DE112013000209B4

DE112013000209B4 - Hubbetriebskalibrierungssteuerungsvorrichtung für einen Hydraulikzylinder und Hubbetriebskalibrierungssteuerungsverfahren für einen Hydraulikzylinder

Info

Publication number: DE112013000209B4
Application number: DE112013000209.4T
Authority: DE
Inventors: Katsuhiro Ikegami; Yoshiki Kami; Yuki Shimano; Hayato MATSUMOTO
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2013-04-12
Filing date: 2013-04-12
Publication date: 2018-03-01
Anticipated expiration: 2033-04-13
Also published as: JPWO2014167732A1; JP5901657B2; CN104246428B; CN104246428A; US20150299986A1; KR101777932B1; KR20150103744A; WO2014167732A1; US9551133B2; DE112013000209T5

Abstract

Hubbetriebskalibrierungssteuerungsvorrichtung für einen Hydraulikzylinder (4d, 4e, 4f), wobei die Hubbetriebskalibrierungssteuerungsvorrichtung umfasst: bewegbare Abschnitte (4a, 4b, 4c), die sequenziell bei einem Fahrzeughauptkörper (1a) drehbar gehalten werden, Hydraulikzylinder (4d, 4e, 4f), die jeweils zwischen dem Fahrzeughauptkörper (1a) und dem bewegbaren Abschnitt (4a) oder zwischen den bewegbaren Abschnitten (4a, 4b, 4c) angeordnet sind und die bewegbaren Abschnitte (4a, 4b, 4c) drehbar halten, einen Hubsensor (10), der für den Hydraulikzylinder (4d, 4e, 4f) bereitgestellt ist und eine Hublänge des Hydraulikzylinders (4d, 4e, 4f) misst, einen Rücksetzsensor (20), der einen Rücksetzreferenzpunkt misst, bei dem die Hublänge, die durch den Hubsensor (10) gemessen wird, zurückgesetzt wird, eine Hubendeerfassungsverarbeitungseinheit (30a), die eine Hubendeposition des Hydraulikzylinders (4d, 4e, 4f) erfasst, eine Kalibrierungsverarbeitungseinheit (30b), die die Hublänge bei der Erfassung des Rücksetzreferenzpunkts und/oder der Hubendeposition kalibriert, eine Fehlfunktionserfassungseinheit (30c), die einen Fehler ausgibt, wenn die gemessene Hublänge außerhalb eines Hubbereichs ist, der durch eine minimale Hubendposition und eine maximale Hubendposition definiert ist, und eine Steuerungseinheit (30), die die Ausgabe des Fehlers verhindert, bis die gemessene Hublänge den Rücksetzreferenzpunkt bei einer Leistungszufuhrzeit passiert hat.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hubbetriebskalibrierungssteuerungsvorrichtung für einen Hydraulikzylinder und ein Hubbetriebskalibrierungssteuerungsverfahren für einen Hydraulikzylinder.
Hintergrund
Eine Aushubmaschine bzw. ein Bagger als eine Arbeitsmaschine umfasst einen Fahrkörper, einen oberen Schwenkkörper, der auf dem Fahrkörper schwenken kann, und eine Betriebsmaschine auf dem oberen Schwenkkörper. Die Betriebsmaschine umfasst einen Ausleger mit einem Ende, das drehbar auf einer Basiseinheit getragen wird, einen Arm mit einem Ende, das drehbar durch das andere Ende des Auslegers gehalten wird, und ein Arbeitsgerät, das drehbar durch das andere Ende des Arms gehalten wird. Der Ausleger, der Arm und das Arbeitsgerät werden durch Hydraulikzylinder angetrieben. Zur Erfassung der Position und der Stellung dieser Betriebsmaschine wird der Hub des Hydraulikzylinders gemessen.
Beispielsweise offenbart die Druckschrift JP 2006-258730 A einen Bagger mit einem Positionssensor, der die Position des Kolbenhubs des Hydraulikzylinders, der die Betriebsmaschine antreibt, unter Verwendung der Drehung einer Rolle erfasst, die auf einer Zylinderstange rollt. Da ein mikroskopischer Schlupf zwischen dieser Rolle und der Zylinderstange auftritt, wird ein Messfehler zwischen der Position des tatsächlichen Hubs und der Position des Hubs erzeugt, die aus dem Erfassungsergebnis des Positionssensors erhalten wird. In Anbetracht dessen ist ein Magnetsensor als ein Rücksetzsensor bei einer Referenzposition auf einer äußeren Oberfläche eines Zylinderrohrs des Hydraulikzylinders zur Kalibrierung der Hubposition, die von dem Erfassungsergebnis des Positionssensor erhalten wird, mit der Referenzposition bereitgestellt. Jedes Mal, wenn der Kolben an der Referenzposition während des Betriebs vorbeigeht, wird die Hubposition, die durch den Positionssensor erfasst wird, kalibriert, wodurch eine korrekte Positionsmessung ermöglicht wird.
Die Druckschrift JP 2006-226909 A beschreibt eine Positionsmessvorrichtung für Zylinder. Ein Hubsensor misst eine Hublänge eines Hydraulikzylinders, wobei der Hubsensor auf die Position eines Ursprungspunkts zurückgesetzt wird, indem unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit eines Kolbens im Zylinder ein Spitzenwert eines Signals, das durch einen Rücksetzsensor erfasst wird, bestimmt wird und die Position des Ursprungspunkts gemessen wird.
Kurzzusammenfassung
Technisches Problem
Der vorstehend genannte Hydraulikzylinder weist einen Hubsensor (Positionssensor) und einen Rücksetzsensor zur Kalibrierung des Messfehlers des Hubsensors auf, wodurch die Hublänge des Hydraulikzylinders mit hoher Genauigkeit erhalten wird. Wenn der Messfehler des Hubsensors groß ist, wird bestimmt, dass ein Fehler aufgetreten ist, wobei dies mitgeteilt wird, indem beispielsweise ein Ton bzw. ein Geräusch von einem Summer erzeugt wird.
Demgegenüber kann die Arbeitsmaschine die Betriebsmaschine in einer stabilen Stellung in einem Zustand haben, bei dem Leistung verloren geht und die Hublänge nicht erfasst wird. In diesem Fall kann ein großer Unterschied zwischen der tatsächlichen Hublänge des Hydraulikzylinders und der Messhublänge erzeugt werden, die direkt vor dem Zeitpunkt gemessen wird, wenn die Leistung verloren geht. Der große Unterschied zwischen der tatsächlichen Hublänge und der letzten Messhublänge bei der Leistungszufuhrzeit kann einen Summer veranlassen, ein Geräusch zu erzeugen, da bestimmt wird, dass der Fehler aufgetreten ist, wobei in diesem Fall der Betriebsablauf der Maschine unterbrochen wird.
Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht des vorstehend Beschriebenen gemacht worden, wobei es eine Aufgabe ist, eine Hubbetriebskalibrierungssteuerungsvorrichtung für einen Hydraulikzylinder und ein Hubbetriebskalibrierungssteuerungsverfahren für einen Hydraulikzylinder bereitzustellen, die eine falsche Alarmierung unter Berücksichtung des Zustands, der für die Betriebsmaschine gilt, die den Hydraulikzylinder umfasst, verhindern kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Hubkalibrierungssteuerungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Eine vorteilhafte Weiterbildung ist in Patentanspruch 2 genannt. Die Hubbetriebskalibrierungssteuerungsvorrichtung für einen Hydraulikzylinder gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: bewegbare Abschnitte, die sequenziell bei einem Fahrzeughauptkörper drehbar gehalten werden; Hydraulikzylinder, die jeweils zwischen dem Fahrzeughauptkörper und dem bewegbaren Abschnitt oder zwischen den bewegbaren Abschnitten angeordnet sind und die bewegbaren Abschnitte drehbar halten; einen Hubsensor, der für den Hydraulikzylinder bereitgestellt ist und eine Hublänge des Hydraulikzylinders misst; einen Rücksetzsensor, der einen Rücksetzreferenzpunkt misst, bei dem ein Messwert der Hublänge, der durch den Hubsensor erhalten wird, zurückgesetzt wird; eine Hubendeerfassungsverarbeitungseinheit, die eine Hubendeposition des Hydraulikzylinders erfasst; eine Kalibrierungsverarbeitungseinheit, die den Messwert der Hublänge bei der Erfassung des Rücksetzreferenzpunkts und/oder der Hubendeposition kalibriert; eine Fehlfunktionserfassungseinheit, die einen Fehler ausgibt, wenn die gemessene Hublänge in dem vorbestimmten Messbereich ist; und eine Steuerungseinheit, die das Zurücksetzen verhindert, bis die Hublänge den Rücksetzreferenzpunkt bei einer Leistungszufuhrzeit passiert hat.
Des Weiteren wird die Aufgabe gelöst durch ein Hubbetriebskalibrierungssteuerungsverfahren für einen Hydraulikzylinder gemäß Patentanspruch 3. Eine vorteilhafte Weiterbildung ist in Patentanspruch 4 genannt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann, da das Zurücksetzen verhindert wird, bis die Hublänge den Rücksetzreferenzpunkt bei der Leistungszufuhrzeit passiert hat, die falsche Alarmierung aufgrund des Zustands, der die Betriebsmaschine betrifft, die den Hydraulikzylinder umfasst, verhindert werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
1 zeigt eine perspektivische Darstellung, die einen Gesamtaufbau eines Baggers als ein Beispiel einer Arbeitsmaschine zeigt, bei der ein Hydraulikzylinder als ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
2 zeigt ein Blockschaltbild, das einen Gesamtschaltungsaufbau des Baggers einschließlich der Hubbetriebsdiagnoseunterstützungsvorrichtung für den Hydraulikzylinder zeigt, der in 1 gezeigt ist.
3 zeigt eine schematische Darstellung, die die Anordnung eines Hubsensors in Bezug auf den Hydraulikzylinder zeigt.
4 zeigt eine schematische Darstellung, die den Entwurf des Hubsensors und einen zugehörigen Betrieb zeigt.
5 zeigt eine schematische Darstellung, die den Entwurf einer Drehkodiereinrichtung als einen Rücksetzsensor zeigt.
6 zeigt eine schematische Darstellung, die den Zustand zeigt, in dem der Ausleger des Baggers aufwärts und abwärts bewegt wird.
7 zeigt eine schematische Darstellung zur Beschreibung der Hublänge des Hydraulikzylinders und einer Verarbeitung zur Kalibrierung der Hublänge.
8 zeigt eine schematische Darstellung, die den Entwurf eines Magnetsensors als einen Rücksetzsensor und einen zugehörigen Betrieb zeigt.
9 zeigt ein Flussdiagramm, das die Prozedur zur Steuerung einer Kalibrierungsverhinderungsverarbeitung bei der Leistungszufuhrzeit zeigt.
10 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel eines Hubbetriebsdiagnoseunterstützungsbildschirms in einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt, der in einer Anzeigeeinheit einer Standardüberwachungseinrichtung angezeigt wird.
11 zeigt ein Flussdiagramm, das die Prozedur einer Anzeigeverarbeitung der Anzeigeeinheit der Standardüberwachungseinrichtung zeigt.
12 zeigt eine beschreibende Darstellung zum Beschreiben des Betriebs der Betriebsmaschine in der Kalibrierungsverarbeitung für den Auslegerzylinder.
13 zeigt ein Flussdiagramm, das die Prozedur einer Anzeigeverarbeitung eines Hubanfangskalibrierungsarbeitsunterstützungsbildschirms in einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt, der in einer Anzeigeeinheit einer HMI-Überwachungseinrichtung angezeigt wird.
14-1 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel des Hubanfangskalibrierungsarbeitsunterstützungsbildschirms in dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt, der in der Anzeigeeinheit der HMI-Überwachungseinrichtung angezeigt wird.
14-2 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel des Hubanfangskalibrierungsarbeitsunterstützungsbildschirms in dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt, der in der Anzeigeeinheit der HMI-Überwachungseinrichtung angezeigt wird.
14-3 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel des Hubanfangskalibrierungsarbeitsunterstützungsbildschirms in dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt, der in der Anzeigeeinheit der HMI-Überwachungseinrichtung angezeigt wird.
14-4 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel des Hubanfangskalibrierungsarbeitsunterstützungsbildschirms in dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt, der in der Anzeigeeinheit der HMI-Überwachungseinrichtung angezeigt wird.
14-5 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel des Hubanfangskalibrierungsarbeitsunterstützungsbildschirms in dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt, der in der Anzeigeeinheit der HMI-Überwachungseinrichtung angezeigt wird.
14-6 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel des Hubanfangskalibrierungsarbeitsunterstützungsbildschirms in dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt, der in der Anzeigeeinheit der HMI-Überwachungseinrichtung angezeigt wird.
14-7 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel des Hubanfangskalibrierungsarbeitsunterstützungsbildschirms in dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt, der in der Anzeigeeinheit der HMI-Überwachungseinrichtung angezeigt wird.
14-8 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel des Hubanfangskalibrierungsarbeitsunterstützungsbildschirms in dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt, der in der Anzeigeeinheit der HMI-Überwachungseinrichtung angezeigt wird.
14-9 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel des Hubanfangskalibrierungsarbeitsunterstützungsbildschirms in dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt, der in der Anzeigeeinheit der HMI-Überwachungseinrichtung angezeigt wird.
