DE112013005544T5

DE112013005544T5 - Arbeitsmaschine und Verfahren zum Messen einer Arbeitsleistung einer Arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE112013005544T5
Application number: DE112013005544.9T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Nagato; Masamichi Ueda
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2012-11-20
Filing date: 2013-11-12
Publication date: 2015-08-06
Also published as: WO2014080805A1; JP5529241B2; US9783952B2; CN104781477A; KR101747010B1; CN104781477B; KR20150063570A; IN2015DN03938A; US20150292178A1; JP2014101695A

Abstract

Um die Anzahl einer Reihe von Arbeitsvorgängen eines Aushub- und Lademechanismus, zum Beispiel einer Aushub- und Ladearbeit, auf einfache und sehr genaue Weise zu messen, ist eine Betriebszustands-Detektionseinheit 31a vorgesehen, die entsprechend den Betätigungen von Betätigungshebeln 41 und 42 eine physikalische Größe ausgibt, und es ist eine Zeitintegrationseinheit 31b vorgesehen, die einen Zeitintegrationswert mittels Zeitintegration der physikalischen Größe durchführt. Ferner ist eine Bestimmungseinheit 31c vorgesehen, die bewirkt, dass der Zeitintegrationswert und ein vorgegebener Arbeitswinkel des Aushub- und Lademechanismus, der den Betätigungen der Betätigungshebel 41 und 42 zugeordnet ist, einander entsprechen, und die bestimmt, dass die Betätigungen der Betätigungshebel 41 und 42 erfolgt sind, wenn der Zeitintegrationswert ein vorgegebener oder darüber hinausgehender Integrationswert ist, und es ist eine Zähleinheit 31c vorgesehen, die die Anzahl von Aushub- und Ladearbeitsfolgen zählt, wenn durch die Bestimmungseinheit 31c bestimmt wird, dass die Arbeitsvorgänge des Aushub- und Lademechanismus in einer vorgegebenen Reihenfolge durchgeführt werden, wobei die Arbeitsvorgänge des Aushub- und Lademechanismus, die in der bestimmten Reihenfolge durchgeführt werden, als ein Mal gezählt wird.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Vorliegende Erfindung betrifft eine Arbeitsmaschine und ein Verfahren zum Messen einer Arbeitsleistung einer Arbeitsmaschine, welches einfach und mit hoher Genauigkeit die Anzahl einer Folge von Arbeitsvorgängen eines Aushub- und Lademechanismus messen kann, wobei diese Arbeitsvorgänge bei Aushub- und Ladearbeiten oder dergleichen ausgeführt werden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Wenn eine Arbeitsmaschine wie beispielsweise ein Bagger auf einer Baustelle Aushubarbeiten ausführt und das Aushubmaterial auf ein Transportfahrzeug wie beispielsweise einen Kipper lädt (nachstehend als Aushub- und Ladearbeit bezeichnet), muss die für das Arbeitsmanagement bzw. den Fortschritt der Bauarbeiten zuständige Person das tägliche Arbeitspensum der Aushub- und Ladearbeit, den Fortschritt der Aushub- und Ladearbeit und die Arbeitsleistung bezüglich der Aushub- und Ladearbeit verwalten. Das Arbeitspensum der Arbeitsmaschine, zum Beispiel eines Baggers, manuell zu messen, ist für den Bediener eine Last und ist mühsam. Es wurde daher eine Automatisierung dieser Messung vorgeschlagen.
Patentliteratur 1 beschreibt zum Beispiel, dass Betriebssignal und Betriebszeiten einer Baumaschine detektiert werden, dass die Betriebssignale und die Betriebszeiten verglichen werden und dass ein Vielzahl von Bedingungen vorab gespeichert wird und dass bei Detektion der Übereinstimmung des Betriebssignals und der Betriebszeit mit einer Vielzahl von Bedingungen die übereinstimmenden Bedingungen extrahiert werden und die Anzahl der Ladevorgänge auf der Basis der extrahierten Werte berechnet wird.
DOKUMENTLISTE
PATENTLITERATUR
Patentliteratur 1: Offengelegte japanische Patentpublikation Nr. 2000-129727
ÜBERSICHT
Technisches Problem
In Patentliteratur 1 werden jedoch ein kompliziertes Verarbeitungsprogramm für die Gewichtung der Bedingungen und ein kompliziertes Programm für die Verarbeitung der Bestimmung benötigt. Um die Anzahl von Arbeitsfolgen eines Arbeitsgeräts und eines oberen Drehkörpers, beispielsweise eine Aushub- und Ladearbeit, sehr genau zu messen, müssen der Aushub, das Vorschwenken, das Entfernen des Erdreichs und das Zurückschwenken für Fahrzeuge, die verschiedenen Größenklassen von Baggern angehören, wiederholt durchgeführt werden, und es müssen verschiedene Einstellungen für die Fahrzeuge der verschiedenen Größenklassen vorgenommen werden. Aus diesem Grund fehlt der Vorrichtung zum Messen der Arbeitsleistung gemäß Patentliteratur 1 die Flexibilität.
Vorliegende Erfindung ist das Ergebnis der vorstehend beschriebenen Situation, und es ist Aufgabe der Erfindung eine Arbeitsmaschine und ein Verfahren zum Messen einer Arbeitsleistung einer Arbeitsmaschine anzugeben, welches die Anzahl von Arbeitsfolgen eines Aushub- und Lademechanismus, wie zum Beispiel einer Lade- und Aushubarbeit, einfach und mit hoher Genauigkeit messen kann.
Problemlösung
Zur Lösung des vorstehend genannten Problems umfasst eine erfindungsgemäße Arbeitsmaschine: eine Betriebszustand-Detektionseinheit, die konfiguriert ist für die Detektion einer entsprechend einer Betätigung eines Betätigungshebels ausgegebenen physikalischen Größe; eine Zeitintegrationseinheit, die konfiguriert ist für die Berechnung eines Zeitintegrationswerts durch die Durchführung einer Zeitintegration der physikalischen Größe; eine Bestimmungseinheit, die konfiguriert ist für das Bewirken, dass der Zeitintegrationswert und ein vorgegebener Arbeitswinkel eines Aushub- und Lademechanismus, der der Betätigung des Betätigungshebels zugeordnet ist, einander entsprechen, und für das Bestimmen, dass die Betätigung des Betätigungshebels erfolgt ist, wenn der Zeitintegrationswert ein vorgegebener oder darüber hinausgehender Integrationswert ist; und eine Zähleinheit, die konfiguriert ist für das Zählen der Anzahl von Aushub- und Ladearbeitsvorgängen, wenn die durch die Bestimmungseinheit bestimmten Arbeitsvorgänge des Aushub- und Lademechanismus in einer vorgegebenen Reihenfolge ausgeführt werden, wobei die Arbeitsvorgänge des Aushub- und Lademechanismus, die in der vorgegebenen Reihenfolge ausgeführt werden, als ein Mal gezählt werden.
Darüber hinaus sind die Arbeitsvorgänge des Aushub- und Lademechanismus bei der vorstehend beschriebenen Arbeitsmaschine gemäß vorliegender Erfindung Aushub- und Ladevorgänge, die einer Reihenfolge: Aushubvorgang, Vorschwenkvorgang, Erdreichbeseitigungsvorgang, Zurückschwenkvorgang ausgeführt werden.
Darüber hinaus ist die Bestimmungseinheit in der vorstehend beschriebenen Arbeitsmaschine gemäß vorliegender Erfindung derart konfiguriert, dass sie bestimmt, dass der Aushubvorgang durchgeführt wurde, wenn der Zeitintegrationswert der vorgegebene oder ein darüber hinausgehender Integrationswert ist, und die physikalische Größe ist ein vorgegebener oder kleinerer Wert bezüglich der Beendigung des Arbeitsvorgangs, um den Aushubvorgang zu bestimmen.
Darüber hinaus ist die Bestimmungseinheit in der vorstehend beschriebenen Arbeitsmaschine gemäß vorliegender Erfindung derart konfiguriert, dass sie bestimmt, dass der Aushubvorgang durchgeführt wurde, wenn der Zeitintegrationswert der vorgegebene oder ein größerer Integrationswert ist und wenn eine vorgegebene Zeit verstrichen ist, nachdem die physikalische Größe den vorgegebenen oder einen kleineren Wert bezüglich der Beendigung des Arbeitsvorgangs erreicht hat, um den Aushubvorgang zu bestimmen.
Darüber hinaus ist die Zeitintegrationseinheit in der vorstehend beschriebenen Arbeitsmaschine gemäß vorliegender Erfindung derart konfiguriert, dass sie den Zeitintegrationswert zurücksetzt, wenn ein Zustand, in dem die physikalische Größe ein Integrations-Startwert oder kleiner ist, eine Zeitintegrationswert-Haltezeit nach dem Beginn der Zeitintegration durchschritten hat, um den Aushubvorgang oder den Erdreichbeseitigungsvorgang zu bestimmen.
Darüber hinaus ist der Betätigungshebel in der vorstehend beschriebenen Arbeitsmaschine gemäß vorliegender Erfindung ein Pilothebel oder ein elektrischer Hebel, und die physikalische Größe ist ein Pilotdruck oder ein elektrisches Signal.
Darüber hinaus enthält die vorstehend beschriebene Arbeitsmaschine gemäß vorliegender Erfindung eine Ausgabeeinheit, die konfiguriert ist für die Ausgabe der durch die Zähleinheit gezählten Aushub- und Ladevorgänge an eine Anzeigevorrichtung oder nach außerhalb.
Darüber hinaus enthält die vorstehend beschriebene Arbeitsmaschine gemäß vorliegender Erfindung eine Einstellungs-Änderungseinheit, die konfiguriert ist für eine Änderung verschiedener Einstellwerte.
Ein Verfahren zum Messen einer Arbeitsleistung einer Arbeitsmaschine gemäß vorliegender Erfindung umfasst folgende Schritte:
das Detektieren einer physikalischen Größe, die entsprechend einer Betätigung eines Betätigungshebels ausgegeben wird; das Berechnen eines Zeitintegrationswerts durch die Durchführung einer Zeitintegration der physikalischen Größe; das Bewirken, dass der Zeitintegrationswert und ein vorgegebener Arbeitswinkel eines Aushub- und Lademechanismus, der der Betätigung des Betätigungshebels zugeordnet ist, einander entsprechen, und das Bestimmen, dass die Betätigung des Betätigungshebels erfolgt ist, wenn der Zeitintegrationswert ein vorgegebener oder darüber hinausgehender Integrationswert ist; und das Zählen der Anzahl von Aushub- und Ladearbeitsvorgängen, wenn durch den Bestimmungsschritt bestimmte Arbeitsvorgänge des Aushub- und Lademechanismus in einer vorgegebenen Reihenfolge ausgeführt werden, wobei die Arbeitsvorgänge des Aushub- und Lademechanismus, die in der vorgegebenen Reihenfolge ausgeführt werden, als ein Mal gezählt wird.
Erfindungsgemäß wird eine einer Betätigung eines Hebels entsprechende physikalische Größe detektiert. Ein Zeitintegrationswert, der die nach der Zeit integrierte physikalische Größe ist, wird berechnet. Es wird bewirkt, dass der Zeitintegrationswert und ein vorgegebener Betätigungswinkel eines Aushub- und Lademechanismus, der der Betätigung des Betätigungshebels zugeordnet ist, einander entsprechen, und es wird bestimmt, dass die Betätigung des Betätigungshebels erfolgt ist, wenn der Zeitintegrationswert ein vorgegebener oder darüber hinausgehender Integrationswert ist. Wenn die bestimmten Arbeitsvorgänge des Aushub- und Lademechanismus in einer vorgegebenen Reihenfolge durchgeführt werden, wird die Anzahl von Arbeitsvorgängen des Aushub- und Lademechanismus gezählt, wobei die Arbeitsvorgänge des Aushub- und Lademechanismus, die in der vorgegebenen Reihenfolge stattfindet, als ein Mal gezählt wird. Daher kann die Anzahl einer Folge von Arbeitsvorgängen des Aushub- und Lademechanismus, die bei der Aushub- und Ladearbeit erfolgt, einfach und mit hoher Genauigkeit gemessen werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHUNGEN
1 ist eine perspektivische Darstellung einer schematischen Konfiguration eines Baggers in einer Ausführungsform;
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration des in 1 gezeigten Baggers darstellt;
3 ist eine erläuternde Darstellung einer Beziehung zwischen einer Betätigungsrichtung eines Betätigungshebels und der Bewegung eines Arbeitsgeräts oder eines oberen Drehkörpers;
4 beschreibt in einer erläuternden Darstellung eine Aushub- und Ladearbeit, die von dem Bagger ausgeführt wird;
5 ist ein Zeitdiagramm, das die Zählverarbeitung der Anzahl der Ladevorgänge darstellt;
6 ist eine Darstellung der Beziehung zwischen einem Schieberhub und einem Pilotdruck und einem Schieberhub und einer Schieberöffnung;
7 ist ein Zeitdiagramm, das die Verarbeitung für das Zurücksetzen eines Zeitintegrationswerts bei einem Aushubvorgang darstellt;
8 zeigt in einem Diagramm den Zustandsübergang der grundlegenden Messwertverarbeitung der Anzahl von Ladevorgängen;
9 ist ein Zeitdiagramm zur Darstellung der Haltezeit des Zeitintegrationswerts bei einem Aushubvorgang;
10 ist ein Zeitdiagramm zur Darstellung einer Beziehung zwischen einer fehlerhaften Bestimmung und einer normalen Bestimmung eines nächsten Zurückschwenkens, wenn während des Zurückschwenkens ein Aushub erfolgt;
11 ist ein Diagramm zur Darstellung einer Änderung eines Pilotdrucks über die Zeit;
12 zeigt in einem Diagramm den Zustandsübergang einer grundlegenden Messwertverarbeitung der Anzahl von Ladevorgängen, wobei diese Verarbeitung eine angenommene Zählverarbeitung und eine Verarbeitung für den Ausschluss eines zusätzlichen Arbeitsvorgangs umfasst;
13 zeigt in einem Diagramm den Zustandsübergang bei einer grundlegenden Messwertverarbeitung der Anzahl von Ladevorgängen, wobei diese Verarbeitung eine angenommene Zählverarbeitung und eine Verarbeitung für den Ausschluss eines zusätzlichen Arbeitsvorgangs und eine Ausschlussverarbeitung entsprechend einem externen Zustand umfasst;
14 ist ein Blockdiagramm, das eine Detailkonfiguration eines Monitors zeigt;
15 zeigt ein Beispiel einer Anzeige eines Arbeitsmanagements unter Verwendung der Normalzeit für Aushub und Laden;
16 zeigt in einem Überblick die Konfiguration eines Arbeitsmanagementsystems, das den Bagger einschließt.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.
