CN104619920A - 作业车辆 - Google Patents

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Abstract

停止控制部(54)控制为:在利用铲斗重量指定部(59)将铲斗(8)的重量指定为大重量的第一指定状态和将铲斗(8)的重量指定为小重量的第二指定状态这两方的状态下,铲斗(8)的朝向目标设计地形的方向的移动速度相同时,在上述第一指定状态下,从比上述第二指定状态远离目标设计地形的位置起使铲斗(8)的朝向目标设计地形的方向的移动速度减速。

Description

作业车辆
技术领域
本发明涉及作业车辆。
背景技术
液压挖掘机这样的作业车辆具备包括动臂、斗杆和铲斗的工作装置。在作业车辆的控制中,已知有基于挖掘对象的目标形状即目标设计地形(设计地形)来使铲斗移动的自动控制。
在专利文献1中提出有对如下的仿形作业进行自动控制的方式,所述仿形作业是指通过使铲斗的铲尖沿着基准面移动,由此将与铲斗抵接的沙土耙平,制作与平坦的基准面对应的平行的面。
而且,在上述自动控制中,除了上述仿形控制以外,还存在使工作装置的动作自动停止的控制(停止控制)。该停止控制是为了避免铲斗的铲尖侵入目标设计地形而使工作装置的动作在目标设计地形跟前自动停止的控制。这样的停止控制例如在专利文献2中公开。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平9-328774号公报
专利文献2:日本特许第5548306号
发明内容
发明要解决的课题
在更换铲斗的情况下,若重量不同的铲斗与斗杆连接,则向用于驱动工作装置的液压缸作用的负载可能会变化。若作用于液压缸的负载变化,则在上述停止控制时液压缸可能无法执行设定好的动作。其结果是,挖掘精度可能会降低。
在更换成例如重量大的铲斗的情况下,由于铲斗的惯性增大,因此工作装置的动作不易停止。因此,基于停止控制的停止的精度变差。
本发明为了解决上述的课题而提出,其目的在于提供挖掘精度高的作业车辆。
其他的课题和新的特征通过本说明书的记载及附图来得以明确。
用于解决课题的方案
本发明的作业车辆具备工作装置、重量指定部、距离获取部和停止控制部。工作装置包括动臂、斗杆和铲斗。重量指定部用于指定安装于斗杆的铲斗的重量。距离获取部获取铲斗的铲尖与目标设计地形之间的距离。停止控制部在铲斗的铲尖接近目标设计地形时,执行在铲斗的铲尖到达目标设计地形的跟前使工作装置的动作停止的停止控制。停止控制部控制为:在利用重量指定部将铲斗的重量指定为第一重量的第一指定状态和将铲斗的重量指定为比第一重量小的第二重量的第二指定状态这两方的状态下,铲斗的朝向目标设计地形的方向的移动速度相同时,在第一指定状态下,从比第二指定状态远离目标设计地形的位置起使铲斗的朝向目标设计地形的方向的移动速度减速。
根据本发明的作业车辆,即使在从重量小的铲斗更换为重量大的铲斗的情况下,也会指定该铲斗的重量大。并且,在铲斗的重量大的第一指定状态下,能够从比铲斗的重量小的第二指定状态远离目标设计地形的位置起使铲斗的移动速度减速。因此,即使在更换为重量大的铲斗的情况下,也能抑制铲斗的铲尖侵入目标设计地形。由此,能够在停止控制中执行所设定的动作,能够提高挖掘精度。
在上述的作业车辆中,所述停止控制部具有储存部、选择部和限制速度获取部。储存部根据铲斗的重量而存储多个规定铲斗的铲尖与目标设计地形之间的距离和铲斗的铲尖的限制速度的关系的关系数据。选择部基于由重量指定部指定的铲斗的重量,从储存于储存部的多个关系数据中选择一个关系数据。限制速度获取部使用由选择部所选择的一个关系数据,基于由距离获取部获得的距离来获取铲斗的铲尖的限制速度。停止控制部基于铲斗的铲尖的限制速度来执行停止控制。
通过这样使多个关系数据储存于储存部,由此容易在使用重量大的铲斗的情况下和使用重量小的铲斗的情况下改变铲斗的控制。
在上述的作业车辆中,多个关系数据包括第一关系数据和第二关系数据。选择第一关系数据时的铲斗的重量比选择第二关系数据时的铲斗的重量大。第一关系数据中的铲斗的铲尖的限制速度开始减速的上述距离比第二关系数据中的铲斗的铲尖的限制速度开始减速的上述距离大。
通过这样规定第一关系数据和第二关系数据,由此在铲斗的重量大的第一指定状态下,能够从比铲斗的重量小的第二指定状态远离目标设计地形的位置起使铲斗的移动速度减速。
在上述的作业车辆中,第一关系数据具有第一减速区间和第二减速区间。第一减速区间设定在比第二减速区间接近目标设计地形的位置,并且第二减速区间中的、相对于铲斗的铲尖与目标设计地形之间的距离的变化而减速的程度比第一减速区间中的、相对于铲斗的铲尖与目标设计地形之间的距离的变化而减速的程度大。
由此,在使重量大的铲斗朝向目标设计地形移动时,在远离目标设计地形的位置处,增大相对于铲斗的铲尖与目标设计地形之间的距离的变化而减速的程度,从而能够迅速地减小铲斗的速度。另外,在接近目标设计地形的位置处,减小相对于铲斗的铲尖与目标设计地形之间的距离的变化而减速的程度,从而能够使铲斗的铲尖与目标设计地形准确地匹配。
在上述的作业车辆中,第二关系数据具有第三减速区间和第四减速区间。第三减速区间设定在比第四减速区间接近目标设计地形的位置,并且第四减速区间中的、相对于铲斗的铲尖与目标设计地形之间的距离的变化而减速的程度比第三减速区间中的、相对于铲斗的铲尖与目标设计地形之间的距离的变化而减速的程度大。第四减速区间设定在比第二减速区间接近目标设计地形的位置。
由此,在使重量小的铲斗朝向目标设计地形移动时,在远离目标设计地形的位置处,增大相对于铲斗的铲尖与目标设计地形之间的距离的变化而减速的程度,从而能够迅速地减小铲斗的速度。另外,在接近目标设计地形的位置处,减小相对于铲斗的铲尖与目标设计地形之间的距离的变化而减速的程度,从而能够使铲斗的铲尖与目标设计地形准确地匹配。
在上述的作业车辆中,还具备驱动工作装置的液压缸。重量指定部基于铲斗悬空的状态下的在液压缸的内部产生的压力,来指定安装于斗杆的铲斗的重量。
由此,能够根据在液压缸的内部产生的压力,来自动地指定铲斗的重量。因此,无需操作员手动输入铲斗的重量,能够节省劳力。
在上述的作业车辆中,还具备操作员能够进行操作来输入铲斗的重量的监视器。重量指定部基于由操作员输入到监视器中的铲斗的重量,来指定安装于斗杆的铲斗的重量。
由此,能够通过操作员的手动的输入作业来指定铲斗的重量。
在上述的作业车辆中,还具备推定速度确定部和方向控制阀。推定速度确定部基于操作构件的操作量来推定动臂的速度。方向控制阀具有能够移动的滑柱,通过滑柱的移动来控制工作油相对于驱动工作装置的液压缸的供给。储存部存储与铲斗的重量相应的、表示液压缸的缸速度与使液压缸动作的操作指令值之间的关系的多个相关数据。推定速度确定部基于由重量指定部指定的铲斗的重量,从储存于储存部的多个相关数据中选择一个相关数据,并且使用所选择的一个相关数据来获取动臂的推定速度。停止控制部基于动臂的推定速度和动臂的限制速度来执行停止控制。
由此,更容易在停止控制中使铲斗的铲尖与目标设计地形匹配,能够进一步提高挖掘精度。
发明效果
如以上所说明的那样,根据本发明,能够实现挖掘精度高的作业车辆。
附图说明
图1是表示实施方式中的作业车辆100的结构的立体图。
图2是示意性地表示实施方式中的作业车辆100的结构的图,(A)是侧视图,(B)是后视图。
图3是说明实施方式中的控制系统200的结构的功能框图。
图4是说明实施方式中的液压系统的结构的图。
图5是示意性地表示实施方式中的进行停止控制时的工作装置2的动作的一例的图。
图6是实施方式中的执行停止控制的控制系统200的功能框图。
图7(A)、(B)是表示实施方式中的操作员输入铲斗重量时的显示部322的显示画面的图。
图8是图6所示的控制系统200的停止控制部54内的功能框图。
图9是说明实施方式中的用于说明推定速度确定部52的运算处理的功能框的图。
图10(A)、(B)、(C)是说明实施方式中的垂直速度分量Vcy_bm、Vcy_bkt的算出方式的图。
图11是说明实施方式中的铲斗8的铲尖8a与目标挖掘地形U的表面之间的成为最短的距离d的图。
图12是说明实施方式中的作业车辆100的停止控制的流程图。
图13(A)是说明实施方式中的停止控制下的工作装置2整体的铲尖限制速度图表的一例的图,图13(B)是将图13(A)的区域R放大示出的图。
图14是用于说明实施方式中的使用了铲尖限制速度图表的停止控制方法的流程图。
图15是表示变形例中的示出滑柱行程与缸速度的关系的第一相关数据的一例的图。
图16是用于说明变形例中的使用了第一~第三相关数据的停止控制方法的流程图。
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明涉及的实施方式进行说明。需要说明的是,本发明不限定于此。以下所说明的各实施方式的要件可以适当组合。另外,也存在不使用一部分的结构要素的情况。
<作业车辆的整体结构>
图1是实施方式的作业车辆100的外观图。
如图1所示,作为作业车辆100,在本例中,主要例举液压挖掘机来进行说明。
作业车辆100具有车辆主体1和利用液压进行工作的工作装置2。需要说明的是,如后所述,在作业车辆100上搭载有执行挖掘控制的控制系统200(图3)。
