CN110709563B - 作业机械、包含作业机械的系统及作业机械的控制方法 - Google Patents

作业机械、包含作业机械的系统及作业机械的控制方法 Download PDF

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Abstract

控制器(8)以工作装置(3)的基本姿态下的铲斗(3c)内的载荷值W0b为基准值，取得与该基本姿态不同的姿态下的铲斗(3c)内的载荷值W0a、W0c作为比较值。控制器(8)基于基准值和比较值，预先生成与工作装置(3c)的姿态对应的修正数据。控制器(8)检测工作装置(3)的当前的姿态，并基于修正数据计算工作装置(3)当前的姿态下的铲斗(3c)内的载荷值的修正量AAd。控制器(8)使用上述修正量AAd对工作装置(3)的当前的姿态下的铲斗(3c)内的载荷值W进行修正，取得修正后的载荷值WP。

Description

作业机械、包含作业机械的系统及作业机械的控制方法
技术领域
本申请涉及作业机械、包含作业机械的系统及作业机械的控制方法。
背景技术
铲斗内的载荷对于知晓作业机械的工作量来说是重要的。例如，在日本特开2010-89633号公报(专利文献1)中公开了运算铲斗内的载荷值的技术。
在该公报中，根据以动臂基座销为中心的力矩的平衡式通过运算来取得货物的当前载荷值。通过累计该当前载荷值来运算累计载荷值。当该累计载荷值达到目标载荷值时，将该状态报告给操作员。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-89633号公报
发明内容
发明要解决的课题
在上述力矩的平衡式中，由于实际的工作装置被模型化，因此根据工作装置的姿态而在与实际的工作装置之间产生误差。
本申请的目的在于提供一种能够减小由工作装置的姿态引起的误差的作业机械、包含作业机械的系统及作业机械的控制方法。
用于解决课题的方案
本申请中的作业机械具备工作装置和控制器。工作装置具有：动臂；在该动臂的前端安装的斗杆；以及在该斗杆的前端安装的铲斗。控制器取得铲斗内的载荷值。控制器以工作装置的基本姿态下的铲斗内的载荷值为基准值，取得工作装置的与基本姿态不同的姿态下的铲斗内的载荷值作为比较值。控制器基于基准值和比较值，预先生成与工作装置的姿态对应的修正数据。控制器检测工作装置的当前的姿态，基于修正数据计算工作装置的当前的姿态下的铲斗内的载荷值的修正量。控制器通过使用该修正量对工作装置的当前的姿态下的铲斗内的载荷值进行修正，从而取得修正后的载荷值。
本申请中的系统包含作业机械，该作业机械具备工作装置和控制器。工作装置具有：动臂；在该动臂的前端安装的斗杆；以及在该斗杆的前端安装的铲斗。控制器取得铲斗内的载荷值。控制器以工作装置的基本姿态下的铲斗内的载荷值为基准值，取得工作装置的与基本姿态不同的姿态下的铲斗内的载荷值作为比较值。控制器基于基准值和比较值，预先生成与工作装置的姿态对应的修正数据。控制器检测工作装置的当前的姿态，基于修正数据计算工作装置的当前的姿态下的铲斗内的载荷值的修正量。控制器通过使用该修正量对工作装置的当前的姿态下的铲斗内的载荷值进行修正，从而取得修正后的载荷值。
本申请中的作业机械的控制方法是具备工作装置的作业机械的控制方法，其中，该工作装置具有：动臂；在该动臂的前端安装的斗杆；以及在该斗杆的前端安装的铲斗。本申请中的作业机械的控制方法以工作装置的基本姿态下的铲斗内的载荷值为基准值，取得工作装置的与基本姿态不同的姿态下的铲斗内的载荷值作为比较值，基于基准值和比较值，生成与工作装置的姿态对应的修正数据。
发明效果
根据本申请，铲斗内的载荷值使用基于与工作装置的姿态对应的修正数据的修正量进行修正，因此能够减小由工作装置的姿态引起的误差。
附图说明
图1是概略地示出本申请的一实施方式中的作业机械的结构的图。
图2是示出本申请的一实施方式中的作业机械的控制方法的流程图的(A)、(B)。
图3是用于说明力矩的平衡的工作装置的示意图。
图4是用于说明图1所示的液压挖掘机中与工作装置的姿态对应的修正数据的生成的作业机械的图。
图5是示出与工作装置的姿态对应的修正数据的图。
图6是示出铲斗内的载荷值与铲斗内的载荷值的修正量的关系的图。
图7是示出与铲斗更换前后的工作装置的姿态对应的修正数据的图。