[Gesamtkonfiguration]
Die 1 und 2 zeigen jeweils eine Gesamtkonfiguration eines Baggers 1, der ein Beispiel einer Arbeitsmaschine darstellt. Der Bagger 1 hat einen Fahrzeugkörper 2 und ein Arbeitsgerät 3. Der Fahrzeugkörper 2 hat einen unteren Fahrkörper 4 und einen oberen Drehkörper 5. Der untere Fahrkörper 4 hat ein Paar von Fahrvorrichtungen 4a. Die Fahrvorrichtungen 4a umfass jeweils Raupenkette 4b. Die Fahrvorrichtungen 4a sorgen für eine Fahrbewegung oder eine Schwenkbewegung des Baggers 1, indem die jeweilige Raupenkette 4b durch einen rechten hydraulischen Fahrmotor und einen linken hydraulischen Fahrmotor (hydraulischer Fahrmotor 21) angetrieben wird.
Der obere Drehkörper 5 ist schwenkbar auf dem unteren Fahrkörper 4 vorgesehen und wird geschwenkt, wenn ein hydraulischer Schwenkmotor 22 angesteuert wird. In dem oberen Drehkörper 5 ist ferner eine Fahrerkabine 6 vorgesehen. Der obere Drehkörper 5 enthält einen Kraftstofftank 7, einen Hydrauliköltank 8, einen Antriebsmaschinenraum 9 und ein Gegengewicht 10. Der Kraftstofftank 7 speichert Kraftstoff für den Antrieb einer Antriebsmaschine 17. Der Hydrauliköltank 8 speichert Hydrauliköl, das von einer Hydraulikpumpe 18 in einen Hydraulikzylinder, zum Beispiel in den Auslegerzylinder 14, oder in eine Hydraulikvorrichtung, zum Beispiel in einen hydraulischen Schwenkmotor 22 oder einen hydraulischen Fahrmotor 21, gespeist wird. In dem Antriebsmaschinenraum 9 sind Einrichtungen wie beispielsweise die Antriebsmaschine 17 und die Hydraulikpumpen 18 untergebracht. Das Gegengewicht 10 liegt hinter dem Antriebsmaschinenraum 9.
Das Arbeitsgerät 3 ist in einem vorderen Bereich des oberen Drehkörpers 5 mittig angeordnet und hat einen Ausleger 11, einen Stiel 12, einen Löffel 13, einen Auslegerzylinder 14, einen Stielzylinder 15 und einen Löffelzylinder 16. Ein unterer Endbereich des Auslegers 11 ist an dem oberen Drehkörper 5 angelenkt. Ein vorderer Endbereich des Auslegers 11 ist an einem unteren Endbereich des Stiels 12 angelenkt. Ein vorderer Endbereich des Stiels 12 ist an dem Löffel 13 angelenkt. Der Auslegerzylinder 14, der Stielzylinder 15 und der Löffelzylinder 16 sind Hydraulikzylinder, die durch Hydrauliköl aus der Hydraulikpumpe 18 angetrieben werden. Der Auslegerzylinder 14 betätigt den Ausleger 11. Der Stielzylinder 15 betätigt den Stiel 12. Der Löffelzylinder 16 ist durch ein Verbindungselement mit dem Löffel 13 verbunden und kann den Löffel 13 betätigen. Eine Zylinderstange des Löffelzylinders 16 fährt aus/ein, wodurch der Löffel 13 betätigt wird. Das heißt, beim Abtragen und Ausbaggern von Erdreich mit dem Löffel 13 wird die Zylinderstange des Löffelzylinders 16 ausgefahren und der Löffel 13 von einer Vorderseite des Baggers 1 zu seiner Rückseite geschwenkt und betätigt. Wenn das ausgebaggerte Erdreich abgeladen wird, wird die Zylinderstange des Löffelzylinders 16 eingefahren und der Löffel 13 von der Rückseite zur Vorderseite des Baggers 1 geschwenkt und betätigt.
In 2 enthält der Bagger 1 die Antriebsmaschine 17 als Antriebsquelle und die Hydraulikpumpen 18. Als Antriebsmaschine 17 wird eine Dieselmaschine verwendet und als Hydraulikpumpe 18 eine hydraulische Verstellpumpe (z.B. eine Hydraulikpumpe mit Taumelscheibe). Die Hydraulikpumpe 18 ist mit der Ausgangswelle der Antriebsmaschine 17 mechanisch verbunden. Die Antriebsmaschine 17 wird angetrieben wird, so dass die Hydraulikpumpen 18 angetrieben werden.
Das hydraulische Antriebssystem treibt den Auslegerzylinder 14, den Stielzylinder 15, den Löffelzylinder 16 und den hydraulischen Schwenkmotor 22 entsprechend einer Betätigung von Betätigungshebeln 41 und 42 an, die in der Fahrerkabine 6 des Fahrzeugkörpers 2 vorgesehen sind. Ferner treibt das hydraulische Antriebssystem den hydraulischen Fahrmotor 21 entsprechend einer Betätigung von Fahrhebeln 43 und 44 an. Die Betätigungshebel 41 und 42 sind auf der rechten und auf der linken Seite eines Fahrersitzes (nicht dargestellt) in der Fahrerkabine 6 angeordnet, und die Fahrhebel 43 und 44 liegen nebeneinander vor dem Fahrersitz. Die Betätigungshebel 41 und 42 und Fahrhebel 42 und 44 sind Pilotsteuerhebel. Entsprechend der Betätigung der jeweiligen Pilotsteuerhebel wird ein Pilotdruck erzeugt. Es wird die Größe der Pilotdrücke der Betätigungshebel 41 und 42 und der Fahrhebel 43 und 44 durch Drucksensoren 55 detektiert, und Ausgangsspannungen, die einer Größe der Pilotdrücke entsprechen, werden als elektrisches Signale ausgegeben. Die elektrisches Signale, die den durch die Drucksensoren 55 detektierten Pilotdrücken entsprechen, werden zu einer Pumpensteuerung 31 übertragen. Die Pilotdrücke von den Betätigungshebeln 41 und 42 werden in ein Steuerventil 20 eingegeben und steuern eine Öffnung eines Hauptventils, das die Hydraulikpumpe 18 mit dem Auslegerzylinder 14, dem Stielzylinder 15, dem Löffelzylinder 16 und dem hydraulischen Schwenkmotor 22 in dem Steuerventil 20 verbindet. Dagegen werden die Pilotdrücke von den Fahrhebeln 43 und 44 in das Steuerventil 20 eingegeben und steuern eine Öffnung eines Hauptventils, das einen entsprechenden hydraulischen Fahrmotor 21 und eine Hydraulikpumpe 18 miteinander verbindet.
In der Fahrerkabine 6 sind ein Kraftstoffeinstellwähler 29, ein Monitor 32 und eine Sperreinheit für den oberen Drehkörper 33 vorgesehen. Diese Einheiten liegen in der Nähe des Bedienersitzes in der Fahrerkabine 6 und sind dort angeordnet, wo sie für den Bediener leicht bedienbar sind. Der Kraftstoffeinstellwähler 29 ist eine Wählscheibe (Einstellvorrichtung) für die Einstellung einer der Antriebsmaschine 17 zuzuführenden Kraftstoffmenge. Ein Einstellwert des Kraftstoffeinstellwählers 29 wird in ein elektrisches Signal umgewandelt und an eine Antriebsmaschinensteuerung 30 ausgegeben. Es ist zu beachten, dass durch das Integrieren des Kraftstoffeinstellwählers 29 in eine Anzeige-/Einstelleinheit 27 des Monitors 32 und durch die Bedienung der Anzeige-/Einstelleinheit 27 die Kraftstoffzuführmenge eingestellt werden kann. Der Monitor 32 ist eine Anzeigevorrichtung und enthält eine Anzeige-/Einstelleinheit 27, die verschiedene Arten von Anzeigen und Einstellungen ausführt. Der Monitor 32 enthält auch eine Arbeitsmodus-Schalteinheit 28. Die Anzeige-/Einstelleinheit 27 oder die Arbeitsmodus-Schalteinheit 28 enthält zum Beispiel ein Flüssigkristallpanel und einen Schalter. Ebenso können die Anzeige-/Einstelleinheit 27 oder die Arbeitsmodus-Schalteinheit 28 als Touchpanel konfiguriert sein. Die Arbeitsmoden, die durch die Arbeitsmodus-Schalteinheit 28 geschaltet werden, sind ein P-Modus (Leistungsmodus), ein E-Modus (Sparmodus), ein L-Modus (Kranmodus des Stiels = Lastaufhängungsmodus), ein B-Modus (Brechermodus) und ein ATT-Modus (Anbaugerät-Modus). Der P-Modus und der E-Modus sind Moden für die Ausführung normaler Arbeiten wie beispielweise der Aushub oder das Laden. Im E-Modus wird die Ausgangsleistung der Antriebsmaschine 17 im Vergleich zum P-Modus verringert. Der L-Modus ist ein Modus, in welchen geschaltet wird, wenn eine Kranfunktion des Stiels (Lastaufhängung) ausgeführt wird. Die Kranfunktion des Stiels ist eine Funktion, in der ein Haken zum Beispiel an einem Befestigungsbolzen befestigt wird, um den Löffel 13 und das Verbindungselement zu verbinden, und wenn eine an dem Haken aufgehängte Last angehoben wird. Der L-Modus ist ein Feinarbeitsmodus, in dem die Steuerung derart erfolgt, dass die Antriebsmaschinendrehzahl gesteuert und eine Ausgangsleistung der Antriebsmaschine 17 konstant gehalten wird und das Arbeitsgerät 3 langsam bewegt werden kann. Der B-Modus ist ein Modus, in welchen geschaltet wird, wenn anstelle des Löffels 13 als Anbaugerät ein Brecher verwendet wird, der Gestein und dergleichen zerkleinert, und eine Arbeit ausgeführt wird. Auch ist der B-Modus ein Modus, der die Antriebsmaschinendrehzahl verringert und eine Ausgangsleistung der Antriebsmaschine 17 so steuert, dass sie konstant bleibt. Der ATT-Modus ist ein Zusatzmodus, in welchen geschaltet wird, wenn anstelle des Löffels 13 ein Spezialgerät, zum Beispiel ein Brecher, angebaut wird. Auch ist der ATT-Modus eine Modus, in dem zum Beispiel eine Steuerung einer Hydraulikvorrichtung erfolgt und eine Abgaberate von Hydrauliköl aus der Hydraulikpumpe 18 gesteuert wird. Ein Arbeitsmodus-Signal, das durch eine Betätigung der Arbeitsmodus-Schalteinheit 28 durch einen Bediener erzeugt wird, wird zur Antriebsmaschinensteuerung 30 und zur Pumpensteuerung 31 übertragen. Die Sperreinheit für den oberen Drehkörper 33 ist ein Schalter zum Aktivieren/Deaktivieren einer Parkbremse (nicht dargestellt) für das Schwenken des oberen Drehkörpers. Die Parkbremse für den oberen Drehkörper dient zum Bremsen des hydraulischen Schwenkmotors 22 und zum Verhindern einer Schwenkbewegung des oberen Drehkörpers 5. Durch eine Betätigung der Sperreinheit für den oberen Drehkörper 33 wird ein Elektromagnet (nicht dargestellt) aktiviert, und es wird eine Bremse betätigt, die zusammen mit der Bewegung des Elektromagnets ein Drehelement des hydraulischen Schwenkmotors 22 niederhält. Das AN/AUS-Signal der Parkbremse für den oberen Drehkörper in der Sperreinheit für den oberen Drehkörper 33 wird ebenfalls in einen Monitor der Pumpensteuerung 31 eingegeben.
Die Antriebsmaschinensteuerung 30 besteht aus einer Recheneinheit wie beispielsweise eine CPU (Zahlenwert-Rechenprozessor) und einem Speicher (Speichervorrichtung). An der Antriebsmaschine 17 ist eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 80 befestigt. Als Kraftstoffeinspritzvorrichtung 80 wird zum Beispiel eine Common Rail-Einspritzvorrichtung verwendet. Auf der Basis eines Einstellwerts des Kaftstoffeinstellwählers 29 erzeugt die Maschinensteuerung 30 ein Signal eines Steuerbefehls, überträgt ein Signal zur Kraftstoffeinspritzvorrichtung 80 und stellt eine Menge des in die Antriebsmaschine 17 einzuspritzenden Kraftstoffs ein.
Die Pumpensteuerung 31 empfängt die Signale, die von der Antriebsmaschinensteuerung 30, dem Monitor 32, den Betätigungshebeln 41 und 42 und den Fahrhebeln 43 und 44 übertragen werden, und erzeugt Signale von Steuerbefehlen, um eine Neigungssteuerung von Taumelscheibenwinkeln der Hydraulikpumpen 18 und eine Einstellung einer Abgaberate des Hydrauliköls aus den Hydraulikpumpen 18 vorzunehmen. Es ist zu beachten, dass in die Pumpensteuerung 31 Signale von Taumelscheiben-Winkelsensoren 18a eingegeben werden, die Taumelscheibenwinkel der Hydraulikpumpen 18 detektieren. Die Taumelscheiben-Winkelsensoren 18a detektierten den Taumelscheibenwinkel, wodurch die Pumpenkapazitäten der Hydraulikpumpen 18 berechnet werden können.
Die Pumpensteuerung 31 empfängt ferner auch die Signale, die von dem Monitor 32, von den Drucksensoren 55, die an den Betätigungshebeln 41 und 42 und an den Fahrhebeln 43 und 44 befestigt sind, und von der Sperreinheit für den oberen Drehkörper 33 übertragen werden, und führt die eine Messwertverarbeitung durch, um eine Arbeitsleistung des Baggers 1 zu messen. Das bedeutet im Speziellen eine Verarbeitung der Berechnung der Anzahl von Aushub- und Ladearbeitsgängen (nachstehend als Anzahl der Ladevorgänge bezeichnet), welche die Basis für die Messung der Arbeitsleistung ist, und der Normalzeit für Aushub und Laden. Details betreffend die Anzahl der Ladevorgänge und die Normalzeit für Aushub und Laden werden an späterer Stelle beschrieben.
