DE112013000251B3

DE112013000251B3 - Arbeitsfahrzeug

Info

Publication number: DE112013000251B3
Application number: DE112013000251.5T
Authority: DE
Inventors: c/o Komatsu Ltd. Uchiyama Kou
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2013-11-26
Filing date: 2013-11-26
Publication date: 2015-08-20
Anticipated expiration: 2033-11-27
Also published as: KR101614673B1; IN2015DN04121A; CN104395588B; US20150147147A1; KR20150080617A; CN104395588A; US9315969B2; WO2014184978A1; JPWO2014184978A1; KR20160028517A; JP5526299B1

Abstract

Ein Arbeitsfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen Fahrzeughauptkörper, ein Arbeitsgerät, einen Motor, einen Leerlaufreduktions-Ausführungsteil und einen Positionsbestimmungsteil auf. Das Arbeitsgerät ist im Fahrzeughauptkörper vorgesehen und weist einen in einer vertikalen Richtung betreibbaren Ausleger, einen in Bezug auf den Ausleger betreibbaren Arm und eine an einem vorderen Ende des Armes befestigte Schaufel auf. Der Leerlaufreduktions-Ausführungsteil kann den Motor in einem Leerlaufzustand stoppen. Der Positionsbestimmungsteil stellt fest, ob die Schaufel mit dem Fahrzeughauptkörper basierend auf einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes kollidieren kann oder nicht. Wenn der Positionsbestimmungsteil feststellt, dass die Schaufel mit dem Fahrzeughauptkörper kollidieren kann, stoppt der Leerlaufreduktions-Ausführungsteil den Motor nicht und wenn der andere Fall festgestellt wird, stoppt der Leerlaufreduktions-Ausführungsteil den Motor.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Arbeitsfahrzeug und insbesondere eine Leerlaufreduktionsfunktion.
ZUGRUNDE LIEGENDER STAND DER TECHNIK
In letzter Zeit wurde aus Gründen der Energieersparung und des Umweltschutzes bei einem Arbeitsfahrzeug wie z. B. einem Hydraulikbagger der Einbau einer Leerlaufreduktionsfunktion gefordert. Die Leerlaufreduktionsfunktion bezieht sich auf eine Funktion zum automatischen Stoppen eines Motors, wenn ein Leerlaufzustand eines Arbeitsfahrzeuges über eine vorgegebene Zeitdauer anhält. Der Leerlaufzustand meint einen Zustand, bei dem ein Arbeitsfahrzeug betriebsbereit ist, während ein Motor weiter arbeitet.
In dieser Hinsicht kann, je nach der Arbeit des Arbeitsfahrzeugs, die Aktivierung der Leerlaufreduktionsfunktion ungelegen sein. Daher ist ein Verfahren vorgeschlagen worden (PTD 1), bei dem eine Umschaltbewilligungsauswahl gegeben ist, ob die Leerlaufreduktionsfunktion aktiviert werden soll oder nicht. Mit einem derartigen Merkmal kann eine Vielzahl von Aspekten, die bei Arbeitsfahrzeugen gefordert sind, berücksichtigt werden.
AUFLISTUNG DER ENTGEGENHALTUNGEN
PATENTDOKUMENT

PTD 1: Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. JP 2005-171 905 A

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHE AUFGABE
Im vorstehend genannten Dokument wird die Leerlaufreduktionsfunktion als Reaktion auf die Ein-/Ausstellung des Schalters aktiviert/deaktiviert, und die Leerlaufreduktionsfunktion kann ungeachtet des Zustands des Arbeitsfahrzeuges wie z. B. dem Ruhezustand aktiviert werden.
In diesem Zusammenhang kann bei einem Arbeitsfahrzeug wie z. B. einem Hydraulikbagger eine Schaufel in einem Arbeitsgerät des Arbeitsfahrzeugs nicht nur in einem am Boden abgelegten Zustand, sondern auch in einem vom Boden beabstandeten Zustand ruhen (stoppen). Wenn ein Betriebsvorgang des Arbeitsfahrzeuges in dem Zustand aufgrund der Leerlaufreduktionsfunktion stoppt, kann es auch möglich sein, dass sich aufgrund eines äußeren Einflusses wie z. B. der Schwerkraft eine Schaufel aus dem Ruhezustand heraus bewegt (sich beispielsweise selbst absenkt) und infolgedessen mit dem Fahrzeughauptkörper des Arbeitsfahrzeuges kollidiert.
Die vorliegende Erfindung wurde erstellt, um die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen und es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Arbeitsfahrzeug bereitzustellen, bei dem eine Kollision einer Schaufel mit dem Fahrzeughauptkörper in dem Fall unterbunden werden kann, in dem ein Betrieb des Arbeitsfahrzeuges aufgrund einer Leerlaufreduktionsfunktion stoppt.
Weitere Aufgaben und neue Merkmale werden aus der hier gegebenen Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen ersichtlich.
LÖSUNG DER AUFGABE
Ein Arbeitsfahrzeug gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen Fahrzeughauptkörper, ein Arbeitsgerät, einen Motor, ein Leerlaufreduktions-Ausführungsteil und ein Positionsbestimmungsteil. Das Arbeitsgerät ist im Fahrzeughauptkörper vorgesehen und weist einen Ausleger auf, der so vorgesehen ist, dass er in einer vertikalen Richtung betrieben werden kann, einen Arm, der so vorgesehen ist, dass er in Bezug auf den Ausleger betrieben werden kann und eine Schaufel, die an einem vorderen Ende des Arms befestigt ist. Das Leerlaufreduktions-Ausführungsteil kann den Motor in einem Leerlaufzustand stoppen. Das Positionsbestimmungsteil stellt fest, ob die Schaufel mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines Positionszustandes der Ruhe des Arbeitsgeräts kollidieren kann oder nicht. Das Leerlaufreduktions-Ausführungsteil stoppt den Motor nicht, wenn das Positionsbestimmungsteil feststellt, dass die Schaufel mit dem Fahrzeughauptkörper kollidieren kann und stoppt den Motor, wenn das Positionsbestimmungsteil feststellt, dass die Schaufel nicht kollidiert.
Gemäß dem Arbeitsfahrzeug der vorliegenden Erfindung wird der Motor nicht gestoppt, wenn das Positionsbestimmungsteil feststellt, dass die Schaufel mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses kollidieren kann. Somit kann eine Kollision des Fahrzeughauptkörpers mit der Schaufel unterbunden werden, wenn ein Betriebsablauf des Arbeitsfahrzeuges aufgrund einer Leerlaufreduktionsfunktion gestoppt wird.
Vorzugsweise stellt das Positionsbestimmungsteil fest, ob oder ob nicht die Schaufel mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses kollidieren kann, der entweder auf einem Winkel des Armes in Bezug auf den Ausleger oder einem Winkel, der zwischen dem Ausleger und dem Fahrzeughauptkörper gebildet ist, basiert.
Gemäß dem Vorstehenden kann, da festgestellt werden kann, ob oder ob nicht die Schaufel mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses kollidieren kann, der entweder auf einem Winkel des Armes in Bezug auf den Ausleger oder einem Winkel, der zwischen dem Ausleger und dem Fahrzeughauptkörper gebildet ist, basiert, eine Bestimmung durch eine einfache Maßnahme durchgeführt werden.
Vorzugsweise stellt das Positionsbestimmungsteil fest, ob oder ob nicht entweder der Winkel des Armes in Bezug auf den Ausleger oder der Winkel, der zwischen dem Ausleger und dem Fahrzeughauptkörper gebildet ist, einer vorgegebenen Bedingung entspricht.
Vorzugsweise wird die vorab festgelegte Bedingung gemäß der Länge des Armes bzw. des Auslegers geändert.
Gemäß dem Vorstehenden kann, da eine vorab festgelegte Bedingung gemäß der Länge des Armes bzw. des Auslegers geändert wird, eine Bestimmung gemäß der Länge des Armes bzw. des Auslegers ausgeführt werden und eine passende Bestimmung erfolgen.
Ein Arbeitsfahrzeug gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen Fahrzeughauptkörper, ein Arbeitsgerät, einen Motor, ein Leerlaufreduktions-Ausführungsteil und eine Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit. Das Arbeitsgerät ist im Fahrzeughauptkörper vorgesehen und weist einen Ausleger auf, der so vorgesehen ist, dass er in einer vertikalen Richtung betrieben werden kann, einen Arm, der so vorgesehen ist, dass er in Bezug auf den Ausleger betrieben werden kann und eine Schaufel, die an einem vorderen Ende des Arms befestigt ist. Das Leerlaufreduktions-Ausführungsteil kann den Motor in einem Leerlaufzustand stoppen. Die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit kann einen Betriebszustand des Arbeitsgerätes derart einschränken, dass die Schaufel nicht mit dem Fahrzeughauptkörper kollidiert, basierend darauf, ob sich die Position der Schaufel innerhalb eines Kollisionsvermeidungsbereichs befindet oder nicht, der sich innerhalb einer vorgegebenen Entfernung von einer äußeren Umfangsfläche des Fahrzeughauptkörpers befindet. Das Leerlaufreduktions-Ausführungsteil stoppt den Motor nicht, wenn sich die Schaufel innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereichs befindet und stoppt den Motor, wenn sich die Schaufel nicht innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereichs befindet.
Gemäß dem Arbeitsfahrzeug der vorliegenden Erfindung wird der Motor nicht gestoppt, wenn sich die Schaufel im Kollisionsvermeidungsbereich befindet. Genauer gesagt, da der Motor nicht stoppt, während sich die Schaufel in einer Position nahe am Arbeitsfahrzeug befindet, das sich im Kollisionsvermeidungsbereich befindet, kann eine Kollision der Schaufel mit dem Fahrzeughauptkörper unterbunden werden, wenn ein Betriebsablauf des Arbeitsfahrzeuges aufgrund einer Leerlaufreduktionsfunktion gestoppt wird.
Vorzugsweise weist der Ausleger einen ersten Ausleger, der in vertikaler Richtung betrieben werden kann sowie einen zweiten Ausleger, der nach links und rechts betrieben werden kann, auf, wobei der erste Ausleger als Referenz definiert ist. Der Kollisionsvermeidungsbereich umfasst erste und zweite Kollisionsvermeidungsbereiche, die mit den linken und rechten Bereichen übereinstimmen, wobei der erste Ausleger als Referenz definiert ist.
Gemäß dem Vorstehenden kann, in Verbindung mit dem, was als Arbeitsfahrzeug mit Verstellausleger bestehend aus einem ersten und einem zweiten Ausleger bezeichnet wird, eine Kollision der Schaufel mit dem Fahrzeughauptkörper unterbunden werden, wenn ein Betriebsablauf des Arbeitsfahrzeuges aufgrund einer Leerlaufreduktionsfunktion gestoppt wird.
Vorzugsweise sind Bereiche der ersten und zweiten Kollisionsvermeidungsbereiche in Übereinstimmung mit der äußeren Umfangsfläche des Fahrzeughauptkörpers gleich.
Gemäß dem Vorstehenden kann dadurch, dass die Bereiche der ersten und zweiten Kollisionsvermeidungsbereiche gleich eingestellt sind, eine passende Bestimmung, die an eine Form des Arbeitsfahrzeuges abgeglichen ist, durchgeführt werden.
Vorzugsweise sind ein Positionsbestimmungsteil und eine Kabine enthalten. Das Positionsbestimmungsteil bestimmt, ob die Schaufel aufgrund eines äußeren Einflusses aus einem Ruhezustand mit dem Fahrzeughauptkörper kollidieren kann oder nicht. Die Kabine ist im Fahrzeughauptkörper vorgesehen. Der Arm ist so vorgesehen, dass er nach links und rechts betrieben werden kann, wobei der Ausleger als Referenz definiert ist. In dem Fall, in dem sich die Schaufel an einer Seite der Kabine entweder links oder rechts befindet, wobei der Ausleger als Referenz definiert ist, stoppt das Leerlaufreduktionsteil den Motor nicht, wenn sich die Schaufel im Kollisionsvermeidungsbereich befindet und stoppt den Motor, wenn sich die Schaufel nicht im Kollisionsvermeidungsbereich befindet, und in dem Fall, in dem sich die Schaufel an der anderen Seite links oder rechts befindet, stoppt das Leerlaufreduktionsteil den Motor nicht, wenn das Positionsbestimmungsteil feststellt, dass die Schaufel mit dem Fahrzeughauptkörper kollidieren kann und stoppt den Motor, wenn das Positionsbestimmungsteil feststellt, dass die Schaufel nicht kollidieren wird.
Gemäß dem Vorstehenden kann, da die Bestimmung auf Basis einer Position der Schaufel umgeschaltet wird, eine Kollision der Schaufel mit dem Fahrzeughauptkörper, wenn ein Betriebsablauf des Arbeitsfahrzeuges aufgrund einer Leerlaufreduktionsfunktion gestoppt wird, in Übereinstimmung mit einer Form des Fahrzeughauptkörpers zuverlässiger unterbunden werden.
VORTEILHAFTE AUSWIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Wie vorstehend beschrieben, kann das erfindungsgemäße Arbeitsfahrzeug eine Kollision der Schaufel mit dem Fahrzeughauptkörper unterbinden, wenn ein Betriebsablauf des Arbeitsfahrzeuges aufgrund einer Leerlaufreduktionsfunktion gestoppt wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine grafische Darstellung, die das Aussehen eines Arbeitsfahrzeuges 101 basierend auf einer ersten Ausführungsform darstellt.
2 ist eine perspektivische Darstellung eines Innenaufbaus einer Kabine 8 basierend auf der ersten Ausführungsform.
3 ist eine vereinfachte grafische Darstellung einer Konfiguration eines Steuersystems des Arbeitsfahrzeuges 101 basierend auf der ersten Ausführungsform.
4 ist eine grafische Darstellung einer Konfiguration eines Monitorgeräts 21 basierend auf der ersten Ausführungsform.
5 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Leerlauffunktion einer Hauptsteuervorrichtung 50 im Steuerungssystem des Arbeitsfahrzeuges 101 basierend auf der ersten Ausführungsform darstellt.
6 ist eine grafische Darstellung, die die Einstellung einer Leerlaufreduktions-Zeitdauer basierend auf der ersten Ausführungsform darstellt.
7 ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel eines Positionszustandes des Arbeitsfahrzeuges basierend auf der ersten Ausführungsform darstellt.
8 ist ein Ablaufdiagramm einer Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51 basierend auf der ersten Ausführungsform.
9 ist ein Ablaufdiagramm eines Positionsbestimmungsteils 54 basierend auf der ersten Ausführungsform.
10 ist eine grafische Darstellung, die einen Schwellenwert basierend auf einer ersten Abwandlung der ersten Ausführungsform darstellt.
11 ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel eines Positionszustandes des Arbeitsfahrzeuges basierend auf einer zweiten Abwandlung der ersten Ausführungsform darstellt.
12 ist ein Ablaufdiagramm des Positionsbestimmungsteils 54 basierend auf der zweiten Abwandlung der ersten Ausführungsform.
13 ist ein Ablaufdiagramm des Positionsbestimmungsteils 54 basierend auf einer dritten Abwandlung der ersten Ausführungsform.
14 ist eine grafische Darstellung, die eine Kollisionsvermeidungsfunktion basierend auf einer zweiten Ausführungsform darstellt.
15 ist eine vereinfachte grafische Darstellung, die eine Konfiguration des Steuerungssystems des Arbeitsfahrzeuges 101 basierend auf der zweiten Ausführungsform darstellt.
16 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Leerlauffunktion einer Hauptsteuervorrichtung 50A im Steuerungssystem des Arbeitsfahrzeuges 101 basierend auf der zweiten Ausführungsform darstellt.
17 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Kollisionsvermeidungs-Steuerungsablauf durch eine Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 basierend auf der zweiten Ausführungsform darstellt.
18 ist ein Ablaufdiagramm einer Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51A basierend auf der zweiten Ausführungsform.
19 ist eine grafische Darstellung, die das Aussehen eines Arbeitsfahrzeuges 102 basierend auf einer ersten Abwandlung der zweiten Ausführungsform darstellt.
20 ist eine grafische Darstellung, die die Verstellung des Arbeitsfahrzeuges 102 basierend auf der ersten Abwandlung der zweiten Ausführungsform darstellt.
21 ist eine grafische Darstellung, die einen Kollisionsvermeidungsbereich basierend auf der ersten Abwandlung der zweiten Ausführungsform darstellt.
22 ist eine grafische Darstellung, die einen weiteren Kollisionsvermeidungsbereich basierend auf der ersten Abwandlung der zweiten Ausführungsform darstellt.
23 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Kollisionsvermeidungs-Steuerungsablauf durch eine Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 basierend auf der ersten Abwandlung der zweiten Ausführungsform darstellt.
24 ist eine schematische grafische Darstellung eines Arbeitsfahrzeuges 103 basierend auf einer zweiten Abwandlung der zweiten Ausführungsform von vorne gesehen.
25 ist eine grafische Darstellung, die die Verschiebung des Arbeitsfahrzeuges 103 basierend auf der zweiten Abwandlung der zweiten Ausführungsform darstellt.
26 ist eine grafische Darstellung, die einen Kollisionsvermeidungsbereich basierend auf der zweiten Abwandlung der zweiten Ausführungsform darstellt.
27 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Leerlauffunktion einer Hauptsteuervorrichtung 50B im Steuerungssystem des Arbeitsfahrzeuges 102 basierend auf einer dritten Abwandlung der zweiten Ausführungsform darstellt.
28 ist ein Ablaufdiagramm einer Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51B basierend auf der dritten Abwandlung der zweiten Ausführungsform.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird mit Bezug auf die Zeichnungen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
<Gesamtaufbau>
1 ist eine grafische Darstellung, die das Aussehen eines Arbeitsfahrzeuges 101 basierend auf einer ersten Ausführungsform darstellt.
Wie in 1 gezeigt, wird bei dem vorliegenden Beispiel ein Hydraulikbagger exemplarisch als Arbeitsfahrzeug 101 basierend auf der ersten Ausführungsform beschrieben.
Das Arbeitsfahrzeug 101 umfasst hauptsächlich einen Unterwagen 1, eine obere Dreheinheit 3 sowie ein Arbeitsgerät 4. Ein Arbeitsfahrzeughauptkörper (auch einfach Fahrzeughauptkörper genannt) besteht aus dem Unterwagen 1 und der oberen Dreheinheit 3. Der Unterwagen 1 weist ein Paar von linken und rechten Raupenketten auf. Die obere Dreheinheit 3 ist drehbar an einem oberen Teil des Unterwagens 1 befestigt, wobei ein Drehmechanismus dazwischen angeordnet ist.