车辆主体1具有回转体3和行驶装置5。行驶装置5具有一对履带5Cr。作业车辆100通过履带5Cr的旋转而能够行驶。需要说明的是,行驶装置5也可以包括车轮(轮胎)。
回转体3配置在行驶装置5之上,且由行驶装置5支承。回转体3能够以回转轴AX为中心而相对于行驶装置5进行回转。
回转体3具有驾驶室4。在该驾驶室4中设有供操作员就座的驾驶座4S。操作员能够在驾驶室4中对作业车辆100进行操作。
在本例中,以就座于驾驶座4S的操作员为基准来说明各部分的位置关系。前后方向是指就座于驾驶座4S的操作员的前后方向。左右方向是指就座于驾驶座4S的操作员的左右方向。将与就座于驾驶座4S的操作员正对的方向设为前方,将与前方相对的方向设为后方。将就座于驾驶座4S的操作员与正面正对时的右侧、左侧分别设为右方、左方。
回转体3具有收容发动机的发动机室9和设置在回转体3的后部的配重。在回转体3中,在发动机室9的前方设有扶手19。在发动机室9内配置有未图示的发动机及液压泵等。
工作装置2支承于回转体3。工作装置2具有动臂6、斗杆7、铲斗8、动臂油缸10、斗杆油缸11及铲斗油缸12。动臂6与回转体3连接。斗杆7与动臂6连接。铲斗8与斗杆7连接。
动臂油缸10用于对动臂6进行驱动。斗杆油缸11用于对斗杆7进行驱动。铲斗油缸12用于对铲斗8进行驱动。动臂油缸10、斗杆油缸11及铲斗油缸12分别是由工作油来驱动的液压缸。
动臂6的基端部经由动臂销13与回转体3连接。斗杆7的基端部经由斗杆销14与动臂6的前端部连接。铲斗8经由铲斗销15与斗杆7的前端部连接。
动臂6能够以动臂销13为中心进行旋转。斗杆7能够以斗杆销14为中心进行旋转。铲斗8能够以铲斗销15为中心进行旋转。
斗杆7及铲斗8分别是在动臂6的前端侧能够移动的可动构件。铲斗8设置成相对于斗杆7能够更换。例如,根据挖掘作业内容,而选择适当的铲斗8的类别,并将所选择的铲斗8与斗杆7连接。
图2(A)及图2(B)是示意性地说明实施方式中的作业车辆100的图。图2(A)示出作业车辆100的侧视图。图2(B)示出作业车辆100的后视图。
如图2(A)及图2(B)所示,动臂6的长度L1为动臂销13与斗杆销14之间的距离。斗杆7的长度L2为斗杆销14与铲斗销15之间的距离。铲斗8的长度L3为铲斗销15与铲斗8的铲尖8a之间的距离。铲斗8具有多个斗齿,在本例中,将铲斗8的前端部称作铲尖8a。
需要说明的是,铲斗8也可以不具有斗齿。铲斗8的前端部也可以由直线形状的钢板来形成。
作业车辆100具有动臂油缸行程传感器16、斗杆油缸行程传感器17和铲斗油缸行程传感器18。动臂油缸行程传感器16配置在动臂油缸10。斗杆油缸行程传感器17配置在斗杆油缸11。铲斗油缸行程传感器18配置在铲斗油缸12。需要说明的是,动臂油缸行程传感器16、斗杆油缸行程传感器17及铲斗油缸行程传感器18也统称为油缸行程传感器。
基于动臂油缸行程传感器16的检测结果,求出动臂油缸10的行程长度。基于斗杆油缸行程传感器17的检测结果,求出斗杆油缸11的行程长度。基于铲斗油缸行程传感器18的检测结果,求出铲斗油缸12的行程长度。
需要说明的是,在本例中,将动臂油缸10、斗杆油缸11及铲斗油缸12的行程长度也分别称作动臂油缸长度、斗杆油缸长度及铲斗油缸长度。另外,在本例中,将动臂油缸长度、斗杆油缸长度及铲斗油缸长度也统称为油缸长度数据L。需要说明的是,也可以采用利用角度传感器来检测行程长度的方式。
作业车辆100具备能够检测作业车辆100的位置的位置检测装置20。
位置检测装置20具有天线21、全局坐标运算部23和IMU(InertialMeasurement Unit)24。
天线21例如是GNSS(Global Navigation Satellite Systems:全球卫星导航系统)用的天线。天线21例如是RTK-GNSS(Real TimeKinematic-Global Navigation Satellite Systems)用天线。
天线21设置于回转体3。在本例中,天线21设置于回转体3的扶手19。需要说明的是,天线21也可以设置在发动机室9的后方。例如,可以在回转体3的配重上设置天线21。天线21将与接收到的电波(GNSS电波)对应的信号向全局坐标运算部23输出。
全局坐标运算部23检测全局坐标系中的天线21的设置位置P1。全局坐标系是以设置于作业区域的基准位置Pr为原点的三维坐标系(Xg、Yg、Zg)。在本例中,基准位置Pr是设定在作业区域中的基准桩的前端的位置。另外,局部坐标系是以作业车辆100为基准的、用(X、Y、Z)表示的三维坐标系。局部坐标系的基准位置是表示位于回转体3的回转轴(回转中心)AX上的基准位置P2的数据。
在本例中,天线21包括以在车宽方向上彼此离开的方式设置于回转体3的第一天线21A及第二天线21B。
全局坐标运算部23检测第一天线21A的设置位置P1a及第二天线21B的设置位置P1b。全局坐标运算部23获取用全局坐标表示的基准位置数据P。在本例中,基准位置数据P是表示位于回转体3的回转轴(回转中心)AX上的基准位置P2的数据。需要说明的是,基准位置数据P也可以是表示设置位置P1的数据。
在本例中,全局坐标运算部23基于两个设置位置P1a及设置位置P1b来生成回转体方位数据Q。回转体方位数据Q基于由设置位置P1a和设置位置P1b确定的直线相对于全局坐标的基准方位(例如北)所成的角来确定。回转体方位数据Q表示回转体3(工作装置2)所朝向的方位。全局坐标运算部23向后述的显示控制器28输出基准位置数据P及回转体方位数据Q。
IMU24设置于回转体3。在本例中,IMU24配置于驾驶室4的下部。在回转体3中,在驾驶室4的下部配置高刚性的框架。IMU24配置在该框架上。需要说明的是,IMU24也可以配置在回转体3的回转轴AX(基准位置P2)的侧方(右侧或左侧)。IMU24检测车辆主体1的向左右方向倾斜的倾斜角θ4和车辆主体1的向前后方向倾斜的倾斜角θ5。
<控制系统的结构>
接着,说明实施方式中的控制系统200的概要。
图3是表示实施方式中的控制系统200的结构的功能框图。
如图3所示,控制系统200对使用工作装置2的挖掘处理进行控制。在本例中,挖掘处理的控制包括停止控制及仿形控制。
如图1所示,停止控制是指为了避免铲斗8的铲尖8a侵入目标设计地形而控制成工作装置在目标设计地形跟前自动停止。停止控制在如下情况下执行:操作员不对斗杆7进行操作,而对动臂6或铲斗8进行操作,并且铲斗8的铲尖8a与目标设计地形之间的距离和铲斗8的铲尖8a的速度满足规定条件。
仿形控制也被称作限制挖掘控制,仿形控制是指对如下的仿形作业进行自动控制,所述仿形作业是指:通过铲斗8的铲尖8a沿着目标设计地形进行移动,由此将与铲斗抵接的沙土耙平,制作与平坦的目标设计地形对应的面。仿形控制在操作员对斗杆7进行操作、且铲斗8的铲尖与目标设计地形的距离以及铲尖的速度处于基准内的情况下执行。操作员在仿形控制中通常始终向降低动臂6的方向操作动臂6且操作斗杆7。
如图3所示,控制系统200具有动臂油缸行程传感器16、斗杆油缸行程传感器17、铲斗油缸行程传感器18、天线21、全局坐标运算部23、IMU24、操作装置25、工作装置控制器26、压力传感器66及压力传感器67、控制阀27、方向控制阀64、显示控制器28、显示部29、传感器控制器30、人机接口部32和液压缸60。
操作装置25配置在驾驶室4(图1)。由操作员对操作装置25进行操作。操作装置25接受驱动工作装置2的操作员操作。在本例中,操作装置25为先导液压方式的操作装置。
通过方向控制阀64来调整相对于液压缸60的工作油的供给量。方向控制阀64利用向第一液压室及第二液压室供给的油来工作。需要说明的是,在本例中,将为了使液压缸60(动臂油缸10、斗杆油缸11及铲斗油缸12)工作而向这些液压缸供给的油也称作工作油。另外,将为了使方向控制阀64工作而向该方向控制阀64供给的油称作先导油。另外,先导油的压力也称作先导液压。
工作油及先导油可以从同一液压泵送出。例如,可以是,从液压泵送出的工作油的一部分由减压阀减压,将该减压后的工作油作为先导油来使用。另外,也可以是,送出工作油的液压泵(主液压泵)与送出先导油的液压泵(先导液压泵)为不同的液压泵。
操作装置25具有第一操作杆25R和第二操作杆25L。第一操作杆25R配置在例如驾驶座4S(图1)的右侧。第二操作杆25L配置在例如驾驶座4S的左侧。就第一操作杆25R及第二操作杆25L而言,前后左右的动作对应于两轴的动作。
通过第一操作杆25R来操作动臂6及铲斗8。
第一操作杆25R的前后方向的操作对应于动臂6的操作,根据前后方向的操作来执行动臂6的下降动作及上升动作。将在为了操作动臂6而对第一操作杆25R进行操作从而向先导油路450中供给有先导油时、在压力传感器66上产生的检测压力设为MB。
第一操作杆25R的左右方向的操作对应于铲斗8的操作,根据左右方向的操作来执行铲斗8的挖掘动作及释放动作。将在为了操作铲斗8而对第一操作杆25R进行操作从而向先导油路450中供给有先导油时、在压力传感器66上产生的检测压力设为MT。
通过第二操作杆25L来操作斗杆7及回转体3。