Die Pumpensteuerung 31 enthält eine Betriebszustand-Detektionseinheit 31a, eine Zeitintegrationseinheit 31b, eine Bestimmungseinheit 31c, eine Zähleinheit 31d, eine Modus-Detektionseinheit 31e, eine Fahrbetrieb-Detektionseinheit 31f und eine Sperren-Detektionseinheit für den oberen Drehkörper 31g. Die Betriebszustand-Detektionseinheit 31a detektiert die Pilotdrücke, welche physikalische Größen sind, die in Abhängigkeit der von Drucksensoren 55 entsprechend der Betätigungen der Betätigungshebel 41 und 42 ausgegeben werden. In der Ausführungsform detektier die Betriebszustand-Detektionseinheit 31a die Pilotdrücke, die den Löffelzylinder 16 und den hydraulischen Schwenkmotor 22 ansteuern, um zu erfassen, dass die Aushub- und Ladearbeit durchgeführt werden. Es ist zu beachten, dass in dieser Ausführungsform die physikalischen Größen, die in Reaktion auf eine Betätigung der Betätigungshebel 41 und 42 ausgegeben werden, als Pilotdrücke verwendet werden. Dies deshalb, weil die Betätigungshebel 41 und 42 Pilothebel sind. Sind die Betätigungshebel 41 und 42 elektrische Hebel, sind die physikalischen Größen elektrische Signale, zum Beispiel eine Spannung, die von Potentiometern oder Drehwertgebern ausgegeben werden. Anstelle einer Detektion der Pilotdrücke, können auch Hubgrößen der Zylinder durch Hubsensoren, die an den Zylinderstangen des Auslegerzylinders 14, des Stielzylinders 15 und des Löffelzylinders 16 befestigt sind, zum Beispiel die Drehwertgeber, direkt detektiert werden, und die detektierten Daten können als physikalische Größe behandelt werden, die in Reaktion auf Betätigungen der Betätigungshebel 41 und 42 ausgegeben wird. Wahlweise können die Hubgrößen eines Schiebers durch die Verwendung von Hubsensoren detektiert werden, die die Arbeitsgrößen eines Schiebers eines Ventils detektieren, und die detektierten Daten können als physikalische Größen behandelt werden, die in Reaktion auf Betätigungen der Betätigungshebel 41 und 42 ausgegeben werden. Ferner werden Durchflusssensoren verwendet, die die Durchflussmengen von Hydrauliköl aus den Hauptventilen detektieren, und die Durchflussmengen können als physikalische Größen verwendet werden. Darüber hinaus sind an den Drehachsen des Arbeitsgeräts 3, zum Beispiel an dem Ausleger 11, dem Stiel 12 oder dem Löffel 13, Winkelsensoren vorgesehen, und es ist ein Winkelsensor für die Detektion eines Winkels des oberen Drehkörpers 5 vorgesehen. Durch die jeweiligen Winkelsensoren werden die Arbeitswinkel des Arbeitsgeräts 3 und des oberen Drehwagens 5 direkt detektiert. Die Daten der detektierten Arbeitswinkel des Arbeitsgeräts 3 und des Drehwagens 5 können als physikalische Größen behandelt werden, die in Reaktion auf die Betätigung der Betätigungshebel 41 und 42 ausgegeben werden. Es ist zu beachten, dass der Löffel 13 und der obere Drehkörper 5 nachstehend als Aushub- und Lademechanismus bezeichnet werden.
Die Zeitintegrationseinheit 31b berechnet einen Zeitintegrationswert durch die Durchführung einer Zeitintegration des Pilotdrucks. Die Bestimmungseinheit 31c bewirkt, dass der Zeitintegrationswert und ein vorgegebener Arbeitswinkel des Aushub- und Lademechanismus, der den Betätigungen der Betätigungshebel 41 und 42 zugeordnet ist, einander entsprechen, und bestimmt, dass die Betätigungshebel 41 und 42 betätigt wurden, wenn der Zeitintegrationswert ein vorgegebener oder darüber hinausgehender Integrationswert ist. Wenn die in der Bestimmungseinheit 31c bestimmten Arbeitsvorgänge des Aushub- und Lademechanismus in einer vorgegebenen Reihenfolge ausgeführt wurden, zählt die Zähleinheit 31d die Anzahl von Arbeitsfolgen (die Anzahl der Aushub- und Ladearbeiten, d.h. die Anzahl der Ladevorgänge), wobei die Arbeitsvorgänge des Aushub- und Lademechanismus, die in einer vorgegebenen Reihenfolge ausgeführt wurden, als ein Mal gezählt werden. Die Folge von Arbeitsvorgängen des Aushub- und Lademechanismus ist die Aushub- und Ladearbeit, und die Arbeitsvorgänge werden in der Reihenfolge: Aushub, Vorschwenken, Entfernen von Erdreich und Zurückschwenken ausgeführt. Die Zähleinheit 31d behandelt die in der Reihenfolgen ausgeführten Arbeitsvorgänge als Modell für die Aushub- und Ladearbeit und zählt die Häufigkeit der Durchführung dieses Modells als Anzahl der Ladevorgänge. Einzelheiten der Aushub- und Ladearbeit werden an späterer Stelle beschrieben.
Die Modus-Detektionseinheit 31e detektiert einen Arbeitsmodus, der in der Arbeitsmodus-Schalteinheit 28 geschaltet und angewiesen wurde. Die Fahrbetrieb-Detektionseinheit 31f bestimmt gemäß den Signalen, die die von den Drucksensoren 55 ausgegebenen Pilotdrücke anzeigen, ob durch die Betätigung der Fahrhebel 43 und 44 ein Fahrbetrieb durchgeführt wurde. Die Sperren-Detektionseinheit für den oberen Drehkörper 31g detektiert, ob die Sperreinheit 33 für den oberen Drehkörper die Sperre des oberen Drehkörpers aktiviert hat. Es ist zu beachten, dass die Betriebszustand-Detektionseinheit 31a detektiert, ob sich die Drucksensoren 55, die die Pilotdrücke detektieren, in einem normwidrigen Zustand befinden. Der normwidrige Zustand ist zum Beispiel ein Fall, in dem der Drucksensor 55 normwidrige Spannungswerte, die aus dem Bereich eines normalen Spannungswerts herausfallen, über mehrere Sekunden ausgibt. Daher wird auch die Abschaltung des Drucksensors 55 als normwidriger Zustand behandelt.
Wie vorstehend beschrieben wurde, sind die Betätigungshebel 41 und 42 auf der linken und rechten Seite des Bedienersitzes (nicht gezeigt) in der Fahrerkabine 6 angeordnet, wobei der Bedienhebel 41 auf der rechten Seite der Bedienungsperson auf dem Bedienersitz und der Bedienhebel 42 auf der linken und damit gegenüberliegenden Seite der Bedienungsperson auf dem Bedienersitz liegt. Es ist zu beachten, dass ein Schwenken des Betätigungshebels 41 nach rechts und nach links in der Zeichnung ein Ansteuern des hydraulischen Schwenkmotors 22 und ein Schwenken des oberen Drehkörpers 5 nach links und nach rechts ermöglicht, wie in 3 dargestellt. Wenn der Betätigungshebel 41 vor/zurück (nach oben/unten) in der Zeichnung geschwenkt wird, kann der Stielzylinder 15 ausfahren/einfahren, so dass der Stiel Erdreich entfernen und Erdreich ausheben kann. Das Entfernen von Erdreich durch den Stiel ist ein Vorgang, der durchgeführt wird, wenn ein vorderes Ende des Stiels 12 von einer Rückseite des Baggers 1 nach vorne geschwenkt wird, wodurch Erdreich in dem Löffel 13 abgeladen wird. Der Aushub durch den Stiel ist ein Vorgang, der durchgeführt wird, wenn das vordere Ende des Stiels 12 geschwenkt wird und von der Vorderseite des Baggers 1 nach hinten bewegt und Erdreich durch den Löffel 13 ausgehoben wird. Wenn der Betätigungshebel 42 dagegen nach rechts und nach links in der Zeichnung geschwenkt wird, kann der Löffelzylinder 16 angesteuert werden, um mit dem Löffel Erdreich auszuheben und zu entfernen. Wenn der Betätigungshebel 42 nach vorne/hinten (nach oben/unten) in der Zeichnung geschwenkt wird, kann der Auslegerzylinder 14 angesteuert werden, um einen Ausleger anzuheben und abzusenken. Es ist zu beachten, dass die Betätigungshebel 41 und 42 über die Peripherie bewegbar sind, so dass durch die Betätigung eines Hebels kombinierter Arbeitsvorgänge ausgeführt werden können. Es kann zum Beispiel mit einer Schwenkbewegung nach rechts Erdreich mit dem Stiel entfernt werden. Ferner ermöglicht der Fahrhebel 43 je nach Betätigung eine Vorwärtsfahrbewegung rechts und eine Rückwärtsfahrbewegung rechts. Der Fahrhebel 44 ermöglicht je nach Betätigung eine Vorwärtsfahrbewegung links und eine Rückwärtsfahrbewegung links. Das heißt, wenn nur der Fahrhebel 43 betätigt wird, wird eine Raupenkette 4b auf der rechten Seite angetrieben. Wenn nur der Fahrhebel 44 betätigt wird, wird eine Raupenkette 4b auf der linken Seite angetrieben. Bei einer gleichzeitigen Betätigung beider Hebel 43 und 44 werden die Raupenketten 4b auf der rechten und auf der linken Seite gleichzeitig angetrieben. In 3 ist eine Beziehung zwischen den Betätigungsrichtungen der Betätigungshebel und der Bewegung des Arbeitsgeräts 3 oder des oberen Drehkörpers 5 exemplarisch dargestellt, das heißt, eine Beziehung zwischen der Betätigungsrichtung des Betätigungshebels und der Bewegung des Arbeitsgeräts 3 oder des oberen Drehkörpers 5 kann sich auch von 3 unterscheiden.
[Messwertverarbeitung der Anzahl von Ladevorgängen bei der Aushub- und Ladearbeit]
Es wird zunächst auf 4 und 5 Bezug genommen und eine Aushub- und Ladearbeit des Baggers 1 beschrieben. 4 zeigt einen Fall, in dem ein Kipper 50 auf der linken Seite des Baggers 1 wartet. Das heißt, in 4 ist ein Fall dargestellt, in dem der Kipper 50 auf einer Seite in der Nähe Fahrerkabine 6 wartet, wenn der Bagger 1 in eine Richtung einer Aushubposition E1 zeigt. Wie in 4, 5(a) und 5(b) dargestellt ist, besteht die Aushub- und Ladearbeit aus einer Folge von Arbeitsvorgängen, die in der Reihenfolge: Aushub, Vorschwenken, Entfernen von Erdreich und Zurückschwenken stattfinden. Beim Aushub wird der Betätigungshebel 42 nach links geschwenkt, und das Erdreich wird in der Aushubposition E1 durch den Löffel 13 ausgehoben. Im Fall von 4 entspricht das Vorschwenken einem Schwenken des Betätigungshebels 41 nach links bis in die Position des Kippers 50, der das abgeladene Erdreich und dergleichen abtransportiert, und das Schwenken des Betätigungshebels 42 nach hinten bewirkt das Anheben des Auslegers 11, während bewirkt wird, dass der obere Drehkörper 5 nach links schwenkt. Das Entfernen von Erdreich entspricht einem Schwenken des Betätigungshebels 42 nach rechts in die Position des Kippers 50, um das Erdreich und dergleichen, das durch den Löffel 13 aufgenommen wurde, zu entfernen. Im Fall von 4 entspricht das Zurückschwenken einem Schwenken des Betätigungshebels 41 nach rechts, von der Position des Kippers 50 in die Aushubposition E1, und das Schwenken des Betätigungshebels 42 senkt den Ausleger 11 ab, während der obere Drehkörper 5 nach rechts schwenkt. Es ist zu beachten, dass bei einer auf der linken Seite des Kippers 50 liegenden Aushubposition E1 das Vorschwenken die Schwenkbewegung nach rechts und das Zurückschwenken die Schwenkbewegung nach links ist. In diesem Fall wartet der Kipper 50 auf der gegenüberliegenden Seite der Fahrerkabine 6, wenn der Bagger 1 in eine Richtung der Aushubposition E1 zeigt. Das heißt, das Vorschwenken ist ein Vorgang, der bewirkt, dass der obere Drehkörper von der Aushubposition E1 in die Position zum Laden von Erdreich auf dem Kipper 50 schwenkt, und das Zurückschwenken ist ein Vorgang, der bewirkt, dass der obere Drehkörper 5 von der Position zum Laden von Erdreich in die Aushubposition E1 schwenkt.
[Grundlegende Messwertverarbeitung der Anzahl von Ladevorgängen]
Bei der Messung der Anzahl von Ladevorgängen muss jeder Arbeitsvorgang, d.h. der Aushub, das Vorschwenken, das Entfernen von Erdreich und das Zurückschwenken, genau detektiert werden. Deshalb wird bei vorliegender Ausführungsform durch die Zeitintegrationseinheit 31b bewirkt, dass der Zeitintegrationswert, welcher der nach der Zeit integrierte Pilotdruck ist, und ein vorgegebener Arbeitswinkel des Löffels 13 und des oberen Schwenkkörpers 5 als Aushub- und Lademechanismus, der den Betätigungen der Betätigungshebel 41 und 42 zugeordnet ist, einander entsprechen, und wenn der Zeitintegrationswert ein vorgegebener Integrationswert ist, wird bestimmt, dass die Betätigungen der Betätigungshebel 41 und 42 zum Beispiel für den Aushub erfolgt sind. Das heißt, die Bestimmung, dass die Arbeitsvorgänge (Aushub, Vorschwenken, Entfernen von Erdreich, Zurückschwenken) der Aushub- und Ladearbeit durchgeführt wurden, erfolgt unter Verwendung des Zeitintegrationswerts der Pilotdrücke. Die Bestimmung erfolgt je nachdem, ob der ermittelte Zeitintegrationswert der vorgegebene oder ein darüber hinausgehender Integrationswert ist. Der vorgegebene Integrationswert entspricht einem Fall, in dem der Aushub- und Lademechanismus, der durch den Löffel 13 oder den oberen Drehkörper 5 gebildet wird, in Verbindung mit den Arbeitsvorgängen um einen vorgegebenen Winkel bewegt wird. Der vorgegebene Winkel, d.h. der vorgegebene Arbeitswinkel, entspricht einem Winkel, in dem der Aushub- und Lademechanismus bei dem jeweiligen Arbeitsvorgang bewegt wird. Was den Löffel 13 betrifft, ist der vorgegebene Arbeitswinkel ein Winkel entsprechend der Bewegung des Löffels 13 bei einem Arbeitsvorgang, in dem gegraben oder Erdreich entfernt wird. Was den oberen Drehkörper 5 betrifft, ist der vorgegebene Arbeitswinkel ein Winkel entsprechend einer Schwenkbewegung während der Aushub- und Ladearbeit. Diese vorgegebenen Arbeitswinkel haben den gleichen Wert, auch wenn ein Bagger 1 einer anderen Größenklasse angehört, und der Zeitintegrationswert, der dem vorgegebenen Arbeitswinkel entspricht, unterscheidet sich je nach Fahrzeuggrößenklasse. Dadurch kann auch bei einem Bagger 1 einer anderen Fahrzeuggrößenklasse die Anzahl der Ladevorgänge der jeweiligen Fahrzeuggrößenklasse gemessen werden, solange die Übereinstimmung zwischen dem Zeitintegrationswert, welcher ein nach der Zeit integrierter Pilotdruck ist und durch die Zeitintegrationseinheit 31b für jede Fahrzeuggröße berechnet wird, und dem vorgegebenen Arbeitswinkel des Aushub- und Lademechanismus, der den Betätigungen der Betätigungshebel 41 und 42 zugeordnet wird, vorab bestimmt wird.