Das Arbeitsgerät 4 wird durch die obere Dreheinheit 3 schwenkbar so getragen, dass es in einer vertikalen Richtung betrieben werden und Arbeiten wie zum Beispiel das Ausheben von Erdreich durchführen kann. Das Arbeitsgerät 4 weist einen Ausleger 5, einen Arm 6 und eine Schaufel 7 auf. Der Ausleger 5 weist einen mit der oberen Dreheinheit 3 in Antriebsverbindung stehenden Fußteil auf. Der Arm 6 steht mit einem vorderen Ende des Auslegers 5 in Antriebsverbindung. Die Schaufel 7 steht mit einem vorderen Ende des Armes 6 in Antriebsverbindung (Befestigung). Darüber hinaus weist die obere Dreheinheit 3 eine Kabine 8 oder dergleichen auf.
Es wird festgestellt, dass das Arbeitsgerät 4 in der vorliegenden Erfindung ein Beispiel des „Arbeitsgerätes” darstellt. Der aus dem Unterwagen 1 und der oberen Dreheinheit 3 bestehende Fahrzeughauptkörper stellt in der vorliegenden Erfindung ein Beispiel des „Fahrzeughauptkörpers” dar und ist insbesondere nicht auf den Unterwagen 1 und die obere Dreheinheit 3 begrenzt und kann weitere Zubehörteile bzw. Bauteile umfassen.
<Aufbau der Führerkabine>
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Innenaufbaus der Kabine 8 basierend auf der ersten Ausführungsform.
Wie in 2 gezeigt, weist die Kabine 8 einen Sitz 9 für den Führer, einen Fahrbetriebsteil 10, ein Befestigungspedal 15, ein Seitenfenster 16, ein Armaturenbrett 17, Hebel 18, 19 für das Arbeitsgerät, einen Arretierungshebel 20, ein Monitorgerät 21, eine Frontscheibe 22 und einen vertikalen Rahmen 23 auf.
Der Führersitz 9 befindet sich in einem zentralen Bereich der Kabine 8. Der Fahrbetriebsteil 10 befindet sich vor dem Führersitz 9.
Der Fahrbetriebsteil 10 weist Fahrhebel 11, 12 und Fahrpedale 13, 14 auf. Die Fahrpedale 13, 14 können sich zusammen mit jeweiligen Fahrhebeln 11, 12 bewegen. Der Unterwagen 1 bewegt sich vorwärts, sobald der Führer die Fahrhebel 11, 12 nach vorn drückt. Alternativ bewegt sich der Unterwagen 1 rückwärts, sobald der Führer die Fahrhebel 11, 12 nach hinten drückt.
Das Befestigungspedal 15 befindet sich in der Nähe des Fahrbetriebsteils 10. Darüber hinaus befindet sich das Armaturenbrett 17 in der Nähe des rechten Seitenfensters 16 von 2.
Die Hebel 18, 19 für das Arbeitsgerät befinden sich jeweils in Bereichen rechts und links des Führersitzes 9. Die Hebel 18, 19 für das Arbeitsgerät dienen der Durchführung vertikaler Bewegungen des Auslegers 5, dem Schwenken des Arms 6 und der Schaufel 7, dem Drehbetrieb der oberen Dreheinheit 3, etc.
Der Arretierungshebel 20 befindet sich in der Nähe des Hebels 18 für das Arbeitsgerät. Hier dient der Arretierungshebel 20 zum Stoppen von Funktionen wie z. B. den Betrieb des Arbeitsgerätes 4, der Drehbewegung der oberen Dreheinheit 3 und der Fahrbewegung des Unterwagens 1. Genauer gesagt, indem ein Vorgang zum Positionieren des Arretierungshebels 20 in einem horizontalen Zustand (hier ein Vorgang zum Hochziehen des Arretierungshebels) durchgeführt wird, kann die Bewegung des Arbeitsgerätes 4 oder dergleichen blockiert (eingeschränkt) werden. Bei einem Zustand, in dem der Arretierungshebel 20 die Bewegung des Arbeitsgerätes 4 oder dergleichen blockiert hat, arbeitet das Arbeitsgerät 4 oder dergleichen trotz Betätigung der Hebel 18, 19 für das Arbeitsgerät durch den Führer nicht. In gleicher Weise arbeitet darüber hinaus der Unterwagen 1 nicht, selbst wenn die Fahrhebel 11, 12 und die Fahrpedale 13, 14 betätigt werden.
Das Monitorgerät 21 befindet sich in einem unteren Bereich des vertikalen Rahmens 23 und trennt die Frontscheibe 22 und ein Seitenfenster 16 der Kabine 8 und zeigt den Motorzustand des Arbeitsfahrzeuges 101 oder dergleichen an. Darüber hinaus kann das Monitorgerät 21 einen Einstellbefehl für verschiedene Betriebsabläufe des Arbeitsfahrzeuges 101 entgegennehmen.
Ein Motorzustand bezieht sich hier beispielsweise auf die Temperatur eines Motorkühlmittels, die Temperatur des Hydrauliköls, die Menge an verbleibendem Kraftstoff, etc. Verschiedene Betriebsabläufe betreffen die Einstellung in Verbindung mit der Leerlaufreduktionssteuerung etc.
<Aufbau des Steuerungssystems>
3 ist eine vereinfachte grafische Darstellung einer Konfiguration eines Steuerungssystems des Arbeitsfahrzeuges 101 basierend auf der ersten Ausführungsform.
Wie in 3 gezeigt, umfasst das Steuerungssystem des Arbeitsfahrzeuges 101 beispielsweise die Hebel 18, 19 für das Arbeitsgerät und die Fahrhebel 11, 12, den Arretierungshebel 20, das Monitorgerät 21, eine erste Hydraulikpumpe 31A, eine zweite Hydraulikpumpe 31B, eine Schwenkscheiben-Antriebsvorrichtung 32, eine Pumpensteuervorrichtung 33, ein Steuerventil 34, ein hydraulisches Stellglied 35, einen Motor 36, einen Reglermotor 37, eine Motorsteuervorrichtung 38, einen Winkelsensor 39, eine Hebelvorrichtung 41 für das Arbeitsgerät, einen Druckschalter 42, ein Ventil 43, einen Anlassschalter 46, einen Drucksensor 47 und eine Hauptsteuervorrichtung 50.
Die erste Hydraulikpumpe 31A gibt Drucköl ab, um einen Hydraulikdruck zum Betreiben des Arbeitsgerätes 4 oder dergleichen zu erzeugen.
Die zweite Hydraulikpumpe 31B gibt Drucköl ab, um einen Hydraulikdruck gemäß einem Betrieb der Hebel 18, 19 des Arbeitsgeräts und der Fahrhebel 11, 12 zu erzeugen. Die Schwenkscheiben-Antriebsvorrichtung 32 ist mit der ersten Hydraulikpumpe 31A verbunden.
Die Schwenkscheiben-Antriebsvorrichtung 32 treibt auf der Basis eines Befehls von der Pumpensteuervorrichtung 33 an und ändert einen Neigungswinkel einer Schwenkplatte der ersten Hydraulikpumpe 31A. Das hydraulische Stellglied 35 ist mit der ersten Hydraulikpumpe 31A verbunden, wobei das Steuerventil 34 zwischengeschaltet ist. Das hydraulische Stellglied 35 ist ein Auslegerzylinder, ein Armzylinder, ein Schaufelzylinder, ein Hydraulikmotor für eine Drehbetätigung, ein Hydraulikmotor zum Fahren und dergleichen.
Das Steuerventil 34 ist mit der Hebelvorrichtung 41 des Arbeitsgerätes verbunden. Die Hebelvorrichtung 41 des Arbeitsgerätes gibt an das Steuerventil 34 einen Vorsteuerdruck gemäß einer Betriebsrichtung und/oder einer Betriebsmenge der Arbeitsgeräthebel 18, 19 und der Fahrhebel 11, 12 aus. Das Steuerventil 34 steuert das hydraulische Stellglied 35 gemäß dem Vorsteuerdruck.
Die Hebel 18, 19 des Arbeitsgerätes und die Fahrhebel 11, 12 sowie der Arretierungshebel 20 sind mit der zweiten Hydraulikpumpe 31B verbunden.
Der Drucksensor 47 ist mit der Hebelvorrichtung 41 des Arbeitsgerätes verbunden. Der Drucksensor 47 gibt an die Hauptsteuervorrichtung 50 ein Hebelbetätigungssignal gemäß dem Betriebszustand der Hebel 18, 19 des Arbeitsgerätes und der Fahrhebel 11, 12 aus.
Als Reaktion auf einen Befehl der Hauptsteuervorrichtung 50 führt die Pumpensteuervorrichtung 33 eine derartige Steuerung durch, dass die erste Hydraulikpumpe 31A bei jedem Ausgabepunkt des Motors 36 die am besten zutreffende Drehkraft gemäß der Pumpenabsorptionsdrehkraft absorbiert, die gemäß einer Arbeitsmenge, der tatsächlichen Anzahl von Motorumdrehungen und dergleichen eingestellt ist.
Der Motor 36 weist eine Antriebswelle auf, die mit der ersten Hydraulikpumpe 31A und der zweiten Hydraulikpumpe 31B verbunden ist. Der Reglermotor 37 stellt die Menge der Kraftstoffeinspritzung durch eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung im Motor 36 ein.
Die Motorsteuervorrichtung 38 steuert den Betriebsablauf des Motors 36. Der Motor 36 ist beispielsweise ein Dieselmotor.
Als Reaktion auf einen Befehl der Hauptsteuervorrichtung 50 gibt die Motorsteuervorrichtung 38 an den Reglermotor 37 einen Befehl aus, steuert die von der Kraftstoffeinspritzvorrichtung oder dergleichen eingespritzte Kraftstoffmenge und stellt die Anzahl der Umdrehungen des Motors 36 ein.
Der Anlassschalter 46 ist mit der Motorsteuervorrichtung 38 verbunden. Wenn der Führer den Anlassschalter 46 betätigt (den Anlassschalter auf Start schaltet), wird ein Startsignal an die Motorsteuervorrichtung 38 ausgegeben, so dass der Motor 36 startet.
Der Winkelsensor 39 befindet sich sowohl im Auslegerzylinder, im Armzylinder und im Schaufelzylinder und erhält Informationen über die Winkel des Auslegers 5, des Arms 6 und der Schaufel 7. Der Winkelsensor 39 ist mit der Hauptsteuervorrichtung 50 verbunden und gibt an die Hauptsteuervorrichtung 50 Informationen über die Winkel des Auslegers 5, des Arms 6 und der Schaufel 7 aus. Festgehalten wird, dass ein einzelner Winkelsensor Informationen über jeden Winkel erhalten und die Informationen an die Hauptsteuervorrichtung 50 ausgeben kann, anstatt für jede Information einen Winkelsensor bereitzustellen.
Die Hauptsteuervorrichtung 50 ist eine Steuervorrichtung, die das gesamte Arbeitsfahrzeug 101 steuert und ist mit einer CPU (Hauptprozessor), einem Permanentspeicher, einem Taktgeber etc. ausgestattet. Die Hauptsteuervorrichtung 50 steuert die Pumpensteuervorrichtung 33, die Motorsteuervorrichtung 39 und das Monitorgerät 21.
Der Druckschalter 42 ist mit dem Arretierungshebel 20 verbunden. Der Druckschalter 42 bemerkt einen Betrieb des Arretierungshebels 20, wenn er zur Arretierungsseite hin betätigt wird und sendet ein Signal an das Ventil (Magnetventil) 43. Ferner sendet der Druckschalter 42 auch an die Hauptsteuervorrichtung 50 ein ähnliches Signal. Somit können Funktionen wie z. B. der Betriebsablauf des Arbeitsgerätes 4, die Drehung der oberen Dreheinheit 3 und die Bewegung des Unterwagens 1 gestoppt werden. Dann wird als Reaktion auf das Aussenden eines Signals vom Druckschalter 42 an die Hauptsteuervorrichtung 50, d. h. die Betätigung des Arretierungshebels 20 zur Arretierungsseite hin, die Steuerung für einen Leerlaufreduktionsbetrieb gestartet.
<Monitorgerät>
Nun wird eine Konfiguration des Monitorgeräts 21 beschrieben.
4 ist eine grafische Darstellung einer Konfiguration eines Monitorgeräts 21 basierend auf der ersten Ausführungsform.
Wie in 4 gezeigt, weist das Monitorgerät 21 einen Eingabeteil 211, einen Anzeigeteil 212 und eine Anzeigesteuereinheit 213 auf.
Der Eingabeteil 211 empfängt unterschiedliche Arten von Informationen. Das Monitorgerät 21 ist mit der Hauptsteuervorrichtung 50 verbunden und im Eingabeteil 211 empfangene Eingaben werden an die Hauptsteuervorrichtung 50 ausgegeben.
Der Anzeigeteil 212 ist in Form eines LCD-Bildschirmes eingebaut.
Die Anzeigesteuereinheit 213 steuert den auf dem Anzeigeteil 212 gezeigten Inhalt. Insbesondere stellt die Anzeigesteuereinheit 213 die Anzeige von Informationen über den Betriebsablauf des Arbeitsfahrzeuges 101 als Reaktion auf einen Befehl der Hauptsteuervorrichtung 50 bereit. Die Informationen enthalten Informationen über einen Motorzustand oder Anleitungen.
Der Eingabeteil 211 wird eigens beschrieben. Der Eingabeteil 211 besteht aus mehreren Schaltern. Der Eingabeteil 211 weist Funktionsschalter F1 bis F6.
Die Funktionsschalter F1 bis F6 befinden sich in einem unteren Bereich des Anzeigeteils 212 und werden jeweils als „F1” bis „F6” angezeigt. Es handelt sich um Schalter jeweils für die Eingabe eines Signals entsprechend einem auf dem Anzeigeteil 212 oberhalb jedes Schalters angezeigten Icon (beispielsweise Anleitungs-Icons I1 bis I3).
Ferner weist der Eingabeteil 211 einen Verzögerungsschalter 111, einen Betriebsmodus-Wahlschalter 112, einen Fahrgeschwindigkeits-Gangwahlschalter 113, einen Signaltongeber-Ausschalter 114, einen Wischerschalter 115, einen Waschschalter 116 und einen Klimaanlagenschalter 117, die unter den Funktionsschaltern F1 bis F6 angeordnet sind.
Der Verzögerungsschalter 111 ist ein Schalter zur Durchführung einer Verzögerungssteuerung, so dass die Anzahl der Motorumdrehungen des Motors 36 auf eine vorgegebene Anzahl von Umdrehungen um eine vorgegebene Zeitdauer gesenkt wird, nachdem die Hebel 18, 19 des Arbeitsgerätes in eine Ruhestellung zurückgekehrt sind. „Ruhestellung” bezieht sich auf einen Zustand, in dem die Hebel 18, 19 des Arbeitsgerätes nicht betätigt werden (in einem nicht arbeitenden Zustand) und insbesondere auf die Hebel 18, 19 des Arbeitsgerätes, die sich in einer Ausgangsstellung befinden.
Der Betriebsmodus-Wahlschalter 112 ist ein Schalter für die Auswahl eines Betriebsmodus des Arbeitsfahrzeuges 101 aus einer Vielzahl von Betriebsmodi. Der Fahrgeschwindigkeits-Gangwahlschalter 113 ist ein Schalter für die Auswahl des Fahrgeschwindigkeitsganges des Arbeitsfahrzeuges 101 aus einer Vielzahl von Fahrgeschwindigkeitsgängen. Der Signaltongeber-Ausschalter 114 ist ein Schalter zum Ausschalten des Signaltones, der dann erzeugt wird, wenn sich das Arbeitsfahrzeug 101 in einem vorgegebenen Warnzustand befindet. Der Wischerschalter 115 ist ein Schalter für die Betätigung eines (nicht dargestellten) Wischers, der in der Windschutzscheibe der Kabine 8 (siehe 2) des Arbeitsfahrzeuges 101 vorgesehen ist. Der Waschschalter 116 ist ein Schalter für die Betätigung einer (nicht dargestellten) Waschvorrichtung zum Spritzen von Wischwasser in Richtung Windschutzscheibe. Der Klimaanlagenschalter 117 ist ein Schalter zum Ausüben unterschiedlicher Funktionen einer Klimaanlage innerhalb der Kabine 8.
Festgestellt wird, dass ein berührungsempfindlicher Bildschirm mit widerstandsfähiger Beschichtung oder dergleichen als Eingabeteil 211 ebenfalls einsetzbar ist. Bei dem vorliegenden Beispiel ist ein Fall gezeigt, bei dem das Arbeitsfahrzeug 101 ein Standardbild 301 zeigt, das bei Normalbetrieb als Bild auf dem Anzeigeteil 212 gezeigt wird.
Das Standardbild 301 wird durch die Anzeigesteuereinheit 213 auf der Basis von Daten für die Anzeige eines Bildes erzeugt, die vorab in einem nicht dargestellten Speicher gespeichert worden sind. Dies ist auch bei weiteren Bildern der Fall.
Auf dem Standardbild 301 sind eine Motorwasser-Temperaturanzeige G1, eine Hydrauliköl-Temperaturanzeige G2 und eine Tankinhaltanzeige G3 nacheinander dargestellt, und der Zeiger einer Anzeige ändert sich auf der Basis eines Sensorsignals von jedem der entsprechenden Sensoren. Ferner ist rechts der Tankinhaltanzeige G3 eine Kraftstoffverbrauchsanzeige G4 gezeigt.
In einem oberen mittleren Bereich des Anzeigeteiles 212 ist eine Uhr W gezeigt. Rechts der Uhr W sind ein Betriebsmodus-Icon IU, der einen eingestellten Betriebsmodus anzeigt, und ein Fahrgeschwindigkeitsgang-Icon IS, der einen eingestellten Fahrgeschwindigkeitsgang anzeigt, dargestellt.
Auf dem Standardbild 301 ist der Buchstabe „P” als Betriebsmodus-Icon IU angezeigt. Dies ist ein Hinweis auf den Fall, bei dem ein Betriebsmodus auf einen Leistungsmodus eingestellt ist, der bei normalen Erdaushubarbeiten oder dergleichen eingesetzt wird.
Demgegenüber wird angenommen, dass in dem Fall, in dem das Arbeitsfahrzeug 101 auf einen Sparmodus eingestellt ist, der Buchstabe „E” als Betriebsmodus-Icon IU angezeigt wird.
Ferner wird auf dem Standardbild 301 ein Icon mit einer Buchstabenfolge wie z. B. „Hi” als Fahrgeschwindigkeitsgang-Icon IS angezeigt.
Dieser Icon ist ein Hinweis auf den Fall, in dem ein Fahrgeschwindigkeitsgang hochgeschaltet wird. Ein Fahrgeschwindigkeitsgang, der durch den Fahrgeschwindigkeits-Wahlschalter 113 gewählt und eingegeben worden ist, umfasst drei Typen: niedriger, mittlerer und hoher Gang.
Wenn aus diesen ein niedriger Gang gewählt wird, wird ein Icon mit einer Buchstabenfolge „Lo” als Fahrgeschwindigkeitsgang-Icon IS angezeigt. Alternativ wird, wenn ein mittlerer Gang gewählt wird, ein Icon mit einer Buchstabenfolge „Mi” als Fahrgeschwindigkeitsgang-Icon IS angezeigt.