14-10 zeigt ein Diagramm, das ein Beispiel des Hubanfangskalibrierungsarbeitsunterstützungsbildschirms in dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt, der in der Anzeigeeinheit der HMI-Überwachungseinrichtung angezeigt wird.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Zuerst werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben. Ein Bagger als ein Beispiel einer Arbeitsmaschine, bei der das Konzept der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann, wird nachstehend beschrieben.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
[Gesamtaufbau des Baggers]
Wie es in 1 veranschaulicht ist, umfasst ein Bagger 1 einen unteren Fahrkörper 2, einen oberen Schwenkkörper 3 und eine Betriebsmaschine 4. Der untere Fahrkörper 2 ist konfiguriert, um in der Lage zu sein, selbständig zu fahren, indem er ein Paar von rechten und linken Raupenketten 2a drehen lässt. Der obere Schwenkkörper 3 ist auf dem unteren Fahrkörper 2 derart angebaut, dass er in der Lage ist, frei zu schwenken. Die Betriebsmaschine 4 wird drehbar bei der Frontseite des oberen Schwenkkörpers 3 gehalten, um in der Lage zu sein, sich frei nach oben und unten zu bewegen. Die Betriebsmaschine 4 umfasst einen Ausleger 4a, einen Arm 4b, eine Schaufel 4c als ein Beispiel des Arbeitsgeräts und Hydraulikzylinder (Schaufelzylinder 4d, Armzylinder 4e, Auslegerzylinder 4f).
Ein Fahrzeughauptkörper 1a ist hauptsächlich aus dem unteren Fahrkörper 2 und dem oberen Schwenkkörper 3 aufgebaut. Der obere Schwenkkörper 3 weist einen Führerstand 5 bei der vorderen linken Seite (Frontseite des Fahrzeugs) und einen Kraftmaschinenraum 6 auf, der eine Kraftmaschine und ein Gegengewicht 7 in der Rückseite (Rückseite des Fahrzeugs) beherbergt. Innerhalb des Führerstands 5 ist ein Fahrersitz 8 für eine Bedienungsperson vorbereitet, um darauf zu sitzen. Eine Vielzahl von Antennen 9 ist auf den rechten und linken Seiten der oberen Oberfläche auf der Rückseite des oberen Schwenkkörpers 3 eingebaut. Es ist anzumerken, dass in dem ersten Ausführungsbeispiel die Front-, Rück-, rechten und linken Richtungen des Fahrzeugs auf der Bedienungsperson beruhen, die auf dem Fahrersitz 8 in dem Führerstand 5 sitzt.
Der Ausleger 4a, der Arm 4b und die Schaufel 4c werden in dieser Reihenfolgen in Bezug auf den Fahrzeughauptkörper 1a drehbar gehalten, wobei der Ausleger 4a, der Arm 4b und die Schaufel 4c bewegbaren Abschnitten in Bezug auf den Fahrzeugkörper 1a, den Ausleger 4a bzw. den Arm 4b entsprechen.
Der Ausleger 4a ist mit einer Drehkodiereinrichtung 20 ausgestattet. Die Drehkodiereinrichtung 20 ist ebenso bei dem Fahrzeughauptkörper angebracht, wie es nachstehend beschrieben ist. Die Drehung des Arms 4b in Bezug auf den Ausleger 4a wird zu der Drehkodiereinrichtung 20, die an dem Ausleger 4a angebracht ist, über einen Hebel übertragen, der drehbar durch den Arm 4b gehalten wird. Die Drehkodiereinrichtung 20 gibt ein Impulssignal entsprechend dem Drehwinkel des Arms 4b aus. Die Drehung des Auslegers 4a in Bezug auf den Fahrzeughauptkörper 1a wird zu der Drehkodiereinrichtung 20, die an den Fahrzeughauptkörper 1a angebracht ist, über einen Hebel übertragen, der drehbar durch den Ausleger 4a gehalten wird. Die Drehkodiereinrichtung 20 gibt ein Impulssignal entsprechend dem Drehwinkel des Auslegers 4a aus.
[Schaltungsaufbau des Baggers]
Eine Hydraulikschaltung des Baggers 1 ist unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben. 2 zeigt ein Blockschaltbild, das einen Gesamtschaltungsaufbau des Baggers einschließlich einer Hubbetriebsdiagnoseunterstützungsvorrichtung für den Hydraulikzylinder zeigt, der in 1 gezeigt ist. Von den Hydraulikzylindern ist nachstehend der Auslegerzylinder beschrieben. Obwohl es nicht beschrieben ist, wird eine ähnliche Betriebsdiagnose in Bezug auf die anderen Zylinder ausgeführt: der Armzylinder 4e und der Schaufelzylinder 4d. In 2 wird ein elektrisches Signal von einer elektrischen Betätigungshebelvorrichtung 101 einer Hauptsteuerungseinrichtung 32 eingegeben. Dann wird ein elektrisches Steuerungssignal von der Hauptsteuerungseinrichtung 32 einem Steuerungsventil 102 des Auslegerzylinders 4f zugeführt, wodurch der Auslegerzylinder 4f angesteuert wird.
Wie es in 1 gezeigt ist, ist die Betriebsmaschine 4 mit dem Ausleger 4a, dem Arm 4b und der Schaufel 4c versehen, wobei durch ein Antreiben bzw. Ansteuern des Auslegerzylinders 4f, des Armzylinders 4e und des Schaufelzylinders 4d, um sich mit diesen vorstehend Beschriebenen zu beschäftigen, der Ausleger 4a, der Arm 4b bzw. die Schaufel 4c betrieben werden.
Der Auslegerzylinder 4f wird angesteuert bzw. angetrieben, indem beispielsweise eine Hydraulikpumpe 103 eines variablen Versatztyps bzw. eine hydraulische Verstellpumpe als eine Antriebsquelle verwendet wird. Die Hydraulikpumpe 103 wird durch eine Kraftmaschine 3a angetrieben. Eine Taumelscheibe 103a der Hydraulikpumpe 103 wird durch einen Servomechanismus 104 angetrieben. Der Servomechanismus 104 arbeitet in Reaktion auf das Steuerungssignal (elektrische Signal) das von der Hauptsteuerungseinrichtung 32 ausgegeben wird, sodass die Taumelscheibe 103a der Hydraulikpumpe 103 zu der Position gelangt, die durch das Steuerungssignal bestimmt ist. Ein Kraftmaschinenantriebsmechanismus 105 der Kraftmaschine 3a arbeitet in Reaktion auf das Steuerungssignal (elektrische Signal), das von der Hauptsteuerungseinrichtung 32 ausgegeben wird, sodass sich die Kraftmaschine 3a auf der Grundlage der Kraftmaschinendrehzahl dreht, die durch das Steuerungssignal bestimmt ist.
Ein Auslass der Hydraulikpumpe 103 ist mit dem Steuerungsventil 102 über einen Ausstoßölkanal 106 verbunden. Das Steuerungsventil 102 ist mit einer deckelseitigen Ölkammer 40B und einer stangenseitigen Ölkammer 40H des Auslegerzylinders 4f über Ölkanäle 107 bzw. 108 verbunden. Das Betriebsöl, das von der Hydraulikpumpe 103 ausgestoßen wird, wird dem Steuerungsventil 102 über den Ausstoßölkanal 106 zugeführt. Das Betriebsöl, das durch das Steuerungsventil 102 hindurchgegangen ist, wird der deckelseitigen Ölkammer 40B und der stangenseitigen Ölkammer 40H des Auslegerzylinders 4f über die Ölkanäle 107 und 108 zugeführt.
Der Auslegerzylinder 4f ist mit einem Hubsensor 10 versehen. Der Hubsensor 10 misst die Hübe des Kolbens. Ein Abschnitt des Fahrzeughauptkörpers 1a, der ein Ende des Auslegers 4a drehbar hält, ist mit der Drehkodiereinrichtung 20 versehen, die als der Rücksetzsensor fungiert. Die Drehkodiereinrichtung 20 erfasst den Drehwinkel des Auslegers 4a und gibt das Impulssignal entsprechend dem Drehwinkel aus. Der Hubsensor 10 und die Drehkodiereinrichtung 20 sind mit einer Messsteuerungseinrichtung 30 verbunden.
Eine Batterie 109 ist eine Leistungsquelle, die die Hauptsteuerungseinrichtung 32 aktiviert. Die Messsteuerungseinrichtung 30, eine Standardüberwachungseinrichtung 31 und eine HMI-(Human Machine Interface bzw. Mensch-Maschine-Schnittstelle-)Überwachungseinrichtung 33 als eine Führungsüberwachungseinrichtung für eine computerisierte Konstruktion sind elektrisch mit der Batterie 109 verbunden. Die Hauptsteuerungseinrichtung 32 ist elektrisch mit der Batterie 109 über einen Kraftmaschinenschlüsselschalter bzw. Kraftmaschinentastenschalter 110 verbunden.
Wenn der Kraftmaschinenschlüsselschalter 110 eingeschaltet wird bzw. auf ein gedreht wird, wird die Batterie 109 elektrisch mit einem (nicht veranschaulichten) Motor zum Anlassen der Kraftmaschine 3a verbunden, wodurch die Kraftmaschine 3a gestartet wird. Zur gleichen Zeit ist die Batterie 109 elektrisch mit der Hauptsteuerungseinrichtung 32 verbunden, wodurch die Hauptsteuerungseinrichtung 32 aktiviert wird. Wenn der Kraftmaschinenschlüsselschalter 110 ausgeschaltet wird bzw. auf aus gedreht wird, wird die Batterie 109 elektrisch von der Hauptsteuerungseinrichtung 32 getrennt, wodurch die Kraftmaschine 3a gestoppt wird und die Aktivierung der Hauptsteuerungseinrichtung 32 gestoppt wird.
Die Hauptsteuerungseinrichtung 32, die Messsteuerungseinrichtung 30, die Standardüberwachungseinrichtung 31, die HMI-Überwachungseinrichtung 33 und eine Positionsinformationserfassungsvorrichtung 19 sind wechselseitig über ein fahrzeuginternes Netzwerk N verbunden. Ein Schaltungszustandssignal, das den Schaltungszustand (ein oder aus) des Kraftmaschinenschlüsselschalters 110 darstellt, wird von der Hauptsteuerungseinrichtung 32 in die Messsteuerungseinrichtung 30, die Standardüberwachungseinrichtung 31 und die HMI-Überwachungseinrichtung 33 über das Netzwerk N eingegeben. Während die Schaltungszustandssignale, die in die Messsteuerungseinrichtung 30, die Standardüberwachungseinrichtung 31 und die HMI-Überwachungseinrichtung 33 einzugeben sind, auf ein sind, sind die Messsteuerungseinrichtung 30, die Standardüberwachungseinrichtung 31 und die HMI-Überwachungseinrichtung 33 in dem aktivierten Zustand; wenn die Schaltungszustandssignale ausgeschaltet sind, sind die Messsteuerungseinrichtung 30, die Standardüberwachungseinrichtung 31 und die HMI-Überwachungseinrichtung 33 gestoppt.
Betätigungshebelvorrichtungen 101R und 101L weisen in dem Führerstand 5 beispielsweise Betätigungshebel 101Ra und 101La und Erfassungseinheiten 101Rb und 101Lb zur Erfassung von Betätigungssignalen auf, die die Richtung und Größe einer Betätigung der Betätigungshebel 101Ra und 101La darstellen. Die Betätigungssignale, die durch die Erfassungseinheiten 101Rb und 101Lb erfasst werden, werden der Hauptsteuerungseinrichtung 32 eingegeben. Das Steuerungsventil 102 ist mit der Hauptsteuerungseinrichtung 32 über eine elektrische Signalleitung verbunden. Es ist anzumerken, dass die Betätigungshebelvorrichtungen 101R und 101L ein Paar von rechten und linken Hebeln bilden. Die Betätigungshebelvorrichtung 101R betätigt bzw. betreibt den Ausleger 4a und die Schaufel 4c, während die Betätigungshebelvorrichtung 101L den Arm 4b und das Schwenken des oberen Schwenkkörpers 3 betätigt bzw. betreibt. Es ist anzumerken, dass die Schwenkbetätigungseinrichtung des oberen Schwenkkörpers 3 nicht veranschaulicht ist.
Hierbei wird beispielsweise bei der Betätigung des Betätigungshebels 101Ra das Betätigungssignal des Betätigungshebels 101Ra der Hauptsteuerungseinrichtung 32 eingegeben, wobei das Steuerungssignal zum Betätigen bzw. Betreiben des Steuerungsventils 102 in der Hauptsteuerungseinrichtung 32 erzeugt wird. Dieses Steuerungssignal wird von der Hauptsteuerungseinrichtung 32 dem Steuerungsventil 102 über die elektrische Signalleitung zugeführt, wobei die Ventilposition des Steuerungsventils 102 verändert wird.
[Aufbau der Hubbetriebsdiagnoseunterstützungsvorrichtung für einen Hydraulikzylinder]
Nachfolgend wird die Hubbetriebsdiagnoseunterstützungsvorrichtung für den Hydraulikzylinder beschrieben. Die Hubbetriebsdiagnoseunterstützungsvorrichtung für den Hydraulikzylinder umfasst die Hydraulikzylinder (Schaufelzylinder 4d, Armzylinder 4e, Auslegerzylinder 4f), die Messsteuerungseinrichtung 30, die Standardüberwachungseinrichtung 31, die HMI-Überwachungseinrichtung 33 und die Hauptsteuerungseinrichtung 32.
Der Armzylinder 4e und der Auslegerzylinder 4f sind jeweils mit dem Hubsensor 10 versehen, der die Größe eines Hubs des Hydraulikzylinders als die Drehgröße erfasst. Der Schaufelzylinder 4d ist mit dem Hubsensor 10 und einem Magnetsensor 20a versehen.