第二操作杆25L的前后方向的操作对应于斗杆7的操作,根据前后方向的操作来执行斗杆7的上升动作及下降动作。将在为了操作斗杆7而对第二操作杆25L进行操作从而向先导油路450中供给有先导油时、在压力传感器66上产生的检测压力设为MA。
第二操作杆25L的左右方向的操作对应于回转体3的回转,根据左右方向的操作来执行回转体3的右回转动作及左回转动作。
在本例中,动臂6的上升动作相当于倾卸动作。动臂6的下降动作相当于挖掘动作。斗杆7的下降动作相当于挖掘动作。斗杆7的上升动作相当于倾卸动作。铲斗8的下降动作相当于挖掘动作。需要说明的是,将斗杆7的下降动作也称作弯曲动作。斗杆7的上升动作称作伸长动作。
从主液压泵送出并由减压阀减压后的先导油向操作装置25供给。根据操作装置25的操作量来调整先导液压。
在先导油路450中配置有压力传感器66及压力传感器67。压力传感器66及压力传感器67检测先导液压(PPC压力)。压力传感器66及压力传感器67的检测结果向工作装置控制器26输出。
根据第一操作杆25R的前后方向的操作量(动臂操作量),由方向控制阀64来调整向用于驱动动臂6的动臂油缸10供给的工作油的流动方向及流量。
根据第一操作杆25R的左右方向的操作量(铲斗操作量),向用于驱动铲斗8的铲斗油缸12供给的工作油所流过的方向控制阀64被驱动。
根据第二操作杆25L的前后方向的操作量(斗杆操作量),向用于驱动斗杆7的斗杆油缸11供给的工作油所流过的方向控制阀64被驱动。
根据第二操作杆25L的左右方向的操作量,向用于驱动回转体3的液压促动器供给的工作油所流过的方向控制阀64被驱动。
需要说明的是,也可以是,第一操作杆25R的左右方向的操作对应于动臂6的操作,前后方向的操作对应于铲斗8的操作。另外,也可以是,第二操作杆25L的左右方向对应于斗杆7的操作,前后方向的操作对应于回转体3的操作。
控制阀27用于调整相对于液压缸60(动臂油缸10、斗杆油缸11及铲斗油缸12)的工作油的供给量。控制阀27基于来自工作装置控制器26的控制信号来工作。
人机接口部32具有输入部321和显示部(监视器)322。
在本例中,输入部321包括配置在显示部322的周围的操作按钮。需要说明的是,输入部321可以具有触控面板。将人机接口部32也称作多监视器。
显示部322将燃料剩余量、冷却水温度等作为基本信息来显示。该显示部322可以是能够通过按压画面上的显示来对设备进行操作的触控面板(输入装置)。
输入部321由操作员来操作。通过输入部321的操作而生成的指令信号向工作装置控制器26输出。
传感器控制器30基于动臂油缸行程传感器16的检测结果来算出动臂油缸长度。动臂油缸行程传感器16将与旋转动作相伴的脉冲向传感器控制器30输出。传感器控制器30基于从动臂油缸行程传感器16输出的脉冲来算出动臂油缸长度。
同样,传感器控制器30基于斗杆油缸行程传感器17的检测结果来算出斗杆油缸长度。传感器控制器30基于铲斗油缸行程传感器18的检测结果来算出铲斗油缸长度。
传感器控制器30根据基于动臂油缸行程传感器16的检测结果而获取的动臂油缸长度,来算出动臂6相对于回转体3的垂直方向的倾斜角θ1。
传感器控制器30根据基于斗杆油缸行程传感器17的检测结果而获取的斗杆油缸长度,来算出斗杆7相对于动臂6的倾斜角θ2。
传感器控制器30根据基于铲斗油缸行程传感器18的检测结果而获取的铲斗油缸长度,来算出铲斗8的铲尖8a相对于斗杆7的倾斜角θ3。
基于作为上述算出结果的倾斜角θ1、θ2、θ3、基准位置数据P、回转体方位数据Q及油缸长度数据L,能够确定作业车辆100的动臂6、斗杆7及铲斗8的位置,能够生成表示铲斗8的三维位置的铲斗位置数据。
需要说明的是,动臂6的倾斜角θ1、斗杆7的倾斜角θ2及铲斗8的倾斜角θ3也可以不由油缸行程传感器16、17、18来检测。可以用回转式编码器那样的角度检测器来检测动臂6的倾斜角θ1。角度检测器通过检测动臂6相对于回转体3的弯曲角度来检测倾斜角θ1。同样,也可以利用安装于斗杆7的角度检测器来检测斗杆7的倾斜角θ2。也可以利用安装于铲斗8的角度检测器来检测铲斗8的倾斜角θ3。
<液压回路的结构>
图4是说明实施方式中的液压系统的结构的图。
如图4所示,液压系统300具备动臂油缸10、斗杆油缸11及铲斗油缸12(多个液压缸60)、使回转体3回转的回转马达63。需要说明的是,在此,将动臂油缸10也记载为液压缸10(60)。其他的液压缸也同样。
液压缸60利用从未图示的主液压泵供给来的工作油而进行工作。回转马达63为液压马达,利用从主液压泵供给来的工作油而进行工作。
在本例中,相对于各液压缸60设置对工作油流动的方向及流量进行控制的方向控制阀64。从主液压泵供给来的工作油经由方向控制阀64向各液压缸60供给。另外,相对于回转马达63设置方向控制阀64。
各液压缸60具有盖侧(底侧)油室40A和杆侧(头侧)油室40B。
方向控制阀64为使杆状的滑柱移动来切换工作油流动的方向的滑柱方式。通过滑柱沿轴向移动,由此来切换工作油相对于盖侧油室40A的供给和工作油相对于杆侧油室40B的供给。另外,通过滑柱沿轴向移动,由此来调整工作油相对于液压缸60的供给量(每单位时间的供给量)。
通过调整工作油相对于液压缸60的供给量,由此来调整液压缸60的缸速度(活塞杆的移动速度)。通过调整缸速度,由此来控制动臂6、斗杆7及铲斗8的速度。在本例中,方向控制阀64作为能够通过滑柱的移动来调整工作油相对于驱动工作装置2的液压缸60的供给量的调整装置而发挥功能。
在各方向控制阀64上设有检测滑柱的移动距离(滑柱行程)的滑柱行程传感器65。滑柱行程传感器65的检测信号向工作装置控制器26输出。
各方向控制阀64的驱动由操作装置25来调整。在本例中,操作装置25如上所述为先导液压方式的操作装置。
从主液压泵送出并由减压阀减压后的先导油向操作装置25供给。
操作装置25包括先导液压调整阀。基于操作装置25的操作量来调整先导液压。利用先导液压来驱动方向控制阀64。通过利用操作装置25来调整先导液压,由此来调整轴向上的滑柱的移动量及移动速度。另外,通过操作装置25来切换工作油相对于盖侧油室40A的供给和工作油相对于杆侧油室40B的供给。
操作装置25和各方向控制阀64经由先导油路450而连接。在本例中,在先导油路450中配置有控制阀27、压力传感器66及压力传感器67。
在各控制阀27的两侧设置有检测先导液压的压力传感器66及压力传感器67。在本例中,压力传感器66配置于操作装置25与控制阀27之间的油路451。压力传感器67配置于控制阀27与方向控制阀64之间的油路452。压力传感器66检测由控制阀27调整前的先导液压。压力传感器67检测由控制阀27调整后的先导液压。压力传感器66及压力传感器67的检测结果向工作装置控制器26输出。
控制阀27基于来自工作装置控制器26的控制信号(EPC电流),来调整先导液压。控制阀27为电磁比例控制阀,被基于来自工作装置控制器26的控制信号控制。控制阀27包括控制阀27B和控制阀27A。控制阀27B调整向方向控制阀64的第二受压室供给的先导油的先导液压,从而能够调整经由方向控制阀64向盖侧油室40A供给的工作油的供给量。控制阀27A调整向方向控制阀64的第一受压室供给的先导油的先导液压,从而能够调整经由方向控制阀64向杆侧油室40B供给的工作油的供给量。
需要说明的是,在本例中,先导油路450中的、操作装置25与控制阀27之间的先导油路450被称作油路(上游油路)451。另外,控制阀27与方向控制阀64之间的先导油路450被称作油路(下游油路)452。
先导油经由油路452向各方向控制阀64供给。
油路452包括与第一受压室连接的油路452A和与第二受压室连接的油路452B。
当先导油经由油路452B向方向控制阀64的第二受压室供给时,根据其先导液压而滑柱进行移动。经由方向控制阀64向盖侧油室40A供给工作油。工作油相对于盖侧油室40A的供给量通过与操作装置25的操作量相应的滑柱的移动量来调整。
当先导油经由油路452A向方向控制阀64的第一受压室供给时,根据其先导液压而滑柱进行移动。经由方向控制阀64向杆侧油室40B供给工作油。工作油相对于杆侧油室40B的供给量通过基于操作装置25的操作量所产生的滑柱的移动量来调整。
因而,通过将由操作装置25调整了先导液压后的先导油向方向控制阀64供给,由此来调整轴向上的滑柱的位置。
油路451包括将油路452A与操作装置25连接的油路451A和将油路452B与操作装置25连接的油路451B。
[关于操作装置25的操作和液压系统的动作]
如上所述,在操作装置25的操作下,动臂6执行下降动作及上升动作这两种动作。
通过以执行动臂6的下降动作的方式对操作装置25进行操作,由此经由油路451A及油路452A向与动臂油缸10连接的方向控制阀64供给先导油。
由此,来自主液压泵的工作油向动臂油缸10供给,执行动臂6的下降动作。
通过以执行动臂6的上升动作的方式对操作装置25进行操作,由此经由油路451B及油路452B向与动臂油缸10连接的方向控制阀64供给先导油。方向控制阀64基于先导液压而进行工作。
由此,来自主液压泵的工作油向动臂油缸10供给,执行动臂6的上升动作。