An einer Stelle in einem unteren Bereich des Standardbildes 301 und oberhalb der Funktionsschalter F4 bis F6 sind Führungs-Icons I1 bis I3, die jeweils den Funktionsschaltern F4 bis F6 entsprechen, gezeigt.
Der Führungs-Icon I1 ist ein Icon, der ein auf dem Anzeigeteil 212 gezeigtes Bild auf einen Kamerabildschirm verschiebt. Der Kamerabildschirm ist eine Bildschirmausgabe mittels eines Bildsignals, das von einer außen am Arbeitsfahrzeug 101 angeordneten und die Umgebung des Arbeitsfahrzeuges 101 aufnehmenden CCD-Kamera oder dergleichen (nicht dargestellt) empfangen wird. Der Führungs-Icon 12 ist ein Icon, der die Anzeige der Uhr W zur Anzeige eines Betriebsstundenzählers umschaltet. Der Führungs-Icon 13 ist ein Icon, der ein auf dem Anzeigeteil 212 gezeigtes Bild zu einem Benutzermodus-Bild umschaltet. Somit wird, beispielsweise, wenn der dem Führungs-Icon I1 entsprechende Funktionsschalter F4 gedrückt wird, ein auf dem Anzeigeteil 212 gezeigtes Bild zu einem Kamerabildschirm umgeschaltet.
<Funktionsblockdiagramm>
5 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Leerlauffunktion der Hauptsteuervorrichtung 50 im Steuerungssystem des Arbeitsfahrzeuges 101 basierend auf der ersten Ausführungsform darstellt.
In 5 ist das Verhältnis zwischen der Hauptsteuervorrichtung 50 und anderen peripheren Geräten gezeigt. Hier sind als periphere Geräte das Monitorgerät 21, der Druckschalter 42, der Motor 36, der Reglermotor 37, die Motorsteuervorrichtung 38 und der Anlass-Schalter 46 gezeigt.
Die Hauptsteuervorrichtung 50 weist eine Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51 und einen Betriebszustands-Erfassungsteil 60 auf.
Die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51 steuert einen Leerlaufreduktionsvorgang. Der Betriebszustands-Erfassungsteil 60 erfasst einen Betriebszustand mehrerer Betätigungshebel oder dergleichen.
Die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51 weist einen Leerlaufreduktions-Zeitdauer-Einstellteil 52, einen Positionsbestimmungsteil 54, einen Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 und einen Leerlaufreduktions-Ausführungsteil 57 auf.
Der Leerlaufreduktions-Ausführungsteil 57 gibt an die Motorsteuervorrichtung 38 ein Motor-Stopp-Signal aus, so dass ein Leerlaufreduktionsvorgang zum Stoppen des Motors 36 ausgeführt wird, wenn eine vorgegebene Bedingung erfüllt ist. „Leerlaufreduktionsvorgang” bezieht sich auf einen Vorgang zum Stoppen des Motors 36 in einem Leerlaufzustand des Arbeitsfahrzeuges, das heißt, einem Zustand, in dem das Arbeitsfahrzeug betriebsbereit ist, während der Motor 36 weiterläuft. Diese vorgegebene Bedingung ist eine Ausführungsbedingung für die Ausführung des „Leerlaufreduktionsvorgangs” und bezieht sich hauptsächlich auf eine Bedingung, die sich auf eine vorgegebene Zeitdauer bezieht, während der der Leerlaufzustand des Arbeitsfahrzeuges andauert.
Bei dem vorliegenden Beispiel wird die „vorgegebene Zeitdauer” auch als Leerlaufreduktions-Zeitdauer bezeichnet.
Der Leerlaufreduktions-Zeitdauer-Einstellungsbereich 52 stellt eine Leerlaufreduktions-Zeitdauer ein, die eine Ausführungsbedingung für den Leerlaufreduktions-Ausführungsbereich 57 als Reaktion auf einen Befehl oder dergleichen vom Eingabeteil 211 des Monitorgeräts 21 ist.
Der Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 ist ein Zeitgeber, der Zeit als Reaktion auf einen Befehl vom Betriebszustands-Erfassungsteil 60 zählt. Dann gibt der Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 ein Zählergebnis an den Leerlaufreduktions-Ausführungsteil 57 aus. Der Leerlaufreduktions-Ausführungsteil 57 stellt basierend auf einem Zählergebnis (einem Zeitgeberwert), das vom Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 gezählt worden ist, fest, ob eine Leerlaufreduktions-Zeitdauer abgelaufen ist oder nicht, und wenn er festgestellt hat, dass die Leerlaufreduktions-Zeitdauer abgelaufen ist, gibt er ein Motor-Stopp-Signal an die Motorsteuervorrichtung 38 aus. Die Motorsteuervorrichtung 38 weist den Reglermotor 37 als Reaktion auf das Motorstoppsignal vom Leerlaufreduktions-Ausführungsteil 57 an, den Motor 36 zu stoppen.
Der Positionsbestimmungsteil 54 stellt fest, ob die Schaufel 7 basierend auf einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4 aufgrund einer äußeren Einwirkung mit dem Fahrzeughauptkörper kollidiert oder nicht und gibt das Ergebnis der Feststellung an den Leerlaufreduktions-Ausführungsteil 57 aus.
Bei der ersten Ausführungsform führt der Leerlaufreduktions-Ausführungsteil 57 den Leerlaufreduktionsvorgang basierend auf einem Feststellungsergebnis des Positionsbestimmungsteiles 54 aus. Insbesondere dann, wenn der Leerlaufreduktions-Ausführungsteil 57 feststellt, dass die Schaufel 7 basierend auf dem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4 aufgrund einer äußeren Einwirkung mit dem Fahrzeughauptkörper kollidieren kann, führt er den Leerlaufreduktionsvorgang nicht aus, und wenn er feststellt, dass die Schaufel 7 nicht kollidieren wird, führt er den Leerlaufreduktionsvorgang aus.
„Positionszustand” der Ruhe des Arbeitsgerätes 4 bedeutet einen Zustand einer Außengeometrie des Arbeitsgerätes 4 zum Zeitpunkt des Stoppens des Motors 36. Genauer gesagt, bei dem vorliegenden Beispiel bedeutet es den Zustand, in dem der Ausleger 5, der Arm 6 und die Schaufel 7, aus denen das Arbeitsgerät 4 besteht, innerhalb eines Bewegungsbereiches bei jedem Winkel gestoppt haben.
Bei dem vorliegenden Beispiel umfasst der „äußere Einfluss” jede äußere Aktion auf das Arbeitsgerät 4, während das Arbeitsfahrzeug nicht arbeitet, beispielsweise die auf das Arbeitsfahrzeug 101 einwirkende Schwerkraft, Windkraft, Magnetkraft, Neigung aufgrund geographischer Eigenschaften, Last wie z. B. Erdreich, oder Kombinationen davon, und z. B. kann ein Fall, bei dem Bauteile innerhalb des Arbeitsfahrzeuges 101 aufgrund einer äußeren Aktion wie z. B. Alterung versagen, ebenfalls enthalten sein.
Festgestellt wird, dass der Motor 36, der Leerlaufreduktions-Ausführungsteil 57 und der Positionsbestimmungsteil 54 jeweils Beispiele des „Motors”, des „Leerlaufreduktions-Ausführungsteiles” und des „Positionsbestimmungsteiles” bei der vorliegenden Erfindung darstellen.
<Einstellen der Leerlaufreduktions-Zeitdauer>
6 ist eine grafische Darstellung, die die Einstellung einer Leerlaufreduktions-Zeitdauer basierend auf der ersten Ausführungsform darstellt.
6(A) zeigt ein Beispiel eines Benutzermodus-Bildes. Das Benutzermodus-Bild wird in einem Fall gezeigt, bei dem der Funktionsschalter F4, der dem auf dem Anzeigeteil 212 angezeigten Führungs-Icon 13 entspricht, im vorstehend beschriebenen Standardbild 301 gedrückt wird. Dann wird ein Fahrzeugkörper-Einstellbild 310 angezeigt, in dem die Einstellung in Verbindung mit einem Fahrzeugkörper aus Benutzermodus-Bildern erfolgen kann.
In dem Fahrzeugkörper-Einstellbild 310 sind hier die Positionen „Sparmodus-Einstellung” 311 zum Einstellen der Einzelheiten des Sparmodus des Betriebsmodus, „Ausschalter-Einstellung” 312 zum Einstellen der Einzelheiten des Ausschaltermodus, „Befestigungs-Einstellung” 313 zum Einstellen der Einzelheiten des Befestigungsmodus sowie „Leerlaufreduktions-Zeitdauereinstellung” 314 zum Einstellen einer Leerlaufreduktions-Zeitdauer, die eine Bedingung zum Ausführen eines Leerlaufreduktionsvorganges ist, gezeigt.
Der Führer kann eine detaillierte Einstellung der Position durchführen, die einer Position einer Positionsanzeige 315 entspricht, indem die Positionsanzeige 315 betätigt und eine Auswahl durchgeführt wird, indem ein an einer Position in einem unteren Bereich des Bildes vorgesehener Befehlsschalter ausgewählt wird.
Für das vorliegende Beispiel wird ein Fall beschrieben, bei dem die Positionsanzeige 315 für die Auswahl einer Position bezüglich der Leerlaufreduktions-Zeitdauereinstellung verwendet wird. Bei dem vorliegenden Beispiel wird beispielsweise der Fall gezeigt, in dem „AUS” als Leerlaufreduktions-Zeitdauereinstellung eingestellt ist.
6(B) zeigt ein Bild einer Leerlaufreduktions-Zeitdauereinstellung 320. Wenn die Positionsanzeige 315 über die Position „Leerlaufreduktions-Zeitdauereinstellung” 314 bewegt wird, die auf dem Anzeigeteil 212 im vorstehend beschriebenen Fahrzeugkörper-Einstellungsbild 310 gezeigt ist und ein die Auswahl anzeigender Funktionsschalter gedrückt wird, wird das Leerlaufreduktions-Einstellungsbild 320 gezeigt.
Im Leerlaufreduktions-Einstellungsbild 320 ermöglicht eine Vielzahl von Leerlaufreduktions-Zeitdauern die Einstellung. Bei dem vorliegenden Beispiel ist der Fall gezeigt, bei dem beispielsweise „AUS” und „5 Minuten” bis „9 Minuten” als Einstellungsbereich gezeigt ist, aus dem eine selektive Einstellung ausgeführt werden kann. Festgestellt wird, dass eine längere Zeitdauer als „9 Minuten” durch weitere Abwärtsbewegung einer Positionsanzeige 325 eingestellt werden kann.
Der Führer betätigt die Positionsanzeige 325 und macht eine Auswahl, so dass eine gewünschte Leerlaufreduktions-Zeitdauer eingestellt werden kann. Genauer gesagt, Daten über die eingestellte Leerlaufreduktions-Zeitdauer werden über das Monitorgerät 21 an den Leerlaufreduktions-Zeitdauer-Einstellungsbereich 52 eingegeben und im Leerlaufreduktions-Zeitdauer-Einstellungsbereich 52 eingestellt.
6(C) zeigt eine Einstellungstabelle für die Einstellung einer Leerlaufreduktions-Zeitdauer.
Hier ist beispielsweise eine Einstellungstabelle gezeigt, bei der 12 Einstellungsmuster ausgeführt werden können sowie der Fall, bei dem „60 Minuten” als längste Leerlaufreduktions-Zeitdauer eingestellt werden kann.
Auch wenn der Fall beschrieben worden ist, bei dem eine Leerlaufreduktions-Zeitdauer aus einer Vielzahl von Positionen ausgewählt und dann gesetzt wurde, als Schnittstelle für die Einstellung einer Leerlaufreduktions-Zeitdauer bei dem vorliegenden Beispiel beschrieben worden ist, ist eine Eingrenzung auf ein derartiges Schema nicht besonders beabsichtigt. Zum Beispiel kann eine derartige Schnittstelle, bei der ein die höchste Länge einer Leerlaufreduktions-Zeitdauer definierender Zeitstrahl und eine in jede dem Zeitstrahl zugeordnete Position bewegbare Positionsanzeige angezeigt werden und eine Leerlaufreduktions-Zeitdauer gemäß einer Position der Positionsanzeige in Bezug auf den Zeitstrahl eingestellt wird, angenommen werden. Alternativ kann beim Einstellen einer Leerlaufreduktions-Zeitdauer ein Schema so sein, dass jede Zeitdauer durch die Eingabe eines Zahlwertes durch den Führer eingestellt wird.
<Positionszustand>
7 ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel eines Positionszustandes des Arbeitsfahrzeuges basierend auf der ersten Ausführungsform darstellt.
7 zeigt bei dem vorliegenden Beispiel einen Zustand, in dem sich das Arbeitsfahrzeug 101 in Bezug auf den horizontalen Boden 70, der nicht geneigt ist, in einem Ruhezustand befindet.
Hier ist der Ausleger 5 schwenkbar um ein Drehzentrum 5P vorgesehen. Der Arm 6 ist schwenkbar um ein Drehzentrum 6P vorgesehen.
Bei dem vorliegenden Beispiel ist ein Ruhezustand in einem Winkel α als ein zwischen Ausleger 5 und Arm 6 gebildeter Winkel gezeigt, d. h. als ein Winkel des Arms 6 in Bezug auf den Ausleger 5 (auch als Armwinkel bezeichnet).
Auch wenn bei der vorliegenden Ausführungsform ein Fall beispielhaft beschrieben worden ist, in dem ein zwischen einer unteren Platte des Auslegers 5 und einer unteren Platte des Armes 6 gebildeter Winkel als Armwinkel definiert worden ist, ist keine Einschränkung auf diesen Winkel beabsichtigt und es kann zum Beispiel ein Winkel, bei dem sich eine das Drehzentrum 5P des Auslegers 5 und das Drehzentrum 6P des Armes 6 miteinander verbindende gerade Linie sowie eine das Drehzentrum 6P des Armes 6 und ein Drehzentrum (nicht dargestellt) der Schaufel 7 miteinander verbindende gerade Linie kreuzen, als Armwinkel definiert sein.
Bei dem vorliegenden Beispiel ist eine Schwerpunktposition 71 des Arbeitsgerätes insgesamt beispielhaft dargestellt, und der Ausleger 5 wirkt in einer sich der Schwerpunktposition 71 nähernden Richtung. Daher kann sich der Ausleger 5 um das Drehzentrum 5P, z. B. aufgrund der Schwerkraft, die einen der äußeren Einflüsse repräsentiert, abwärts bewegen (selbst absenken).
Hier kann im Fall eines Armwinkels als anwinkelnder Arm 6 in Bezug auf den Ausleger 5 (im vorliegenden Beispiel nicht größer als Winkel α), wenn sich der Ausleger 5 um das Drehzentrum 5P abwärts bewegt, die Schaufel 7 mit der Kabine 8 des Fahrzeughauptkörpers kollidieren.
In dem Fall, in dem sich ein Armwinkel als beweglicher Arm 6 vom Ausleger 5 wegbewegt (im vorliegenden Beispiel größer als Winkel α), ist es selbst dann, wenn sich der Ausleger 5 um das Drehzentrum 5P abwärts bewegt), weniger wahrscheinlich, dass die Schaufel 7 mit der Kabine 8 kollidiert.
Daher stellt bei der ersten Ausführungsform der Positionsbestimmungsteil 54 fest, ob die Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper kollidiert oder nicht, wenn sich der Ausleger 5 aufgrund eines äußeren Einflusses abwärts bewegt (selbst absenkt), basierend auf einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4.
Insbesondere stellt der Positionsbestimmungsteil 54 fest, ob ein Armwinkel einen vorgegebenen Winkel überschreitet oder nicht. Wenn der Positionsbestimmungsteil 54 feststellt, dass ein Armwinkel einen vorgegebenen Winkel überschreitet, bestimmt er, dass die Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses von einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4 nicht kollidiert und bestimmt, dass die Position OK ist. Wenn der Positionsbestimmungsteil 54 feststellt, dass ein Armwinkel einen vorgegebenen Winkel nicht überschreitet, stellt er fest, dass die Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses von einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4 kollidieren kann und bestimmt, dass die Position NG ist.
<Ablauf der Leerlaufreduktionssteuerung>
8 ist ein Ablaufdiagramm einer Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51 basierend auf der ersten Ausführungsform.
Wie in 8 gezeigt, stellt die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51 fest, ob der Arretierungshebel 20 arretiert worden (umgelegt) worden ist oder nicht (Schritt S1). Insbesondere erkennt der Betriebszustandserfassungsteil 60 eine Arretierung des Arretierungshebels 20 durch Drücken des Schalters 42 und gibt diesen Sachverhalt an den Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 aus. Der Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 stellt auf Basis eines Erkennungssignaleingangs vom Betriebszustandserfassungsteil 60 fest, dass der Arretierungshebel 20 arretiert (umgelegt) worden ist.
Dann, wenn die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51 in Schritt S1 feststellt, dass der Arretierungshebel 20 arretiert (umgelegt) worden ist (JA in Schritt S1), führt sie eine Positionsbestimmungsablauf durch (Schritt S2). Insbesondere weist der Leerlaufreduktions-Ausführungsteil 57 den Positionsbestimmungsteil 54 an, einen Ablauf zur Bestimmung eines Positionszustandes der Ruhe des Arbeitsgerätes 4 auf Basis einer Winkelsensor-Werteingabe des Winkelsensors 39 auszuführen.
Bei dem vorliegenden Beispiel führt zum Beispiel der Positionsbestimmungsteil 54 einen Ablauf zur Bestimmung eines Positionszustandes der Ruhe des Arbeitsgerätes 4 auf Basis eines Armwinkels vom Winkelsensor 39, der im Armzylinder vorgesehen ist, durch.
9 ist ein Ablaufdiagramm eines Positionsbestimmungsteils 54 basierend auf der ersten Ausführungsform.
Wie in 9 gezeigt, stellt der Positionsbestimmungsteil 54 fest, ob ein Winkel des Armes 6 in Bezug auf den Ausleger 5 (ein Armwinkel) einen Schwellenwert α überschreitet oder nicht (Schritt S10). Insbesondere stellt der Positionsbestimmungsteil 54 auf Basis eines Vergleiches zwischen einem vom Winkelsensor 39 empfangenen Armwinkel und dem Schwellenwert α fest, ob ein Armwinkel den Schwellenwert α überschreitet oder nicht.
Wenn der Positionsbestimmungsteil 54 in Schritt S10 feststellt, dass ein Winkel des Armes 6 in Bezug auf den Ausleger 5 den Schwellenwert α überschreitet (JA in Schritt S10), erfolgt die Positionsbestimmung OK (Schritt S11). Genauer gesagt, es wird festgestellt, dass eine Kollision der Schaufel 7 unwahrscheinlich ist, das heißt, dass er nicht mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4 kollidieren wird.
Dann endet der Prozess (zurück).
Wenn der Positionsbestimmungsteil 54 in Schritt S10 feststellt, dass ein Winkel des Armes 6 in Bezug auf den Ausleger 5 den Schwellenwert α nicht überschreitet, das heißt, nicht größer ist als der Schwellenwert α (NEIN in Schritt S10), erfolgt die Positionsbestimmung NG (Schritt S12). Genauer gesagt, es wird festgestellt, dass die Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4 kollidieren kann.