图8是示出铲斗更换前后的铲斗内的载荷值与铲斗内的载荷值的修正量的关系的图。
具体实施方式
以下基于附图说明本申请的实施方式。
首先，说明本申请的一实施方式中的作业机械的结构。以下作为能够应用本申请的技术思想的作业机械的一例，使用图1说明液压挖掘机。需要说明的是，本申请除了液压挖掘机以外，只要是具有铲斗的作业机械就能够应用。
在以下的说明中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”是以落座于驾驶室2a内的驾驶席2b的操作员为基准的方向。
图1是概略地示出作为本申请的一实施方式中的作业机械的一例的液压挖掘机的结构的侧视图。如图1所示，本实施方式的液压挖掘机10主要具有行驶体1、回转体2及工作装置3。由行驶体1和回转体2构成作业机械主体。
行驶体1具有左右一对履带装置1a。该左右一对履带装置1a各自具有履带。通过驱动左右一对履带而进行旋转，从而使液压挖掘机10自动行走。
回转体2相对于行驶体1以回转自如的方式设置。该回转体2主要具有驾驶室2a、驾驶席2b、发动机室2c及配重2d。驾驶室2a配置在回转体2的例如前方左侧(车辆前侧)。在驾驶室2a的内部空间配置有供操作员落座的驾驶席2b。
发动机室2c及配重2d各自配置在回转体2的后方侧(车辆后侧)。发动机室2c收纳发动机单元(发动机、排气处理构造体等)。发动机室2c的上方由发动机罩覆盖。配重2d配置在发动机室2c的后方。
工作装置3轴支承于回转体2的前方侧且驾驶室2a的例如右侧。工作装置3例如具有动臂3a、斗杆3b、铲斗3c以及作为液压缸的动臂缸4a、斗杆缸4b、铲斗缸4c等。动臂3a的基端部通过动臂基座销5a而以能够旋转的方式与回转体2连结。另外，斗杆3b的基端部通过动臂前端销5b而以能够旋转的方式与动臂3a的前端部连结。铲斗3c通过销5c而以能够旋转的方式与斗杆3b的前端部连结。
动臂3a能够由动臂缸4a进行驱动。通过该驱动，动臂3a能够以动臂基座销5a为中心而相对于回转体2沿上下方向转动。斗杆3b能够由斗杆缸4b进行驱动。通过该驱动，斗杆3b能够以动臂前端销5b为中心而相对于动臂3a沿上下方向转动。铲斗3c能够由铲斗缸4c进行驱动。通过该驱动，铲斗3c能够以销5c为中心而相对于斗杆3b沿上下方向转动。这样，工作装置3能够进行驱动。
在动臂缸4a的缸盖侧安装有压力传感器6a。压力传感器6a能够检出动臂缸4a的缸盖侧油室40A(图2)内的工作油的压力(缸盖压力)。在动臂缸4a的底部侧安装有压力传感器6b。压力传感器6b能够检出动臂缸4a的缸底侧油室40B(图2)内的工作油的压力(底部压力)。
在动臂缸4a、斗杆缸4b以及铲斗缸4c分别安装有作为检出部的行程传感器7a、7b、7c。
能够根据动臂缸4a中的活塞杆4ab的位移量来计算动臂角A1。另外，能够根据斗杆缸4b中的活塞杆的位移量来计算斗杆角A2。另外，能够根据铲斗缸4c中的活塞杆的位移量来计算铲斗角A3。
行程传感器7a、7b、7c和压力传感器6a、6b分别与控制器8的运算装置8a电连接。由此，能够向控制器8内的运算装置8a发送上述的动臂缸4a的缸盖压力以及底部压力、动臂角A1、斗杆角A2以及铲斗角A3。
需要说明的是，也可以根据从行程传感器7a、7b、7c送至运算装置8a的电信号，由运算装置8a对动臂角A1、斗杆角A2以及铲斗角A3进行计算。
运算装置8a具有姿态检测部8c、基准值取得部8d1、比较值取得部8d2、修正数据生成部8e、修正量计算部8f、修正后的载荷值取得部8g、基于载荷修正表的修正部8h及载荷值计算部8i。姿态检测部8c具有基本姿态检测部8c1、其他姿态检测部8c2及当前的姿态检测部8c3。
控制器8也可以不仅具有运算装置8a，还具有存储部8b。存储部8b也可以存储表示后述的铲斗的载荷值的修正量相对于该铲斗的载荷值的大小的关系数据(载荷修正表)、规定对应于工作装置的姿态而变化的修正量的关系数据(与工作装置的姿态对应的修正数据：姿态修正表)、工作装置构成要素(动臂3a、斗杆3b、铲斗3c等)的重量、形状等。另外，上述两种关系数据等可以一开始就存储于存储部8b，另外，也可以通过操作员的操作从作业机械10的外部获取到存储部8b，另外，也可以在通过控制器8的运算而取得后存储于存储部8b。
