下,对于上述驱动的2个液压缸,求出前后倾斜校正用流量Qp。
附带地说明,从这时的机体本体V的姿势状况决定是否通过使机体本体V变成前仰姿势来改变前后倾斜,或者是否通过使机体本体V变成后仰姿势来改变前后倾斜,例如,如图20(a)所示,求出驱动操作左前缸C2及右前缸C4的2个液压缸与左后缸C3及右后缸C5的2个液压缸中的任何一方的2个液压缸时的、相对各液压缸的前后倾斜校正用流量Qp。这时的流量的求出方法与“纵摇控制”中的流量的求出方法相同。而且,由于不考虑这时的左右倾斜,所以,2个液压缸的前后倾斜校正用流量Qp相同。
2.左右倾斜用演算处理
接着,实施“左右倾斜用演算处理”。
在该处理中,在使上述4个液压缸C2、C3、C4、C5中的左前缸C2及左后缸C3的2个液压缸与右前缸C4及右后缸C5的2个液压缸中的任何一方的2个液压缸的驱动停止的状态下,在驱动另一方的2个液压缸的形式下,对于上述驱动的2个液压缸,求出左右倾斜校正用流量Qr。
附带地说明,从这时的机体本体V的姿势状况决定是否通过实施“左倾斜处理”来改变倾斜,或者是否通过实施“右倾斜处理”来改变倾斜,例如,如图20(b)所示,求出驱动操作左前缸C2及左后缸C3的2个液压缸与右前缸C4及右后缸C5的2个液压缸中的任何一方的2个液压缸时的、相对各液压缸的左右倾斜校正用流量Qr。这时的流量的求出方法与“横摇控制”中的流量的求出方法相同。而且,由于不考虑这时的前后倾斜,所以,2个液压缸的左右倾斜校正用流量Qr相同。
3.流量补正处理
接着,控制装置22实施“流量补正处理”(相当于该实施方式的目标流量演算处理),下面,对该处理进行说明,如图25所示,基于上述旋转速度传感器41检测的发动机E的旋转速度,从图23所示的相关关系(例如演算式)演算并求出利用上述液压泵42供给的可供给流量Qmax。接着,对于驱动对象的所有液压缸来说,求出将通过上述“前后倾斜用演算处理”所求得的相对2个液压缸的各个的前后倾斜校正用流量与通过上述“左右倾斜用演算处理”求得的相对2个液压缸的各个的左右倾斜校正用流量合计所得到的合计流量Qa(=Qp×2+Qr×2)。并且,一旦该合计流量Qa超过上述可供给流量Qmax时,对上述前后倾斜校正用流量Qp及上述左右倾斜校正用流量Qr进行减少补正。
因此,使用上述旋转速度传感器41与控制装置22的演算处理构成,构成用于检测由液压泵42排出的工作油可供给流量的流量检测装置200。
此外,也可以采用使上述前后倾斜校正用流量及上述左右倾斜校正用流量中的大的一方的减少补正量小于小的一方减少补正量的构成。具体地说,在“前后倾斜用演算处理”中,分别均等地减少对2个液压缸每一个求出的前后倾斜校正用流量Qp,同时,在“左右倾斜用演算处理”中,分别均等地减少对2个液压缸每一个求出的左右倾斜校正用流量Qr,但是,作为这时的减少比例为,使大流量一方的减少补正量变小。
换句话说,求出上述合计流量Qa与上述可供给流量Qmax的差值Qo,基于下式9,将对2个液压缸每一个求出前后倾斜校正用流量Qp作为新的前后倾斜校正用流量Qp设定减少补正的值,基于下式10,将对2个液压缸每一个求出左右倾斜校正用流量Qr作为新的左右倾斜校正用流量Qr设定减少补正的值。换句话说,变成前后倾斜与左右倾斜中的自己的偏差越大减少量越小的补正量。
〔式9〕Qp-Qr/(Qp+Qr)×(Qo/2)→Qp
〔式10〕Qr-Qp/(Qp+Qr)×(Qo/2)→Qr
此外,采用的构成有:在有这样的液压缸时,也就是说,其补正后的前后倾斜校正用流量Qp与左右倾斜校正用流量Qr通过加法运算所得到的流量、即各液压缸所必须的流量超过对每个液压缸所设定的最大允许流量时,对于该液压缸,将其前后倾斜校正用流量及左右倾斜校正用流量进行减少补正。
