DE112012000539T5

DE112012000539T5 - Abtragungs-Steuersystem

Info

Publication number: DE112012000539T5
Application number: DE201211000539
Authority: DE
Inventors: Toru Matsuyama
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2011-03-24
Filing date: 2012-02-07
Publication date: 2013-11-21
Anticipated expiration: 2032-02-08
Also published as: DE112012000539B4; KR101757366B1; KR20130113516A; CN103354854A; CN103354854B; JP5548307B2; US9020709B2; US20130315699A1; WO2012127914A1; JPWO2012127914A1

Abstract

Ein Abtragungs-Steuersystem (200) ist konfiguriert für das Beziehen einer ersten regulierten Geschwindigkeit (S1), die für eine Geschwindigkeit zum Ausfahren/Einfahren eines Auslegerzylinders (10) festgelegt ist und die benötigt wird, um eine erste relative Geschwindigkeit (Q1) auf eine erste potenzielle Geschwindigkeit (P1) zu begrenzen; und für das Beziehen einer zweiten regulierten Geschwindigkeit (S2), die für eine Geschwindigkeit zum Ausfahren/Einfahren des Auslegerzylinders (10) festgelegt ist und die benötigt wird, um eine zweite relative Geschwindigkeit (Q2) auf eine zweite potenzielle Geschwindigkeit (P2) zu begrenzen. Das Abtragungs-Steuersystem (200) ist konfiguriert für die Wahl einer der potenziellen Geschwindigkeiten (P), die für die größere der ersten regulierten Geschwindigkeit (S1) und der zweiten regulierten Geschwindigkeit (S) relevant ist, als Geschwindigkeitslimit (U).

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abtragungs-Steuersystem, das für eine Begrenzung der Geschwindigkeit einer Arbeitseinheit konfiguriert ist.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Für eine Baumaschine, die mit einer Arbeitseinheit ausgestattet ist, ist ein übliches Verfahren bekannt, bei welchem ein vorgegebener Bereich ausgebaggert wird, indem ein Baggerlöffel entlang einer Entwurfsfläche bewegt wird, die die Zielgestalt eines Abtragungsobjekts angibt (siehe Patentliteratur 1).
Insbesondere ist eine Steuervorrichtung in Patentliteratur 1 derart konfiguriert, dass sie ein von einer Bedienungsperson einzugebendes Betriebssignal korrigiert, um einen Baggerlöffel so zu betätigen, dass die relative Geschwindigkeit der Arbeitseinheit relativ zu der entworfenen Fläche reduziert wird, wenn sich eine Entfernung zwischen der Messerkante des Baggerlöffels und der entworfenen Fläche verkleinert. Auf diese Weise erfolgt eine Abtragungssteuerung, bei welcher die Messerkante ungeachtet eines Bedienereingriffs automatisch entlang der Entwurfsfläche bewegt wird.
DOKUMENTLISTE
PATENTLITERATUR

