DE112014000080B4

DE112014000080B4 - Arbeitsmaschinensteuersystem, Arbeitsmaschine,Baggersteuersystem und Arbeitsmaschinensteuerverfahren

Info

Publication number: DE112014000080B4
Application number: DE112014000080.9T
Authority: DE
Inventors: Yoshiki Kami; Masashi Ichihara; Takeshi Takaura
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2018-06-21
Anticipated expiration: 2034-05-31
Also published as: WO2015181990A1; CN105636659B; US20160273186A1; US9551129B2; KR101751161B1; DE112014000080T5; JPWO2015181990A1; KR20160005016A; JP5840298B1; CN105636659A

Abstract

Arbeitsmaschinensteuersystem, das eine Arbeitsmaschine steuert, die eine Arbeitseinheit mit einem Arbeitswerkzeug umfasst, wobei das Arbeitsmaschinensteuersystem folgendes umfasst:eine Positionsdetektiervorrichtung, die in der Arbeitsmaschine enthalten ist und ein Referenzpositionsdatendetail empfängt, das ihre eigene Position anzeigt;eine Erzeugungseinheit, die ein Arbeitseinheitspositionsdatendetail auf der Basis des durch die Positionsdetektiervorrichtung empfangenen Referenzpositionsdatendetails erzeugt und ein Zielgrabgeländeforminformationsdetail, das eine Zielform eines Grabziels der Arbeitseinheit angibt, aus dem Arbeitseinheitspositionsdatendetail und einem Informationsdetail einer Konstruktionszielfläche, die die Zielform angibt, erzeugt; undeine Arbeitseinheit-Steuereinheit, die eine Grabsteuerung durch Steuerung einer Geschwindigkeit in einer Richtung durchführt, in der sich die Arbeitseinheit an das Grabziel annähert, so dass die Geschwindigkeit gleich oder kleiner wird als eine Grenzgeschwindigkeit auf der Basis des aus der Erzeugungseinheit erlangten Zielgrabgeländeforminformationsdetails,wobei in einem Fall, in dem die Arbeitseinheit-Steuereinheit nicht in der Lage ist, das Referenzpositionsdatendetail während der Grabsteuerung zu empfangen und nicht in der Lage ist, das Zielgrabgeländeforminformationsdetail zu erzeugen,wenn ein Fortbewegen der Arbeitsmaschine stoppt und ein Schwenken der Arbeitseinheit stoppt, die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung unter Verwendung des Zielgrabgeländeforminformationsdetails fortsetzt, das vor einem Zeitpunkt erfasst wurde, an dem die Arbeitseinheit-Steuereinheit nicht in der Lage ist, das Referenzpositionsdatendetail zu empfangen, undwenn sich die Arbeitsmaschine fortbewegt oder die Arbeitseinheit schwenkt, die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung beendet.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Arbeitsmaschinensteuersystem einschließlich einer Arbeitseinheit, eine Arbeitsmaschine, eine Baggersteuersystem und ein Arbeitsmaschinensteuersystem
Hintergrund
Im Allgemeinen wird in einer Baumaschine einschließlich eines Vordergeräts mit einem Löffel eine Grabsteuerung vorgeschlagen, in der ein Löffel entlang einer Grenzfläche bewegt wird, die eine Zielform eines Grabziels angibt (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1).
Entgegenhaltung
Patentliteratur
Patentliteratur 1: WO 95/30059 A
Zusammenfassung
Technisches Problem
In einer Grabsteuerung wird eine Grenzfläche, die eine Zielform eines Grabziels angibt, auf der Basis von zum Beispiel eines Positionsinformationsdetails einer Arbeitsmaschine auf der Basis eines aus einem Positionierungssatelliten oder dergleichen empfangenen Positionsdatendetails erzeugt. Wenn aus diesem Grund das Positionsinformationsdetail der Arbeitsmaschine nicht empfangen werden kann oder dergleichen, kann die Grabsteuerung nicht fortgesetzt werden, und es tritt der der Fall ein, dass die Grabsteuerung stoppt. In diesem Fall ist ein Bedienen durch einen Maschinenführer der Arbeitsmaschine notwendig, um die Grabsteuerung wieder durchzuführen, und die Belastung des Maschinenführers nimmt zu.
Ein Ziel der Erfindung ist die Verminderung einer Belastung eines Maschinenführers, wenn eine Arbeitsmaschine einschließlich einer Arbeitseinheit eine Grabsteuerung durchführt.
Lösung des Problems
Gemäß der vorliegenden Erfindung, ein Arbeitsmaschinensteuersystem, das eine Arbeitsmaschine steuert, die eine Arbeitseinheit mit einem Arbeitswerkzeug umfasst, wobei das Arbeitsmaschinensteuersystem folgendes einschließt: eine Positionsdetektiervorrichtung, die in der Arbeitsmaschine enthalten ist und ein Referenzpositionsdatendetail empfängt, das ihre eigene Position anzeigt; eine Erzeugungseinheit, die ein Arbeitseinheitspositionsdatendetail auf der Basis des auf der Basis des durch die Positionsdetektiervorrichtung empfangenen Referenzpositionsdatendetails erzeugt und ein Zielgrabgeländeforminformationsdetail, das eine Zielform eines Grabziels der Arbeitseinheit angibt, aus dem Arbeitseinheitspositionsdatendetail und einem Informationsdetail einer Konstruktionszielfläche, die die Zielform angibt, erzeugt; und eine Arbeitseinheit-Steuereinheit, die eine Grabsteuerung durch Steuerung einer Geschwindigkeit in einer Richtung durchführt, in der sich die Arbeitseinheit an das Grabziel annähert, so dass die Geschwindigkeit gleich oder kleiner wird als eine Grenzgeschwindigkeit auf der Basis des aus der Erzeugungseinheit erlangten Zielgrabgeländeforminformationsdetails, wobei in einem Fall, in dem die Arbeitseinheit-Steuereinheit nicht in der Lage ist, das Referenzpositionsdatendetail während der Grabsteuerung zu empfangen und nicht in der Lage ist, das Zielgrabgeländeforminformationsdetail zu erzeugen, wenn ein Fortbewegen der Arbeitsmaschine stoppt und ein Schwenken der Arbeitseinheit stoppt,, die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung unter Verwendung des Zielgrabgeländeforminformationsdetails fortsetzt, das vor einem Zeitpunkt erfasst wurde, an dem die Arbeitseinheit-Steuereinheit nicht in der Lage ist, das Referenzpositionsdatendetail zu empfangen, und wenn sich die Arbeitsmaschine fortbewegt oder die Arbeitseinheit schwenkt, die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung beendet.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass, wenn die Arbeitseinheit-Steuereinheit das Zielgrabgeländeforminformationsdetail speichert, das vor dem Zeitpunkt ermittelt wurde, an dem die Arbeitseinheit-Steuereinheit nicht in der Lage ist, das Zielgrabgeländeforminformationsdetail für eine vorbestimmte Zeit zu erlangen, und wenn die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung, die aktuell durchgeführt wird, durch Beenden der Speicherung des Zielgrabgeländeforminformationsdetails beendet, wenn die vorbestimmte Zeit verstreicht, sich die Arbeitsmaschine fortbewegt, oder ein Schwenkkörper, an dem die Arbeitseinheit befestigt ist, schwenkt.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass das Arbeitsmaschinensteuersystem folgendes umfasst: eine Schwenkwinkeldetektiervorrichtung, die einen Schwenkwinkel des Schwenkkörpers detektiert, und wobei, wenn der durch die Schwenkwinkeldetektiervorrichtung detektierte Schwenkwinkel gleich oder größer ist als eine vorbestimmte Größe, die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Speicherung des Zielgrabgeländeforminformationsdetails beendet, um die Grabsteuerung, die aktuell durchgeführt wird, zu beenden.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Arbeitseinheit-Steuereinheit das gespeicherte Zielgrabgeländeforminformationsdetail unter Verwendung eines Neigungswinkels aktualisiert, der durch eine Vorrichtung detektiert wurde, die den Neigungswinkel der Arbeitsmaschine erfasst.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass, wenn die Arbeitseinheit-Steuereinheit das Zielgrabgeländeforminformationsdetail erlangt, das neu ist, bevor eine vorbestimmte Zeit verstreicht, die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung unter Verwendung des erlangten Zielgrabgeländeforminformationsdetails startet.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass, wenn die Arbeitseinheit-Steuereinheit das Zielgrabgeländeforminformationsdetail, das neu ist, nach Beendigung der aktuell durchgeführten Grabsteuerung erlangt, die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung unter Verwendung des erlangten Zielgrabgeländeforminformationsdetails startet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, ein Baggersteuersystem, das eine Arbeitsmaschine steuert, die eine Arbeitseinheit mit einem Arbeitswerkzeug umfasst, wobei das Baggersteuersystem folgendes umfasst: eine Positionsdetektiervorrichtung, die in der Arbeitsmaschine enthalten ist und ein Referenzpositionsdatendetail empfängt, das ihre eigene Position anzeigt; eine Erzeugungseinheit, die ein Arbeitseinheitspositionsdatendetail auf der Basis des durch die Positionsdetektiervorrichtung empfangenen Referenzpositionsdatendetails erzeugt und ein Zielgrabgeländeforminformationsdetail, das eine Zielform eines Grabziels der Arbeitseinheit angibt, aus dem Arbeitseinheitspositionsdatendetail und einem Informationsdetail einer Konstruktionszielfläche, die die Zielform angibt, erzeugt; und eine Arbeitseinheit-Steuereinheit, die eine Grabsteuerung so durchführt, dass verhindert wird, dass die Arbeitseinheit ein Graben über die Zielform hinaus auf der Basis des aus der Erzeugungseinheit erlangten Zielgrabgeländeforminformationsdetails durchführt, wobei, wenn die Arbeitseinheit-Steuereinheit nicht in der Lage ist, das Referenzpositionsdatendetail während der Grabsteuerung zu empfangen und nicht in der Lage ist, das Zielgrabgeländeforminformationsdetail zu erzeugen, die Arbeitseinheit-Steuereinheit das Zielgrabgeländeforminformationsdetail speichert, das vor einem Zeitpunkt ermittelt wurde, an dem die Arbeitseinheit-Steuereinheit das Referenzpositionsdatendetail für eine vorbestimmte Zeit nicht empfangen konnte, und wobei in einem Fall, in dem die Arbeitseinheit-Steuereinheit nicht in der Lage ist, das Referenzpositionsdatendetail zu empfangen, wenn ein Fortbewegen der Arbeitsmaschine gestoppt hat und ein Schwenken der Arbeitseinheit gestoppt hat, die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung durch Nutzen des gespeicherten Zielgrabgeländeforminformationsdetails fortsetzt und die Grabsteuerung, die aktuell durchgeführt wird, durch Beenden der Speicherung des Zielgrabgeländeforminformationsdetails beendet, nachdem die vorbestimmte Zeit verstrichen ist, wobei in einem Fall, in dem die Arbeitseinheit-Steuereinheit nicht in der Lage ist, das Referenzpositionsdatendetail zu empfangen, wenn sich die Arbeitseinheit fortbewegt oder die Arbeitseinheit schwenkt, die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung, die aktuell durchgeführt wird, durch Beenden der Speicherung des Zielgrabgeländeforminformationsdetails beendet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Arbeitsmaschine folgendes: das Arbeitsmaschinensteuersystem.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, ein Arbeitsmaschinensteuerverfahren das eine Arbeitsmaschine steuert, die eine Arbeitseinheit mit einem Arbeitswerkzeug umfasst, wobei das Arbeitsmaschinensteuerverfahren folgendes umfasst: Empfangen eines Referenzpositionsdatendetails, das ihre eigene Position anzeigt; Erzeugen eines Arbeitseinheitspositionsdatendetails auf der Basis des empfangenen Referenzpositionsdatendetails und Erzeugen eines Zielgrabgeländeforminformationsdetails, das eine Zielform eines Grabziels der Arbeitseinheit von dem Arbeitseinheitspositionsdatendetail und einem Informationsdetail einer Konstruktionszielfläche, die die Zielform angibt, angibt; und Durchführen einer Grabsteuerung so, um zu verhindern, dass die Arbeitseinheit ein Graben über die Zielform hinaus auf der Basis des Zielgrabgeländeforminformationsdetails durchführt, und wenn die Arbeitseinheit-Steuereinheit nicht in der Lage ist, das Referenzpositionsdatendetail während der Grabsteuerung zu empfangen und nicht in der Lage ist, das Zielgrabgeländeforminformationsdetail zu erzeugen, die Arbeitseinheit-Steuereinheit das Zielgrabgeländeforminformationsdetail speichert, das vor einem Zeitpunkt ermittelt wurde, an dem die Arbeitseinheit-Steuereinheit das Referenzpositionsdatendetail für eine vorbestimmte Zeit nicht empfangen konnte, und wobei in einem Fall, in dem die Arbeitseinheit-Steuereinheit nicht in der Lage ist, das Referenzpositionsdatendetail zu empfangen, wenn ein Fortbewegen der Arbeitsmaschine gestoppt hat und ein Schwenken der Arbeitseinheit gestoppt hat, die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung durch Nutzen des gespeicherten Zielgrabgeländeforminformationsdetails fortsetzt, wobei in einem Fall, in dem die Arbeitseinheit-Steuereinheit nicht in der Lage ist, das Referenzpositionsdatendetail zu empfangen, wenn sich die Arbeitseinheit fortbewegt oder die Arbeitseinheit schwenkt, die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung beendet.
Die Erfindung kann eine Belastung eines Maschinenführers vermindern, wenn die Arbeitsmaschine einschließlich der Arbeitseinheit die Grabsteuerung durchführt. Kurzbeschreibung der Zeichnungen

1 ist eine perspektivische Ansicht einer Arbeitsmaschine gemäß einer Ausführungsform.
2 ist ein Blockdiagramm und erläutert Konfigurationen eines Antriebssystems und eines Steuersystems eines Baggers.
3A ist eine Seitenansicht des Baggers.
3B ist eine Rückansicht des Baggers.
4 ist ein schematisches Diagramm und erläutert ein Beispiel für ein Zielkonstruktionsinformationsdetail.
5 ist ein Blockdiagramm und erläutert einen Arbeitseinheit-Steuerung und einen Anzeige-Steuerung.
6 ist ein Diagramm und erläutert ein Beispiel für eine auf einer Anzeigeeinheit angezeigte Zielgrabgeländeform.
7 ist ein schematisches Diagramm und erläutert eine Beziehung zwischen einer Zielgeschwindigkeit, einem senkrechten Geschwindigkeitselement und einem horizontalen Geschwindigkeitselement.
8 ist ein Diagramm und erläutert ein Berechnungsverfahren des senkrechten Geschwindigkeitselements und des horizontalen Geschwindigkeitselements.
9 ist ein Diagramm und erläutert ein Berechnungsverfahren des senkrechten Geschwindigkeitselements und des horizontalen Geschwindigkeitselements.
10 ist ein schematisches Diagramm und erläutert einen Abstand zwischen einer Schneidspitze und einer Zielgrabgeländeform.
11 ist ein Graph und erläutert ein Beispiel für ein Grenzgeschwindigkeitsinformationsdetail.
12 ist ein schematisches Diagramm und erläutert ein Berechnungsverfahren für ein senkrechtes Geschwindigkeitselement einer Grenzgeschwindigkeit eines Auslegers.
13 ist ein schematisches Diagramm und erläutert eine Beziehung zwischen das senkrechte Geschwindigkeitselement der Grenzgeschwindigkeit des Auslegers und der Grenzgeschwindigkeit des Auslegers.
14 ist ein Diagramm und erläutert ein Beispiel für eine Änderung in der Grenzgeschwindigkeit des Auslegers auf Grund der Bewegung der Schneidspitze.
15 ist ein Diagramm und erläutert im Einzelnen eine Struktur eines Hydrauliksystems 300, das in einen Bagger 100 eingeschlossen ist.
16A ist ein Diagramm und erläutert einen Zustand, wobei der Bagger die Grabsteuerung durchführt.
16B ist ein Diagramm und erläutert einen Zustand, wobei ein Referenzpositionsdatendetail nicht empfangen werden kann, wenn der Bagger die Grabsteuerung durchführt.
16C ist ein Diagramm und erläutert einen Zustand, wobei die Grabsteuerung auf der Basis von einem Geländeform-Konstruktionsdatendetail fortgesetzt wird, das in einer Datenspeichereinheit gespeichert ist, wenn das Referenzpositionsdatendetail nicht empfangen werden kann.
17 ist ein Diagramm und erläutert das Geländeform-Konstruktionsdatendetail, das in der Datenspeichereinheit gespeichert ist.
18 ist ein Diagramm und erläutert das Geländeform-Konstruktionsdatendetail, das in der Datenspeichereinheit gespeichert ist.
19 ist ein Flussdiagramm und erläutert ein Steuerungsbeispiel eines Arbeitseinheit-Steuerung gemäß einer Ausführungsform.

Beschreibung der Ausführungsformen
Eine Art und Weise der Durchführung der vorliegenden Erfindung (eine Ausführungsform) wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Einzelnen beschrieben.
<Gesamtkonfiguration der Arbeitsmaschine>
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Arbeitsmaschine gemäß einer Ausführungsform. 2 ist ein Blockdiagramm und erläutert Konfigurationen eines Hydrauliksystems 300 und eines Steuersystems 200 eines Baggers 100. Der Bagger 100 als Arbeitsmaschine umfasst einen Fahrzeugkörper 1 als Hauptkörper und eine Arbeitseinheit 2. Der Fahrzeugkörper 1 umfasst einen oberen Schwenkkörper 3 als Schwenkkörper und eine Fahrvorrichtung 5 als Fahrkörper. Der oberen Schwenkkörper 3 beherbergt Vorrichtungen, wie ein Motor und eine hydraulische Pumpe als Stromerzeugungsvorrichtung innerhalb eines Motorraums 3EG. Der Motorraum 3EG ist auf einer Endseite des oberen Schwenkkörpers 3 angeordnet.
In der Ausführungsform verwendet der Bagger 100 zum Beispiel einen Ottomotor, wie einen Diesel-Motor für den Motor als Stromerzeugungsvorrichtung, aber die Stromerzeugungsvorrichtung ist nicht darauf begrenzt. Der Stromerzeugungsvorrichtung des Baggers 100 kann zum Beispiel eine sogenannte Hybridvorrichtung sein, mit eine Kombination eines Diesel-Motor, eines Generatormotors und einer elektrischen Speichervorrichtung. Weiterhin kann die Stromerzeugungsvorrichtung des Baggers 100 eine Vorrichtung mit einer Kombination der elektrischen Speichervorrichtung und des Generatormotors ohne den Diesel-Motor sein.
Der obere Schwenkkörper 3 umfasst einen Bedienraum 4. Der Bedienraum 4 ist bei der anderen Endseite des oberen Schwenkkörpers 3 installiert. D.h. der Bedienraum 4 ist auf der zu der Seite gegenüberliegenden Seite installiert, auf der Motorraum 3EG angeordnet ist. Eine Anzeigeeinheit 29 und eine Bedienvorrichtung 25, die in 2 erläutert ist, sind innerhalb des Bedienraums 4 angeordnet. Diese werden später erläutert. Ein Handlauf 9 ist ein der oberen Seite des oberen Schwenkkörpers 3 befestigt.