这时,也可以采用使上述前后倾斜校正用流量及上述左右倾斜校正用流量中的大的一方的减少补正量小于小的一方减少补正量的构成。具体地说,在有对于每个液压缸来说将其前后倾斜校正用流量Qp与左右倾斜校正用流量Qr经过合计求出的流量(Qp+Qr)超过对上述每个液压缸所设定的最大允许流量Qcym的液压缸时,首先,求出超过最大允许流量的过剩流量Qcy0(=Qcym-(Qp+Qr)),基于下式11将前后倾斜校正用流量Qp作为新的前后倾斜校正用流量Qp设定减少补正的值,基于下式12,将对2个液压缸每一个求出的左右倾斜校正用流量Qr作为新的左右倾斜校正用流量Qr设定减少补正的值。换句话说,变成前后倾斜与左右倾斜中的偏差越大减少量越少的减少补正量。并且,将这样的补正的最终的前后倾斜校正用流量Qp与左右倾斜校正用流量Qr经过加法运算,作为液压缸的合计目标流量Qx。
〔式11〕Qp-Qr/(Qp+Qr)×Qcy0→Qp
〔式12〕Qr-Qp/(Qp+Qr)×Qcy0→Qr
4.驱动操作处理
接着,控制装置22实施“驱动操作处理”。下面说明该处理,为了使机体本体V相对水平基准面的前后倾角变成目标前后倾角,并且,为了使机体本体V相对水平基准面的左右倾角变成目标左右倾角,利用对每个液压缸求出的合计目标流量驱动各液压缸。这时,如图20(c)所示,求出4个液压缸C2~C5中的1个液压缸停止的状态下同时驱动其余3个液压缸的形式下的、各液压缸的合计目标流量。
此外,控制装置22在上述“驱动操作处理”中,基于各冲程传感器18、19、20、21的检测信息,判断左侧行走装置1L接地部的前部侧部位、左侧行走装置1L接地部的后部侧部位、右侧行走装置1R接地部的前部侧部位以及右侧行走装置1R接地部的后部侧部位的4个部位是否位于假想平面上。如果没有位于假想平面上,反复实施下述的扭转状态校正处理:在4个部位中的相对假想平面的间隔位置错位到变大的一侧的部位,以使上述间隔变大的方式操作该部位所对应的液压缸时,将该液压缸的合计目标流量向减速侧即、减量侧补正;以使上述间隔变小的方式操作与该部位对应的液压缸时,将该液压缸的上述合计目标流量向增速侧、即增量侧补正。并且,在上述4个部位中的相对假想平面的间隔位置错位到变小的一侧的部位,以使上述间隔变大的方式操作与该部位对应的液压缸时,将该液压缸的上述合计目标驱动速度向增速侧、即增量侧补正;以使上述间隔变小的方式操作与该部位对应的液压缸时,将该液压缸的上述合计目标流量向减速侧、即减量侧补正。
具体地说,上述控制装置22的构成是作为扭转状态校正处理,实施下述的处理。另外,在该处理的说明中,首先说明4个液压缸C2~C5各个的目标流量,关于上述的使动作停止的1个液压缸,作为最终的目标流量,设定为零。
基于各冲程传感器18、19、20、21的检测信息,利用下述式13演算并求出左侧行走装置1L接地部的前部侧部位、左侧行走装置1L接地部的后部侧部位、右侧行走装置1R接地部的前部侧部位以及右侧行走装置1R接地部的后部侧部位的4个部位相对假想平面在扭转状态下位置错位时的扭转量Nj,如果该扭转量Nj不为零,则判断为上述4个部位为没有位于上述假想平面上的状态,
〔式13〕Nj=(LF-LR)-(RF-RR)
(其中,LF表示机体本体V左侧前部相对左侧行走装置接地部的高度,LR表示机体本体V左侧后部相对左侧行走装置接地部的高度,RF表示机体本体V右侧前部相对右侧行走装置接地部的高度,RR表示机体本体V右侧后部相对右侧行走装置接地部的高度)。