Dann endet der Prozess (zurück).
Wiederum gemäß 8 stellt die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51 fest, ob auf Basis eines Feststellungsergebnisses durch den Positionsbestimmungsteil 54 die Positionsbestimmung OK erfolgt ist oder nicht (Schritt S3). Insbesondere stellt der Leerlaufreduktions-Ausführungsteil 57 fest, ob ein Signal, das anzeigt, dass die Positionsbestimmung OK erfolgt ist, vom Positionsbestimmungsteil 54 empfangen worden ist oder nicht.
Wenn die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51 feststellt, dass auf Basis eines Feststellungsergebnisses durch den Positionsbestimmungsteil 54 eine Positionsbestimmung OK erfolgt ist (JA in Schritt S3), startet die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51 den Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 (Zeitgeber AN) (Schritt S4). Insbesondere weist der Leerlaufreduktions-Ausführungsteil 57 den Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 an, Zeit als Reaktion auf die Eingabe eines Erfassungssignals vom Betriebszustands-Erfassungsteil 60 zu zählen. Dann gibt der Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 einen gezählten Zeitgeberwert an den Leerlaufreduktions-Ausführungsteil 57 aus.
Danach stellt die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51 fest, ob der Arretierungshebel 20 zurückgelegt worden ist (AUS) (Schritt S5). Insbesondere erfasst der Betriebszustands-Erfassungsteil 60 ein Lösen (Zurücklegen) des Arretierungshebels 20 durch den Druckschalter 42 und gibt diesen Sachverhalt an den Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 aus. Dann stellt der Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 fest, dass der Arretierungshebel 20 auf Basis der Eingabe eines Erfassungssignals vom Betriebszustands-Erfassungsteil 60 gelöst worden ist.
Dann, wenn die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51 in Schritt S5 festgestellt hat, dass der Arretierungshebel 20 gelöst worden ist (JA in Schritt S5), setzt sie den Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 zurück (Schritt S6). Insbesondere unterbricht der Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 die Zählung auf Basis der Eingabe des Erfassungssignals und setzt den Zählerwert zurück.
Danach kehrt der Prozess zu Schritt S1 zurück und die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51 ist wieder betriebsbereit, bis der Arretierungshebel 20 arretiert (umgelegt) worden ist.
Wenn die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51 in Schritt S5 feststellt, dass der Arretierungshebel 20 nicht gelöst worden ist (NEIN in Schritt S5), stellt die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51 fest, ob eine vorbestimmte Zeitdauer abgelaufen ist oder nicht (Schritt S7). Insbesondere stellt der Leerlaufreduktions-Ausführungsteil 57 fest, ob der Zeitgeberwert eine Leerlaufreduktions-Zeitdauer auf Basis der Leerlaufreduktions-Zeitdauer, die vom Leerlaufreduktions-Zeitdauer-Einstellteil 52 und einer Zeitgeber-Werteingabe vom Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 festgesetzt worden ist, überschritten hat oder nicht. Dann stellt der Leerlaufreduktions-Ausführungsteil 57 fest, dass die vorgegebene Zeitdauer abgelaufen ist, wenn der Zeitgeberwert die Leerlaufreduktions-Zeitdauer überschritten hat.
Wenn die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51 in Schritt S7 feststellt, dass die vorgegebene Zeitdauer abgelaufen ist (JA in Schritt S7), gibt sie einen Motor-Stopp-Befehl (Schritt S8) aus. Insbesondere gibt der Leerlaufreduktions-Ausführungsteil 57 ein Motor-Stopp-Signal an die Motorsteuervorrichtung 38 aus. Somit weist die Motorsteuervorrichtung 38 den Reglermotor 37 an, den Motor 36 zu stoppen.
Dann beendet die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51 den Prozess (Ende).
Mit einer derartigen Ablaufsteuerung kann, wenn ein Leerlaufzustand des Arbeitsfahrzeuges 101 über eine vorgegebene Zeitdauer andauert, der Motor 36 des Arbeitsfahrzeuges 101 automatisch gestoppt und Energieverbrauch und Lärm unterbunden werden.
Andererseits kehrt, wenn die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51 in Schritt S7 feststellt, dass die vorgegebene Zeitdauer nicht abgelaufen ist (NEIN in Schritt S7), der Prozess zu Schritt S5 zurück und die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51 wiederholt den vorstehenden Prozessablauf, bis die vorgegebene Zeitdauer abgelaufen ist.
Wenn die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51 in Schritt S3 die Positionsbestimmung NG auf Basis eines Feststellungsergebnisses durch den Positionsbestimmungsteil 54 ausführt (NEIN in Schritt S3), kehrt der Prozess zu Schritt S1 zurück.
Bei dem Prozessablauf, d. h. wenn ein Leerlaufzustand des Arbeitsfahrzeuges 101 anhält und der Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 mit Zählen beginnt (Zeitzählung) und wenn festgestellt wird, dass die Schaufel 7 aufgrund eines äußeren Einflusses aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4 durch den Positionsbestimmungsablauf durch den Positionsbestimmungsteil 54 mit dem Fahrzeughauptkörper kollidieren kann, wird der Zählvorgang durch den Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 nicht gestartet.
Daher beginnt der Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 solange nicht mit dem Zählen, bis festgestellt worden ist, dass die Schaufel 7 nicht mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses von einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4 durch den Positionsbestimmungsablauf durch den Positionsbestimmungsteil 54 kollidieren wird. Genauer gesagt, der Motor 36 des Arbeitsfahrzeuges 101 wird durch den Leerlaufreduktionsvorgang nicht gestoppt. Genauer gesagt, wenn festgestellt wird, dass die Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses von einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4 kollidieren kann, wird die Steuerung so ausgeführt, dass der Leerlaufreduktionsvorgang nicht durchgeführt wird.
Somit kann eine Kollision der Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper unterbunden werden, wenn der Betrieb des Arbeitsfahrzeuges aufgrund der Leerlaufreduktionsfunktion gestoppt wird.
Auch wenn bei dem vorliegenden Beispiel ein Schema zum Ausführen eines Positionsbestimmungsablaufes nach Schritt S1 beschrieben worden ist, ist eine Eingrenzung auf den Fall, dass er in diesem Timing durchgeführt wird, nicht besonders beabsichtigt. Wenn nur dann verhindert werden kann, dass der Leerlaufreduktionsbetrieb ausgeführt wird, wenn festgestellt wird, dass die Schaufel 7 aufgrund eines äußeren Einflusses aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4 durch den Positionsbestimmungsablauf durch den Positionsbestimmungsteil 54 mit dem Fahrzeughauptkörper kollidieren kann, kann jedes Timing akzeptiert werden. Beispielsweise kann der Prozessablauf vor Schritt S1 oder es kann der Prozessablauf nach Schritt S7 durchgeführt werden.
Ein Fachmann könnte den bei dem Positionsbestimmungsablauf verwendeten Schwellenwert α berechnen, indem er/sie vorab ein Experiment bzw. eine Simulation der Möglichkeit einer Kollision der Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4 durchführt. Selbstverständlich kann bis zu einem gewissen Grade auch ein Spielraum für einen in dem Experiment etc. berechneten Wert gegeben sein.
Auch wenn bei dem vorliegenden Beispiel ein Bestimmungsschema, dass der Positionsbestimmungsteil 54 feststellt, ob ein Armwinkel den Schwellenwert α auf Basis eines Vergleiches zwischen einem vom Winkelsensor 39 empfangenen Armwinkel und dem Schwellenwert α überschreitet oder nicht, ist eine Eingrenzung auf das Schema nicht besonders beabsichtigt und eine Bestimmung kann auch mittels eines weiteren Bestimmungsschemas durchgeführt werden. Beispielsweise kann eine Bestimmung Position OK bzw. Position NG durchgeführt werden, indem eine Anzahl der Betätigungen der Hebel 18, 19 des Arbeitsgerätes, die den Arm 5 betätigen, hinzugefügt bzw. abgezogen wird und darauf basiert, ob die hinzugefügte bzw. abgezogene Anzahl der Betätigungen eine als einen Schwellenwert definierte Anzahl überschreitet oder nicht.
(Erste Abwandlung)
10 ist eine grafische Darstellung, die einen Schwellenwert basierend auf einer ersten Abwandlung der ersten Ausführungsform darstellt.
In 10 ist eine Tabelle mit geänderter Einstellung eines Schwellenwertes auf Basis eines Armtyps gezeigt.
Bei dem vorliegenden Beispiel ist beispielsweise der Fall gezeigt, in dem Schwellenwerte entsprechend zwei Armtypen P und Q jeweils mit unterschiedlichen Eigenschaften bereitgestellt werden. So wird beispielsweise in dem Fall, in dem die ein Merkmal darstellende Länge verschieden ist, ein Schwellenwert α0 für den Arm P und ein Schwellenwert α1 für den Arm Q gesetzt.
Bei der ersten Variante wird ein Schwellenwert gemäß einem Armtypus des Arbeitsgerätes 4 gesetzt und dann ein Positionsbestimmungsablauf ausgeführt.
Insbesondere stellt beim Ablaufdiagramm von 9 der Positionsbestimmungsteil 54 fest, ob ein Winkel des Armes 6 (Armwinkel) in Bezug auf den Ausleger 5 im Fall des Armes P den Schwellenwert α0 überschreitet oder nicht.
Wenn der Positionsbestimmungsteil 54 feststellt, dass ein Winkel des Armes 6 in Bezug auf den Ausleger 5 den Schwellenwert α0 überschreitet, erfolgt die Positionsbestimmung OK. Genauer gesagt, es wird festgestellt, dass die Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4 nicht kollidieren wird.
Wenn der Positionsbestimmungsteil 54 feststellt, dass ein Winkel des Armes 6 in Bezug auf den Ausleger 5 den Schwellenwert α0 nicht überschreitet, d. h. nicht größer ist als der Schwellenwert α0, erfolgt die Positionsbestimmung NG. Genauer gesagt, es wird festgestellt, dass die Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4 kollidieren kann.
Der Positionsbestimmungsteil 54 stellt fest, ob ein Winkel des Armes 6 (ein Armwinkel) in Bezug auf den Ausleger 5 im Fall von Arm Q den Schwellenwert α1 überschreitet oder nicht.
Wenn der Positionsbestimmungsteil 54 feststellt, dass ein Winkel des Armes 6 in Bezug auf den Ausleger 5 den Schwellenwert α1 überschreitet, erfolgt die Positionsbestimmung OK. Genauer gesagt, es wird festgestellt, dass die Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4 nicht kollidieren wird.
Wenn der Positionsbestimmungsteil 54 feststellt, dass ein Winkel des Armes 6 in Bezug auf den Ausleger 5 den Schwellenwert α1 nicht überschreitet, d. h. nicht größer ist als der Schwellenwert α1, erfolgt die Positionsbestimmung NG. Genauer gesagt, es wird festgestellt, dass die Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4 kollidieren kann.
Bei dem vorliegenden Beispiel ist, auch wenn im Fall einer Änderung des Schwellenwertes für die Arme P und Q unterschiedlicher Länge beispielhaft beschrieben worden ist, eine Eingrenzung auf eine Länge nicht beabsichtigt und ein Fachmann könnte einen Schwellenwert auf einen entsprechenden Schwellenwert als angemessen auf Basis weiterer Eigenschaften, ein Material oder ein Gewicht, ändern.
Ein Schwellenwert kann auch gemäß einer Länge eines Auslegers geändert werden, ohne auf einen Arm begrenzt zu sein. Ein Schwellenwert kann auch auf Basis einer Kombination zwischen einem Arm und einem Ausleger oder einer anderen Bauteilart geändert werden.
Hinsichtlich der Einstellung eines Schwellenwertes ist davon auszugehen, dass der Führer eines Arbeitsfahrzeuges 101 einen Schwellenwert unter Bezugnahme auf eine Tabelle setzt. Ein Führer kann einen als Schwellenwert definierten Zahlenwert setzen oder auch einen Armtypus setzen und die Hauptsteuervorrichtung 50 kann dann automatisch einen Schwellenwert unter Bezugnahme auf die Tabelle setzen.
<Zweite Variante>
Bei der vorstehenden ersten Ausführungsform, ist ein Fall beschrieben worden, bei dem festgestellt wird, ob die Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper kollidieren kann oder nicht, wenn sich der Ausleger 5 aufgrund eines äußeren Einflusses abwärts bewegt (selbst absenkt), während sich das Arbeitsfahrzeug 101 bezüglich des horizontalen Bodens 70, der in 7 nicht geneigt ist, im Ruhezustand befindet.
Ein Ruhezustand des Arbeitsfahrzeuges 101 ist nicht auf den horizontalen Boden 70 begrenzt und es ist auch eine geneigte geographische Eigenschaft als äußerer Einfluss möglich.
<Positionszustand>
11 ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel eines Positionszustandes des Arbeitsfahrzeuges basierend auf einer zweiten Abwandlung der ersten Ausführungsform darstellt.
In 11 ist bei dem vorliegenden Beispiel ein Zustand gezeigt, in dem sich das Arbeitsfahrzeug 101 in Bezug auf einen Boden 72 mit einem Neigungswinkel Z (Steigungswinkel) bezüglich der horizontalen Linie im Ruhezustand befindet.
Hier ist der Ausleger 5 schwenkbar um das Drehzentrum 5P angeordnet. Der Arm 6 ist schwenkbar um das Drehzentrum 6P angeordnet.
Bei dem vorliegenden Beispiel ist ein zwischen dem Ausleger 5 und dem Fahrzeughauptkörper gebildeter Winkel als ein Winkel in Bezug auf den Ausleger 5 (ein Auslegerwinkel) in einem Fall beispielhaft definiert, in dem eine Normale vom Drehzentrum 5P des Auslegers 5 zum Unterwagen 1 als Referenz definiert ist. Festgestellt wird, dass wie ein zwischen Ausleger 5 und Fahrzeughauptkörper gebildeter Winkel definiert ist, nicht auf diesen Fall begrenzt ist und dass der Winkel beispielsweise auch als ein Winkel in Bezug auf den Ausleger 5 in einem Fall definiert sein kann, in dem eine horizontale Linie parallel zum Unterwagen 1 als Referenz definiert ist.
11(A) zeigt einen Ruhezustand bei einem Winkel β + Δβ (> 0) = β1 als einen Winkel des Auslegers 5, wobei die Normale vom Drehzentrum 5P bis zum Unterwagen 1 als Referenz definiert ist.
Bei dem vorliegenden Beispiel ist beispielhaft ein Fall gezeigt, in dem sich die Schwerpunktlage 73 des Armes 6 und der Schaufel 7 relativ zu einem Punkt vertikal direkt unter dem Drehzentrum 6P des Armes 6 befindet.
Da sich in diesem Zustand die Schwerpunktlage 73 nach links verlagert, anstatt vertikal direkt unter dem Drehzentrum 6P des Armes 6 angeordnet zu werden, können der Arm 6 und die Schaufel 7 weiter nach rechts gelangen, das heißt in Richtung Kabine 8, wobei das Drehzentrum 6P des Armes 6 als Referenz definiert ist. Die Schaufel 7 kann folglich mit der Kabine 8 des Fahrzeughauptkörpers kollidieren.
Wenn sich die Schwerpunktlage 73 rechts relativ zu dem Punkt vertikal direkt unter dem Drehzentrum 6P des Armes 6 befindet, bewegt sich die Schaufel 7 in eine Richtung weg von der Kabine 8 und somit kann die Schaufel 7 nicht mit der Kabine 8 kollidieren.
Bei der zweiten Variante stellt der Positionsbestimmungsteil 54 fest, ob die Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper kollidieren kann oder nicht, wenn sich der Arm 6 aufgrund eines äußeren Einflusses bewegt (bewegen kann). Bei dem vorliegenden Beispiel führt der Positionsbestimmungsteil 54 beispielhaft einen Ablauf zum Bestimmen eines Positionszustandes der Ruhe des Arbeitsfahrzeuges 4 auf Basis eines Auslegerwinkels vom im Auslegerzylinder vorgesehenen Winkelsensor 39 aus.
Ein weiterer Ablauf durch die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51 ist der gleiche wie der bei der ersten Ausführungsform oben beschriebene.
12 ist ein Ablaufdiagramm des Positionsbestimmungsteils 54 basierend auf der zweiten Abwandlung der ersten Ausführungsform.
Wie in 12 gezeigt, stellt der Positionsbestimmungsteil 54 fest, ob ein zwischen dem Ausleger 5 und dem Fahrzeughauptkörper gebildeter Winkel (ein Auslegerwinkel) den Schwellenwert β überschreitet (Schritt S15). Insbesondere stellt der Positionsbestimmungsteil 54 fest, ob ein Auslegerwinkel den Schwellenwert β auf Basis eines Vergleichs zwischen einem vom Winkelsensor 39 erhaltenen Auslegerwinkel und dem Schwellenwert β überschreitet.
Wenn der Positionsbestimmungsteil 54 in Schritt S15 feststellt, dass ein zwischen dem Ausleger 5 und dem Fahrzeughauptkörper gebildeter Winkel den Schwellenwert β überschreitet (JA in Schritt S15), erfolgt die Positionsbestimmung NG (Schritt S16). Genauer gesagt, es wird festgestellt, dass die Schaufel 7 aufgrund eines äußeren Einflusses aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4 mit dem Fahrzeughauptkörper kollidieren kann.
Dann wird der Prozess beendet (zurück).
Wenn der Positionsbestimmungsteil 54 in Schritt S15 feststellt, dass ein zwischen dem Ausleger 5 und dem Fahrzeughauptkörper gebildeter Winkel den Schwellenwert β nicht überschreitet (NEIN in Schritt S15), erfolgt die Positionsbestimmung OK (Schritt S17). Genauer gesagt, es wird festgestellt, dass es unwahrscheinlich ist, dass die Schaufel 7 aufgrund eines äußeren Einflusses aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4 mit dem Fahrzeughauptkörper kollidieren wird, d. h. dass er nicht kollidieren wird.
Dann wird der Prozessablauf beendet (zurück).
Bei dem Prozessablauf, das heißt, wenn ein Leerlaufzustand des Arbeitsfahrzeuges 101 andauert und der Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 zu zählen beginnt (Zeitzählung) und wenn festgestellt wird, dass die Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses (bei dem vorliegenden Beispiel die Neigung eines geografischen Merkmals) aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4 durch den Positionsbestimmungsablauf durch den Positionsbestimmungsteil 54 kollidieren kann, wird der Zählvorgang durch den Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 nicht gestartet.
Daher startet der Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 solange nicht mit dem Zählvorgang, bis festgestellt wird, dass die Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses (bei dem vorliegenden Beispiel die Neigung eines geografischen Merkmals) aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4 durch den Positionsbestimmungsablauf durch den Positionsbestimmungsteil 54 nicht kollidieren wird. Genauer gesagt, der Motor 36 des Arbeitsfahrzeuges 101 wird durch den Leerlaufreduktionsvorgang nicht gestoppt. Genauer gesagt, wenn festgestellt wird, dass die Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses (bei dem vorliegenden Beispiel die Neigung eines geografischen Merkmals) aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes kollidieren kann, wird die Steuerung derart durchgeführt, dass der Leerlaufreduktionsvorgang nicht ausgeführt wird.