Die Abschnitte, die die Drehwellen des Arms 4b und des Auslegers 4a halten, sind jeweils mit der Drehkodiereinrichtung 20 versehen, die das Impulssignal entsprechend der Drehgröße (dem Winkel) des Arms 4b und des Auslegers 4a ausgibt. Dieses Impulssignal ist eine Rechteckwelle.
Der Hubsensor 10, die Drehkodiereinrichtung 20 und der Magnetsensor 20a sind elektrisch mit der Messsteuerungseinrichtung 30 verbunden. Die Messsteuerungseinrichtung 30 weist eine Kalibrierungsverarbeitungseinheit 30b auf. Die Kalibrierungsverarbeitungseinheit 30b kalibriert die Hublängen, die durch die Messsensoren 10 des Schaufelzylinders 4d, des Armzylinder 4e und des Auslegerzylinders 4f gemessen werden, auf der Grundlage der Erfassungssignale des Hubsensors 10, der Drehkodiereinrichtung 20 und des Magnetsensors 20a. Anders ausgedrückt werden die Hublängen, die durch die Hubsensoren 10 des Schaufelzylinders 4d und des Armzylinders 4e gemessen werden, auf der Grundlage der Messergebnisse der entsprechenden Drehkodiereinrichtung 20 kalibriert. Die Hublänge, die durch den Hubsensor 10 des Schaufelzylinders 4d gemessen wird, wird auf der Grundlage der Messergebnisse des Magnetsensors 20a kalibriert, der als der Rücksetzsensor fungiert. Es ist anzumerken, dass die Messsteuerungseinrichtung 30 die Position und Stellung der Schaufel 4c auf der Grundlage der gemessenen Hublänge jedes Hydraulikzylinders berechnet.
Die Messsteuerungseinrichtung 30 weist eine Hubendeerfassungsverarbeitungseinheit 30a auf. Die Hubendeerfassungsverarbeitungseinheit 30a erfasst, ob der Kolben das Hubende, d. h. die maximale Hubposition oder die minimale Hubposition erreicht hat. Die Hubendeerfassungsverarbeitungseinheit 30a bestimmt, dass der Kolben das Hubende erreicht hat, wenn die nachstehenden drei Bedingungen erfüllt sind: die Betätigungshebel 101Ra und 101La sind in Betrieb; die Hubposition, die durch den Hubsensor 10 gemessen wird, liegt beispielsweise innerhalb von 3 mm von der voreingestellten Hubendeposition; und die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens ist kleiner oder gleich der mikroskopischen Bewegungsgröße, beispielsweise ±3 mm/Sek. Es ist anzumerken, dass die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens erhalten wird, indem die Hubposition, die durch den Hubsensor 10 erfasst wird, zeitlich differenziert wird. Ob der Kolben das Hubende erreicht hat oder nicht, kann unter der Bedingung bestimmt werden, dass der Zustand ein Entlastungszustand ist, in dem der Ausstoßdruck der Hydraulikpumpe 103 mehr als ein vorbestimmter Druck ist. Zusätzlich zu einem Zurücksetzen der Hublänge durch den Magnetsensor 20a und die Drehkodiereinrichtung 20 als der Rücksetzsensor setzt die Kalibrierungsverarbeitungseinheit 30b die Hublänge ebenso zurück, wenn der Kolben das Hubende erreicht hat.
Außerdem umfasst die Messsteuerungseinrichtung 30 eine Fehlfunktionserfassungsverarbeitungseinheit 30c. Die Fehlfunktionserfassungsverarbeitungseinheit 30c gibt einen Fehler aus, um über die Anomalie des Hubs zu benachrichtigen, wenn die gemessene Hublänge einen vorbestimmten Wert überschritten hat, der größer als der Hubbereich ist, der durch die minimale Hubendeposition und die maximale Hubendeposition definiert wird.
Die Standardüberwachungseinrichtung 31 umfasst eine Berechnungseinheit 31a, eine Anzeigeeinheit 31b, eine Betätigungseinheit 31c, eine Benachrichtigungseinheit 31d und eine Kalibrierungsaußerkraftsetzungseinstelleinheit 31e. Die Berechnungseinheit 31a erlangt verschiedene Informationsteile durch eine Kommunikation mit der Hauptsteuerungseinrichtung 32 oder der Messsteuerungseinrichtung 30, zeigt die erlangten Informationen auf einem Anzeigebildschirm der Anzeigeeinheit 31b an und gibt verschiedene Anweisungsinformationen, die von der Betätigungseinheit 31c eingegeben werden, zu der Anzeigeeinheit 31b und einer anderen Steuerungseinrichtung usw. aus. Die Benachrichtigungseinheit 31d ist beispielsweise aus einem Summer aufgebaut und gibt ein Geräusch bzw. einen Ton oder dergleichen nach außen aus, wenn eine Warnung erforderlich ist, um einen Fehler zu melden. Die Kalibrierungsaußerkraftsetzungseinstelleinheit 31e stellt die Gültigkeit/Ungültigkeit der Rücksetzverarbeitung durch den Rücksetzsensor ein, wie es nachstehend beschrieben ist. Es ist anzumerken, dass die Anzeigeeinheit 31b ein Berührungsfeld sein kann, das ebenso als die Betätigungseinheit 31c dient.
Die HMI-Überwachungseinrichtung 33 umfasst eine Berechnungseinheit 33a, eine Anzeigeeinheit 33b, eine Betätigungseinheit 33c, eine Benachrichtigungseinheit 33d und eine Hervorhebungsverarbeitungseinheit 33e. Die Berechnungseinheit 33a erlangt verschiedene Informationsteile durch eine Kommunikation mit der Hauptsteuerungseinrichtung 32 oder der Messsteuerungseinrichtung 30, zeigt die erlangten Informationen auf einem Anzeigebildschirm der Anzeigeeinheit 33b an und gibt verschiedene Anweisungsinformationen, die von der Betätigungseinheit 33c eingegeben werden, zu der Anzeigeeinheit 33b und einer anderen Steuerungseinrichtung usw. aus. Die Benachrichtigungseinheit 33d ist beispielsweise aus einem Summer aufgebaut und gibt ein Geräusch bzw. einen Ton oder dergleichen nach außen aus, wenn eine Warnung erforderlich ist, um einen Fehler zu melden. Die HMI-Überwachungseinrichtung 33 ist aus einem Berührungsfeld aufgebaut, bei dem die Anzeigeeinheit 33b ebenso als die Betätigungseinheit 33c dient, wobei aber die Anzeigeeinheit 33b und die Betätigungseinheit 33c getrennt bereitgestellt sein können. Die HMI-Überwachungseinrichtung 33 gibt den Hubanfangsarbeitsunterstützungsbildschirm, der nachstehend beschrieben wird, weiter und unterstützt die Anfangskalibrierungsarbeit. Es ist anzumerken, dass die Positionsinformationserfassungsvorrichtung 19 die Position und die Richtung des Baggers 1 auf der Grundlage der Positionsinformationen berechnet, die über die Antennen 9 erlangt werden, und das Ergebnis zu der Hauptsteuerungseinrichtung 32 und der HMI-Überwachungseinrichtung 33 überträgt, wodurch eine computerisierte Konstruktion ermöglicht wird.
[Anordnung und Betrieb eines Hubsensors]
Als nächstes wird der Hubsensor 10 unter Bezugnahme auf 3 und 4 beschrieben. Hierbei wird zur Vereinfachung der Beschreibung der Hubsensor 10 beschrieben, der an dem Auslegerzylinder 4f angebracht ist; dies trifft jedoch ebenso auf einen ähnlichen Hubsensor 10 zu, der an dem Armzylinder 4e angebracht ist.
Wie es in 3 gezeigt ist, umfasst der Auslegerzylinder 4f ein Zylinderrohr 4X und eine Zylinderstange 4V, die relativ zu dem Zylinderrohr 4X in dem Zylinderrohr 4X bewegt werden kann. Das Zylinderrohr 4X ist mit einem Kolben 4V in einer Art und Weise versehen, dass der Kolben 4V frei gleiten kann. Der Kolben 4V ist mit der Zylinderstange 4Y versehen. Die Zylinderstange 4Y ist für einen Zylinderkopf 4W in einer Art und Weise bereitgestellt, dass die Zylinderstange 4Y frei gleiten kann. Eine Kammer, die durch den Zylinderkopf 4W, den Kolben 4V und die Zylinderinnenwand definiert wird, entspricht der stangenseitigen Ölkammer 40H. Eine Ölkammer auf der entgegengesetzten Seite der stangenseitigen Ölkammer 40H über den Kolben 4V entspricht der deckelseitigen Ölkammer 40B. Es ist anzumerken, dass der Zylinderkopf 4W mit einem Dichtungselement zur Abdichtung des Raums zwischen dem Zylinderkopf 4W und der Zylinderstange 4Y versehen ist, wodurch verhindert wird, dass Staub oder dergleichen in die stangenseitige Ölkammer 40H gelangt.
Die Zylinderstange 4Y kontrahiert, wenn das Betriebsöl zu der stangenseitigen Ölkammer 40H zugeführt wird und das Öl aus der deckelseitigen Ölkammer 40B ausgestoßen wird. Außerdem dehnt sich die Zylinderstange 4Y aus, wenn das Betriebsöl aus der stangenseitigen Ölkammer 40H ausgestoßen wird und das Öl zu der deckelseitigen Ölkammer 40B zugeführt wird. Anders ausgedrückt bewegt sich die Zylinderstange 4Y linear in der Rechts-Links-Richtung in der Zeichnung.
Die Stelle außerhalb der stangenseitigen Ölkammer 40H, die in engem Kontakt mit dem Zylinderkopf 4W ist, ist mit einem Gehäuse 14 versehen, das den Hubsensor 10 abdeckt und den Hubsensor 10 in sich beherbergt. Das Gehäuse 14 ist mit einem Bolzen oder dergleichen an dem Zylinderkopf 4W befestigt, wodurch es an dem Zylinderkopf 4W fixiert ist.
Der Hubsensor 10 umfasst eine Drehrolle 11, eine Drehmittelwelle 12 und eine Drehsensoreinheit 13. Die Drehrolle 11 hat ihre Oberfläche in Kontakt mit einer Oberfläche der Zylinderstange 4Y und dreht sich frei, um der linearen Bewegung der Zylinderstange 4Y zu folgen. Anders ausgedrückt wandelt die Drehrolle 11 die lineare Bewegung der Zylinderstange 4Y in eine Drehbewegung um. Die Drehmittelwelle 12 ist orthogonal zu der linearen Bewegungsrichtung der Zylinderstange 4Y angeordnet.
Die Drehsensoreinheit 13 ist konfiguriert, um in der Lage zu sein, die Drehgröße (den Drehwinkel) der Drehrolle 11 als elektrische Signale zu erfassen. Das Signal, das die Drehgröße (den Drehwinkel) der Drehrolle 11 darstellt, die durch die Drehsensoreinheit 13 erfasst wird, wird zu der Messsteuerungseinrichtung 30 über die elektrische Signalleitung gesendet und in der Messsteuerungseinrichtung 30 in die Position (Hubposition) der Zylinderstange 4Y des Auslegerzylinders 4f umgewandelt.
Wie es in 4 gezeigt ist, umfasst die Drehsensoreinheit 13 einen Magneten 13a und eine Hall-IC 13b. Der Magnet 13a als ein Erfassungsmedium ist an der Drehrolle 11 angebracht, um zusammen mit der Drehrolle 11 gedreht zu werden. Der Magnet 13a dreht sich, um der Drehung der Drehrolle 11 zu folgen, um die Drehmittelwelle 12. Der Magnet 13a ist derart konfiguriert, dass der N-Pol und der S-Pol abwechselnd entsprechend dem Drehwinkel der Drehrolle 11 gewechselt werden. Der Magnet 13a ist derart konfiguriert, dass die magnetische Kraft (Magnetflussdichte), die in der Hall-IC 13b erfasst wird, sich periodisch unter der Annahme ändert, dass eine Drehung der Drehrolle 11 eine Periode ist.
Die Hall-IC 13b ist ein Magnetsensor, der die magnetische Kraft (Magnetflussdichte), die durch den Magneten 13a erzeugt wird, als das elektrische Signal erfasst. Die Hall-IC 13b ist entlang der axialen Richtung der Drehmittelwelle 12 um eine vorbestimmte Entfernung getrennt von dem Magneten 13a bereitgestellt.
Das elektrische Signal, das durch die Hall-IC 13b erfasst wird, wird zu der Messsteuerungseinrichtung 30 gesendet und wird in die Drehgröße der Drehrolle 11, d. h. die Versatzgröße (Hublänge) der Zylinderstange 4Y des Auslegerzylinders 4f umgewandelt. Spezifisch wird die Versatzgröße, um die die Zylinderstange 4Y linear bewegt wird, wenn die Drehrolle 11 sich einmal dreht, als 2πd berechnet, wobei d der Radius einer Drehung der Drehrolle 11 ist.
Nachstehend ist die Beziehung zwischen dem Drehwinkel der Drehrolle 11 und dem elektrischen Signal (der Spannung), die in der Hall-IC 13b erfasst wird, unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Wenn die Drehrolle 11 sich dreht, um den Magneten 13a zu drehen, ändert sich die magnetische Kraft (die Magnetflussdichte), die durch die Hall-IC 13b hindurch geht, periodisch entsprechend dem Drehwinkel, wodurch das elektrische Signal (die Spannung) als die Sensorausgabe periodisch geändert wird. Der Drehwinkel der Drehrolle 11 kann auf der Grundlage des Pegels der Spannungsausgabe von der Hall-IC 13b gemessen werden.