Die Fahrvorrichtung 5 weist den oberen Schwenkkörper 3 auf, der daran montiert ist. Die Fahrvorrichtung 5 umfasst Gleisketten 5a und 5b. Die Fahrvorrichtung 5 bewirkt, dass der Bagger 100 sich auf eine Weise fortbewegt, dass einer oder beide des rechten und linken Fahrmotors 5c zur Rotation der Gleisketten 5a und 5b angetrieben werden. Die Arbeitseinheit 2 ist an der Lateralseite des Bedienraums 4 des oberen Schwenkkörpers 3 befestigt.
Der Bagger 100 kann eine Fahrvorrichtung umfassen, die Reifen statt der Gleisketten 5a und 5b umfasst und die in der Lage ist, sich durch Übertragung einer Antriebskraft eines Motor auf die Reifen durch ein Getriebe fortzubewegen. Als Bagger 100 in einem solchen Modus gibt es zum Beispiel einen Radbagger. Weiterhin kann der Bagger 100 zum Beispiel ein Baggerlader sein, der eine Fahrvorrichtung mit solchen Reifen umfasst, weiterhin eine Arbeitseinheit aufweist, die an einen Fahrzeugkörper (Hauptkörper) befestigt und eine Struktur aufweist, die den oberen Schwenkkörper 3 und einen Schwenkmechanismus davon nicht umfasst, der in 1 erläutert ist. D.h. der Baggerlader ist ein Baggerlader, bei dem die Arbeitseinheit am Fahrzeugkörper befestigt ist und der die Fahrvorrichtung, die einen Teil des Fahrzeugkörpers bildet, einschließt.
Im oberen Schwenkkörper 3 ist die Seite, wo die Arbeitseinheit 2 und der Bedienraum 4 angeordnet sind, die Vorderseite, und die Seite, wo der Motorraum 3EG angeordnet ist, ist die Rückseite (x-Richtung). Die linke Seite gegenüber der Vorderseite ist die linke Seite des oberen Schwenkkörpers 3, und die rechte Seite gegenüber der Vorderseite ist die rechte Seite des oberen Schwenkkörpers 3. Die rechte und linke Richtung des oberen Schwenkkörpers 3 werden auch als Breite-Richtung (y-Richtung) bezeichnet. In dem Bagger 100 oder dem Fahrzeugkörper 1 ist die Seite der Fahrvorrichtung 5 auf der Basis des oberen Schwenkkörpers 3 die untere Seite, und die Seite des oberen Schwenkkörpers 3 auf der Basis der Fahrvorrichtung 5 ist die obere Seite (z-Richtung). In dem Fall, wobei der Bagger 100 bei der horizontalen Ebene installiert ist, ist die untere Seite die Seite in der vertikalen Richtung, d.h. die Richtung der Wirkung der Schwerkraft, und die obere Seite ist die der vertikalen Richtung gegenüberliegende Seite.
Die Arbeitseinheit 2 umfasst einen Ausleger 6, einen Arm 7, einen Löffel 8 als ein Arbeitswerkzeug, einen Auslegerzylinder 10, einen Armzylinder 11 und einen Löffelzylinder 12. Ein Basisende des Auslegers 6 ist drehbar am vorderen Teil des Fahrzeugkörpers 1 über einen Auslegerbolzen 13 befestigt. Das Basisende des Arms 7 ist drehbar an einem vorderen Ende des Auslegers 6 über einen Armbolzen 14 befestigt. Der Löffel 8 ist an einem vorderen Ende des Arms 7 über einen Löffelbolzen 15 befestigt. Der Löffel 8 dreht sich um den Löffelbolzen 15. In dem Löffel 8 ist eine Vielzahl von Schneiden 8B an der dem Löffelbolzen 15 gegenüberliegenden Seite befestigt. Die Schneidspitzen 8T sind die Spitzen der Schneiden 8B.
Der Löffel 8 braucht keine Vielzahl von Schneiden 8B einzuschließen. D.h. der Löffel 8 kann ein Löffel sein, der nicht die Schneide 8B umfasst, die in 1 erläutert ist, und bei der die Schneidspitzen in gerader Form durch eine Stahlplatte ausgebildet sind. Die Arbeitseinheit 2 kann zum Beispiel eine Kipplöffel mit einer einzigen Schneide umfassen. Der Kipplöffel bezieht sich auf einen Löffel, der einen Löffel-Kippzylinder umfasst und die einen geneigten oder flachen Gelände durch Kippen des Löffels nach rechts und links frei gestalten und nivellieren kann, auch wenn der Bagger sich auf einer geneigten Geländefläche befindet, und kann auch Oberflächenverdichtungsarbeit unter Verwendung einer Geländeplatte durchführen. Zusätzlich kann die Arbeitseinheit 2 zum Beispiel eine Hang-Oberflächenbearbeitungslöffel oder eine Gesteinsbohrarmbefestigung mit einer Gesteinsbohrarmspitze statt dem Löffel 8 umfassen.
Der Auslegerzylinder 10, der Armzylinder 11 und der Löffelzylinder 12, die in 1 erläutert ist, sind jeweils hydraulische Zylinder, die durch den Druck des Arbeitsöls (hierin im Folgenden entsprechend als hydraulischer Druck bezeichnet) angetrieben werden. Der Auslegerzylinder 10 treibt den Ausleger 6 an und bewegt den Ausleger nach oben. Der Armzylinder 11 treibt den Arm 7 an und dreht den Arm um den Armbolzen 14. Der Löffelzylinder 12 treibt den Löffel 8 an und dreht den Löffel um den Löffelbolzen 15.
Ein Richtungssteuerventil 64, das in 2 erläutert ist, ist zwischen den hydraulischen Zylindern, wie der Auslegerzylinder 10, der Armzylinder 11, und der Löffelzylinder 12, und den hydraulischen Pumpen 36 und 37, die in 2 erläutert sind, angeordnet. Das Richtungssteuerventil 64 steuert den Durchfluss des Arbeitsöls, das aus den hydraulischen Pumpen 36 und 37 an den Auslegerzylinder 10, den Armzylinder 11, den Löffelzylinder 12 und dergleichen geliefert wird, und ändert auch die Richtung, in der das Arbeitsöl fließt. Das Richtungssteuerventil 64 umfasst ein Fahrrichtungssteuerventil, das den Fahrmotor 5c antreibt, und ein Arbeitseinheitrichtungssteuerventil, das den Auslegerzylinder 10, den Armzylinder 11 und den Löffelzylinder 12 steuert und einen Schwenkmotor steuert, der bewirkt, dass der oberen Schwenkkörper 3 ausschwenkt.
Wenn das Arbeitsöl, das aus der Bedienvorrichtung 25 geliefert und auf einen vorbestimmten Pilotdruck eingestellt wird, einen Kolben des Richtungssteuerventils 64 betreibt, wird der Durchfluss des Arbeitsöls, das aus dem Richtungssteuerventil 64 fließt, eingestellt, und der Durchfluss des Arbeitsöls, das aus den hydraulischen Pumpen 36 und 37 an den Auslegerzylinder 10, den Armzylinder 11, den Löffelzylinder 12, den Schwenkmotor oder den Fahrmotor 5c geliefert wird, wird gesteuert. Als Ergebnis wird der Betrieb des Auslegerzylinders 10, des Armzylinders 11, des Löffelzylinders 12 und dergleichen gesteuert.
Weiterhin, da der Pilotdruck des Arbeitsöls, das aus der Bedienvorrichtung 25 an das Richtungssteuerventil 64 geliefert wird, auf eine solche Weise gesteuert wird, dass eine Arbeitseinheit-Steuerung 26, die in 2 erläutert ist, ein Steuerventil 27 steuert, das in 2 erläutert ist, wird der Durchfluss des Arbeitsöls, das aus dem Richtungssteuerventil 64 an den Auslegerzylinder 10, den Armzylinder 11, den Löffelzylinder 12, den Schwenkmotor oder den Fahrmotor 5c geliefert wird, gesteuert. Als Ergebnis kann die Arbeitseinheit-Steuerung 26 den Betrieb des Auslegerzylinders 10, des Armzylinders 11, des Löffelzylinders 12 und dergleichen steuern.
Antennen 21 und 22 sind am oberen Abschnitt des oberen Schwenkkörpers 3 befestigt. Die Antennen 21 und 22 werden zum Detektieren der aktuellen Position des Baggers 100 verwendet. Wie in 2 erläutert, sind die Antennen 21 und 22 mit einer Positionsdetektiervorrichtung 19 als eine Positionsdetektiervorrichtung elektrisch verbunden, die die aktuelle Position des Baggers 100 detektiert. Die Positionsdetektiervorrichtung 19 weist die aktuelle Position des Baggers 100 unter Verwendung von RTK-GNSS (Kinematische Echtzeit-Globalnavigationssatellitensysteme; GNSS bezieht sich auf ein Globalnavigationssatellitensystem) nach. Hierin im Folgenden werden die Antennen 21 und 22 entsprechend als GNSS-Antennen 21 und 22 bezeichnet. Ein Signal, das auf die GNSS-Radiowelle anspricht, die durch die GNSS-Antennen 21 und 22 empfangen wird, wird in die Positionsdetektiervorrichtung 19 eingegeben. Die Positionsdetektiervorrichtung 19 weist Installationspositionen der GNSS-Antennen 21 und 22 nach. Die Positionsdetektiervorrichtung 19 umfasst zum Beispiel einen dreidimensionalen Positionssensor.
Wie in 1 erläutert, ist es wünschenswert, die GNSS-Antennen 21 und 22 an beiden Endpositionen getrennt voneinander in der rechten und linken Richtung des Baggers 100 auf dem oberen Schwenkkörper 3 zu installieren. In der Ausführungsform sind die GNS-Antennen 21 und 22 jeweils an den Handläufen 9 auf beiden Seiten in der Breite-Richtung des oberen Schwenkkörpers 3 befestigt. Die Befestigungspositionen der GNS-Antennen 21 und 22 in dem oberen Schwenkkörper 3 sind nicht auf die Handläufe 9 beschränkt, sondern es ist wünschenswert, die GNS-Antennen 21 und 22 an Positionen so weit wie möglich getrennt voneinander zu installieren, da sich die Detektiergenauigkeit der aktuellen Position des Baggers 100 verbessert. Weiterhin ist es wünschenswert, die GNSS-Antennen 21 und 22 eine Position installieren, wobei die Sicht des Maschinenführers möglichst gestört ist, zu installieren.
Wie in 2 erläutert, umfasst das Hydrauliksystem 300 des Baggers 100 einen Motor 35 und die hydraulischen Pumpen 36 und 37 als Stromerzeugungsquelle. Die hydraulischen Pumpen 36 und 37 werden durch den Motor 35 angetrieben und stoßen das Arbeitsöl aus. Das Arbeitsöl, das aus den hydraulischen Pumpen 36 und 37 ausgestoßen wird, wird an den Auslegerzylinder 10, den Armzylinder 11 und den Löffelzylinder 12 geliefert. Weiterhin umfasst der Bagger 100 einen Schwenkmotor 38. Der Schwenkmotor 38 ist ein hydraulischer Motor, und wird durch das aus den hydraulischen Pumpen 36 und 37 ausgestoßene Arbeitsöl angetrieben. Der Schwenkmotor 38 bewirkt, dass der oberen Schwenkkörper 3 ausschwenkt. Zu beachten ist, dass zwei hydraulische Pumpen 36 und 37 in 2 erläutert sind, aber nur eine hydraulische Pumpe kann bereitgestellt sein. Der Schwenkmotor 38 ist nicht auf den hydraulischen Motor beschränkt, und kann auch ein Elektromotor sein.
Das Steuersystem 200 als Arbeitsmaschinensteuersystem umfasst die Positionsdetektiervorrichtung 19, eine Globalkoordinatenberechnungseinheit 23, eine IMU (Trägkeitsmesseinheit) 24 als eine Detektiervorrichtung, die eine Winkelgeschwindigkeit und Beschleunigung detektiert, die Bedienvorrichtung 25, die Arbeitseinheit-Steuerung 26 als eine Arbeitseinheit-Steuereinheit, eine Sensor-Steuerung 39, eine Anzeige-Steuerung 28 als eine Erzeugungseinheit und die Anzeigeeinheit 29. Die Bedienvorrichtung 25 ist eine Vorrichtung, die die Arbeitseinheit 2 betreibt, die in 1 erläutert ist. Die Bedienvorrichtung 25 empfängt den Bedienvorgang des Maschinenführers des Antreibens der Arbeitseinheit 2 und gibt das Arbeitsöl, das auf den Bedienbetrag anspricht, aus.
Zum Beispiel umfasst die Bedienvorrichtung 25 einen linken Bedienhebel 25L, der bei der linken Seite des Maschinenführers installiert ist, und einen rechten Bedienhebel 25R, der bei der rechten Seite des Maschinenführers angeordnet ist. Im linken Bedienhebel 25L und rechten Bedienhebel 25R entspricht das Bedienen in der Richtung von vorne nach hinten und in der rechten und linken Richtung dem Betrieb von zwei Wellen. Zum Beispiel entspricht das Bedienen in der Richtung von vorne nach hinten des rechten Bedienhebels 25R dem Betrieb des Auslegers 6. Der Ausleger 6 bewegt sich nach unten, wenn der rechte Bedienhebel 25R nach vorne bedient wird, und der Ausleger 6 bewegt sich nach oben, wenn der rechte Bedienhebel nach hinten bedient wird. Der Betrieb der Bewegung nach oben und nach unten des Auslegers 6 wird als Reaktion auf das Bedienen in der Richtung von vorne nach hinten durchgeführt. Das Bedienen in die rechte und linke Richtung des rechten Bedienhebels 25R entspricht dem Betrieb des Löffels 8. Der Löffel 8 hebt aus, wenn der rechte Bedienhebel 25R nach links bedient wird, und der Löffel 8 kippt aus, wenn der rechte Bedienhebel nach rechts bedient wird. Der Grabbetrieb oder der Öffnungsbetrieb des Löffels 8 wird als Reaktion auf das Bedienen in die rechte und linke Richtung durchgeführt. Das Bedienen in der Richtung von vorne nach hinten des linken Bedienhebels 25L entspricht dem Betrieb des Arms 7. Der Arm 7 kippt aus, wenn der linke Bedienhebel 25L nach vorne bedient wird, und der Arm 7 hebt aus, wenn der linke Bedienhebel nach hinten bedient wird. Das Bedienen in die rechte und linke Richtung des linken Bedienhebels 25L entspricht dem Schwenken des oberen Schwenkkörpers 3. Der oberen Schwenkkörper schwenkt nach links, wenn der linke Bedienhebel 25L nach links bedient wird, und der obere Schwenkkörper schwenkt nach rechts, wenn der linke Bedienhebel nach rechts bedient wird.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Bewegungsbetrieb des Auslegers 6 nach oben einem Auskippbetrieb äquivalent. Der Bewegungsbetrieb nach unten des Auslegers 6 ist dem Grabbetrieb äquivalent. Der Grabbetrieb des Arms 7 ist dem Bewegungsbetrieb nach unten äquivalent. Der Auskippbetrieb des Arms 7 ist dem Bewegungsbetrieb nach oben äquivalent. Der Grabbetrieb des Löffels 8 ist dem Bewegungsbetrieb nach unten äquivalent. Der Auskippbetrieb des Löffels 8 ist dem Bewegungsbetrieb nach oben äquivalent. Zu beachten ist, dass der Bewegungsbetrieb des Arms 7 nach unten auch als Biegebetrieb bezeichnet werden kann. Der Bewegungsbetrieb nach oben des Arms 7 kann auch als Ausdehnungsbetrieb bezeichnet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein hydraulischer Pilotdruck in der Bedienvorrichtung 25 verwendet. Das Arbeitsöl, das auf einen vorbestimmten Pilotdruck durch ein Entspannungsventil (nicht erläutert) entspannt wird, wird aus der hydraulischen Pumpe 36 an die Bedienvorrichtung 25 auf der Basis des Auslegerbetriebs, des Löffelbetriebs, des Armbetriebs und des Schwenkbetriebs geliefert.
Ein hydraulischer Pilotdruck kann an einen Pilotdurchgangsweg 450 als Reaktion auf das Bedienen in der Richtung von vorne nach hinten des rechten Bedienhebels 25R geliefert werden, und der Betrieb des Auslegers 6 durch den Maschinenführer wird aufgenommen. Die Ventilvorrichtung, die im rechten Bedienhebel 25R eingeschlossen ist, öffnet sich als Reaktion auf den Bedienbetrag des rechten Bedienhebels 25R, und das Arbeitsöl wird an den Pilotdurchgangsweg 450 geliefert. Weiterhin weist ein Drucksensor 66 den Druck des Arbeitsöls innerhalb des Pilotdurchgangswegs 450 dann als den Pilotdrucks nach. Der Drucksensor 66 überträgt den detektierten Pilotdruck als einen Ausleger-Bedienbetrag MB an die Arbeitseinheit-Steuerung 26. Hierin im Folgenden wird der Bedienbetrag in der Richtung von vorne nach hinten des rechten Bedienhebels 25R entsprechend als der Ausleger-Bedienbetrag MB bezeichnet. Ein Drucksensor 68, ein Steuerventil (hierin im Folgenden entsprechend als ein Zwischenpositionsventil bezeichnet) 27C, und ein Wechselventil 51 sind in einem Pilotdurchgangsweg 50 zwischen der Bedienvorrichtung 25 und dem Auslegerzylinder 10 bereitgestellt. Das Zwischenpositionsventil 27C und das Wechselventil 51 werden später beschrieben.
Ein hydraulischer Pilotdruck kann an den Pilotdurchgangsweg 450 als Reaktion auf das Bedienen in der rechten und linken Richtung des rechten Bedienhebels 25R geliefert werden, und der Betrieb des Löffels 8 durch den Maschinenführer wird aufgenommen. Die Ventilvorrichtung, die im rechten Bedienhebel 25R eingeschlossen ist, öffnet sich als Reaktion auf den Bedienbetrag des rechten Bedienhebels 25R, und das Arbeitsöl wird an den Pilotdurchgangsweg 450 geliefert. Weiterhin weist der Drucksensor 66 den Druck des Arbeitsöls innerhalb des Pilotdurchgangswegs 450 dann als Pilotdruck nach. Der Drucksensor 66 überträgt den detektierten Pilotdruck als Löffel-Bedienbetrag MT an die Arbeitseinheit-Steuerung 26. Hierin im Folgenden wird der Bedienbetrag in der rechten und linken Richtung des rechten Bedienhebels 25R entsprechend als Löffel-Bedienbetrag MT bezeichnet.