该控制器8(运算装置8a)能够在姿态检测部8c中根据上述动臂角A1、斗杆角A2及铲斗角A3，通过运算检测工作装置3的姿态。
具体来说，在基本姿态检测部8c1中，能够根据上述动臂角A1、斗杆角A2及铲斗角A3，通过运算检测后述的工作装置3的基本姿态。另外，在其他姿态检测部8c2中，能够根据上述动臂角A1、斗杆角A2及铲斗角A3，通过运算检测后述的工作装置3的其他姿态。另外，在当前的姿态检测部8c3中，能够根据上述动臂角A1、斗杆角A2及铲斗角A3，通过运算检测工作装置3的当前的姿态。
控制器8(运算装置8a)具有在载荷值计算部8i中基于动臂缸4a的负荷运算铲斗3c内的当前的载荷值(计算载荷值)W的功能。具体来说，控制器8(运算装置8a)具有在载荷值计算部8i中根据动臂3a、斗杆3b及铲斗3c的力矩的平衡运算铲斗3c内的当前的载荷值(计算载荷值)W的功能。
另外，控制器8(运算装置8a)能够在基准值取得部8d1中取得工作装置3的基本姿态下的铲斗3c内的载荷值作为基准值，在比较值取得部8d2中取得工作装置3的与基本姿态不同的姿态下的铲斗3c内的载荷值作为比较值。控制器8(运算装置8a)能够在修正数据生成部8e中基于上述基准值和上述比较值预先生成与工作装置3的姿态对应的修正数据。控制器8(运算装置8a)能够在修正量计算部8f中，基于由当前的姿态检测部8c3检测的工作装置3的当前的姿态和由修正数据生成部8e生成的修正数据，计算工作装置3的当前的姿态下的铲斗3c内的载荷值的修正量。控制器8(运算装置8a)能够在修正后的载荷值取得部8g中，通过使用上述修正量对工作装置3的当前的姿态下的铲斗3c内的载荷值进行修正来取得修正后的载荷值。
另外，控制器8(运算装置8a)具有在空载状态下的铲斗3c的载荷值变化时(铲斗3c的更换时或砂土向铲斗3c附着时)，通过运算生成与工作装置3的姿态对应的修正数据的功能。该功能在空载状态下的铲斗3c的载荷值变化时，由基本姿态检测部8c1、其他姿态检测部8c2、基准值取得部8d1、比较值取得部8d2、修正数据生成部8e及载荷值计算部8i执行。
另外，控制器8(运算装置8a)除了进行基于与工作装置3的姿态对应的修正数据的修正之外，还具有在基于载荷修正表的修正部8h中基于载荷修正表对铲斗3c内的载荷值进行修正的功能。该载荷修正表是表示铲斗3c的载荷值的修正量相对于铲斗3c的载荷值的大小的关系数据。
控制器8可以搭载于作业机械10。另外，控制器8也可以设置于除了作业机械10以外的例如基站等，在该情况下，由作业机械10和控制器8构成用于计算铲斗3c内的载荷值的系统。
接下来，使用图2～图6说明在本实施方式的作业机械中运算铲斗3c内的载荷值的方法。
图2的(A)是示出本申请的一实施方式中的作业机械的控制方法的流程图。图2的(B)是详细示出图2的(A)中的载荷值修正(步骤S2)的流程图。
如图2的(A)所示，在本实施方式中，首先，根据静态平衡检出铲斗3c内的当前的载荷值W(步骤S1)。然后，基于工作装置3的姿态修正铲斗3c内的当前的载荷值W(步骤S2)。然后，进一步优选基于载荷修正表对铲斗3c内的修正后的载荷值WP进行修正(载荷修正)(步骤S3)。以下说明上述各步骤S1～S3。
图3是用于说明力矩的平衡的工作装置的示意图。如图3所示，在本实施方式中，首先，根据静态平衡检出铲斗3c内的当前的载荷值W(步骤S1：图2的(A))。具体来说，根据绕动臂基座销5a的各力矩的平衡来检出铲斗3c内的当前的载荷值W。在此，绕动臂基座销5a的各力矩的平衡由以下的式(1)表示。
Mboomcyl＝Mboom+Marm+Mbucket+W×L…式(1)
在式(1)中，Mboomcyl是动臂缸4a的绕动臂基座销5a的力矩。Mboom是动臂3a的绕动臂基座销5a的力矩。Marm是斗杆3b的绕动臂基座销5a的力矩。Mbucket是铲斗3c的绕动臂基座销5a的力矩。W是铲斗3c内的当前的载荷值。L是从动臂基座销5a到销5c(铲斗3c支承于斗杆3b的部分)的水平方向上的距离。
根据动臂缸4a的负荷(缸盖压力以及底部压力)来计算Mboomcyl。
根据动臂3a的重心C1与动臂基座销5a之间的距离r1和动臂3a的重量M1之积(r1×M1)来计算Mboom。根据动臂角A1等来计算动臂3a的重心C1的位置。动臂3a的重量M1等存储于存储部8b。