PTL 1: Internationale Veröffentlichung PCT/WO95/30059

ÜBERSICHT
TECHNISCHES PROBLEM
Bei der in Patentliteratur 1 beschriebenen Abtragungssteuerung besteht jedoch die Wahrscheinlichkeit, dass die Oberfläche des Abtragungsobjekts während des Ausbaggerns durch die Rückfläche des Baggerlöffels zu sehr abgetragen wird. Ferner besteht bei der in Patentliteratur 1 beschriebenen Abtragungssteuerung die Wahrscheinlichkeit, dass sich die Rückfläche des Baggerlöffels bei der Fertigbearbeitung der Geländeoberfläche auf der Entwurfsfläche nicht steuern lässt.
Die Erfindung ist das Ergebnis der vorstehend beschriebenen Situation, und es ist Aufgabe der Erfindung, ein Abtragungs-Steuersystem anzugeben, das für die Durchführung einer angemessenen Abtragungssteuerung geeignet ist.
PROBLEMLÖSUNG
Ein Abtragungs-Steuersystem (kann auch als Erdarbeiten-Steuersystem oder (Boden-)Aushub-Steuersystem bezeichnet werden) gemäß einem ersten Aspekt umfasst eine Arbeitseinheit, eine Mehrzahl von Hydraulikzylindern, einen Abschnitt für das Beziehen einer potenziellen Geschwindigkeit, einen Abschnitt für das Beziehen einer relativen Geschwindigkeit, einen Abschnitt für die Wahl eines Geschwindigkeitslimits und einen Abschnitt für die Steuerung der Hydraulikzylinder. Die Arbeitseinheit wird durch eine Mehrzahl von angetriebenen Elementen, u. a. einen Baggerlöffel, gebildet und durch einen Fahrzeughauptkörper drehbar gestützt. Die Mehrzahl von Hydraulikzylindern ist konfiguriert für den Antrieb der Mehrzahl von angetriebenen Elementen. Der Abschnitt für das Beziehen einer potenziellen Geschwindigkeit ist konfiguriert für das Beziehen einer ersten potenziellen Geschwindigkeit und einer zweiten potenziellen Geschwindigkeit, wobei die erste potenzielle Geschwindigkeit von einem ersten Abstand zwischen einem ersten Überwachungspunkt des Baggerlöffels und einer Entwurfsfläche abhängt, die zweite potenzielle Geschwindigkeit von einem zweiten Abstand zwischen einem zweiten Überwachungspunkt des Baggerlöffels und der Entwurfsfläche abhängt, der zweite Überwachungspunkt unterschiedlich zu dem ersten Überwachungspunkt festgelegt wird und die Entwurfsfläche eine Zielgestalt eines Abtragungsobjekts angibt. Der Abschnitt für das Beziehen der relativen Geschwindigkeit ist konfiguriert für das Beziehen einer ersten relativen Geschwindigkeit des ersten Überwachungspunkts relativ zu der Entwurfsfläche und einer zweiten relativen Geschwindigkeit des zweiten Überwachungspunkts relativ zu der Entwurfsfläche. Der Abschnitt für die Wahl des Geschwindigkeitslimits ist konfiguriert für die Wahl einer der ersten potenziellen Geschwindigkeit und zweiten potenziellen Geschwindigkeit als Geschwindigkeitslimit auf der Basis einer relativen Beziehung zwischen der ersten relativen Geschwindigkeit und der ersten potenziellen Geschwindigkeit sowie einer relativen Beziehung zwischen der zweiten relativen Geschwindigkeit und der zweiten potenziellen Geschwindigkeit. Der Abschnitt für die Steuerung der Hydraulikzylinder ist konfiguriert für die Begrenzung einer relativen Geschwindigkeit eines von dem ersten Überwachungspunkt und dem zweiten Überwachungspunkt, die ein Ziel des Geschwindigkeitslimits ist, auf das Geschwindigkeitslimit durch die Zuführung eines Betriebsöls zu der Mehrzahl von Hydraulikzylindern, wobei die relative Geschwindigkeit für die Entwurfsfläche relevant ist.
Ein Abtragungs-Steuersystem gemäß einem zweiten Aspekt bezieht sich auf das Abtragungs-Steuersystem gemäß dem ersten Aspekt und umfasst ferner einen Abschnitt für das Beziehen einer regulierten Geschwindigkeit. Der Abschnitt für das Beziehen der regulierten Geschwindigkeit ist konfiguriert für das Beziehen einer ersten regulierten Geschwindigkeit und einer zweiten regulierten Geschwindigkeit, wobei die erste regulierte Geschwindigkeit eine Zielgeschwindigkeit für eine Geschwindigkeit zum Ausfahren/Einfahren jedes der Mehrzahl von Hydraulikzylindern angibt, die notwendig ist, um die erste relative Geschwindigkeit auf die erste potenzielle Geschwindigkeit zu begrenzen, und wobei die zweite regulierte Geschwindigkeit eine Zielgeschwindigkeit für eine Geschwindigkeit zum Ausfahren/Einfahren jedes der Mehrzahl von Hydraulikzylindern angibt, die notwendig ist, um die zweite relative Geschwindigkeit auf die zweite potenzielle Geschwindigkeit zu begrenzen. Der Abschnitt für die Wahl eines Geschwindigkeitslimits ist konfiguriert für die Wahl der ersten potenziellen Geschwindigkeit als das Geschwindigkeitslimit, wenn die erste regulierte Geschwindigkeit größer ist als die zweite regulierte Geschwindigkeit, und für die Wahl der zweiten potenziellen Geschwindigkeit als das Geschwindigkeitslimit, wenn die zweite regulierte Geschwindigkeit größer als die erste regulierte Geschwindigkeit ist.
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Es ist möglich, ein Abtragungs-Steuersystem anzugeben, das geeignet ist für die Durchführung einer problemlosen Abtragungssteuerung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Hydraulikbaggers 100;
2A ist eine Seitenansicht des Hydraulikbaggers 100;
2B ist eine Rückansicht des Hydraulikbaggers 100;
3 ist ein Blockdiagramm zur Darstellung der funktionsbezogenen Konfiguration eines Abtragungs-Steuersystems 200.
4 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels eines Geländeentwurfes, der auf einer Display-Einheit 29 angezeigt wird;
5 ist eine Schnittansicht des Geländeentwurfes entlang einer geschnittenen Linie 47;
6 ist ein Blockdiagramm zur Darstellung einer Steuerung 26 für eine Arbeitseinheit;
7 ist eine schematische Darstellung des Positionsverhältnisses zwischen einer Messerkante 8a und einer ersten Ziel-Entwurfsfläche 45A;
8 ist ein Diagramm zur Darstellung einer Lagebeziehung zwischen einem Rückflächenende 8b und der Ziel-Entwurfsfläche 45A;
9 ist ein Diagramm zur Darstellung einer Relation zwischen einer ersten potenziellen Geschwindigkeit P1 und einer ersten Entfernung d1;
10 ist ein Diagramm zur Darstellung einer Relation zwischen einer zweiten potenziellen Geschwindigkeit P2 und einer zweiten Entfernung d2;
11 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zum Beziehen einer ersten regulierten Geschwindigkeit S1;
12 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zum Beziehen einer zweiten regulierten Geschwindigkeit S2;
13 ist ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Ablaufs in dem Abtragungs-Steuersystem 200.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die nachstehende Beschreibung erfolgt am Beispiel eines Hydraulikbaggers als ”Baumaschine”.
Gesamtkonstruktion des Hydraulikbaggers 100
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Hydraulikbaggers 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Hydraulikbagger 100 hat einen Fahrzeughauptkörper 1 und eine Arbeitseinheit 2. Ferner ist der Hydraulikbagger 100 mit einem Abtragungs-Steuersystem 200 versehen. Die Konfiguration und die Funktion des Abtragungs-Steuersystems 200 werden nachstehend erläutert.
Der Fahrzeughauptkörper 1 hat eine obere Dreheinheit 3, eine Kabine 4 und eine Antriebseinheit 5. Die obere Dreheinheit 3 nimmt eine Antriebsmaschine, eine Hydraulikpumpe usw. (in den Zeichnungen nicht dargestellt) auf. Eine erste GNSS-Antenne 21 und eine zweite GNSS-Antenne 22 sind an dem hinteren Endbereich der oberen Dreheinheit 3 angeordnet. Die erste GNSS-Antenne 21 und die zweite GNSS-Antenne 22 sind Antennen für ein RTK-GNSS-System (Globales Satellitennavigationssystem mit Echtzeitkinematik). Die Kabine 4 ist auf dem vorderen Bereich der oberen Dreheinheit 3 montiert. Eine Bedienvorrichtung 25, die noch zu beschreiben ist, ist in der Kabine 4 vorgesehen (siehe 3). Die Antriebseinheit 5 umfasst Raupenketten 5a und 5b, deren umlaufende Bewegung die Fahrbewegung des Hydraulikbaggers 100 ermöglicht.
Die Arbeitseinheit 2 ist an dem vorderen Bereich des Fahrzeughauptkörpers 1 befestigt und umfasst einen Ausleger 6, einen Arm 7, einen Löffel 8, einen Auslegerzylinder 10, einen Armzylinder 11 und einen Löffelzylinder 12. Das untere Ende des Auslegers 6 ist durch einen Auslegerbolzen 13 an dem vorderen Bereich des Fahrzeughauptkörpers 1 angelenkt. Das untere Ende des Arms 7 ist durch einen Armbolzen 14 an dem vorderen Ende des Auslegers 6 angelenkt. Der Löffel 8 ist durch einen Löffelbolzen 15 an dem vorderen Ende des Arms 7 angelenkt.
Der Auslegerzylinder 10, der Armzylinder 11 und der Löffelzylinder 12 sind jeweils Hydraulikzylinder, die durch Betriebsöl anzutreiben sind. Der Auslegerzylinder 10 ist für den Antrieb des Auslegers 6 konfiguriert. Der Armzylinder 11 ist für den Antrieb des Arms 7 konfiguriert. Der Löffelzylinder 12 ist für den Antrieb des Löffels 8 konfiguriert.