Ein hydraulischer Pilotdruck kann an den Pilotdurchgangsweg 450 als Reaktion auf das Bedienen in der Richtung von vorne nach hinten des linken Bedienhebels 25L geliefert werden, und der Betrieb des Arms 7 durch den Maschinenführer wird aufgenommen. Die Ventilvorrichtung, die in dem linken Bedienhebel 25L eingeschlossen ist, öffnet sich als Reaktion auf den Bedienbetrag des linken Bedienhebels 25L, und das Arbeitsöl wird an den Pilotdurchgangsweg 450 geliefert. Weiterhin weist der Drucksensor 66 den Druck des Arbeitsöls innerhalb des Pilotdurchgangswegs 450 dann als Pilotdruck nach. Der Drucksensor 66 überträgt den detektierten Pilotdruck als ein Arm-Bedienbetrag MA an die Arbeitseinheit-Steuerung 26. Hierin im Folgenden wird der Bedienbetrag in der rechten und linken Richtung des linken Bedienhebels 25L entsprechend als Arm-Bedienbetrag MA bezeichnet.
Ein hydraulischer Pilotdruck kann an den Pilotdurchgangsweg 450 als Reaktion auf das Bedienen in die rechte und linke Richtung des linken Bedienhebels 25L geliefert werden, und der Betrieb des oberen Schwenkkörpers 3 durch den Maschinenführer wird aufgenommen. Die Ventilvorrichtung, die in dem linken Bedienhebel 25L eingeschlossen ist, öffnet sich als Reaktion auf den Bedienbetrag des linken Bedienhebels 25L, und das Arbeitsöl wird an den Pilotdurchgangsweg 450 geliefert. Weiterhin weist der Drucksensor 66 den Druck des Arbeitsöls innerhalb des Pilotdurchgangswegs 450 dann als Pilotdruck nach. Der Drucksensor 66 überträgt den detektierten Pilotdruck als einen Schwenk-Bedienbetrag MR an die Arbeitseinheit-Steuerung 26. Hierin im Folgenden wird der Bedienbetrag in der Richtung von vorne nach hinten des linken Bedienhebels 25L entsprechend als Schwenk-Bedienbetrag MR bezeichnet.
Die Bedienvorrichtung 25 liefert einen hydraulischen Pilotdruck einer Größe als Reaktion auf den Bedienbetrag des rechten Bedienhebels 25R in einer solchen Weise an das Richtungssteuerventil 64, dass der rechte Bedienhebel 25R bedient wird. Die Bedienvorrichtung 25 liefert einen hydraulischen Pilotdruck einer Größe als Reaktion auf den Bedienbetrag des linken Bedienhebels 25L in einer solchen Weise an das Steuerventil 27, dass der linke Bedienhebel 25L bedient wird. Der Kolben des Richtungssteuerventils 64 wird durch den hydraulischen Pilotdruck betrieben.
Der Pilotdurchgangsweg 450 wird mit dem Steuerventil 27 bereitgestellt. Die Bedienbeträge des rechten Bedienhebels 25R und des linkes Bedienhebels 25L werden durch den Drucksensor 66 detektiert, der in dem Pilotdurchgangsweg 450 bereitgestellt ist. Der durch den Drucksensor 66 detektierte hydraulische Pilotdruck wird in die Arbeitseinheit-Steuerung 26 eingegeben. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 gibt ein Steuersignal N des Pilotdurchgangswegs 450 als Reaktion auf den in das Steuerventil 27 eingegebenen hydraulischen Pilotdruck aus und öffnet und schließt den Pilotdurchgangsweg 450.
Die Bedienvorrichtung 25 umfasst die Fahrhebel 25FL und 25FR. In der vorliegenden Ausführungsform wird, da eine Art hydraulischer Pilot in der Bedienvorrichtung 25 verwendet wird, das entspannte Arbeitsöl von der hydraulischen Pumpe 36 an das Richtungssteuerventil 64 geliefert, und der Kolben des Richtungssteuerventils wird auf der Basis des Drucks des Arbeitsöl in dem Pilotdurchgangsweg 450 betrieben. Dann wird das Arbeitsöl von der hydraulischen Pumpe an eine nicht erläuterte Fahrvorrichtung (ein Hydraulikmotor), geliefert, und Fahren wird möglich. Der Druck des Arbeitsöls in dem Pilotdurchgangsweg 450 wird durch einen Drucksensor 27PC detektiert.
Die Fahrbetrieb-Detektiereinheiten 25PL und 25PR nehmen den Betrieb der Fahrvorrichtung 5 durch den Maschinenführer als Reaktion auf den Bedienbetrag der Fahrhebel 25FL und 25FR auf. Die Fahrbetrieb-Detektiereinheiten nehmen den Betrieb der Fahrvorrichtung 5, genauer der Gleisketten 5a und 5b durch den Maschinenführer auf. Der Schrittbetrag der Fahrhebel 25FL und 25FR wird durch den Drucksensor 27PC detektiert und als Bedienbetrag MD an die Arbeitseinheit-Steuerung 26 ausgegeben.
Die Arbeitseinheit 2 kann in einer solchen Weise gesteuert werden, dass die Bedienbeträge des linken Bedienhebels 25L und des rechten Bedienhebels 25R zum Beispiel durch ein Potentiometer und einen Hall-IC detektiert werden und die Arbeitseinheit-Steuerung 26 das Richtungssteuerventil 64 und das Steuerventil 27 auf der Basis der Detektierwerte steuert. Damit können der linke Bedienhebel 25L und der rechte Bedienhebel 25R elektrisch sein. Der Schwenkbetrieb und der Armbetrieb können ersetzt werden. In diesem Fall wird der Ausdehnungsbetrieb oder der Biegebetrieb des Arms 7 als Reaktion auf das Bedienen in die rechte und linke Richtung des linken Bedienhebels 25L durchgeführt, und der Schwenkbetrieb in die rechte und linke Richtung des oberen Schwenkkörpers 3 wird als Reaktion auf das Bedienen in der Richtung von vorne nach hinten des linken Bedienhebels 25L durchgeführt.
Das Steuersystem 200 umfasst einen ersten Hubsensor 16, einen zweiten Hubsensors 17 und einen dritten Hubsensor 18. Zum Beispiel ist der erste Hubsensor 16 in dem Auslegerzylinder 10 bereitgestellt, der zweite Hubsensor 17 ist in dem Armzylinder 11 bereitgestellt, und der dritte Hubsensor 18 ist in dem Löffelzylinder 12 bereitgestellt. Der erste Hubsensor 18A weist die Hublänge des Auslegerzylinders 10 (hierin im Folgenden entsprechend als Auslegerzylinderlänge LS1 bezeichnet) nach. Der ersten Hubsensor 16 weist einen Verschiebungsbetrag entsprechend der Ausdehnung des Auslegerzylinders 10 nach und gibt den Verschiebungsbetrag an die Sensor-Steuerung 39 aus. Die Sensor-Steuerung 39 berechnet die Zylinderlänge LS1 des Auslegerzylinders 10 entsprechend dem Verschiebungsbetrag des ersten Hubsensors 16. Die Sensor-Steuerung 39 berechnet einen Neigungswinkel θ1 des Auslegers 6 bezüglich der Richtung (z-Richtung) senkrecht zur horizontalen Ebene in dem Lokalkoordinatensystem des Baggers 100, genauer dem Lokalkoordinatensystem des Fahrzeugkörpers 1 aus der durch den ersten Hubsensor 16 detektierten Auslegerzylinderlänge LS1 und gibt den Neigungswinkel an die Arbeitseinheit-Steuerung 26 und die Anzeige-Steuerung 28 aus.
Der zweite Hubsensor 17 weist die Hublänge des Armzylinders 11 (hierin im Folgenden entsprechend als Armzylinderlänge LS2 bezeichnet) nach. Der zweite Hubsensor 17 weist einen Verschiebungsbetrag entsprechend der Ausdehnung des Armzylinders 11 nach, und gibt den Verschiebungsbetrag an die Sensor-Steuerung 39 aus. Die Sensor-Steuerung 39 berechnet die Zylinderlänge LS2 des Auslegerzylinders 11 entsprechend dem Verschiebungsbetrag des zweiten Hubsensors 17.
Die Sensor-Steuerung 39 berechnet einen Neigungswinkel θ2 des Arms 7 bezüglich des Auslegers 6 aus der durch den zweiten Hubsensors 17 detektierten Armzylinderlänge LS2 und gibt den Neigungswinkel an die Arbeitseinheit-Steuerung 26 und die Anzeige-Steuerung 28 aus. Der dritte Hubsensor 18 weist die Hublänge des Löffelzylinders 12 (hierin im Folgenden entsprechend als Löffelzylinderlänge LS3 bezeichnet) nach. Der dritte Hubsensor 18 weist einen Verschiebungsbetrag entsprechend der Ausdehnung des Löffelzylinders 12 nach und gibt den Verschiebungsbetrag an die Sensor-Steuerung 39 aus. Die Sensor-Steuerung 39 berechnet die Zylinderlänge LS2 des Löffelzylinders 12 entsprechend dem Verschiebungsbetrag des dritten Hubsensors 18.
Die Sensor-Steuerung 39 berechnet den Neigungswinkel θ3 der Schneidspitze 8T des Löffels 8, die in dem Löffel 8 eingeschlossen ist, bezüglich des Arms 7 aus der durch den dritten Hubsensors 18 detektierten Löffelzylinderlänge LS3 und gibt den Neigungswinkel an die Arbeitseinheit-Steuerung 26 und die Anzeige-Steuerung 28 aus. Anders als das Messen des Neigungswinkelsθ1, des Neigungswinkels θ und des Neigungswinkelnθ3 des Auslegers 6, des Arms 7 und des Löffels 8 durch den ersten Hubsensor 16 und dergleichen kann der Neigungswinkel durch einen Drehgeber, der an der Ausleger 6 befestigt ist und den Neigungswinkel des Auslegers 6 misst, einen Drehgeber, der am Arm 7 befestigt ist und den Neigungswinkel des Arms 7 misst, und einen Drehgeber, der an dem Löffel 8 befestigt ist und den Neigungswinkel des Löffels 8 misst, gewonnen werden.
Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 umfasst eine Speichereinheit 26M, wie ein RAM (Random Access Memory) und ein ROM (Read Only Memory) und eine Prozessoreinheit 26P such als eine CPU (Central Processing Unit). Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 steuert das Steuerventil 27 und das Zwischenpositionsventil 27C auf der Basis des Detektierwertes des Drucksensors 66, der in 2 erläutert ist.
Das Richtungssteuerventil 64, das in 2 erläutert ist, zum Beispiel ein Proportionalsteuerventil, und wird durch das aus der Bedienvorrichtung 25 gelieferte Arbeitsöl gesteuert. Das Richtungssteuerventil 64 ist zwischen den hydraulischen Auslösern, wie der Auslegerzylinder 10, der Armzylinder 11, der Löffelzylinder 12 und der Schwenkmotor 38 und die hydraulischen Pumpen 36 und 37 angeordnet. Das Richtungssteuerventil 64 steuert die Durchflussmenge des Arbeitsöls, das aus den hydraulischen Pumpen 36 und 37 an den Auslegerzylinder 10, den Armzylinder 11, den Löffelzylinder 12 und den Schwenkmotor 38 geliefert wird.
Die Positionsdetektiervorrichtung 19, die in dem Steuersystem 200 eingeschlossen ist, weist die Position des Baggers 100 nach. Die Positionsdetektiervorrichtung 19 umfasst die oben beschriebenen GNSS-Antennen 21 und 22. Ein Signal als Reaktion auf die GNSS-Radiowelle, die durch die GNSS-Antennen 21 und 22 empfangen wird, wird in die Globalkoordinatenberechnungseinheit 23 eingegeben. Die GNSS-Antenne 21 empfängt ein Referenzpositionsdatendetail P1, das ihre eigene Position angibt, von einem Positionierungssatelliten. Die GNSS-Antenne 22 empfängt ein Referenzpositionsdatendetail P2, das ihre eigene Position angibt, von einem Positionierungssatelliten. Die GNSS-Antennen 21 und 22 empfangen die Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 bei zum Beispiel einer Frequenz von 10 Hz. Die Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 sind Informationsdetails der Position, wo die GNSS-Antenne installiert ist. Die GNSS-Antennen 21 und 22 werden jedes Mal dann an die Globalkoordinatenberechnungseinheit 23 ausgegeben, wenn die Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 empfangen werden.
Die Globalkoordinatenberechnungseinheit 23 erfasst die beiden Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 (eine Vielzahl von Referenzpositionsdatendetails), die durch das Globalkoordinatensystem dargestellt sind. Die Globalkoordinatenberechnungseinheit 23 erzeugt ein Schwenkkörper-Anordnungsdatendetail, das die Anordnung des oberen Schwenkkörpers 3 auf der Basis der beiden Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 angibt. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst das Schwenkkörper-Anordnungsdatendetail ein Referenzpositionsdatendetail P der beiden Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 und ein Schwenkkörper-Orientierungsdatendetail Q, das auf der Basis der beiden Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 erzeugt wird. Das Schwenkkörper-Orientierungsdatendetail Q wird auf der Basis eines Winkels der Orientierung, die aus dem Referenzpositionsdatendetail P bestimmt wird, das durch die GNSS-Antennen 21 und 22 gewonnen wird, bezüglich der Referenzorientierung (zum Beispiel der Norden) der Globalkoordinate bestimmt. Das Schwenkkörper-Orientierungsdatendetail Q gibt die Orientierung an, in die der obere Schwenkkörper 3, d.h. die Arbeitseinheit 2 zeigt. Die Globalkoordinatenberechnungseinheit 23 aktualisiert das Schwenkkörper-Anordnungsdatendetail, d.h. das Referenzpositionsdatendetail P und das Schwenkkörper-Orientierungsdatendetail Q immer dann, wenn die beiden Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 durch die GNSS-Antennen 21 und 22 bei zum Beispiel einer Frequenz von 10 Hz gewonnen werden und gibt das Datendetail an die Arbeitseinheit-Steuerung 26 und die Anzeige-Steuerung 28 aus.
Die IMU 24 ist am oberen Schwenkkörper 3 befestigt. Die IMU 24 weist ein Betriebsdatendetail nach, das den Betrieb des oberen Schwenkkörpers 3 angibt. Das Betriebsdatendetail, das durch die IMU 24 detektiert wird, ist zum Beispiel Beschleunigung und einen Winkelgeschwindigkeit. In der Ausführungsform ist das Betriebsdatendetail eine Schwenkwinkelgeschwindigkeit ω, bei der der obere Schwenkkörper 3 um eine Schwenkachse z des oberen Schwenkkörpers 3 schwenkt, der in 1 erläutert ist. Zum Beispiel wird die Schwenkwinkelgeschwindigkeit ω durch Differenzieren des Schwenkwinkels des oberen Schwenkkörpers 3 erhalten, der mittlerweile durch die IMU 24 detektiert wurde. Der Schwenkwinkel des oberen Schwenkkörpers 3 kann aus den Positionsinformationsdetails der GNSS-Antennen 21 und 22 gewonnen werden.
3A ist eine Seitenansicht des Baggers 100. 3B ist eine Rückansicht des Baggers 100. Wie in 3A und 3B erläutert, weist die IMU 24 einen Neigungswinkel θ4 bezüglich der rechten und linken Richtung des Fahrzeugkörpers 1, einen Neigungswinkel θ5 bezüglich der Richtung von vorne nach hinten des Fahrzeugkörpers 1, Beschleunigung und einen Winkelgeschwindigkeit nach. Die IMU 24 aktualisiert die Schwenkwinkelgeschwindigkeit ω, den Neigungswinkel θ4 und den Neigungswinkel θ5 bei zum Beispiel einer Frequenz von 100 Hz. Es ist wünschenswert, dass ein Aktualisierungszyklus in der IMU 24 kürzer ist als ein Aktualisierungszyklus in der Globalkoordinatenberechnungseinheit 23. Die Schwenkwinkelgeschwindigkeit ω und der durch die IMU 24 detektierte Neigungswinkel θ5 werden an die Sensor-Steuerung 39 ausgegeben. Die Sensor-Steuerung 39 unterzieht die Schwenkwinkelgeschwindigkeit ω, den Neigungswinkel θ4, und den Neigungswinkel θ5 einem Filterverfahren oder dergleichen und gibt dann die Schwenkwinkelgeschwindigkeit und den Neigungswinkel an die Arbeitseinheit-Steuerung 26 und die Anzeige-Steuerung 28 aus.
Die Anzeige-Steuerung 28 erfasst das Schwenkkörper-Anordnungsdatendetail (Referenzpositionsdatendetail P und Schwenkkörper-Orientierungsdatendetail Q) aus der Globalkoordinatenberechnungseinheit 23. In der vorliegenden Ausführungsform erzeugt die Anzeige-Steuerung 28 ein Löffelschneidspitzen-Positionsdatendetail S, das eine dreidimensionale Position der Schneidspitze 8T des Löffels 8 als Arbeitseinheit-Positionsdatendetail angibt. Dann erzeugt die Anzeige-Steuerung 28 ein Zielgrabgeländeformdatendetail U als ein Informationsdetail, das eine Zielform eines Grabziels angibt, unter Verwendung des Löffelschneidspitzen-Positionsdatendetails S und eines später zu beschreibenden Zielkonstruktionsinformationsdetails T. Die Anzeige-Steuerung 28 leitet ein Anzeige-Zielgrabgeländeformdatendetail Ua auf der Basis der Zielgrabgeländeformdatendetails U ab, und bewirkt, dass die Anzeigeeinheit 29 eine Zielgrabgeländeform 43I auf der Basis des Anzeige-Zielgrabgeländeformdatendetails Ua anzeigt.
Die Anzeigeeinheit 29 ist zum Beispiel eine Flüssigkristallanzeige oder dergleichen, aber ist nicht darauf begrenzt. In der Ausführungsform ist ein Schalter 29S nahe der Anzeigeeinheit 29 installiert. Der Schalter 29S ist eine Eingabevorrichtung, die verwendet wird, um zu bestimmen, ob eine später zu beschreibende Grabsteuerung durchzuführen ist.
Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 erfasst die Schwenkwinkelgeschwindigkeit ω, die die Schwenkwinkelgeschwindigkeit ω angibt, bei der der obere Schwenkkörper 3 um die Schwenkachse z schwenkt, die in 1 erläutert ist, aus der Sensor-Steuerung 39. Weiterhin erfasst die Arbeitseinheit-Steuerung 26 ein Ausleger-Betriebssignal MB, ein Löffel-Betriebssignal MT, ein Arm-Betriebssignal MA, und ein Schwenk-Betriebssignal MR aus dem Drucksensor 66. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 erfasst den Neigungswinkel 1 des Auslegers 6, den Neigungswinkel 2 des Arms 7 und den Neigungswinkel θ3 des Löffels 8 aus der Sensor-Steuerung 39.
Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 erfasst das Zielgrabgeländeformdatendetail U aus der Anzeige-Steuerung 28. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 berechnet eine Position der Schneidspitze 8T des Löffels 8 (hierin im Folgenden entsprechend als eine Schneidspitzenposition bezeichnet) aus dem aus der Sensor-Steuerung 39 erlangten Winkel der Arbeitseinheit 2. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 stellt den Ausleger-Bedienbetrag MB, den Löffel-Bedienbetrag MT und die Arm-Bedienbetrag MA-Eingabe aus der Bedienvorrichtung 25 auf der Basis des Abstands zwischen dem Zielgrabgeländeformdatendetail U und der Schneidspitze 8T des Löffels 8 und der Geschwindigkeit so ein, dass sich die Schneidspitze 8T des Löffels 8 entlang dem Zielgrabgeländeformdatendetail U bewegt. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 erzeugt das Steuersignal N, das zum Steuern der Arbeitseinheit 2 verwendet wird, so dass sich die Schneidspitze 8T des Löffels 8 entlang dem Zielgrabgeländeformdatendetail U bewegt, und gibt das Steuersignal an das Steuerventil 27 aus, das in 2 erläutert sind, angeordnet. Durch ein solches Verfahren ist die Geschwindigkeit, bei der sich die Arbeitseinheit 2 dem Zielgrabgeländeformdatendetail U annähert, als Reaktion auf den Abstand bezüglich der Zielgrabgeländeformdatendetails U begrenzt.
Die zwei Steuerventile 27, die jeweils in dem Auslegerzylinder 10, dem Armzylinder 11 und der Löffelzylinder 12 bereitgestellt sind, öffnen und schließen sich als Reaktion auf das Steuersignal N aus der Arbeitseinheit-Steuerung 26. Der Kolben des Richtungssteuerventils 64 wird auf der Basis des Bedienens des linken Bedienhebels 25L oder des rechten Bedienhebels 25R und einer Anweisung zum Öffnen/Schließen des Steuerventils 27 betrieben, und das Arbeitsöl wird an den Auslegerzylinder 10, den Armzylinder 11 und den Löffelzylinder 12 geliefert.
Die Globalkoordinatenberechnungseinheit 23 weist die Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 der GNSS-Antennen 21 und 22 in dem Globalkoordinatensystem nach. Das Globalkoordinatensystem ist ein dreidimensionales Koordinatensystem, das durch (X, Y, Z) angegeben wird, das zum Beispiel auf einer Referenzposition PG einer Ausrichtungsmarkierung 60 beruht, die als eine Bezug dient, die in einem Arbeitsbereich GD des Baggers 100 installiert ist. Wie in 3A erläutert, ist die Referenzposition PG zum Beispiel ein einer Spitze 60T der Ausrichtungsmarkierung 60 im Arbeitsbereich GD installiert. In der vorliegenden Ausführungsform bezieht sich das Globalkoordinatensystem zum Beispiel auf ein Koordinatensystem in GNSS.
Die Anzeige-Steuerung 28, die ist in 2 erläutert ist, berechnet die Position des Lokalkoordinatensystems, bei Betrachten in dem Globalkoordinatensystem, auf der Basis des Detektierergebnis durch die Positionsdetektiervorrichtung 19. Das Lokalkoordinatensystem bezieht sich auf ein dreidimensionales Koordinatensystem, das durch (x, y, z) angegeben wird, das auf dem Bagger 100 basiert. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Referenzposition PL des Lokalkoordinatensystems auf zum Beispiel einem Schwenkkreis angeordnet, der zum Ausschwenken des oberen Schwenkkörpers 3 verwendet wird. In der vorliegenden Ausführungsform berechnet zum Beispiel die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Position des Lokalkoordinatensystems, beim Betrachten in dem Globalkoordinatensystem wie folgt.
Die Sensor-Steuerung 39 berechnet den Neigungswinkel 1 des Auslegers 6 bezüglich der Richtung (z-Richtung) senkrecht zur horizontalen Ebene in dem Lokalkoordinatensystem aus der durch den ersten Hubsensor 16 detektierten Auslegerzylinderlänge. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 berechnet den Neigungswinkel 2 des Arms 7 bezüglich des Auslegers 6 aus der durch den zweiten Hubsensor 17 detektierten Armzylinderlänge. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 berechnet den Neigungswinkel 3 des Löffels 8 bezüglich des Arms 7 aus der durch den dritten Hubsensor 18 detektierten Löffelzylinderlänge.
Eine Speichereinheit 26M der Arbeitseinheit-Steuerung 26 speichert ein Datendetail der Arbeitseinheit 2 (hierin im Folgenden entsprechend als Arbeitseinheit-Datendetail bezeichnet). Die Arbeitsmaschinendaten umfassen eine Länge L1 des Auslegers 6, eine Länge L2 des Arms 7 und eine Länge L3 des Löffels 8. Wie in 3A erläutert, ist die Länge L1 des Auslegers 6 der Länge vom Auslegerbolzen 13 zum Armbolzen 14 äquivalent. Die Länge L2 des Arms 7 ist der Länge vom Armbolzen 14 zum Löffelbolzen 15 äquivalent. Die Länge L3 des Löffels 8 ist der Länge vom Löffelbolzen 15 zur Schneidspitze 8T des Löffels 8 äquivalent. Die Schneidspitze 8T ist die Spitze der Schneide 8B, die in 1 erläutert ist. Weiterhin umfasst das Arbeitseinheit-Datendetail das Positionsinformationsdetail für den Auslegerbolzen 13 bezüglich der Referenzposition PL des Lokalkoordinatensystems.
4 ist ein schematisches Diagramm und erläutert ein Beispiel für eine Konstruktionszielfläche. Wie in 4 erläutert, umfasst das Zielkonstruktionsinformationsdetail T, das als Endziel nach dem Graben des Grabziels der Arbeitseinheit 2 dient, die in dem Bagger 100 eingeschlossen ist, eine Vielzahl von Konstruktionszielflächen 41, die jeweils durch dreieckige Vielecke ausgedrückt sind. In 4 ist nur eine der Vielzahl von Konstruktionszielflächen 41 durch die Bezugsziffer 41 bezeichnet, und die Bezugsziffern der anderen Konstruktionszielflächen 41 sind weggelassen. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 steuert die Geschwindigkeit in einer Richtung, in der sich die Arbeitseinheit 2 an das Grabziel annähert, so dass die Geschwindigkeit gleich oder kleiner als eine Grenzgeschwindigkeit ist, um zu verhindern, dass der Löffel 8 die Zielgrabgeländeform 43I abträgt. Diese Steuerung wird entsprechend als Grabsteuerung bezeichnet. Als Nächstes wird die Grabsteuerung, die durch die Arbeitseinheit-Steuerung 26 durchgeführt wird, beschrieben.
<Bezüglich Grabsteuerung>
5 ist ein Blockdiagramm und erläutert die Arbeitseinheit-Steuerung 26 und die Anzeige-Steuerung 28. 6 ist ein Diagramm und erläutert ein Beispiel für die Zielgrabgeländeform 43I, die auf der Anzeigeeinheit angezeigt wird. 7 ist ein schematisches Diagramm und erläutert eine Beziehung zwischen einer Zielgeschwindigkeit, einem senkrechten Geschwindigkeitselement, und einem horizontalen Geschwindigkeitselement. 8 ist ein Diagramm und erläutert ein Berechnungsverfahren des senkrechten Geschwindigkeitselements und des horizontalen Geschwindigkeitselements. 9 ist ein Diagramm und erläutert ein Berechnungsverfahren des senkrechten Geschwindigkeitselements und des horizontalen Geschwindigkeitselements. 10 ist ein schematisches Diagramm und erläutert einen Abstand zwischen der Schneidspitze und der Zielgrabgeländeform 43I. 11 ist ein Graph und erläutert ein Beispiel für ein Grenzgeschwindigkeitsinformationsdetail. 12 ist ein schematisches Diagramm und erläutert ein Berechnungsverfahren des senkrechten Geschwindigkeitselements einer Grenzgeschwindigkeit des Auslegers. 13 ist ein schematisches Diagramm und erläutert eine Beziehung zwischen dem senkrechten Geschwindigkeitselement der Grenzgeschwindigkeit des Auslegers und der Grenzgeschwindigkeit des Auslegers. 14 ist ein schematisches Diagramm und erläutert einen Verschiebungsbetrag und einen Verschiebungsbetrag der Schneidspitze.
Wie in 4 und 5 erläutert, erzeugt die Anzeigesteuervorrichtung 28 das Zielgrabgeländeformdatendetail U und gibt das Datendetail an die Arbeitsmaschinensteuervorrichtung 26 aus. Die Grabsteuerung wird durchgeführt, zum Beispiel wenn der Maschinenführer des Baggers 100 einen Zustand wählt, wobei die Grabsteuerung durch den Schalter 29S durchgeführt wird, der in 2 erläutert ist. Wenn die Grabsteuerung durchgeführt wird, erzeugt die Arbeitseinheit-Steuerung 26 ein Ausleger-Anweisungssignal CBI, das für die Grabsteuerung notwendig ist, unter Verwendung des Ausleger-Bedienbetrags MB, des Arm-Bedienbetrags MA, des Löffel-Bedienbetrags MT, des aus der Anzeige-Steuerung 28 erlangten Zielgrabgeländeformdatendetails U und der aus der Sensor-Steuerung 39 erlangten Neigungswinkel θ1, θ2, und θ3, und erzeugt weiterhin ein Arm-Anweisungssignal und ein Löffel-Anweisungssignal, sofern notwendig, treibt das Steuerventil 27 und das Zwischenpositionsventil 27C an und steuert die Arbeitseinheit 2.
Als Ersten wird die Anzeige-Steuerung 28 beschrieben. Die Anzeige-Steuerung 28 umfasst eine Zielkonstruktionsinformationsdetail-Speichereinheit 28A, eine Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail-Erzeugungseinheit 28B und eine Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28D. Die Zielkonstruktionsinformationsdetail-Speichereinheit 28A speichert das Zielkonstruktionsinformationsdetail T als ein Informationsdetail, das die Zielform in einem Arbeitsbereich angibt. Das Zielkonstruktionsinformationsdetail T umfasst ein Koordinatendatendetail und ein Winkeldatendetail, das zum Erzeugen der Zielgrabgeländeformdatendetails U als ein Informationsdetail notwendig ist, das die Zielform des Grabziels angibt. Das Zielkonstruktionsinformationsdetail T umfasst ein Positionsinformationsdetail der Vielzahl von Konstruktionszielflächen 41. Das Zielkonstruktionsinformationsdetail T, das notwendig ist, damit die Grabsteuerungsarbeitseinheit-Steuerung 26 die Arbeitseinheit 2 steuert oder notwendig ist zum Anzeigen der Zielgrabgeländeformdatendetails Ua bei der Anzeigeeinheit 29, wird auf die Zielkonstruktionsinformationsdetail-Speichereinheit 28A über zum Beispiel eine drahtlose Verbindung heruntergeladen. Weiterhin kann das notwendige Zielkonstruktionsinformationsdetail T auf die Zielkonstruktionsinformationsdetail-Speichereinheit 28A durch Verbinden einer Anschlussvorrichtung, die das Zielkonstruktionsinformationsdetail speichert, mit der Anzeige-Steuerung 28 heruntergeladen oder kann durch Verbinden einer trennbaren Speichervorrichtung auf die Steuerung 28 übertragen werden.
Die Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail-Erzeugungseinheit 28B erzeugt ein Schwenkzentrum-Positionsdatendetail XR, das eine Position des Schwenkzentrums des Baggers 100, der die Schwenkachse z des oberen Schwenkkörpers 3 passiert, auf der Basis des Referenzpositionsdatendetails P und des Schwenkkörper-Orientierungsdatendetails Q, die aus der Globalkoordinatenberechnungseinheit 23 gewonnen wurden, angibt. In Schwenkzentrum-Positionsdatendetail XR passt die Referenzposition PL des Lokalkoordinatensystems auf die xy-Koordinaten.
Die Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail-Erzeugungseinheit 28B erzeugt das Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail S, das die aktuelle Position der Schneidspitze 8T des Löffels 8 angibt, auf der Basis des Schwenkzentrum-Positionsdatendetails XR und der Neigungswinkel θ1, θ2 und θ3 der Arbeitseinheit 2.
Wie zuvor beschrieben, erfasst die Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail-Erzeugungseinheit 28B das Referenzpositionsdatendetail P und das Schwenkkörper-Orientierungsdatendetail Q aus der Globalkoordinatenberechnungseinheit 23 bei zum Beispiel einer Frequenz von 10 Hz. Demnach kann die Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail-Erzeugungseinheit 28B das Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail S bei zum Beispiel einer Frequenz von 10 Hz aktualisieren. Die Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail-Erzeugungseinheit 28B gibt das aktualisierte Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail S an die Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C aus.
Die Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C erfasst das in der Zielkonstruktionsinformationsdetail-Speichereinheit 28A gespeicherte Zielkonstruktionsinformationsdetail T und das Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail S aus der Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail-Erzeugungseinheit 28B. Die Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C legt einen Schnittpunkt zwischen der senkrechten Linie, die durch eine Schneidspitzenposition P4 zum aktuellen Zeitpunkt der Schneidspitze 8T hindurchläuft, und der Konstruktionszielfläche 41 in dem Lokalkoordinatensystem, als eine Zielgrabposition 44 fest. Die Zielgrabposition 44 ist ein Punkt direkt unterhalb der Schneidspitzenposition P4 des Löffels 8. Wie in 4 erläutert, erfasst die Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C eine Schnittlinie 43 zwischen einer Ebene 42 der Arbeitseinheit 2, die in der Richtung von vorne nach hinten des oberen Schwenkkörpers 3 definiert ist und durch die Zielgrabposition 44 hindurchläuft, und dem Zielkonstruktionsinformationsdetail T, das durch die Vielzahl von Konstruktionszielflächen 41 dargestellt ist, als eine Kandidatenlinie der Zielgrabgeländeform 43I auf der Basis des Zielkonstruktionsinformationsdetails T und des Löffelschneidspitzenpositionsdatendetails S. Die Zielgrabposition 44 ist ein Punkt auf der Kandidatenlinie. Die Ebene 42 ist eine Ebene (Betriebsebene), auf der die Arbeitsmaschine 2 betrieben wird.
Die Betriebsebene der Arbeitseinheit ist eine Ebene, die parallel zu einer xz-Ebene des Baggers 100 ist, wenn der Ausleger 6 und der Arm 7 sich nicht um die Achse parallel zur z-Achse des Lokalkoordinatensystems des Baggers 100 drehen. Wenn sich mindestens einer des Auslegers 6 und des Arms 7 um die Achse parallel zur z-Achse des Lokalkoordinatensystems des Baggers 100 dreht, ist die Arbeitseinheit-Betriebsebene eine Ebene senkrecht zur Drehachse des Arms, d.h. eine Ebene senkrecht zur Achse des Armbolzens 14, der in 1 erläutert ist. Hierin im Folgenden wird die Arbeitseinheit-Betriebsebene entsprechend als Arm-Betriebsebene bezeichnet.
Die Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C bestimmt einen oder mehrere Wendepunkts um die Zielgrabposition 44 des Zielkonstruktionsinformationsdetails T und die Linien darum herum als Zielgrabgeländeform 43I, die als Grabziel dient. In dem Beispiel, das in 4 erläutert ist, werden zwei Wendepunkte Pv1 und Pv2 und die Linien darum herum als Zielgrabgeländeform 43I bestimmt. Dann erzeugt die Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C ein Positionsinformationsdetail von einem oder mehreren Wendepunkten um die Zielgrabposition 44 herum und ein Winkelinformationsdetail der Linien darum herum als Zielgrabgeländeformdatendetail U als ein Informationsdetail, das die Zielform des Grabziels angibt. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Zielgrabgeländeform 43I durch Linien definiert, kann aber als eine Ebene auf der Basis von zum Beispiel der Breite des Löffels 8 oder dergleichen definiert werden. Das Zielgrabgeländeformdatendetail U, das auf diese Weise erzeugt wurde, umfasst ein Informationsdetail eines Teils der Vielzahl von Konstruktionszielflächen 41. Die Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C gibt das erzeugte Zielgrabgeländeformdatendetail U an die Arbeitseinheit-Steuerung 26 aus. In der vorliegenden Ausführungsform tauschen die Anzeige-Steuerung 28 und die Arbeitseinheit-Steuerung direkt Signals aus, können aber Signale über zum Beispiel eine fahrzeuginterne Signalleitung, wie CAN (Controller Area Network) austauschen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Zielgrabgeländeformdatendetail U ein Informationsdetail auf dem Kreuzungsabschnitt zwischen der Ebene 42 als Arbeitseinheit-Betriebsebene, wo die Arbeitseinheit 2 betrieben wird, und mindestens einer Konstruktionszielfläche (eine erste Konstruktionszielfläche) 41, die die Zielform angibt. Die Ebene 42 ist die xz-Ebene in dem Lokalkoordinatensystem (x, y, z), das in 3A und 3B erläutert ist. Das Zielgrabgeländeformdatendetail U, das durch Ausschneiden der Vielzahl von Konstruktionszielflächen 41 in der Ebene 42 erfasst wird, wird entsprechend als Zielgrabgeländeformdatendetail in der Richtung von vorne nach hinten bezeichnet.
Die Anzeige-Steuerung 28 bewirkt, dass die Anzeigeeinheit 29 die Zielgrabgeländeform 43I auf der Basis des Zielgrabgeländeformdatendetails U, sofern notwendig, anzeigt. Als Anzeige-Informationsdetail wird das Anzeige-Zielgrabgeländeformdatendetail Ua verwendet. Die Anzeigeeinheit 29 zeigt zum Beispiel ein Bild an, wie in 5 erläutert, das eine Positionsbeziehung zwischen der Zielgrabgeländeform 43I, die als das Grabziel des Löffels 8 festgelegt wurde, und der Schneidspitze 8T auf der Basis des Anzeige-Zielgrabgeländeformdatendetails Ua angibt. Die Anzeige-Steuerung 28 bewirkt, dass die Anzeigeeinheit 29 die Zielgrabgeländeform (die Anzeige-Zielgrabgeländeform) 43I auf der Basis des Anzeige-Zielgrabgeländeformdatendetail Ua anzeigt. Das an die Arbeitseinheit-Steuerung 26 ausgegebene Zielgrabgeländeformdatendetail U wird bei der Grabsteuerung verwendet. Das Zielgrabgeländeformdatendetail U, das bei der Grabsteuerung verwendet wird, wird entsprechend als ein Zielgrabgeländeformdaten-Arbeitsdetail bezeichnet.
Wie zuvor beschrieben, erfasst die Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C das Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail S aus der Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail-Erzeugungseinheit 28B bei zum Beispiel einer Frequenz von 10 Hz. Demnach kann die Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C das Zielgrabgeländeformdatendetail U bei zum Beispiel einer Frequenz von 10 Hz aktualisieren und das Zielgrabgeländeformdatendetail an die Arbeitseinheit-Steuerung 26 ausgeben. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 kann das Zielgrabgeländeformdatendetail U in einem Zyklus erfassen, in dem die Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C das Zielgrabgeländeformdatendetail U erzeugt.