Wie zum Beispiel in 5(c) dargestellt ist, wird beim Aushub der Pilotdruck detektiert, der erzeugt wird, wenn der Betätigungshebel 42 nach links geschwenkt wird, um den Löffel 13 zu bewegen. Erreicht der Pilotdruck einen Wert gleich dem oder größer als ein Integrations-Startdruck P1, beginnt die Zeitintegration des Pilotdrucks. An einem Zeitpunkt, an dem der Zeitintegrationswert gleich S1 oder größer ist, wird bestimmt, dass der Aushub durchgeführt wurde. Der Zeitintegrationswert S1 ist ein Aushub-Zeitintegrationswert und entspricht einem vorgegebenen Arbeitswinkel des Löffels 13 für den Fall, dass der Aushub durchgeführt wurde. Was einen Arbeitsvorgang wie beispielsweise das Vorschwenken, das Entfernen von Erdreich oder das Zurückschwenken betrifft, beginnt die Zeitintegration des jeweiligen Pilotdrucks, wenn der Pilotdruck gleich dem oder größer als der Integrations-Startdruck P1 ist. Was das Vorschwenken und das Zurückschwenken betrifft, wird der durch das Schwenken des Betätigungshebels 41 nach links oder nach rechts erzeugte Pilotdruck detektiert, und es wird ein Zeitintegrationswert S2 oder S4 ermittelt. Was das Entfernen von Erdreich betrifft, wird der durch das Schwenken des Betätigungshebels 42 nach links oder nach rechts erzeugte Pilotdruck detektiert, und es wird ein Zeitintegrationswert S3 ermittelt. Der Zeitintegrationswert S2 des Vorschwenkens, der Zeitintegrationswert S3 des Entfernens von Erdreich und der Zeitintegrationswert S4 des Zurückschwenkens entsprechen den jeweiligen vorgegebenen Arbeitswinkeln des oberen Drehkörpers 5, des Löffels 13 und des oberen Drehkörpers 5. Die Erfassung der Zeitintegrationswerte S1 bis S4 durch die Zeitintegrationseinheit 31b bedeutet, dass der Löffel 13 oder der obere Drehkörper 5 in dem Arbeitswinkel oder darüber hinaus bewegt wurden.
Das heißt, in dieser Ausführungsform erfolgt die Bestimmung, ob der jeweilige Arbeitsvorgang durchgeführt wurde, durch die Verwendung des Zeitintegrationswerts des Pilotdrucks als Schwellwert, der mit dem vorgegebenen Arbeitswinkel des oberen Drehkörpers 5 und des Löffels 3, das heißt dem Aushub- und Lademechanismus, definiert wird. Wenn dann bestimmt wird, dass die Arbeitsvorgänge des Aushub- und Lademechanismus in der Reihenfolge: Aushub, Vorschwenken, Entfernen des Erdreichs, Zurückschwenken durchgeführt wurden, werden die verschiedenen Male des Ladevorgangs als ein Mal gezählt, und es erfolgt die Aufsummierung der Anzahl von durchgeführten Ladevorgängen. Durch die Verwendung des Zeitintegrationswerts, der mit dem vorgegebenen Arbeitswinkel des Aushub- und Lademechanismus definiert wird, können die Pilotdrücke verwendet werden, die durch die Drucksensoren 55 an dem vorhandenen Bagger 1 detektiert werden. Es ist dadurch möglich, die Anzahl der Ladevorgänge auf einfache Weise zu ermitteln. Ferner wird der Zeitintegrationswert mit dem vorgegebenen Arbeitswinkel definiert, wodurch selbst bei Baggern 1, die einer unterschiedlichen Größenklasse angehören, die unterschiedlichen Zeitintegrationswerte, die je nach Fahrzeugrang verschieden sind, vorab ermittelt werden können, und der Zeitintegrationswert kann als Schwellwert für die Bestimmung des Arbeitsvorgangs verwendet werden. Das heißt, eine solche Messwertverarbeitung der Anzahl von Ladevorgängen bietet ein hohes Maß an Flexibilität. Es ist darüber hinaus auch nicht notwendig, eine Einstellung vorzunehmen, die von einer Baustelle abhängig ist, wenn eine solche grundlegende Messwertverarbeitung der Anzahl der Ladevorgänge angewendet wird. Es ist daher möglich, die Anzahl von Ladevorgängen zu messen, ohne den Ort berücksichtigen zu müssen, an dem sich die Baustelle befindet, auf welcher der jeweilige Bagger 1 im Einsatz ist.
Die Information über die aufsummierte Anzahl von Ladevorgängen wird zum Beispiel zu dem Monitor 32 übertragen, der das Arbeitspensum misst. Die Messung des Arbeitspensums erfolgt durch eine Multiplikation der aufsummierten Anzahl von Ladevorgängen mit einem voreingestellten Fassungsvermögen des Löffels 13. Ein Ergebnis der Messung wird zum Beispiel auf einer Anzeigeeinheit des Monitors 32 angezeigt. Es ist zu beachten, dass in dieser Ausführungsform die für eine Aushub- und Ladearbeitsfolge notwendige Arbeitszeit aufsummiert und die aufsummierte Arbeitszeit als Normalzeit für den Aushub und das Laden zum Beispiel an den Monitor 32 ausgegeben und auf der Anzeige/Einstell-Einheit 27 des Monitors 32 angezeigt wird. Die Messung des Arbeitspensums kann zum Beispiel mit Hilfe eines Computers oder eines tragbaren Computers an einem entfernten Ort außerhalb des Baggers 1 erfolgen. Das heißt, die Information der aufsummierten Anzahl von Ladevorgängen kann drahtlos oder drahtgebunden nach außen übertragen werden. Die aufsummierte Anzahl von Ladevorgängen kann durch eine Empfangsvorrichtung außerhalb empfangen werden, und die Messung eines Arbeitspensums kann erfolgen, indem das Fassungsvermögen eines Löffels, das in einem externen Speicher gespeichert ist, einbezogen wird.
6 zeigt in einem Diagramm eine Änderung der Größe des Pilotdrucks und der Schieberöffnung relativ zu dem Schieberhub. Wie 6 zeigt, ist hier in einem Bereich, in dem der Pilotdruck klein ist, ein Schieberhub eines Hauptventils (nicht dargestellt) gleich Null. Wenn daher der Pilotdruck gleich dem oder höher als der vorstehend beschriebene Integrations-Startdruck P1 ist, wird mit der Zeitintegration begonnen.
Parallel dazu erfolgt eine gleichzeitige Zeitintegrationsverarbeitung jedes Arbeitsvorgangs. Dementsprechend wird bei der Ermittlung der Zeitintegrationswerte S1 bis S4 der Arbeitsvorgänge die Zeitintegrationsverarbeitung in den jeweiligen Arbeitsvorgängen zurückgesetzt, und die Aushub- und Ladearbeit wird wiederholt ausgeführt. Es ist daher notwendig, die Zeitintegrationsverarbeitung wiederholt durchzuführen. 7 ist ein Zeitdiagramm, das die Verarbeitung für das Zurücksetzen eines Zeitintegrationswerts während eines Aushubvorgangs darstellt. Der obere Teil in 7 zeigt den Pilotdruck über die Zeit, und der schraffierte Bereich entspricht dem Zeitintegrationswert des Pilotdrucks. Der untere Teil in 7 zeigt eine Änderung der Schieberöffnung über die Zeit, und der schraffierte Bereich entspricht dem Zeitintegrationswert des Schieberöffnungsbereichs. Wie in 7 dargestellt ist, erfolgt die Verarbeitung für das Zurücksetzen auf der Basis der Zeit, zu der der Pilotdruck niedriger wird als der Integrations-Startdruck P1. Um den Einfluss eines Rauschens oder dergleichen zu eliminieren, erfolgt die Verarbeitung für das Zurücksetzen nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit Δt2, nachdem der Pilotdruck unter den Integrations-Startdruck P1 abgefallen ist. Das heißt, der Integrations-Startdruck P1 ist der Integrations-Startdruck und ist auch vorgegebener Wert für das Ende des Arbeitsvorgangs, welcher ein Schwellwert für die Bestimmung einer Beendigung der Verarbeitung ist. Die vorgegebene Zeit Δt2 ist im Hinblick auf einen Aushubvorgang und einen Erdreichbeseitigungsvorgang vorgesehen und hat bei jedem Arbeitsvorgang einen anderen Wert.
Es wird die grundlegende Messwertverarbeitung der Anzahl von Ladevorgängen nunmehr mit Bezug auf den in 8 dargestellten Zustandsübergang beschrieben. Bei der grundlegenden Messwertverarbeitung der Anzahl von Ladevorgängen gibt es einen Anfangszustand ST0, einen Aushubzustand ST1, einen Zustand des Vorschwenkens ST2, einen Erdreichentfernungszustand ST3, einen Zustand des Zurückschwenkens ST4 und einen Beendigungszustand ST5.
Zunächst wird im Anfangszustand ST0 eine Zustandsverweilzeit TT auf 0 festgelegt, und es wird ein Schwenkrichtungs-Flag FA auf 0 gesetzt. Wenn im Anfangszustand ST0 eine Bedingung 01 erfüllt wird, erfolgt der Übergang in den Aushubzustand ST1 (S01). Die Bedingung 01 ist, dass der Aushub-Zeitintegrationswert S1 oder größer ist, dass der Pilotdruck P2 oder kleiner ist und dass eine verstrichene Zeit, nachdem der Pilotdruck einen Wert gleich oder kleiner P2 erreicht hat, gleich oder größer ist als ΔTS. Der Pilotdruck P2 ist eine Schwelle, die verwendet wird, um zu bestimmen, ob ein Aushubvorgang zu Ende ist und der Zustandsübergang in 8 möglich ist. Der Zustandsübergang, der in 8 dargestellt ist, wird nachstehend im Detail erläutert.
9 ist ein Zeitdiagramm, das die Zeitintegrationswert-Haltezeit während des Aushubvorgangs beschreibt. Hier liegt während des Aushubvorgangs ein Fall vor, in dem eine volle Hebelbetätigung zum Schwenken des Hebels 42 bis zu dem Grad der möglichen Neigung nicht erfolgt. Das heißt, es gibt einen Fall, in dem der Betätigungshebel 42 um den Aushub durchzuführen, geschwenkt oder nach oben gezogen wird. Es kann daher eine diskontinuierliche Hebelbetätigung erfolgen, bei welcher der Pilotdruck in Bezug auf das Verstreichen der Zeit rund um den Integrations-Startdruck P1 steigt oder fällt, wie in 9 dargestellt. Daher wird die verstrichene Zeit Δt2 (Zeitintegrationswert-Haltezeit), nachdem der Pilotdruck einen Wert gleich dem oder kleiner als der Integrations-Startdruck P1 erreicht hat, in Abhängigkeit von dem Aushubvorgang auf einen im Wesentlichen großen Wert entsprechend dem Aushubvorgang festgelegt, so dass der diskontinuierliche Aushubvorgang als ein Aushub-Arbeitsvorgang gewertet werden kann. Selbst wenn der Pilotdruck einen Wert gleich dem oder größer als der Integrations-Startdruck P1 erreicht, wird die Verarbeitung der Zeitintegration fortgesetzt, sofern die Zeitintegrations-Haltezeit Δt2 noch nicht abgelaufen ist. Es ist zu beachten, dass die Schwenkbewegung grundsätzlich eine volle Hebelbetätigung ist. Daher wird die Verarbeitung der Zeitintegration zu einem Zeitpunkt, an dem der Pilotdruck einen Wert gleich dem oder niedriger als der Integrations-Startdruck P1 erreicht, beendet und der Haltezeit-Integrationswert gelöscht (zurückgesetzt).
Der untere Teil in 9 zeigt eine Änderung des Aushub-Zeitintegrationswerts über die Zeit. Wie in 9 dargestellt ist, wird bei einem Zurücksetzen der Zeitintegration unmittelbar zu dem Zeitpunkt t2, an dem der Pilotdruck einen Wert gleich dem oder niedriger als der Integrations-Startdruck P1 erreicht, nur der Aushub-Zeitintegrationswert der Größe ermittelt, die durch einen Schnittpunkt SS dargestellt wird, wobei der Schnittpunkt SS jener der gestrichelten Linie, die von dem Zeitpunkt t2 in dem unteren Teil von 9 nach oben verläuft, und der durchgezogenen Linie SL ist, die eine Zunahme des Aushub-Zeitintegrationswerts angibt. In Wirklichkeit wir an einem Zeitpunkt t4 der Aushub-Zeitintegrationswert wie durch die durchgezogene Linie SL in dem unteren Teil von 9 dargestellt ermittelt, und der Aushub-Zeitintegrationswert überschreitet S1, so dass bestimmt werden sollte, das der Aushubvorgang durchgeführt wurde. Das heißt, wenn die Zeitintegration zurückgesetzt wird, unmittelbar nachdem der Pilotdruck zu dem Zeitpunkt t2 den Wert des Integrations-Startdrucks P1 oder einen kleineren Wert erreicht, wird der Zeitintegrationswert bis zu dem Zeitpunkt t2 verloren. Auch wenn ein Zeitintegrationswert ab dem Zeitpunkt t3 neu berechnet wird und die Zeit den Zeitpunkt t4 erreicht, wie anhand der gestrichelten Linie BL dargestellt, kann der Aushub-Zeitintegrationswert nicht S1 oder einen darüber hinausgehenden Wert erreichen. Obwohl der Aushubvorgang während der Zeitspanne bis zu dem Zeitpunkt t4 durchgeführt wird, kann die Verarbeitung in Wirklichkeit nicht zu dem Aushubzustand ST1 übergehen. Daher wird die Zeitintegrationswert-Haltezeit Δt2 mit der vorgegebenen Zeitlänge festgelegt.
Es gibt einen Fall, in dem im Zuge der Aushub- und Ladearbeit während des Zurückschwenkens zu dem nächsten Aushubvorgang übergegangen wird, und es gibt einen Fall, in dem der Vorgang des nächsten Zurückschwenkens fehlerhaft bestimmt wird, wenn die Bestimmung des Endes des Aushubvorgangs mit dem Zeitintegrationswert durchgeführt wird. Das heißt, es gibt einen Fall, in dem der Betätigungshebel 42 für das Graben des Löffels betätigt wird, während der Betätigungshebel 41 für das Zurückschwenken betätigt wird, nachdem das Entfernen des Erdreichs beendet ist. In einem solchen Fall führt der Bagger 1 eine Bewegung derart aus, dass der Löffel 13 gräbt, während sich der obere Drehkörper 5 in die Richtung des Zurückschwenkens bewegt. 10 ist ein Zeitdiagramm, das eine Beziehung zwischen einer fehlerhaften Bestimmung des nächsten Vorgangs des Zurückschwenkens bei der Durchführung eines Aushubvorgangs während des Zurückschwenkens und einer normalen Bestimmung darstellt. Es ist zu beachten, dass in dem oberen Teil in 10 ein Pilotdruck durch den Pilotdruck PP1 angegeben ist. Jedoch ist der Pilotdruck PP1 lediglich eine andere Darstellung des vorstehend beschriebenen Pilotdrucks P1 und hat die gleiche Bedeutung. Ebenso ist in dem oberen Teil in 10 der Pilotdruck durch den Pilotdruck PP2 angegeben. Jedoch ist der Pilotdruck PP2 lediglich eine andere Darstellung des vorstehend beschriebenen Pilotdrucks P2 und hat die gleiche Bedeutung. Die Bogenlinien L0 bis L4 in einer unteren Ansicht in 10 sind der Einfachheit halber als gerade Linien dargestellt. Je nach Art der Hebelbetätigung kann der Zeitintegrationswert monoton oder nicht monoton in einer linearen Funktion steigen. In der folgenden Beschreibung wird die Zunahme des Zeitintegrationswerts als Bogenlinie angegeben.