2A zeigt eine Seitenansicht des Hydraulikbaggers 100, 2B hingegen eine Rückansicht des Hydraulikbaggers 100. Wie in 2A dargestellt ist, entspricht die Länge des Auslegers 6, d. h. die Länge von dem Auslegerbolzen 13 zu dem Armbolzen 14, L1. Die Länge des Arms 7, d. h. die Länge von dem Armbolzen 14 zu dem Löffelbolzen 15, ist L2. Die Länge des Löffels 8, d. h. die Länge von dem Löffelbolzen 15 zu den vorderen Enden der Zähne des Löffels 8 (im Folgenden als „Messerkante 8a” und Beispiel „eines ersten Überwachungspunkts” bezeichnet) ist L3a. Ferner ist die Länge von dem Löffelbolzen 15 zu dem äußersten Ende der Rückflächenseite des Löffels 8 (im Folgenden als „ein Rückseitenende 8b” und Beispiel „eines zweiten Überwachungspunkts” bezeichnet) L3b.
Wie weiterhin in 2A dargestellt ist, sind der Ausleger 6, der Arm 7 und der Löffel 8 eins zu eins mit einem ersten bis dritten Hubsensor 16 bis 18 versehen. Der erste Hubsensor 16 ist konfiguriert für die Detektion der Hublänge des Auslegerzylinders 10 (im Folgenden als „Auslegezylinderlänge N1” bezeichnet). Auf der Basis der Auslegerzylinderlänge N1, die durch den ersten Hubsensor 16 detektiert wird, berechnet eine dafür konfigurierte, noch zu beschreibende Display-Steuerung 28 (siehe 3) einen Neigungswinkel θ1 des Auslegers 6 relativ zur vertikalen Richtung in dem Kartesischen Koordinatensystem des Fahrzeughauptkörpers. Der zweite Hubsensor 17 ist konfiguriert für die Detektion der Hublänge des Armzylinders 11 (im Folgenden als „Armzylinderlänge N2” bezeichnet). Auf der Basis der Armzylinderlänge N2, die durch den zweiten Hubsensor 17 detektiert wird, berechnet die dafür konfigurierte Display-Steuerung 28 einen Neigungswinkel θ2 des Arms 7 hinsichtlich des Auslegers 6. Der dritte Hubsensor 18 ist konfiguriert für die Detektion der Hublänge des Löffelzylinders 12 (im Folgenden als „Löffelzylinderlänge N3” bezeichnet). Auf der Basis der Löffelzylinderlänge N3, die durch den dritten Hubsensor 18 detektiert wird, berechnet die dafür konfigurierte Display-Steuerung 28 einen Neigungswinkel θ3 der Messerkante 8a hinsichtlich des Arms 7 und einen Neigungswinkel θ3b des Rückflächenendes 8b hinsichtlich des Arms 7.
Der Fahrzeughauptkörper 1 ist mit einer Positionsdetektoreinheit 19 ausgestattet. Die Positionsdetektoreinheit 19 ist konfiguriert für die Detektion der momentanen Position des Hydraulikbaggers 100. Die Positionsdetektoreinheit 19 umfasst die vorgenannten ersten und zweiten GNSS-Antennen 21 und 22, einen dreidimensionalen Positionssensor 23 und einen Neigungswinkelsensor 24. Die erste und die zweite GNSS-Antenne 21 und 22 sind durch einen vorgegebenen Abstand getrennt voneinander in Richtung der Breite des Fahrzeugs angeordnet. Signale, die GNSS-Funkwellen entsprechen, die durch die erste und die zweite GNSS-Antenne 21 und 22 empfangen werden, sind für die Eingabe in den dreidimensionalen Positionssensor 23 konfiguriert. Der dreidimensionale Positionssensor 23 ist konfiguriert für die Detektion der Installationspositionen der ersten und der zweiten GNSS-Antenne 21 und 22. Wie 2B zeigt, ist der Neigungswinkelsensor 24 konfiguriert für die Detektion eines Neigungswinkels θ4 des Fahrzeughauptkörpers 1 in Breitenrichtung des Fahrzeugs hinsichtlich einer Schwerkraftrichtung (vertikale Linie).
Konfiguration des Abtragungs-Steuersystems 200
3 ist ein Blockdiagramm, das eine funktionsbezogene Konfiguration des Abtragungs-Steuersystems 200 darstellt. Das Abtragungs-Steuersystem 200 umfasst eine Bedienvorrichtung 25, eine Steuerung 26 für die Arbeitseinheit, ein Proportionalsteuerventil 27, die Display-Steuerung 28 und eine Display-Einheit 29.
Die Bedienvorrichtung 25 ist konfiguriert für den Empfang einer Bedieneraktion, um die Arbeitseinheit 2 anzutreiben, und sie ist konfiguriert für die Ausgabe eines Betriebssignals entsprechend der Bedieneraktion. Insbesondere umfasst die Bedieneinheit 25 ein Ausleger-Bedienelement 31, ein Arm-Bedienelement 32 und ein Löffel-Bedienelement 33. Das Ausleger-Bedienelement 31 umfasst einen Ausleger-Betätigungshebel 31a und einen Auslegerbetätigungs-Detektorbereich 31b. Die Bedienungsperson bedient den Ausleger-Betätigungshebel 31 zur Betätigung des Auslegers 6. Der Auslegerbetätigungs-Detektorbereich 31b ist konfiguriert für die Ausgabe eines Ausleger-Betätigungssignals M1 in Reaktion auf eine Bedienung des Ausleger-Betätigungshebels 31a. Die Bedienungsperson bedient den Arm-Betätigungshebel 32a, um den Arm 7 zu betätigen. Ein Armbetätigungs-Detektorbereich 32b ist konfiguriert für die Ausgabe eines Arm-Betätigungssignals M2 in Reaktion auf eine Betätigung des Arm-Bedienhebels 32a. Das Löffel-Bedienelement 33 umfasst einen Löffel-Betätigungshebel 33a und einen Löffelbetätigungs-Detektorbereich 33b. Die Bedienungsperson bedient den Löffel-Betätigungshebel 33a, um den Löffel 8 zu betätigen. Der Löffelbetätigungs-Detektorbereich 33b ist konfiguriert für die Ausgabe eines Löffel-Betätigungssignals M3 in Reaktion auf eine Bedienung des Löffel-Betätigungshebels 33a.
Die Steuerung 26 für die Arbeitseinheit ist derart konfiguriert, dass sie das Ausleger-Betätigungssignal M1, das Arm-Betätigungssignal M2 und das Löffel-Betätigungssignal M3 von der Bedienvorrichtung 25 bezieht. Die Steuerung 26 für die Arbeitseinheit ist derart konfiguriert, dass sie die Auslegerzylinderlänge N1, die Armzylinderlänge N2 und die Löffelzylinderlänge N3 von dem jeweiligen Hubsensor 16 bis 18 bezieht. Die Steuerung 26 für die Arbeitseinheit ist konfiguriert für die Ausgabe von Steuersignalen an das Proportionalsteuerventil 27 basierend auf den vorgenannten jeweiligen Informationen. Demgemäß ist die Steuerung 26 für die Arbeitseinheit konfiguriert für die Durchführung einer Abtragungssteuerung zur automatischen Bewegung des Löffels 8 entlang von Entwurfsflächen 45 (siehe 4). Wie nachstehend beschrieben, ist die Steuerung 26 für die Arbeitseinheit dabei derart konfiguriert, dass sie das Ausleger-Betätigungssignal M1 korrigiert und dann das korrigierte Ausleger-Betätigungssignal M1 an das Proportionalsteuerventil 27 ausgibt. Andererseits ist die Steuerung 26 für die Arbeitseinheit konfiguriert für die Ausgabe des Arm-Betätigungssignals M2 und des Löffel-Betätigungssignals M3 ohne Korrektur der Signale M2 und M3 an das Proportionalsteuerventil 27. Eine Funktion und ein Vorgang der Steuerung 26 für die Arbeitseinheit werden nachstehend erläutert.
Das Proportionalsteuerventil 27 ist zwischen dem Auslegerzylinder 10, dem Armzylinder 11, dem Löffelzylinder 12 und einer Hydraulikpumpe (in den Figuren nicht dargestellt) angeordnet. Das Proportionalsteuerventil 27 ist konfiguriert für die Zuleitung des Betriebsöls mit einer Durchflussrate, die entsprechend dem Steuersignal von der Steuerung 26 für die Arbeitseinheit jeweils für den Auslegerzylinder 10, den Armzylinder 11 und den Löffelzylinder 12 festgelegt ist.
Die Display-Steuerung 28 hat einen Speicherabschnitt 28a (z. B. ein RAM, ROM etc.) und einen Rechenabschnitt 28b (z. B. eine CPU etc.). Der Speicherabschnitt 28a speichert einen Datensatz der Arbeitseinheit, der die vorgenannten Längen, d. h. die Länge L1 des Auslegers 6, die Länge L2 des Arms 7 und die Längen L3a und L3b des Löffels 8, enthält. Der Datensatz der Arbeitseinheit enthält den Minimalwert und den Maximalwert jeweils für den Neigungswinkel θ1 des Auslegers 6, den Neigungswinkel θ2 des Arms 7, den Neigungswinkel θ3a der Messerkante 8a und den Neigungswinkel θ3b des Rückflächenendes θb. Die Display-Steuerung 28 kann durch verdrahtete oder drahtlose Kommunikationsmittel mit der Steuerung 26 für die Arbeitseinheit in Verbindung stehen. In dem Speicherabschnitt 28a der Display-Steuerung 28 wurde vorab ein Datensatz mit Landschaftsdaten gespeichert, die die Gestalt und die Lage eines Geländeentwurfes innerhalb des Arbeitsbereichs angeben. Die Display-Steuerung 28 ist derart konfiguriert, dass sie die Displayeinheit 29 veranlasst, den Geländeentwurf auf der Basis des entworfenen Geländes, der Detektionsergebnisse der verschiedenen vorgenannten Sensoren usw. anzeigt.