Die Fehlerbestimmungseinheit 28D gibt ein Fehlersignal J an die Arbeitseinheit-Steuerung 26 aus, wenn zum Beispiel die GNSS-Antennen 21 und 22, die in 1 und 2 erläutert sind, keine Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 von einem Positionierungssatelliten empfangen können, und als Ergebnis das Referenzpositionsdatendetail P nicht aus der Globalkoordinatenberechnungseinheit 23 erfasst werden kann. Die Fehlerbestimmungseinheit 28D kann das Fehlersignal J ausgeben, wenn zum Beispiel die Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail-Erzeugungseinheit 28B das Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail S nicht erzeugen kann und als Ergebnis die Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C kein Zielgrabgeländeformdatendetail U erzeugen kann. Weiterhin kann die Fehlerbestimmungseinheit 28D das Fehlersignal J ausgeben, wenn die Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C das Konstruktionsinformationszieldetail T nicht aus der Konstruktionsinformationszieldetailspeichereinheit 28 A erfassen kann und als Ergebnis kein Zielgrabgeländeformdatendetail U erzeugen kann. D.h. die Fehlerbestimmungseinheit 28D kann das Fehlersignal J ausgeben, wenn zum Beispiel die Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C kein Zielgrabgeländeformdatendetail U erzeugen kann. Das gleiche gilt zum Beispiel für einen Fall, wo die Arbeitseinheit 2, genauer der Löffel 8, während der Grabsteuerung von der Konstruktionszielfläche 41 abweicht.
Die Grabsteuerung wird auf der Konstruktionszielfläche 41 durchgeführt, die von der Zielgrabgeländeform 43I abweicht; allerdings wird eine Beschreibung über ein Verfahren in dem Fall angegeben, wo die Arbeitseinheit 2, genauer der Löffel 8 während der Grabsteuerung von der Konstruktionszielfläche 41 abweicht. Die Konstruktionszielfläche 41 wird für jede Baustelle eingestellt; da allerdings dieses Einstellen nicht immer einfach ist, gibt es den Fall, wo nur ein Teil des für die Konstruktion notwendigen Konstruktionsinformationszieldetails Ts erzeugt wird. Wenn sich die Schneidspitze 8T des Löffels 8 an eine Stelle bewegt, wo die Konstruktionszielfläche 41 nicht existiert, erlangt die Anzeige-Steuerung 28 die Zielgrabgeländeform 43I als ungültigen Wert und gibt die Zielgrabgeländeform aus. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 berechnet in diesem Fall den Abstand zwischen der Zielgrabgeländeform 43I als ungültigen Wert und die Zielgrabposition 44, die unter der Schneidspitze 8T des Löffels 8, vorhanden ist, als einen unendlichen Wert.
Wenn die Zielgrabgeländeform 43I, auf der die Grabsteuerung durchgeführt wird, und die Schneidspitze 8T des Löffels 8 einander nahe sind und der Bewegungsbetrieb nach oben des Auslegers durch eine Steuerung durchgeführt wird (hierin im Folgenden entsprechend als Ausleger-Zwischenpositionssteuerung bezeichnet), in der der Ausleger 6 dazwischen liegt (innerhalb des Ausleger-Begrenzungsabstands), nimmt der Abstand zwischen der Zielgrabgeländeform 43I und der Schneidspitze 8T des Löffels 8 zu, und daher wird der Bewegungsbetrieb des Auslegers 6 nach oben freigegeben. Dabei schließt die Arbeitseinheit-Steuerung 26 langsam ein elektromagnetisches Ventil 27E, so dass der Bewegungsbetrieb des Auslegers 6 nach oben nach und nach auf die Freigabe des Bewegungsbetriebs des Auslegers 6 nach oben umgeschaltet wird. Dieses Verfahren wird als Modulationsverfahren beschrieben.
Wenn der Abstand zwischen der Zielgrabgeländeform 43I und der Schneidspitze 8T des Löffels 8 abrupt zunimmt, bewegt sich der Ausleger 6 abrupt nach unten, und daher besteht die Möglichkeit der unerwarteten Erschütterung des Maschinenführers des Baggers. Das Modulationsverfahren kann die Erschütterung umgehen. Eine Ausnahme der Bedingung, in der das Modulationsverfahren durchgeführt wird, umfasst einen Fall, wobei der Abstand zwischen der Zielgrabgeländeform 43I und der Schneidspitze 8T des Löffels 8 innerhalb eines vorbestimmten Abstands (zum Beispiel, 3000 mm) liegt, der größer ist als der Ausleger-Begrenzungsabstand (der ein erster vorbestimmter Wert dth1 ist, der später zu beschreiben ist und zum Beispiel 800 mm beträgt). Wenn diese Bedingung erfüllt ist, führt die Arbeitseinheit-Steuerung 26 das Modulationsverfahren nicht durch. Beispielsweise wird die Ausleger-Zwischenpositionssteuerung nicht durchgeführt, wie in dem Fall, wobei der Maschinenführer die Arbeitseinheit 2 in Richtung einer Geländeform unterhalb von einer Geländeform mit einer großen Stufe bewegt und die Zielgrabposition 44 nicht auf der Konstruktionszielfläche 41 vorkommt. In diesem Fall wird die Grabsteuerung nicht auf der Basis der Absicht des Maschinenführers durchgeführt. In diesem Fall wird die Entstehung der Erschütterung nach Absicht des Maschinenführers ermöglicht.
Die Anzeige-Steuerung28 führt Initialisierungsarbeit durch, wenn die GNSS-Antennen 21 und 22 keine Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 von einem Positionierungssatelliten empfangen können und als Ergebnis die Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C die Zielgrabgeländeformdatendetail U nicht erzeugen kann. Als nächstes wird die Arbeitseinheit-Steuerung 26 beschrieben.
Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 umfasst eine Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52, eine Abstandserfassungseinheit 53, eine Grenzgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 54, eine Arbeitseinheit-Steuereinheit 57, eine Datenspeichereinheit und eine Schalteinheit 59. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 führt die Grabsteuerung unter Verwendung der Zielgrabgeländeform 43I auf der Basis des oben beschriebenen Datendetails über eine in einer Richtung von vorne nach hinten gegrabene Zielgeländeform U oder des Datendetails über eine in einer Breite-Richtung gegrabene Zielgeländeform Uw durch. Damit existieren in der vorliegenden Ausführungsform die Zielgrabgeländeform 43I, die zur Anzeige verwendet wird, und die Zielgrabgeländeform 43I, die bei der Grabsteuerung verwendet wird. Erstere wird als Anzeige-Zielgrabgeländeform bezeichnet, und letztere wird als Grabsteuerungszielgrabgeländeform bezeichnet.
In der vorliegenden Ausführungsform werden die Funktionen der Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52, der Abstandserfassungseinheit 53, der Grenzgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 54, der Arbeitseinheit-Steuereinheit 57, und die Steuerungsbestimmungseinheit 59 von der Prozessoreinheit 26P realisiert, die in 2 erläutert ist. Als Nächstes wird die Grabsteuerung durch die Arbeitseinheit-Steuerung 26 beschrieben. Die Grabsteuerung ist ein Beispiel für die Grabsteuerung in der Richtung von vorne nach hinten der Arbeitseinheit 2, aber die Grabsteuerung ist auch in der Breite-Richtung der Arbeitseinheit 2 möglich.
Die Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52 bestimmt eine Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm, eine Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am und eine Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt. Die Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm ist eine Geschwindigkeit der Schneidspitze 8T, wenn nur der Auslegerzylinder 10 angetrieben wird. Der Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am ist eine Geschwindigkeit der Schneidspitze 8T, wenn nur der Armzylinder 11 angetrieben wird. Die Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt ist eine Geschwindigkeit der Schneidspitze 8T, wenn nur der Löffelzylinder 12 angetrieben wird. Die Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm wird als Reaktion auf den Ausleger-Bedienbetrag MB berechnet. Die Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am wird als Reaktion auf den Arm-Bedienbetrag MA berechnet. Die Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt wird als Reaktion auf den Löffel-Bedienbetrag MT berechnet.
Die Speichereinheit 26M speichert ein Zielgeschwindigkeitsinformationsdetail zum Definieren einer Beziehung zwischen dem Ausleger-Bedienbetrag MB und der Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm. Die Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52 bestimmt die Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm entsprechend dem Ausleger-Bedienbetrag MB durch Bezugnahme auf das Zielgeschwindigkeitsinformationsdetail. Das Zielgeschwindigkeitsinformationsdetail ist ein Graph, in dem zum Beispiel eine Größe der Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm bezüglich des Ausleger-Bedienbetrags MB beschrieben wird. Das Zielgeschwindigkeitsinformationsdetail kann in der Form einer Tabelle oder einer Gleichung vorliegen. Das Zielgeschwindigkeitsinformationsdetail umfasst ein Informationsdetail zum Definieren einer Beziehung zwischen dem Arm-Bedienbetrag MA und der Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am. Das Zielgeschwindigkeitsinformationsdetail umfasst ein Informationsdetail zum Definieren einer Beziehung zwischen Löffel-Bedienbetrag MT und Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt. Die Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52 bestimmt die Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am entsprechend dem Arm-Bedienbetrag MA durch Bezugnahme auf das Zielgeschwindigkeitsinformationsdetail. Die Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52 bestimmt die Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt entsprechend dem Löffel-Bedienbetrag MT durch Bezugnahme auf das Zielgeschwindigkeitsinformationsdetail. Wie in 7 erläutert, wandelt die Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52 die Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm in ein Geschwindigkeitselement (hierin im Folgenden entsprechend als ein senkrechtes Geschwindigkeitselement bezeichnet) Vcy_bm in einer Richtung senkrecht zur Zielgrabgeländeform 43I (das Zielgrabgeländeformdatendetail U) und ein Geschwindigkeitselement (hierin im Folgenden entsprechend als ein horizontales Geschwindigkeitselement bezeichnet) Vcx_bm in einer Richtung parallel zur Zielgrabgeländeform 43I (Zielgrabgeländeformdatendetail U) um.
Zum Beispiel erfasst die Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52 als Erstes den Neigungswinkel θ5 aus der Sensor-Steuerung 39 und erhält eine Neigung in der Richtung senkrecht zur Zielgrabgeländeform 43I bezüglich der senkrechten Achse des Globalkoordinatensystems. Dann erlangt die Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52 einen Winkel β2 (siehe 8), der eine Neigung zwischen der senkrechten Achse des Lokalkoordinatensystems und der Richtung senkrecht zur Zielgrabgeländeform 43I aus einer solchen Neigung darstellt.
Als Nächstes wandelt, wie in 8 erläutert, die Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52 die Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm in das Geschwindigkeitselement VL1_bm in der senkrechten Achsenrichtung des Lokalkoordinatensystems und ein Geschwindigkeitselement VL2_bm in der horizontalen Achsenrichtung durch eine trigonometrische Funktion aus dem Winkel β2, der zwischen der senkrechten Achse des Lokalkoordinatensystems und der Richtung der Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm gebildet ist, um. Dann wandelt, wie in 9 erläutert, die Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52 das Geschwindigkeitselement VL1_bm in der senkrechten Achsenrichtung des Lokalkoordinatensystems und das Geschwindigkeitselement VL2_bm in der horizontalen Achsenrichtung in das senkrechte Geschwindigkeitselement Vcy_bm und das horizontale Geschwindigkeitselement Vcx_bm bezüglich der oben beschriebenen Zielgrabgeländeform 43I durch eine trigonometrische Funktion aus einer Neigung β1, die zwischen der senkrechten Achse des oben beschriebenen Lokalkoordinatensystems und der Richtung senkrecht zur Zielgrabgeländeform 43I ausgebildet ist, um. Gleichermaßen wandelt die Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52 die Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am in ein senkrechtes Geschwindigkeitselement Vcy_am in der senkrechten Achsenrichtung des Lokalkoordinatensystems und ein horizontales Geschwindigkeitselement Vcx_am um. Die Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52 wandelt die Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt in ein senkrechtes Geschwindigkeitselement Vcy_bkt in der senkrechten Achsenrichtung des Lokalkoordinatensystems und ein horizontales Geschwindigkeitselement Vcx_bkt um.
Wie in 10 erläutert, erfasst die Abstandserfassungseinheit 53 einen Abstand d zwischen der Schneidspitze 8T des Löffels 8 und der Zielgrabgeländeform 43I. Insbesondere berechnet die Abstandserfassungseinheit 53 den Abstand d, der als der kürzeste Abstand zwischen der Schneidspitze 8T des Löffels 8 und der Zielgrabgeländeform 43I dient, aus dem wie oben beschrieben erlangten Positionsinformationsdetail der Schneidspitze 8T und dem Zielgrabgeländeformdatendetail U, das die Position der Zielgrabgeländeform 43I angibt. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Grabsteuerung auf der Basis des Abstands d durchgeführt, der als der kürzeste Abstand zwischen der Schneidspitze 8T des Löffels 8 und der Zielgrabgeländeform 43I dient.
Die Grenzgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 54 berechnet eine Grenzgeschwindigkeit Vcy_Imt der kompletten Arbeitseinheit 2, die in 1 erläutert ist, als Ganzes auf der Basis des Abstands d zwischen der Schneidspitze 8T des Löffels 8 und der Zielgrabgeländeform 43I. Die Grenzgeschwindigkeit Vcy_Imt der Arbeitsmaschine 2 als Ganzes ist eine zulässige Bewegungsgeschwindigkeit der Schneidspitze 8T in einer Richtung, in der die Schneidspitze 8T des Löffels 8 nahe an die Zielgrabgeländeform 43I herankommt. Die Arbeitsmaschinenspeichereinheit 26M, die in 2 erläutert ist, speichert ein Grenzgeschwindigkeitsinformationsdetail zum Definieren einer Beziehung zwischen dem Abstand d und der Grenzgeschwindigkeit Vcy_Imt.
11 erläutert ein Beispiel für das Grenzgeschwindigkeitsinformationsdetail. In 11 ist die horizontale Achse der Abstand d, und die vertikale Achse ist die Grenzgeschwindigkeit Vcy. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Abstand d, wenn die Schneidspitze 8T außerhalb der Zielgrabgeländeform 43I lokalisiert ist, d.h. auf der Seite der Arbeitseinheit 2 des Baggers 100, ein positiver Wert, und der Abstand d ist ein negativer Wert, wenn die Schneidspitze 8T innerhalb der Zielgrabgeländeform 43I, d.h. innerhalb des Grabziels in Beziehung zur Zielgrabgeländeform 43I, lokalisiert ist. Zum Beispiel kann, wie in 10 erläutert, auch gesagt werden, dass der Abstand d, wenn die Schneidspitze 8T über der Zielgrabgeländeform 43I lokalisiert ist, ein positiver Wert ist, und der Abstand d ein negativer Wert ist, wenn die Schneidspitze 8T unter der Zielgrabgeländeform 43I lokalisiert ist. Weiterhin kann auch gesagt werden, dass der Abstand d, wenn die Schneidspitze 8T sich ein einer Position des Nichtabtragens der Zielgrabgeländeform 43I befindet, ein positiver Wert ist, und der Abstand d ein negativer Wert ist, wenn die Schneidspitze 8T sich ein einer Position des Grabens der Zielgrabgeländeform 43I befindet. Der Abstand d ist, wenn die Schneidspitze 8T bei der Zielgrabgeländeform 43I lokalisiert ist, d.h. wenn die Schneidspitze 8T mit der Zielgrabgeländeform 43I in Kontakt ist, Null.
In der vorliegenden Ausführungsform wird angenommen, dass die Geschwindigkeit, wenn sich die Schneidspitze 8T aus dem Inneren der Zielgrabgeländeform 43I nach außerhalb fortbewegt, ein positiver Wert ist und die Geschwindigkeit, wenn sich die Schneidspitze 8T von außerhalb der Zielgrabgeländeform 43I nach innerhalb davon bewegt, ein negativer Wert ist. D.h. es wird angenommen, dass die Geschwindigkeit, wenn sich die Schneidspitze 8T von der Zielgrabgeländeform 43I nach oben bewegt, ein positiver Wert ist, und die Geschwindigkeit, wenn sich die Schneidspitze 8T nach unten bewegt, ein negativer Wert ist.
In dem Grenzgeschwindigkeitsinformationsdetail ist die Neigung der Grenzgeschwindigkeit Vcy_Imt, wenn der Abstand d zwischen d1 und d2 ist, kleiner als die Neigung, als wenn der Abstand d gleich oder größer ist als d1 oder gleich oder kleiner ist als d2. d1 ist größer als Null. d2 ist kleiner als Null. Um die Grenzgeschwindigkeit im Betrieb nahe der Zielgrabgeländeform 43I spezifischer festzulegen, wird die Neigung, wenn der Abstand d zwischen d1 und d2 ist, so festgelegt, dass sie kleiner ist als die Neigung, wenn der Abstand d gleich oder größer ist als d1 oder gleich oder kleiner ist als d2. Wenn der Abstand d gleich oder größer ist als d1, ist die Grenzgeschwindigkeit Vcy_Imt ein negativer Wert, und die Grenzgeschwindigkeit Vcy_Imt nimmt ab, wenn der Abstand d zunimmt. D.h. wenn der Abstand d gleich oder größer ist als d1, nimmt die Geschwindigkeit von der Zielgrabgeländeform 43I nach unten hin zu und der absolute Wert der Grenzgeschwindigkeit Vcy_Imt nimmt zu, wenn sich die Schneidspitze 8T über der Zielgrabgeländeform 43I von der Zielgrabgeländeform 43I weg bewegt. Wenn der Abstand d gleich oder kleiner als Null ist, ist die Grenzgeschwindigkeit Vcy_Imt ein positiver Wert, und die Grenzgeschwindigkeit Vcy_Imt nimmt zu, wenn der Abstand d zunimmt. D.h. wenn der Abstand d, in dem sich die Schneidspitze 8T des Löffels 8 von der Zielgrabgeländeform 43I weg bewegt, gleich oder kleiner als Null ist, nimmt die Geschwindigkeit von der Zielgrabgeländeform 43I nach oben hin zu und der absolute Wert der Grenzgeschwindigkeit Vcy_Imt nimmt zu, wenn sich die Schneidspitze 8T unter der Zielgrabgeländeform 43I von der Zielgrabgeländeform 43I weg bewegt.
Wenn der Abstand d gleich oder größer ist als ein erster vorbestimmter Wert dth1, wird die Grenzgeschwindigkeit Vcy_Imt zu Vmin. Der erste vorbestimmte Wert dth1 ist ein positiver Wert und größer ist als d1. Vmin ist kleiner als der minimale Wert der Zielgeschwindigkeit. D.h. wenn der Abstand d gleich oder größer ist als der erste vorbestimmte Wert dth1, ist der Betrieb der Arbeitseinheit 2 nicht eingeschränkt. Wenn sich demnach die Schneidspitze 8T über der Zielgrabgeländeform 43I weitgehend von der Zielgrabgeländeform 43I weg bewegt, wird keine Einschränkung des Betriebs der Arbeitseinheit 2, d.h. der Grabsteuerung, durchgeführt. Wenn der Abstand d kleiner ist als der erste vorbestimmte Wert dth1, ist der Betrieb der Arbeitseinheit 2 eingeschränkt. Insbesondere ist, wie später beschrieben, der Betrieb des Auslegers 6 eingeschränkt, wenn der Abstand d kleiner ist als der erste vorbestimmte Wert dth1.