如果该扭转量Nj为正值,则判断为分别与机体本体V左侧前部及右侧后部对应的上述间隔向变大的一侧位置错位,且分别与机体本体V左侧后部及右侧前部对应的上述间隔向变小的一侧位置错位。如果该扭转量Nj为负值,则判断为分别与机体本体V左侧后部及右侧前部对应的上述间隔向变大的一侧位置错位,且分别与机体本体V左侧前部及右侧后部对应的上述间隔向变小的一侧位置错位。此外,构成是,对应于上述液压缸的操作方向,判断将上述合计目标流量补正到增速侧还是减速侧,而且,以上述扭转量越大该合计目标流量越大的方式设定对于该合计目标流量的补正量。
下文,参照图20及图21,说明上述“扭转状态抑制处理”的具体处理构成。
首先,用上述合计目标流量驱动操作作为驱动对象的3个液压缸,的每一个。然后,由进行该姿势校正时的4个冲程缸18、19、20、21中对应的检测值,通过对上述扭转量Nj进行演算求出,判定上述扭转量为零、正值还是负值。
图21模式地示出了上述式13的LF、LR、RF、RR的关系。在该图中,为了便于理解,示出了机体本体V侧的各个部位位于下侧、行走装置侧的各部位位于上侧的状态。在图21的(a)中,分别与机体本体的左侧前部及右侧后部对应的上述间隔向变大的一侧位置错位,而且,分别与机体本体的左侧后部及右侧前部对应的上述间隔向变小的一侧位置错位。因此,LF>LR、RF<RR的关系成立,上述扭转量Nj为正值。在图21(b)中,分别与机体本体的左侧后部及右侧前部对应的上述间隔向变大的一侧位置错位,而且,分别与机体本体的左侧前部及右侧后部对应的上述间隔向变小的一侧位置错位。因此,LF>LR、RF>RR的关系成立,上述扭转量Nj为负值。于是,可通过扭转量Nj的正负判断出扭转状态。
在变成21(a)所示的状态、上述扭转量Nj为正值时,用该扭转量Nj乘以给定系数Kj算出流量补正值Qh,如果这时的机体本体V的姿势变更方向相对地面是上升的方向,则从左前缸C3的合计目标流量QLF中减去流量补正值Qh,将此设定为向减速侧补正的新的合计目标流量VSLF;从右后缸C5的合计目标流量QRR中减去流量补正值Qh,将此设定为向减速侧补正的新的合计目标流量QRR;用左后缸C3的合计目标流量QLR加上流量补正值Qh,将此设定为向增速侧补正的新的合计目标流量QLF;用右前缸C4的合计目标流量QRF加上流量补正值Qh,将此设定为向增速侧补正的新的合计目标流量QRF。
如果这时的机体本体V的姿势变更方向相对地面是下降的方向,则用左前缸C3的合计目标流量QLF加上流量补正值Qh,将此设定为向增速侧补正的新的合计目标流量QLF;用右后缸C5的合计目标流量QRR加上流量补正值Qh,将此设定为向减速侧补正的新的合计目标流量QRR;从左后缸C3的合计目标流量QLR中减去流量补正值Qh,将此设定为向减速侧补正的新的合计目标流量QLR;从右前缸C4的合计目标流量QRF中减去流量补正值Qh,将此设定为向减速侧补正的新的合计目标流量QRF。
在变成21(b)所示的状态、上述扭转量Nj为负值时,用该扭转量Nj乘以给定系数Kj算出流量补正值Qh,如果这时的机体本体V的姿势变更方向相对地面是上升的方向,则用左前缸C3的合计目标流量QLF加上流量补正值Qh,将此设定为向增速侧补正的新的合计目标流量QLF;用右后缸C5的合计目标流量QRR加上流量补正值Qh,将此设定为向增速侧补正的新的合计目标流量QRR;从左后缸C3的合计目标流量QLR中减去流量补正值Qh,将此设定为向减速侧补正的新的合计目标流量QLR;从右前缸C4的合计目标流量QRF中减去流量补正值Qh,将此设定为向减速侧补正的新的合计目标流量QRF。
如果这时的机体本体V的姿势变更方向相对地面是下降的方向,则从左前缸C2的合计目标流量QLF中减去流量补正值Qh,将此设定为向减速侧补正的新的合计目标流量QLF;从右后缸C5的合计目标流量QRR中减去流量补正值Qh,将此设定为向减速侧补正的新的合计目标流量QRR;用左后缸C3的合计目标流量QLR加上流量补正值Qh,将此设定为向增速侧补正的新的合计目标流量QLR;用右前缸C4的合计目标流量QRF加上流量补正值Qh,将此设定为向增速侧补正的新的合计目标流量QRF。