Wie zum Beispiel in 10 dargestellt ist, wird bei dem Übergang zu dem nächsten Aushubvorgang in der Mitte des Vorgangs des Zurückschwenkens der Zeitintegrationswert der Bogenlinie L0 bei dem ersten Vorgang des Zurückschwenkens erfasst, und die Bestimmung des Endes des Vorgangs des Zurückschwenkens erfolgt an einem Punkt P0 (Zeitpunkt t0) an der Bogenlinie L0. Bei dem nächsten Aushubvorgang wird der Zeitintegrationswert der Bogenlinie L1 erfasst, und die Bestimmung des Endes des Aushubvorgangs wird durchgeführt, da der Zeitintegrationswert S1 an einem Punkt P1 (Zeitpunkt t1) an der Bogenlinie L1 erreicht hat. Dann erfasst die Pumpensteuerung 31 einen Zeitintegrationswert einer nächsten Schwenkbewegung (Vorschwenken). Jedoch ist der Pilotdruck der Rückschwenkbewegung niedriger als PP1, und deshalb wurde der Zeitintegrationswert der Bogenlinie L0 nicht zurückgesetzt, und die Pumpensteuerung 31 erfasst den Zeitintegrationswert des Punkts P2 an der Bogenlinie L0 als Zeitintegrationswert der Vorschwenkbewegung. Bei der grundlegenden Messwertverarbeitung der Anzahl von Ladevorgängen ist eine Regel vorgesehen, wonach bei der Vorschwenkbewegung eine Schwenkbewegung nach rechts oder eine Schwenkbewegung nach links zulässig ist. Wenn die Vorschwenkbewegung im Falle des Zurückschwenkens jedoch die Schwenkbewegung nach rechts ist, muss die Rückschwenkbewegung das Gegenteil und somit eine Schwenkbewegung nach links sein. Wenn die Vorschwenkbewegung die Schwenkbewegung nach links ist, muss die Rückschwenkbewegung das Gegenteil und somit eine Schwenkbewegung nach rechts sein. Wenn der Betätigungshebel 41 nach rechts oder nach links geschwenkt wird, wird der Pilotdruck der Schwenkbewegung nach rechts oder der Pilotdruck der Schwenkbewegung nach links erzeugt. Es sind zwei Drucksensoren 55 vorgesehen, um den Pilotdruck in Verbindung mit einer Schwenkbewegung zu detektieren. Es sind der Drucksensor 55 für die Detektion des Pilotdrucks der Schwenkbewegung nach rechts und der Drucksensor 55 für die Detektion des Pilotdrucks für die Schwenkbewegung nach links vorgesehen. Wenn zum Beispiel eine Hebelbetätigung für die Schwenkbewegung nach rechts erfolgt ist, wird in einem Signal, das von dem Drucksensor 55 für die Detektion des Pilotdrucks der Schwenkbewegung nach rechts ausgegeben wird, das Schwenkrichtungs-Flag FA gesetzt. Wenn eine Hebelbetätigung für die Schwenkbewegung nach links erfolgt, wird in einem Signal, das von dem Drucksensor 55 für die Detektion des Pilotdrucks der Schwenkbewegung nach links ausgegeben wird, das Schwenkrichtungs-Flag FA gesetzt. Es ist zu beachten, dass im Zuge der Aushub- und Ladearbeit abhängig von einem Positionsverhältnis zwischen der Aushubposition E1, dem Bagger 1 und dem Kipper 50 bestimmt wird, ob nach dem Aushub eine Schwenkbewegung nach links oder eine Schwenkbewegung nach rechts erfolgt. Daher wird bezüglich der Vorschwenkbewegung bei der grundlegenden Messwertverarbeitung der Anzahl von Ladevorgängen nicht zwischen rechts und links unterschieden. Jedoch müssen eine Schwenkrichtung des Vorschwenkens und eine Schwenkrichtung des Zurückschwenkens gegensätzlich sein. Auf diese Weise ergibt sich die vorstehende Regel.
Hier ist der Punkt P2 der Zeitintegrationswert, der aus einem Pilotdruck ermittelt wird, der bei der Schwenkbewegung nach rechts erzeugt wird. Es wird daher bestimmt, dass die Vorschwenkbewegung eine Schwenkbewegung nach rechts ist. Die Pumpensteuerung 31 erfasst dann den Zeitintegrationswert des Vorgangs des Entfernens des Erdreichs, welcher der Vorgang nach dem Vorschwenken ist. Aus diesem Grund ist der Zeitintegrationswert des normalen Vorschwenkens an der Bogenlinie L2 vorhanden, doch der Zustandsübergang in die Vorschwenkbewegung wird übersprungen und der Vorgang der Beseitigung von Erdreich fortgesetzt, und es erfolgt die Bestimmung der Beendigung des Vorgangs des Entfernens des Erdreichs, da der Zeitintegrationswert S3 an dem Punkt P3 an der Bogenlinie L3 erreicht hat, welcher der Zeitintegrationswert des Erdreichbeseitigungsvorgangs ist. Die Pumpensteuerung 31 erfasst ferner den Zeitintegrationswert der Rückschwenkbewegung. Da jedoch der Zeitintegrationswert S4 an einem Punkt P4 an der Bogenlinie L4 erreicht hat, wird der Rückschwenkvorgang durchgeführt. Während dem Zeitintegrationswert für die Bestimmung, dass der Rückschwenkvorgang durchgeführt wurde, genügt wird, ist die Schwenkrichtung die Schwenkbewegung nach rechts anstelle der Schwenkbewegung nach links, obwohl bereits bestimmt wurde, dass die Vorschwenkbewegung die Schwenkbewegung nach rechts ist. Aus diesem Grund erfolgt die fehlerhafte Bestimmung, das Zurückschwenken zu überspringen.
Die fehlerhafte Bestimmung erfolgt deshalb, weil ein Zeitintegrationswert des vorhergehenden Schwenkvorgangs unmittelbar nach dem Zeitpunkt t1, an dem die Bestimmung des Endes des Aushubvorgangs an dem Punkt P1 durchgeführt wird, nicht zurückgesetzt wird und bestehen bleibt. Dadurch wird die Bestimmung des Endes des Aushubvorgangs in dieser Ausführungsform verzögert, und zum Zeitpunkt der Bestimmung des Endes des Aushubvorgangs wird ein Rückstellungszustand des Zeitintegrationswerts des Rückschwenkvorgangs bewirkt. Um den Zustand herzustellen, wird außer der Tatsache, dass der Zeitintegrationswert des Aushubvorgangs S1 oder größer ist, der Pilotdruck PP2 oder kleiner, und die Bestimmung des Endes des Aushubvorgangs erfolgt nach dem Verstreichen einer vorgegebenen Zeit ΔTS ab dem Zeitpunkt, an dem der Pilotdruck gleich oder kleiner PP2 ist, um den Einfluss von Geräuschen und dergleichen zu eliminieren. Diese vorgegebene Zeit ΔTS ist zum Beispiel das Zweifache der Abfrageperiode (siehe 11). 11 ist ein Graph, der die Änderung des Pilotdrucks über die Zeit darstellt. Das heißt, dass die vorgegebene Zeit ΔTS, wie in 11 dargestellt, das Zweifache einer Periode für die Durchführung einer Abfrage des Pilotdrucks beträgt und eine Zeit ist, die die durch ein Verdoppeln der Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abfragepunkten SP erhalten wird. Auf diese Weise wird die Bestimmung des Endes des Aushubvorgangs nicht mit der Detektion eines momentan verringerten Pilotdrucks durchgeführt, und es wird eine fehlerhafte Bestimmung verhindert. Es ist zu beachten, dass die Zeitintegrationsverarbeitung des Aushubs wie vorstehend beschrieben und wie in 9 dargestellt dann zurückgesetzt wird, wenn die Zeitintegrationswert-Haltezeit Δt2 ab einem Zeitpunkt t1', an dem der durch den Aushubvorgang erzeugte Pilotdruck gleich dem oder kleiner als der Integrations-Anfangswert PP1 ist, verstrichen ist. Es ist zu beachten, dass es vorteilhaft ist, die vorgegebene Zeit ΔTS wie in der Ausführungsform vorzusehen, dass die vorgegebene Zeit ΔTS wie in der Ausführungsform jedoch nicht vorgesehen sein muss.
Insbesondere wenn eine solche Verarbeitung durchgeführt wird, wie in 10 gezeigt, wird die Bestimmung des Endes des Aushubvorgangs vorläufig an dem Punkt P1' (Zeitpunkt t1') an der Bogenlinie L1 des Zeitintegrationswerts des Aushubs durchgeführt, nachdem die Bestimmung des Endes der Rückschwenkbewegung an dem Punkt P0 (Zeitpunkt t0) durchgeführt wird. Dann wird die Bestimmung des Endes des Aushubvorgangs an einem Punkt P1'' fortgesetzt, nachdem die vorgegebene Zeit ΔTS ab dem Punkt P1' verstrichen ist. Im Anschluss daran wird die Bestimmung des Endes der Vorschwenkbewegung durchgeführt, da der Zeitintegrationswert der Vorschwenkbewegung S2 an einem Punkt P2' an der Bogenlinie L2 erreicht hat, die den Zeitintegrationswert der Vorschwenkbewegung angibt. Ferner wird die Bestimmung des Endes des Erdreichentfernungsvorgangs durchgeführt, da der Zeitintegrationswert der Erdreichentfernung S3 an dem Punkt P3 an der Bogenlinie L3 erreicht hat. Ferner kann die Bestimmung des Endes des Zurückschwenkens normal durchgeführt werden, da der Zeitintegrationswert des Rückschwenkvorgangs S4 an dem Punkt P4 an der Bogenlinie L4 erreicht hat.
Es wird erneut auf 8 Bezug genommen. Wenn ein Zustand in den Aushubzustand ST1 eintritt, wird die Zustandsverweilzeit TT im Aushubzustand ST1 getaktet. Hier wird angenommen, dass die Zustandsverweilzeit TT gleich T1 ist. Wenn in dem Aushubzustand ST1 eine Bedingung 12 erfüllt wird, erfolgt der Übergang in den Zustand der Vorschwenkbewegung ST2 (S12). Die Bedingung 12 ist, dass ein Schwenkbewegungs-Zeitintegrationswert S2 oder größer ist. Es ist zu beachten, dass bei der grundlegenden Messwertverarbeitung der Anzahl von Ladevorgängen die Schwenkrichtung der Vorschwenkbewegung entweder nach rechts oder nach links zulässig ist, wie vorstehend beschrieben. Jedoch wird für die Bestimmung des Übergangs in einen folgenden Rückschwenkzustand ST4 auf der Basis des Pilotdrucks, der entsprechend einer Neigungsrichtung des Betätigungshebels 41 wie vorstehend beschrieben erzeugt wird, d.h. auf der Basis eines von dem Drucksensor 55 ausgegebenen elektrischen Signals, bestimmt, ob die Schwenkbewegung die Schwenkbewegung nach rechts oder die Schwenkbewegung nach links ist. Wenn die Schwenkbewegung eine Schwenkbewegung nach rechts ist, wird folglich ein Schwenkrichtungs-Flag FA rechts gesetzt, und wenn die Schwenkbewegung eine Schwenkbewegung nach links ist, wird das Schwenkrichtungs-Flag links gesetzt. Beim Übergang in den Zustand der Vorschwenkbewegung ST2 wird die Zustandsverweilzeit TT auf 0 zurückgesetzt.
Wenn eine Zustandsverweilzeit T1 im Aushubzustand ST1 eine vorgegebene Zeit TT1 oder größer ist (Bedingung 10), erfolgt der Übergang in den Anfangszustand ST0 (S10).
Wenn der Zustand in den Zustand des Vorschwenkens ST2 eintritt, wird die Zustandsverweilzeit TT im Zustand des Vorschwenkens ST2 getaktet. Hier wird angenommen, dass die Zustandsverweilzeit TT gleich T2 ist. Wenn im Zustand des Vorschwenkens ST2 eine Bedingung 23 erfüllt wird, erfolgt der Übergang in den Erdreichentfernungszustand ST3 (S23). Die Bedingung 23 ist, dass der Erdreichablade-Zeitintegrationswert S3 oder größer ist und dass die Rechtschwenk/Linksschwenk-Zeitintegrationswerte kleiner als ΔS sind. Beim Übergang in den Erdreichentfernungszustand ST3 wird die Zustandsverweilzeit TT ferner auf 0 zurückgesetzt. Der Grund, warum Bedingung 23 vorgesehen ist, nämlich ob die Rechtsschwenk/Linksschwenk-Zeitintegrationswerte kleiner sind als ΔS, wird nunmehr erläutert. Wenn das Erdreich entfernt wird, wird angenommen, dass die Schwenkbewegung nicht ausgeführt wird. Der Rechtsschwenk/Linksschwenk-Zeitintegrationswert ist der Zeitintegrationswert des Pilotdrucks, der durch die Betätigung des Betätigungshebels 41 für das Schwenken nach rechts oder das Schwenken nach links erzeugt wird. Im Zustand des Vorschwenkens (ST2) wird bestimmt, ob der Zustandsübergang in den Erdreichentfernungszustand ST3 stattfinden kann, indem bestimmt wird, ob eine Schwenkbewegung derart ausgeführt wird, dass der Rechtsschwenk/Linksschwenk-Zeitintegrationswert einen vorgegebenen Wert (ΔS) überschreitet. Wenn der Rechtsschwenk/Linksschwenk-Zeitintegrationswert ΔS überschreitet, wird erwartet, dass während des Entfernens von Erdreich eine Arbeit verrichtet wird, die eine Schwenkbewegung einschließt, wobei diese Arbeit zum Beispiel das Verteilen von Erdreich auf einem vorgegebenen Bereich sein kann. In diesem Fall erfolgt der Übergang in den Anfangszustand ST0 (S20), und es wird verhindert, dass eine Zählung der Häufigkeit des Ladevorgangs fehlerhaft bestimmt wird.
Wenn die Zustandsverweilzeit T2 im Zustand des Vorschwenkens ST2 gleich eine vorgegebene Zeit TT2 oder größer ist (Bedingung 20), erfolgt der Übergang des Zustands in den Anfangszustand ST0 (S20).
Wenn der Zustand in den Erdreichentfernungszustand ST3 eintritt, wird die Zustandsverweilzeit TT in dem Erdreichentfernungszustand ST3 getaktet. Hier sei angenommen, dass die Zustandsverweilzeit TT gleich T3 ist. Wenn in dem Erdreichentfernungszustand ST3 eine Bedingung 34 erfüllt wird, erfolgt ein Übergang in den Zustand des Zurückschwenkens ST4 (S34). Die Bedingung 34 ist, dass der Schwenk-Zeitintegrationswert gleich S4 oder größer ist. Es ist zu beachten, auch Bedingung ist, dass der Schwenk-Zeitintegrationswert der Zeitintegrationswert des Schwenkens nach links ist, wenn die Schwenkrichtung die Richtung entgegengesetzt zur Richtung des Vorschwenkens ist, das heißt, wenn das Schwenkrichtungs-Flag FA rechts gesetzt ist, und dass der Schwenk-Zeitintegrationswert der Zeitintegrationswert des Schwenkens nach rechts ist, wenn das Schwenkrichtungs-Flag FA links gesetzt ist. Ferner wird beim Übergang in den Rückkehrzustand ST4 die Zustandsverweilzeit TT auf 0 zurückgesetzt.