Die Grenzgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 54 berechnet das senkrechte Geschwindigkeitselement (hierin im Folgenden entsprechend als ein senkrechtes Grenzgeschwindigkeitselement des Auslegers 6 bezeichnet) Vcy_bm_Imt der Grenzgeschwindigkeit des Auslegers 6 aus der Grenzgeschwindigkeit Vcy_Imt der kompletten Arbeitseinheit 2, der Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am und der Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt. Wie in 12 erläutert, berechnet die Grenzgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 54 ein senkrechtes Grenzgeschwindigkeitselement Vcy_bm_Imt des Auslegers 6 durch Subtrahieren des senkrechten Geschwindigkeitselements Vcy_t der Schwenk-Zielgeschwindigkeit Vct von der Grenzgeschwindigkeit Vcy_Imt der kompletten Arbeitseinheit 2.
Wie in 13 erläutert, wandelt die Grenzgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 54 das senkrechte Grenzgeschwindigkeitselement Vcy_bm_Imt des Auslegers 6 in eine Grenzgeschwindigkeit (eine Ausleger-Grenzgeschwindigkeit) Vc_bm_Imt des Auslegers 6 um. Die Grenzgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 54 erhält einen Zusammenhang zwischen der Richtung senkrecht zur Zielgrabgeländeform 43I und einer Richtung einer Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_Imt von dem Neigungswinkel θ1 des Auslegers 6, dem Neigungswinkel θ2 des Arms 7, dem Neigungswinkel θ3 des Löffels 8, dem Referenzpositionsdatenwert der GNSS-Antennen 21 und 22, den Zielgrabgeländeformdaten U, und dergleichen wie vorstehend beschrieben, und überführt die Grenze der vertikalen Geschwindigkeitskomponente Vcy_bm_Imt des Auslegers 6 in die Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_Imt. Die Berechnung wird in diesem Fall gemäß einer Vorgehensweise durchgeführt, die der Berechnung des Erhalts des senkrechten Geschwindigkeitselements Vcy_bm in der Richtung senkrecht zur Zielgrabgeländeform 43I aus der Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm, wie vorstehend beschrieben, entgegengesetzt ist.
Das Wechselventil 51, das in 2 erläutert ist, wählt einen größeren aus dem auf der Basis des Betriebs des Auslegers 6 erzeugten Pilotdruck und dem durch das Zwischenpositionsventil 27C auf der Basis der Auslegerzwischenpositionsanweisung CBI erzeugten Pilotdruck aus und liefert den Pilotdruck an das Richtungssteuerventil 64. Wenn der Pilotdruck auf der Basis der Auslegerzwischenpositionsanweisung CBI größer ist als der auf der Basis des Betriebs des Auslegers 6 erzeugte Pilotdruck, wird das Richtungssteuerventil 64 entsprechend dem Auslegerzylinder 10 durch den Pilotdruck auf der Basis der Auslegerzwischenpositionsanweisung CBI betrieben. Als Ergebnis wird der Antrieb des Auslegers 6 auf der Basis der Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_Imt realisiert.
Die Arbeitseinheit-Steuereinheit 57 steuert die Arbeitseinheit 2. Die Arbeitseinheit-Steuereinheit 57 steuert den Auslegerzylinder 10, den Armzylinder 11 und den Löffelzylinder 12 durch Ausgabe des Arm-Anweisungssignals, des Ausleger-Anweisungssignals, der Auslegerzwischenpositionsanweisung CBI, und des Löffel-Anweisungssignals an das Steuerventil 27 und das Zwischenpositionsventil 27C, das in 2 erläutert ist. Das Arm-Anweisungssignal, das Ausleger-Anweisungssignal, die Auslegerzwischenpositionsanweisung CBI bzw. das Löffel-Anweisungssignal umfassen aktuelle Werte als Reaktion auf die Ausleger-Anweisungsgeschwindigkeit, die Arm-Anweisungsgeschwindigkeit, und die Löffel-Anweisungsgeschwindigkeit.
Wenn der auf der Basis des Bewegungsbetriebs des Auslegers 6 nach oben erzeugte Pilotdruck größer ist als der Pilotdruck auf der Basis der Auslegerzwischenpositionsanweisung CBI, wählt das Wechselventil 51 den Pilotdruck auf der Basis des Hebelbetriebs. Das Richtungssteuerventil 64 entsprechend dem Auslegerzylinder 10 wird durch den Pilotdruck betrieben, der durch das Wechselventil 51 auf der Basis des Betriebs des Auslegers 6 gewählt wird. D.h. da der Ausleger 6 auf der Basis der Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm angetrieben wird, wird der Ausleger nicht auf der Basis der Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_Imt angetrieben.
Wenn der Pilotdruck, der auf der Basis des Betriebs des Auslegers 6 erzeugt wurde, größer ist als der Pilotdruck auf der Basis der AuslegerZwischenpositionsanweisung CBI, wählt die Arbeitseinheit-Steuereinheit 57 jeweils die Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm, die Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am, und die Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt als Ausleger-Anweisungsgeschwindigkeit, Arm-Anweisungsgeschwindigkeit und Löffel-Anweisungsgeschwindigkeit. Die Arbeitseinheit-Steuereinheit 57 bestimmt die Geschwindigkeiten (eine Zylindergeschwindigkeit) des Auslegerzylinder 10, des Armzylinders 11 und des Löffelzylinders 12 als Reaktion auf die Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm, die Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am, und die Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt. Dann betreibt die Arbeitseinheit-Steuereinheit 57 den Auslegerzylinder 10, den Armzylinder 11 und den Löffelzylinder 12 durch Steuern des Steuerventils 27 auf der Basis der bestimmten Zylindergeschwindigkeit.
Damit betreibt, im Normalbetrieb, die Arbeitseinheit-Steuereinheit 57 den Auslegerzylinder 10, den Armzylinder 11 und den Löffelzylinder 12 als Reaktion auf den Ausleger-Bedienbetrag MB, den Arm-Bedienbetrag MA und den Löffel-Bedienbetrag MT. Demnach wird der Auslegerzylinder 10 bei der Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm betrieben, der Armzylinder 11 wird bei der Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am betrieben und der Löffelzylinder 12 wird bei der bei der Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt betrieben.
Wenn der Pilotdruck auf der Basis der Auslegerzwischenpositionsanweisung CBI größer ist als der auf der Basis des Betriebs des Auslegers 6 erzeugte Pilotdruck, wählt das Wechselventil 51 den aus dem Zwischenpositionsventil 27C ausgegebenen Pilotdruck auf der Basis der Zwischenpositionsanweisung. Als Ergebnis wird der Ausleger 6 bei der Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_Imt betrieben, während der Arm 7 bei der Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am betrieben wird. Weiterhin wird die Löffel 8 bei der Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt betrieben.
Wie zuvor beschrieben, wird das senkrechte Grenzgeschwindigkeitselement Vcy_bm_Imt des Auslegers 6 durch Subtrahieren des senkrechten Geschwindigkeitselements Vcy_am der Arm-Zielgeschwindigkeit und des senkrechten Geschwindigkeitselements Vcy_bkt der Löffel-Zielgeschwindigkeit von der Grenzgeschwindigkeit Vcy_Imt der kompletten Arbeitseinheit 2 berechnet. Wenn demnach die Grenzgeschwindigkeit Vcy_Imt der kompletten Arbeitseinheit 2 kleiner ist als die Summe des senkrechten Geschwindigkeitselements Vcy_am der Arm-Zielgeschwindigkeit und des senkrechten Geschwindigkeitselements Vcy_bkt der Löffel-Zielgeschwindigkeit, wird das senkrechte Grenzgeschwindigkeitselement Vcy_bm_Imt des Auslegers 6 zu einem negativen Wert, bei dem sich der Ausleger nach oben bewegt.
Demnach wird die Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_Imt zu einem negativen Wert. Damit bewegt die Arbeitseinheit-Steuereinheit 57 den Ausleger 6 nach unten, reduziert aber die Geschwindigkeit davon, damit sie kleiner ist als die Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm. Aus diesem Grund ist es möglich zu verhindern, dass der Löffel 8 die Zielgrabgeländeform 43I abträgt, während das Gefühl der Unsicherheit beim Maschinenführer gering gehalten wird.
Wenn die Grenzgeschwindigkeit Vcy_Imt der kompletten Arbeitseinheit 2 größer ist als die Summe des senkrechten Geschwindigkeitselements Vcy_am der Arm-Zielgeschwindigkeit und des senkrechten Geschwindigkeitselements Vcy_bkt der Löffel-Zielgeschwindigkeit, wird das senkrechte Grenzgeschwindigkeitselement Vcy_bm_Imt des Auslegers 6 zu einem positiven Wert. Demnach wird die Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_Imt zu einem positiven Wert. In diesem Fall bewegt sich, sogar wenn die Bedienvorrichtung 25 in einer Richtung bedient wird, in der sich der Ausleger 6 nach unten bewegt, der Ausleger 6 nach oben auf der Basis des Anweisungssignal aus dem Zwischenpositionsventil 27C, das in 2 erläutert ist. Aus diesem Grund ist es möglich, die Ausdehnung der Abtragung der Zielgrabgeländeform 43I sofort zu unterbinden.
Wenn die Schneidspitze 8T über der Zielgrabgeländeform 43I lokalisiert ist, nimmt der absolute Wert des senkrechten Grenzgeschwindigkeitselements Vcy_bm_Imt des Auslegers 6 ab und der absolute Wert für das Geschwindigkeitselement (hierin im Folgenden entsprechend als ein horizontales Grenzgeschwindigkeitselement bezeichnet) Vcx_bm_Imt der Grenzgeschwindigkeit des Auslegers 6 in einer Richtung parallel zur Zielgrabgeländeform 43I nimmt auch ab, wenn sich die Schneidspitze 8T an die Zielgrabgeländeform 43I annähert. Wenn also die Schneidspitze 8T über der Zielgrabgeländeform 43I lokalisiert ist, nehmen die Geschwindigkeit in der Richtung senkrecht zur Zielgrabgeländeform 43I des Auslegers 6 und die Geschwindigkeit in einer Richtung parallel zur Zielgrabgeländeform 43I des Auslegers 6 zusammen ab, wenn sich die Schneidspitze 8T an die Zielgrabgeländeform 43I annähert. Der Arm 7 und der Löffel 8 werden zur gleichen Zeit in einer solchen Weise betrieben, dass der linke Bedienhebel 25L und der rechte Bedienhebel 25R zur gleichen Zeit durch den Maschinenführer des Baggers und des Auslegers 6 bedient werden. Dabei ist unter der Annahme, dass die Zielgeschwindigkeit Vc_bm, Vc_am, Vc_bkt des Auslegers 6, des Arms 7 und des Löffels 8 eingegeben werden, die oben beschriebene Steuerung wie nachstehend beschrieben.
14 erläutert ein Beispiel für eine Änderung in der Grenzgeschwindigkeit des Auslegers 6, wenn der Abstand d zwischen der Zielgrabgeländeform 43I und der Schneidspitze 8T des Löffels 8 kleiner ist als der erste vorbestimmte Wert dth1 und sich die Schneidspitze des Löffels 8 aus einer Position Pn1 zu einer Position Pn2 bewegt. Der Abstand zwischen der Schneidspitze 8T an der Position Pn2 und der Zielgrabgeländeform 43I ist kleiner als der Abstand zwischen der Schneidspitze 8T an der Position Pn1 und der Zielgrabgeländeform 43I. Aus diesem Grund ist ein senkrechtes Grenzgeschwindigkeitselement Vcy_bm_Imt2 des Auslegers 6 an der Position Pn2 kleiner als ein senkrechtes Grenzgeschwindigkeitselement Vcy_bm_Imt1 des Auslegers 6 an der Position Pn1. Demnach ist eine Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_Imt2 an der Position Pn2 kleiner als eine Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_Imt1 an der Position Pn1. Weiterhin ist ein horizontales Grenzgeschwindigkeitselement Vcx_bm_Imt2 des Auslegers 6 an der Position Pn2 kleiner als ein horizontales Grenzgeschwindigkeitselement Vcx_bm_Imt1 des Auslegers 6 an der Position Pn1. Zu dieser Zeit sind allerdings die Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am und die Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt nicht eingeschränkt. Aus diesem Grund sind das senkrechte Geschwindigkeitselement Vcy_am und das horizontale Geschwindigkeitselement Vcx_am der Arm-Zielgeschwindigkeit und das senkrechte Geschwindigkeitselement Vcy_bkt und das horizontale Geschwindigkeitselement Vcx_bkt der Löffel-Zielgeschwindigkeit nicht eingeschränkt.
Wie zuvor beschrieben, wird eine Änderung im Arm-Bedienbetrag entsprechend dem beabsichtigten Graben des Maschinenführers als eine Änderung in der Geschwindigkeit der Schneidspitze 8T des Löffels 8 in einer solchen Weise wiedergegeben, dass der Arm 7 nicht eingeschränkt ist. Aus diesem Grund kann die vorliegende Ausführungsform das Gefühl der Unsicherheit während des Grabbetriebs des Maschinenführers unterbinden, während die Ausdehnung der Abtragung der Zielgrabgeländeform 43I unterbunden wird.
Die Datenspeichereinheit 58, die in 5 erläutert ist, erlangt das Geländeform-Konstruktionsdatendetail U, das aus der Geländeform-Konstruktionsdatendetailerzeugungseinheit 28C der Anzeige-Steuerung 28 in zum Beispiel einem Zyklus von 100 msec ausgegeben wird, und speichert das Konstruktionsdatendetail U, das einen Zyklus zuvor gewonnen wurde. Die Datenspeichereinheit 58 speichert zum Beispiel das Geländeform-Konstruktionsdatendetail U, das einen Zyklus zuvor gewonnen wurde, und das aktuelle Geländeform-Konstruktionsdatendetail U, und löscht nach und nach das älteste Geländeform-Konstruktionsdatendetail U immer dann, wenn das nächste neue Geländeform-Konstruktionsdatendetail U gewonnen wird. Damit endet die Speicherung des Geländeform-Konstruktionsdatendetails U nach dem Verstreichen einer bestimmten Zeit. Wenn sich außerdem der Bagger 100 fortbewegt oder die Arbeitseinheit 2 ausschwenkt, löscht die Datenspeichereinheit 58 das gespeicherte Geländeform-Konstruktionsdatendetail U und beendet die Speicherung des Geländeform-Konstruktionsdatendetails U. Die Datenspeichereinheit 58 bestimmt, ob sich der Bagger 100 fortbewegt oder die Arbeitseinheit 2 ausschwenkt, auf der Basis von zum Beispiel des Schwenkbedienbetrags MR des linken Bedienhebels 25L oder des Bedienbetrags MD des Fahrhebel 25FL und 25FR, der in 2 erläutert ist.
Die Schalteinheit 59 gibt eines der Geländeform-Konstruktionsdatendetails U der Geländeform-Konstruktionsdatendetailerzeugungseinheit 28C und das in der Datenspeichereinheit 58 gespeicherte Geländeform-Konstruktionsdatendetail U an die Abstandserfassungseinheit 53 als Reaktion auf das aus der Fehlerbestimmungseinheit 28D der Anzeige-Steuerung 28 ausgegebene Fehlersignal J aus. In der Ausführungsform gibt die Schalteinheit 59 das in der Datenspeichereinheit 58 gespeicherte Geländeform-Konstruktionsdatendetail U an die Abstandserfassungseinheit 53 aus, wenn das Fehlersignal J aus der Fehlerbestimmungseinheit 28D gewonnen wird, und gibt das aus der Geländeform-Konstruktionsdatendetailerzeugungseinheit 28C gewonnene Geländeform-Konstruktionsdatendetail U an die Abstandserfassungseinheit 53 aus, wenn kein Fehlersignal J aus der Fehlerbestimmungseinheit 28D gewonnen wird.
Die oben beschriebene Arbeitseinheit-Steuereinheit 57 beendet eine bereichsbegrenzte Grabsteuerung, wenn sich der Bagger 100 fortbewegt oder die Arbeitseinheit 2 schwenkt. Dabei bestimmt die Arbeitseinheit-Steuereinheit 57, ob sich der Bagger 100 fortbewegt oder die Arbeitseinheit 2 ausschwenkt, auf der Basis zum Beispiel des Schwenkbedienbetrags MR des linken Bedienhebels 25L oder des Bedienbetrags MD der Fahrhebel 25FL und 25FR, die in 2 erläutert ist.
Die Schneidspitzenposition P4 der Schneidspitze 8T kann durch eine andere Positionierungsvorrichtung statt GNSS gewonnen werden. Demnach kann der Abstand d zwischen der Schneidspitze 8T und der Zielgrabgeländeform 43I durch eine andere Positionierungsvorrichtung statt GNSS gemessen werden. Der absolute Wert der Löffel-Grenzgeschwindigkeit ist kleiner als der absolute Wert der Löffel-Zielgeschwindigkeit. Die Löffel-Grenzgeschwindigkeit kann durch zum Beispiel das gleiche Verfahren wie die Arm-Grenzgeschwindigkeit berechnet werden. Zu beachten ist, dass der Arm 7 und der Löffel 8 zusammen eingeschränkt sein können. Als Nächstes werden die Einzelheiten des Hydrauliksystems 300, das in 2 erläutert ist, und der Betrieb des Hydrauliksystems 300 während der Grabsteuerung beschrieben.
15 ist ein Diagramm und erläutert im Einzelnen eine Struktur des Hydrauliksystems 300, d.h. die in dem Bagger 100 eingeschlossen ist. Wie in 15 erläutert, umfasst das Hydrauliksystem 300 einen hydraulischen Zylinder 60 mit dem Auslegerzylinder 10, dem Armzylinder 11 und dem Löffelzylinder 12. Der hydraulische Zylinder 60 wird durch das Arbeitsöl betrieben, das aus den hydraulischen Pumpen 36 und 37 geliefert wird, die in 2 erläutert sind.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Richtungssteuerventil 64, das die Richtung steuert, in der das Arbeitsöl fließt, bereitgestellt. Das Richtungssteuerventil 64 ist jeweils in dem Auslegerzylinders 10, dem Armzylinder 11 und dem Löffelzylinder 12 angeordnet. Hierin im Folgenden werden der Auslegerzylinder 10, der Armzylinder 11 und der Löffelzylinder 12 als hydraulischer Zylinder 60 bezeichnet, wenn die Zylinder untereinander nicht unterschieden werden. Das Richtungssteuerventil 64 ist eine Art Kolben, der einen Kolben 64S in Stabform bewegt und die Richtung ändert, in der das Arbeitsöl fließt. Der Kolben 64S bewegt sich durch das Pilotöl des Arbeitsöls, das aus der Bedienvorrichtung 25 geliefert wird, die in 2 erläutert ist. Das Richtungssteuerventil 64 liefert das Arbeitsöl (hierin im Folgenden entsprechend als Pilotöl bezeichnet) an den hydraulischen Zylinder 60 durch die Bewegung des Kolben und betreibt den hydraulischen Zylinder 60.