Außerdem kann die Antriebsgeschwindigkeit bzw. Antriebsdrehzahl der Drehrolle 11 gemessen werden, indem die Anzahl von Wiederholungen der Periode des elektrischen Signals (der Spannung) gezählt wird, das von der Hall-IC 13b ausgegeben wird. Dann wird auf der Grundlage des Drehwinkels der Drehrolle 11 und der Antriebsgeschwindigkeit bzw. Antriebsdrehzahl der Drehrolle 11 die Versatzgröße (die Hublänge) der Zylinderstange 4Y des Auslegerzylinders 4f gemessen.
[Betrieb der Drehkodiereinrichtung]
Wie es in 5 gezeigt ist, umfasst die Drehkodiereinrichtung 20 einen scheibenförmigen Abschnitt 25, eine Lichtemissionseinheit 26 und eine Lichtempfangseinheit 27. Die Lichtemissionseinheit 26 und die Lichtempfangseinheit 27 sind so angeordnet, dass sie den scheibenförmigen Abschnitt 25 zwischen sich angeordnet aufweisen. Die Lichtemissionseinheit 26 weist ein lichtemittierendes Element auf, das Licht zu der Lichtempfangseinheit ausstrahlt. Die Lichtempfangseinheit 27 weist vier Lichtempfangselemente 27a auf, die das Licht empfangen können, das von der Lichtemissionseinheit 26 ausgestrahlt wird. Die vier Lichtempfangselemente 27a weisen die gleiche Breite W auf und sind in einer bogenartigen Art und Weise aufeinanderfolgend und kontinuierlich angeordnet. Das Lichtempfangselement 27a wandelt die Menge von empfangenem Licht in das elektrische Signal um. Der scheibenförmige Abschnitt 25 ist mit einer Vielzahl von ersten Übertragungsabschnitten 25a versehen, die das Licht, das von der Lichtemissionseinheit 26 ausgestrahlt wird, zu der Lichtempfangseinheit 27 übertragen. Die ersten Übertragungsabschnitte 25a sind jeweils ein näherungsweise rechteckiger Schlitz, dessen Umfangsbreite 2W beträgt und der sich in die radiale Richtung erstreckt, wobei sie in Intervallen von 2W in einer ringförmigen Form nahe dem Außenumfang des scheibenförmigen Abschnitts 25 parallel zu dem zugehörigen Außenumfang angeordnet sind. Der Innenumfang des Kreises, der durch die ersten Übertragungsabschnitte 25a gebildet wird, ist mit einem einzelnen Übertragungsabschnitt 25b versehen. Der Übertragungsabschnitt 25b ist ein näherungsweise rechteckiger Schlitz, der sich radial erstreckt.
Der scheibenförmige Abschnitt 25 dreht sich synchron mit der Drehung des Auslegers 4a in Bezug auf den Fahrzeughauptkörper 1a. Die vier Lichtempfangselemente 27a geben die elektrischen Signale entsprechend der Menge von Licht aus, das durch die ersten und zweiten Übertragungsabschnitte 25a und 25b durch die Drehung des scheibenförmigen Abschnitts 25 übertragen worden ist. Aus den elektrischen Signalen, die von den seriell bereitgestellten Lichtempfangselementen 27a entsprechend der Menge von Licht ausgegeben werden, das durch die ersten und zweiten Übertragungsabschnitte 25a und 25b übertragen worden ist, werden die elektrischen Signale, die von den ersten und dritten Lichtempfangselementen 27a ausgegeben werden, und die elektrischen Signale, die von den zweiten und vierten Lichtempfangselementen 27a ausgegeben werden, in die Impulssignale umgewandelt. Die Lichtempfangseinheit 27 gibt das umgewandelte Impulssignal an die Messsteuerungseinrichtung 30 aus. Die Erzeugung eines Impulssignals verwendet die elektrischen Signale von den zwei Lichtempfangselementen 27a zu dem Zweck, die Robustheit des Sensors in Bezug auf das externe Licht und dergleichen zu vergrößern.
Außerdem gibt, bei Ausgabe des elektrischen Signals von dem Lichtempfangselement 27a auf der Grundlage des Lichts, das durch den Übertragungsabschnitt 25b übertragen worden ist, die Lichtempfangseinheit 27 das entsprechende Impulssignal aus. Anders ausgedrückt gibt die Lichtempfangseinheit 27 die drei Impulssignale aus, die entsprechend dem Drehwinkel des scheibenförmigen Abschnitts 25 erzeugt werden. Der Drehwinkel des scheibenförmigen Abschnitts 25 ist der Gleiche wie der Drehwinkel des Auslegers 4a; folglich wird das Impulssignal entsprechend dem Drehwinkel des Auslegerzylinders 4f ausgegeben.
Spezifisch ist die Drehkodiereinrichtung 20 von einem Inkrementaltyp, wobei sie konfiguriert ist, ein A-Phasenimpulssignal, ein B-Phasenimpulssignal, dessen Phase zu der der A-Phase um 90° unterschiedlich ist, und ein Z-Phasenimpulssignal (Referenzimpulssignal), das einmal erzeugt wird, wenn das Licht durch den Übertragungsabschnitt 25b durch eine Umdrehung des scheibenförmigen Abschnitts 25 hindurchgegangen ist, auszugeben. Die Messsteuerungseinrichtung 30 zählt die Änderung eines Anstiegs und Abfalls der A-Phasen- und B-Phasenimpulssignale. Die gezählte Anzahl ist proportional zu der Drehgröße des Auslegerzylinders 4f. Die Messsteuerungseinrichtung 30 bestimmt die Drehrichtung des Auslegers 4a aus der Phasendifferenz zwischen der A-Phase und der B-Phase. Außerdem wird die Referenzposition der Drehung des Auslegers 4a auf der Grundlage des Z-Phasenimpulssignals gemessen, wobei die gezählte Anzahl gelöscht wird. Die angenäherte Mitte in dem drehbaren Winkelbereich für den Ausleger 4a wird als die Referenzposition eingestellt. Die Messsteuerungseinrichtung 30 überwacht den Zählwert der Drehkodiereinrichtung 20 und speichert eine beliebige Zahl von Hüben für jeden vorbestimmten Zählwert, wobei sie den zugehörigen Durchschnittswert als den Rücksetzreferenzpunkt (Zwischenrücksetzposition) als die eingestellte Referenzposition speichert. Das Z-Phasenimpulssignal wird ausgegeben, wenn das Licht, das durch den Übertragungsabschnitt 25a entsprechend der Z-Phase übertragen worden ist, durch den scheibenförmigen Abschnitt 25 blockiert wird. Anders ausgedrückt wird das Z-Phasenimpulssignal erfasst, wenn das Impulssignal abgefallen ist.
Die Drehkodiereinrichtung 20 gibt das Z-Phasenimpulssignal bei einem Winkel der angenäherten Mitte des drehbaren Winkelbereichs für den Ausleger 4a aus. Anders ausgedrückt gibt die Drehkodiereinrichtung 20 das Z-Phasenimpulssignal bei der angenäherten Mitte des Hubbereichs für den Auslegerzylinder 4f aus. In dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Zwischenrücksetzposition der Drehkodiereinrichtung 20 wie vorstehend beschrieben; alternativ hierzu kann die Zwischenrücksetzposition eine beliebige andere Position außer dem Hubende des Hydraulikzylinders sein.
[Messung und Kalibrierung einer Hublänge durch die Messsteuerungseinrichtung]
Als nächstes wird eine Beschreibung der Messung und Kalibrierung der Hublänge durch die Messsteuerungseinrichtung 30 angegeben. Hierbei werden als ein Beispiel die Messung und Kalibrierung der Hublänge beschrieben, wenn der Ausleger 4a nach oben und unten bewegt wird. Wie es in 6 gezeigt ist, wird der Ausleger 4a nach oben und unten zusammen mit der Ausdehnung und Kontraktion des Auslegerzylinders 4f bewegt. Der Auslegerzylinder 4f erreicht das Hubende auf der Ausdehnungsseite, wenn der Ausleger 4a nach oben bis zu dem Maximum bewegt worden ist, wobei er das Hubende auf der Kontraktionsseite erreicht, wenn der Ausleger 4a nach unten bis zu dem Maximum bewegt worden ist. Die Hublänge des Auslegerzylinders 4f wird bei dieser Gelegenheit auf der Grundlage der Drehgröße der Drehrolle 11 des Hubsensors 10 gemessen.
Hierbei tritt unvermeidbar ein mikroskopischer Schlupf zwischen der Zylinderstange 4Y und der Drehrolle 11 des Hubsensors 10 auf. Insbesondere tritt ein großer Schlupf bei einem Schlag bzw. Aufprall zwischen dem Kolben 4V und dem Zylinderrohr 4X bei der Hubendeposition oder einem Schlag bzw. Aufprall auf die Zylinderstange 4Y während der Arbeit auf. Dieser Schlupf verursacht einen Fehler (akkumulierter Fehler aufgrund eines Schlupfes) zwischen der tatsächlichen Position der Zylinderstange 4Y und der Hubmessposition der Zylinderstange 4Y, die von dem Erfassungsergebnis des Hubsensors 10 erhalten wird. Um den Hubmesswert, der von dem Erfassungsergebnis des Hubsensors 10 erhalten wird, zu kalibrieren, wird die Drehkodiereinrichtung 20 als der Rücksetzsensor bereitgestellt. Die Drehrolle 11 und die Drehkodiereinrichtung 20 sind mit der Messsteuerungseinrichtung 30 verbunden, wobei die Messsteuerungseinrichtung 30 die Hublänge, die durch den Hubsensor 10 gemessen wird, auf der Grundlage des Impulssignals kalibriert, das von der Drehkodiereinrichtung 20 ausgegeben wird.
Wie es in 6 gezeigt ist, wird der Ausleger 4a nach oben durch die Ausdehnung des Auslegerzylinders 4f bewegt. Die Hublänge des Auslegerzylinders 4f wird bei dieser Gelegenheit durch den Hubsensor 10 gemessen. Unterdessen dreht sich in der Drehkodiereinrichtung 20 der scheibenförmige Abschnitt 25, wenn der Ausleger 4a in Bezug auf den Fahrzeughauptkörper 1a aufgrund der nach oben gerichteten Bewegung des Auslegers 4a gedreht wird. Bei dieser Gelegenheit wird das Licht, das von der Lichtemissionseinheit 26 ausgestrahlt wird und durch die Übertragungsabschnitte 25a und 25b dieses scheibenförmigen Abschnitts 25 übertragen wird, in der Lichtempfangseinheit 27 empfangen. Somit wird das Impulssignal entsprechend dem Drehwinkel des scheibenförmigen Abschnitts 25 von der Lichtempfangseinheit 27 ausgegeben. Die Lichtempfangseinheit 27 gibt die A-Phasen-, B-Phasen- und Z-Phasenimpulssignale aus. Das Z-Phasenimpulssignal ist mit dem Referenzwinkel verbunden, der der vorbestimmte Drehwinkel des Auslegers 4a ist, wobei es ausgegeben wird, wenn der Ausleger 4a zu dem Referenzwinkel gelangt.
Hierbei speichert, wie es in 7 gezeigt ist, die Messsteuerungseinrichtung 30 die Referenzhublänge L2 zu der Zeit der Anfangskalibrierung. Hierbei bezieht sich die Anfangskalibrierung auf die Berechnung und die Speicherung der Referenzhublänge L2, wenn der Bagger 1 von der Fabrik ausgeliefert wird oder wenn die Drehkodiereinrichtung 20 oder der Magnetsensor 20a als der Rücksetzsensor durch eine Neue/einen Neuen ersetzt wird. Bei der Anfangskalibrierung erfasst die Messsteuerungseinrichtung 30 zuerst den Abfall des Z-Phasenimpulses, sie speichert die Hublängen L2-1 bis L2-3 des Auslegerzylinders 4f entsprechend einer vorbestimmten ganzzahligen Anzahl von Malen von Zählwerten der Drehkodiereinrichtung 20 (hier drei Mal für jedes Vielfache von –2), und sie speichert den Durchschnittswert hiervon als die Referenzhublänge L2. Es ist anzumerken, dass in 7 L0 die Änderung der Hublänge bei der Anfangskalibrierung darstellt, La stellt die Änderung der Hublänge dar, die zu der Anfangskalibrierung unterschiedlich ist, und Lp stellt die Änderung des Zählwerts der Drehkodiereinrichtung 20 dar.
Demgegenüber erfasst die Messsteuerungseinrichtung 30 die Ausdehnung der Hublängen L1-1 bis L1-3 des Auslegerzylinders 4f entsprechend einer vorbestimmten ganzzahligen Anzahl von Malen von Zählwerten der Drehkodiereinrichtung 20 (hier drei Mal für jedes Vielfache von 2), wenn das Z-Phasenimpulssignal in der allgemeinen Betriebsverarbeitung des Auslegerzylinders 4f erfasst wird. Die Messsteuerungseinrichtung 30 speichert die Hublängen L1-1 bis L1-3, die durch die vorbestimmte Anzahl von Malen gemessen wird, und speichert den Durchschnittswert hiervon als die Messhublänge L1.
Wie es vorstehend beschrieben ist, speichert die Messsteuerungseinrichtung 30 die Referenzhublänge L2 entsprechend der vorbestimmten Anzahl von Malen von Zählwerten der Drehkodiereinrichtung 20, die durch die Anfangskalibrierung berechnet und gespeichert werden. Die Messsteuerungseinrichtung 30 berechnet die Differenz L3 zwischen der Messhublänge L1, die während des normalen Betriebs erfasst wird, der zu der Anfangskalibrierung unterschiedlich ist, und der Referenzhublänge L2, die bei der Anfangskalibrierung erfasst wird.