Wenn eine Zustandsverweilzeit T3 des Erdreichentfernungszustands ST3 eine vorgegebene Zeit TT3 oder größer ist (Bedingung 30), erfolgt der Übergang in den Anfangszustand ST0 (S30).
Wenn der Zustand in den Zustand des Zurückschwenkens ST4 eintritt, wird die Zustandsverweilzeit TT des Zustands des Zurückschwenkens ST4 getaktet. Hier sei angenommen, dass die Zustandsverweilzeit TT gleich T4 ist. Wenn im Zustand des Zurückschwenkens ST4 eine Bedingung 45 erfüllt wird, erfolgt der Übergang in den Beendigungszustand ST5 (S45). Die Bedingung 45 ist, dass der Schwenk-Zeitintegrationswert des Schwenkens nach links bei rechts gesetztem Schwenkrichtungs-Flag FA gleich 0 ist, dass der Schwenk-Zeitintegrationswert des Schwenkens nach rechts bei links gesetztem Schwenkrichtungs-Flag FA gleich 0 ist und dass die Zustandsverweilzeit T4 eine vorgegebene Zeit TT4 oder größer ist.
Wenn die Zustandsverweilzeit T4 des Zustands des Zurückschwenkens ST4 kürzer als die vorgegebene Zeit TT4 ist (Bedingung 40), erfolgt der Übergang in den Anfangszustand ST0 (S40).
Wenn der Zustand in den Beendigungszustand ST5 eintritt, werden die verschiedenen Male des Ladens nur einmal gezählt und aufsummiert Liegt ein Wert einer vorhergehenden Aufsummierung von verschiedenen Ladevorgängen vor, wird diesem Wert der Wert 1 hinzuaddiert. Die ermittelte Anzahl der Ladevorgänge wird in einer Speichervorrichtung (nicht dargestellt) gespeichert, die in der Pumpensteuerung 31 enthalten ist. In die Pumpensteuerung 31 ist eine Timerfunktion (nicht dargestellt) integriert, und wenn die Anzahl der Ladevorgänge als ein Mal gezählt wird, wird eine Zeit gemessen, die von Beginn des Aushubs bis zur Beendigung des Zurückschwenkens benötigt wird. Das heißt, die Zeitzählung mit dem Timer beginnt ab dem Moment, an dem detektiert wurde, dass der Pilotdruck des Aushubs den vorgegebenen Integrations-Startdruck P1 überschritten hat, wie in 5 dargestellt, und wenn dann nach dem Vorschwenken die Entfernung des Erdreichs erfolgt, wird der Rückschwenkvorgang durchgeführt, und der Zustand geht über den Beendigungszustand ST5, und die Zeitzählung mit dem Timer wird beendet. Die Zeit von dem Beginn bis zum Ende wird als Normalzeit für den Aushub und das Laden ermittelt. Die ermittelte Normalzeit für den Aushub und das Laden wird in der Speichervorrichtung (nicht gezeigt) in der Pumpensteuerung 31 gespeichert. Es erfolgt dann der Übergang in den Anfangszustand ST0 (S50).
[Angenommene Zählverarbeitung]
Bei der vorstehend beschriebenen Folge von Aushub- und Ladearbeitsgängen gibt es einen Fall, in dem innerhalb der ersten Aushub- und Ladearbeit die Vorgänge vom Aushubvorgang bis zum Vorschwenkvorgang durchgeführt werden und der Bagger 1 in einem Zustand verharrt, in dem er auf den Kipper 50 wartet. Es gibt ferner auch einen Fall, in dem nach dem Entfernen des Erdreichs nicht erst zurückgeschwenkt wird, sondern der Bagger 1 direkt auf die Ankunft des nächsten Kippers 50 wartet. In diesem Fall überschreitet die getaktete Zustandsverweilzeit T2 die vorgegebene Zeit TT2, und es erfolgt der Übergang in den Anfangszustand (S20). Daher wird ein Mal der Anzahl von Ladevorgängen nicht aufaddiert, und die Anzahl der Ladevorgänge wird gegebenenfalls fehlerhaft bestimmt. Auch gibt es einen Fall, in dem der Bagger 1 nach dem Entfernen des Erdreichs verharrt und auf den Kipper 50 wartet, ohne zurück zu schwenken. Auch in diesem Fall überschreitet die getaktete Zustandsverweilzeit T3 die vorgegebene Zeit TT3, und es erfolgt der Übergang in den Anfangszustand (S30), und die Anzahl der Ladevorgänge wird nicht mit eins aufaddiert und die Anzahl der Ladevorgänge gegebenenfalls fehlerhaft bestimmt.
Das heißt, bei der grundlegenden Messwertverarbeitung der Anzahl von Ladevorgängen erfolgt bei der Bestimmung, ob eine Tätigkeit des Aushub- und Lademechanismus stattgefunden hat, zum Beispiel eine Aushubtätigkeit, die die Aushub- und Ladearbeitsfolge konfiguriert, der Übergang des Zustands in den Anfangszustand, und die Messwertverarbeitung der Anzahl von Ladevorgängen wird zurückgesetzt, wenn eine Bedingung für den Übergang zur nächsten Tätigkeit des Aushub- und Lademechanismus nicht erfüllt wird und eine vorgegebene Verweilzeit, die der Zustand derselben Tätigkeit des Aushub- und Lademechanismus ist, verstrichen ist. Selbst wenn eine solche Rückstellungsverarbeitung durchgeführt wird, gibt es einen speziellen Zustand, der als Ladevorgang zu zählen ist, und das Versäumnis, einen solchen speziellen Zustand zu erkennen, führt zu einer fehlerhaften Bestimmung.
Daher wird in der vorliegenden Ausführungsform eine Zustandsübergangsbedingung, die in 12 dargestellt ist, hinzugefügt und eine angenommene Zählverarbeitung durchgeführt, bei der ein spezieller Vorgang, der in der Aushub- und Ladearbeitsfolge gegebenenfalls ausgeführt wird, als einmal durchgeführte Aushub- und Ladearbeit betrachtet wird.
Das heißt, wenn ein spezieller Zustand wie eine Bedingung 25 im Vorschwenkzustand ST2 erfüllt wird, geht der Zustand über in den Beendigungszustand ST5, und die Anzahl von Ladevorgängen wird mit eins aufaddiert (S25). Die Bedingung 25 ist, dass die Stillstandzeiten, mit Ausnahme des Aushubs oder der Schwenkbewegung, Δtα oder größer sind und dass ein Flag Fα einer angenommenen Beendigung auf 0 gesetzt ist, das heißt, die angenommene Zählverarbeitung wurde nie durchgeführt. Die Stillstandzeiten, mit Ausnahme des Aushubs und der Schwenkbewegung, enthalten eine Stillstandszeit, in der kein Erdreich aus dem Löffel abgeladen wird, eine Stillstandszeit, in der der Ausleger nicht angehoben wird, eine Stillstandszeit, in der der Ausleger nicht abgesenkt wird, eine Stillstandszeit, in der der Stiel keinen Aushub durchführt, und eine Stillstandszeit, in der der Stiel kein Erdreich entfernt, wobei alle diese Stillstandzeiten Δtα (die Stillstandszeit nach dem Schwenken) oder größer sind. Das heißt, wenn ein spezieller Zustand eintritt, in dem in der Reihenfolge der Tätigkeiten des Aushub- und Lademechanismus eine Stagnation eintritt oder die Tätigkeiten nicht fortgesetzt werden, wird die angenommene Zählverarbeitung durchgeführt. Die Stillstandszeit Δtα nach dem Schwenken ist eine voreingestellte Zeit. Der Grund, warum die Stillstandszeit des Aushubs und der Schwenkbewegung ausgenommen wird, ist, dass es vorkommen kann, dass der Betrieb mitten in der Schwenkbewegung gestoppt wird oder dass sich der Löffel während des Stillstands Stück für Stück bewegt. Dies deshalb, weil der Löffel mit Erdreich gefüllt ist und gegebenenfalls unter dem eigenen Gewicht absackt und eine Betätigung erfolgen muss, um den abgesenkten Löffel 13 anzuheben (ein Vorgang zum Schwenken des Betätigungshebels 42 zur Grabseite des Löffels).
Es ist zu beachten, dass ein Fall, bei dem die angenommene Zahlverarbeitung mit der Bedingung 25 erforderlich ist, ein Fall ist, bei dem der Bagger 1 die Aushub- und Ladearbeit fünf Mal ausführt, um das Erdreich vollständig auf einen Kipper 50 zu laden. Es ist zu beachten, dass die erste Aushub- und Ladearbeitsfolge (erster Zeitpunkt) oder die letzte Aushub- und Ladearbeitsfolge (letzter Zeitpunkt) der fünf Aushub- und Arbeitsvorgänge die angenommene Zählverarbeitung erfordert. Deshalb wird das Flag Fα für die angenommene Beendigung auf 1 gesetzt, wenn die Bedingung 25 erfüllt wird, und das Flag Fα für die angenommene Beendigung, das 0 ist, ist in der Bedingung 25 enthalten. Das heißt, die angenommene Zählverarbeitung, die nie stattgefunden hat, ist als eine Bedingung enthalten. Es ist zu beachten, dass das Flag Fα für die angenommene Beendigung auf 0 gesetzt wird, wenn als nächstes der Erdreichentfernungsvorgang durchgeführt wird.
Ferner wird eine Stillstandszeit Δtβ nach dem Entfernen des Erdreichs voreingestellt. Wenn im Zustand des Entfernens des Erdreichs ST3 ein spezieller Zustand wie eine Bedingung 35 erfüllt wird, geht der Zustand über in den Beendigungszustand ST5, und die Anzahl von Ladevorgängen wird insgesamt als ein Mal gezählt (S35). Die Bedingung 35 ist, dass die Stillstandzeiten, außer dem Aushub, die Stillstandszeit Δtβ nach dem Entfernen von Erdreich oder größer sind. Das heißt, wenn ein spezieller Zustand eintritt, in dem in der Reihenfolge der Arbeitsvorgänge des Aushub- und Lademechanismus eine Stagnation eintritt und keine Fortführung erfolgt, wird die angenommene Zählverarbeitung durchgeführt. Es ist zu beachten, dass der Grund für den Ausschluss der Stillstandszeit des Aushubs ist, dass sich der Löffel während des Stillstands Stück für Stück bewegt.
[Verarbeitung für den Ausschluss von zusätzlichen Arbeitsvorgängen]
In der Praxis kann in einer Aushub- und Ladearbeitsfolge ein zusätzlicher Arbeitsvorgang enthalten sein. Es gibt zum Beispiel einen Fall, in dem ein Erdreichentfernungsvorgang unmittelbar nach dem Aushubvorgang durchgeführt wird, oder einen Fall, in dem unmittelbar nach einer Schwenkbewegung eine Rückschwenkbewegung ausgeführt wird. Dieser zusätzliche Arbeitsvorgang ist ein Arbeitsvorgang, bei dem die Reihenfolge der Arbeitsvorgänge des Aushub- und Lademechanismus, die die Aushub- und Ladearbeitsfolge bilden, eine andere ist und ähnlich wie die Aushub- und Ladearbeitsfolge ist. Deshalb kann es zu einer fehlerhaften Bestimmung kommen. Aus diesem Grund wird ein solcher zusätzlicher Arbeitsvorgang in der vorliegenden Ausführungsform als spezieller Zustand behandelt und wird in positiver Weise ausgeschlossen, um die fehlerhafte Bestimmung zu eliminieren. Das heißt, wenn ein spezieller Zustand eintritt, in dem die Reihenfolge der Arbeitsvorgänge des Aushub- und Lademechanismus übersprungen wird, das heißt, der zusätzliche Arbeitsvorgang stattfindet, wird die Ausschlussverarbeitung des zusätzlichen Arbeitsvorgangs durchgeführt, damit dieser zusätzliche Arbeitsvorgang nicht als Ladevorgang gezählt wird.
Das heißt, im Aushubzustand ST1 wird eine Bedingung 10a hinzugefügt, wonach ein Erdreichentfernungs-Zeitintegrationswert gleich dem oder größer als ein Erdreichablade-Zeitintegrationswert S3a nach dem Aushub wird. Wird Bedingung 10a erfüllt, erfolgt der Übergang in den Anfangszustand ST0 (S10). Der Erdreichentfernungs-Zeitintegrationswert S3a nach dem Aushub ist ein voreingestellter Wert. Ferner wird im Zustand des Vorschwenkens ST2 eine Bedingung 20a hinzugefügt, wonach ein Schwenk-Zeitintegrationswert in einer Gegenrichtung der durch das aktuelle Schwenkrichtungs-Flag FA angegebenen Richtung gleich oder größer S4 wird. Wird Bedingung 20a erfüllt, erfolgt ein Übergang des Zustands in den Anfangszustand ST0 (S20). Der Schwenk-Zeitintegrationswert S4a nach dem Schwenken ist ein voreingestellter Wert.
[Ausschlussverarbeitung entsprechend einem externen Zustand]
Es gibt einen Fall, in dem eine Folge von Arbeitsvorgängen, bei denen die Fahrhebel 43 und 44 betätigt werden und die mit einem Fahrbetrieb gemischt werden, nicht die Folge von Aushub- und Ladevorgängen ist. Wenn ein solcher Fall jedoch nicht berücksichtigt wird, kann die Anzahl von Ladevorgängen gezählt werden, solange die Betätigung der Betätigungshebel 41 und 42 mit den Pilotdrücken detektiert wird. Eine solche fehlerhafte Bestimmung muss eliminiert werden.
Wenn der Arbeitsmodus ferner ein Modus ist, in dem die Aushub- und Ladearbeitsfolge nicht durchgeführt wird, wird die Häufigkeit der Ladevorgänge, sofern ein solcher Fall nicht berücksichtigt wird, gegebenenfalls gezählt, solange die Betätigungen der Betätigungshebel 41 und 42 mit den Pilotdrücken detektiert werden.
Wenn ferner die Sperreinheit für den oberen Drehkörper 33 betätigt wird und die Sperre des oberen Drehkörpers 5 aktiviert wird, ist kein Schwenkvorgang beabsichtigt. Wenn ein solcher Fall jedoch nicht berücksichtigt wird, wird die Anzahl der Ladevorgänge gegebenenfalls gezählt, solange die Betätigungen der Betätigungshebel 41 und 42 mit den Pilotdrücken detektiert werden.
Wenn ferner der Drucksensor 55 für die Detektion eines Pilotdrucks ausfällt oder wenn eine Kommunikationsleitung für die Verbindung des Drucksensors 55 und der Pumpensteuerung 31 unterbrochen wird, wird ein falscher Zeitintegrationswert berechnet und eine fehlerhafte Bestimmung durchgeführt, wenn ein solcher Zustand nicht berücksichtigt wird. Die fehlerhafte Bestimmung in so einem Fall muss ausgeschlossen werden.
Die vorstehend beschriebenen Zustände sind Zustände (spezielle Betriebszustände), in denen ein spezieller Arbeitsvorgang, der nicht auf die Folge von Arbeitsvorgängen des Aushub- und Lademechanismus bezogen ist, in einem Zustand durchgeführt wird, in dem ein Betrieb des Aushub- und Lademechanismus, der sich auf Arbeitsvorgänge einer Aushub- und Ladearbeitsfolge bezieht, stattfinden kann. In einem solchen speziellen Betriebszustand muss die Zählverarbeitung der Anzahl von Ladevorgängen zurückgesetzt werden, um eine fehlerhafte Bestimmung zu verhindern.