Das Arbeitsöl, das aus den hydraulischen Pumpen 36 und 37 geliefert wird, die in 2 erläutert sind, wird über das Richtungssteuerventil 64 an den hydraulischen Zylinder 60 geliefert. Der Kolben 64S bewegt sich in Achsenrichtung, und somit werden die Zufuhr des Arbeitsöls auf einer kappenseitigen Ölkammer 48R des hydraulischen Zylinders 60 und die Zufuhr des Arbeitsöls auf einer stangenseitigen Ölkammer 47R umgeschaltet. Weiterhin bewegt sich der Kolben 64S in Achsenrichtung, und somit wird eine dem hydraulischen Zylinder 60 zugeführte Menge (eine pro Zeiteinheit zugeführte Menge) des Arbeitsöls eingestellt. Die dem hydraulischen Zylinder 60 zugeführte Menge des Arbeitsöls wird eingestellt, und somit wird die Zylindergeschwindigkeit des hydraulischen Zylinders 60 eingestellt. Ein Kolben-Hubsensor 65, der einen Bewegungsbetrag (eine Bewegungsdistanz) des Kolbens 64S detektiert, ist in einem später zu beschreibenden Richtungssteuerventil 640 bereitgestellt, das das Arbeitsöl an den Auslegerzylinder 10 und ein später zu beschreibendes Richtungssteuerventil 641 liefert, das das Arbeitsöl an den Armzylinder 11 liefert.
Der Betrieb des Richtungssteuerventils 64 wird durch die Bedienvorrichtung 25 eingestellt. Das Arbeitsöl, das aus der hydraulischen Pumpe 36 geliefert und durch das Entspannungsventil entspannt wird, wird als Pilotöl an die Bedienvorrichtung 25 geliefert. Das Pilotöl, das aus einer von der hydraulischen Pumpe 36 verschiedenen hydraulischen Pilotpumpe geliefert wird, kann an die Bedienvorrichtung 25 geliefert werden. Die Bedienvorrichtung 25 wird auf der Basis des Bedienens von jedem Bedienhebel auf einen hydraulischen Pilotdruck eingestellt. Das Richtungssteuerventil 64 wird durch den hydraulischen Pilotdruck angetrieben. Da der hydraulische Pilotdruck durch die Bedienvorrichtung 25 eingestellt wird, wird der Bewegungsbetrag des Kolbens 64S bezüglich der Achsenrichtung eingestellt.
Das Richtungssteuerventil 64 ist jeweils in dem Auslegerzylinder 10, dem Armzylinder 11 und dem Löffelzylinder 12 bereitgestellt. In der Beschreibung nachstehend wird das Richtungssteuerventil 64, das mit dem Auslegerzylinder 10 verbunden ist, entsprechend als Richtungssteuerventil 640 bezeichnet. Das Richtungssteuerventil 64, das mit dem Armzylinder 11 verbunden ist, wird entsprechend als Richtungssteuerventil 641 bezeichnet. Das Richtungssteuerventil 64, das mit dem Armzylinder 12 verbunden ist, wird entsprechend als Richtungssteuerventil 642 bezeichnet.
Die Bedienvorrichtung 25 und das Richtungssteuerventil 64 sind miteinander über den Pilotdurchgangsweg 450 verbunden. Das zur Bewegung des Kolbens 64S des Richtungssteuerventils 64 verwendete Pilotöl fließt durch den Pilot-Durchgangsweg 450. In der vorliegenden Ausführungsform sind das Steuerventil 27, der Drucksensor 66, und ein Drucksensor 67 in dem Pilotdurchgangsweg 450 angeordnet.
Der Pilotdurchgangsweg 450 ist mit dem Richtungssteuerventil 64 verbunden. Das Pilotöl wird über den Pilotdurchgangsweg 450 an das Richtungssteuerventil 64 geliefert. Das Richtungssteuerventil 64 umfasst eine erste Druckaufnahmekammer und eine zweite Druckaufnahmekammer. Der Pilotdurchgangsweg 450 ist mit der ersten Druckaufnahmekammer und der zweiten Druckaufnahmekammer verbunden. Wenn das Pilotöl an die erste Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerventils 64 über die später zu beschreibenden Pilotdurchgangswege 4520B, 4521B, und 4522B geliefert wird, bewegt sich der Kolben 64S als Reaktion auf den hydraulischen Pilotdruck, und das Arbeitsöl wird über das Richtungssteuerventil 64 an die kappenseitige Ölkammer 48R des hydraulischen Zylinders 60 geliefert. Die zugeführte Menge des Arbeitsöls an der kappenseitigen Ölkammer 48R wird durch den Bedienbetrag der Bedienvorrichtung 25 (Bewegungsbetrag des Kolbens 64S) eingestellt.
Wenn das Pilotöl über später zu beschreibende Pilotdurchgangswege 4520A, 4521A, und 4522A an die zweite Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerventils 64 geliefert wird, bewegt sich der Kolben als Reaktion auf den hydraulischen Pilotdruck, und das Arbeitsöl wird über das Richtungssteuerventil 64 an die stangenseitige Ölkammer 47R des hydraulischen Zylinders 60 geliefert. Die an der stangenseitigen Ölkammer 47R zugeführte Menge des Arbeitsöls wird durch den Bedienbetrag der Bedienvorrichtung 25 (Bewegungsbetrag des Kolben 64S) eingestellt.
D.h. der Kolben 64S bewegt sich zu einer Seite in der Achsenrichtung, und somit wird das Pilotöl, bei dem der hydraulische Pilotdruck durch die Bedienvorrichtung 25 eingestellt ist, an das Richtungssteuerventil 64 geliefert. Der Kolben 64S bewegt sich zu der anderen Seite in der Achsenrichtung, und somit wird das Pilotöl, mit dem der hydraulische Pilotdruck durch die Bedienvorrichtung 25 eingestellt wird, an das Richtungssteuerventil 64 geliefert. Als Ergebnis wird die Position des Kolbens 64S bezüglich der Achsenrichtung eingestellt.
In der Beschreibung nachstehend, wird der Pilotdurchgangsweg 450, der mit dem Richtungssteuerventil 640 verbunden ist, das das Arbeitsöl an den Auslegerzylinder 10 liefert, entsprechend als Auslegereinstelldurchgangswege 4520A und 4520B bezeichnet. Der Pilotdurchgangsweg 450, der mit dem Richtungssteuerventil 641 verbunden ist, das das Arbeitsöl an den Armzylinder 11 liefert, wird entsprechend als Armeinstelldurchgangsweg 4521A und 4521B bezeichnet. Der Pilotdurchgangsweg 450, der mit dem Richtungssteuerventil 642 verbunden ist, das das Arbeitsöl an den Löffelzylinder 12 liefert, wird entsprechend als Löffeleinstelldurchgangsweg 4522A und 4522B bezeichnet.
In der Beschreibung nachstehend, wird der Pilotdurchgangsweg 450, der mit dem Auslegereinstelldurchgangsweg 4520A verbunden ist, entsprechend als Auslegerbetriebsdurchgangsweg 4510A bezeichnet, und der Pilotdurchgangsweg 450, der mit dem Auslegereinstelldurchgangsweg 4520B verbunden ist, wird entsprechend als Auslegerbetriebsdurchgangsweg 4510B bezeichnet. Der Pilotdurchgangsweg 450, der mit dem Armeinstelldurchgangsweg 4521A verbunden ist, wird entsprechend als Armbetrieb-Durchgangsweg 4511A bezeichnet, und der Pilotdurchgangsweg 450, der mit dem Armeinstelldurchgangsweg 4521B verbunden ist, wird entsprechend als Armbetrieb-Durchgangsweg 4511B bezeichnet. Der Pilotdurchgangsweg 450, der mit dem Löffeleinstelldurchgangsweg 4522A verbunden ist, wird entsprechend als Löffelbetrieb-Durchgangsweg 4512A bezeichnet, und der Pilotdurchgangsweg 450, der mit dem Löffeleinstelldurchgangsweg 4522B verbunden ist, wird entsprechend als Löffelbetrieb-Durchgangsweg 4512B bezeichnet.
Der Auslegerbetriebsdurchgangsweg (4510A, 4510B) und der Auslegereinstelldurchgangsweg (4520A, 4520B) sind mit der Pilothydraulikbedienvorrichtung 25 verbunden. Das Pilotöl, bei dem der Druck als Reaktion auf den Bedienbetrag der Bedienvorrichtung 25 eingestellt wird, fließt zum Auslegerbetriebsdurchgangsweg (4510A, 4510B). Der Armbetrieb-Durchgangsweg (4511A, 4511B) und der Armeinstelldurchgangsweg (4521A, 4521B) sind mit der Pilothydraulikbedienvorrichtung 25 verbunden. Das Pilotöl, bei dem der Druck als Reaktion auf den Bedienbetrag der Bedienvorrichtung 25 eingestellt wird, fließt zum Armbetrieb-Durchgangsweg (4511A, 4511B). Der Löffelbetrieb-Durchgangsweg (4512A, 4512B) und der Löffeleinstelldurchgangsweg (4522A, 4522B) sind mit der Pilothydraulikbedienvorrichtung 25 verbunden. Das Pilotöl, bei dem der Druck als Reaktion auf den Bedienbetrag der Bedienvorrichtung 25 eingestellt wird, fließt zum Löffelbetrieb-Durchgangsweg (4512A, 4512B).
Der Auslegerbetrieb-Durchgangsweg 4510A, der Auslegerbetrieb-Durchgangsweg 4510B, der Auslegereinstelldurchgangsweg 4520A und der Auslegereinstelldurchgangsweg 4520B sind Ausleger-Durchgangswege, über die das Pilotöl, das zum Betrieb des Auslegers 6 verwendet wird, fließt. Der Armbetrieb-Durchgangsweg 4511A, der Armbetrieb-Durchgangsweg 4511B, der Armeinstelldurchgangsweg 4521A und der Armeinstelldurchgangsweg 4521B sind Arm-Durchgangswege, über die das Pilotöl, das zum Betrieb des Arms 7 verwendet wird, fließt. Der Löffelbetrieb-Durchgangsweg 4512A, der Löffelbetrieb-Durchgangsweg 4512B, der Löffeleinstelldurchgangsweg 4522A und der Löffeleinstelldurchgangsweg 4522B sind Löffel-Durchgangswege, über die das Pilotöl, das zum Betrieb des Löffels 8 verwendet wird, fließt.
Wie zuvor beschrieben, führt der Ausleger 6 zwei Arten von Betrieb des Bewegungsbetriebs nach unten und des Bewegungsbetrieb nach oben durch das Bedienen der Bedienvorrichtung 25 durch. Die Bedienvorrichtung 25 wird so bedient, dass der Bewegungsbetrieb des Auslegers 6 nach unten durchgeführt und somit das Pilotöl an das Richtungssteuerventil 640 geliefert wird, das mit dem Auslegerzylinder 10 über den Auslegerbetrieb-Durchgangsweg 4510A und den Auslegereinstelldurchgangsweg 4520A verbunden ist. Das Richtungssteuerventil 640 wird auf der Basis des hydraulischen Pilotdrucks betrieben. Als Ergebnis wird das Arbeitsöl aus der hydraulische Pumpen 36 und 37 an den Auslegerzylinder 10 geliefert, und der Bewegungsbetrieb des Auslegers 6 nach unten wird durchgeführt.
Die Bedienvorrichtung 25 wird so bedient, dass der Bewegungsbetrieb des Auslegers 6 nach oben durchgeführt wird, und somit das Pilotöl an das Richtungssteuerventil 640 geliefert wird, das mit dem Auslegerzylinder 10 über den Auslegerbetrieb-Durchgangsweg 4510B und den Auslegereinstelldurchgangsweg 4520B verbunden ist. Das Richtungssteuerventil 640 wird auf der Basis des hydraulischen Pilotdrucks betrieben. Als Ergebnis wird das Arbeitsöl aus der hydraulische Pumpen 36 und 37 an den Auslegerzylinder 10 geliefert, und der Bewegungsbetrieb des Auslegers 6 nach oben wird durchgeführt.
D.h. in der vorliegenden Ausführungsform sind der Auslegerbetrieb-Durchgangsweg 4510A und der Auslegereinstelldurchgangsweg 4520A nach unten Ausleger-Bewegungswege, die mit der zweiten Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerventils 640 verbunden sind und über die das Pilotöl, das zum Bewegen des Auslegers 6 verwendet wird, nach unten fließt. Der Auslegerbetriebsdurchgangsweg 4510B und der Auslegereinstelldurchgangsweg 4520B sind Ausleger-Auswärtsbewegungsdurchgangswege, die mit der ersten Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerventils 640 verbunden sind und über die das Pilotöl, das zum Bewegen des Auslegers 6 verwendet wird, nach oben fließt.
Weiterhin führt der Arm 7 zwei Arten von Betrieb des Bewegungsbetriebs nach unten und des Bewegungsbetrieb nach oben durch das Bedienen der Bedienvorrichtung 25 durch. Die Bedienvorrichtung 25 wird so bedient, dass der Bewegungsbetrieb nach oben des Arms 7 durchgeführt wird, und somit das Pilotöl an das Richtungssteuerventil 641 geliefert wird, das mit dem Armzylinder 11 über den Armbetrieb-Durchgangsweg 4511A und den Armeinstelldurchgangsweg 4521A verbunden ist. Das Richtungssteuerventil 641 wird auf der Basis des hydraulischen Pilotdrucks betrieben. Als Ergebnis wird das Arbeitsöl aus der hydraulische Pumpen 36 und 37 an den Armzylinder 11 geliefert, und der Bewegungsbetrieb nach oben des Arms 7 wird durchgeführt.
Die Bedienvorrichtung 25 wird so bedient, dass der Bewegungsbetrieb des Arms 7 nach unten durchgeführt wird, und somit das Pilotöl an das Richtungssteuerventil 641 geliefert wird, das mit dem Armzylinder 11 über den Armbetrieb-Durchgangsweg 4511B und den Armeinstelldurchgangsweg 4521B verbunden ist. Das Richtungssteuerventil 641 wird auf der Basis des hydraulischen Pilotdrucks betrieben. Als Ergebnis wird das Arbeitsöl aus der hydraulischen Pumpen 36 und 37 an den Armzylinder 11 geliefert, und der Bewegungsbetrieb des Arms 7 nach unten wird durchgeführt.
D.h. in der vorliegenden Ausführungsform sind der Armbetrieb-Durchgangsweg 4511A und der Armeinstelldurchgangsweg 4521A Durchgangswege für die Armbewegung nach oben, die mit der zweiten Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerventils 641 verbunden sind und über die das Pilotöl, das zum Bewegen des Arms 7 nach oben verwendet wird, fließt. Der Armbetrieb-Durchgangsweg 4511B und der Armeinstelldurchgangsweg 4521B sind Durchgangswege für die Armbewegung nach unten, die mit der ersten Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerventils 641 verbunden sind und über die das Pilotöl, das zum Bewegen des Arms 7 verwendet wird, nach unten fließt.
Der Löffel 8 führt zwei Arten von Betrieb des Bewegungsbetriebs nach unten und nach oben durch das Bedienen der Bedienvorrichtung 25 durch. Die Bedienvorrichtung 25 wird so bedient, dass der Bewegungsbetrieb nach oben des Löffels 8 durchgeführt wird, und somit das Pilotöl an das Richtungssteuerventil 642 geliefert wird, das mit dem Löffelzylinder 12 über den Löffelbetrieb-Durchgangsweg 4512A und den Löffeleinstelldurchgangsweg 4522A verbunden ist. Das Richtungssteuerventil 642 wird auf der Basis des hydraulischen Pilotdrucks betrieben. Als Ergebnis wird das Arbeitsöl aus den hydraulischen Pumpen 36 und 37 an den Löffelzylinder 12 geliefert, und der Bewegungsbetrieb nach oben des Löffels 8 wird durchgeführt.
Die Bedienvorrichtung 25 wird so bedient, dass der Bewegungsbetrieb nach unten des Löffels 8 durchgeführt wird, und somit das Pilotöl an das Richtungssteuerventil 642 geliefert wird, das mit dem Löffelzylinder 12 über den Löffelbetrieb-Durchgangsweg 4512B und den Löffeleinstelldurchgangsweg 4522B verbunden ist. Das Richtungssteuerventil 642 wird auf der Basis des hydraulischen Pilotdrucks betrieben. Als Ergebnis wird das Arbeitsöl aus den hydraulischen Pumpen 36 und 37 an den Löffelzylinder 12 geliefert, und der Bewegungsbetrieb nach unten des Löffels 8 wird durchgeführt.
D.h. in der vorliegenden Ausführungsform sind der Löffelbetrieb-Durchgangsweg 4512A und der Löffeleinstelldurchgangsweg 4522A Durchgangswege für die Löffelbewegung nach oben, die mit der zweiten Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerventils 642 verbunden sind und über die das Pilotöl, das zum Bewegen des Löffels 8 verwendet wird, nach oben fließt. Der Löffelbetrieb-Durchgangsweg 4512B und der Löffeleinstelldurchgangsweg 4522B sind Durchgangswege für die Löffelbewegung nach unten, die mit der ersten Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerventils 642 verbunden sind und über die das Pilotöl, das zum Bewegen des Löffels 8 verwendet wird, nach unten fließt.
Das Steuerventil 27 stellt den hydraulischen Pilotdruck auf der Basis des (aktuellen) Steuersignals aus der Arbeitseinheit-Steuerung 26 ein. Das Steuerventil 27 ist zum Beispiel ein elektromagnetisches Proportionalsteuerventil und wird auf der Basis des Steuersignals aus der Arbeitseinheit-Steuerung 26 gesteuert. Das Steuerventil 27 umfasst ein Steuerventil 27A und ein Steuerventil 27B. Das Steuerventil 27B stellt den hydraulischer Pilotdruck des an die erste Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerventils 64 zu liefernden Pilotöls ein und stellt die Menge des über das Richtungssteuerventil 64 an die kappenseitige Ölkammer 48R des hydraulischen Zylinders 60 zu liefernden Arbeitsöls ein. Das Steuerventil 27A stellt den hydraulischen Pilotdruck des an die zweite Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerventils 64 zu liefernden Pilotöls ein und stellt die Menge des über das Richtungssteuerventil 64 an die stangenseitige Ölkammer 47R des hydraulisches Zylinders 60 zu liefernden Arbeitsöls ein.
Der Drucksensor 66 und der Drucksensor 67, die den hydraulischen Pilotdruck detektieren, sind zu beiden Seiten des Steuerventils 27 bereitgestellt. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Drucksensor 66 zwischen der Bedienvorrichtung 25 und dem Steuerventil 27 in einem Pilotdurchgangsweg 451 angeordnet. Der Drucksensor 67 ist zwischen dem Steuerventil 27 und dem Richtungssteuerventil 64 in einem Pilotdurchgangsweg 452 angeordnet. Der Drucksensor 66 ist in der Lage, den hydraulischen Pilotdruck zu detektieren, der nicht durch das Steuerventil 27 eingestellt ist. Der Drucksensor 67 ist in der Lage, den hydraulischen Pilotdruck zu detektieren, der durch das Steuerventil 27 eingestellt ist. Der Drucksensor 66 ist in der Lage, den durch den Betrieb der Bedienvorrichtung 25 einzustellenden hydraulischen Pilotdruck zu detektieren. Die Detektierergebnisse des Drucksensors 66 und des Drucksensors 67 werden an die Arbeitseinheit-Steuerung 26 ausgegeben.