4 zeigt schematisch ein Beispiel eines Geländeentwurfes, der auf der Displayeinheit 29 anzuzeigen ist. Wie in 4 gezeigt ist, wird das entworfene Gelände durch eine Mehrzahl von Entwurfsflächen 45 gebildet, deren jede durch ein dreieckiges Polygon angegeben ist. Jede der Mehrzahl von Entwurfsflächen 45 gibt die Zielform für ein Objekt an, das durch die Arbeitseinheit 2 abzutragen ist. Eine Bedienungsperson wählt eine der mehreren Entwurfsflächen 45 als Ziel-Entwurfsfläche 45A. Wenn die Bedienungsperson die Ziel-Entwurfsfläche 45A mit dem Baggerlöffel 8 abträgt, ist die Steuerung 26 für die Arbeitseinheit so konfiguriert, dass sie den Baggerlöffel 8 entlang einer geschnittenen Linie 47 zwischen der Ziel-Entwurfsfläche 45A und einer Ebene 46, die durch die momentane Position der Messerkante 8a des Baggerlöffels 8 verläuft, bewegt. Es ist zu beachten, dass in 4 das Bezugszeichen 45 lediglich einer und nicht auch den anderen der Mehrzahl von Entwurfsflächen zugeordnet ist.
5 ist eine Schnittansicht eines Geländeentwurfes entlang der geschnittenen Linie 47 und ist eine schematische Darstellung eines Beispiel eines Geländeentwurfes, der auf der Displayeinheit 29 anzuzeigen ist. Wie in 5 dargestellt ist, enthält das entworfene Gelände gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Ziel-Entwurfsfläche 45A unter eine Interventionslinie C für eine Geschwindigkeitsbegrenzung.
Die Ziel-Entwurfsfläche 45A ist ein Gefälle, das seitlich zu dem Hydraulikbagger 100 liegt. Ein Baggerführer führt die Abtragungsarbeit entlang der Ziel-Entwurfsfläche 4A durch, indem er den Baggerlöffel 8 von oberhalb der Ziel-Entwurfsfläche 45A nach unten bewegt.
Die Interventionslinie C für die Geschwindigkeitsbegrenzung definiert einen Bereich, in dem die noch zu beschreibende Geschwindigkeitsbegrenzung durchgeführt wird. Wenn die Messerkante 8a wie nachstehend beschrieben innerhalb der Interventionslinie C für die Geschwindigkeitsbegrenzung eindringt, ist das Abtragungs-Steuersystem 200 so konfiguriert, dass es die Geschwindigkeitsbegrenzung vornimmt. Die Interventionslinie C für die Geschwindigkeitsbegrenzung ist auf eine Position festgelegt, die mit einem Linienabstand h von der Ziel-Entwurfsfläche 45A entfernt ist. Der Linienabstand h ist vorzugsweise auf einen Abstand bemessen, durch welchen die durch den Maschinenführer erfolgende Zustellung im Hinblick auf die Arbeitseinheit 2 nicht verfällt.
Konfiguration der Steuerung 26 für die Arbeitseinheit
6 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Steuerung 26 für die Arbeitseinheit darstellt. 7 ist eine schematische Darstellung des Positionsverhältnisses zwischen dem Löffel 8 und der Ziel-Entwurfsfläche 45A. 8 ist eine schematische Darstellung einer Lagebeziehung zwischen dem Rückflächenende 8b und der Ziel-Entwurfsfläche 45A. Die 7 und 8 zeigen eine Position des Baggerlöffels 8 bei gleicher Taktung.
Wie 6 zeigt, hat die Steuereinheit 26 für die Arbeitseinheit einen Abschnitt 261 für das Beziehen einer relativen Entfernung, einen Abschnitt 262 für das Beziehen einer potenziellen Geschwindigkeit, einen Abschnitt 263 für das Beziehen einer relativen Geschwindigkeit, einen Abschnitt 264 zum Beziehen einer regulierten Geschwindigkeit, einen Abschnitt 265 für die Wahl eines Geschwindigkeitslimits und einen Abschnitt 266 für die Steuerung der Hydraulikzylinder.
Wie 7 zeigt, ist der Abschnitt 261 für das Beziehen der relativen Entfernung konfiguriert für das Beziehen einer ersten relativen Entfernung d1 zwischen der Messerkante 8a und der Ziel-Entwurfsfläche 45A in einer senkrechten Richtung senkrecht zur Ziel-Entwurfsfläche 45A. Wie 8 zeigt, ist der Abschnitt 261 für das Beziehen einer relativen Entfernung konfiguriert für das Beziehen einer zweiten Entfernung d2 zwischen dem Rückflächenende 8b und der Ziel-Entwurfsfläche 45A in der senkrechten Richtung. Der Abschnitt 261 für das Beziehen der relativen Entfernung ist konfiguriert für die Berechnung der ersten Entfernung d1 und der zweiten Entfernung d2 auf der Basis des Datensatzes der Geländeentwurfsdaten und des Datensatzes der Positionsdaten des Hydraulikbaggers 100, die von der Display-Steuerung 28 bezogen werden; und auf der Basis der Auslegerzylinderlänge N1, der Armzylinderlänge N2 und der Löffelzylinderlänge N3, die von dem jeweiligen Hubsensor 16 bis 18 bezogen werden. Der Abschnitt 261 für das Beziehen der relativen Entfernung ist konfiguriert für die Ausgabe der ersten Entfernung d1 und der zweiten Entfernung d2 an den Abschnitt 262 für das Beziehen der potenziellen Geschwindigkeit. Es ist zu beachten, dass die erste Entfernung d1 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kleiner ist als die zweite Entfernung d2.
Der Abschnitt 262 für das Beziehen einer potenziellen Geschwindigkeit ist konfiguriert für das Beziehen einer ersten potenziellen Geschwindigkeit P1, die entsprechend der ersten Entfernung d1 festgelegt wird, und einer zweiten potenziellen Geschwindigkeit P2, die entsprechend der zweiten Entfernung d2 festgelegt wird. Die erste potenzielle Geschwindigkeit P1 ist vorliegend eine Geschwindigkeit, die einheitlich entsprechend der ersten Entfernung d1 eingestellt wird. 9 zeigt, dass die erste potenzielle Geschwindigkeit P1 maximiert wird, wenn die erste Entfernung d1 größer oder gleich dem Linienabstand h ist, und sich verlangsamt, wenn die erste Entfernung d1 kleiner als Linienabstand h wird. Ähnlich ist die zweite potenzielle Geschwindigkeit P2 eine Geschwindigkeit, die einheitlich entsprechend der zweiten Entfernung d2 eingestellt wird. 10 zeigt, dass die zweite potenzielle Geschwindigkeit P2 maximiert wird, wenn die zweite Entfernung d2 größer oder gleich dem Linienabstand h ist, und sich verlangsamt, wenn die zweite Entfernung d2 kleiner als der Linienabstand h wird. Der Abschnitt 262 für das Beziehen der potenziellen Geschwindigkeit ist konfiguriert für die Ausgabe der ersten potenziellen Geschwindigkeit P1 und der zweiten potenziellen Geschwindigkeit P2 an den Abschnitt 264 für das Beziehen einer regulierten Geschwindigkeit und an den Abschnitt 265 für die Wahl eines Geschwindigkeitslimits. Es ist zu beachten, dass in 9 eine Richtung näher zur ersten Entwurfsfläche 45A eine negative Richtung ist, während in 10 eine Richtung näher zur zweiten Entwurfsfläche 452 eine negative Richtung ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die erste potenzielle Geschwindigkeit P1 niedriger als die zweite potenzielle Geschwindigkeit P2.
Der Abschnitt 263 für das Beziehen der relativen Geschwindigkeit ist konfiguriert für die Berechnung einer Geschwindigkeit Q der Messerkante 8a und einer Geschwindigkeit Q' des Rückflächenendes 8b auf der Basis des Ausleger-Betriebssignals M1, des Arm-Betriebssignals M2 und des Löffel-Betriebssignals M3, die von der Bedienvorrichtung 25 bezogen werden. Ferner ist der Abschnitt 263 für das Beziehen der relativen Geschwindigkeit, wie in 7 dargestellt, konfiguriert für das Beziehen einer ersten relativen Geschwindigkeit Q1 der Messerkante 8a hinsichtlich der Ziel-Entwurfsfläche 45A auf der Basis der Geschwindigkeit Q. Wie 8 zeigt, ist der Abschnitt 263 für das Beziehen der relativen Geschwindigkeit konfiguriert für das Beziehen einer zweiten relativen Geschwindigkeit Q2 der hinteren Endfläche 8b relativ zur Ziel-Entwurfsfläche 45A auf der Basis der Geschwindigkeit Q. Der Abschnitt 263 für das Beziehen der relativen Geschwindigkeit ist konfiguriert für die Ausgabe der ersten relativen Geschwindigkeit Q1 und der zweiten relativen Geschwindigkeit Q2 an den Abschnitt 264 für das Beziehen der regulierten Geschwindigkeit.
Der Abschnitt 264 für das Beziehen der regulierten Geschwindigkeit ist konfiguriert für das Beziehen der ersten potenziellen Geschwindigkeit P1 von dem Abschnitt 262 für das Beziehen der potenziellen Geschwindigkeit und ist konfiguriert für das Beziehen der ersten relativen Geschwindigkeit Q1 von dem Abschnitt 263 für das Beziehen der relativen Geschwindigkeit. Der Abschnitt 264 für das Beziehen der regulierten Geschwindigkeit ist konfiguriert für das Beziehen einer ersten regulierten Geschwindigkeit S1 für die Geschwindigkeit zum Ausfahren/Einfahren des Auslegerzylinders 10, die benötigt wird, um die erste relative Geschwindigkeit auf die erste potenzielle Geschwindigkeit P1 zu begrenzen.
11 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung des Verfahrens für das Beziehen der ersten regulierten Geschwindigkeit S1. Wie in 11 dargestellt ist, muss die erste relative Geschwindigkeit Q1 um den Betrag eines ersten Differentials R1 (= Q1 – P1) reduziert werden, um die erste relative Geschwindigkeit Q1 auf die erste potenzielle Geschwindigkeit P1 zu drücken. Andererseits muss die Geschwindigkeit des Auslegers 6 derart reguliert werden, dass das erste Differential R1 durch eine Verzögerung lediglich der Drehgeschwindigkeit des Auslegers 6 um den Auslegerbolzen 13 aus der ersten relativen Geschwindigkeit Q1 eliminiert werden kann. Es ist daher möglich, die erste regulierte Geschwindigkeit 51 auf der Basis des ersten Differentials R1 zu erhalten.