在本例中,通过动臂油缸10收缩,由此动臂6进行下降动作,通过动臂油缸10伸长,由此动臂6进行上升动作。通过向动臂油缸10的杆侧油室40B供给工作油,由此动臂油缸10收缩,动臂6进行下降动作。通过向动臂油缸10的盖侧油室40A供给工作油,由此动臂油缸10伸长,动臂6进行上升动作。
另外,在操作装置25的操作下,斗杆7执行下降动作及上升动作这两种动作。
通过以执行斗杆7的下降动作的方式对操作装置25进行操作,由此经由油路451B及油路452B向与斗杆油缸11连接的方向控制阀64供给先导油。
由此,来自主液压泵的工作油向斗杆油缸11供给,执行斗杆7的下降动作。
通过以执行斗杆7的上升动作的方式对操作装置25进行操作,由此经由油路451A及油路452A向与斗杆油缸11连接的方向控制阀64供给先导油。
由此,来自主液压泵的工作油向斗杆油缸11供给,执行斗杆7的上升动作。
在本例中,通过斗杆油缸11伸长,由此斗杆7进行下降动作(挖掘动作),通过斗杆油缸11收缩,由此斗杆7进行上升动作(倾卸动作)。通过向斗杆油缸11的盖侧油室40A供给工作油,由此斗杆油缸11伸长,斗杆7进行下降动作。通过向斗杆油缸11的杆侧油室40B供给工作油,由此斗杆油缸11收缩,斗杆7进行上升动作。
另外,在操作装置25的操作下,铲斗8执行下降动作及上升动作这两种动作。
通过以执行铲斗8的下降动作的方式对操作装置25进行操作,由此经由油路451B及油路452B向与铲斗油缸12连接的方向控制阀64供给先导油。
由此,来自主液压泵的工作油向铲斗油缸12供给,执行铲斗8的下降动作。
通过以执行铲斗8的上升动作的方式对操作装置25进行操作,由此经由油路451A及油路452A向与铲斗油缸12连接的方向控制阀64供给先导油。方向控制阀64基于先导液压而动作。
由此,来自主液压泵的工作油向铲斗油缸12供给,执行铲斗8的上升动作。
在本例中,通过铲斗油缸12伸长,由此铲斗8进行下降动作(挖掘动作),通过铲斗油缸12收缩,由此铲斗8进行上升动作(倾卸动作)。通过向铲斗油缸12的盖侧油室40A供给工作油,由此铲斗油缸12伸长,铲斗8进行下降动作。通过向铲斗油缸12的杆侧油室40B供给工作油,由此铲斗油缸12收缩,铲斗8进行上升动作。
另外,在操作装置25的操作下,回转体3执行右回转动作及左回转动作这两种动作。
通过以执行回转体3的右回转动作的方式对操作装置25进行操作,由此将工作油向回转马达63供给。通过以执行回转体3的左回转动作的方式对操作装置25进行操作,由此将工作油向回转马达63供给。
<关于通常控制及自动控制(停止控制)和液压系统的动作>
首先,对不执行自动控制(停止控制)的通常控制进行说明。
在通常控制的情况下,工作装置2按照操作装置25的操作量而动作。
具体而言,如图4所示,工作装置控制器26将控制阀27打开。通过打开控制阀27,由此油路451的先导液压和油路452的先导液压变得相等。在控制阀27打开的状态下,先导液压(PPC压力)基于操作装置25的操作量而被调整。由此,调整方向控制阀64,而能够执行上述所说明的动臂6、铲斗8的下降动作。
接着,对自动控制(停止控制)进行说明。
在自动控制(停止控制)的情况下,工作装置2基于操作装置25的操作而由工作装置控制器26来控制。
具体而言,如图4所示,工作装置控制器26向控制阀27输出控制信号。油路451在例如先导液压调整阀的作用下具有规定的压力。
控制阀27基于工作装置控制器26的控制信号而进行工作。油路451的工作油经由控制阀27向油路452供给。因而,油路452的工作油的压力能够由控制阀27来调整(减压)。
油路452的工作油的压力作用于方向控制阀64。由此,方向控制阀64基于由控制阀27控制后的先导液压而进行工作。
例如,工作装置控制器26向控制阀27A及控制阀27B中的至少一方输出控制信号,从而能够调整相对于与动臂油缸10连接的方向控制阀64的先导液压。通过将由控制阀27A调整了压力后的工作油向方向控制阀64供给,由此滑柱在轴向上向一侧移动。通过将由控制阀27B调整了压力后的工作油向方向控制阀64供给,由此滑柱在轴向上向另一侧移动。由此,能够调整轴向上的滑柱的位置。
而且,工作装置控制器26向控制阀27C输出控制信号,从而调整相对于与动臂油缸10连接的方向控制阀64的先导液压。
另外,同样,工作装置控制器26向控制阀27A及控制阀27B中的至少一方输出控制信号,从而能够调整相对于与铲斗油缸12连接的方向控制阀64的先导液压。
由此,工作装置控制器26以使铲斗8的铲尖8a不侵入目标挖掘地形U(图5)的方式来控制(停止控制)动臂6的动作。
在本例中,将为了抑制铲尖8a相对于目标挖掘地形U的侵入而向与动臂油缸10连接的控制阀27输出控制信号来控制动臂6的位置的控制称为停止控制。
具体而言,工作装置控制器26基于表示挖掘对象的目标形状即目标设计地形的目标挖掘地形U及表示铲斗8的铲尖8a的位置的铲斗位置数据S,根据目标挖掘地形U与铲斗8之间的距离d,以使铲斗8接近目标挖掘地形U的速度减小的方式来控制动臂6的速度。
本实施方式的液压系统300中的停止控制通过进行关闭动臂6的下降侧的电磁阀27A的控制而降低动臂6的下降速度的方式来进行。
油路200(300)与控制阀27A连接,该油路200(300)用于供给向与动臂油缸10连接的方向控制阀64供给的先导油。
压力传感器66检测油路200(300)的先导油的先导液压。
控制阀27A被基于为了执行停止控制而从工作装置控制器26输出的控制信号控制。
在本例中,在不执行停止控制的情况下,工作装置控制器26以关闭油路501的方式向控制阀27C输出控制信号,以使得基于通过操作装置25的操作而调整后的先导液压来驱动方向控制阀64。
另外,在执行停止控制的情况下,工作装置控制器26向各控制阀27输出控制信号,以使得基于通过控制阀27A调整后的先导液压来驱动方向控制阀64。
例如,在执行限制动臂6的移动的停止控制的情况下,工作装置控制器26以使由控制阀27A输出的先导液压比由操作装置25调整的先导液压低的方式,对控制阀27A进行控制。
需要说明的是,油路501、502、控制阀27C、梭阀51和压力传感器68用于仿形控制时的动臂自动上升。
<停止控制>
图5是示意性地示出实施方式中的进行停止控制时的工作装置2的动作的一例的图。
如图4及图5所示,在停止控制中,以使铲斗8不侵入目标设计地形(目标挖掘地形U)的方式,执行控制动臂6的停止控制。具体而言,液压系统300在铲斗8的铲尖8a接近目标挖掘地形U时以使铲斗8接近目标挖掘地形U的速度减小的方式控制动臂6的速度。
图6是实施方式中的执行停止控制的控制系统200的功能框图。
如图6所示,示出了控制系统200所包括的工作装置控制器26及显示控制器28的功能框。
在此,对动臂6的停止控制进行说明。如上述所说明的那样,停止控制是指:在通过操作员所进行的动臂下降操作而使铲斗8的铲尖8a从目标挖掘地形U的上方接近目标挖掘地形U时,以使铲斗8的铲尖8a不侵入目标挖掘地形U的方式对动臂6的动作进行控制。
具体而言,工作装置控制器26基于表示挖掘对象的目标形状即目标设计地形的目标挖掘地形U和表示铲斗8的铲尖8a的位置的铲斗位置数据S,来算出目标挖掘地形U与铲斗8之间的距离d。并且,根据距离d,以使铲斗8接近目标挖掘地形U的速度减小的方式,输出基于动臂6的停止控制所产生的向控制阀27的控制信号CBI。
首先,工作装置控制器26算出基于由操作装置25的操作所产生的操作指令的、动臂6、铲斗8的动作下的铲斗的铲尖8a的速度。然后,基于算出结果,以使铲斗8的铲尖8a不侵入目标挖掘地形U的方式来算出控制动臂6的速度的动臂限制速度(目标速度)。然后,以使动臂6以动臂限制速度进行动作的方式输出向控制阀27的控制信号CBI。
以下,使用图6,对功能框具体进行说明。
如图6所示,显示控制器28具有目标施工信息存储部28A、铲斗位置数据生成部28B和目标挖掘地形数据生成部28C。显示控制器28基于位置检测装置20的检测结果,能够算出在全局坐标系下观察时的局部坐标的位置。
显示控制器28接收来自传感器控制器30的输入。
传感器控制器30根据各油缸行程传感器16、17、18的检测结果来获取各油缸长度数据L及倾斜角θ1、θ2、θ3。另外,传感器控制器30获取从IMU24输出的倾斜角θ4的数据及倾斜角θ5的数据。传感器控制器30将油缸长度数据L、倾斜角θ1、θ2、θ3的数据、倾斜角θ4的数据及倾斜角θ5的数据向显示控制器28输出。
如上所述,在本例中,油缸行程传感器16、17、18的检测结果及IMU24的检测结果向传感器控制器30输出,传感器控制器30进行规定的运算处理。
在本例中,传感器控制器30的功能可以由工作装置控制器26代替。例如,也可以是,油缸行程传感器16、17、18的检测结果向工作装置控制器26输出,工作装置控制器26基于油缸行程传感器16、17、18的检测结果来算出油缸长度(动臂油缸长度、斗杆油缸长度及铲斗油缸长度)。IMU24的检测结果也可以向工作装置控制器26输出。
全局坐标运算部23获取基准位置数据P及回转体方位数据Q并向显示控制器28输出。
目标施工信息存储部28A存储表示作业区域的目标形状即立体设计地形的目标施工信息(立体设计地形数据)T。目标施工信息T包括为了生成表示挖掘对象的目标形状即设计地形的目标挖掘地形(设计地形数据)U所需的坐标数据及角度数据。目标施工信息T也可以经由例如无线通信装置向显示控制器28供给。