Dann kalibriert die Messsteuerungseinrichtung 30 den Messwert des Hubsensors 10 unter Verwendung der Differenz L3, wenn das Z-Phasenimpulssignal erfasst wird, die Hublänge wird durch den normalen Betrieb des Auslegerzylinders 4f gemessen und dann wird der Ausleger 4a gestoppt.
Anders ausgedrückt erfasst, nachdem die Reichweite des Auslegers 4a bei dem Drehwinkel als die Referenz auf der Grundlage des Abfalls der Z-Phase der Drehkodiereinrichtung 20 erfasst worden ist, die Messsteuerungseinrichtung 30 die weitere Drehung um den vorbestimmten Winkel von diesem Drehwinkel, sie speichert eine vorbestimmte Zahl von Hublängen des Auslegerzylinders 4f während dieser Drehung, und sie speichert dann den zugehörigen Durchschnittswert (Messhublänge L1). Außerdem werden die gemessene Messhublänge L1 und die Referenzhublänge L2 als die Referenz, die im Voraus in der Anfangskalibrierung gespeichert wird, verglichen, um die Abweichung (Differenz L3) zu berechnen. Dann wird, wenn der Ausleger 4a stoppt, die Kalibrierungsverarbeitung ausgeführt, in der die Abweichung in den Messwert übernommen wird.
[Kalibrierung des Magnetsensors und Kalibrierung der Hublänge]
Der Schaufelzylinder 4d wird öfter Wasser oder Sand ausgesetzt als der Auslegerzylinder 4f oder der Armzylinder 4e, wodurch die Drehkodiereinrichtung 20 nicht an dem Schaufelzylinder 4d angebracht werden kann. Folglich wird, wie es vorstehend beschrieben ist, der Magnetsensor 20a als der Rücksetzsensor an dem Außenumfang des Zylinderrohrs 4X für den Schaufelzylinder 4d angebracht, wobei eine Kalibrierung ausgeführt wird, bei der die Hubposition, die von dem Erfassungsergebnis des Hubsensors 10 erhalten wird, auf die Zwischenrücksetzposition (Ursprungsposition) zurückgesetzt wird.
Wie es in 8 gezeigt ist, ist der Magnetsensor 20a an der Außenseite des Zylinderrohrs 4X angebracht. Der Magnetsensor 20a weist zwei Magnetsensoren 61 und 62 auf, die entlang der Richtung, in der sich der Kolben 4V linear bewegt, um eine vorbestimmte Entfernung getrennt voneinander angeordnet sind. Die Magnetsensoren 61 und 62 sind bei den bekannten Zwischenrücksetzpositionen (Ursprungspositionen) bereitgestellt. Der Kolben 4V ist mit einem Magneten 63 versehen, der magnetische Kraftlinien erzeugt. Die Magnetsensoren 61 und 62 erfassen die magnetische Kraft (Magnetflussdichte) durch die magnetischen Kraftlinien, die durch den Magneten 63 erzeugt werden, wobei sie das elektrische Signal (eine Spannung) entsprechend der magnetischen Kraft (der Magnetflussdichte) ausgeben. Die Signale, die in den Magnetsensoren 61 und 62 erfasst werden, werden zu der Messsteuerungseinrichtung 30 gesendet. Diese Messsteuerungseinrichtung 30 kalibriert, um die Hubposition, die von dem Erfassungsergebnis des Hubsensors 10 erhalten wird, auf die Zwischenrücksetzposition (Ursprungsposition) zurückzusetzen, auf der Grundlage der Änderung der Erfassungsergebnisse der Magnetsensoren 61 und 62. Diese Kalibrierung ist die Gleiche wie die Kalibrierung der Drehkodiereinrichtung 20.
[Kalibrierungsverhinderungsverarbeitungssteuerung bei Leistungszufuhrzeit]
Im Übrigen kann sich die Hublänge aufgrund des eigenen Gewichts der Betriebsmaschine ändern, solange die Betriebsmaschine nicht in die stabile Stellung in dem Zustand versetzt wird, bei dem die Leistung in der Maschine verloren wird, wobei keine Hublänge erfasst wird (in dem Zustand, dass keine Leistung der Hauptsteuerung 32 zugeführt wird). In diesem Fall tritt die Abweichung zwischen der tatsächlichen Hublänge des Hydraulikzylinders und der gemessenen Hublänge auf, die direkt nach dem Verlust der Leistung gemessen wird. Hierbei würde die Abweichung zwischen der tatsächlichen Hublänge und der zuletzt gemessenen Hublänge bei der Leistungszufuhrzeit einen Alarm von dem Summer oder dergleichen erzeugen, da die Fehlfunktionserfassungsverarbeitungseinheit 30c den Fehler als Aufgetreten betrachtet, wobei in diesem Fall der Ablauf in dem Betrieb der Maschine unterbrochen wird.
Aus diesem Grund führt bei der Leistungszufuhrzeit die Messsteuerungseinrichtung 30 eine Steuerung aus, um die Kalibrierungsverarbeitung für die Hublänge zu verhindern, bis die Hublänge die Zwischenrücksetzposition des Rücksetzsensors passiert und zurückgesetzt wird. Anders ausgedrückt wird die Abweichung zwischen der tatsächlichen Hublänge und der gemessenen Hublänge erlaubt und der Fehler wird nicht gemeldet, bis die Hublänge die Zwischenrücksetzposition des Rücksetzsensors passiert hat.
Nachstehend wird die Prozedur der Verarbeitung der Kalibrierungsverhinderungsverarbeitungssteuerung bei der Leistungszufuhrzeit unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Zuerst bestimmt die Messsteuerungseinrichtung 30, ob eine Leistung zugeführt wird oder nicht (Schritt S101). Bei der Zufuhr von Leistung (JA in Schritt S101) wird die Anfangshublänge (der Anfangszählwert durch die Drehkodiereinrichtung 20) auf den Wert außerhalb des Messbereichs eingestellt (Schritt S102). Danach bestimmt die Messsteuerungseinrichtung 30, ob die Hublänge die Zwischenrücksetzposition passiert hat (Schritt S103). Wenn die Hublänge die Zwischenrücksetzposition nicht passiert hat (Nein in Schritt S103), wird eine Fehlerausgabe der Fehlfunktionserfassungsverarbeitungseinheit 30c nicht ausgeführt, obwohl die Hublänge außerhalb des Messbereichs ist (Schritt S104), wobei die Bestimmungsverarbeitung in Schritt S103 wiederholt wird. Demgegenüber wird, wenn die Hublänge die Zwischenrücksetzposition passiert hat (Ja in Schritt S103), bestimmt (Schritt S105), ob die Messhublänge (der Zählwert) außerhalb des Messbereichs ist oder nicht. Wenn die Messhublänge außerhalb des Messbereichs ist (Ja in Schritt S105), wird beispielsweise die Fehlerausgabe der Benachrichtigungseinheit 31d ausgeführt (Schritt S106) und die Bestimmungsverarbeitung in Schritt S105 wird wiederholt. Demgegenüber wird, wenn die Messhublänge nicht außerhalb des Messbereichs ist (Nein in Schritt S105), die Bestimmungsverarbeitung wiederholt.
[Anfangswerteinstellung für die Drehkodiereinrichtung bei der Leistungszufuhrzeit]
Die Messsteuerungseinrichtung 30 speichert die vorbestimmte Anzahl von Malen von Hüben auf der Grundlage der Zählwerte durch die A-Phase, B-Phase und die Z-Phase der Drehkodiereinrichtung 20 und berechnet die Referenzhublänge L2 und die Messhublänge L1 aus dem Durchschnittswert der Hübe. Es ist jedoch nicht bekannt, ob der Zählwert der Messsteuerungseinrichtung 30 direkt nach der Leistungszufuhr korrekt ist oder nicht, bis die Z-Phase passiert ist und der Wert gelöscht ist. Folglich ist die Hubkalibrierung unter Verwendung des Zählwerts nach der Z-Phase der Drehkodiereinrichtung 20 direkt nach der Leistungszufuhr zu der Messsteuerungseinrichtung 30 erforderlich. Spezifisch speichert die Messsteuerungseinrichtung 30 den Anfangszählwert der Drehkodiereinrichtung 20 bei der Leistungszufuhr. Wenn der Zählwert des Messbereichs der Drehkodiereinrichtung 20 ±3000 ist, wird dieser Anfangszählwert auf einen großen Wert von beispielsweise 9000 eingestellt.
Als Ergebnis ist der Anfangszählwert der Drehkodiereinrichtung 20 bei der Leistungszufuhrzeit groß und die Abweichung zwischen der tatsächlichen Hublänge und der Messhublänge, die dem Anfangszählwert entspricht, ist groß, bis die Hublänge den Rücksetzreferenzpunkt der Drehkodiereinrichtung 20 passiert hat. Da jedoch die vorstehend genannte Kalibrierungsverhinderungsverarbeitungssteuerung bei der Leistungszufuhr ausgeführt wird, wird keine Warnung bezüglich des Fehlers ausgegeben.
[Rücksetzaußerkraftsetzungseinstellung für die Drehkodiereineinrichtung]
In dem Fall, bei dem die Kalibrierungsaußerkraftsetzungseinstelleinheit 31e ”AUS” für eine Außerkraftsetzung des Zurücksetzens anzeigt, setzt die Kalibrierungsverarbeitungseinheit 30b die Drehkodiereinrichtung 20 nicht zurück, da die Kalibrierungsverarbeitung außer Kraft gesetzt wird.
[Hubbetriebsdiagnoseunterstützungsbildschirm auf Standardüberwachungseinrichtung]
Die Anzeigeeinheit 31b der Standardüberwachungseinrichtung 31 zeigt die Messwerte der Hublänge durch den Hubsensor 10 und den Kalibrierungszustand der Hublänge durch die Kalibrierungsverarbeitungseinheit 30b an. 10 zeigt ein Beispiel des Hubbetriebsdiagnoseunterstützungsbildschirms auf der Anzeigeeinheit 31b. Auf dem Hubbetriebsdiagnoseunterstützungsbildschirm zeigt eine Auswahl des Dienstmenüs, des Inspektionsmenüs und der Zylinderinspektion aufeinanderfolgend von dem Anfangsbildschirm das Auswahlmenü des Auslegerzylinders, des Armzylinders und des Schaufelzylinders an, wobei 10 den Bildschirm zeigt, wenn der Auslegerzylinder ausgewählt wird.
In einem Bereich E1 des Hubbetriebsdiagnoseunterstützungsbildschirms, der in 10 gezeigt ist, wird die Entfernung zwischen den Zylinderstiften, die auf der Grundlage der Messergebnisse des Hubsensors 10 berechnet werden, in Echtzeit angezeigt. Die Entfernung zwischen den Zylinderstiften bezieht sich auf die Entfernung zwischen einem Anbringstift PA auf der minimalen Hubendeseite, bei der das Zylinderrohr 4X, das in 7 gezeigt ist, drehbar an dem Fahrzeughauptkörper 1a angebracht ist, und einem Anbringstift PB auf der maximalen Hubendeseite, der bei einem Ende der Zylinderstange 4Y bereitgestellt ist, um drehbar an dem Auslegerzylinder 4f als der bewegbare Abschnitt angebracht zu sein. Die vorstehend genannte Hublänge ist die Hublänge L, die in 7 gezeigt ist, wobei sie sich auf die Entfernung zwischen der Entfernung Lmin zwischen den Zylinderstiften zu der minimalen Hubendeposition und der Entfernung Lmax zwischen den Zylinderstiften zu der maximalen Hubendeposition bezieht.
In Bereichen E2 und E3 unter dem Bereich E1 wird der Korrekturwert angezeigt, der kalibriert wird, wenn die Drehkodiereineinrichtung 20 zurückgesetzt wird. Beispielsweise wird die Differenz L3, die in 7 gezeigt ist, angezeigt. Der Bereich E3 zeigt den letzten Korrekturwert an, und der Bereich E2 zeigt den vorangegangenen Korrekturwert vor dem letzten Korrekturwert an. Diese Korrekturwerte werden jedes Mal aktualisiert, wenn die Drehkodiereinrichtung 20 zurückgesetzt wird. Die Bereiche sind nicht auf die zwei Bereiche E2 und E3 begrenzt, sondern können drei oder mehr Bereiche sein. Somit kann die Historie der Korrekturwerte einer Diagnose unterzogen werden.
Ein Bereich E4 unter dem Bereich E3 zeigt an, ob das Zurücksetzen der Drehkodiereinrichtung 20 durch die Einstellung der Kalibrierungsaußerkraftsetzungseinstelleinheit 31e in einem gültigen Zustand oder einem ungültigen Zustand ist. Während ”EIN” angezeigt wird, ist das Zurücksetzen in dem gültigen Zustand, wobei, während ”AUS” angezeigt wird, das Zurücksetzen in dem ungültigen Zustand ist. Der Standardwert dieser Anzeige ist ”EIN”. ”EIN” und ”AUS” werden durch einen Umschaltbetrieb der Funktionstaste F2 bei der Unterseite, die einem Bereich E22 in dem unteren Teil des Bildschirms entspricht, umgeschaltet. In diesem Fall dient die Funktionstaste F2 als die Kalibrierungsaußerkraftsetzungseinstelleinheit 31e. Die Betätigungseinheit 31c ist bei dem unteren Teil der Anzeigeeinheit 31b angeordnet und weist sechs Funktionstasten F1 bis F6 auf. Im Gegensatz dazu werden die Funktionssymbole bei der Unterseite des Bildschirms angezeigt, die diesen Funktionstasten F1 bis F6 entsprechen. Beispielsweise zeigt in diesem Bildschirm ein Bereich E25 bei der Unterseite des Bildschirms entsprechend der Funktionstaste F5 ein Symbol an, das die Rücksprungfunktion darstellt. Die Betätigungseinheit 31c weist außerdem spezifische Tasten oder eine numerische Tastatur auf. Alternativ hierzu kann die Betätigungseinheit 31c Tasten aufweisen, die zu der Standardüberwachungseinrichtung 31 unabhängig sind.