一边对于判断该扭转状态的同时将各液压缸的合计目标流量补正到适当的值这样的过程反复地进行,一边进行各液压缸的驱动操作,使机体本体V变成目标姿势,即、机体本体V相对水平基准面的前后倾角变成目标前后倾角,而且,当机体本体V相对水平基准面的左右倾角变成目标左右倾角时,停止各液压缸的驱动操作,结束姿势校正动作。通过在每一设定周期反复实施这样的处理,可一边维持左侧行走装置1L接地部的前部侧部位、左侧行走装置1L接地部的后部侧部位、右侧行走装置1R接地部的前部侧部位以及右侧行走装置1R接地部的后部侧部位的4个部位位于假想平面上的状态,一边实施机体本体V的姿势校正动作。
〔第3实施方式〕
下面,参照图28及图29,说明本发明的第3实施方式。
在该第3实施方式中,上述控制装置22的上述“流量补正处理”的处理构成以及用于实施该处理的操作工具的构成不同,但是,该构成以外的构成与第2实施方式的情况相同。因此,在这里只说明与第2实施方式不同的构成,至于其相同的构成,省略其说明。
在该第3实施方式中,作为上述“流量补正处理”,上述控制装置22与第2实施方式构成的不同点在于,对应于上述前后校正用目标流量及左右校正用目标流量中的通过人为操作式的设定装置所设定的优先度,使该优先度大的一方的减少补正量小于小的一方的减少补正量。此外,在该实施方式中,与第2实施方式构成的不同点还在于,作为用各液压缸中的最大允许流量以下的形式求出作为上述驱动选择的多个液压缸各自的目标流量的构成,根据上述前后校正用目标流量及上述左右校正用目标流量中的通过人为操作式的设定装置所设定的优先度,使该优先度大的一方的减少补正量小于小的一方的减少补正量。
附带地说明,在该实施方式中,采用的构成是,搭乘运转部2的操作面板上设有例如图28所示的调整用电位器(人为操作式的设定装置的一例)44,该调整用电位器44设定在横摇优先位置时,调整用电位器44的电阻值Tr为零,该调整用电位器44设定在纵摇优先位置时,将调整用电位器44的电阻值Tr调整到可调整范围的最大值Tmax。
另外,控制装置22还采用的构成是,作为将“前后倾斜用演算处理”中的对2个液压缸的每一个求出的前后倾斜用校正流量及“左右倾斜用演算处理”中的对2个液压缸的每一个求出的左右倾斜用校正流量分别均等地减少时的减少比例,是对应于调整用电位器44所设定的优先度,以使上述前后校正用目标流量及上述左右校正用目标流量中的优先度越大、流量越小的方式设定减少补正量。
换句话说,如图29所示,基于下式14,将对2个液压缸每一个求出前后倾斜校正用流量Qp作为新的前后倾斜校正用流量Qp设定减少补正的值,基于下式15,将对2个液压缸每一个求出左右倾斜校正用流量Qr作为新的左右倾斜校正用流量Qr设定减少补正的值。换句话说,变成对应于调整用电位器44所设定的优先度的补正量。
〔式14〕Qp-(Tr/Tmax)×(Qo/2)→Qp
〔式15〕Qr-〔(Tmax-Tr)/Tmax〕×(Qo/2)→Qr
此外,采用的构成有:在有这样的液压缸时,也就是说,其补正后的前后倾斜校正用流量Qp与左右倾斜校正用流量Qr通过加法运算所得到的值(该值对应于各液压缸所必须的流量)超过对每个液压缸所设定的最大允许流量时,对于该液压缸,将其前后倾斜校正用流量及左右倾斜校正用流量进行减少补正,但是,这时对应于上述前后倾斜校正用流量及左右倾斜校正用流量中的调整用电位器44所设定的优先度,以使上述前后校正用目标流量及上述左右校正用目标流量中的优先度越大、流量越小的方式设定减少补正量。