铲斗位置数据生成部28B基于倾斜角θ1、θ2、θ3、θ4、θ5、基准位置数据P、回转体方位数据Q及油缸长度数据L,而生成表示铲斗8的三维位置的铲斗位置数据S。需要说明的是,铲尖8a的位置信息也可以从存储器等连接式存储装置传送。
在本例中,铲斗位置数据S是表示铲尖8a的三维位置的数据。
目标挖掘地形数据生成部28C使用自铲斗位置数据生成部28B获取的铲斗位置数据S和存储于目标施工信息存储部28A的后述的目标施工信息T,来生成表示挖掘对象的目标形状的目标挖掘地形U。
另外,目标挖掘地形数据生成部28C将与生成的目标挖掘地形U相关的数据向显示部29输出。由此,显示部29显示目标挖掘地形。
显示部29例如为监视器,显示作业车辆100的各种信息。在本例中,显示部29包括作为信息化施工用的引导监视器的HMI(Human MachineInterface)监视器。
目标挖掘地形数据生成部28C向工作装置控制器26输出与目标挖掘地形U相关的数据。另外,铲斗位置数据生成部28B将生成的铲斗位置数据S向工作装置控制器26输出。
工作装置控制器26具有推定速度确定部52、距离获取部53、停止控制部54、工作装置控制部57、储存部58和铲斗重量指定部59。
工作装置控制器26获取来自操作装置25的操作指令(压力MB、MT),来来自显示控制器28的铲斗位置数据S及目标挖掘地形U,输出向控制阀27的控制信号CBI。另外,工作装置控制器26根据需要而从传感器控制器30及全局坐标运算部23获取运算处理所需要的各种参数。另外,工作装置控制器26获取来自人机接口部32(或液压缸60)的铲斗8的重量。
推定速度确定部52算出与用于驱动动臂6、铲斗8的、操作装置25的杆操作对应的动臂推定速度Vc_bm、铲斗推定速度Vc_bkt。
在此,动臂推定速度Vc_bm是仅动臂油缸10被驱动的情况下的铲斗8的铲尖8a的速度。铲斗推定速度Vc_bkt是仅铲斗油缸12被驱动的情况下的铲斗8的铲尖8a的速度。
推定速度确定部52算出与动臂操作指令(压力MB)对应的动臂推定速度Vc_bm。另外,同样,推定速度确定部52算出与铲斗操作指令(压力MT)对应的铲斗推定速度Vc_bkt。由此,能够算出与各操作指令对应的铲斗8的铲尖8a的速度。
储存部58存储用于供推定速度确定部52进行运算处理的各种图表等的数据。
距离获取部53从目标挖掘地形数据生成部28C获取目标挖掘地形U的数据。距离获取部53从铲斗位置数据生成部28B获取表示铲斗8的铲尖8a的位置的铲斗位置数据S。距离获取部53基于铲斗位置数据S及目标挖掘地形U,来算出与目标挖掘地形U垂直的方向上的铲斗8的铲尖8a与目标挖掘地形U之间的距离d。
铲斗重量指定部59获取在人机接口部32处由操作员所选择的铲斗8的重量。铲斗重量指定部59在获取由操作员所选择的铲斗8的重量时,将铲斗8的重量向停止控制部54输出。
由操作员进行的铲斗重量向人机接口部32的输入可以通过向输入部321的输入操作来进行,另外,在显示部322由触控面板构成的情况下,也可以通过向显示部322的输入操作来进行。在由操作员进行铲斗8的重量的选择时,例如,如图7(A)所示那样显示“铲斗重量设定”的项目。在操作员选择该“铲斗重量设定”的项目时,例如,如图7(B)所示那样在显示部322根据铲斗8的重量而显示“重量大”、“重量中”、“重量小”的项目。操作员通过从上述的“重量大”、“重量中”、“重量小”中选择任一项目,由此能够选择铲斗8的重量。
另外,铲斗8的重量也可以不是由操作员手动进行选择,而基于在液压缸60(动臂油缸10、斗杆油缸11及铲斗油缸12)的内部产生的压力而被自动地检测。这种情况下,例如在作业车辆100处于指定的姿势且铲斗8悬空的状态下,检测在液压缸60的内部产生的压力。检测出的液压缸60内部的压力例如向铲斗重量指定部59输入。铲斗重量指定部59根据输入的液压缸60内部的压力来指定安装于斗杆7的铲斗8的重量。
需要说明的是,基于铲斗重量指定部59的指定铲斗重量的功能可以在人机接口部32进行,也可以在停止控制部54进行。这种情况下,可以省略铲斗重量指定部59。
停止控制部54在铲斗8的铲尖8a接近目标设计地形时,执行在铲斗8的铲尖8a到达目标设计地形的跟前使工作装置2的动作停止的停止控制。如图8所示,停止控制部54具有储存部54a、选择部54b和限制速度获取部54c。
储存部54a根据铲斗8的重量而储存多个为了进行停止控制而规定铲斗8的铲尖8a与目标设计地形之间的距离d和铲斗8的铲尖8a的限制速度的关系的关系数据。选择部54b基于由铲斗重量指定部59所指定的铲斗8的重量,从储存于储存部54a的上述多个关系数据中选择一个关系数据。选择部54b将选择的一个关系数据向限制速度获取部54c输出。限制速度获取部54c使用由选择部54b所选择的一个关系数据,基于由距离获取部53获得的上述距离d,来获取铲斗8的铲尖8a的限制速度Vc_lmt。
停止控制部54根据上述获取的铲斗8的铲尖8a的限制速度Vc_lmt、自推定速度确定部52获取的推定速度Vc_bm、Vc_bkt,来确定动臂6的限制速度Vc_bm_lmt。停止控制部54将该限制速度Vc_bm_lmt向工作装置控制部57输出。
工作装置控制部57获取动臂限制速度Vc_bm_lmt,并基于该动臂限制速度Vc-bm_lmt来生成控制信号CBI。工作装置控制部57将该控制信号CBI向控制阀27C输出。
由此,控制与动臂油缸10连接的控制阀27,执行动臂6的停止控制。
另外,优选储存部58根据铲斗的重量而存储多个为了进行停止控制而规定液压缸60的缸速度与使液压缸60动作的操作指令值之间的关系的相关数据。操作指令值是滑柱80的移动量、PPC压力、及EPC电流中的至少一个。利用以下的变形例,对使用该相关数据的停止控制详细进行说明。
停止控制在动臂推定速度Vc_bm大于动臂限制速度Vc_bm_lmt的情况下执行,该动臂限制速度Vc_bm_lmt用于限制相对于目标挖掘地形U的铲斗8的铲尖8a接近目标挖掘地形U。因而,停止控制在动臂推定速度Vc_bm小于动臂限制速度Vc_bm_lmt的情况下不执行。需要说明的是,动臂限制速度Vc_bm_lmt用于限制相对于目标挖掘地形U的铲斗8的铲尖8a接近目标挖掘地形U。
[推定速度的确定]
图9是说明实施方式中的推定速度确定部52的运算处理的功能框图。
图9所示,推定速度确定部52算出与动臂操作指令(压力MB)对应的动臂推定速度Vc_bm及与铲斗操作指令(压力MT)对应的铲斗推定速度Vc_bkt。如上所述,动臂推定速度Vc_bm是仅动臂油缸10被驱动的情况下的铲斗8的铲尖8a的速度。铲斗推定速度Vc_bkt是仅铲斗油缸12被驱动的情况下的铲斗8的铲尖8a的速度。
推定速度确定部52具有滑柱行程运算部52A、缸速度运算部52B和推定速度运算部52C。
滑柱行程运算部52A基于存储于储存部58的按照操作指令(压力)的滑柱行程图表,来算出液压缸60的滑柱80的滑柱行程量。需要说明的是,用于使滑柱80移动的先导油的压力也被称作PPC压力。
滑柱80的移动量通过由操作装置25或控制阀27控制的油路452的压力(先导液压)来调整。油路452的先导液压是用于使滑柱移动的油路452的先导油的压力,由操作装置25或控制阀27来调整。因而,滑柱的移动量(滑柱行程)与PPC压力相关。
缸速度运算部52B基于按照算出的滑柱行程量的缸速度图表,来算出液压缸60的缸速度。
液压缸60的缸速度基于从主液压泵经由方向控制阀64供给的每单位时间的工作油的供给量而被调整。方向控制阀64具有能够移动的滑柱80。基于滑柱80的移动量,来调整相对于液压缸60的每单位时间的工作油的供给量。因而,缸速度与滑柱的移动量(滑柱行程)相关。
推定速度运算部52C基于按照算出的液压缸60的缸速度的推定速度图表,来算出推定速度。
工作装置2(动臂6、斗杆7、铲斗8)按照液压缸60的缸速度而动作,因此缸速度与推定速度相关。
通过上述处理,推定速度确定部52算出与动臂操作指令(压力MB)对应的动臂推定速度Vc_bm及与铲斗操作指令(压力MT)对应的铲斗推定速度Vc_bkt。需要说明的是,滑柱行程图表、缸速度图表、推定速度图表相对于动臂6、铲斗8分别设置,基于实验或模拟来求出,并预先存储于储存部58。
由此,能够算出与各操作指令对应的铲斗8的铲尖8a的目标速度。
[推定速度的向垂直速度分量的转换]
在算出动臂限制速度时,需要算出动臂6及铲斗8各自的推定速度Vc_bm、Vc_bkt的与目标挖掘地形U的表面垂直的方向上的速度分量(垂直速度分量)Vcy_bm、Vcy_bkt。因此,首先,对算出上述垂直速度分量Vcy_bm、Vcy_bkt的方式进行说明。
图10(A)~图10(C)是说明本实施方式中的上述垂直速度分量Vcy_bm、Vcy_bkt的算出方式的图。
如图10(A)所示,停止控制部54(图6、图8)将动臂推定速度Vc_bm转换成与目标挖掘地形U的表面垂直的方向上的速度分量(垂直速度分量)Vcy_bm、与目标挖掘地形U的表面平行的方向上的速度分量(水平速度分量)Vcx_bm。