Aus diesem Grund wird in dem Zustandsübergangsdiagramm in 13 ferner eine Ausschlussbedingung hinzugefügt. Was den Fahrbetrieb anbelangt, kann es jedoch vorkommen, dass ein Bediener die Fahrhebel 43 und 44 versehentlich berührt, also ohne einen Fahrbetrieb zu beabsichtigen. In diesem Fall ist das Zurücksetzen der Zählverarbeitung der Anzahl von Ladevorgängen eine fehlerhafte Bestimmung. Deshalb werden ähnlich wie für den Aushub, die Schwenkbewegung und das Entfernen von Erdreich für die Bestimmung, ob der Zustand der Fahrbetriebszustand ist, die Fahrbetrieb-Zeitintegrationswerte der Pilotdrücke der Fahrhebel 43 und 44 erfasst, und wenn die erfassten Fahrbetrieb-Zeitintegrationswerte ein Fahrbetrieb-Zeitintegrationswert Sα oder größer für die Bestimmung des Fahrbetriebs sind, wird bestimmt, dass der Zustand der Fahrzustand ist. Der Fahrbetrieb-Zeitintegrationswert Sα für die Bestimmung des Fahrbetriebs ist ein voreingestellter Wert. Wenn der Bediener die Fahrhebel 43 und 44 mit der offenkundigen Absicht eines Fahrbetriebs betätigt und eindeutig einen Fahrbetrieb beabsichtigt, sollte eine bestimmte Größe des Fahrbetrieb-Zeitintegrationswert erfasst werden. Als die bestimmte Größe des Fahrbetrieb-Zeitintegrationswerts wird der Wert Sα festgelegt. Es ist daher möglich, die Zählverarbeitung der Anzahl von Ladevorgängen auf normale Weise durchzuführen, selbst wenn der Bediener die Fahrhebel 43 und 44 während der Aushub- und Ladearbeitsfolge versehentlich berührt.
Das heißt, dass im Anfangszustand ST0 zu der Bedingung 01 eine Bedingung 01b als UND-Bedingung (zusätzliche Bedingung) hinzugefügt wird, wie in 13 dargestellt. Die Bedingung 01b ist, dass ein Fahrbetrieb-Zeitintegrationswert kleiner als der Fahrbetrieb-Zeitintegrationswert Sα für die Bestimmung des Fahrbetriebs ist, dass ein Arbeitsmodus ist nicht auf den ATT-Modus, den B-Modus oder den L-Modus eingestellt ist (ATT/B/L-Modussignal ist AUS), dass keine Unregelmäßigkeit im Drucksensor 55 für die Detektion des Pilotdrucks vorliegt (Flag für Störung im Pilotdrucksensor ist AUS) und dass die Sperreinheit des oberen Drehkörpers 33 nicht aktiviert ist und der obere Drehkörper 5 geschwenkt werden kann (obere Drehkörpersperren-Flag AUS).
Während die Bedingungen 10 und 10a und die Bedingungen 20 und 20a ODER-Bedingungen sind, werden die Bedingungen 10b, 20b, 30b und 40b weiter als ODER-Bedingungen hinzugefügt. Die Bedingungen 10b, 20b, 30b und 40b sind, dass der Fahrbetrieb-Zeitintegrationswert gleich dem oder größer als der Fahrbetrieb-Zeitintegrationswert Sα für die Bestimmung des Fahrbetriebs ist oder der Arbeitsmodus auf einen der Moden ATT/B/L eingestellt ist (ATT/B/L-Modussignal ist AN), in dem Drucksensor 55 für die Detektion des Pilotdrucks eine Unregelmäßigkeit vorliegt (Flag für Störung des Pilotdrucksensors ist AN) oder die Sperreinheit des oberen Drehkörpers 33 aktiviert ist und der obere Drehkörper 5 nicht geschwenkt werden kann (obere Drehkörpersperren-Flag AN). Es ist zu beachten, dass die vorstehend beschriebene Zählverarbeitung der Anzahl von Ladevorgängen nicht zurückgesetzt wird, wenn der Zustand der vorstehend beschriebene spezielle Zustand ist, und wenn der Zustand der spezielle Betriebszustand ist, wird die Anzahl der Ladevorgänge vorläufig aufaddiert, und die Häufigkeit des Eintretens der speziellen Betriebszustände kann der Zählverarbeitung separat unterzogen werden. Dann kann eine Berechnung erfolgen, um die Anzahl der eingetretenen speziellen Betriebszustände von der ermittelten Anzahl der Ladevorgänge zu subtrahieren, d.h. es wird eine Korrekturverarbeitung durchgeführt, und es kann die korrekte Anzahl der Ladevorgänge ermittelt werden. Diese Subtraktion wird zum Beispiel nach Ende der täglichen Arbeit durchgeführt und die berechnete korrekte Anzahl der Ladevorgänge kann für die tägliche Arbeitsverwaltung verwendet werden. Wie vorstehend beschrieben wurde, lässt sich selbst in einem speziellen Betriebszustand eine fehlerhafte Bestimmung der Anzahl von Ladevorgängen verhindern, indem die Zählverarbeitung der Anzahl von Aushub- und Ladearbeitsvorgängen zurückgesetzt oder einer Korrektur unterzogen wird.
[Arbeitsmanagementverarbeitung]
Aus der Speichervorrichtung (nicht dargestellt) der vorstehend beschriebenen Pumpensteuerung 31 ruft der Monitor 32 zumindest die Anzahl der Ladevorgänge und die Normalzeit für den Aushub und das Laden ab. Wie 14 zeigt, enthält der Monitor 32 eine Einheit 60 für die Erfassung der Anzahl von Ladevorgängen, eine Einheit 61 für die Erfassung der Normalzeit für den Aushub und das Laden, eine Einheit 62 für die Einstellung eines spezifizierten Werts, eine Einheit 63 für die Berechnung des Arbeitspensums, eine Einheit 64 für die Berechnung des Erdreichvolumens, eine Einheit 65 für die Berechnung einer Leistung, eine Eingabe/Ausgabe-Einheit 66 und eine Speichereinheit 67. Darüber hinaus enthält der Monitor 32 eine Einheit 70 für die Identifizierung eines Bedieners und eine Einheit 71 für die Änderung von Einstellungen.
Die Einheit 62 für die Einstellung eines spezifizierten Werts speichert in einer Speichereinheit 67 Daten, die eine Kapazität des Löffels des Baggers 1, die Anzahl von Kippern und das Ladegewicht eines Kippers angeben, wobei die Dateneingabe für die Einstellungen über die Eingabe/Ausgabe-Einheit 66 erfolgt. Das Ladegewicht des Kippers ist die Menge an Erdreich, die auf einen Kipper geladen werden kann. Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Ausführungsform der Fall des Ladens von Erdreich auf dem Kipper 50 beschrieben wurde. Jedoch kann die im Folgenden beschriebene Arbeitsmanagementverarbeitung auch in einem Fall angewendet werden, in dem Erdreich oder dergleichen durch den Bagger 1 nicht auf einen Kipper 50, sondern stattdessen in einen Transportbehälter geladen wird, der eine Palette enthält, die beim Nassbaggern in einem Kanal und einem Hafen verwendet wird. Das Ladegewicht und die Anzahl der Transportbehälter sind in der Speichereinheit 67 gespeichert. Ferner kann die Managementverarbeitung, sofern die notwendigen Daten in der Speichereinheit 67 gespeichert sind, auch in einem Fall angewendet werden, in dem Erdreich oder dergleichen ausgehoben und in einen Zug oder auf ein Lastfuhrwerk und nicht auf den Kipper 50 geladen wird. Das heißt, dass vorliegende Ausführungsform in einem Fall angewendet werden kann, in dem Erdreich oder dergleichen in verschiedene Sammeleinrichtungen geladen wird, zum Beispiel auf einen Kipper 50, in einen Transportbehälter, auf einen Zug und auf ein Lastfuhrwerk.
Die Einheit 63 für die Berechnung des Arbeitspensums berechnet ein Arbeitspensum durch die Integration der Anzahl von Ladevorgängen, die durch die Einheit 60 für die Erfassung der Anzahl von Ladevorgängen erfasst wurde, und der Kapazität des Löffels und speichert zum Beispiel das berechnete tägliche Arbeitspensum in der Speichereinheit 67. Die Einheit 64 für die Berechnung der Menge an Erdreich berechnet eine Menge an Erdreich durch das Multiplizieren der Anzahl von Kippern mit einem Ladegewicht des Kippers und speichert zum Beispiel das ermittelte tägliche Volumen an Erdreich in der Speichereinheit 67. Die Einheit 65 für die Berechnung der Leistung berechnet als Leistung einen Wert, der ermittelt wird, indem das Volumen des Erdreichs durch das Arbeitspensum geteilt wird, und speichert zum Beispiel die ermittelte Tagesleistung in der Speichereinheit 67.
Hier wird angenommen, dass das Arbeitspensum ein summierter Wert des Erdreichvolumens und der zu zählenden Arbeit ist. Die zu zählende Arbeit bedeutet Arbeit, die nicht die eigentliche Aushub- und Ladearbeit des Baggers 1 ist. Wenn das Erdreich nicht tatsächlich ausgehoben wird und der Löffel 13 betätigt und der obere Drehkörper 5 geschwenkt wird, werden solche Vorgänge als ein Aushub- und Ladevorgang gezählt (Anzahl der Ladevorgänge). Auf diese Weise wird bei Durchführung eines Arbeitsvorgangs des Aushub- und Lademechanismus, der nicht wie der tatsächliche Aushub- und Ladevorgang ist, nicht detektiert, ob Erde in dem Löffel 13, und deshalb der Ladevorgang gezählt. Aus diesem Grund ist die Anzahl der Ladevorgänge, die durch die Einheit 60 für die Erfassung der Anzahl von Ladevorgängen ermittelt wird, größer als die Anzahl der Ladevorgänge, die dem Volumen des Erdreichs entspricht. Das heißt, es kann vorkommen, dass das Arbeitspensum und das Volumen des Erdreichs nicht vollkommen gleich sind. Der Wert des Arbeitspensums übersteigt in einem solchen Fall den Wert des Volumens des Erdreichs. Deshalb kann man erkennen, wenn die Leistung ermittelt wird, bis zum welchem Maß die Aushub- und Ladearbeit durchgeführt wurde.
Der Monitor 32 erstellt jeweils eine Graphik der täglichen Daten, wie zum Beispiel Arbeitspensum, Erdreichvolumen und Leistung, und gibt die Graphik über die Eingabe/Ausgabe-Einheit 66 aus. Die Graphik, in der die Daten verwendet werden, kann auf der Anzeige/Einstell-Einheit 27 des Monitors 32 angezeigt werden. Auch kann der Monitor 32 die jeweiligen Daten wie Arbeitspensum, Erdreichvolumen und Leistung von dem Bagger 1 nach außerhalb übermitteln.
Wie in 15 dargestellt ist, gibt der Monitor 32 ferner auch täglich das Verhältnis der Aushub- und Ladezeit zur Betriebszeit des Baggers 1 aus und zeigt dieses an, indem die in der Einheit 61 für die Ermittlung der Normalzeit für den Aushub und das Laden ermittelte Normalzeit für den Aushub und das Laden, die von der Antriebsmaschinensteuerung 30 und dergleichen bezogene Fahrzeit und Informationen über bewegliche Objekte, zum Beispiel eine Leerlaufzeit, verwendet werden. Die vorstehend beschriebenen Daten (Arbeitspensum, Volumen des Erdreichs, Leistung und das Verhältnis der Aushub- und Ladezeit zur Betriebszeit des Baggers 1) können mit dem nachstehend beschriebenen Arbeitsmanagementsystem außerhalb des Baggers 1 ermittelt werden. Zum Beispiel können Daten wie die Anzahl der Ladevorgänge, die Normalzeit für den Aushub und das Laden, die Fahrzeit, die Leerlaufzeit und die Arbeitszeit, die in dem Bagger 1 ermittelt werden, von der Eingabe/Ausgabe-Einheit 66 oder von der Speichervorrichtung (nicht dargestellt) der Pumpensteuerung 31 drahtlos oder drahtgebunden nach außerhalb übertragen werden. Das Volumen des Erdreichs, das Arbeitspensum, die Leistung und das Verhältnis der Aushub- und Ladearbeitszeit zur Betriebszeit können ermittelt und von einem Computer, der außerhalb installiert ist, als Graphik aufbereitet und auf einer Anzeigevorrichtung, die mit dem Computer verbunden ist, angezeigt werden. Anstelle des außerhalb installierten Computers kann ein mobiles Endgerät verwendet werden, und anstelle der Anzeigevorrichtung kann eine Anzeigevorrichtung des mobilen Endgeräts verwendet werden. 15 zeigt das tägliche Verhältnis der Aushub- und Ladezeit eines bestimmten Baggers 1. Die Ausführungsform ist nicht darauf beschränkt. Das Verhältnis der Aushub- und Ladezeit kann in ähnlicher Weise für eine Vielzahl von Baggern 1 berechnet und jeweils verglichen werden.
Es ist zu beachten, dass die Einheit 70 für die Identifizierung des Bedieners Bediener-Identifizierungsinformationen (im Folgenden als Identifizierungsinformation bezeichnet) identifiziert und die identifizierte Identifizierungsinformation und die Anzahl von Ladevorgängen und die Normalzeit für Aushub und Laden dem jeweiligen Bediener zugeordnet in der Speichereinheit 67 speichert.
Der Bagger 1 kann hier eine Wegfahrsicherung enthalten. Durch einen ID-Schlüssel, in dem die individuellen Identifizierungsinformationen gespeichert sind, kann die Antriebsmaschine des Baggers 1 angelassen werden. Wenn die Wegfahrsicherung die Identifizierungsinformationen des ID-Schlüssels liest, werden die Identifizierungsinformationen, ein vorgegebener Zeitraum, zum Beispiel die Anzahl der Ladevorgänge eines Tages, einander zugeordnet und über die Eingabe/Ausgabe-Einheit 66 nach außerhalb ausgegeben, wodurch ein Arbeitsmanagement, d.h. eine Verwaltung der Arbeitsleistung (Aushub- und Ladearbeit) des einzelnen Bedieners, möglich ist.
Wird der Bagger 1 von mehreren Bedienern bedient, wird eine Vielzahl von ID-Schlüsseln verwendet. Dies ermöglicht das Arbeitsmanagement mehrerer Bediener desselben Baggers 1. Wenn die Einstellungen dahingehend erfolgen, dass die Antriebsmaschinen einer Vielzahl von Baggern 1 mit nur einem ID-Schlüssel angelassen werden können, werden Daten der Fahrzeugidentifikationsinformation, die das betreffende Fahrzeug der Vielzahl von Baggern 1 identifiziert, die Identifikationsinformation des ID-Schlüssels, die Daten der Anzahl von Ladevorgängen und dergleichen nach außerhalb ausgegeben, wodurch sich das Arbeitspensum verwalten lässt, das von einem Bediener in einem Bagger geleistet wurde.