具体地说,也可以采用的构成是,使用超过最大允许流量的过剩流量Qcy0和调整用电位器44的调整值Tr,基于下式16,将前后倾斜校正用流量Qp作为新的前后倾斜校正用流量Qp设定减少补正的值,基于下式17,将对2个液压缸每一个求出的左右倾斜校正用流量Qr作为新的左右倾斜校正用流量Qr设定减少补正的值。换句话说,以使上述前后倾斜校正用流量及上述左右倾斜校正用流量中的优先度越大减少量越少的方式设定减少补正量。
〔式16〕Qp-(Tr/Tmax)×Qcy0→Qp
〔式17〕Qr-〔(Tmax-Tr)/Tmax〕×Qcy0→Qr
此外,将上述求出的前后倾斜校正用流量Qp与左右倾斜校正用流量Qr进行加法运算,求出液压缸每一个的合计目标流量,用对每一个液压缸求出的合计目标流量,驱动各液压缸。
〔第2实施方式及第3实施方式的变形例〕
此外,在上述实施方式中,作为上述“姿势变更控制”的构成是,分别实施对多个液压缸的每一个求出前后倾斜校正用流量的“前后倾斜用演算处理”;对多个液压缸的每一个求出左右倾斜校正用流量的“左右倾斜用演算处理”;以使上述前后倾斜校正用流量与上述左右倾斜校正用流量合计所得到的合计流量不超过上述可供给流量的方式,对上述前后倾斜校正用流量与上述左右倾斜校正用流量进行减少补正,求出目标流量的“流量补正处理”;但是,取而代之,也可以采用下述构成。
例如,也可以基于上述流量检测装置所检测的可供给流量的检测信息,将“前后倾斜用演算处理”中的前后倾斜校正用流量及“左右倾斜用演算处理”中的左右倾斜校正用流量进行补正的后的、将这些进行合计的值作为目标流量求出。
此外,该可以采用下述构成等,即基于前后倾斜方向上的上述偏差及左右倾斜方向上的上述偏差,将上述流量检测装置所检测的可供给流量分配为前后倾斜校正用流量及左右倾斜校正用流量,从该值求出对各液压缸的目标流量,也可以采用以各种形式求出目标流量的构成。
〔其他实施方式〕
以上说明了各实施方式,但是,本发明并不限于此。例如,也可以采用下述其他形式。
(1)在上述实施方式中,在分别预先设定目标前后倾角及目标左右倾角、以使机体本体V相对水平基准面的前后倾角变成目标前后倾角、且使机体本体V相对水平基准面的左右倾角变成目标左右倾角的方式自动控制上述各驱动装置的构成中,还可以采用实施上述“同步姿势校正控制”的构成。取而代之,作为以使上述目标前后倾角及上述目标左右倾角从中立位置的操作量越大、倾角越大的方式,用手动操作时的指令装置下达指令的构成,可以采用的构成是,基于该指令信息,在驱动上述各驱动装置的手动控制中,实施上述的“同步姿势校正控制”。
(2)在上述实施方式中,作为上述“同步姿势校正控制”,虽然在实施上述“前后倾斜用演算处理”之后,实施上述“左右倾斜用演算处理”,但是,也可以采用的构成是,在实施上述“左右倾斜用演算处理”之后,实施上述“前后倾斜用演算处理”。
(3)在上述实施方式中,例示了这样的构成,即在同时校正前后倾斜与左右倾斜的“同步姿势校正控制”中,在停止驱动4个液压缸中的一个液压缸的状态下,一边同时驱动操作3个液压缸,一边进行姿势校正,但是,并不限于此,也可以一边同时驱动操作4个液压缸的全部,一边进行姿势校正。
(4)在上述实施方式中,例示了这样的构成,即上述姿势变更操作装置备有可自由调节地改变机体本体的左侧前部部位、机体本体的左侧后部部位、机体本体的右侧前部部位、机体本体的右侧后部部位的各个部位分别与行走装置接地部的间隔的4个液压缸,上述各液压缸的每一个兼用作前后倾角校正用液压缸与左右倾角校正用液压缸,但是,并不限于此,也可以采用下述构成。
换句话说,上述姿势变更操作装置,在使多个液压缸同步动作,同时校正机体本体相对水平基准面的前后倾角及机体本体相对水平基准面的左右倾角的构成中,也可以采用备有只实施前后倾角校正的前后倾斜专用的液压缸和只实施左右倾角校正的前后倾斜专用的液压缸的构成,还可以采用只设置一个前后倾斜专用的液压缸的结构,或者,设置多个的结构。此外,也可以采用只设置一个或多个左右倾斜专用的液压缸的结构。