在这点上,停止控制部54根据从传感器控制器30获取的倾斜角及目标挖掘地形U等,来求出局部坐标系的垂直轴(回转体3的回转轴AX)相对于全局坐标系的垂直轴的倾斜度和目标挖掘地形U的表面的垂直方向相对于全局坐标系的垂直轴的倾斜度。停止控制部54根据上述的倾斜度求出表示局部坐标系的垂直轴与目标挖掘地形U的表面的垂直方向的倾斜度的角度β1。
并且,如图10(B)所示,停止控制部54根据局部坐标系的垂直轴与动臂推定速度Vc_bm的方向所成的角度β2,利用三角函数将动臂推定速度Vc_bm转换成局部坐标系的垂直轴方向上的速度分量VL1_bm和水平轴方向上的速度分量VL2_bm。
并且,如图10(C)所示,停止控制部54根据局部坐标系的垂直轴与目标挖掘地形U的表面的垂直方向的倾斜度β1,利用三角函数将局部坐标系的垂直轴方向上的速度分量VL1_bm和水平轴方向上的速度分量VL2_bm转换成相对于目标挖掘地形U的垂直速度分量Vcy_bm及水平速度分量Vcx_bm。同样,停止控制部54将铲斗推定速度Vc_bkt转换成局部坐标系的垂直轴方向上的垂直速度分量Vcy_bkt及水平速度分量Vcx_bkt。
这样,能算出上述垂直速度分量Vcy_bm、Vcy_bkt。
[铲斗8的铲尖8a与目标挖掘地形U之间的距离d的算出]
图11是说明实施方式中的获取铲斗8的铲尖8a与目标挖掘地形U之间的距离d的方法的图。
如图11所示,距离获取部53(图6、图8)基于铲斗8的铲尖8a的位置信息(铲斗位置数据S),来算出铲斗8的铲尖8a与目标挖掘地形U的表面之间的最短的距离d。
在本例中,基于铲斗8的铲尖8a与目标挖掘地形U的表面之间的最短的距离d,来执行停止控制。
[停止控制的流程图]
图12是表示停止控制的一例的流程图。使用图6、图9~图14,对本实施方式涉及的停止控制的流程的一例进行说明。
如图12所示,首先设定目标设计地形(目标挖掘地形U)(步骤SA1:图12)。
在设定目标挖掘地形U之后,如图6所示,工作装置控制器26确定工作装置2的推定速度Vc(步骤SA2:图12)。工作装置2的推定速度Vc包括动臂推定速度Vc_bm及铲斗推定速度Vc_bkt。动臂推定速度Vc_bm基于动臂操作量而被算出。铲斗推定速度Vc_bkt基于铲斗操作量而被算出。
在工作装置控制器26的储存部58中存储有图9所示那样的规定动臂操作量与动臂推定速度Vc_bm的关系的推定速度信息。工作装置控制器26基于推定速度信息,来确定与动臂操作量对应的动臂推定速度Vc_bm。推定速度信息例如是记载有相对于动臂操作量的动臂推定速度Vc_bm的大小的对应表。推定速度信息可以是图表或数学式等形式。
另外,推定速度信息包括规定铲斗操作量与铲斗推定速度Vc_bkt的关系的信息。工作装置控制器26基于推定速度信息,来确定与铲斗操作量对应的铲斗推定速度Vc_bkt。
如图10(A)所示,工作装置控制器26将动臂推定速度Vc_bm转换成与目标挖掘地形U的表面垂直的方向上的速度分量(垂直速度分量)Vcy_bm、与目标挖掘地形U的表面平行的方向上的速度分量(水平速度分量)Vcx_bm(步骤SA3:图12)。
工作装置控制器26根据基准位置数据P及目标挖掘地形U等来算出局部坐标系的垂直轴(回转体3的回转轴AX)相对于全局坐标系的垂直轴的倾斜度和目标挖掘地形U的表面的垂直方向相对于全局坐标系的垂直轴的倾斜度。工作装置控制器26基于上述的倾斜度来求出表示局部坐标系的垂直轴与目标挖掘地形U的表面的垂直方向的倾斜度的角度β1。
如图10(B)所示,工作装置控制器26根据局部坐标系的垂直轴与动臂目标速度Vc_bm的方向所成的角度β2,利用三角函数将动臂推定速度Vc_bm转换成局部坐标系的垂直轴方向的速度分量VL1_bm和水平轴方向的速度分量VL2_bm。
如图10(C)所示,工作装置控制器26根据局部坐标系的垂直轴与目标挖掘地形U的表面的垂直方向的倾斜度β1,利用三角函数,将局部坐标系的垂直轴方向上的速度分量VL1_bm和水平轴方向上的速度分量VL2_bm转换成相对于目标挖掘地形U的垂直速度分量Vcy_bm及水平速度分量Vcx_bm。同样,工作装置控制器26将铲斗推定速度Vc_bkt转换成局部坐标系的垂直轴方向上的垂直速度分量Vcy_bkt及水平速度分量Vcx_bkt。
如图11所示,工作装置控制器26获取铲斗8的铲尖8a与目标挖掘地形U之间的距离d(步骤SA4:图12)。工作装置控制器26根据铲尖8a的位置信息、目标挖掘地形U等,来算出铲斗8的铲尖8a与目标挖掘地形U的表面之间的最短的距离d。在本实施方式中,基于铲斗8的铲尖8a与目标挖掘地形U的表面之间的最短的距离d,来执行停止控制。
工作装置控制器26基于铲斗8的铲尖8a与目标挖掘地形U的表面之间的距离d,来算出工作装置2整体的限制速度Vcy_lmt(步骤SA5:图12)。工作装置2整体的限制速度Vcy_lmt是在铲斗8的铲尖8a接近目标挖掘地形U的方向上所能容许的铲尖8a的移动速度(也称作容许速度或铲尖限制速度)。在工作装置控制器26的储存部54a中存储有规定距离d与限制速度Vcy_lmt的关系的限制速度信息。根据该限制速度信息和上述算出的距离d,能算出工作装置2整体的限制速度Vcy_lmt。
在上述限制速度Vcy_lmt的算出中使用的限制速度信息是工作装置2整体的铲尖限制速度图表。使用图13(A)及图13(B),对该工作装置2整体的铲尖限制速度图表进行说明。
图13(A)是说明实施方式中的停止控制下的工作装置2整体的铲尖限制速度图表的一例的图。图13(B)是将图13(A)的区域R放大示出的图。
如图13(A)及图13(B)所示,在此,纵轴表示目标设计地形方向的铲尖限制速度,横轴表示铲尖与目标设计地形之间的距离d。这样的工作装置2整体的铲尖限制速度图表例如存储于停止控制部54的储存部54a(图8)。
另外,根据铲斗8的重量而将多个铲尖限制速度图表储存于储存部54a。在本实施方式中,在储存部54a中储存有例如重量相对大的大铲斗用的铲尖限制速度图表(第一关系数据)和重量相对小的中·小铲斗用的铲尖限制速度图表(第二关系数据)这两个图表。上述的大铲斗用的铲尖限制速度图表用虚线表示,中·小铲斗用的铲尖限制速度图表用实线表示。
需要说明的是,储存于储存部54a的铲尖限制速度图表并不局限于两个,可以与大铲斗、中铲斗、小铲斗对应地储存三个,也可以储存四个以上。
如图13(A)所示,目标设计地形方向的铲尖限制速度具有高速度区域VH和低速度区域VL(与区域R对应)。在高速度区域VH中,大铲斗8的铲尖限制速度和中·小铲斗8的铲尖限制速度相同。在低速度区域VL中,大铲斗8的铲尖限制速度与中·小铲斗8的铲尖限制速度不同。
在该低速度区域VL中,在大铲斗8的情况(第一指定状态)和中·小铲斗8的情况(第二指定状态)下,如双点划线所示,在铲斗8的铲尖8a的速度为相同速度Va时,用虚线表示的大铲斗用的铲尖限制速度图表中的铲尖8a开始减速的距离da大于中·小铲斗用的铲尖限制速度图表中的铲尖8a开始减速的距离db。在铲斗8的铲尖8a从目标设计地形的上方朝向目标设计地形移动的情况下,若使用大铲斗8的情况下和使用中·小铲斗8的情况下的铲尖8a的速度相同,则在大铲斗8的情况下,从比中·小铲斗8的情况下远离目标设计地形的位置起开始用于向目标设计地形的对位的减速控制。
在图13(B)所示的区域R中,大铲斗用的铲尖限制速度图表具有第一减速区间D1和第二减速区间D2。第一减速区间D1设定在比所述第二减速区间D2接近目标设计地形(距离d=0)的位置。第二减速区间D2中的、相对于铲尖8a与目标设计地形之间的距离d的变化(减少)而减速的程度设定得大于第一减速区间D1中的、相对于铲尖8a与目标设计地形之间的距离d的变化(减少)而减速的程度。
中·小铲斗用的铲尖限制速度图表具有第三减速区间D3和第四减速区间D4。第三减速区间D3设定在比第四减速区间D4接近目标设计地形的位置。第四减速区间D4中的、相对于铲尖8a与目标设计地形之间的距离d的变化(减少)而减速的程度设定得大于第三减速区间D3中的、相对于铲尖8a与目标设计地形之间的距离d的变化(减少)而减速的程度。
中·小铲斗用的铲尖限制速度图表的第三减速区间D3设定在比大铲斗用的铲尖限制速度图表的第一减速区间D1接近目标设计地形的位置。另外,中·小铲斗用的铲尖限制速度图表的第四减速区间D4设定在比大铲斗用的铲尖限制速度图表的第二减速区间D2接近目标设计地形的位置。
上述的使用铲尖限制速度图表的停止控制方法如下所述。
图14是用于说明使用铲尖限制速度图表的停止控制方法的流程图。
如图14及图8所示,根据铲斗8的重量而求出的多个关系数据(图13所示的大铲斗用的铲尖限制速度图表和中·小铲斗用的铲尖限制速度图表)储存于储存部54a(步骤SB1:图14)。
在更换铲斗8之后(步骤SB2:图14),由操作员来操作人机接口部32,将表示铲斗8的重量的重量数据经由输入部321或显示部322向铲斗重量指定部59输入。由此,铲斗重量指定部59获取重量数据(步骤SB3:图14)。铲斗重量指定部59指定重量数据而向选择部54b输出。
选择部54b基于重量数据,从储存于储存部54a的多个关系数据中选择与重量数据对应的一个关系数据(步骤SB4:图14)。在本实施方式中,作为多个关系数据,从例如大铲斗用的铲尖限制速度图表及中·小铲斗用的铲尖限制速度图表中选择与铲斗8的重量数据对应的一个铲尖限制速度图表。选择部54b将选择的关系数据向限制速度获取部54c输出。