Folglich kann eine Kollision der Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper unterbunden werden, wenn ein Betrieb des Arbeitsfahrzeuges aufgrund der Leerlaufreduktionsfunktion gestoppt wird.
Ein Fachmann könnte den bei dem Positionsbestimmungsablauf verwendeten Schwellenwert β berechnen, indem er/sie vorab ein Experiment bzw. eine Simulation der Möglichkeit einer Kollision der Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4 durchführt. Da der Neigungswinkel (Steigungswinkel) Z in Bezug auf die horizontale Linie, bei der Arbeit sicher ausgeführt werden kann, gemäß dem Typus des Arbeitsfahrzeuges 101 definiert wird, ist tatsächlich eine Berechnung mittels eines Experiments oder einer Simulation der Möglichkeit einer Kollision der Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper in einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsfahrzeuges 101 bezüglich des Bodens 72, der den Neigungswinkel (Steigungswinkel) Z definiert hat, wünschenswert. Selbstverständlich kann bis zu einem gewissen Grade auch ein Spielraum für einen in dem Experiment etc. berechneten Wert gegeben sein.
Auch wenn bei dem vorliegenden Beispiel der Fall beschrieben worden ist, in dem der Schwellenwert β für einen Auslegerwinkel in Anbetracht der Abweichung der Schwerpunktlage 73 des Armes 6 und der Schaufel 7 vom Punkt vertikal direkt unter dem Neigungswinkel Z gesetzt worden ist, variiert ein Neigungswinkel je nach Form des Untergrundes und infolgedessen kann der Schwellenwert β gemäß dem Neigungswinkel abgeglichen werden. Insbesondere sind Sensoren zum Erfassen eines Neigungswinkels (Steigungswinkels) des Untergrundes wie z. B. ein Gyrosensor 74 vorgesehen, und der Schwellenwert β zum Bestimmen der Möglichkeit einer Kollision der Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4 kann auf Basis eines Erfassungsergebnisses dynamisch variiert werden und danach kann der Positionsbestimmungsablauf ausgeführt werden. Gleichermaßen kann bei weiteren Ausführungsformen und Abwandlungen ein für den Positionsbestimmungsablauf verwendeter Schwellenwert in Anbetracht eines Neigungswinkels abgeglichen werden.
(Dritte Abwandlung)
Bei der vorgenannten zweiten Abwandlung ist die Möglichkeit einer Kollision mit der Kabine 8 aufgrund einer Schwenkbewegung des Arms 6 um das Drehzentrum 6P gemäß einer Neigung einer geografischen Eigenschaft als äußerer Einfluss beschrieben worden.
Bei einer dritten Abwandlung wird ein Fall beschrieben, in dem die Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund einer Schwenkbewegung des Armes 6 und einer Absenkung des Auslegers 5 kollidieren kann oder nicht.
13 ist ein Ablaufdiagramm des Positionsbestimmungsteils 54 basierend auf einer dritten Abwandlung der ersten Ausführungsform.
Wie in 13 gezeigt, stellt der Positionsbestimmungsteil 54 fest, ob ein Winkel des Armes 6 in Bezug auf den Ausleger 5 (ein Armwinkel) den Schwellenwert α überschreitet oder nicht (Schritt S10). Insbesondere stellt der Positionsbestimmungsteil 54 fest, ob ein Armwinkel den Schwellenwert α auf Basis eines Vergleichs zwischen einem vom Winkelsensor 39 erhaltenen Armwinkel und dem Schwellenwert α überschreitet oder nicht.
Wenn der Positionsbestimmungsteil 54 in Schritt S10 feststellt, dass ein Winkel des Armes 6 in Bezug auf den Ausleger 5 den Schwellenwert α überschreitet (JA in Schritt S10), dann stellt der Positionsbestimmungsteil 54 fest, ob ein zwischen dem Ausleger 5 und dem Fahrzeughauptkörper gebildeter Winkel (ein Auslegerwinkel) den Schwellenwert β überschreitet oder nicht (Schritt S15). Insbesondere stellt der Positionsbestimmungsteil 54 fest, ob ein Auslegerwinkel den Schwellenwert β auf Basis eines Vergleichs zwischen einem vom Winkelsensor 39 erhaltenen Auslegerwinkel und dem Schwellenwert β überschreitet oder nicht.
Wenn der Positionsbestimmungsteil 54 in Schritt S15 feststellt, dass ein zwischen dem Ausleger 5 und dem Fahrzeughauptkörper gebildeter Winkel den Schwellenwert β nicht überschreitet, das heißt, nicht größer ist als der Schwellenwert β (NEIN in Schritt S15), erfolgt die Positionsbestimmung OK (Schritt S17). Genauer gesagt, es wird festgestellt, dass die Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4 nicht kollidieren kann.
Wenn der Positionsbestimmungsteil 54 in Schritt S15 feststellt, dass ein zwischen dem Ausleger 5 und dem Fahrzeughauptkörper gebildeter Winkel den Schwellenwert β überschreitet, (JA in Schritt S15), erfolgt die Positionsbestimmung NG (Schritt S16). Genauer gesagt, es wird festgestellt, dass die Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4 kollidieren kann.
Dann wird der Prozess beendet (zurück).
Wenn der Positionsbestimmungsteil 54 in Schritt S10 feststellt, dass ein Winkel des Armes 6 in Bezug auf den Ausleger 5 den Schwellenwert α nicht überschreitet, d. h. nicht größer ist als der Schwellenwert α (NEIN in Schritt S10), erfolgt die Positionsbestimmung NG (Schritt S17). Genauer gesagt, es wird festgestellt, dass die Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4 kollidieren kann.
Dann wird der Prozess beendet (zurück).
Während des Prozessablaufs, d. h. wenn ein Leerlaufzustand des Arbeitsfahrzeuges 101 anhält und der Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 mit der Zählung beginnt (Zeitzählung) und wenn festgestellt wird, dass die Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses (Schwerkraft und Neigung einer geografischen Eigenschaft) aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4 durch den Positionsbestimmungsablauf durch den Positionsbestimmungsteil 54 kollidieren kann, wird der Zählvorgang durch den Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 nicht gestartet.
Daher beginnt der Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 so lange nicht mit dem Zählvorgang, bis festgestellt wird, dass die Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses (Schwerkraft und Neigung einer geografischen Eigenschaft) aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4 durch den Positionsbestimmungsablauf durch den Positionsbestimmungsteil 54 nicht kollidieren kann. Genauer gesagt, der Motor 36 des Arbeitsfahrzeuges 101 wird durch den Leerlaufreduktionsbetrieb nicht gestoppt. Genauer gesagt, wenn festgestellt wird, dass die Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses (Schwerkraft und Neigung einer geografischen Eigenschaft) aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4 kollidieren kann, wird die Steuerung derart durchgeführt, dass der Leerlaufreduktionsbetrieb nicht ausgeführt wird.
Somit kann eine Kollision der Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper unterbunden werden, wenn der Betrieb des Arbeitsfahrzeuges aufgrund der Leerlaufreduktionsfunktion gestoppt wird.
Auch wenn bei der vorstehenden Ausführungsform ein Schema beschrieben worden ist, bei dem der Positionsbestimmungsteil 54 feststellt, ob die Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4 kollidieren kann oder nicht, indem ein Auslegerwinkel und ein Armwinkel verwendet werden, ist eine Eingrenzung auf den Winkel nicht beabsichtigt und es kann eine sehr genaue Bestimmung erfolgen, indem auch ein Schaufelwinkel verwendet wird oder es kann ein Fachmann selbstverständlich eine Bestimmung unter Verwendung weiterer Parameter durchführen.
(Zweite Ausführungsform)
Bei der vorgenannten ersten Ausführungsform ist eine Schema beschrieben worden, bei dem der Positionsbestimmungsteil 54 der Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51 feststellt, ob die Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses kollidieren kann oder nicht.
Das Arbeitsfahrzeug 101 ist mit einer Kollisionsvermeidungsfunktion ausgestattet, die eine Kollisionsvermeidung mit dem Fahrzeughauptkörper während des Betriebs erlaubt. Die Kollisionsvermeidungsfunktion ist eine Funktion, die einen Betriebszustand des Arbeitsgerätes 4 in dem Fall einschränkt, in dem die Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper kollidieren kann.
14 ist eine grafische Darstellung, die eine Kollisionsvermeidungsfunktion basierend auf einer zweiten Ausführungsform darstellt.
In 14 ist ein Zustand des Arbeitsfahrzeuges 101 in zweidimensionaler Koordinate gezeigt, die durch eine X-Achse und eine Y-Achse definiert ist. Die X-Achse ist eine Achse parallel zum Unterwagen 1 des Arbeitsfahrzeuges 101 und die Y-Achse ist eine Achse senkrecht zur X-Achse. Hier ist ein Fall gezeigt, in dem sich eine Position eines vorderen Endes 7B der Schaufel 7 (z. B. ein gezahnter Bereich der Schaufel 7) innerhalb eines Kollisionsvermeidungsbereiches 80 befindet, in dem die Kollisionsvermeidungsfunktion aktiviert worden ist.
Der Kollisionsvermeidungsbereich 80 befindet sich um das Arbeitsfahrzeug 101 herum. Insbesondere ist der Kollisionsvermeidungsbereich 80 innerhalb einer vorgegebenen Entfernung von einer Außenumfangsfläche des Fahrzeughauptkörpers des Arbeitsfahrzeuges 101 festgelegt. Bei dem vorliegenden Beispiel ist beispielhaft ein Bereich zwischen einer Kollisionsvermeidungs-Anfangslinie 80a und einer Kollisionsvermeidungs-Endlinie 80b als Kollisionsvermeidungsbereich 80 gezeigt.
Bezüglich dieses Kollisionsvermeidungsbereiches 80 wird dann, wenn das vordere Ende 7B der Schaufel 7 über die Kollisionsvermeidungs-Anfangslinie 80a hinausgeht und in den Kollisionsvermeidungsbereich 80 eintritt, ein Betriebszustand des Arbeitsgerätes 4 durch die Kollisionsvermeidungsfunktion eingeschränkt. Insbesondere wird die Betriebsgeschwindigkeit des Arbeitsgerätes 4 verlangsamt. Durch Einschränkung eines Betriebszustands des Arbeitsgerätes 4 kann eine versehentliche Kollision des vorderen Endes 7B der Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund einer Tätigkeit nahe der Außenumfangsfläche des Fahrzeughauptkörpers, die vom Betrieb der Hebel 18, 19 des Arbeitsgerätes herrührt, unterbunden werden.
Wenn das vordere Ende 7B der Schaufel 7 in den Kollisionsvermeidungsbereich 80 eintritt und danach im Begriff ist, über die Kollisionsvermeidungs-Endlinie 80b hinauszugehen (im vorliegenden Beispiel versucht die Schaufel 7 sich weiter in Richtung Kabine 8 zu bewegen), schränkt die Kollisionsvermeidungsfunktion den Betriebszustand der Schaufel 7 ein und stoppt den Betrieb. Insbesondere wird während des Betriebs des Arbeitsgerätes 4 unter Verwendung der Arbeitsgeräthebel 18, 19 ein Eingabebefehl, das vordere Ende 7B der Schaufel 7 in Richtung Kabine 8 über die Kollisionsvermeidungs-Endlinie 80b hinaus zu bewegen, gelöscht (deaktiviert). Die Funktion kann eine Kollision der Schaufel 7, d. h. des vorderen Endes 7B der Schaufel 7, mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund der Arbeit des Arbeitsgerätes 4 zuverlässig unterbinden. Wenn das vordere Ende 7B der Schaufel 7 versucht, über die Kollisionsvermeidungs-Endlinie 80b hinauszugehen und der Betrieb des Arbeitsgerätes 4 gestoppt wird, wird nur ein Eingabebefehl akzeptiert, der die Arbeitsgeräthebel 18, 19 zur Bewegung des vorderen Endes 7B der Schaufel 7 weg von der Kollisionsvermeidungs-Endlinie 80b verwendet.
In dieser Hinsicht ist die Kollisionsvermeidungsfunktion eine Funktion zum Unterbinden einer Kollision der Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund der Arbeit des Arbeitsgerätes 4 und wird in der Nähe des Fahrzeughauptkörpers aktiviert.
Wenn der Betrieb des Arbeitsfahrzeuges in der Nähe des Fahrzeughauptkörpers gestoppt wird und wenn sich der Ausleger 5 aufgrund eines solchen äußeren Einflusses wie z. B. der Schwerkraft aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4 abwärts bewegt (z. B. selbst absenkt), ist eine Kollision mit dem Fahrzeughauptkörper ebenfalls wahrscheinlich.
Daher wird bei der zweiten Ausführungsform ein Schema beschrieben zum Unterbinden einer Kollision des vorderen Endes 7B der Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper, indem der Motor 36 durch den Leerlaufreduktionsvorgang nicht stoppt, wenn sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches 80 der Kollisionsvermeidungsfunktion befindet.
<Aufbau des Steuerungssystems>
15 ist eine vereinfachte grafische Darstellung, die eine Konfiguration des Steuerungssystems des Arbeitsfahrzeuges 101 basierend auf der zweiten Ausführungsform darstellt.
Wie in 15 gezeigt, liegt der Unterschied zu dem Steuerungssystem des Arbeitsfahrzeuges 101 in 3 in der Änderung von der Hauptsteuervorrichtung 50 zu einer Hauptsteuervorrichtung 50A. Da weitere Merkmale gleich sind, wird deren detaillierte Beschreibung hier nicht wiederholt.
Durch den Drucksensor 47 erkennt die Hauptsteuervorrichtung 50A ein Hebelbetätigungssignal gemäß einem Betriebszustand der Arbeitsgeräthebel 18 und 19 und gibt an das Steuerventil 34 nach Bedarf einen Befehl aus. Insbesondere weist die Hauptsteuervorrichtung 50A das Steuerventil 34 an, den Eingang eines Vorsteuerdrucks gemäß einer Betriebsrichtung und/oder einer Betriebsmenge der Arbeitsgeräthebel 18, 19 abzugleichen bzw. den Eingang eines Vorsteuerdrucks aufgrund der Kollisionsvermeidungsfunktion zu verhindern, wenn sich die Schaufel 7 innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches befindet. Somit kann die Kollisionsvermeidungsfunktion einen Betriebszustand des Arbeitsgerätes 4 innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches einschränken.
<Funktionsblockdiagramm>
16 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Leerlauffunktion einer Hauptsteuervorrichtung 50A im Steuerungssystem des Arbeitsfahrzeuges 101 basierend auf der zweiten Ausführungsform darstellt.
Wie in 16 gezeigt, unterscheidet sich die Hauptsteuervorrichtung 50A von der bei der vorstehenden ersten Ausführungsform beschriebenen Hauptsteuervorrichtung 50 darin, dass die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51 durch eine Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51A ersetzt und ferner eine Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 hinzugefügt worden ist. Es ist ein Fall gezeigt, bei dem das Steuerventil 34 als Peripheriegerät vorgesehen ist.
Die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51A unterscheidet sich von der Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51 darin, dass der Positionsbestimmungsteil 54 weggelassen und der Leerlaufreduktions-Ausführungsteil 57 durch einen Leerlaufreduktions-Ausführungsteil 57A ersetzt worden ist. Da weitere Merkmale im Prinzip die gleichen sind wie jene der bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51, wird deren detaillierte Beschreibung hier nicht wiederholt.
Die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 empfängt Informationen über Winkel des Auslegers 5, des Armes 6 und der Schaufel 7, die von einem Winkelsensor 39 eingegeben werden und berechnet eine Position der Schaufel 7. Dann stellt die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 fest, ob sich die Schaufel 7 innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches befindet oder nicht und wenn sie feststellt, dass sich die Schaufel 7 innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches befindet, schränkt sie einen Betriebszustand des Arbeitsgerätes 4 ein. Insbesondere ist das Steuerventil 34 angewiesen, den Eingang eines Vorsteuerdrucks gemäß einer Betriebsrichtung und/oder einer Betriebsmenge der Arbeitsgeräthebel 18, 19 abzugleichen bzw. den Eingang eines Vorsteuerdrucks zu verhindern.
Der Leerlaufreduktions-Ausführungsteil 57A führt den Leerlaufreduktionsvorgang auf Basis dessen aus, ob sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches 80 der Kollisionsvermeidungsfunktion befindet oder nicht. Bei dem vorliegenden Beispiel führt dann, wenn sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches 80 der Kollisionsvermeidungsfunktion befindet, der Leerlaufreduktions-Ausführungsteil 57A keinen Leerlaufreduktionsvorgang aus und wenn sich das vordere Ende 7B nicht innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches 80 befindet, führt er den Leerlaufreduktionsvorgang aus.
<Kollisionsvermeidungssteuerung>
17 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Kollisionsvermeidungs-Steuerungsablauf durch eine Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 basierend auf der zweiten Ausführungsform darstellt.
Wie in 17 gezeigt, empfängt die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 Informationen über einen Winkeleingang vom Winkelsensor 39 (Schritt S18). Insbesondere empfängt die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 Informationen über Winkel des Auslegers 5, des Armes 6 und der Schaufel 7, die vom Winkelsensor 39 eingegeben werden.
Dann berechnet die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 eine Position der Schaufel 7 (Schritt S19). Insbesondere berechnet die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 eine Position der Schaufel 7 mittels eines vorgegebenen Betriebsablaufs auf Basis empfangener Winkelwerte des Auslegers 5, des Armes 6 und der Schaufel 7, die vom Winkelsensor 39 eingegeben worden sind. Beispielsweise wird vorab ein Ablaufterm für die Berechnung einer Position der Schaufel 7 bereitgestellt, der in der mit Bezug auf 14 beschriebenen zweidimensionalen Koordinate der X-Achse und der Y-Achse definiert ist und es werden Winkelwerte des Auslegers 5, des Armes 6 und der Schaufel 7 in den Ablaufterm eingegeben, so dass eine Position der Schaufel 7 in der zweidimensionalen Koordinate berechnet werden kann.
Dann stellt die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 in Schritt S20 fest, ob sich die Schaufel 7 innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches 80 befindet oder nicht. Insbesondere stellt die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 fest, ob sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches 80 befindet oder nicht, der vorab bereitgestellt und in der zweidimensionalen Koordinate der X-Achse und der Y-Achse wie in 14 gezeigt auf Basis eines Berechnungsergebnisses definiert worden ist.
Wenn die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 in Schritt S20 feststellt, dass sich die Schaufel 7, d. h. das vordere Ende 7B der Schaufel 7, innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches 80 befindet (JA in Schritt S20), führt sie einen Ablauf zum Einschränken eines Betriebszustandes des Arbeitsgerätes 4 aus (Betriebseinschränkungsablauf) (Schritt S21).