Ferner ist der Abschnitt 264 für das Beziehen der regulierten Geschwindigkeit konfiguriert für das Beziehen der zweiten potenziellen Geschwindigkeit P2 von dem Abschnitt 262 für das Beziehen der potenziellen Geschwindigkeit und ist konfiguriert für das Beziehen der zweiten relativen Geschwindigkeit Q2 von dem Abschnitt 263 für das Beziehen der relativen Geschwindigkeit. Der Abschnitt 264 für das Beziehen der regulierten Geschwindigkeit ist konfiguriert für das Beziehen einer zweiten regulierten Geschwindigkeit S2 für die Geschwindigkeit zum Ausfahren/Einfahren des Auslegerzylinders 10, die benötigt wird, um die zweite relative Geschwindigkeit Q2 auf die zweite potenzielle Geschwindigkeit P2 zu begrenzen.
12 ist ein Diagramm zur Erläuterung des Verfahrens zum Beziehen der zweiten regulierten Geschwindigkeit S2. Wie 12 zeigt, muss die zweite relative Geschwindigkeit Q2 um den Betrag eines zweiten Differentials R2 (= Q2 – P2) reduziert werden, um die zweite relative Geschwindigkeit Q2 auf die zweite potenzielle Geschwindigkeit P2 zu drücken. Andererseits muss die Geschwindigkeit des Auslegers 6 so reguliert werden, dass das zweite Differential R2 lediglich durch eine Verzögerung der Drehgeschwindigkeit des Auslegers 6 um den Auslegerbolzen 13 aus der zweiten relativen Geschwindigkeit Q2 eliminiert werden kann. Es ist daher möglich, die zweite regulierte Geschwindigkeit S2 auf der Basis des zweiten Differentials R2 zu erhalten.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die zweite regulierte Geschwindigkeit S2 so eingestellt, dass sie größer ist als die erste regulierte Geschwindigkeit S1, wie in den 11 und 12 dargestellt, obwohl der zweite Abstand d2 größer als der erste Abstand d1 ist, wie in den 7 und 8 dargestellt. Dies deshalb, weil die erste relative Geschwindigkeit Q1 der Messerkante 8a und die zweite relative Geschwindigkeit Q2 des Rückflächenendes 8b sich voneinander unterscheiden können, wenn die Geschwindigkeit Q der Messerkante 8a und die Geschwindigkeit Q' des Rückflächenendes 8b unterschiedlich sind. Aus diesem Grund ist die Geschwindigkeitsbegrenzung bei vorliegendem Ausführungsbeispiel wie nachstehend beschrieben derart konfiguriert, dass sie auf der Basis des Rückflächenendes 8b durchgeführt wird, das von der Ziel-Entwurfsfläche 45A weiter entfernt ist als die Messerkante 8a.
Der Abschnitt 265 für die Wahl des Geschwindigkeitslimits 265 ist konfiguriert für das Beziehen der ersten potenziellen Geschwindigkeit P1 und der zweiten potenziellen Geschwindigkeit P2 von dem Abschnitt 262 für das Beziehen der potenziellen Geschwindigkeit und ist konfiguriert für das Beziehen der ersten regulierten Geschwindigkeit S1 und der zweiten regulierten Geschwindigkeit S2 von dem Abschnitt 264 für das Beziehen der regulierten Geschwindigkeit. Der Abschnitt 265 für die Wahl des Geschwindigkeitslimits ist konfiguriert für die Wahl entweder der ersten potenziellen Geschwindigkeit P1 oder der zweiten potenziellen Geschwindigkeit P2 als Geschwindigkeitslimit U auf der Basis der ersten regulierten Geschwindigkeit S1 und der zweiten regulierten Geschwindigkeit S2. Insbesondere ist der Abschnitt 265 für die Wahl des Geschwindigkeitslimits 265 konfiguriert für die Wahl der ersten potenziellen Geschwindigkeit P1 als Geschwindigkeitslimit U, wenn die erste regulierte Geschwindigkeit S1 größer als die zweite regulierte Geschwindigkeit S2 ist. Dagegen ist der Abschnitt 265 für die Wahl des Geschwindigkeitslimits derart konfiguriert, dass dieser die zweite potenzielle Geschwindigkeit P2 als Geschwindigkeitslimit U wählt, wenn die zweite regulierte Geschwindigkeit S2 größer als die erste regulierte Geschwindigkeit 51 ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die zweite regulierte Geschwindigkeit S2 größer als die erste regulierte Geschwindigkeit S1. Aus diesem Grund wählt der Abschnitt 265 für die Wahl des Geschwindigkeitslimits die zweite potenzielle Geschwindigkeit P2 als Geschwindigkeitslimit U.
Der Abschnitt 266 für die Steuerung der Hydraulikzylinder ist konfiguriert für die Begrenzung der zweiten relativen Geschwindigkeit Q2 des Rückflächenendes 8b, das relevant ist für die zweite potenzielle Geschwindigkeit P2, die als Geschwindigkeitslimit U relativ zur Ziel-Entwurfsfläche 45A gewählt wurde, auf das Geschwindigkeitslimit U (d. h. die zweite potenzielle Geschwindigkeit P2). Bei vorliegendem Ausführungsbeispiel ist der Abschnitt 266 für die Steuerung der Hydraulikzylinder konfiguriert für die Korrektur des Ausleger-Betätigungssignals M1 und für die Ausgabe des korrigierten Ausleger-Betätigungssignals M1 an das Proportionalsteuerventil 27, um die zweite relative Geschwindigkeit Q2 nur durch die Verzögerung der Drehgeschwindigkeit des Auslegers 6 auf die zweite potenzielle Geschwindigkeit P2 zu drücken. Andererseits ist die Steuerung 26 für die Arbeitseinheit konfiguriert für die Ausgabe des Arm-Betätigungssignals M2 und des Löffel-Betätigungssignals M3 an das Proportionalsteuerventil 27 ohne Korrektur der Signale M2 und M3.
Dementsprechend werden die Durchflussraten des Betriebsöls, das dem Auslegerzylinder 10, dem Armzylinder 11 und dem Löffelzylinder 12 über das Proportionalsteuerventil 27 zuzuführen ist, gesteuert, und die zweite relative Geschwindigkeit Q2 des Rückflächenendes 8b wird auf die zweite potenzielle Geschwindigkeit P2 begrenzt.
Ablauf in dem Abtragungs-Steuersystem 200
13 ist ein Flussdiagram zur Erläuterung eines Ablaufs in dem Abtragungs-Steuersystem 200.
In Schritt S10 bezieht das Abtragungs-Steuersystem 200 den Datensatz eines Geländeentwurfes und den Datensatz von vorliegenden Positionsdaten des Hydraulikbaggers 100.
In Schritt S20 bezieht das Abtragungs-Steuersystem 200 die Länge N1 des Auslegerzylinders, die Länge N2 des Armzylinders und die Länge N3 des Löffelzylinders.
In Schritt S30 berechnet das Abtragungs-Steuersystem 200 die erste Entfernung d1 und die zweite Entfernung d2 auf der Basis des Datensatzes des Geländeentwurfes, des Datensatzes der momentanen Positionsdaten, der Länge N1 des Auslegerzylinders, der Länge N2 des Armzylinders und der Länge N3 des Löffelzylinders (siehe 7 und 8).
In Schritt S40 bezieht das Abtragungs-Steuersystem 200 die erste potenzielle Geschwindigkeit P1 abhängig von der ersten Entfernung d1 und die zweite potenzielle Geschwindigkeit P2 abhängig von der zweiten Entfernung (siehe 9 und 10).
In Schritt S50 berechnet das Abtragungs-Steuersystem 200 die Geschwindigkeit Q der Messerkante 8a und die Geschwindigkeit Q' des Rückflächenendes 8b auf der Basis des Ausleger-Betätigungssignals M1, des Arm-Betätigungssignals M2 und des Löffel-Betätigungssignals M3 (siehe 7 und 8).
In Schritt S60 bezieht das Abtragungs-Steuersystem 200 die erste relative Geschwindigkeit Q1 und die zweite relative Geschwindigkeit Q2 auf der Basis der Geschwindigkeit Q' (siehe 7 und 8).
In Schritt S70 bezieht das Abtragungs-Steuersystem 200 die erste regulierte Geschwindigkeit S1 für die Geschwindigkeit zum Ausfahren/Einfahren des Auslegerzylinders 10, die benötigt wird, um die erste relative Geschwindigkeit Q1 auf die erste potenzielle Geschwindigkeit P1 zu begrenzen (siehe 11).
In Schritt S80 bezieht das Abtragungs-Steuersystem 200 die zweite regulierte Geschwindigkeit S2 für die Geschwindigkeit zum Ausfahren/Einfahren des Auslegerzylinders 10, die benötigt wird, um die zweite relative Geschwindigkeit Q2 auf die zweite potenzielle Geschwindigkeit P2 zu begrenzen (siehe 12).
In Schritt S90 wählt das Abtragungs-Steuersystem 200 entweder die erste potenzielle Geschwindigkeit P1 oder die zweite potenzielle Geschwindigkeit P2 als Geschwindigkeitslimit U auf der Basis der ersten regulierten Geschwindigkeit S1 und der zweiten regulierten Geschwindigkeit S2. Das Abtragungs-Steuersystem 200 wählt als Geschwindigkeitslimit U die potenzielle Geschwindigkeit P, die relevant ist für die größere von erster regulierter Geschwindigkeit S1 und zweiter regulierter Geschwindigkeit S2. Bei vorliegendem Ausführungsbeispiel ist die zweite regulierte Geschwindigkeit S2 größer als die erste regulierte Geschwindigkeit S1. Aus diesem Grund wird die zweite potenzielle Geschwindigkeit P2 als Geschwindigkeitslimit U gewählt.
In Schritt S100 begrenzt das Abtragungs-Steuersystem 200 die zweite relative Geschwindigkeit Q2 der hinteren Endfläche 8b, die relevant ist für die als Geschwindigkeitslimit U gewählte zweite potenzielle Geschwindigkeit P2, auf das Geschwindigkeitslimit U (d. h. die zweite potenzielle Geschwindigkeit P2).
Abläufe und Wirkungen