另一方面,如图6所示,铲斗位置数据生成部28B基于基准位置数据P、回转体方位数据Q及油缸长度数据L而生成铲斗位置数据S。目标挖掘地形数据生成部28C使用自铲斗位置数据生成部28B获取的铲斗位置数据S和存储于目标施工信息存储部28A的目标施工信息T,来生成目标挖掘地形U,并将该目标挖掘地形U向距离获取部53输出。
如图14及图8所示,距离获取部53从显示控制器28获取目标挖掘地形U,基于铲尖8a的铲斗位置数据S和目标挖掘地形U来算出距离d。该算出距离d的工序与图12所示的步骤SA4对应。
距离获取部53将上述距离d向限制速度获取部54c输出。限制速度获取部54c基于从选择部54b输入的上述关系数据和从距离获取部53输入的上述距离d,来获取铲斗8的铲尖8a的限制速度Vcy_lmt(步骤SB5:图14)。该获取限制速度Vcy_lmt的工序与图12所示的步骤SA5对应。
在获取限制速度Vcy_lmt之后,工作装置控制器26根据工作装置2整体的限制速度Vcy_lmt、动臂推定速度Vc_bm和铲斗推定速度Vc_bkt,来算出动臂6的限制速度(目标速度)的垂直速度分量(限制垂直速度分量)Vcy_bm_lmt(步骤SA6:图12)。
如图12及图6所示,工作装置控制器26将动臂6的限制垂直速度分量Vcy_bm_lmt转换成动臂6的限制速度(动臂限制速度)Vc_bm_lmt(步骤SA7:图12)。
工作装置控制器26根据动臂6的旋转角度α、斗杆7的旋转角度β、铲斗8的旋转角度、车辆主体位置数据P及目标挖掘地形U等,求出与目标挖掘地形U的表面垂直的方向和动臂限制速度Vc_bm_lmt的方向之间的关系,并将动臂6的限制垂直速度分量Vcy_bm_lmt转换成动臂限制速度Vc_bm_lmt。这种情况下的运算通过与上述的根据动臂推定速度Vc_bm来求出与目标挖掘地形U的表面垂直的方向上的垂直速度分量Vcy_bm的运算相反的顺序来进行。
如图14及图6所示,限制速度获取部54c将获取的动臂限制速度Vc_bm_lmt向工作装置控制部57输出。工作装置控制部57确定与动臂限制速度Vc_bm_lmt对应的缸速度,将与缸速度对应的指令电流(控制信号)向控制阀27A输出(步骤SB6:图14)。由此,进行包括滑柱的移动量在内的工作装置2的控制。
在铲尖8a位于目标挖掘地形U的上方的情况下,铲尖8a越接近目标挖掘地形U,动臂6的限制垂直速度分量Vcy_bm_lmt的绝对值越减小,并且动臂6的限制速度的向与目标挖掘地形U的表面平行的方向的速度分量(限制水平速度分量)Vcx_bm_lmt的绝对值也越减小。因而,在铲尖8a位于目标挖掘地形U的上方的情况下,铲尖8a越接近目标挖掘地形U,动臂6的向与目标挖掘地形U的表面垂直的方向的速度和动臂6的向与目标挖掘地形U的表面平行的方向的速度均越减小。
[效果]
当铲斗8的类别不同时,铲斗8的重量不同的情况居多。当重量不同的铲斗8与斗杆7连接时,作用于驱动工作装置2的液压缸60的负载发生变化,相对于方向控制阀的滑柱的移动量的缸速度发生变化。由此,停止控制的控制误差变大,存在无法精度良好地进行停止控制的可能性。其结果是,挖掘精度可能会降低。在例如更换为重量大的铲斗的情况下,由于铲斗的惯性变大,因此工作装置的动作不易停止,基于停止控制的停止的精度变差。
相对于此,根据本实施方式,即使在从中·小铲斗8更换为大铲斗8的情况下,也会指定大铲斗8的重量大于中·小铲斗8的重量。并且,在使用大铲斗8的状态下,与使用中·小铲斗8的状态相比,能够从远离目标设计地形的位置起减小铲斗8的移动速度。因此,即使在更换为大铲斗8的情况下,也能够抑制铲斗8的铲尖8a侵入目标设计地形。由此,能够执行停止控制中设定好的动作,能够提高挖掘精度。
具体而言,如图13(B)所示,在铲尖8a向目标设计地形方向的移动速度为Va的情况下,就中·小铲斗8而言,当铲尖8a与目标设计地形之间的距离成为db时,铲尖8a向目标设计地形方向的移动速度开始减速。相对于此,就大铲斗8而言,当铲尖8a与目标设计地形之间的距离成为比db大的da时,铲尖8a向目标设计地形方向的移动速度开始减速。这样,在从中·小铲斗8更换为大铲斗8的情况下,从比使用中·小铲斗8的情况下远离目标设计地形的位置da起使铲尖8a的移动速度减速。因此,能够防止铲斗8的铲尖8a侵入目标设计地形。
另外,如图13(B)所示,在从大铲斗8更换为中·小铲斗8的情况下,从比使用大铲斗8的情况下接近目标设计地形的位置db起使移动速度减速。若假设移动速度从远离目标设计地形的位置起自动地减小,则操作员也可能会误以为是工作装置的故障等。因此,通过在使用中·小铲斗8的情况下从更接近目标设计地形的位置db起使移动速度减速,能够抑制操作员的上述感官上的错觉。
这样,能够精度良好地进行停止控制,挖掘精度得以提高,并且在将铲斗8的铲尖8a与目标设计地形对位时还能够抑制操作员的感官上的错觉。
另外,如图13(B)所示,在大铲斗用的铲尖限制速度图表中,远离目标设计地形的第二减速区间D2中的、相对于铲尖8a与目标设计地形之间的距离d的变化而减速的程度大于接近目标设计地形的第一减速区间D1中的、相对于铲尖8a与目标设计地形之间的距离d的变化而减速的程度。由此,在使重量大的铲斗8朝向目标设计地形移动时,在远离目标设计地形的位置处,增大相对于铲尖8a与目标设计地形之间的距离d的变化而减速的程度,从而能够迅速地减小铲斗8的速度。另外,在接近目标设计地形的位置处,减小相对于铲尖8a与目标设计地形之间的距离d的变化而减速的程度,从而能够使铲斗8的铲尖8a与目标设计地形准确地匹配。
另外,如图13(B)所示,在中·小铲斗用的铲尖限制速度图表中,远离目标设计地形的第四减速区间D4中的、相对于铲尖8a与目标设计地形之间的距离d的变化而减速的程度大于接近目标设计地形的第三减速区间D3中的、相对于铲尖8a与目标设计地形之间的距离d的变化而减速的程度。由此,在使重量小的铲斗8朝向目标设计地形移动时,在远离目标设计地形的位置处,增大相对于铲尖8a与目标设计地形之间的距离d的变化而减速的程度,从而能够迅速地减小铲斗8的速度。另外,在接近目标设计地形的位置处,减小相对于铲尖8a与目标设计地形之间的距离d的变化而减速的程度,从而能够使铲斗8的铲尖8a与目标设计地形准确地匹配。
<变形例>
在本变形例的停止控制中,除了基于图13所示的关系数据(铲尖限制速度图表)所进行的控制以外,还可以基于以下的相关数据来进行控制。
[相关数据]
本变形例是将图9的推定速度确定部52的缸速度运算部52B所利用的滑柱行程缸速度特性根据铲斗重量而改变的示例。通过这样,能够使铲斗重量的不同反映到推定速度上,能够提高推定速度的精度,提高停止控制的精度。
以下,使用图15,对上述变形例中的停止控制所使用的滑柱行程缸速度特性的一例进行说明。
图15是表示滑柱行程缸速度特性的一例的图。
如图15所示,横轴表示滑柱行程,纵轴表示缸速度。滑柱行程为零(原点)的状态是滑柱存在于初始位置的状态。线LN1表示铲斗8为大重量的情况下的第一相关数据。线LN2表示铲斗8为中重量的情况下的第一相关数据。线LN3表示铲斗8为小重量的情况下的第一相关数据。这样,第一相关数据根据铲斗8的重量而变化。
以使滑柱行程为正的方式使滑柱移动,由此工作装置2进行上升动作。以使滑柱行程为负的方式使滑柱移动,由此工作装置2进行下降动作。
在工作装置2的上升动作和下降动作中,缸速度的变化量不同。即,以执行上升动作的方式使滑柱行程从原点变化了规定量Str时的缸速度的变化量Vu与以执行下降动作的方式使滑柱行程从原点变化了规定量Str时的缸速度的变化量Vd不同。在本变形例中,尤其是基于有关下降动作的相关数据,相对于操作指令值(滑柱行程、PPC压力及缸速度)来控制工作装置2的动作。
在动臂6的下降动作中,在动臂6的重力作用(自重)下,与上升动作的情况相比,工作装置2以更高速移动。在工作装置2的下降动作中,铲斗8的重力越大,缸速度越快。因而,在动臂6(工作装置2)的下降动作中,缸速度的速度分布根据铲斗8的重量而大幅变化。
在执行停止控制的情况下,如上所述,动臂油缸10执行动臂6的下降动作。因而,通过基于图15所示那样的第一相关数据来控制动臂油缸10,由此即使铲斗8的重量发生变化,也能够使该铲斗8基于目标设计地形U精度良好地移动。即,在液压缸60进行动作时,即使在铲斗8的重量发生了改变的情况下,也能精细地控制液压缸60,由此能够执行高精度的限制挖掘控制。
[控制方法]
接着,使用图16,对本变形例涉及的液压挖掘机100的动作的一例进行说明。
如图8及图16所示,第一相关数据根据铲斗8的重量而求出多个,并储存于储存部58(步骤SC1:图16)。另外,第二相关数据(PPC压力-滑柱行程特性)及第三相关数据(缸速度-推定速度特性)也可以储存于储存部58。上述的第二相关数据及第三相关数据也可以分别根据铲斗8的重量而求出多个,并储存于储存部58。
在更换铲斗8之后(步骤SC2:图16),由操作员来操作人机接口部32,表示铲斗8的重量的重量数据经由输入部321向铲斗重量指定部59输入。铲斗重量指定部59获取重量数据(步骤SC3:图16)。铲斗重量指定部59将重量数据向推定速度确定部52输出。