(5)在上述实施方式中,例示了这样的构成,用上述旋转速度传感器和控制装置的演算处理构成,构成用于检测从液压泵排出的工作油的可供给量的流量检测装置,但是,作为流量检测装置,也可以采用使用用于计测从液压泵排出的工作油流量的流量传感器。
(6)在上述实施方式中,虽然采用由左右一对履带行走装置1L、1R构成左右两侧的行走装置的结构,但是,并不限于此,例如可以采用左右一对车轮式的行走装置。
(7)在上述实施方式中,虽然采用了用液压缸构成上述各驱动装置的结构,但是,除了液压缸以外,也可以用电动马达和丝杠输送机构等构成的其他驱动装置构成上述各驱动装置。
(8)在上述实施方式中,虽然用重力式倾角传感器构成前后倾角检测装置及左右倾角检测装置的各装置,但并不限于此,例如也可以使用通过对用于检测激光陀螺仪等的角速度的传感器检测信号进行积分、检测倾角的装置。
(9)在上述实施方式中,例示了作为作业车辆的联合收割机,但是,并不限于此,也可以是苗移植机等其他农作业车辆。另外,还可以是拖拉机等的、用于农作业以外的作业的或专用的农作业以外的其他作业车辆。
最后,权利要求范围的各权利要求中,为了易于与附图对照,添加了符号,但是,其意图并不在于把本发明限定于由这些符号记载的附图的结构。
Claims (11)
1.一种作业车辆的姿势控制装置,包括:可自由操作地改变机体本体相对行走装置的前后倾角及左右倾角的姿势变更操作装置;用于控制该姿势变更操作装置的动作的控制装置;用于检测机体本体相对水平基准面的前后倾角的前后倾角检测装置;以及用于检测机体本体相对水平基准面的左右倾角的左右倾角检测装置,
所述姿势变更操作装置由多个驱动装置构成,所述控制装置通过这些驱动装置,基于所述前后倾角检测装置及左右倾角检测装置的检测信息,实施使所述前后倾角及左右倾角变成目标前后倾角及目标左右倾角的姿势变更控制,其特征是,
所述控制装置(22)的构成为,作为所述姿势变更控制,实施以下的处理:
基于所述前后倾角检测装置(23)的检测信息,求出前后倾斜校正用的目标驱动速度的前后倾斜用演算处理,该目标驱动速度对于每个驱动装置按照所述前后倾角与目标前后倾角的偏差越大、速度越高的方式求出;
基于所述左右倾角检测装置(24)的检测信息,求出左右倾斜校正用的目标驱动速度的左右倾斜用演算处理,该目标驱动速度对于每个驱动装置按照所述左右倾角与目标左右倾角的偏差越大、速度越高的方式求出;
对于每个驱动装置,求出将所述前后倾斜用演算处理所求得的前后倾斜校正用的目标驱动速度与所述左右倾斜用演算处理所求得的左右倾斜校正用的目标驱动速度合计在一起的合计目标驱动速度的目标驱动速度演算处理;以及
用所述合计目标驱动速度驱动各驱动装置的驱动操作处理。
2.根据权利要求1记载的作业车辆的姿势控制装置,其特征是,
所述姿势变更操作装置由4个驱动装置构成,这4个驱动装置包括:可自由调节地改变机体本体的左侧前部部位与左侧行走装置接地部的前部侧部位的间隔的左前侧驱动装置(C2);可自由调节地改变机体本体的左侧后部部位与左侧行走装置接地部的后部侧部位的间隔的左后侧驱动装置(C3);可自由调节地改变机体本体的右侧前部部位与右侧行走装置接地部的前部侧部位的间隔的右前侧驱动装置(C4);以及可自由调节地改变机体本体的右侧后部部位与右侧行走装置接地部的后部侧部位的间隔的右后侧驱动装置(C5),
为了将各行走装置接地部的前部侧部位与后部侧部位维持在假想平面上,所述控制装置通过这4个驱动装置同时校正所述前后倾角与左右倾角。
3.根据权利要求2记载的作业车辆的姿势控制装置,其特征是,