Insbesondere weist, wenn sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches 80 befindet, die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 das Steuerventil 34 an, den Eingang eines Vorsteuerdrucks gemäß einer Betriebsrichtung und/oder einer Betriebsmenge der Arbeitsgeräthebel 18, 19 einzuschränken und dadurch die Eingangsmenge des Vorsteuerdrucks herabzusetzen. Somit kann der Betrieb des Auslegers 5, des Armes 6 und der Schaufel 7 des Arbeitsgerätes 4 eingeschränkt werden und diese können auf verlangsamte Weise betätigt werden.
Als Reaktion auf einen Eingabebefehl, das vordere Ende 7B der Schaufel 7 in Richtung Kabine 8 über die Kollisionsvermeidungs-Endlinie 80b des Kollisionsvermeidungsbereichs 80 hinauszubewegen, verhindert die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 die Eingabe eines Vorsteuerdrucks gemäß einer Betriebsrichtung und/oder einer Betriebsmenge der Arbeitsgeräthebel 18, 19. Somit kann der Betrieb des Auslegers 5, des Armes 6 und der Schaufel 7 des Arbeitsgerätes 4 eingeschränkt werden und eine Anweisung, das vordere Ende 7B der Schaufel 7 in Richtung Kabine 8 über die Kollisionsvermeidungs-Endlinie 80b des Kollisionsvermeidungsbereichs 80 hinauszubewegen, kann deaktiviert werden. Die Kollisionsvermeidungsfunktion kann eine Kollision der Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper zuverlässig unterbinden.
Dann stellt die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 fest, ob der Arbeitsgang beendet worden ist oder nicht (Schritt S22). Insbesondere stellt die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 fest, ob der Motor 36 gestoppt ist oder nicht.
Wenn die die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 in Schritt S22 feststellt, dass der Arbeitsgang beendet ist (JA in Schritt S22), endet der Prozess.
Wenn die die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 in Schritt S22 feststellt, dass der Arbeitsgang nicht beendet ist (NEIN in Schritt S22), kehrt der Prozess zu Schritt S18 zurück und obiger Ablauf wird wiederholt.
Wenn die die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 in Schritt S20 feststellt, dass sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 nicht innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches 80 befindet (NEIN in Schritt S20), wird Schritt S21 übersprungen und der Prozess macht mit Schritt S22 weiter.
<Leerlaufreduktions-Steuerungsablauf>
18 ist ein Ablaufdiagramm einer Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51A basierend auf der zweiten Ausführungsform.
Wie in 18 gezeigt, stellt die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51A fest, ob der Arretierungshebel 20 arretiert (umgelegt) worden ist oder nicht (Schritt S1). Insbesondere erfasst der Betriebszustands-Erfassungsteil 60 die Arretierung des Arretierungshebels 20 durch den Druckschalter 42 und gibt diese Tatsache an den Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 aus. Der Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 stellt auf Basis eines Erfassungssignaleingangs vom Betriebszustands-Erfassungsteil 60 fest, dass der Arretierungshebel 20 arretiert (umgelegt) worden ist.
Dann, wenn die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51A in Schritt S1 feststellt, dass der Arretierungshebel 20 arretiert (umgelegt) worden ist (JA in Schritt S1), stellt sie fest, ob sich die Schaufel 7 innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereichs 80 befindet oder nicht (Schritt S3A). Insbesondere wird, wie bei dem Berechnungsablauf durch die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62, eine Position der Schaufel 7 durch den vorgegebenen Betriebsablauf auf Basis der empfangenen Winkelwerte des Auslegers 5, des Armes 6 und der Schaufel 7, die vom Winkelsensor 39 eingegeben worden sind, berechnet. Auf Basis eines Berechnungsergebnisses wird dann festgestellt, ob sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereichs 80 befindet oder nicht, der vorab bereitgestellt und in der zweidimensionalen Koordinate der X-Achse und der Y-Achse wie in 14 gezeigt auf Basis eines Berechnungsergebnisses definiert worden ist.
Auch wenn bei dem vorliegenden Beispiel der Fall beschrieben worden ist, bei dem festgestellt wird, ob sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereichs 80 befindet oder nicht, basierend auf der Berechnung einer Position davon durch einen vorgegebenen Betriebsablauf auf Basis von Winkelwerten des Auslegers 5, des Arms 6 und der Schaufel 7, ist eine Begrenzung darauf nicht besonders beabsichtigt, und die Berechnung kann auf Winkelwerten des Auslegers 5 und des Armes 6 basieren. Insbesondere kann festgestellt werden, ob sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches 80 befindet oder nicht, indem ein Winkelwert angenommen wird, bei dem die Schaufel 7 dem Fahrzeughauptkörper am nächsten ist und indem eine Position des vorderen Endes 7B der Schaufel 7 auf Basis von Winkelwerten des Auslegers 5 und des Armes 6 berechnet (geschätzt) wird. Dies ist auch bei den nachfolgenden Abwandlungen der Fall.
Wenn die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51A in Schritt S3A feststellt, dass sich die Schaufel 7, d. h. das vordere Ende 7B der Schaufel 7, innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches 80 befindet (JA in Schritt S3A), kehrt der Prozess zu Schritt S1 zurück.
Wenn die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51A in Schritt S3A feststellt, dass sich die Schaufel 7, d. h. das vordere Ende 7B der Schaufel 7, nicht innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches 80 befindet (NEIN in Schritt S3A), wird der Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 gestartet (Zeitgeber ein) (Schritt S4).
Insbesondere weist der Leerlaufreduktions-Ausführungsteil 57A den Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 an, Zeit gemäß dem Eingang eines Erfassungssignals vom Betriebszustands-Erfassungsteil 60 zu zählen. Dann gibt der Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 den gezählten Zeitgeberwert an den Leerlaufreduktions-Ausführungsteil 57A aus. Da der nachfolgende Ablauf der gleiche ist wie der mit Bezug auf 8 beschriebene, wird dessen detaillierte Beschreibung hier nicht wiederholt.
Bei dem Prozessablauf, d. h. wenn ein Leerlaufzustand des Arbeitsfahrzeuges 101 anhält und der Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 mit der Zählung beginnt (Zeitzählung), unabhängig von der Feststellung, ob sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches 80 befindet oder nicht, und wenn festgestellt wird, dass sich das vordere Ende innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches 80 befindet, wird der Zählvorgang durch den Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 nicht gestartet.
Daher wird, wenn sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches 80 befindet, der Zählvorgang durch den Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 von der Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51A nicht gestartet. Genauer gesagt, der Motor 36 des Arbeitsfahrzeuges 101 wird nicht durch den Leerlaufreduktionsvorgang gestoppt. Genauer gesagt, wenn sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches 80 befindet, wird die Steuerung derart ausgeführt, dass der Leerlaufreduktionsvorgang nicht ausgeführt wird.
Wenn sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches 80 befindet, wird somit verhindert, dass der Motor 36 des Arbeitsfahrzeuges aufgrund der Leerlaufreduktionsfunktion gestoppt wird, und der Leerlaufreduktionsvorgang kann nur bei einer vom Fahrzeughauptkörper entfernten Position aktiviert werden, die sich außerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches befindet. Genauer gesagt, eine Kollision des vorderen Endes 7B der Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper des Arbeitsfahrzeuges bei der Abwärtsbewegung (z. B. selbst absenkt) des Auslegers 5 aufgrund eines äußeren Einflusses wie z. B. der Schwerkraft in der Nähe des Fahrzeughauptkörpers unterbunden werden.
(Erste Abwandlung)
Bei einer ersten Abwandlung wird ein Aufbau eines Hydraulikbaggers mit Verstellausleger als weiteres Beispiel des Arbeitsfahrzeuges beschrieben.
19 ist eine grafische Darstellung, die das Aussehen eines Arbeitsfahrzeuges 102 basierend auf einer ersten Abwandlung der zweiten Ausführungsform darstellt.
In 19 ist ein Hydraulikbagger mit Verstellausleger beispielhaft als Arbeitsfahrzeug 102 gezeigt. Das Arbeitsfahrzeug 102 unterscheidet sich vom Arbeitsfahrzeug 101 hauptsächlich in einem Teil eines Arbeitsgerätes 4A, und weitere Teile sind grundsätzlich die gleichen.
Das Arbeitsgerät 4A weist einen ersten Ausleger 5A, einen zweiten Ausleger 5B, einen Träger 6B, den Arm 6 und die Schaufel 7 auf. Ein Fußbereich des ersten Auslegers 5A wird von der oberen Dreheinheit 3 getragen und schwenkbar um eine nach rechts und links verlaufende Tragachse angelenkt. Somit kann der erste Ausleger 5A in vertikaler Richtung schwenken, wobei der Fußbereich als Drehpunkt dient. Der zweite Ausleger 5B ist an das vordere Ende des ersten Auslegers 5A angelenkt und nach links und rechts schwenkbar. Der Arm 6 ist an das vordere Ende des zweiten Auslegers 5B angelenkt und nach vorn und hinten schwenkbar, wobei der Träger 6B dazwischen angeordnet ist, und die Schaufel 7 ist am vorderen Ende des Armes 6 befestigt.
Das Arbeitsfahrzeug 102 ist mit einer Vielzahl von Hydraulikzylindern für den Antrieb jeweiliger Bereiche des Arbeitsgerätes 4A versehen. Ein Auslegerzylinder betreibt den ersten Ausleger 5A, ein Verstellzylinder betreibt den zweiten Ausleger 5B, ein Armzylinder betreibt den Arm 6 und ein Schaufelzylinder betreibt die Schaufel 7. Durch den Antrieb dieser Hydraulikzylinder wird das Arbeitsgerät 4A betrieben, so dass Arbeiten wie beispielsweise Aushubarbeiten und Abladen ausgeführt werden können.
Auch wenn nicht gezeigt, ist ein Winkelsensor 39 in jedem der Zylinder für Ausleger, Verstellung, Arm und Schaufel vorgesehen und empfängt Informationen über den Winkel sowohl des ersten Auslegers 5A, des zweiten Auslegers 5B, des Armes 6 als auch der Schaufel 7.
20 ist eine grafische Darstellung, die die Verstellung des Arbeitsfahrzeuges 102 basierend auf der ersten Abwandlung der zweiten Ausführungsform darstellt.
Bei dem vorliegenden Beispiel ist eine konzeptuelle Darstellung des Arbeitsfahrzeuges 102 von oben gesehen dargestellt.
Wie in den 19 und 20 gezeigt, wird bei dem Arbeitsgerät 4A dann, wenn der zweite Ausleger 5B nach links und rechts geschwenkt wird, der Träger 6B um den gleichen Winkel in die der Schwenkrichtung des zweiten Auslegers 5B entgegengesetzte Richtung geschwenkt, und der Arm 6 und die Schaufel 7 werden nach links und rechts verstellt, während sie zur Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der oberen Dreheinheit 3 immer parallel bleiben. Mittels eines derartigen Mechanismus können Aushubarbeiten wie z. B. der Aushub an einer Mauer oder der Aushub einer Ablaufrinne leicht ausgeführt werden.
Mittels der Verstellfunktion kann die Schaufel 7 nach links und rechts betrieben werden, wobei der erste Ausleger 5A als Referenz definiert ist. Daher ist ein Bereich, in dem die Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper kollidieren kann, ebenfalls ein anderer. Genauer gesagt, bei dem Kollisionsvermeidungsbereich, in dem die Kollisionsvermeidungsfunktion aktiviert ist, liegt der Unterschied darin, dass er nach links und rechts verläuft, wobei der erste Ausleger 5A als Referenz definiert ist.
21 ist eine grafische Darstellung, die einen Kollisionsvermeidungsbereich basierend auf der ersten Abwandlung der zweiten Ausführungsform darstellt.
In 21 ist eine konzeptuelle Darstellung eines Kollisionsvermeidungsbereiches in einer dreidimensionalen Koordinate, die durch die X-Achse, die Y-Achse und die Z-Achse definiert ist, gezeigt. Die X-Achse ist die parallel zum Unterwagen 1 des Arbeitsfahrzeuges 102 verlaufende Achse und die Y-Achse ist die senkrecht zur X-Achse verlaufende Achse. Die Z-Achse ist eine sowohl zur X-Achse als auch zur Y-Achse senkrecht verlaufende Achse.
Hier ist ein erster Kollisionsvermeidungsbereich 81 bei dem Fall gezeigt, bei dem sich die Schaufel 7 links relativ zum ersten Ausleger 5A befindet, d. h. an einer Seite der Kabine 8.
21(A) zeigt den ersten Kollisionsvermeidungsbereich 81, wenn das Arbeitsfahrzeug 102 von oben gesehen wird. In diesem Zusammenhang ist der Fall gezeigt, bei dem sich der Bereich an einer äußeren Umfangsfläche der Kabine 8 befindet.
21(B) zeigt den ersten Kollisionsvermeidungsbereich 81, wenn das Arbeitsfahrzeug 102 von der Seite gesehen wird. In diesem Zusammenhang ist der Fall gezeigt, bei dem sich der Bereich an der äußeren Umfangsfläche der Kabine 8 befindet und der erste Kollisionsvermeidungsbereich 81 sich auch oberhalb der Kabine 8 befindet, so dass das Eindringen der Schaufel 7 verhindert wird. Somit wird nicht nur der Fall unterbunden, bei dem die Schaufel 7 direkt mit dem Arbeitsfahrzeug kollidiert, sondern die Einstellung ist ebenfalls derart, dass ein Herabfallen einer Ladung aus der Schaufel 7 aufgrund eines abrupten Bewegungsstopps der Schaufel 7, der vom Stopp des Motors herrührt, während die Schaufel 7 in einen Bereich oberhalb der Kabine 8 eingetreten ist, unterbunden wird.
22 ist eine grafische Darstellung, die einen weiteren Kollisionsvermeidungsbereich basierend auf der ersten Abwandlung der zweiten Ausführungsform darstellt.
In 22 ist ein zweiter Kollisionsvermeidungsbereich 82 bei dem Fall gezeigt, bei dem sich die Schaufel 7 rechts relativ zum ersten Ausleger 5A, d. h. gegenüber der Kabine 8, befindet.
22(A) zeigt den zweiten Kollisionsvermeidungsbereich 82, wenn das Arbeitsfahrzeug 102 von oben gesehen wird. In diesem Zusammenhang ist der Fall gezeigt, bei dem sich der Bereich an der äußeren Umfangsfläche des Fahrzeughauptkörpers befindet.
22(B) zeigt den zweiten Kollisionsvermeidungsbereich 82, wenn das Arbeitsfahrzeug 102 von der Seite gesehen wird. In diesem Zusammenhang ist der Fall gezeigt, bei dem sich der Bereich an der äußeren Umfangsfläche des Fahrzeughauptkörpers befindet. Da es keinen Kollisionsvermeidungsbereich oberhalb des Fahrzeughauptkörpers gibt, im Gegensatz zur Seite der Kabine 8, ist die Einstellung dergestalt, dass sich die Schaufel 7 flexibel bewegen kann.
<Kollisionsvermeidungssteuerung>
23 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Kollisionsvermeidungs-Steuerungsverarbeitung durch eine Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 basierend auf der ersten Abwandlung der zweiten Ausführungsform darstellt.
Wie in 23 gezeigt, empfängt die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 Informationen über einen vom Winkelsensor 39 eingegebenen Winkel (Schritt S18A). Insbesondere werden Informationen über vom Winkelsensor 39 eingegebene Winkel des ersten Auslegers 5A, des zweiten Auslegers 5B, des Armes 6 und der Schaufel 7 empfangen.
Dann berechnet die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 eine Position der Schaufel 7 (Schritt S19). Insbesondere berechnet die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 eine Position der Schaufel 7 durch einen vorgegebenen Betriebsablauf auf Basis von vom Winkelsensor 39 eingegebenen Winkelwerten des ersten Auslegers 5A, des zweiten Auslegers 5B, des Armes 6 und der Schaufel 7.
Beispielsweise wird vorab ein Ablaufterm für die Berechnung einer Position der Schaufel 7 bereitgestellt, der in der mit Bezug auf die vorstehend beschriebenen dreidimensionalen Koordinate der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse definiert ist und es werden Winkelwerte des ersten Auslegers 5A, des zweiten Auslegers 5B, des Armes 6 und der Schaufel 7 in den Ablaufterm eingegeben, so dass eine Position der Schaufel 7 in der dreidimensionalen Koordinate berechnet werden kann.
Dann stellt die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 fest, bei welcher Position sich die Schaufel 7 links bzw. rechts befindet, wobei der erste Ausleger 5A als Referenz definiert ist (Schritt S19A). Eine Position nach links bzw. rechts wird festgestellt, wobei der erste Ausleger 5A als Referenz auf Basis eines Berechnungsergebnisses der Position der Schaufel 7 definiert ist.
Wenn die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 dann feststellt, dass sich die Schaufel 7 auf der linken Seite befindet, die eine der Seiten links bzw. rechts ist (links in Schritt S19A), stellt sie fest, ob sich die Schaufel 7 innerhalb des ersten Kollisionsvermeidungsbereiches 81 befindet oder nicht (Schritt S20A). Insbesondere stellt die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 fest, ob sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 innerhalb des ersten Kollisionsvermeidungsbereiches 81 befindet oder nicht, der vorab bereitgestellt und in der in 21 gezeigten dreidimensionalen Koordinate aus X-Achse, Y-Achse und Z-Achse, basierend auf dem Ergebnis der Berechnung definiert worden ist. Wenn sich die Schaufel 7, für den die Verstellfunktion nicht aktiviert worden ist, im Zentrum befindet, wobei der erste Ausleger 5A als Referenz definiert ist, kann zum Beispiel auch festgestellt werden, dass sich die Schaufel 7 auf der linken Seite befindet. Eine gegensätzliche Feststellung ist ebenfalls möglich.
Wenn die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 in Schritt S20A feststellt, dass sich die Schaufel, d. h. das vordere Ende 7B der Schaufel 7, innerhalb des ersten Kollisionsvermeidungsbereiches 81 befindet (JA in Schritt S20A), führt sie einen Ablauf für die Einschränkung eines Betriebszustandes des Arbeitsgerätes 4 (Betriebseinschränkungsablauf) (Schritt S21) aus.
Insbesondere, wenn sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 innerhalb des ersten Kollisionsvermeidungsbereiches 81 befindet, weist die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 das Steuerventil 34 an, den Eingang eines Vorsteuerdruckes gemäß einer Betriebsrichtung und/oder einer Betriebsmenge der Arbeitsgeräthebel 18, 19 einzugrenzen, um so eine Eingangsgröße des Vorsteuerdrucks zu mindern. Dadurch kann der Betrieb des ersten Auslegers 5A, des zweiten Auslegers 5B, des Armes 6 und der Schaufel 7 des Arbeitsgerätes 4A eingeschränkt werden und diese können auf verlangsamte Weise betätigt werden.