推定速度确定部52基于重量数据,从储存于储存部58的多个第一相关数据中选择与重量数据对应的一个第一相关数据(步骤SC4:图16)。在本变形例中,从图15所示的用线LN1表示的第一相关数据、用线LN2表示的第一相关数据及用线LN3表示的第一相关数据中选择与铲斗8的重量数据对应的一个相关数据。同样,选择与重量数据对应的第二相关数据及第三相关数据。
推定速度确定部52基于所选择的第一相关数据、第二相关数据及第三相关数据、输入的信息等(滑柱行程、PPC压力及缸速度),来确定推定速度(步骤SC5:图16)。确定该推定速度的工序与图12所示的步骤SA2对应。
具体而言,推定速度确定部52使用所选择的第一相关数据,基于输入的滑柱行程来确定缸速度。推定速度确定部52使用所选择的第二相关数据,基于获得的缸速度来确定推定速度。另外,根据需要,推定速度确定部52可以使用第三相关数据,根据先导压力(PPC压力)来确定滑柱行程。
推定速度确定部52将确定好的推定速度向限制速度获取部54c输出。限制速度获取部54c使用该推定速度,按照图12及图14的流程来确定动臂6的限制速度Vc_bm_lmt。停止控制部54将该限制速度Vc_bm_lmt向工作装置控制部57输出。
工作装置控制部57获取动臂限制速度Vc_bm_lmt,并基于该动臂限制速度Vc_bm_lmt来生成控制信号CBI。工作装置控制部57将该控制信号CBI向控制阀27C输出(步骤SC6:图16)。
由此,图8所示的工作装置控制器26能够通过停止控制以使铲斗8的铲尖8a不侵入目标挖掘地形U的方式对动臂6进行控制。
<其他>
以上,对本发明的一实施方式及变形例进行了说明,但本发明并不限定于上述实施方式及变形例,可以在不脱离发明的主旨的范围内进行各种变更。
例如,可以以使铲斗8的铲尖8a的限制速度根据铲斗8的重量而连续地改变的方式进行控制。例如,使用图13所示那样的两个铲尖限制速度图表,在两个铲尖限制速度图表之间进行插补,由此能够以使铲尖8a的限制速度连续地改变的方式进行控制。
另外,在上述中,对使用图13所示那样的两个铲尖限制速度图表的情况进行了说明,但即使不储存这样的图表,也可以通过运算来进行上述的控制。
另外,在上述中,对操作装置25为先导液压方式的情况进行了说明,但操作装置25也可以是电杆方式。例如,可以设置检测操作装置25的操作杆的操作量并将与该操作量相应的电压值向工作装置控制器26输出的电位计等的操作杆检测部。工作装置控制器26可以基于该操作杆检测部的检测结果,向控制阀27输出控制信号来调整先导液压。本控制由工作装置控制器进行,但也可以由传感器控制器30等其他的控制器进行。
在上述中,如图8所示,分别示出了储存部54a、58,但储存部54a、58可以包含于一个RAM、ROM等中,也可以是彼此共通的储存部。另外,储存部54a、58还可以包含于互不相同的RAM、ROM等中。
在上述中,对作业车辆为液压挖掘机100的情况进行了说明,但作业车辆不限定于液压挖掘机,也可以是其他种类的作业车辆。
另外,全局坐标系中的液压挖掘机100的位置的获取并不限于GNSS,也可以通过其他的测位机构来进行。因而,铲尖8a与目标设计地形之间之间的距离d的获取并不限于GNSS,也可以通过其他的测位机构来进行。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,应当认为本次公开的实施方式在所有方面均是例示,而并非是限制性的内容。本发明的范围由权利要求书表示,意在包含与权利要求书等同意义以及范围内的所有变更。
【符号说明】
1 车辆主体、2 工作装置、3 回转体、4 驾驶室、4S 驾驶座、5 行驶装置、5Cr 履带、6 动臂、7 斗杆、8 铲斗、8a 铲尖、9 发动机室、10 动臂油缸、11 斗杆油缸、12 铲斗油缸、13 动臂销、14斗杆销、15 铲斗销、16 动臂油缸行程传感器、17 斗杆油缸行程传感器、18 铲斗油缸行程传感器、19 扶手、20 位置检测装置、21 天线、21A 第一天线、21B 第二天线、23 全局坐标运算部、25 操作装置、25L 第二操作杆、25R 第一操作杆、26 工作装置控制器、27、27A、27B、27C 控制阀、28 显示控制器、28A 目标施工信息存储部、28B铲斗位置数据生成部、28C 目标挖掘地形数据生成部、29、322 显示部、30 传感器控制器、32 人机接口部、40A 盖侧油室、40B 杆侧油室、51 梭阀、52 推定速度确定部、52A 滑柱行程运算部、52B 缸速度运算部、52C 目标速度运算部、53 距离获取部、54 停止控制部、54a、58 储存部、54b 选择部、54c 限制速度获取部、57 工作装置控制部、59 铲斗重量指定部、60 液压缸、63 回转马达、64 方向控制阀、65滑柱行程传感器、66、67、68 压力传感器、80 滑柱、100 作业车辆、200 控制系统、300 液压系统、321 输入部、450 先导油路、451、451A、451B、452、452A、452B、501、502 油路。

Claims (8)

1.一种作业车辆,其具备:
工作装置,其包括动臂、斗杆和铲斗;
重量指定部,其用于指定安装于所述斗杆的所述铲斗的重量;
距离获取部,其获取所述铲斗的铲尖与目标设计地形之间的距离;
停止控制部,其在所述铲斗的所述铲尖接近所述目标设计地形时,执行在所述铲斗的所述铲尖到达所述目标设计地形的跟前使所述工作装置的动作停止的停止控制,
所述停止控制部控制为:在利用所述重量指定部将所述铲斗的重量指定为第一重量的第一指定状态和将所述铲斗的重量指定为小于所述第一重量的第二重量的第二指定状态这两方的状态下,所述铲斗的朝向所述目标设计地形的方向的移动速度相同时,在所述第一指定状态下,从比所述第二指定状态远离所述目标设计地形的位置起使所述铲斗的朝向所述目标设计地形的方向的移动速度减速。
2.根据权利要求1所述的作业车辆,其中,
所述停止控制部具有:
储存部,其根据所述铲斗的重量而储存多个规定所述铲斗的所述铲尖与所述目标设计地形之间的距离和所述铲斗的所述铲尖的限制速度的关系的关系数据;
选择部,其基于由所述重量指定部指定的所述铲斗的重量,从储存于所述储存部的多个所述关系数据中选择一个关系数据;
限制速度获取部,其使用由所述选择部选择的所述一个关系数据,基于由所述距离获取部获得的所述距离来获取所述铲斗的所述铲尖的所述限制速度,
所述停止控制部基于所述铲斗的所述铲尖的所述限制速度来执行所述停止控制。
3.根据权利要求2所述的作业车辆,其中,
多个所述关系数据包括第一关系数据和第二关系数据,
选择所述第一关系数据时的所述铲斗的重量比选择所述第二关系数据时的所述铲斗的重量大,
所述第一关系数据中的所述铲斗的所述铲尖的所述限制速度开始减速的所述距离大于所述第二关系数据中的所述铲斗的所述铲尖的所述限制速度开始减速的所述距离。
4.根据权利要求3所述的作业车辆,其中,
所述第一关系数据具有第一减速区间和第二减速区间,
所述第一减速区间设定在比所述第二减速区间接近所述目标设计地形的位置,并且,所述第二减速区间中的、相对于所述铲斗的所述铲尖与所述目标设计地形之间的距离的变化而减速的程度比所述第一减速区间中的、相对于所述铲斗的所述铲尖与所述目标设计地形之间的距离的变化而减速的程度大。
5.根据权利要求4所述的作业车辆,其中,
所述第二关系数据具有第三减速区间和第四减速区间,
所述第三减速区间设定在比所述第四减速区间接近所述目标设计地形的位置,并且,所述第四减速区间中的、相对于所述铲斗的所述铲尖与所述目标设计地形之间的距离的变化而减速的程度比所述第三减速区间中的、相对于所述铲斗的所述铲尖与所述目标设计地形之间的距离的变化而减速的程度大,
所述第四减速区间设定在比所述第二减速区间接近所述目标设计地形的位置。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的作业车辆,其中,
该作业车辆还具备驱动所述工作装置的液压缸,
所述重量指定部基于所述铲斗悬空的状态下的在所述液压缸的内部产生的压力,来指定安装于所述斗杆的所述铲斗的重量。
7.根据权利要求1~5中任一项所述的作业车辆,其中,
该作业车辆还具备操作员能够进行操作来输入所述铲斗的重量的监视器,
所述重量指定部基于由所述操作员输入到所述监视器中的所述铲斗的重量,来指定安装于所述斗杆的所述铲斗的重量。
8.根据权利要求2所述的作业车辆,其中,
该作业车辆还具备:
推定速度确定部,其基于操作构件的操作量来推定所述动臂的速度;
方向控制阀,其具有能够移动的滑柱,并通过所述滑柱的移动来控制工作油相对于驱动所述工作装置的液压缸的供给,
所述储存部储存与所述铲斗的重量相应的、表示所述液压缸的缸速度与使所述液压缸动作的操作指令值之间的关系的多个相关数据,
所述推定速度确定部基于由所述重量指定部指定的所述铲斗的重量,从储存于所述储存部的多个所述相关数据中选择一个相关数据,并且使用所选择的所述一个相关数据来获取所述动臂的推定速度,
所述停止控制部基于所述动臂的所述推定速度和所述动臂的所述限制速度,来执行所述停止控制。
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