Außerdem zeigt ein Bereich E5 unter dem Bereich E4 den Zählwert der Drehkodiereinrichtung 20 in Echtzeit an. Ein Bereich E6 unter dem Bereich E5 zeigt die Referenzhublänge L2 an, die bei der Anfangskalibrierung erfasst wird.
Außerdem zeigt ein Bereich E7 unter dem Bereich E6 ”OK” an, das beispielsweise mit roter Farbe hervorgehoben wird, wenn die Messhublänge bei einer anderen Gelegenheit als der Anfangskalibrierung korrekt berechnet wird. Es ist anzumerken, das ”OK” verschwindet, wenn der Hub beginnt sich umzukehren.
Ein Bereich E8, der sich horizontal in einer balkenartigen Form erstreckt, ist unter dem Bereich E7 bereitgestellt. Das linke Ende des Balkens stellt die minimale Hubendeposition dar, während das rechte Ende des Balkens die maximale Hubendeposition darstellt. Dann wird die Hublänge, die dem Wert des Bereichs E1 entspricht, entsprechend der Länge des Balkens geändert und angezeigt. Anders ausgedrückt zeigt der Bereich E8 den Messwert der Hublänge durch den Hubsensor 10 in einem Balkengraphen an, wobei er die kontinuierliche zeitliche Änderung des Hubs graphisch anzeigt. Die Referenzhublänge L2 bei der Anfangskalibrierung wird bei der Position E5-1 auf dem Balkengraphen angezeigt, und die Position E5-2, die den Bereich der Abweichung des Hubs darstellt, die von der Position E5-1 erlaubt ist, wird auf dem Balkengraphen angezeigt.
Außerdem wird in einem Bereich E10, der sich bei der unteren linken Seite des Bereichs E8 befindet, ”OK”, das mit einer roten Farbe hervorgehoben wird, beispielsweise in einer Art und Weise angezeigt, die ähnlich zu dem Bereich E7 ist, wenn das Zurücksetzen bei dem minimalen Hubende ausgeführt wird. In einem Bereich E12, der sich bei der unteren rechten Seite des Bereichs E8 befindet, wird ”OK”, das beispielsweise mit roter Farbe hervorgehoben wird, in einer Art und Weise angezeigt, die ähnlich zu dem Bereich E7 ist, wenn das Zurücksetzen bei dem maximalen Hubende ausgeführt wird. Das Hervorheben des Bereichs E10 und des Bereichs E12 wird ausgeschaltet, wenn der Hubendezustand vorüber ist. Bei dem Zurücksetzen wird das Geräusch bzw. der Ton von der Benachrichtigungseinheit 31d zusätzlich zu dem Hervorheben der Bereiche E7, E10 und E12 ausgegeben.
Außerdem zeigen die Bereiche E11 und E13 unter den Bereichen E10 und E12 die Entfernung zwischen den Zylinderstiften bei dem minimalen Hubende und die Entfernung zwischen den Zylinderstiften bei dem maximalen Hubende an, die im Voraus erhalten werden.
Der Entwurf der Anzeigverarbeitung des vorstehend genannten Hubbetriebsdiagnoseunterstützungsbildschirms ist unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm gemäß 11 beschrieben. Zuerst erlangt die Standardüberwachungseinrichtung 31 die derzeitige Hublänge und den Zählwert der Drehkodiereinrichtung 20 von der Messsteuerungseinrichtung 30, wobei sie diese in den Bereichen E1 und E5 in Echtzeit anzeigt und den Balkengraphen in dem Bereich E8 in Echtzeit anzeigt (Schritt S201). Danach wird bestimmt, ob der Abschluss der normalen Zwischenrücksetzverarbeitung durch die Messsteuerungseinrichtung 30 bemerkt worden ist oder nicht (Schritt S202). Wenn das Zwischenrücksetzen normal ausgeführt worden ist (Ja in Schritt S202), zeigt der Bereich E4 ”OK” an (Schritt S203). Außerdem wird bestimmt, ob der vorangegangene Korrekturwert der Hublänge gespeichert ist oder nicht (Schritt S204). Wenn der vorangegangene Korrekturwert gespeichert ist (Ja in Schritt S204), zeigt der Bereich E2 den vorangegangenen Korrekturwert an und der Bereich E3 zeigt den derzeitigen Korrekturwert an (Schritt S205); dann schreitet die Verarbeitung zu Schritt S207 voran. Demgegenüber zeigt, wenn der vorangegangene Korrekturwert nicht gespeichert ist (Nein in Schritt S204), der Bereich E3 den derzeitigen Korrekturwert an (Schritt S206), und die Verarbeitung schreitet zu Schritt S207 voran.
Danach wird bestimmt, ob das Hubendezurücksetzen normal ausgeführt worden ist oder nicht (Schritt S207). Wenn das Hubendezurücksetzen normal ausgeführt worden ist (Ja in Schritt S207), zeigen die entsprechenden Bereiche E10 und E12 ”OK” an (Schritt S208), und die Verarbeitung schreitet zu Schritt S201 voran; wenn das Hubendezurücksetzen nicht normal ausgeführt worden ist (Nein in Schritt S207), schreitet die Verarbeitung zu Schritt S201 voran.
Außerdem wird spezifisch eine Beschreibung der Diagnose auf dem Hubbetriebsdiagnoseunterstützungsbildschirm angegeben, wenn der Ausleger 4a nach oben und unten bewegt wird. In diesem Fall wird, wie es in 12 gezeigt ist, nur der Ausleger 4a nach oben und unten bewegt.
<Anomalieüberprüfung des Hubsensors>
Zuerst wird, da der Standardwert des Bereichs E4 ”EIN” ist, die Funktionstaste F2 lange gedrückt, um sie ”AUS” zu schalten, wodurch das Zurücksetzen durch die Drehkodiereinrichtung 20 außer Kraft gesetzt wird. Dann wird der Ausleger 4a von dem Zustand, bei dem die Schaufel 4c installiert wird, nach oben bewegt.
In diesem Fall erreicht aufgrund der nach oben gerichteten Bewegung des Auslegers 4a die Hublänge das maximale Hubende, wobei während dieses Betriebs der Bereich E1 die Entfernung zwischen den Zylinderstiften in Echtzeit anzeigt. Bei dem Erreichen des maximalen Hubendes wird das Hubendezurücksetzen ausgeführt, und der Bereich E2 zeigt den Korrekturwert an. Beispielsweise wird, wenn der Korrekturwert nicht mehrere Millimeter beträgt, diagnostiziert, dass der Schlupf in dem Hubsensor 10 aufgetreten ist. Außerdem ist es, da der Bereich E8 graphisch und kontinuierlich die Änderung der Hublänge in dem Balken anzeigt, möglich, den Betriebszustands des Hubsensors 10 in Abhängigkeit davon zu diagnostizieren, ob die Balkenanzeige ruhig durchläuft oder nicht. Es ist anzumerken, dass das Zurücksetzen durch die Drehkodiereinrichtung 20 in dem gültigen Zustand bleiben kann, anstatt außer Kraft gesetzt zu werden. Das Zurücksetzen durch die Drehkodiereinrichtung 20 kann jedoch durch eine Einstellung in den ungültigen Zustand außer Kraft gesetzt werden; somit kann die graphische Anzeige in dem Bereich E8 mit der langen Hublänge diagnostiziert werden. Dies eliminiert die Zeit und den Aufwand einer Diagnose durch ein Trennen der Verbindungseinrichtung der Drehkodiereinrichtung 20, wodurch eine effiziente Diagnose ermöglicht wird.
<Anomalieüberprüfung der Drehkodiereinrichtung>
Indem überprüft wird, ob der Zählwert der Drehkodiereinrichtung 20, der in dem Bereich E5 angezeigt wird, sich ändert oder nicht, oder ob die Z-Phase zwischen den Bereichen eingegeben wird, die durch die Positionen E5-1 und E5-2 angezeigt werden, um den Zählwert der Drehkodiereinrichtung 20 zu löschen, kann diagnostiziert werden, ob sich die Drehkodiereinrichtung 20 in Schwierigkeiten befindet oder nicht.
<Rücksetzbetriebsüberprüfung: Rücksetzbetrieb durch Hubende>
Da das Zurücksetzen bei dem maximalen Hubende in dem Bereich E12 ausgeführt wird, ermöglicht die Anzeige des hervorgehobenen ”OK” und die Benachrichtigung des Zurücksetzens die Diagnose, dass das Zurücksetzen bei dem maximalen Hubende normal ausgeführt worden ist. Wenn weder die Anzeige des hervorgehobenen ”OK” noch die Benachrichtigung des Zurücksetzens ausgeführt wird, ist es möglich zu diagnostizieren, dass die Rücksetzverarbeitung des Hubendes nicht durchgeführt wird.
<Rücksetzbetriebsüberprüfung: Rücksetzbetrieb durch Rücksetzsensor>
Ein Abwärtsbewegungsbetrieb zum Bewegen des Auslegers 4a von dem maximalen Hubende nach unten wird ausgeführt. In diesem Fall wird diagnostiziert, dass die Rücksetzverarbeitung durch die Drehkodiereinrichtung 20 normal ausgeführt wird, indem die Anzeige des hervorgehobenen ”OK” und die Benachrichtigung des Zurücksetzens, wenn das Zurücksetzen durch die Drehkodiereinrichtung 20 durchgeführt wird, in dem Bereich E7 bestätigt werden. Wenn weder die Anzeige des hervorgehobenen ”OK” noch die Benachrichtigung des Zurücksetzens ausgeführt wird, ist es möglich zu diagnostizieren, dass die Rücksetzverarbeitung der Drehkodiereinrichtung 20 nicht durchgeführt wird und die Drehkodiereinrichtung 20 in Schwierigkeiten ist.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Aufbau werden zumindest der Messwert der Hublänge, der durch den Hubsensor 10 erhalten wird, und der Kalibrierungszustand, der durch die Kalibrierungsverarbeitungseinheit 30b erhalten wird, auf dem Hubbetriebsdiagnoseunterstützungsbildschirm angezeigt; somit kann der Hubbebtrieb auf eine einfach und leichte Art und Weise diagnostiziert werden.
Insbesondere kann, da die kontinuierliche zeitliche Änderung des Messwerts der Hublänge durch den Hubsensor 10 graphisch in der Balkenform angezeigt wird, der Schlupfbetrieb des Hubsensors spezifisch diagnostiziert werden.
Außerdem kann, da das Zurücksetzen verhindert wird, bis die Hublänge den Rücksetzreferenzpunkt bei der Leistungszufuhrzeit passiert hat, die erste Rücksetzverarbeitung ruhig durchgeführt werden, ohne den Fehler zu melden.
Zusätzlich ist es, da der Anfangshubwert der Drehkodiereinrichtung 20 bei der Leistungszufuhrzeit auf den Wert außerhalb des Messbereichs der Hublänge durch den Hubsensor 10 eingestellt wird, möglich, eine fehlerhafte Rücksetzverarbeitung aufgrund des Rauschens oder dergleichen vor der ersten Rücksetzverarbeitung zu verhindern, wodurch es ermöglicht wird, dass die erste Rücksetzverarbeitung normal ausgeführt wird.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
In dem ersten Ausführungsbeispiel kann der Hubbetrieb auf einfache und leichte Art und Weise diagnostiziert werden, indem der Messwert und der Kalibrierungszustand der Hublänge auf dem Hubbetriebsdiagnoseunterstützungsbildschirm für den Hydraulikzylinder angezeigt werden. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird der Hubanfangsbetriebskalibrierungsarbeitsunterstützungsbildschirm für den Hydraulikzylinder in der Anzeigeeinheit 33b der HMI-Überwachungseinrichtung 33 angezeigt, sodass die Anfangskalibrierungsarbeit vereinfacht wird.
Diese Anfangskalibrierungsarbeit dient dazu, wie vorstehend beschrieben ist, die Berechnung und die Speicherung der Referenzhublänge L2 zu ermöglichen, wenn die Maschine von der Fabrik ausgeliefert wird oder der Rücksetzsensor durch einen Neuen ersetzt wird. In dem letztgenannten Betrieb der Betriebsmaschine wird die Kalibrierungsverarbeitung wie das Zurücksetzen der Hublänge auf der Grundlage der Referenzhublänge L2 ausgeführt, die der Anfangskalibrierungsverarbeitung unterzogen worden ist. Diese Anfangskalibrierungsarbeit ist durch einen Kundendiensttechniker ausgeführt worden, der eine Prüfliste oder dergleichen verwendet.
Nachstehend wird eine Beschreibung der Anfangskalibrierungsarbeitsunterstützung angegeben, die auf der Grundlage eines Beispiels des Hubanfangskalibrierungsarbeitsunterstützungsbildschirms ausgeführt wird, wie es in dem Flussdiagramm gemäß 13 und in 14-1 bis 14-10 veranschaulicht wird. Zuerst zeigt auf dem Hubanfangskalibrierungsarbeitsunterstützungsbildschirm eine Auswahl des Dienstmenüs auf dem Anfangsbildschirm und eine weitere Auswahl des Anfangskalibrierungsarbeitsmenüs den Hubanfangskalibrierungsarbeitsunterstützungsbildschirm, der in 14-1 oder 14-2 veranschaulicht ist, auf der Anzeigeeinheit 33b an (Schritt S301).