Als Reaktion auf einen Eingabebefehl, das vordere Ende 7B der Schaufel 7 weiter zur Kabine 8 über den ersten Kollisionsvermeidungsbereich 81 hinaus zu bewegen, verhindert die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 die Eingabe eines Vorsteuerdrucks gemäß einer Betriebsrichtung und/oder einer Betriebsmenge der Arbeitsgeräthebel 18, 19. Somit kann ein Betrieb des ersten Auslegers 5A, des zweiten Auslegers 5B, des Armes 6 und der Schaufel 7 des Arbeitsgerätes 4A eingeschränkt werden und ein Betrieb zum Bewegen des vorderen Endes 7B der Schaufel 7 zur Kabine 8 hin über den ersten Kollisionsvermeidungsbereich 81 hinaus kann deaktiviert werden. Mittels der Kollisionsvermeidungsfunktion kann eine Kollision der Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper zuverlässig unterbunden werden.
Dann stellt die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 fest, ob der Arbeitsgang beendet ist oder nicht (Schritt S22). Insbesondere wird festgestellt, ob der Motor 36 gestoppt ist oder nicht.
Wenn die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 in Schritt S22 feststellt, dass der Arbeitsgang beendet ist (JA in Schritt S22), wird der Prozess beendet.
Wenn die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 in Schritt S22 feststellt, dass der Arbeitsgang nicht beendet ist (NEIN in Schritt S22), kehrt der Prozess zu Schritt S18A zurück und der vorstehende Prozessablauf wird wiederholt.
Wenn die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 in Schritt S20A feststellt, dass sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 nicht innerhalb des ersten Kollisionsvermeidungsbereiches 81 befindet (NEIN in Schritt 20A), wird Schritt S21 übersprungen und der Prozess fährt mit Schritt S22 fort.
Wenn die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 feststellt, dass sich die Schaufel 7 auf der rechten Seite befindet, die die andere Seite der linken bzw. rechten Seite ist (rechts in Schritt S19A), stellt sie fest, ob sich die Schaufel 7 innerhalb des zweiten Kollisionsvermeidungsbereiches 82 befindet oder nicht (Schritt S20B). Insbesondere stellt die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 fest, ob sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 innerhalb des zweiten Kollisionsvermeidungsbereiches 82 befindet oder nicht, der vorab bereitgestellt und in der in 22 gezeigten dreidimensionalen Koordinate aus X-Achse, Y-Achse und Z-Achse, basierend auf dem Ergebnis der Berechnung definiert worden ist.
Wenn die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 in Schritt S20B feststellt, dass sich die Schaufel 7, d. h. das vordere Ende 7B der Schaufel 7, innerhalb des zweiten Kollisionsvermeidungsbereiches 82 befindet (JA in Schritt S20B), führt sie eine Ablaufsteuerung zur Einschränkung eines Betriebszustandes des Arbeitsgerätes 4 aus (Betriebseinschränkungsablauf) (Schritt S21) aus.
Insbesondere wenn sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 innerhalb des zweiten Kollisionsvermeidungsbereiches 82 befindet, weist die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 das Steuerventil 34 an, den Eingang eines Vorsteuerdrucks gemäß einer Betriebsrichtung und/oder einer Betriebsmenge der Arbeitsgeräthebel 18, 19 einzuschränken und dadurch die Eingangsmenge des Vorsteuerdrucks herabzusetzen. Somit kann der Betrieb des ersten Auslegers 5A, des zweiten Auslegers 5B, des Armes 6 und der Schaufel 7 des Arbeitsgerätes 4 eingeschränkt werden und diese können auf verlangsamte Weise betätigt werden. Mittels der Kollisionsvermeidungsfunktion kann eine Kollision der Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper zuverlässig unterbunden werden.
Dann geht die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 weiter zu Schritt S22 und die nachfolgende Ablaufsteuerung ist die gleiche wie die vorstehend beschriebene.
Wenn die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 in Schritt S20B feststellt, dass sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 nicht innerhalb des zweiten Kollisionsvermeidungsbereiches 82 befindet (NEIN in Schritt S20B), wird Schritt S21 übersprungen und der Prozess geht weiter zu Schritt S22.
Der Leerlaufreduktions-Steuerablauf ist der gleiche wie der mit Bezug auf 18 beschriebene.
Bei dem Prozessablauf, d. h. wenn ein Leerlaufzustand des Arbeitsfahrzeuges 102 anhält und der Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 mit der Zählung beginnt (Zeitzählung), wird festgestellt, ob sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 innerhalb des ersten Kollisionsvermeidungsbereiches 81 oder des zweiten Kollisionsvermeidungsbereiches 82 der Kollisionsvermeidungsfunktion befindet oder nicht. Wenn festgestellt wird, dass es sich innerhalb des ersten Kollisionsvermeidungsbereiches 81 oder des zweiten Kollisionsvermeidungsbereiches 82 befindet, wird der Zählvorgang durch den Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 nicht gestartet.
Daher wird, wenn sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 innerhalb des ersten Kollisionsvermeidungsbereiches 81 oder des zweiten Kollisionsvermeidungsbereiches 82 befindet, der Zählvorgang durch den Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 von der Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51A nicht gestartet. Genauer gesagt, der Motor 36 des Arbeitsfahrzeuges 101 wird durch den Leerlaufreduktionsvorgang nicht gestoppt. Genauer gesagt, wenn sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches 81 oder des zweiten Kollisionsvermeidungsbereiches 82 befindet, wird die Steuerung derart ausgeführt, dass der Leerlaufreduktionsvorgang nicht ausgeführt wird.
Wenn sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches 81 oder des zweiten Kollisionsvermeidungsbereiches 82 befindet, wird somit verhindert, dass der Motor 36 des Arbeitsfahrzeuges aufgrund der Leerlaufreduktionsfunktion gestoppt wird, und der Leerlaufreduktionsvorgang kann nur bei einer vom Fahrzeughauptkörper entfernten Position aktiviert werden, die sich außerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches befindet. Genauer gesagt, wenn sich der erste Ausleger 5A aufgrund eines solchen äußeren Einflusses wie z. B. der Schwerkraft in der Nähe des Fahrzeughauptkörpers abwärts bewegt (z. B. selbst absenkt), kann eine Kollision des vorderen Endes 7B der Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper des Arbeitsfahrzeuges unterbunden werden.
(Zweite Abwandlung)
Bei einer zweiten Abwandlung wird der Aufbau eines weiteren Hydraulikbaggers, der das Arbeitsfahrzeug darstellt, beschrieben.
24 ist eine schematische grafische Darstellung eines Arbeitsfahrzeuges 103 basierend auf einer zweiten Abwandlung der zweiten Ausführungsform von vorne gesehen.
In 24 ist ein Hydraulikbagger exemplarisch gezeigt, der eine Kabine 8A in einem mittleren Bereich eines Fahrzeugkörpers aufweist. Das Arbeitsfahrzeug 103 unterscheidet sich vom Arbeitsfahrzeug 101 in der Position der Kabine 8A und dem weiteren Vorhandensein einer Schürfschiene 7A. Weitere Teile des Arbeitsgerätes 4 sind grundsätzlich die gleichen.
Das Arbeitsfahrzeug 103 weist einen Mechanismus auf, mittels dessen das Arbeitsgerät 4 nach links und rechts schwenkbar ist.
25 ist eine grafische Darstellung, die einen Zustand des Arbeitsfahrzeuges 103 basierend auf der zweiten Abwandlung der zweiten Ausführungsform darstellt.
Bei dem vorliegenden Beispiel ist eine konzeptuelle Darstellung des Arbeitsfahrzeuges 103 von oben gesehen dargestellt.
Wie in 25 gezeigt, ist eine Kabine 8A des Arbeitsfahrzeuges 103 schwenkbar vorgesehen, wobei der Mittelpunkt der Kabine 8A als Drehzentrum definiert ist. Ein Endbereich der Kabine 8A und ein Endbereich des Auslegers 5 des Arbeitsgerätes 4 sind aneinandergelenkt und im Verbindungsteil befindet sich ein Schwenkmechanismus. Wenn die Kabine 8A nach links und rechts geschwenkt wird, schwenkt der Ausleger 5 demzufolge ebenfalls in die gleiche Richtung. Mittels des Schwenkmechanismus wird der Ausleger 5 jedoch im gleichen Winkel in die der Schwenkrichtung der Kabine 8A entgegengesetzte Richtung geschwenkt. Arm 6 und Schaufel 7 können somit parallel zur Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der oberen Dreheinheit 3 bleiben. Mittels eines derartigen Mechanismus können Aushubarbeiten wie z. B. der Aushub an einer Mauer oder der Aushub einer Ablaufrinne leicht ausgeführt werden.
Bei dem vorliegenden Beispiel ist die Kabine 8A im mittleren Bereich des Fahrzeugkörpers vorgesehen und der an die Kabine 8A angelenkte Ausleger 5 weist den gleichen Bewegungsbereich nach links und rechts auf. Die Schürfschiene 7A ist ebenfalls in der Mitte des Fahrzeugkörpers vorgesehen. Insbesondere ist der Ausleger 5 von oben gesehen intermediär im Unterwagen 1 seitlich vorgesehen. Dann wird die Schürfschiene 7A darunter angeordnet. Im Fall des Arbeitsfahrzeuges 103, da sich die Kabine 8A hinten am Ausleger 5 befindet, kollidiert es nicht mit der Schaufel 7, aber die Schaufel 7 kann mit der Schürfschiene 7A und dem Unterwagen 1 kollidieren.
26 ist eine grafische Darstellung, die einen Kollisionsvermeidungsbereich basierend auf der zweiten Abwandlung der zweiten Ausführungsform darstellt.
In 26 ist eine konzeptuelle Darstellung eines Kollisionsvermeidungsbereiches in der durch die X-Achse, die Y-Achse und die Z-Achse definierten dreidimensionalen Koordinate gezeigt. Die X-Achse ist die Achse parallel zum Unterwagen 1 des Arbeitsfahrzeuges 103 und die Y-Achse ist die Achse senkrecht zur X-Achse. Die Z-Achse ist die Achse senkrecht sowohl zur X-Achse als auch zur Y-Achse.
26(A) zeigt einen Kollisionsvermeidungsbereich 83, wenn das Arbeitsfahrzeug 103 von oben gesehen wird. Wie in der Figur gezeigt, ist ein Bereich, in dem die Schaufel 7 mit der Schürfschiene 7A, die den Fahrzeughauptkörper darstellt, kollidieren kann, ein Bereich, der links und rechts gleich ist. Genauer gesagt, der Kollisionsvermeidungsbereich, in dem die Kollisionsvermeidungsfunktion aktiviert ist, ist der Bereich, der links und rechts gleich ist, wobei der bei einer intermediären Position im Unterwagen 1 befindliche Ausleger 5 als Referenz definiert ist.
26(B) zeigt den Kollisionsvermeidungsbereich 83, wenn das Arbeitsfahrzeug 103 von oben gesehen wird. In diesem Zusammenhang ist ein Fall gezeigt, in dem der Bereich innerhalb einer vorgegebenen Entfernung von der Schürfschiene 7A vorgesehen ist und es ist eine äußere Umfangsfläche des Unterwagens 1 gezeigt. Somit kann eine derartige Einstellung erfolgen, bei der die Schaufel 7 nicht direkt mit dem Arbeitsfahrzeug kollidiert.
Da der Kollisionsvermeidungs-Steuerungsablauf des Arbeitsfahrzeuges 103 auf Basis der zweiten Abwandlung der zweiten Ausführungsform ebenfalls der gleiche ist wie der mit Bezug auf 17 beschriebene, wird dessen detaillierte Beschreibung nicht wiederholt.
Der Kollisionsvermeidungs-Steuerungsablauf ist ebenfalls der gleiche wie der mit Bezug auf 18 beschriebene.
Genauer gesagt, wenn sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches 83 der Kollisionsvermeidungsfunktion befindet, wird der Zählvorgang durch den Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 nicht gestartet. Genauer gesagt, der Motor 36 des Arbeitsfahrzeuges 103 wird durch den Leerlaufreduktionsvorgang nicht gestoppt. Genauer gesagt, wenn sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches 83 befindet, wird die Steuerung derart ausgeführt, dass der Leerlaufreduktionsvorgang nicht ausgeführt wird.
Somit wird, wenn sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches 83 befindet, aufgrund der Leerlaufreduktionsfunktion verhindert, dass der Motor 36 stoppt und der Leerlaufreduktionsvorgang kann nur bei einer Position aktiviert werden, die vom Fahrzeughauptkörper, der sich außerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches befindet, entfernt ist. Genauer gesagt, wenn sich der Ausleger 5 aufgrund eines äußeren Einflusses wie zum Beispiel der Schwerkraft in der Nähe des Fahrzeughauptkörpers abwärts bewegt (z. B. selbst absenkt), kann eine Kollision des vorderen Endes 7B der Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper des Arbeitsfahrzeuges unterbunden werden.
(Dritte Abwandlung)
Bei der vorgenannten ersten Abwandlung ist ein Schema für die Ausführung einer Kollisionsvermeidungssteuerung beschrieben worden, indem ein Kollisionsvermeidungsbereich auf Basis von sowohl der rechten als auch der linken Seite einer Position der Schaufel 7 geändert wird.
Wie in 22 gezeigt, ist bezüglich des zweiten Kollisionsvermeidungsbereiches 82 gegenüber der Kabine 8 kein Kollisionsvermeidungsbereich oberhalb des Fahrzeughauptkörpers vorhanden.
Daher wird in dem Fall, in dem sich die Schaufel 7 oberhalb des Fahrzeughauptkörpers gegenüber der Kabine 8 befindet, die Leerlaufreduktionsfunktion aktiviert und somit wird es möglich, dass der Motor 36 durch den Leerlaufreduktionsvorgang gestoppt wird.
Wenn sich die Schaufel 7 oberhalb des Fahrzeughauptkörpers befindet, bewegt sich ein Ausleger abwärts (z. B. selbst absenkt), beispielsweise aufgrund der Schwerkraft, die einen der äußeren Faktoren je nach Positionszustand des Arbeitsgerätes 4A wie es mit Bezug auf 7 beschrieben worden ist repräsentiert, und die Schaufel 7 kann mit dem Fahrzeughauptkörper kollidieren.
Bei der dritten Abwandlung ist ein Schema zum Umschalten der Feststellung, ob eine Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper kollidieren kann oder nicht gemäß einer Position der Schaufel 7 beschrieben.
Insbesondere wird die Steuerung so ausgeführt, dass dann, wenn sich die Schaufel 7 seitlich entweder links oder rechts der Kabine befindet, wobei der erste Ausleger 5A als Referenz definiert ist, festgestellt wird, ob sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 innerhalb des ersten Kollisionsvermeidungsbereiches 81 befindet und wenn festgestellt wird, dass sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 innerhalb des ersten Kollisionsbereiches 81 befindet, wird der Leerlaufreduktionsvorgang nicht ausgeführt.
Wenn sich die Schaufel 7 gegenüber der Kabine entweder rechts oder links davon befindet, wobei der erste Ausleger 5A als Referenz definiert ist, wird eine Position des Arbeitsgerätes 4A festgelegt und es wird festgestellt, ob die Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper kollidieren kann oder nicht, wenn sich der erste Ausleger 5A aufgrund eines äußeren Einflusses abwärts bewegt (z. B. selbst absenkt).
Insbesondere wird festgestellt, ob ein Winkel des Armes 6 im Hinblick auf den zweiten Ausleger 5B (ein Armwinkel) einen vorgegebenen Winkel überschreitet oder nicht. Wenn festgestellt wird, dass Winkel des Armes 6 im Hinblick auf den zweiten Ausleger 5B (ein Armwinkel) einen vorgegebenen Winkel überschreitet, wird festgestellt, dass die Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4A nicht kollidieren kann und es erfolgt die Positionsbestimmung OK. Wenn ein Winkel des Armes 6 im Hinblick auf den zweiten Ausleger 5B (ein Armwinkel) einen vorgegebenen Winkel nicht überschreitet, wird festgestellt, dass die Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4A kollidieren kann und es erfolgt die Positionsbestimmung NG. Wenn dann festgestellt wird, dass die Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4A kollidieren kann, wird die Steuerung derart durchgeführt, dass der Leerlaufreduktionsvorgang nicht ausgeführt wird.
<Funktionsblockdiagramm>
27 ist ein Funktionsblockdiagramm, das eine Leerlauffunktion einer Hauptsteuervorrichtung 50B im Steuerungssystem des Arbeitsfahrzeuges 102 basierend auf einer dritten Abwandlung der zweiten Ausführungsform darstellt.
Wie in 27 gezeigt, unterscheidet sich die Hauptsteuervorrichtung 50B von der bei der zweiten Ausführungsform vorstehend beschriebenen Hauptsteuervorrichtung 50A dahingehend, dass die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51A durch eine Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51B ersetzt wird. Die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51B unterscheidet sich von der Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51A dahingehend, dass der Leerlaufreduktions-Ausführungsteil 57A durch einen Leerlaufreduktions-Ausführungsteil 57B ersetzt und ferner ein Positionsbestimmungsteil 54A hinzugefügt wird. Da der Aufbau ansonsten im Prinzip der gleiche ist wie derjenige der bei der zweiten Ausführungsform beschriebenen Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51A, wird deren detaillierte Beschreibung hier nicht wiederholt.
Der Positionsbestimmungsteil 54A stellt fest, ob die Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4 kollidieren kann oder nicht und gibt das Ergebnis dieser Feststellung an den Leerlaufreduktions-Ausführungsteil 57B aus.
Bei der dritten Abwandlung der zweiten Ausführungsform, wenn der Leerlaufreduktions-Ausführungsteil 57B feststellt, dass die Schaufel mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4A und auf Basis eines Ergebnisses der Feststellung des Positionsbestimmungsteiles 54A gemäß einer Position der Schaufel 7 kollidieren kann, führt er den Leerlaufreduktionsvorgang nicht aus und wenn er feststellt, dass die Schaufel nicht kollidieren wird, führt er den Leerlaufreduktionsvorgang aus.
Der Leerlaufreduktions-Ausführungsteil 57B stellt fest, ob sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 innerhalb des ersten Kollisionsvermeidungsbereiches 81 gemäß einer Position der Schaufel 7 befindet oder nicht, wenn er feststellt, dass sich das vordere Ende innerhalb des ersten Kollisionsvermeidungsbereiches 81 befindet, führt er den Leerlaufreduktionsvorgang nicht aus und wenn er feststellt, dass sich das vordere Ende nicht innerhalb des ersten Kollisionsvermeidungsbereiches 81 befindet, führt er den Leerlaufreduktionsvorgang aus.
<Leerlaufreduktions-Steuerungsablauf>
28 ist ein Ablaufdiagramm einer Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51B basierend auf der dritten Abwandlung der zweiten Ausführungsform.
Wie in 28 gezeigt, stellt die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51B fest, ob der Arretierungshebel 20 arretiert (umgelegt) worden ist oder nicht (Schritt S1). Insbesondere erfasst der Betriebszustands-Erfassungsteil 60 eine Arretierung des Arretierungshebels 20 durch den Druckschalter 42 und gibt diese Tatsache an den Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 aus. Der Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 stellt auf Basis eines Erfassungssignaleingangs vom Betriebszustands-Erfassungsteil 60 fest, dass der Arretierungshebel 20 arretiert (umgelegt) worden ist.