(1) Das Abtragungs-Steuersystem 200 gemäß vorliegendem Ausführungsbeispiel ist konfiguriert für das Beziehen der ersten regulierten Geschwindigkeit S1 für die Geschwindigkeit zum Ausfahren/Einfahren des Auslegerzylinders 10, die benötigt wird, um die erste relative Geschwindigkeit Q1 auf die erste potenzielle Geschwindigkeit P1 zu begrenzen, und für das Beziehen der zweiten regulierten Geschwindigkeit S2 für die Geschwindigkeit zum Ausfahren/Einfahren des Auslegerzylinders 10, die benötigt wird, um die zweite relative Geschwindigkeit Q2 auf die zweite potenzielle Geschwindigkeit P2 zu begrenzen. Das Abtragungs-Steuersystem 200 ist konfiguriert für die Wahl der potenziellen Geschwindigkeit P, die relevant ist für die größere von erster regulierter Geschwindigkeit S1 und zweiter regulierter Geschwindigkeit S2, als Geschwindigkeitslimit.

Dadurch erfolgt die Geschwindigkeitsbegrenzung auf der Basis der regulierten Geschwindigkeit S für die Geschwindigkeit zum Ausfahren/Einfahren des Auslegerzylinders 10 ungeachtet des ersten Abstands d1 und des zweiten Abstands d2. Aus diesem Grund kann die Geschwindigkeitsbegrenzung an beidem, der Messerkante 8a und dem Rückflächenende 8b, durchgeführt werden, je nachdem, welcher der beiden Bereiche für die größere regulierte Geschwindigkeit S für die Geschwindigkeit zum Einfahren/Ausfahren des Auslegerzylinders 10 relevant ist.
Hier besteht die Wahrscheinlichkeit, dass die Regulierung für die Geschwindigkeit zum Ausfahren/Einfahren des Auslegerzylinders 10 verzögert ist, wenn die Geschwindigkeitsbegrenzung auf der Basis der für die niedrigere regulierte Geschwindigkeit S relevanten Messerkante 8a und die Geschwindigkeitsbegrenzung danach auf der Basis des für die größere regulierte Geschwindigkeit S relevanten Rückflächenendes 8b durchgeführt wird, wenn sich das Rückflächenende 8b der Ziel-Entwurfsfläche 45A nähert. In diesem Fall kann keine Abtragung entsprechend der Entwurfsfläche erfolgen, wenn das Rückflächenende 8b über die Entwurfsfläche 45A hinausgeht. Ferner kommt es aufgrund eines abrupten Antriebs bei dem Versuch, den Auslegerzylinder 10 erzwungen zu regulieren, zu unvermeidbaren Stößen, weshalb eine angemessene Abtragung nicht erfolgen kann.
Bei dem Abtragungs-Steuersystem 200 nach dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel hingegen wird die Geschwindigkeitsbegrenzung auf der Basis des für die größere regulierte Geschwindigkeit S relevanten Rückflächenendes 8b durchgeführt, wie vorstehend beschrieben. Aus diesem Grund lässt sich der Auslegerzylinder 10 regulieren, wodurch verhindert werden kann, dass das Rückflächenende 8b über die Entwurfsfläche 45A hinausgeht. Ebenso lassen sich Stöße aufgrund eines abrupten Antriebs verhindern, so dass eine angemessene Abtragungssteuerung durchgeführt werden kann.