In dem Fall, in dem die Anfangskalibrierungsarbeit des Hydraulikzylinders nicht ausgeführt worden ist, wird der Status des Anfangskalibrierungsziels als ”BEREIT” auf dem Hubanfangskalibrierungsarbeitsunterstützungsbildschirm angezeigt, der in 14-1 veranschaulicht ist. Unterdessen wird in dem Fall, bei dem die Anfangskalibrierungsarbeit des Hydraulikzylinders ausgeführt worden ist und die Referenzhublänge L2 in die Messsteuerungseinrichtung 30 geschrieben worden ist, der Status des Anfangskalibrierungsziels als ”OK” auf dem Hubanfangskalibrierungsarbeitsunterstützungsbildschirm angezeigt, der in 14-2 veranschaulicht ist. Was zwischen den Bildschirmen gemäß 14-1 und 14-2 anzuzeigen ist, wird durch die Berechnungseinheit 31a der HMI-Überwachungseinrichtung 33 auf der Grundlage des geschriebenen Zustands der Referenzhublänge L2 in der Messsteuerungseinrichtung 30 bestimmt.
Die in 14-1 und 14-2 veranschaulichten Bildschirme zeigen den Entwurf des Betriebs für den Hydraulikzylinder, der auszuführen ist, in dem oberen Teil des Bildschirms an, wobei sie ebenso die Anweisung zum Einstellen der Kraftmaschine auf langsam und ein darauffolgendes Drücken von ”START” anzeigen. In der Mitte des Bildschirms werden die Stellung des gesamten Baggers mit dem angebrachten Hydraulikzylinder vor der Anfangskalibrierungsarbeit und die Stellung hiervon nach der Anfangskalibrierungsarbeit graphisch auf der linken Seite bzw. der rechten Seite angezeigt. In dem unteren Teil des Bildschirms zeigt ein Bereich E30 den Status der Anfangskalibrierungsarbeit jedes Hydraulikzylinders an. In dem Bildschirm gemäß 14-1 wird ”BEREIT” für jeden Hydraulikzylinder angezeigt, da die Anfangskalibrierungsarbeit nicht ausgeführt worden ist. In dem Bildschirm gemäß 14-2 wird ”OK” für jeden Hydraulikzylinder angezeigt, da die Anfangskalibrierungsarbeit ausgeführt worden ist.
In dem Fall der Anzeige des Bildschirms gemäß 14-1 geht der Bildschirm zu dem Hubanfangskalibrierungsarbeitsunterstützungsbildschirm, der in 14-3 veranschaulicht ist, über, indem eine Taste ”START” in einem Bereich E31 lange, beispielsweise für 0,5 Sekunden oder mehr, entsprechend der angezeigten Anweisung gedrückt wird (Schritt S302). Demgegenüber geht in dem Fall einer Ausführung der Anfangskalibrierungsarbeit, während der Bildschirm gemäß 14-2 angezeigt wird, der Bildschirm zu dem Bildschirm über, der in 14-1 veranschaulicht ist, in dem eine Taste ”LÖSCHEN” in einem Bereich E32 lange, beispielsweise für 0,5 Sekunden oder mehr, gedrückt wird. In diesem Fall weist die Berechungseinheit 33a die Messsteuerungseinrichtung 30 an, die Daten des Referenzhubs L2, die derzeit eingeschrieben sind, zurückzusetzen. Als Ergebnis werden alle Statuse in dem Bereich E30 auf ”BEREIT” gewechselt.
In dem Bildschirm gemäß 14-3 zeigt die Hervorhebungsverarbeitungseinheit 33e graphisch die gesamte Stellung des Baggers in der Mitte des Bildschirms an, wobei die Schaufel als die Betriebsmaschine, die zu kalibrieren ist, hervorgehoben wird; beispielsweise wird die Farbe oder der Farbton der Schaufel derart verändert, dass die Schaufel von den anderen Betriebsmaschinen identifiziert werden kann. Außerdem zeigt die Hervorhebungsverarbeitungseinheit 33e einen Pfeil an, der die Betriebsrichtung bzw. Betätigungsrichtung für diese Schaufel angibt (Schritt S303). Auf der Grundlage des Arbeitsinhalts, der in dem oberen Teil des Bildschirms angezeigt wird, und der graphischen Anzeige betätigt ein Kundendiensttechniker den Schaufelhebel in die Richtung ”ABLADEN”, bis der Status der Schaufel sich auf ”AUSHEBEN” ändert. Der untere Teil dieses Bildschirms gibt an, dass diese Arbeitsstufe ein Schritt 1 ist. Danach ändert bei der Erfassung des Entlastungszustands, nachdem die Schaufel zu der Hubendeposition in der ”ABLADEN”-Richtung gelangt (Ja in Schritt S304), die Berechnungseinheit 33a den Bildschirm zu dem Bildschirm gemäß 14-4. Obwohl die Farbe der Betriebsmaschine als das Kalibrierungsziel für das Hervorheben in der vorstehend beschriebenen Beschreibung geändert wird, kann alternativ hierzu die Farbe oder der Farbton einer anderen Betriebsmaschine geändert werden.
In dem Bildschirm gemäß 14-4 zeigt die Hervorhebungsverarbeitungseinheit 33e graphisch die gesamte Stellung des Baggers in der Mitte des Bildschirms an, wobei die Schaufel als die Betriebsmaschine als das Kalibrierungsziel hervorgehoben ist; beispielsweise wird die Farbe oder Farbton der Schaufel derart geändert, dass die Schaufel von den anderen Betriebsmaschinen identifiziert werden kann. Außerdem zeigt die Hervorhebungsverarbeitungseinheit 33e einen Pfeil an, der die Betätigungsrichtung für die Schaufel angibt (Schritt S305). Auf der Grundlage des Arbeitsinhalts, der in dem oberen Teil des Bildschirms angezeigt wird, und der graphischen Anzeige betätigt ein Kundendiensttechniker den Schaufelhebel langsam in die Richtung ”AUSHEBEN”, bis der Status der Schaufel sich auf ”OK” ändert. Der untere Teil dieses Bildschirms zeigt an, dass diese Arbeitsstufe ein Schritt 2 ist. Wenn die Berechnungseinheit 33a den Referenzhub L2 in dem Betrieb der Schaufel in der ”AUSHEBEN”-Richtung erfasst hat (Ja in Schritt S306) und den Entlastungszustand erfasst hat, nachdem die Schaufel die Hubendeposition erreicht, wird der Status der Schaufel als ”OK” angezeigt (Schritt S307), wobei dieser Referenzhub L2 in die Messsteuerungseinrichtung 30 geschrieben wird. Danach ändert, da es eine Betriebsmaschine (den Arm) als das nächste Anfangskalibrierungsziel gibt (Ja in Schritt S309), die Berechnungseinheit 33a den Bildschirm zu dem Bildschirm gemäß 14-5.
In dem Bildschirm gemäß 14-5 zeigt die Hervorhebungsverarbeitungseinheit 33e graphisch die gesamte Stellung des Baggers in der Mitte des Bildschirms an, wobei der Arm als die Betriebsmaschine, die zu kalibrieren ist, hervorgehoben wird; beispielsweise wird die Farbe oder der Farbton des Arms derart geändert, dass die Schaufel von den anderen Betriebsmaschinen identifiziert werden kann. Außerdem zeigt die Hervorhebungsverarbeitungseinheit 33e einen Pfeil an, der die Betätigungsrichtung für diesen Arm angibt (Schritt S303). Auf der Grundlage des Arbeitsinhalts, der in dem oberen Teil des Bildschirms angezeigt wird, und der graphischen Anzeige betätigt ein Kundendiensttechniker den Armhebel in der Richtung ”ABLADEN”, bis der Status des Arms sich auf ”AUSHEBEN” ändert. Der untere Teil dieses Bildschirms gibt an, dass diese Arbeitsstufe ein Schritt 3 ist. Wenn die Berechnungseinheit 33a den Entlastungszustand erfasst hat, nachdem der Arm die Hubendeposition in der ”AUSHEBEN”-Richtung erreicht (Ja in Schritt S304), ändert die Berechnungseinheit 33a den Bildschirm zu dem Bildschirm gemäß 14-6.
In dem Bildschirm gemäß 14-6 zeigt die Hervorhebungsverarbeitungseinheit 33e graphisch die gesamte Stellung des Baggers in der Mitte des Bildschirms an, wobei der Arm als die Betriebsmaschine, die zu kalibrieren ist, hervorgehoben wird; beispielsweise wird die Farbe oder der Farbton des Arms derart geändert, dass der Arm von anderen Betriebsmaschinen identifiziert werden kann. Außerdem zeigt die Hervorhebungsverarbeitungseinheit 33e einen Pfeil an, der die Betätigungsrichtung für diesen Arm angibt (Schritt S305). Auf der Grundlage des Arbeitsinhalts, der in dem oberen Teil des Bildschirms angezeigt wird, und der graphischen Anzeige betätigt ein Kundendiensttechniker den Armhebel langsam in der Richtung ”AUSHEBEN”, bis der Status des Arms sich auf ”OK” ändert. Der untere Teil dieses Bildschirms gibt an, dass diese Arbeitsstufe ein Schritt 4 ist. Wenn die Berechnungseinheit 33a die Referenzhublänge L2 in dem Betrieb des Arms hin zu der ”AUSHEBEN”-Richtung erfasst hat (Ja in Schritt S306) und den Entlastungszustand erfasst hat, nachdem der Arm die Hubendeposition erreicht, wird der Status des Arms als ”OK” angezeigt (Schritt S307), wobei diese Referenzhublänge L2 in die Messteuerungseinrichtung 30 geschrieben wird. Danach ändert, da es eine Betriebsmaschine (den Ausleger) als das nächste Anfangskalibrierungsziel gibt (JA in Schritt S309), die Berechnungseinheit 33a den Bildschirm zu dem Bildschirm gemäß 14-7.
In dem Bildschirm gemäß 14-7 zeigt die Hervorhebungsverarbeitungseinheit 33e graphisch die gesamte Stellung des Baggers in der Mitte des Bildschirms an, wobei der Ausleger als die Betriebsmaschine, die zu kalibrieren ist, hervorgehoben wird; beispielsweise wird die Farbe oder der Farbton des Auslegers derart geändert, dass der Ausleger von den anderen Betriebsmaschinen identifiziert werden kann. Außerdem zeigt die Hervorhebungsverarbeitungseinheit 33e einen Pfeil an, der die Betätigungsrichtung für diesen Ausleger angibt (Schritt S303). Auf der Grundlage des Arbeitsinhalts, der in dem oberen Teil des Bildschirms angezeigt wird, und der graphischen Anzeige betätigt ein Kundendiensttechniker den Auslegerhebel in die Richtung ”OBEN”, bis der Status des Auslegers sich auf ”UNTEN” ändert. Der untere Teil dieses Bildschirms gibt an, dass diese Arbeitsstufe ein Schritt 5 ist. Wenn die Berechnungseinheit 33a den Entlastungszustand erfasst hat, nachdem der Ausleger die Hubendeposition in der ”OBEN”-Richtung erreicht (Ja in Schritt S304), ändert die Berechnungseinheit 33a den Bildschirm zu dem Bildschirm gemäß 14-8.
In dem Bildschirm gemäß 14-8 zeigt die Hervorhebungsverarbeitungseinheit 33e graphisch die gesamte Stellung des Baggers in der Mitte des Bildschirms an, wobei der Ausleger als die Betriebsmaschine, die zu kalibrieren ist, hervorgehoben wird; beispielsweise wird die Farbe oder der Farbton des Auslegers derart geändert, dass der Ausleger von den anderen Betriebsmaschinen identifiziert werden kann. Außerdem zeigt die Hervorhebungsverarbeitungseinheit 33e einen Pfeil an, der die Betätigungsrichtung für diesen Ausleger angibt (Schritt S305). Auf der Grundlage des Arbeitsinhalts, der in dem oberen Teil des Bildschirms angezeigt wird, und der graphischen Anzeige betätigt ein Kundendiensttechniker langsam den Auslegerhebel in die Richtung ”UNTEN”, bis die Betriebsmaschine den Boden berührt. Der untere Teil dieses Bildschirms gibt an, dass diese Arbeitsstufe ein Schritt 6 ist. Wenn die Berechnungseinheit 33a die Bezugshublänge L2 in dem Betrieb des Auslegers hin zu der ”UNTEN”-Richtung erfasst hat (Ja in Schritt S306), wird der Status des Auslegers als ”OK” angezeigt (Schritt S307), wobei diese Referenzhublänge L2 in die Messsteuerungseinrichtung 30 geschrieben wird. Danach ändert, da es keine Betriebsmaschine als das nächste Anfangskalibrierungsziel gibt (Nein in Schritt S309), die Berechnungseinheit 33a den Bildschirm zu dem Bildschirm gemäß 14-9.
Der Bildschirm gemäß 14-9 zeigt an, dass alle Statuse der Hydraulikzylinder ”OK” sind, und er zeigt an, dass die Anfangskalibrierungsarbeit abgeschlossen worden ist (Schritt S310). Außerdem werden die Schaufel, der Arm und der Ausleger hin- und herbewegt und die Rücksetzposition wird erkannt; durch Drücken der Hakentaste in dem Bereich E33 nach dieser Hin- und Herbewegung ist die Anfangskalibrierungsarbeit abgeschlossen. Dann führt die Berechnungseinheit 33a die Verarbeitung zum Zurückkehren zum Menübildschirm aus.