Danach, wenn die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51B in Schritt S1 feststellt, dass der Arretierungshebel 20 arretiert (umgelegt) worden ist (JA in Schritt S1), bestimmt sie eine Position der Schaufel 7 und ob er sich rechts oder links befinden soll (Schritt S1A). Insbesondere empfängt der Leerlaufreduktions-Ausführungsteil 57B Informationen von der Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 und bestimmt, ob sich die Schaufel 7 rechts oder links in Bezug auf den ersten Ausleger 5A befinden soll.
Wenn dann die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51B in Schritt S1A feststellt, dass sich die Schaufel 7 seitlich entweder rechts oder links von der Kabine befindet (z. B. links) (links in Schritt S1A), stellt sie fest, ob sich die Schaufel 7 innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches befindet (Schritt S3A). Insbesondere wird, wie bei dem Berechnungsablauf in der Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62, eine Position der Schaufel 7 durch einen vorgegebenen Betriebsablauf auf Basis von vom Winkelsensor 39 empfangenen Winkelwerten des Auslegers 5, des Armes 6 und der Schaufel 7 berechnet. Dann wird auf Basis eines Berechnungsergebnisses festgestellt, ob sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 innerhalb des ersten Kollisionsvermeidungsbereiches 81, der vorab bereitgestellt und in der in 21 gezeigten zweidimensionalen Koordinate aus X-Achse und Y-Achse definiert worden ist, befindet oder nicht.
Wenn die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51B in Schritt S3A feststellt, dass sich die Schaufel 7, d. h. das vordere Ende 7B der Schaufel 7, innerhalb des ersten Kollisionsvermeidungsbereiches 81 befindet (JA in Schritt S3A), kehrt der Prozess zu Schritt S1 zurück.
Wenn die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51B in Schritt S3A feststellt, dass sich die Schaufel 7, d. h. das vordere Ende 7B der Schaufel 7, nicht innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches 81 befindet (NEIN in Schritt S3A), wird der Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 gestartet (Zeitgeber ein) (Schritt S4). Insbesondere weist der Leerlaufreduktions-Ausführungsteil 57B den Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 an, Zeit gemäß dem Eingang eines Erfassungssignals vom Betriebszustands-Erfassungsteil 60 zu zählen. Dann gibt der Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 den gezählten Zeitgeberwert an den Leerlaufreduktions-Ausführungsteil 57B aus. Da der nachfolgende Ablauf der gleiche ist wie der mit Bezug auf 8 beschriebene, wird dessen detaillierte Beschreibung hier nicht wiederholt.
Wenn die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51B in Schritt S1A feststellt, dass sich die Position der Schaufel 7 gegenüber der Kabine seitlich entweder rechts oder links (z. B. rechts) befindet (rechts in Schritt S1A), führt sie eine Positionsbestimmungs-Ablaufsteuerung durch (Schritt S2). Insbesondere weist der Leerlaufreduktions-Ausführungsteil 57B den Positionsbestimmungsteil 54A an, einen Ablauf zum Feststellen eines Positionszustandes der Ruhe des Arbeitsgerätes 4A auf Basis eines vom Winkelsensor 39 eingegebenen Winkelsensorwertes auszuführen.
Bei dem vorliegenden Beispiel führt der Positionsbestimmungsteil 54A beispielsweise einen Prozessablauf zum Bestimmen eines Positionszustandes der Ruhe des Arbeitsgerätes 4A auf Basis eines Armwinkels vom Winkelsensor 39, der im Armzylinder vorgesehen ist, aus.
Der Positionsbestimmungsteil 54A stellt fest, ob ein Armwinkel den Schwellenwert α auf Basis eines Vergleiches zwischen einem vom Winkelsensor 39 empfangenen Armwinkel und dem Schwellenwert α überschreitet oder nicht. Wenn dann der Positionsbestimmungsteil 54A feststellt, dass ein Armwinkel den Schwellenwert α überschreitet, erfolgt die Positionsbestimmung OK. Genauer gesagt, es wird festgestellt, dass die Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4A nicht kollidieren wird.
Wenn der Positionsbestimmungsteil 54A feststellt, dass ein Armwinkel den Schwellenwert α nicht überschreitet, d. h. nicht größer ist als der Schwellenwert α, erfolgt die Positionsbestimmung NG. Genauer gesagt, es wird festgestellt, dass die Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper aufgrund eines äußeren Einflusses aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4A kollidieren kann.
Dann stellt die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51B fest, ob auf Basis eines Feststellungsergebnisses durch den Positionsbestimmungsteil 54A die Positionsbestimmung OK erfolgt ist oder nicht (Schritt S3). Insbesondere stellt die Leerlaufreduktions-Ausführungseinheit 57B fest, ob ein Signal, das anzeigt, dass die Positionsbestimmung OK erfolgt ist, vom Positionsbestimmungsteil 54A empfangen worden ist oder nicht.
Wenn die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51B in Schritt S3 auf Basis eines Feststellungsergebnisses durch den Positionsbestimmungsteil 54A als Position NG feststellt, (NO in Schritt S3), kehrt der Prozess zu Schritt S1 zurück.
Wenn die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51B in Schritt S3 feststellt, dass auf Basis eines Feststellungsergebnisses durch den Positionsbestimmungsteil 54A die Positionsbestimmung OK erfolgt ist (JA in Schritt S3), startet sie den Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 (Zeitgeber an) (Schritt S4). Insbesondere weist der Leerlaufreduktions-Ausführungsteil 57B den Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 an, Zeit als Reaktion auf die Eingabe eines Erfassungssignals vom Betriebszustands-Erfassungsteil 60 zu zählen. Dann gibt der Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 einen gezählten Zeitgeberwert an den Leerlaufreduktions-Ausführungsteil 57B aus. Da der nachfolgende Prozessablauf der gleiche ist wie der mit Bezug auf 8 beschriebene, wird dessen detaillierte Beschreibung nicht wiederholt.
Bei dem Prozessablauf, d. h. wenn ein Leerlaufzustand des Arbeitsfahrzeuges 102 anhält und der Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 mit Zählen beginnt (Zeitzählung), wird ein Schema zum Feststellen, ob eine Kollision mit dem Fahrzeughauptkörper wahrscheinlich ist oder nicht, auf Basis einer Position der Schaufel 7 umgeschaltet.
Insbesondere wird, wenn sich die Schaufel 7 relativ zum ersten Ausleger 5A links befindet, festgestellt, ob sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 innerhalb des ersten Kollisionsvermeidungsbereiches 81 befindet oder nicht, und wenn festgestellt wird, dass sich das vordere Ende innerhalb des ersten Kollisionsvermeidungsbereiches 81 befindet, wird der Zählvorgang durch den Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 nicht gestartet.
Daher wird, wenn sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 innerhalb des ersten Kollisionsvermeidungsbereiches 81 befindet, der Zählvorgang durch den Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 über die Leerlaufreduktions-Steuereinheit 51B nicht gestartet. Genauer gesagt, der Motor 36 des Arbeitsfahrzeuges 102 wird durch den Leerlaufreduktionsvorgang nicht gestoppt. Genauer gesagt, wenn sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 innerhalb des ersten Kollisionsvermeidungsbereiches 81 befindet, wird die Steuerung derart ausgeführt, dass kein Leerlaufreduktionsvorgang ausgeführt wird.
Somit wird, wenn sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 innerhalb des ersten Kollisionsvermeidungsbereiches 81 befindet, verhindert, dass der Motor 36 des Arbeitsfahrzeuges 102 aufgrund der Leerlaufreduktionsfunktion gestoppt wird, und der Leerlaufreduktionsvorgang kann nur bei einer Position aktiviert werden, die entfernt vom Fahrzeughauptkörper außerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches liegt. Genauer gesagt, wenn sich der Ausleger 5 aufgrund eines äußeren Einflusses wie z. B. der Schwerkraft in der Nähe des Fahrzeughauptkörpers abwärts bewegt (z. B. selbst absenkt), kann eine Kollision des vorderen Endes 7B der Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper des Arbeitsfahrzeuges unterbunden werden.
Wenn sich die Schaufel 7 relativ zum ersten Ausleger 5A rechts befindet und wenn im Positionsbestimmungsablauf festgestellt wird, dass die Schaufel 7 aufgrund eines äußeren Einflusses aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4A mit dem Fahrzeughauptkörper kollidieren kann, wird der Zählvorgang durch den Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 nicht gestartet.
Daher startet der Leerlaufreduktions-Zeitgeber 56 den Zählvorgang so lange nicht, bis der Positionsbestimmungsteil 54A im Positionsbestimmungsablauf feststellt, dass die Schaufel 7 aufgrund eines äußeren Einflusses aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4A mit dem Fahrzeughauptkörper nicht kollidieren kann. Genauer gesagt, der Motor 36 des Arbeitsfahrzeuges 102 wird durch den Leerlaufreduktionsvorgang nicht gestoppt. Genauer gesagt, wenn festgestellt wird, dass die Schaufel 7 aufgrund eines äußeren Einflusses aus einem Positionszustand der Ruhe des Arbeitsgerätes 4A mit dem Fahrzeughauptkörper kollidieren kann, wird die Steuerung derart ausgeführt, dass kein Leerlaufreduktionsvorgang ausgeführt wird.
Somit kann eine Kollision der Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper unterbunden werden, wenn der Betrieb des Arbeitsfahrzeuges aufgrund der Leerlaufreduktionsfunktion gestoppt wird.
Durch Umschalten eines Schemas um feststellen zu können, ob die Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper gemäß einer Position der Schaufel 7 kollidieren kann oder nicht, mittels obigen Schemas, kann eine Kollision des vorderen Endes 7B der Schaufel 7 mit dem Fahrzeughauptkörper des Arbeitsfahrzeuges zuverlässiger unterbunden werden, wenn der Betrieb des Arbeitsfahrzeuges aufgrund der Leerlaufreduktionsfunktion gestoppt wird und wenn sich der Ausleger 5 aufgrund eines äußeren Einflusses wie z. B. der Schwerkraft abwärts bewegt (z. B. selbst absenkt).
Auch wenn bei dem vorliegenden Beispiel ein Schema beschrieben worden ist, bei dem die Leerlaufreduktions-Steuereinheit feststellt, ob sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches befindet oder nicht und wenn sie festgestellt hat, dass sich das vordere Ende innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches befindet, wird der Leerlaufreduktionsbetrieb nicht ausgeführt, kann festgelegt werden, ob der Leerlaufreduktionsvorgang ausgeführt werden soll oder nicht, indem die Funktion der Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 verwendet wird und auf der Basis, ob die Kollisionsvermeidungsfunktion der Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 den Betrieb des Arbeitsgerätes einschränkt oder nicht. Alternativ kann die Leerlaufreduktions-Steuereinheit ein Ergebnis der Berechnung, ob sich das vordere Ende 7B der Schaufel 7 innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches befindet oder nicht, als Ablauf durch die Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit 62 verwenden, um so festzustellen, ob der Leerlaufreduktionsbetrieb ausgeführt wird oder nicht.
Auch wenn im vorliegenden Beispiel ein Hydraulikbagger beispielhaft als Arbeitsfahrzeug beschrieben worden ist, ist eine Anwendung auch auf Arbeitsfahrzeuge wie z. B. einen Bulldozer oder einen Radlader möglich, und eine Anwendung auf jegliche mit einem Motor 36 ausgestattete Arbeitsmaschine ist möglich.
Auch wenn die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorstehend beschrieben worden sind, sollte klargestellt werden, dass die hierin offenbarten Ausführungsformen in jeder Hinsicht darstellend und nicht einschränkend sind. Der Umfang der vorliegenden Erfindung ist durch den Inhalt der Patentansprüche definiert und es sollen sämtliche Modifikationen innerhalb des Umfangs und der Bedeutung entsprechend dem Inhalt der Patentansprüche mit umfasst sein.
AUFLISTUNG DER BEZUGSZEICHEN

1 Unterwagen; 3 obere Dreheinheit; 4, 4A Arbeitsgerät; 5 Ausleger; 5A erster Ausleger; 5B zweiter Ausleger; 5P, 6P Drehzentrum; 6 Arm; 6B Träger; 7 Schaufel; 7B vorderes Ende; 8 Kabine; 9 Führersitz; 10 Fahrbetriebsteil; 11, 12 Fahrhebel; 13, 14 Fahrpedal; 15 Befesti-gungspedal; 16 Seitenfenster; 17 Armaturenbrett; 18, 19 Arbeitsgeräthebel; 20 Arretierungs-hebel; 21 Monitorgerät; 22 Frontscheibe; 23 vertikaler Rahmen; 31A erste Hydraulikpumpe; 31B zweite Hydraulikpumpe; 32 Schwenkscheiben-Antriebsvorrichtung; 33 Pumpensteuervorrichtung; 34 Steuerventil; 35 Hydraulisches Stellglied; 36 Motor; 37 Reglermotor; 38 Motorsteuervorrichtung; 39 Winkelsensor; 41 Hebelvorrichtung für das Arbeitsgerät; 42 Druckschalter; 43 Ventil; Anlassschalter 46; Drucksensor 47; 50, 50A, 50B Hauptsteuervorrichtung; 51, 51A, 51B Leerlaufreduktions-Steuereinheit; 52 Leerlaufreduktions-Zeitdauer-Einstellteil; 54, 54A Positionsbestimmungsteil; 56 Leerlaufreduktions-Zeitgeber; 57, 57A, 57B Leerlaufreduktions-Ausführungsbereich; 60 Betriebszustands-Erfassungsteil; 62 Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit; 70, 72 Boden; 71, 73 Schwerpunktposition; 80 Kollisionsvermeidungsbereich; 80a Kollisionsvermeidungs-Startlinie; 80b Kollisionsvermeidungs-Endlinie; 81 erster Kollisionsvermeidungsbereich; 82 zweiter Kollisionsvermeidungsbereich; 101, 102 Arbeitsfahrzeug; 111 Verzögerungsschalter; 112 Betriebsmodus-Wahlschalter; 113 Fahrgeschwindigkeits-Gangwahlschalter; 114 Signaltongeber-Ausschalter; 115 Wischerschalter; 116 Waschschalter; 117 Klimaanlagenschalter; 211 Eingabeteil; 212 Anzeigeteil; und 213 Anzeigesteuereinheit.

Claims

Ein Arbeitsfahrzeug, mit: einem Fahrzeughauptkörper; einem in dem Fahrzeughauptkörper bereitgestellten Arbeitsgerät, das einen in einer vertikalen Richtung betreibbaren Ausleger, einen in Bezug auf den Ausleger betreibbaren Arm und eine am vorderen Ende des Armes befestigte Schaufel aufweist; einem Motor; einem Leerlaufreduktions-Ausführungsteil, der den Motor in einem Leerlaufzustand stoppen kann; und mit einem Positionsbestimmungsteil, der feststellt, ob die Schaufel mit dem Fahrzeughauptkörper auf Basis eines Positionszustandes der Ruhe des Arbeitsgerätes kollidieren kann oder nicht, wobei der Leerlaufreduktions-Ausführungsteil den Motor nicht stoppt, wenn der Positionsbestimmungsteil feststellt, dass die Schaufel mit dem Fahrzeughauptkörper kollidieren kann, und den Motor stoppt, wenn der Positionsbestimmungsteil feststellt, dass die Schaufel nicht kollidieren kann.
Das Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsbestimmungsteil feststellt, ob die Schaufel auf Basis eines Winkels des Arms bezogen auf den Ausleger und/oder einem zwischen dem Ausleger und dem Fahrzeughauptkörper gebildeten Winkels mit dem Fahrzeughauptkörper kollidieren kann.
Das Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionsbestimmungsteil feststellt, ob ein Winkel des Arms bezogen auf den Ausleger und/oder der zwischen dem Ausleger und dem Fahrzeughauptkörper gebildete Winkel eine vorgegebene Bedingung erfüllt.
Das Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Bedingung gemäß einer Länge des Armes bzw. des Auslegers geändert wird.
Ein Arbeitsfahrzeug, mit: einem Fahrzeughauptkörper; einem in dem Fahrzeughauptkörper bereitgestellten Arbeitsgerät, das einen in einer vertikalen Richtung betreibbaren Ausleger, einen in Bezug auf den Ausleger betreibbaren Arm und eine am vorderen Ende des Armes befestigte Schaufel aufweist; einem Motor; einem Leerlaufreduktions-Ausführungsteil, der den Motor in einem Leerlaufzustand stoppen kann; und mit einer Kollisionsvermeidungs-Steuereinheit, die einen Betriebszustand des Arbeitsgerätes so einschränken kann, dass die Schaufel nicht mit dem Fahrzeughauptkörper kollidiert, basierend darauf, ob sich eine Position der Schaufel innerhalb eines Kollisionsvermeidungsbereich befindet, der innerhalb einer vorgegebenen Entfernung von einer äußeren Umfangsfläche des Fahrzeughauptkörpers vorgesehen ist, wobei der Leerlaufreduktions-Ausführungsteil den Motor nicht stoppt, wenn sich die Schaufel innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches befindet, und den Motor stoppt, wenn sich die Schaufel nicht innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches befindet.
Das Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausleger einen ersten in der vertikalen Richtung betreibbaren Ausleger und einen zweiten nach links und rechts betreibbaren Ausleger aufweist, wobei der erste Ausleger als eine Referenz definiert ist, und dass der Kollisionsvermeidungsbereich einen ersten und einen zweiten Kollisionsvermeidungsbereich aufweist, die mit den Richtungen nach links und rechts übereinstimmen, wobei der erste Ausleger als Referenz definiert ist.
Das Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Bereiche des ersten und zweiten Kollisionsvermeidungsbereiches gemäß der äußeren Umfangsfläche des Fahrzeughauptkörpers identisch sind.
Das Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 7, mit: einem Positionsbestimmungsteil, der feststellt, ob die Schaufel mit dem Fahrzeughauptkörper auf Basis eines Positionszustandes der Ruhe des Arbeitsgerätes kollidieren kann; und mit einer im Fahrzeughauptkörper vorgesehenen Kabine, dadurch gekennzeichnet, dass der Arm nach links und rechts betreibbar vorgesehen ist, wobei der Ausleger als Referenz definiert ist, in einem Fall, in dem sich eine Position der Schaufel seitlich entweder rechts oder links befindet, wobei der Ausleger als Referenz definiert ist, der Leerlaufreduktions-Ausführungsteil den Motor nicht stoppt, wenn sich die Schaufel innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches befindet, und den Motor stoppt, wenn sich die Schaufel nicht innerhalb des Kollisionsvermeidungsbereiches befindet, und dass in einem Fall, in dem sich die Position der Schaufel auf der anderen der rechten bzw. linken Seite befindet, der Leerlaufreduktions-Ausführungsteil den Motor nicht stoppt, wenn der Positionsbestimmungsteil feststellt, dass die Schaufel mit dem Fahrzeughauptkörper kollidieren kann, und den Motor stoppt, wenn der Positionsbestimmungsteil feststellt, dass die Schaufel nicht kollidieren kann.