(2) Das Abtragungs-Steuersystem 200 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist konfiguriert für die Durchführung einer Geschwindigkeitsbegrenzung durch die Regulierung der Geschwindigkeit für das Ausfahren/Einfahren des Auslegerzylinders 10.

Aus diesem Grund erfolgt die Geschwindigkeitsbegrenzung, indem von den Betriebssignalen lediglich das Ausleger-Betätigungssignals M1 in Reaktion auf die Bedieneraktionen korrigiert wird. Mit anderen Worten: Von dem Ausleger 6, dem Arm 7 und dem Löffel 8 wird nur der Ausleger 6 nicht gemäß Bedienereingriff angetrieben, weshalb es sich vermeiden lässt, dass die Bedienungsperson dies als Verschlechterung der Bediensituation gegenüber der Konfiguration empfindet, bei der die Regulierung der Geschwindigkeit des Ausfahrens/Einfahrens von zwei oder mehr Elementen von Ausleger 6, Arm 7 und Löffel 8 erfolgt.
Weitere Ausführungsbeispiele
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wurde vorstehend erläutert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf das vorstehende Ausführungsbeispiel beschränkt. Eine Vielfalt von Änderungen ist möglich, ohne den Schutzrahmen der Erfindung zu verlassen.

(A) Bei vorstehendem Ausführungsbeispiel ist das Abtragungs-Steuersystem 200 derart konfiguriert, dass es von den Bereichen des Baggerlöffels 8 die Messerkante 8a und das Rückflächenende 8b als Überwachungspunkte festlegt. Vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Das Abtragungs-Steuersystem 200 kann derart konfiguriert sein, dass es zwei oder mehr Überwachungspunkte an der äußeren Peripherie des Baggerlöffels 8 festlegt.
(B) Bei vorstehendem Ausführungsbeispiel ist das Abtragungs-Steuersystem 200 konfiguriert zum Drücken der relativen Geschwindigkeit auf das Geschwindigkeitslimit nur durch eine Verzögerung der Drehgeschwindigkeit des Auslegers 6. Vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Das Abtragungs-Steuersystem 200 kann konfiguriert sein für die Regulierung der Drehgeschwindigkeit zumindest des Arms 7 oder zumindest des Löffels 8 zusätzlich zur Regulierung der Drehgeschwindigkeit des Auslegers 6. Dadurch lässt sich eine Reduzierung der Geschwindigkeit des Löffels 8 in einer Richtung parallel zu der Entwurfsfläche 45A durch eine Geschwindigkeitsbegrenzung verhindern. Dementsprechend lässt sich vermeiden, dass die Bedienungsperson die Bediensituation als schlechter empfindet. Es ist zu beachten, dass in diesem Fall die Addition (Summe) der jeweiligen regulierten Geschwindigkeiten des Auslegers 6, des Arms 7 und des Löffels 8 als regulierte Geschwindigkeit S berechnet werden kann.
(C) Bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel ist das Abtragungs-Steuersystem 200 konfiguriert für die Berechnung der Geschwindigkeit Q der Messerkante 8a und der Geschwindigkeit Q' des Rückflächenendes 8b auf der Basis der von der Bedienvorrichtung 25 zu beziehenden Betriebssignale M. Vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Das Abtragungs-Steuersystem 200 kann die Geschwindigkeit Q und die Geschwindigkeit Q' direkt berechnen auf der Basis der Variation pro Zeiteinheit für jede der Zylinderlängen N1 bis N3, die von dem ersten bis dritten Hubsensor 16 bis 18 zu beziehen sind. In diesem Fall können die Geschwindigkeit Q und die Geschwindigkeit Q1 genauer berechnet werden als bei einer Konfiguration, bei der die Berechnung der Geschwindigkeit Q und der Geschwindigkeit Q' auf der Basis der Betriebssignale M erfolgt.
(D) Bei der vorstehenden beispielhaften Ausführungsform, die in den 9 und 10 dargestellt ist, wird zwischen der potenziellen Geschwindigkeit und der Entfernung eine lineare Relation hergestellt. Vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zwischen der potenziellen Geschwindigkeit und der Entfernung kann eine beliebige Relation hergestellt werden. Eine solche Relation ist nicht notwendigerweise eine lineare Relation, und ihre Relationskurve muss nicht durch den Ursprung ihres relevanten Diagramms verlaufen.

INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Erfindungsgemäß ist es möglich, ein Steuersystem für eine Arbeitseinheit bereitzustellen, das geeignet ist für die Durchführung einer angemessenen Abtragungs-Steuerung. Aus diesem Grund ist die Erfindung nützlich auf dem Gebiet von Baumaschinen.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugkörper
2: Arbeitseinheit
3: obere Dreheinheit
4: Kabine
5: Antriebseinheit
5a: Raupenkette
5b: Raupenkette
6: Ausleger
7: Arm
8: Baggerlöffel
8a: Messerkante
10: Auslegerzylinder
11: Armzylinder
12: Löffelzylinder
13: Auslegerbolzen
14: Armbolzen
15: Löffelbolzen
16: erster Hubsensor
17: zweiter Hubsensor
18: dritter Hubsensor
19: Positionsdetektoreinheit
21: erste GNSS-Antenne
22: zweite GNSS-Antenne
23: dreidimensionaler Positionssensor
24: Neigungswinkelsensor
25: Bedienvorrichtung
26: Steuerung für die Arbeitseinheit
261: Abschnitt für das Beziehen der relativen Entfernung
262: Abschnitt für das Beziehen der potenziellen Geschwindigkeit
263: Abschnitt für das Beziehen der relativen Geschwindigkeit
264: Abschnitt für das Beziehen der regulierten Geschwindigkeit
265: Abschnitt für die Geschwindigkeitsreduzierung
266: Abschnitt für die Steuerung der Hydraulikzylinder
27: Proportionalsteuerventil
28: Display-Steuerung
29: Displayeinheit
31: Ausleger-Bedienelement
32: Arm-Bedienelement
33: Löffel-Bedienelement
45: Entwurfsfläche
45A: Ziel-Entwurfsfläche
100: Hydraulikbagger
200: Abtragungs-Steuersystem
C: Linie für den Eingriff der Geschwindigkeitsbegrenzung
h: Linienabstand