根据斗杆3b的重心C2与动臂基座销5a之间的距离r2和斗杆3b的重量M2之积(r2×M2)来计算Marm。根据斗杆角A2等来计算斗杆3b的重心C2的位置。斗杆3b的重量M2等存储于存储部8b。
根据铲斗3c的重心C3与动臂基座销5a之间的距离r3和铲斗3c的重量M3之积(r3×M3)来计算Mbucket。根据铲斗角A3等来计算铲斗的重心C3的位置。铲斗3c的重量M3等存储于存储部8b。
如图1以及图3所示，在铲斗3c内的当前的载荷值W的计算中，分别通过行程传感器7a、7b、7c来检出动臂缸4a、斗杆缸4b、铲斗缸4c的位移量。由控制器8等基于动臂缸4a、斗杆缸4b、铲斗缸4c的位移量来计算动臂角A1、斗杆角A2以及铲斗角A3。由控制器8等基于这些动臂角A1、斗杆角A2以及铲斗角A3来计算重心C1、C2、C3的各位置。
根据重心C1与动臂3a的重量M1之积来计算动臂3a的绕动臂基座销5a的力矩Mboom。另外，根据重心C2的位置与斗杆3b的重量M2之积来计算斗杆3b的绕动臂基座销5a的力矩Marm。另外，根据重心C3的位置与铲斗3c的重量M3之积来计算铲斗3c的绕动臂基座销5a的力矩Mbucket。
另一方面，由压力传感器6a检出动臂缸4a的缸盖压力。由压力传感器6b检出动臂缸4a的底部压力。基于该动臂缸4a的缸盖压力和底部压力，由控制器8等计算动臂缸4a的绕动臂基座销5a的力矩Mboomcyl。
另外，基于上述计算出的动臂角A1、斗杆角A2、动臂3a的长度以及斗杆3b的长度，由控制器8等计算从动臂基座销5a到销5c的水平方向上的距离L。
通过将上述计算出的各力矩Mboomcyl、Mboom、Marm、Mbucket以及距离L代入上式(1)，从而由控制器8等计算铲斗3c内的当前的载荷值W。
本发明的发明人发现，按照上述方式计算出的载荷值W根据工作装置3的姿态而变化。载荷值W根据该工作装置3的姿态而变化的理由被认为是，图3所示的上述计算模型具有与实际的工作装置3不同的假定。
具体来说，图3所示的计算模型未将图1所示的斗杆缸4b、铲斗缸4c模型化。
另外，图3所示的计算模型假定为载荷处于斗杆3b的前端(换句话说是销5c)的位置。另一方面，在图1所示的实际的作业机械10中，载荷存在于铲斗3c的内部。因此，关于该载荷的位置，图3的计算模型的假定与图1的实际的工作装置3相互不同。
另外，图3所示的计算模型假定铲斗3c相对于斗杆3b在最大卷入位置处被固定的状态。另一方面，在图1所示的实际的作业机械10中，伴随着动臂3a以及斗杆3b的动作，铲斗3c也相对于斗杆3b进行旋转。因此，关于铲斗3c相对于斗杆3b的旋转位置，图3的计算模型的假定与图1的实际的工作装置3也相互不同。
另外，在图3所示的计算模型中未假定动臂缸4a的滑动阻力(缸动作时的摩擦)。另一方面，在图1所示的实际的作业机械10中产生动臂缸4a的滑动阻力。因此，关于动臂缸4a的滑动阻力的有无，图3的计算模型的假定与图1的实际的工作装置3也相互不同。
如上所述，认为在所计算出的铲斗3c内的当前的载荷值W中，包含基于图3的计算模型与图1所示的实际的工作装置3不同的假定的误差E1。
因此，接下来，进行将基于与计算模型的差异的误差E1从载荷值W中去除的修正。该修正通过基于工作装置的姿态修正铲斗3c内的当前的载荷值W来进行(步骤S2：图2的(A))。关于该修正，使用图2的(B)、图4及图5进行说明。
图4是用于说明在图1所示的液压挖掘机中生成与工作装置的姿态对应的修正数据(姿态修正表)的图。图5是示出与工作装置的姿态对应的修正数据(姿态修正表)的图。
如图4所示，首先检测工作装置3的多个姿态(例如三个姿态)。在此，斗杆角θa设定为例如50°，斗杆角θb例如设定为70°，斗杆角θc例如设定为110°。另外，斗杆角θb为斗杆3b相对于地面例如沿垂直方向(铅垂状态)延伸的状态。成为该斗杆角θb的姿态为基本姿态。另外，斗杆角θa及斗杆角θc的各姿态是与作为斗杆角θb的基本姿态不同的姿态。
根据以上说明，首先，工作装置3的基本姿态(斗杆角θb的姿态)通过基本姿态检测部8c1(图1)检测(步骤S21a、图2的(B))。另外，与基本姿态不同的其他姿态(斗杆角θa、θc的姿态)通过其他姿态检测部8c2(图1)检测(步骤S21b、图2的(B))。