在所述前后倾斜用演算处理中,所述控制装置在停止驱动所述左前侧与右前侧驱动装置(C2)、(C4)或所述左后侧与右后侧驱动装置(C3)、(C5)中的任何一方的2个驱动装置、驱动另一方的2个驱动装置的形式中,对于所述驱动的2个驱动装置求出所述前后倾斜校正用的目标驱动速度,
在所述左右倾斜用演算处理中,所述控制装置在停止驱动所述左前侧与左后侧驱动装置(C2)、(C3)或所述右前侧与右后侧驱动装置(C4)、(C5)中的任何一方的2个驱动装置、驱动另一方的2个驱动装置的形式中,对于所述驱动的2个驱动装置求出所述左右倾斜校正用的目标驱动速度。
4.根据权利要求2记载的作业车辆的姿势控制装置,其特征是,
对应于所述4个驱动装置的每一个,设置有4个间隔检测装置(18)、(19)、(20)、(21),分别检测机体本体左侧前部部位与左侧行走装置接地部的前部侧部位的间隔、机体本体左侧后部部位与左侧行走装置接地部的后部侧部位的间隔、机体本体右侧前部部位与右侧行走装置接地部的前部侧部位的间隔、以及机体本体右侧后部部位与右侧行走装置接地部的后部侧部位的间隔,
所述控制装置在所述驱动操作处理中,基于所述各个间隔检测装置的检测信息,判断所述左侧行走装置接地部的前部侧部位、所述左侧行走装置接地部的后部侧部位、所述右侧行走装置接地部的前部侧部位以及右侧行走装置接地部的后部侧部位的4个部位是否位于所述假想平面上,
在判断为没有位于所述假想平面上的情况下,在所述4个部位的每一个中,根据该部位上的相对所述假想平面的间隔位置错位的方向和与该部位对应的驱动装置的操作方向,实施对该驱动装置的所述合计目标驱动速度进行补正的驱动速度补正处理。
5.根据权利要求4记载的作业车辆的姿势控制装置,其特征是,
在所述驱动速度补正处理中,所述控制装置反复实施以下的处理:
(I)在所述4个部位中的相对所述假想平面的所述间隔位置错位到变大的一侧的部位,
(i)在以使所述间隔变大的方式操作与该部位对应的驱动装置时,将该驱动装置的所述合计目标驱动速度向减速侧补正;
(ii)在以使所述间隔变小的方式操作与该部位对应的驱动装置时,将该驱动装置的所述合计目标驱动速度向增速侧补正;而且,
(II)在所述4个部位中的相对所述假想平面的所述间隔位置错位到变小的一侧的部位,
(i)在以使所述间隔变大的方式操作与该部位对应的驱动装置时,将该驱动装置的所述合计目标驱动速度向增速侧补正;
(ii)在以使所述间隔变小的方式操作与该部位对应的驱动装置时,将该驱动装置的所述合计目标驱动速度向减速侧补正。
6.根据权利要求4或5记载的作业车辆的姿势控制装置,其特征是,
在所述驱动装置速度补正处理中,所述控制装置实施以下扭转状态抑制处理:
基于各间隔检测装置的检测信息,利用下述式演算并求出所述4个部位相对所述假想平面在扭转状态下位置错位时的扭转量Nj,如果该扭转量Nj不为零,则判断为所述4个部位为没有位于所述假想平面上的状态,
Nj=(LF-LR)-(RF-RR)
(其中,LF表示机体本体左侧前部部位与左侧行走装置接地部的前部侧部位的间隔,LR表示机体本体左侧后部部位与左侧行走装置接地部的后部侧部位的间隔,RF表示机体本体右侧前部部位与右侧行走装置接地部的前部侧部位的间隔,RR表示机体本体右侧后部部位与右侧行走装置接地部的后部侧部位的间隔);
如果该扭转量Nj为正值,则判断为分别与机体本体左侧前部及右侧后部对应的所述间隔向变大的一侧位置错位,分别与机体本体左侧后部及右侧前部对应的所述间隔向变小的一侧位置错位,
如果该扭转量Nj为负值,则判断为分别与机体本体左侧后部及右侧前部对应的所述间隔向变大的一侧位置错位,分别与机体本体左侧前部及右侧后部对应的所述间隔向变小的一侧位置错位;