Claims

Abtragungs-Steuersystem, umfassend: eine Arbeitseinheit, die durch eine Mehrzahl von angetriebenen Elementen, umfassend einen Baggerlöffel, gebildet ist und die durch einen Fahrzeughauptkörper drehbar gestützt ist; eine Mehrzahl von Hydraulikzylindern, die für den Antrieb der Mehrzahl von angetriebenen Elementen konfiguriert sind; einen Abschnitt für das Beziehen einer potenziellen Geschwindigkeit, der konfiguriert ist für das Beziehen einer ersten potenziellen Geschwindigkeit und einer zweiten potenziellen Geschwindigkeit, wobei die erste potenzielle Geschwindigkeit von einem ersten Abstand zwischen einem ersten Überwachungspunkt des Baggerlöffels und einer Entwurfsfläche und die zweite potenzielle Geschwindigkeit von einem zweiten Abstand zwischen einem zweiten Überwachungspunkt des Baggerlöffels und der Entwurfsfläche abhängt, wobei der zweite Überwachungspunkt und der erste Überwachungspunkt verschieden voneinander festgelegt sind, wobei die Entwurfsfläche eine Zielgestalt eines Abtragungsobjekts angibt; einen Abschnitt für das Beziehen einer relativen Geschwindigkeit, der konfiguriert ist für das Beziehen einer ersten relativen Geschwindigkeit des ersten Überwachungspunkts relativ zur Entwurfsfläche und einer zweiten relativen Geschwindigkeit des zweiten Überwachungspunkts relativ zur Entwurfsfläche; einen Abschnitt für die Wahl eines Geschwindigkeitslimits, der konfiguriert ist für die Wahl entweder der ersten potenziellen Geschwindigkeit oder der zweiten potenziellen Geschwindigkeit als Geschwindigkeitslimit auf der Basis einer relativen Beziehung zwischen der ersten relativen Geschwindigkeit und der ersten potenziellen Geschwindigkeit sowie einer relativen Beziehung zwischen der zweiten relativen Geschwindigkeit und der zweiten potenziellen Geschwindigkeit; und einen Abschnitt für die Steuerung der Hydraulikzylinder, der konfiguriert ist für die Begrenzung einer relativen Geschwindigkeit eines von dem ersten Überwachungspunkt und dem zweiten Überwachungspunkt, die ein Ziel des Geschwindigkeitslimits ist, auf das Geschwindigkeitslimit durch die Zuführung von Betriebsöl zu der Mehrzahl von Hydraulikzylindern, wobei die relative Geschwindigkeit für die Entwurfsfläche relevant ist.
Abtragungs-Steuersystem nach Anspruch 1, wobei die erste potenzielle Geschwindigkeit mit kürzer werdendem ersten Abstand langsamer wird und wobei die zweite potenzielle Geschwindigkeit mit kürzer werdendem zweitem Abstand langsamer wird.
Abtragungs-Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend: einen Abschnitt für das Beziehen einer regulierten Geschwindigkeit, der konfiguriert ist für das Beziehen einer ersten regulierten Geschwindigkeit und einer zweiten regulierten Geschwindigkeit, wobei die erste regulierte Geschwindigkeit eine Zielgeschwindigkeit für eine Geschwindigkeit zum Ausfahren/Einfahren jedes der Mehrzahl von Hydraulikzylindern angibt, die notwendig ist, um die erste relative Geschwindigkeit auf die erste potenzielle Geschwindigkeit zu begrenzen, wobei die zweite regulierte Geschwindigkeit eine Zielgeschwindigkeit für eine Geschwindigkeit zum Ausfahren/Einfahren jedes der Mehrzahl von Hydraulikzylindern angibt, die notwendig ist, um die zweite relative Geschwindigkeit auf die zweite potenzielle Geschwindigkeit zu begrenzen, wobei der Abschnitt für die Wahl des Geschwindigkeitslimits konfiguriert ist für die Wahl der ersten potenziellen Geschwindigkeit als das Geschwindigkeitslimit, wenn die erste regulierte Geschwindigkeit größer als die zweite regulierte Geschwindigkeit ist, und wobei der Abschnitt für die Wahl des Geschwindigkeitslimits konfiguriert ist für die Wahl der zweiten potenziellen Geschwindigkeit als das Geschwindigkeitslimit, wenn die zweite regulierte Geschwindigkeit größer als die erste regulierte Geschwindigkeit ist.
Abtragungs-Steuersystem nach Anspruch 3, wobei die Mehrzahl von angetriebenen Elementen einen Ausleger umfasst, der an dem Fahrzeughauptkörper drehbar befestigt ist, wobei die Mehrzahl von Hydraulikzylindern einen Auslegerzylinder für den Antrieb des Auslegers umfasst und wobei jeder der ersten regulierten Geschwindigkeit und der zweiten regulierten Geschwindigkeit einer Zielgeschwindigkeit für eine Geschwindigkeit zum Ausfahren/Einfahren des Auslegerzylinders entspricht.
Abtragungs-Steuersystem nach Anspruch 3, wobei die Mehrzahl von angetriebenen Elementen einen Ausleger umfasst, der an einem Fahrzeughauptkörper drehbar befestigt ist, und einen mit dem Ausleger und dem Baggerlöffel verbundenen Arm, wobei die Mehrzahl von Hydraulikzylindern einen Auslegerzylinder für den Antrieb des Auslegers und einen Armzylinder für den Antrieb des Arms umfasst, und wobei jeder der ersten regulierten Geschwindigkeit und der zweiten regulierten Geschwindigkeit einer Zielgeschwindigkeit für eine Geschwindigkeit zum Ausfahren/Einfahren des Auslegerzylinders und des Armzylinders entspricht.
Abtragungs-Steuersystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, ferner umfassend: ein Bedienelement, das konfiguriert ist für den Empfang einer Verwendereingabe, um die Arbeitseinheit anzutreiben, wobei das Bedienelement konfiguriert ist für die Ausgabe eines Betätigungssignals gemäß der Verwendereingabe; wobei der Abschnitt für das Beziehen der relativen Geschwindigkeit konfiguriert ist für das Beziehen der ersten relativen Geschwindigkeit und der zweiten relativen Geschwindigkeit auf der Basis des Betätigungssignals.
Abtragungs-Steuersystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der Abschnitt für das Beziehen der relativen Geschwindigkeit konfiguriert ist für das Beziehen der ersten relativen Geschwindigkeit und der zweiten relativen Geschwindigkeit auf der Basis der Summe der Geschwindigkeiten für das Ausfahren/Einfahren der jeweiligen Mehrzahl von Hydraulikzylindern.
Abtragungs-Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der erste Überwachungspunkt an einer Schneidkante des Baggerlöffels festgelegt ist und wobei der zweite Überwachungspunkt an einer Bodenplatte des Baggerlöffels festgelegt ist.