接下来，在工作装置3的多个(例如三个)姿态下，测量空载状态的铲斗3c的载荷值W0。具体来说，基于由基本姿态检测部8c1(图1)检测的基本姿态(斗杆角θb的姿态)和由载荷值计算部8i(图1)计算出的空载状态下的铲斗3c的载荷值W0b，基准值取得部8d1(图1)取得空载状态下的铲斗3c的载荷值W0b作为基准值(步骤S22a、图2的(B))。另外，基于由其他姿态检测部8c2(图1)检测的其他姿态(斗杆角θa、θc的姿态)和由载荷值计算部8i(图1)计算出的空载状态下的铲斗3c的载荷值W0a、W0c，比较值取得部8d2(图1)取得空载状态下的铲斗3c的载荷值W0a、W0c作为比较值(步骤S22b、图2的(B))。上述载荷值W0a、W0b、W0c的测量使用图3所示的上述计算模型进行。
然后，根据基准值和比较值，生成与工作装置3的姿态对应的修正数据(步骤S23、图2的(B))。修正数据的生成按照下述方式进行。
在修正数据的生成中，图1所示的三个斗杆角θa、θb、θc分别被换算为半径方向尺寸La、Lb、Lc。半径方向尺寸La、Lb、Lc分别是从工作装置3的钩部的位置到作业机械10的回转中心的水平方向的距离。需要说明的是，半径方向尺寸La、Lb、Lc也可以分别设为从工作装置3的钩部的位置到动臂基座销5a的水平方向的距离。
另外，根据空载状态的铲斗3c的载荷值W0a、W0b、W0c求出修正量。作为该修正量，求出以载荷值W0b为基准时的载荷值W0a的修正量AAa和以载荷值W0b为基准时的载荷值W0c的修正量AAc。
修正量AAa通过从载荷值W0a减去载荷值W0b来求出(AAa＝W0a-W0b)。另外，修正量AAc通过从载荷值W0c减去载荷值W0b来求出(AAc＝W0c-W0b)。
如图5所示，接下来，在将横轴设为半径方向尺寸、将纵轴设为修正量的曲线图中，绘制上述结果((横轴，纵轴)＝(La，AAa)、(Lb，0)、(Lc，AAc))。然后，在上述曲线图上，将点(La，AAa)与点(Lb，0)以直线连结，且将点(Lc，AAc)与点(Lb，0)以直线连结。按照这种方式，根据上述基准值(载荷值W0b)和上述比较值(载荷值W0a、W0c)，通过控制器8(运算装置8a)的修正数据生成部8e(图1)生成与工作装置3的姿态对应的修正数据(姿态修正表)(步骤S23、图2的(B))。该姿态修正表由一次函数表示。按照这种方式生成的姿态修正表可以存储在图1所示的控制器8的存储部8b等中，另外也可以存储在其他存储部中。
在生成上述的姿态修正表后，基于该姿态修正表对使用图3所示的计算模型计算出的铲斗3c的当前的载荷值W进行修正。以下说明载荷值W的修正。
具体来说，首先，通过控制器8(运算装置8a)的当前的姿态检测部8c3(图1)检测工作装置3的当前的姿态(步骤S24、图2的(B))。该工作装置3的当前的姿态根据上述动臂角A1、斗杆角A2及铲斗角A3，通过控制器8(运算装置8a)进行运算来检测。
在上述工作装置3的当前的姿态下的半径方向尺寸为图5中的Ld的情况下，根据图5的姿态修正表，修正量为AAd。按照这种方式，铲斗3c内的载荷值的修正量AAd由控制器8(运算装置8a)的修正量计算部8f(图1)计算(步骤S25、图2的(B))。
接下来，通过控制器8(运算装置8a)的载荷值计算部8i计算上述工作装置3的当前的姿态下的铲斗3c的载荷值W。该载荷值W的计算使用图3所示的上述计算模型，通过控制器8(运算装置8a)的载荷值计算部8i进行。
接下来，基于上述修正量AAd和载荷值W，通过控制器8(运算装置8a)的修正后的载荷值取得部8g对工作装置3的当前的姿态下的铲斗3c内的载荷值W进行修正，从而取得修正后的载荷值WP(步骤S26、图2的(B))。具体来说，通过将铲斗3c的当前的载荷值W加上修正量AAd，从而获得修正后的载荷值WP(WP＝W+AAd)。按照这种方式，铲斗3c内的当前的载荷值W基于对应于工作装置3的姿态而变化的修正量被修正。
实际上，在工作装置3动作的期间，工作装置3的姿态随时变化。因此，每隔规定时间计算相应时刻的载荷值W和修正量AAd，运算修正后的载荷值WP。
在此，动臂缸4a中的滑动阻力按机体而不同。因此，认为按照上述方式修正的修正后的载荷值WP中包含由动臂缸4a的滑动阻力引起的误差E2。本发明的发明人发现，使用铲斗3c内的载荷值越大、修正量的绝对值越小的关系数据(载荷修正表)，能够恰当地去除由动臂缸4a的滑动阻力引起的误差E2。