这时,根据所述驱动装置的操作方向,判断将所述合计目标驱动速度补正到增速侧还是减速侧,而且,以所述扭转量越大该合计目标驱动速度越大的方式设定对于该合计目标驱动速度的补正量。
7.如权利要求1所述的作业车辆的姿势控制装置,其特征在于,
在上述前后倾斜用演算处理中,为了出现上述前后倾斜修正用的目标驱动速度,上述控制装置求出相对于前后倾斜校正用的驱动装置的工作油的前后倾斜修正用流量(Qp),
在上述左右倾斜用演算处理中,为了出现上述左右倾斜修正用的目标驱动速度,上述控制装置求出相对于左右倾斜校正用的驱动装置的工作油的左右倾斜修正用流量(Qr),
在上述目标驱动速度演算处理中,上述控制装置根据上述前后倾斜校正用流量(Qp)及上述左右倾斜校正用流量(Qr)执行目标流量演算处理,求出向各驱动装置供给的工作油的目标流量,此时,该目标流量以使供给所述各驱动装置的工作油的总需要流量不超过可供给流量(Qmax)的方式求出,
在上述驱动操作处理中,上述控制装置根据上述目标流量演算处理中所求出的目标流量对各驱动装置进行驱动操作。
8.根据权利要求7记载的作业车辆的姿势控制装置,其特征是,
在所述前后倾斜用演算处理中,所述控制装置(22)基于所述前后倾角与目标前后倾角的偏差,以该偏差越大、流量越大且如果所述偏差为设定偏差以上则变成与对各驱动装置设定的最大允许流量(Qcym)相同流量的方式,求出所述每个前后倾斜校正用驱动装置的前后倾斜校正用流量(Qp);
在所述左右倾斜用演算处理中,所述控制装置基于所述左右倾角与目标左右倾角的偏差,以该偏差越大、流量越大且如果所述偏差为设定偏差以上则变成与最大允许流量(Qcym)相同流量的方式,求出所述每个左右倾斜校正用的驱动装置的左右倾斜校正用流量(Qr);而且,
作为所述目标流量演算处理,所述控制装置基于所述前后倾斜用演算处理求出的前后倾斜校正用流量(Qp)及所述左右倾斜用演算处理求出的左右倾斜校正用流量(Qr),实施流量补正处理,
在该流量补正处理中,所述控制装置求出将各前后倾斜校正用流量与各左右倾斜校正用流量合计所得到的合计流量(Qa),对所述前后倾斜校正用流量(Qp)及所述左右倾斜校正用流量(Qr)进行减少补正,使该合计流量(Qa)小于所述可供给流量(Qmax),且使各驱动装置的前后倾斜校正用流量(Qp)与左右倾斜校正用流量(Qr)进行加法运算后的值不超过该驱动装置的最大允许流量(Qcym),由此,求出所述目标流量。
9.根据权利要求8记载的作业车辆的姿势控制装置,其特征是,
在所述流量补正处理中,所述控制装置使所述前后倾斜用校正流量(Qp)及左右倾斜用校正流量(Qr)中的大的一方的减少补正量小于小的一方的减少补正量。
10.根据权利要求8记载的作业车辆的姿势控制装置,其特征是,
在所述流量补正处理中,所述控制装置对应于所述前后倾斜校正用流量(Qp)及左右倾斜校正用流量(Qr)中的通过人为操作式的设定装置(44)所设定的优先度,使该优先度大的一方的减少补正量小于小的一方的减少补正量。
11.根据权利要求7~10任一记载的作业车辆的姿势控制装置,其特征是,
所述多个驱动装置由下述4个液压缸构成,这4个液压缸包括:可自由调节地改变机体本体左侧前部部位与左侧行走装置接地部的前部侧部位的间隔的左前侧的液压缸(C2);可自由调节地改变机体本体左侧后部部位与左侧行走装置接地部的后部侧部位的间隔的左后侧的液压缸(C3);可自由调节地改变机体本体的右侧前部部位与右侧行走装置接地部的前部侧部位的间隔的右前侧的液压缸(C4);以及可自由调节地改变机体本体的右侧后部部位与右侧行走装置接地部的后部侧部位的间隔的右后侧的液压缸(C5)。
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