Ferner kann das vorstehend beschriebene Management auch derart erfolgen, dass die individuelle ID-Nummer über die Eingabe/Ausgabe-Einheit 66 des Monitors 32 eingegeben wird, ohne eine Wegfahrsicherung zu verwenden, und es ist eine ID-Nummer-Identifizierungsvorrichtung vorgesehen, und der Bediener wird individuell erkannt. Es ist zu beachten, dass auch eine Vorrichtung zur Identifizierung durch Fingerabdruck vorgesehen sein kann, um den einzelnen Bediener zu erkennen. Das heißt, mit der Identifizierungseinheit 70 ist eine Arbeitsverwaltung für einen Bediener möglich.
Die Einheit 71 für eine Änderung von Einstellungen kann ferner verschiedene Einstellwerte (Parameter), die für die Bestimmung einer Aushub- und Ladearbeitsfolge notwendig sind, wie zum Beispiel die Zeitintegrationswerte S1 bis S4 oder der Integrations-Startdruck P1. Die Einheit 71 für eine Änderung von Einstellungen kann über die Eingabe/Ausgabe-Einheit 66 verschiedene Werte von außerhalb ändern, indem eine externe Kommunikationsvorrichtung für eine drahtlose oder drahtgebundene Kommunikation verwendet wird. Es ist zu beachten, dass durch die Verwendung einer Eingabeeinheit, zum Beispiel eines Schalters, an der Anzeige/Einstell-Einheit 27 des Monitors 32 verschiedene Einstellwerte über die Eingabe/Ausgabe-Einheit 66 geändert werden können.
Es ist zu beachten, dass die verschiedenen Einstellwerte durch einen Lernprozess oder durch eine statistische Verarbeitung eingestellt werden können. Zum Beispiel kann die Einheit 71 für eine Änderung von Einstellungen die Einstellung verschiedener Einstellwerte (Parameter), zum Beispiel den Integrations-Startdruck P1 bezüglich jeder Baustelle oder jedes Bedieners, durch Erlernen ändern. Insbesondere wird ein Aushub mit dem Baggerlöffel tatsächlich durchgeführt, wobei der Vorgang von der Stellung des Löffels bei Beginn des Aushubs bis zur Stellung des Löffels bei Ende des Aushubs durchgeführt wird. In der Stellung bei Beginn des Aushubs wird eine vorgegebene Memorytaste (nicht dargestellt) betätigt. Auch in der Stellung bei Ende des Aushubs wird die vorgegebene Memorytaste (nicht dargestellt) gedrückt. Dementsprechend wird der Zeitintegrationswert S1 der Pilotdrücke, die bei den jeweiligen Arbeitsvorgängen zwischen den Betätigungen der Memorytaste erzeugt werden, erfasst und wird als Einstellwert verwendet. Die Memorytaste kann an den Betätigungshebeln 41 und 42 oder an dem Monitor 32 vorgesehen sein. Durch einen ähnlichen Lernvorgang können auch andere Einstellwerte eingestellt werden.
Wenn die verschiedenen Einstellwerte dagegen durch eine statistische Verarbeitung geändert werden sollen, wird der Aushub- und Ladearbeitsgang vorab eine bestimmte Anzahl von Malen durchgeführt. Der vorgegebene Arbeitswinkel oder die Daten wie die Zeitintegrationswerte S1 bis S4 der Pilotdrücke zum Zeitpunkt der jeweiligen Arbeitsvorgänge werden unter Verwendung der Ergebnisse statistisch ermittelt, die statistische Verarbeitung zum Ermitteln der Durchschnittswerte der Daten und dergleichen wird durchgeführt, und die ermittelten Ergebnisse können als Einstellwerte verwendet werden.
[Arbeitsmanagementsystem]
16 zeigt schematisch die Konfiguration eines Arbeitsmanagementsystems, das den Bagger 1 einschließt. Bei diesem Arbeitsmanagementsystem ist eine Vielzahl von beweglichen Objekten wie Bagger 1 geographisch verteilt, und eine Kommunikationsverbindung zwischen jedem Bagger 1 und einem Managementserver 104 erfolgt durch eine externe Kommunikationsvorrichtung, zum Beispiel durch einen Kommunikationssatelliten 102, eine Bodenstation 103 und ein Netzwerk N wie Internet. Das Netzwerk N, ein Arbeitsmanagementserver 105, der ein Server eines Verwalters des Baggers 1 ist, und eine Benutzerstation 106 sind mit dem Netzwerk N verbunden. Der Bagger 1 überträgt zu dem Managementserver 104 Betriebsinformationen, die die vorstehend beschriebene Anzahl von Ladevorgängen und die Normalzeit für den Aushub und das Laden enthalten, und Informationen über das bewegliche Objekt, die Fahrzeuginformation sind, die einen Betriebszustand wie Positionsinformationen, Betriebszeit, Fahrzeit, Leerlaufzeit und Fahrzeugidentifikationsinformationen des Baggers 1 und Identifikationsinformationen eines Bedieners enthalten. Der Managementserver 104 überträgt die vorstehend beschriebenen Betriebsinformationen und die Informationen über die beweglichen Objekte an einen entsprechenden Arbeitsmanagementserver 105 jedes Verwalters.
Der Bagger 1 enthält eine Vorrichtung 110 zum Überwachen der beweglichen Objekte. Die Vorrichtung 110 zum Überwachen der beweglichen Objekte ist mit einem GPS-Sensor 116 und mit einer Sende/Empfangs-Vorrichtung 117 verbunden. Der GPS-Sensor 116 detektiert eine Eigenposition auf der Basis von Informationen, die durch eine Antenne 116a von einer Vielzahl von GPS-Satelliten 107 übertragen werden und erzeugt eine Eigenpositionsinformation. Die Vorrichtung 110 zum Überwachen des beweglichen Objekts erfasst die Eigenpositionsinformation. Eine Kommunikationsverbindung zwischen der Sende/Empfangs-Vorrichtung 117 und dem Kommunikationssatellit 102 erfolgt durch eine Antenne 117a. Die Sende/Empfangs-Verarbeitung der Information erfolgt zwischen der Vorrichtung 110 zum Überwachen des beweglichen Objekts und dem Managementserver 104.
Der Arbeitsmanagementserver 105 hat die gleiche Konfiguration und Funktion wie der Monitor 32. Die Eingabe/Ausgabe-Einheit 66 des Monitors 32 entspricht der Benutzerstation 106. Wenn daher die Benutzerstation 106 auf den Arbeitsmanagementserver 105 zugreift, kann ein Arbeitsmanagement ähnlich wie mit dem Monitor 32 erfolgen, und es sind verschiedene Arten von Arbeitsmanagement in einem weiten Bereich möglich. Das heißt, es ist ein Flottenmanagement hinsichtlich des Fortschritts einer Arbeitsverrichtung oder der Effizienz einer Arbeitsverrichtung an einem von der Baustelle fernen Ort möglich.
Es ist zu beachten, dass der Arbeitsmanagementserver 105 nicht mit der identischen Konfiguration und Funktion wie der Monitor 32 ausgestattet sein muss. Der Monitor 32 kann die Konfiguration und die Funktion wie in 14 dargestellt aufweisen. In diesem Fall kann die Benutzerstation 106 auf den Arbeitsmanagementserver 105 zugreifen und kann über den Arbeitsmanagementserver 105 und den Managementserver 104 eine Einstellungsänderung verschiedener Einstellwerte an der Einstellungsänderungseinheit 71 des Monitors 32 vornehmen. Darüber hinaus kann ein Teil der Konfiguration und Funktion des Monitors 32 seitens des Managementservers 104 oder des Managementservers 105 vorgesehen sein.
Ferner enthält der Bagger 1 eine Satellitenkommunikationsfunktion, wobei diese jedoch keine Einschränkung darstellt. Es können zum Beispiel verschiedene Kommunikationsfunktionen wie W-LAN und eine mobile Kommunikationsfunktion enthalten sein. Das heißt, der Bagger 1 hat eine externe Kommunikationsfunktion. Wenn aufgrund einer fehlenden Infrastruktur in einem Einsatzgebiet eine drahtlose Kommunikation nicht möglich ist, kann als Konfiguration für die Einrichtung einer drahtgebundenen externen Kommunikationsfunktion ein Anschluss für eine Datenkommunikationsleitung an dem Bagger 1 vorgesehen sein. Betriebsinformation und Informationen über die beweglichen Objekte können über die Leitung heruntergeladen werden.
Bezugszeichenliste

1: Bagger
2: Fahrzeugkörper
3: Arbeitsgerät
4: unterer Fahrkörper
5: oberer Drehkörper
11: Ausleger
12: Stiel
13: Löffel
14: Auslegerzylinder
15: Stielzylinder
16: Löffelzylinder
17: Antriebsmaschine
18: Hydraulikpumpe
18a: Taumelscheiben-Winkelsensor
20: Steuerventil
21: hydraulischer Fahrmotor
22: hydraulischer Schwenkmotor
27: Anzeige/Einstell-Einheit
28: Arbeitsmodus-Einstelleinheit
29: Kraftstoffeinstellwähler
30: Antriebsmaschinensteuerung
31: Pumpensteuerung
31a: Betriebszustand-Detektionseinheit
31b: Zeitintegrationseinheit
31c: Bestimmungseinheit
31d: Zähleinheit
31e: Modus-Detektionseinheit
31f: Fahrbetrieb-Detektionseinheit
31g: Sperren-Detektionseinheit für den oberen Drehkörper
32: Monitor
33: Sperreinheit für den oberen Drehkörper
41, 42: Betätigungshebel
43, 44: Fahrhebel
50: Kipper
55: Drucksensor
60: Einheit für die Erfassung der Anzahl von Ladevorgängen
61: Einheit für die Erfassung der Normalzeit für Aushub und Laden
62: Einheit für die Einstellung eines spezifizierten Werts
63: Einheit zum Berechnen des Arbeitspensums
64: Einheit zum Berechnen des Volumens des Erdreichs
65: Einheit zum Berechnen der Leistung
66: Eingabe/Ausgabe-Einheit
67: Speichereinheit
70: Bediener-Identifizierungseinheit
71: Einstellungsänderungseinheit
80: Kraftstoffeinspritzvorrichtung
102: Kommunikationssatellit
103: Bodenstation
104: Managementserver
105: Arbeitsmanagementserver
106: Benutzerstation
107: GPS-Satellit
110: Vorrichtung zur Überwachung eines beweglichen Objekts
116: GPS-Sensor
116a: Antenne
117a: Antenne
117: Sender/Empfänger
N: Netzwerk
P1: Integrations-Startdruck
S1 bis S4: Zeitintegrationswert

Claims

Arbeitsmaschine, umfassend: eine Betriebszustand-Detektionseinheit, die für die Detektion einer entsprechend einer Betätigung eines Betätigungshebels ausgegebenen physikalischen Größe konfiguriert ist; eine Zeitintegrationseinheit, die für eine Berechnung eines Zeitintegrationswerts durch die Durchführung einer Zeitintegration der physikalischen Größe konfiguriert ist; eine Bestimmungseinheit, die derart konfiguriert ist, dass sie bewirkt, dass der Zeitintegrationswert und ein vorgegebener Arbeitswinkel eines Aushub- und Lademechanismus, der der Betätigung des Betätigungshebels zugeordnet ist, einander entsprechen, und bestimmt, dass die Betätigung des Betätigungshebel erfolgt ist, wenn der Zeitintegrationswert ein vorgegebener Integrationswert oder größer ist; und eine Zähleinheit, die konfiguriert ist für das Zählen einer Anzahl von von Aushub- und Ladearbeitsvorgängen, wenn die durch die Bestimmungseinheit bestimmten Arbeitsvorgänge des Aushub- und Lademechanismus in einer vorgegebenen Reihenfolge ausgeführt werden; wobei die Arbeitsvorgänge des Aushub- und Lademechanismus, die in der vorgegebenen Reihenfolge ausgeführt werden, als ein Mal betrachtet werden.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, wobei die Arbeitsvorgänge des Aushub- und Lademechanismus Aushub- und Ladevorgänge sind, die in einer Reihenfolge durchgeführt werden: Aushubvorgang, Vorschwenkvorgang, Erdreichbeseitigungsvorgang, Zurückschwenkvorgang.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 2, wobei die Bestimmungseinheit konfiguriert ist für das Bestimmen, dass der Aushubvorgang durchgeführt wurde, wenn der Zeitintegrationswert der vorgegebene Integrationswert oder größer ist und die physikalische Größe ein vorgegebener Vorgangsbeendigungswert oder kleiner ist, um den Aushubvorgang zu bestimmen.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 3, wobei die Bestimmungseinheit konfiguriert ist für das Bestimmen, dass der Aushubvorgang durchgeführt wurde, wenn der Zeitintegrationswert der vorgegebene Integrationswert oder größer ist und wenn eine vorgegebene Zeit verstrichen ist, nachdem die physikalische Größe den vorgegebenen oder einen kleineren Vorgangsbeendigungswert erreicht hat, um den Aushubvorgang zu bestimmen.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 2, wobei die Zeitintegrationseinheit konfiguriert ist für das Zurücksetzen des Zeitintegrationswerts, wenn ein Zustand, in dem die physikalische Größe ein Integrations-Startwert oder kleinerer Wert ist eine Zeitintegrationswert-Haltezeit nach dem Beginn der Zeitintegration durchschritten hat, um den Aushubvorgang oder den Erdreichbeseitigungsvorgang zu bestimmen.
Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Betätigungshebel ein Pilotsteuerhebel oder ein elektrischer Hebel ist und die physikalische Größe ein Pilotdruck oder ein elektrisches Signal ist.
Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend: eine Ausgabeeinheit, die konfiguriert ist für die Ausgabe der Anzahl der Aushub- und Ladearbeitsvorgänge, die durch die durch die Zähleinheit gezählt wurden, an eine Anzeigevorrichtung oder nach außerhalb.
Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend: eine Einstellungs-Änderungseinheit, die konfiguriert ist für die Änderung verschiedener Einstellwerte.
Verfahren zum Messen einer Arbeitsleistung einer Arbeitsmaschine, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: das Detektieren einer physikalischen Größe, die entsprechend einer Betätigung eines Betätigungshebels ausgegeben wird; das Berechnen eines Zeitintegrationswerts durch die Durchführung einer Zeitintegration der physikalischen Größe; das Bewirken, dass der Zeitintegrationswert und ein vorgegebener Arbeitswinkel eines Aushub- und Lademechanismus, der der Betätigung des Betätigungshebels zugeordnet ist, einander entsprechen, und das Bestimmen, dass die Betätigung des Betätigungshebels erfolgt ist, wenn der Zeitintegrationswert ein vorgegebener oder darüber hinausgehender Integrationswert ist; und das Zählen der Anzahl von Aushub- und Ladearbeitsvorgängen, wenn durch den Bestimmungsschritt bestimmte Arbeitsvorgänge des Aushub- und Lademechanismus in einer vorgegebenen Reihenfolge ausgeführt werden, wobei die Arbeitsvorgänge des Aushub- und Lademechanismus, die in der vorgegebenen Reihenfolge ausgeführt werden, als ein Mal gezählt wird.