具体来说，本发明的发明人为了调查由动臂缸4a的滑动阻力引起的误差E2的影响，在规定的斗杆角处，计测在空载状态下计测时的载荷值的误差与对铲斗3c施加规定的载荷并计测时的载荷值的误差，调查满足以上多个载荷值的误差的关系。其结果，本发明的发明人发现，如图6所示，通过使用铲斗3c内的载荷值越大、修正量的绝对值越小的关系数据(载荷修正表)，能够减小上述误差。另外，本发明的发明人发现，该载荷修正表中的载荷值与误差的关系能够通过二次函数(y＝αx2+β)来近似。
因此，接下来，通过使用图6所示的载荷修正表，进行从修正后的载荷值WP中去除基于动臂缸4a的滑动阻力的误差E2的修正。该修正通过基于表示铲斗3c的载荷值的修正量(误差)相对于铲斗3c的载荷值的大小的关系数据，修正铲斗3c内的修正后的载荷值WP来进行(步骤S3：图2的(A))。使用上述载荷修正表的修正，由图1所示的控制器8(运算装置8a)的基于载荷修正表的修正部8h进行。
该载荷修正表中的载荷值在对上述工作装置3的误差E1进行了修正后，是指修正后的载荷值WP。
另外，在载荷修正表中，如上所述，铲斗3c内的载荷值与铲斗3c内的载荷值的修正量的大小的关系由例如二次函数表示。在该情况下，载荷值的修正量的大小的绝对值随着铲斗3c内的载荷值的增加而呈二次函数减小。
在使用该载荷修正表的修正中，通过基于载荷修正表的关系，从进行了上述误差E1的修正的修正后的载荷值WP中去除误差来计算真实的载荷值WT。
具体来说，根据载荷修正表中的函数y＝αx2+β的曲线，求出修正后的载荷值WP中的修正量AC。通过从修正后的载荷值WP中减去该修正量AC来求出真实的载荷WT(WT＝WP-AC)。按照这种方式，在本实施方式中，对基于计算模型与实机的差异的误差E1和基于动臂缸4a的滑动阻力的误差E2进行修正，求出真实的载荷值WT。
接下来，说明由于铲斗3c更换或砂土等附着于铲斗3c而空载状态的铲斗3c的载荷值相对于更换前的铲斗的载荷值变化的情况下的铲斗3c内的载荷值的校正。
假设在更换了铲斗3c或铲斗3c上附着有砂土等的情况下，空载状态下的铲斗3c的载荷值变化。在该情况下，仅进行上述修正，可能无法准确计算铲斗3c内的载荷值。因此，在更换了铲斗3c或铲斗3c上附着有砂土等的情况下，希望对铲斗3c内的载荷值进行校正。以下，关于该校正，以更换了铲斗3c的情况为例进行说明，对于铲斗3c附着有砂土等的情况也相同。
在本实施方式中，在更换了铲斗3c或铲斗3c附着有砂土等的情况下，在更换后的铲斗3c中再次生成图5所示的姿态修正表。在姿态修正表的生成中，与上述同样地，在工作装置3的多个(例如三个)姿态下测量空载状态的铲斗3c的载荷值W0。
具体来说，在各斗杆角θa、θb、θc姿态下，测量空载状态的铲斗3c的载荷值W0a1、W0b1、W0c1。三个斗杆角θa、θb、θc分别换算为半径方向尺寸La、Lb、Lc。另外，根据空载状态的铲斗3c的载荷值W0a1、W0b1、W0c1求出修正量。作为该修正量，求出以斗杆角θb的载荷值W0b1为基准时的斗杆角θa的载荷值W0a1的修正量Aba、和以斗杆角θb的载荷值W0b1为基准时的斗杆角θc的载荷值W0c1的修正量ABc。
修正量Aba通过从斗杆角θa的载荷值W0a1减去斗杆角θb的载荷值W0b1来求出(ABa＝W0a1-W0b1)。另外，修正量ABc通过从斗杆角θc的载荷值W0c1减去斗杆角θb的载荷值W0b1来求出(ABc＝W0c1-W0b1)。
如图7所示，接下来，在将横轴设为半径方向尺寸、将纵轴设为修正量的曲线图中绘制上述结果。然后，在上述曲线图上，将半径方向尺寸La处的修正量ABa的点与半径方向尺寸Lb处的修正量0的点以直线连结，且将半径方向尺寸Lc处的修正量ABc的点与半径方向尺寸Lb处的修正量0的点以直线连结。由此生成与铲斗3c更换后的工作装置的姿态对应的修正数据(姿态修正表)。按照这种方式生成的铲斗3c更换后的姿态修正表可以存储在图1所示的控制器8中的存储部8b等中，另外也可以存储在其他存储部中。