Die Prozedur der vorstehend beschriebenen Anfangskalibrierungsarbeit ist in der Reihenfolge der Schaufel, des Arms und des Auslegers dargestellt; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf begrenzt. Beispielsweise endet in dem Fall einer Ausführung der Anfangskalibrierungsarbeit für den Arm die Anfangskalibrierungsarbeit für den Arm. Dann wird unabhängig von der Prozedur der Anfangskalibrierungsarbeit die Anfangskalibrierungsarbeit für ein anderes Kalibrierungsziel ausgeführt; nachdem die Anfangskalibrierungsarbeit für alle Hydraulikzylinder beendet ist, wird die Bildschirmanzeige, die in 14-9 veranschaulicht ist, erhalten.
Wenn die Kalibrierung des Kalibrierungsziels fehlgeschlagen ist (Nein in Schritt S306), ändert sich der Bildschirm zu dem Bildschirm gemäß 14-10. Dann zeigt die Berechnungseinheit 33a einen Fehlercode in einem Bereich E34 an (Schritt S308). Dieser meldet den Inhalt des Fehlers und wie der Fehler zu beheben ist. Der Inhalt des Fehlers und wie der Fehler zu beheben ist können automatisch bei der Anzeige des Fehlercodes angezeigt werden. Wenn die Kalibrierung des Kalibrierungsziels fehlgeschlagen ist, wird die Referenzhublänge L2 nicht aktualisiert und die derzeit gespeicherte Referenzhublänge L2 wird gehalten.
Wenn die Anfangskalibrierungsarbeit des Hydraulikzylinders noch nicht beendet ist, gibt die Berechnungseinheit 33a einen Alarm bzw. eine Warnung über die Benachrichtigungseinheit 33d aus, um die Aufmerksamkeit einer Person zu erregen. Die Berechnungseinheit 33a bestimmt, ob die Anfangskalibrierungsarbeit schon beendet ist, auf der Grundlage davon, ob die Referenzhublänge L2 vollständig in die Messsteuerungseinrichtung 30 geschrieben ist.
Wenn die HMI-Überwachungseinrichtung 33 die Informationen von dem Kommunikationssatelliten über die Positionsinformationserfassungsvorrichtung 19 und die Antenne 9 empfangen kann, berechnet die Positionsinformationserfassungsvorrichtung 19 die Position und die Richtung des Baggers 1 auf der Grundlage der empfangenen Positionsinformationsinformationen, wobei sie dann die Informationen als die Fahrzeugpositionsinformationen zu der Hauptsteuerungseinrichtung 32 und der HMI-Überwachungseinrichtung 33 ausgibt. Unterdessen werden die Arbeitspositionsinformationen, die die horizontale und vertikale Position des Randes der Schneide der Betriebsmaschine 4 betreffen, durch die Messsteuerungseinrichtung 30 erlangt und zu der Hauptsteuerungseinrichtung 32 und der HMI-Überwachungseinrichtung 33 ausgegeben. Die Hauptsteuerungseinrichtung 32 und die HMI-Überwachungseinrichtung 33 können automatisch den Rand der Schneide der Betriebsmaschine 4 auf der Grundlage der Fahrzeugpositionsinformationen und der Arbeitspositionsinformationen und außerdem der dreidimensionalen Arbeitsinformationen steuern. Bei einem Auftreten eines Kommunikationsfehlers zwischen der Hauptsteuerungseinrichtung 32 und der HMI-Überwachungseinrichtung 33 in der Anfangskalibrierungsarbeit erscheint der Fehlerbildschirm auf dem Anzeigebildschirm. In diesem Fall wird die Anfangskalibrierungsverarbeitung durch Drücken der Taste, die ”zurück” auf dem erschienen Fehlerbildschirm entspricht, gelöscht bzw. aufgehoben, wodurch zu dem Menübildschirm zurückgesprungen wird. In diesem Fall wird die Anfangskalibrierungsarbeit unter Verwendung des Hubanfangskalibrierungsarbeitsunterstützungsbildschirms wieder durchgeführt, nachdem der Fehler behoben ist.
In diesem zweiten Ausführungsbeispiel ändert die Berechnungseinheit 33a der HMI-Überwachungseinrichtung 33 den Hubanfangskalibrierungsanfangsunterstützungsbildschirm auf der Grundlage der Erfassung des Betriebszustands der Betriebsmaschine und der Eingabe der Betätigungseinheit 33c, wobei sie außerdem die Bezugshublänge L2 als das Kalibrierungsergebnis eingeschrieben hat und des Weiteren eine Anzeige des Fehlerbildschirms steuert. Als Ergebnis kann ein Kundendiensttechniker die Betriebsmaschine entsprechend dem Hubanfangskalibrierungsarbeitsunterstützungsbildschirm betätigen und kann die Anfangskalibrierungsarbeit abschließen, indem er nur die einfache Eingabe durch die Betätigungseinheit 33c ausführt.
In den vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispielen ist es zu bevorzugen, die Rücksetzverarbeitung durch den Rücksetzsensor oder die Rücksetzverarbeitung bei dem Hubende nicht in beide Hubrichtungen sondern nur in eine Hubrichtung auszuführen. Der Grund hierfür ist, dass in dem erstgenannten Fall die Rücksetzposition eine Richtcharakteristik aufweist und das Zurücksetzen für jede Richtung bearbeitet werden muss, wodurch die Verarbeitung kompliziert wird. Beispielsweise werden der Schaufelzylinder 4d und der Armzylinder 4e nur in der Zylinderausdehnrichtung zurückgesetzt und der Auslegerzylinder 4f wird nur in der Zylinderkontraktionsrichtung zurückgesetzt. Der Auslegerzylinder 4f wird nur in der Zylinderkontraktionsrichtung zurückgesetzt, da bei dem Hubende auf der Kontraktionsseite des Auslegerzylinders 4F die Betriebsmaschine unter der Bodenhöhe angeordnet ist und folglich nicht allgemein verwendet werden kann. In dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt die HMI-Überwachungseinrichtung 33 den Anfangskalibrierungsarbeitsunterstützungsbildschirm an; alternativ hierzu kann jedoch die Standardüberwachung 31 den Anfangskalibrierungsarbeitsunterstützungsbildschirm anzeigen.
Bezugszeichenliste

1: BAGGER
1a: FAHRZEUGHAUPTKÖRPER
2: UNTERER FAHRKÖRPER
2a: RAUPENKETTE
3: OBERER SCHWENKKÖRPER
3a: KRAFTMASCHINE
4: BETRIEBSMASCHINE
4a: AUSLEGER
4b: ARM
4c: SCHAUFEL
4d: SCHAUFELZYLINDER
4e: ARMZYLINDER
4f: AUSLEGERZYLINDER
4X: ZYLINDERROHR
4W: ZYLINDERKOPF
4Y: ZYLINDERSTANGE
4V: KOLBEN
5: FÜHRERSTAND
6: KRAFTMASCHINENRAUM
7: GEGENGEWICHT
8: FAHRERSITZ
9: ANTENNE
10: HUBSENSOR
11: DREHROLLE
12: DREHMITTELWELLE
13: DREHSENSOREINHEIT
13a: MAGNET
13b: HALL-IC
14: GEHÄUSE
19: POSITIONSINFORMATIONSERFASSUNGSVORRICHTUNG
20: DREHKODIEREINRICHTUNG
20a: MAGNETSENSOR
25: SCHEIBENFÖRMIGER ABSCHNITT
25a, 25b: ÜBERTRAGUNGSABSCHNITT
26: LICHTEMISSIONSEINHEIT
27: LICHTEMPFANGSEINHEIT
27a: LICHTEMPFANGSELEMENT
30: MESSSTEUERUNGSEINRICHTUNG
30a: HUBENDEERFASSUNGSVERARBEITUNGSEINHEIT
30b: KALIBRIERUNGSVERARBEITUNGSEINHEIT
30c: FEHLFUNKTIONSERFASSUNGSVERARBEITUNGSEINHEIT
31: STANDARDÜBERWACHUNGSEINRICHTUNG
31a, 33a: BERECHNUNGSEINHEIT
31b, 33b: ANZEIGEEINHEIT
31c, 33c: BETÄTIGUNGSEINHEIT
31d, 33d: BENACHRICHTIGUNGSEINHEIT
31e: KALIBRIERUNGSAUßERKRAFTSETZUNGSEINSTELLEINHEIT
32: HAUPTSTEUERUNGSEINRICHTUNG
33: HMI-ÜBERWACHUNGSEINRICHTUNG
33e: HERVORHEBUNGSVERARBEITUNGSEINHEIT
40H: STANGENSEITIGE ÖLKAMMER
40B: DECKELSEITIGE ÖLKAMMER
61: MAGNETSENSOR
63: MAGNET
101, 101R, 101L: BETÄTIGUNGSHEBELVORRICHTUNG
101Ra, 101Rb: BETÄTIGUNGSHEBEL
101Rb, 101Lb: ERFASSUNGSEINHEIT
102: STEUERUNGSVENTIL
103: HYDRAULIKPUMPE
103a: TAUMELSCHEIBE
104: SERVOMECHANISMUS
105: KRAFTMASCHINENANSTEUERUNGSMECHANISMUS
106: AUSSTOßÖLKANAL
107, 108: ÖLKANAL
109: BATTERIE
110: KRAFTMASCHINENSCHLÜSSELSCHALTER
d: DREHRADIUS
E1–E8, E10, E12, E22, E30–E34: BEREICH
F1, F2, F5: FUNKTIONSTASTE
L: HUBLÄNGE
L1: MESSHUBLÄNGE
L2: REFERENZHUBLÄNGE
L3: DIFFERENZ
N: NETZWERK
PA, PB: ANBRINGSTIFT

Claims

Hubbetriebskalibrierungssteuerungsvorrichtung für einen Hydraulikzylinder (4d, 4e, 4f), wobei die Hubbetriebskalibrierungssteuerungsvorrichtung umfasst: bewegbare Abschnitte (4a, 4b, 4c), die sequenziell bei einem Fahrzeughauptkörper (1a) drehbar gehalten werden, Hydraulikzylinder (4d, 4e, 4f), die jeweils zwischen dem Fahrzeughauptkörper (1a) und dem bewegbaren Abschnitt (4a) oder zwischen den bewegbaren Abschnitten (4a, 4b, 4c) angeordnet sind und die bewegbaren Abschnitte (4a, 4b, 4c) drehbar halten, einen Hubsensor (10), der für den Hydraulikzylinder (4d, 4e, 4f) bereitgestellt ist und eine Hublänge des Hydraulikzylinders (4d, 4e, 4f) misst, einen Rücksetzsensor (20), der einen Rücksetzreferenzpunkt misst, bei dem die Hublänge, die durch den Hubsensor (10) gemessen wird, zurückgesetzt wird, eine Hubendeerfassungsverarbeitungseinheit (30a), die eine Hubendeposition des Hydraulikzylinders (4d, 4e, 4f) erfasst, eine Kalibrierungsverarbeitungseinheit (30b), die die Hublänge bei der Erfassung des Rücksetzreferenzpunkts und/oder der Hubendeposition kalibriert, eine Fehlfunktionserfassungseinheit (30c), die einen Fehler ausgibt, wenn die gemessene Hublänge außerhalb eines Hubbereichs ist, der durch eine minimale Hubendposition und eine maximale Hubendposition definiert ist, und eine Steuerungseinheit (30), die die Ausgabe des Fehlers verhindert, bis die gemessene Hublänge den Rücksetzreferenzpunkt bei einer Leistungszufuhrzeit passiert hat.
Hubbetriebskalibrierungssteuerungsvorrichtung für einen Hydraulikzylinder (4d, 4e, 4f) nach Anspruch 1, wobei der Rücksetzsensor eine Drehkodiereinrichtung (20) ist, und ein Anfangshubwert der Drehkodiereinrichtung (20) bei einer Leistungszufuhrzeit auf einen Wert außerhalb des Hubbereichs eingestellt wird.
Hubbetriebskalibrierungssteuerungsverfahren für einen Hydraulikzylinder (4d, 4e, 4f), mit, wenn eine Hublänge eines Hydraulikzylinders (4d, 4e, 4f) durch einen Hubsensor (10) gemessen wird, der für den Hydraulikzylinder (4d, 4e, 4f) bereitgestellt ist, einem Erfassen (S103) eines Rücksetzreferenzpunkts durch einen Rücksetzsensor (20) und einem Kalibrieren der Hublänge, wobei bei einer Leistungszufuhrzeit das Zurücksetzen verhindert wird, bis die gemessene Hublänge den Rücksetzreferenzpunkt passiert hat, und die Ausgabe eines Fehlers, der anzeigt, dass die gemessene Hublänge außerhalb eines Hubbereichs ist, der durch eine minimale Hubendposition und eine maximale Hubendposition definiert ist, verhindert wird (S104), auch wenn die gemessene Hublänge außerhalb des Hubbereichs ist.
Hubbetriebskalibrierungssteuerungsverfahren für einen Hydraulikzylinder (4d, 4e, 4f) nach Anspruch 3, wobei der Rücksetzsensor eine Drehkodiereinrichtung (20) ist, und ein Anfangshubwert der Drehkodiereinrichtung (20) bei der Leistungszufuhrzeit auf einen Wert außerhalb des Hubbereichs eingestellt wird.