在生成图7所示的姿态修正表后，基于该姿态修正表对更换后的铲斗3c内的当前的载荷值W(使用图3所示的计算模型计算出的载荷值)进行修正。具体来说，在计算出载荷值W时的半径方向尺寸为图7中的Ld的情况下，根据图7的姿态修正表，修正量为ABd。因此，通过将更换后的铲斗3c内的当前的载荷值W加上修正量ABd，从而获得修正后的载荷值WP(WP＝W+ABd)。按照这种方式，铲斗3c内的当前的载荷值W基于对应于工作装置3的姿态而变化的修正量被修正。
实际上，在工作装置3动作的期间内，工作装置3的姿态随时变化。因此，每隔规定时间计算相应时刻的载荷值W和修正量ABd，运算修正后的载荷值WP。
接下来，进行从修正后的载荷值WP中去除基于铲斗3c的更换后的动臂缸4a中的滑动阻力的误差E2的修正。该修正与图5所示同样地，通过基于表示铲斗3c的载荷值的误差相对于铲斗3c的载荷值的大小的关系数据，修正铲斗3c内的修正后的载荷值WP而进行。
但是，由于铲斗3c被更换，因此更换后的空载状态的铲斗3c的载荷值相对于更换前的空载状态的铲斗3c的载荷值变化。因此，如图8所示，需要将载荷修正表的二次曲线变更为与更换后的空载状态的铲斗3c的载荷值对应的二次曲线。在该情况下，更换后的空载状态的铲斗3c的载荷值相对于更换前的空载状态的铲斗3c的载荷值变化，修正量也需要相应地进行变更。由此，需要使更换后的铲斗3c的上述二次函数的曲线相对于更换前的铲斗3c的二次函数的曲线，在曲线图上沿纵轴方向平行移动。
在使用该变更后的载荷修正表的修正中，基于载荷修正表的关系，从进行了上述误差E1的修正的修正后的载荷值WP中去除载荷误差E2，从而计算真实的载荷值WT。
具体来说，根据载荷修正表中的函数y＝αx2+γ的曲线，求出修正后的载荷值WP处的修正量AD。通过从修正后的载荷值WP中减去该修正量AD，从而求出真实的载荷值WT(WT＝WP-AD)。按照这种方式，在本实施方式中，在铲斗3c更换后，对基于计算模型与实机的差异的误差E1和基于动臂缸4a的滑动阻力的误差E2进行修正，求出真实的载荷值WT。
需要说明的是，在更换了铲斗3c或铲斗3c附着有砂土等的情况下，也可以通过操作员按下校正开始的操作按钮来对铲斗3c内的载荷值进行校正。另外，可以通过作业机械10检出铲斗3c的更换或作业机械10检出铲斗3c附着有砂土的情况，自动进行铲斗3c内的载荷值校正。
接下来，说明本实施方式的作用效果。
在本实施方式中，通过使用图5所示的姿态修正表，从而使用基于与工作装置3的姿态对应的修正数据的修正量对铲斗3c内的载荷值进行修正。由此能够减小由工作装置3的姿态引起的载荷值的误差，能够实现准确的载荷值的计算。
另外，在本实施方式中，如图1及图5所示，控制器8根据工作装置3的互不相同的多个姿态下的空载状态的铲斗3c的载荷值W0a、W0b、W0c，通过运算生成与工作装置3的姿态对应的修正数据。由此，能够简单地生成姿态修正表。
另外，在本实施方式中，如图1及图7所示，控制器8在空载状态下的铲斗3c的载荷值变化时，通过运算生成与相应载荷值变化后的工作装置3的姿态对应的修正数据。由此，能够对由于铲斗3c的更换或砂土等附着于铲斗3c而空载状态的铲斗3c的载荷值变化的情况下的铲斗3c内的载荷值进行校正。
另外，在本实施方式中，如图1所示，设有存储与工作装置3的姿态对应的修正数据(姿态修正表)的存储部8b。由此，能够预先在存储部8b中存储多个姿态修正表，对应于铲斗3c的更换等从存储部8b取出需要的姿态修正表并使用。
另外，在本实施方式中，如图6所示，控制器8除了进行基于与工作装置3的姿态对应的修正数据的修正之外，还基于表示铲斗3c的载荷值的误差相对于铲斗3c的载荷值的大小的关系数据(载荷修正表)对铲斗3c内的载荷值进行修正。由此，能够减小基于动臂缸4a的滑动阻力的误差，能够获得更加准确的铲斗3c内的载荷值。
关于上述作业机械的控制方法总结说明如下。
如图1所示，本申请的作业机械的控制方法是具备工作装置3的作业机械的控制方法，该工作装置3具有铲斗3c，基于对应于工作装置3的姿态而变化的修正量对铲斗3c内的载荷值进行修正。
具体来说，本申请的作业机械的控制方法以工作装置3的基本姿态下的铲斗3c内的载荷值W0b为基准值，取得工作装置3c的与基本姿态不同的姿态下的铲斗3c内的载荷值W0a、W0c作为比较值，基于基准值和比较值，生成与工作装置3的姿态对应的修正数据。
另外，如图4所示，在本申请的工作装置的控制方法中，测量空载状态的铲斗3c的第一姿态(弧角θa或θc)下的铲斗3c的第一载荷值(W0a或W0c)、及第二姿态(弧角θb)下的铲斗3c的第二载荷值(W0b)。接下来，如图5所示，基于第一姿态下的第一载荷值和第二姿态下的第二载荷值，生成修正量根据工作装置3的姿态而变化的第一关系数据(第一修正表)。基于所生成的第一关系数据，对作业机械10工作时的铲斗3c的载荷值W0进行修正，获得修正后的载荷值WP。
另外，上述修正后的载荷值WP基于图5所示的载荷值越大、修正量(绝对值)越小的第二关系数据(第二修正表)进行修正，获得真实的载荷值WT。
另外，在铲斗3c更换后，测量更换后的空载状态的铲斗3c的第三姿态(弧角θa或θc)下的铲斗3c的第三载荷值(W0a或W0c)、及第四姿态(弧角θb)下的铲斗3c的第四载荷值(W0b)。接下来，如图7所示，基于第三姿态下的第三载荷值和第四姿态下的第四载荷值，生成修正量根据工作装置3的姿态而变化的第三关系数据(第三修正表)。基于所生成的第三关系数据，对作业机械10工作时的更换后的铲斗3c的载荷值W0进行修正，获得修正后的载荷值WP。
另外，上述修正后的载荷值WP基于图7所示的载荷值越大、修正量(绝对值)越小的第四关系数据(第四修正表)进行修正，在更换后的铲斗3c中也获得真实的载荷值WT。
应该认为，此次公开的实施方式的所有点均是例示，并非是限制性的内容。本发明的范围由请求保护的范围示出而非上述的说明，且包含与请求保护的范围等同的意义及范围内的全部变更。
附图标记说明：
1 行驶体，1a 履带装置，2 回转体，2a 驾驶室，2b 驾驶席，2c 发动机室，2d 配重，3 工作装置，3a 动臂，3b 斗杆，3c 铲斗，4a 动臂缸，4ab 活塞杆，4b 斗杆缸，4c 铲斗缸，5a 动臂基座销，5b 动臂前端销、6a、6b 压力传感器，7a 行程传感器，8 控制器，8a 运算装置，8b 存储部，10 作业机械(液压挖掘机)，40A 缸盖侧油室，40B 缸底侧油室。

Claims (5)

1.一种作业机械，其中，
所述作业机械具备：
工作装置，其具有动臂、在所述动臂的前端安装的斗杆及在所述斗杆的前端安装的铲斗；以及
控制器，其取得所述铲斗内的载荷值，
所述控制器以所述工作装置的基本姿态下的所述铲斗内的载荷值为基准值，取得所述工作装置的与所述基本姿态不同的姿态下的所述铲斗内的载荷值作为比较值，基于所述基准值和所述比较值，预先生成与所述工作装置的姿态对应的修正数据，所述控制器检测所述工作装置的当前的姿态，基于所述修正数据计算所述工作装置的当前的姿态下的所述铲斗内的载荷值的修正量，通过使用所述修正量对所述工作装置的当前的姿态下的所述铲斗内的载荷值进行修正，从而取得修正后的载荷值。
2.根据权利要求1所述的作业机械，其中，
所述控制器在空载状态下的所述铲斗的载荷值变化时，通过运算来生成所述修正数据。
3.根据权利要求1所述的作业机械，其中，
所述控制器除了进行基于所述修正数据的修正之外，还基于表示所述铲斗的载荷值的误差相对于所述铲斗的载荷值的大小的关系数据，对所述铲斗内的载荷值进行修正。
4.一种包含作业机械的系统，所述作业机械具备：
工作装置，其具有动臂、在所述动臂的前端安装的斗杆及在所述斗杆的前端安装的铲斗；以及
控制器，其取得所述铲斗内的载荷值，
在所述包含作业机械的系统中，
所述控制器以所述工作装置的基本姿态下的所述铲斗内的载荷值为基准值，取得所述工作装置的与所述基本姿态不同的姿态下的所述铲斗内的载荷值作为比较值，基于所述基准值和所述比较值，预先生成与所述工作装置的姿态对应的修正数据，所述控制器检测所述工作装置的当前的姿态，基于所述修正数据计算所述工作装置的当前的姿态下的所述铲斗内的载荷值的修正量，通过使用所述修正量对所述工作装置的当前的姿态下的所述铲斗内的载荷值进行修正，从而取得修正后的载荷值。
5.一种作业机械的控制方法，所述作业机械具备工作装置，该工作装置具有动臂、在所述动臂的前端安装的斗杆及在所述斗杆的前端安装的铲斗，
在所述作业机械的控制方法中，
以所述工作装置的基本姿态下的所述铲斗内的载荷值为基准值，取得所述工作装置的与所述基本姿态不同的姿态下的所述铲斗内的载荷值作为比较值，基于所述基准值和所述比较值，生成与所述工作装置的姿态对应的修正数据。
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