In der Beschreibung nachstehend wird das Steuerventil 27, das in der Lage ist, den hydraulischen Pilotdruck für das Richtungssteuerventil 640 einzustellen, das das Arbeitsöl an den Auslegerzylinder 10 liefert, entsprechend als Ausleger-Entspannungsventile 270A und 270B bezeichnet. Die Ausleger-Entspannungsventile 270A und 270B sind im Auslegerbetrieb-Durchgangsweg angeordnet. In der Beschreibung nachstehend wird das Steuerventil 27, das in der Lage ist, den hydraulischen Pilotdruck für das Richtungssteuerventil 641 einzustellen, das das Arbeitsöl an den Armzylinder 11 liefert, entsprechend als Arm-Entspannungsventile 271A und 271B bezeichnet. Die Arm-Entspannungsventile 271A und 271B sind im Armbetrieb-Durchgangsweg angeordnet. In der Beschreibung nachstehend wird das Steuerventil 27, das in der Lage ist, den hydraulischen Pilotdruck für das Richtungssteuerventil 642 einzustellen, das das Arbeitsöl an den Löffelzylinder 12 liefert, entsprechend als Löffel-Entspannungsventil 272 bezeichnet. Im Löffelbetrieb-Durchgangsweg sind die Löffel-Entspannungsventile 272A und 272B angeordnet.
In der Beschreibung nachstehend wird der Drucksensor 66, der den hydraulischen Pilotdruck des Pilotdurchgangswegs 451 detektiert, der mit dem Richtungssteuerventil 640 verbunden ist, das das Arbeitsöl an den Auslegerzylinder 10 liefert, entsprechend als Ausleger-Drucksensor 660B bezeichnet, und der Drucksensor 67, der den hydraulischen Pilotdruck des Pilotdurchgangswegs 452 detektiert, der mit dem Richtungssteuerventil 640 verbunden ist, wird entsprechend als Ausleger-Drucksensor 670A bezeichnet.
Weiterhin wird in der Beschreibung nachstehend ein Ausleger-Drucksensor 660, der im Auslegerbetrieb-Durchgangsweg 4510A angeordnet ist, entsprechend als Ausleger-Drucksensor 660A bezeichnet, und der Ausleger-Drucksensor 660, der im Auslegerbetrieb-Durchgangsweg 4510B angeordnet ist, wird entsprechend als Ausleger-Drucksensor 660B bezeichnet. Außerdem wird ein Ausleger-Drucksensor 670, der in dem Ausleger-Einstelldurchgangsweg 4520A angeordnet ist, entsprechend als Ausleger-Drucksensor 670A bezeichnet, und der Ausleger-Drucksensor 670, der in dem Ausleger-Einstelldurchgangsweg 4520B angeordnet ist, wird entsprechend als Ausleger-Drucksensor 670B bezeichnet.
In der Beschreibung nachstehend wird der Drucksensor 66, der den hydraulischen Pilotdruck des Pilotdurchgangswegs 451 detektiert, der mit dem Richtungssteuerventil 641 verbunden ist, das das Arbeitsöl an den Armzylinder 11 liefert, entsprechend als Arm-Drucksensor 661 bezeichnet, und der Drucksensor 67, der den hydraulischen Pilotdruck des Pilotdurchgangswegs 452 detektiert, der mit dem Richtungssteuerventil 641 verbunden ist, wird entsprechend als Arm-Drucksensor 671 bezeichnet.
Außerdem wird in der Beschreibung nachstehend der Armdrucksensor 661, der in dem Arm-Betriebsdurchgangsweg 4511A angeordnet ist, entsprechend als Armdrucksensor 661A bezeichnet, und der Armdrucksensor 661 der in dem Arm-Betriebsdurchgangsweg 4511B angeordnet ist, wird entsprechend als Armdrucksensor 661B bezeichnet. Weiterhin wird der Arm-Drucksensor 671, der im Armeinstelldurchgangsweg 4521A angeordnet ist, entsprechend als Arm-Drucksensor 671A bezeichnet, und der Arm-Drucksensor 671, der im Armeinstelldurchgangsweg 4521B angeordnet ist, wird entsprechend als Arm-Drucksensor 671B bezeichnet.
In der Beschreibung nachstehend wird der Drucksensor 66, der den hydraulischen Pilotdruck des Pilotdurchgangswegs 451 detektiert, der mit dem Richtungssteuerventil 642 verbunden ist, das das Arbeitsöl an den Löffelzylinder 12 liefert, entsprechend als Löffel-Drucksensor 662 bezeichnet, und der Drucksensor 67, der den hydraulischen Pilotdruck des Pilotdurchgangswegs 452 detektiert, der mit dem Richtungssteuerventil 642 verbunden ist, wird entsprechend als Löffel-Drucksensor 672 bezeichnet.
Weiterhin wird in der Beschreibung nachstehend der Löffel-Drucksensor 661, der im Löffelbetrieb-Durchgangsweg 4512A angeordnet ist, entsprechend als Löffel-Drucksensor 661A bezeichnet, und der Löffel-Drucksensor 661, der im Löffelbetrieb-Durchgangsweg 4512B angeordnet ist, wird entsprechend als Löffel-Drucksensor 661B bezeichnet. Weiterhin wird der Löffel-Drucksensor 672, der im Löffeleinstelldurchgangsweg 4522A angeordnet ist, entsprechend als Löffel-Drucksensor 672A bezeichnet, und der Löffel-Drucksensor 672, der im Löffeleinstelldurchgangsweg 4522B angeordnet ist, wird entsprechend als Löffel-Drucksensor 672B bezeichnet.
Wenn die Grabsteuerung nicht durchgeführt wird, steuert die Arbeitseinheit-Steuerung 26 das Steuerventil 27, und der Pilotdurchgangsweg 450 öffnet sich (vollständig geöffnet). Der Pilotdurchgangsweg 450 öffnet sich, und somit werden der hydraulische Pilotdruck des Pilotdurchgangswegs 451 und der hydraulische Pilotdruck des Pilotdurchgangswegs 452 einander gleich. In dem Zustand, wobei der Pilotdurchgangsweg 450 durch das Steuerventil 27 geöffnet wird, wird der hydraulische Pilotdruck auf der Basis des Bedienbetrags der Bedienvorrichtung 25 eingestellt.
Wenn der Pilotdurchgangsweg 450 durch das Steuerventil 27 vollständig geöffnet wird, sind der hydraulische Pilotdruck, der auf den Drucksensor 66 wirkt, und der hydraulische Pilotdruck, der auf den Drucksensor 67 wirkt, einander gleich. Der hydraulischer Pilotdruck, der auf den Drucksensor 66 wirkt, und der hydraulische Pilotdruck, der auf den Drucksensor 67 wirkt, sind in einer solchen Weise voneinander verschieden, dass der Öffnungsgrad des Steuerventils 27 abnimmt.
Wenn die Arbeitseinheit 2 durch die Arbeitseinheit-Steuerung 26 als Grabsteuerung oder dergleichen gesteuert wird, gibt die Arbeitseinheit-Steuerung 26 das Steuersignal an das Steuerventil 27 aus. Der Pilotdurchgangsweg 451 weist einen vorbestimmten Druck (hydraulischer Pilotdruck) auf, zum Beispiel durch eine Wirkung eines Pilotreduktionsventils. Wenn das Steuersignal aus der Arbeitseinheit-Steuerung 26 an das Steuerventil 27 ausgegeben wird, wird das Steuerventil 27 auf der Basis des Steuersignals betrieben. Das Pilotöl des Pilotdurchgangswegs 451 wird über das Steuerventil 27 an den Pilotdurchgangsweg 452 geliefert. Der hydraulische Pilotdruck des Pilotdurchgangswegs 452 wird durch das Steuerventil 27 eingestellt (drucklos gemacht). Der hydraulische Pilotdruck des Pilotdurchgangswegs 452 wirkt auf das Richtungssteuerventil 64. Somit wird das Richtungssteuerventil 64 auf der Basis des durch das Steuerventil 27 gesteuerten hydraulischen Pilotdrucks betrieben. In der vorliegenden Ausführungsform weist der Drucksensor 66 den nicht durch das Steuerventil 27 eingestellten hydraulischen Pilotdruck nach. Der Drucksensor 67 weist den durch das Steuerventil 27 eingestellten hydraulischen Pilotdruck nach.
Das Pilotöl, bei dem der Druck durch das Entspannungsventil 27A eingestellt wird, wird an das Richtungssteuerventil 64 geliefert, und somit bewegt sich der Kolben 64S in Richtung einer Seite in der Achsenrichtung. Das Pilotöl, bei dem der Druck durch das Entspannungsventil 27B eingestellt wird, wird an das Richtungssteuerventil 64 geliefert, und somit bewegt sich der Kolben 64S in die Richtung der anderen Seite in der Achsenrichtung. Als Ergebnis wird die Position des Kolbens 64S bezüglich der Achsenrichtung eingestellt.
Zum Beispiel kann die Arbeitseinheit-Steuerung 26 das Steuersignal an mindestens eines des Ausleger-Entspannungsventils 270A und des Ausleger-Entspannungsventils 270B ausgeben und den hydraulischen Pilotdruck für das mit dem Auslegerzylinder 10 verbundene Richtungssteuerventil 640 einstellen.
Weiterhin kann die Arbeitseinheit-Steuerung 26 das Steuersignal an mindestens eines des Arm-Entspannungsventils 271A und des Arm-Entspannungsventils 271B ausgeben und den hydraulischen Pilotdruck für das mit dem Armzylinder 11 verbundene Richtungssteuerventil 641 einstellen.
Weiterhin kann die Arbeitseinheit-Steuerung 26 das Steuersignal an mindestens eines des Löffel-Entspannungsventils 272A und des Löffel-Entspannungsventils 272B ausgeben und den hydraulischen Pilotdruck für das mit dem Löffelzylinder 12 verbundene Richtungssteuerventil 642 einstellen.
Wie zuvor beschrieben begrenzt die Arbeitseinheit-Steuerung 26 bei der Grabsteuerung die Geschwindigkeit des Auslegers 6, so dass die Geschwindigkeit abnimmt, bei der sich der Löffel 8 an die Zielgrabgeländeform 43I als Reaktion auf den Abstand d zwischen der Zielgrabgeländeform 43I und dem Löffel 8 auf der Basis der Zielgrabgeländeform 43I (Zielgrabgeländeformdatendetail U), die eine Gelände-Konstruktionsgrundform als Zielform des Grabziels angibt, und dem Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail S, das die Position des Löffels 8 angibt, annähert.
In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Arbeitseinheit-Steuerung 26 eine Auslegerbegrenzungseinheit, die ein Steuersignal ausgibt, das zur Begrenzung der Geschwindigkeit des Auslegers 6 verwendet wird. In der vorliegenden Ausführungsform wird in dem Fall, wobei die Arbeitseinheit 2 auf der Basis des Bedienens der Bedienvorrichtung 25 angetrieben wird, die Bewegung des Auslegers 6 (Ausleger-Zwischenpositionssteuerung) auf der Basis des aus der Auslegerbegrenzungseinheit der Arbeitseinheit-Steuerung 26 ausgegebenen Steuersignals so gesteuert, dass die Schneidspitze 8T der Löffel 8 nicht in die Zielgrabgeländeform 43I eintritt. Genauer wird in der Grabsteuerung der Bewegungsbetrieb des Auslegers 6 nach oben durch die Arbeitseinheit-Steuerung 26 so durchgeführt, dass die Schneidspitze 8T nicht in die Zielgrabgeländeform 43I eintritt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist, um die Ausleger-Zwischenpositionssteuerung zu realisieren, das Zwischenpositionsventil 27C, das auf der Basis des Steuersignals betrieben wird, das mit der Ausleger-Zwischenpositionssteuerung zusammenhängt und aus der Arbeitseinheit-Steuerung 26 ausgegeben wird, in dem Pilotdurchgangsweg 50 bereitgestellt. In der Ausleger-Zwischenpositionssteuerung fließt das Pilotöl, bei dem der Druck auf den hydraulischen Pilotdruck eingestellt ist, durch den Pilotdurchgangsweg 50. In dem Pilotdurchgangsweg 50 ist das Zwischenpositionsventil 27C angeordnet und ist in der Lage, den hydraulischen Pilotdruck des Pilotdurchgangswegs 50 einzustellen.
In der Beschreibung nachstehend wird der Pilotdurchgangsweg 50, durch den das Pilotöl fließt, bei dem ein Druck in der Ausleger-Zwischenpositionssteuerung eingestellt wird, entsprechend als Zwischenpositionsdurchgangsweg 501 und 502 bezeichnet.
Das an das mit dem Auslegerzylinder 10 verbundene Richtungssteuerventil 640 zu liefernde Pilotöl fließt zum Zwischenpositionsdurchgangsweg 501. Der Zwischenpositionsdurchgangsweg 501 ist über das Wechselventil 51 mit dem Auslegerbetriebsdurchgangsweg 4510B und dem Auslegereinstelldurchgangsweg 4520B verbunden, der mit dem Richtungssteuerventil 640 verbunden ist.
Das Wechselventil 51 umfasst zwei Einlässe und einen Auslass. Ein Einlass ist mit dem Zwischenpositionsdurchgangsweg 501 verbunden. Der andere Einlass ist mit dem Auslegerbetriebsdurchgangsweg 4510B verbunden. Der Auslass ist mit dem Auslegereinstelldurchgangsweg 4520B verbunden. Das Wechselventil 51 verbindet den Durchgangsweg mit dem höheren hydraulischen Pilotdruck unter dem Zwischenpositionsdurchgangsweg 501 und dem Auslegerbetriebsdurchgangsweg 4510B mit dem Auslegereinstelldurchgangsweg 4520B. Wenn zum Beispiel der hydraulische Pilotdruck des Zwischenpositionsdurchgangswegs 501 höher ist als der hydraulische Pilotdruck des Auslegerbetrieb-Durchgangswegs 4510B, arbeitet das Wechselventil 51 so, dass der Zwischenpositionsdurchgangsweg 501 und der Auslegereinstelldurchgangsweg 4520B miteinander verbunden sind und dass der Auslegerbetriebsdurchgangsweg 4510B und der Auslegereinstelldurchgangsweg 4520B nicht miteinander verbunden sind. Als Ergebnis wird das Pilotöl des Zwischenpositionsdurchgangswegs 501 über das Wechselventil 51 an den Auslegereinstelldurchgangsweg 4520B geliefert. Wenn der hydraulische Pilotdruck des Auslegerbetrieb-Durchgangswegs 4510B höher ist als der hydraulische Pilotdruck des Zwischenpositionsdurchgangswegs 501, arbeitet das Wechselventil 51 so, dass der Auslegerbetriebsdurchgangsweg 4510B und der Auslegereinstelldurchgangsweg 4520B miteinander verbunden sind und der Zwischenpositionsdurchgangsweg 501 und der Auslegereinstelldurchgangsweg 4520B nicht miteinander verbunden sind. Somit wird das Pilotöl des Auslegerbetrieb-Durchgangswegs 4510B über das Wechselventil 51 an den Auslegereinstelldurchgangsweg 4520B geliefert.
Das Zwischenpositionsventil 27C und der Drucksensor 68, der den hydraulischen Pilotdruck des Pilotöls des Zwischenpositionsdurchgangswegs 501 detektiert, sind im Zwischenpositionsdurchgangsweg 501 bereitgestellt. Der Zwischenpositionsdurchgangsweg 501 umfasst den Zwischenpositionsdurchgangsweg 501, über den das Pilotöl fließt, bevor es das Zwischenpositionsventil 27C und den Zwischenpositionsdurchgangsweg 502 durchströmt, über den das Pilotöl nach Durchlaufen des Zwischenpositionsventils 27C fließt. Das Zwischenpositionsventil 27C wird auf der Basis der Steuersignal-Ausgabe aus der Arbeitseinheit-Steuerung 26 gesteuert, um die Ausleger-Zwischenpositionssteuerung durchzuführen.
Wenn die Ausleger-Zwischenpositionssteuerung nicht durchgeführt wird, wird das Richtungssteuerventil 64 auf der Basis des durch das Bedienen der Bedienvorrichtung 25 eingestellten hydraulischen Pilotdrucks angetrieben. Zum Beispiel öffnet die Arbeitseinheit-Steuerung 26 (vollständig) den Auslegerbetrieb-Durchgangsweg 4510B durch das Ausleger-Entspannungsventil 270B und schließt den Zwischenpositionsdurchgangsweg 501 durch das Zwischenpositionsventil 27C, um so das Richtungssteuerventil 640 auf der Basis des durch das Bedienen der Bedienvorrichtung 25 eingestellten hydraulischen Pilotdrucks anzutreiben.
Wenn die Ausleger-Zwischenpositionssteuerung durchgeführt wird, steuert die Arbeitseinheit-Steuerung 26 jedes Steuerventil 27, so dass das Richtungssteuerventil 640 auf der Basis des durch das Zwischenpositionsventil 27C eingestellten hydraulischen Pilotdrucks angetrieben wird. Wenn zum Beispiel die Ausleger-Zwischenpositionssteuerung zur Begrenzung der Bewegung des Auslegers 6 bei der Grabsteuerung durchgeführt wird, steuert die Arbeitseinheit-Steuerung 26 das Zwischenpositionsventil 27C so, dass der durch das Zwischenpositionsventil 27C eingestellte hydraulische Pilotdruck des Zwischenpositionsdurchgangswegs 50 höher wird als der hydraulische Pilotdruck des durch die Bedienvorrichtung 25 einzustellenden Auslegerbetrieb-Durchgangswegs 4510B. Damit wird das Pilotöl aus dem Zwischenpositionsventil 27C über das Wechselventil 51 an das Richtungssteuerventil 640 geliefert.
Wenn der Ausleger 6 bei hoher Geschwindigkeit durch die Bedienvorrichtung 25 nach oben bewegt wird, so dass der Löffel 8 nicht in die Zielgrabgeländeform 43I eindringt, wird keine Ausleger-Zwischenpositionssteuerung durchgeführt. Dabei wird die Bedienvorrichtung 25 so bedient, dass der Ausleger 6 sich bei hoher Geschwindigkeit nach oben bewegt und der hydraulische Pilotdruck auf der Basis des Bedienbetrags eingestellt wird und somit der hydraulische Pilotdruck des durch das Bedienen der Bedienvorrichtung 25 einzustellenden Auslegerbetrieb-Durchgangswegs 4510B höher wird als der hydraulische Pilotdruck des durch das Zwischenpositionsventil 27C einzustellenden Zwischenpositionsdurchgangswegs 501. Als Ergebnis wird das Pilotöl des Auslegerbetrieb-Durchgangswegs 4510B, bei dem der hydraulische Pilotdruck durch das Bedienen der Bedienvorrichtung 25 eingestellt wird, über das Wechselventil 51 an das Richtungssteuerventil 640 geliefert.
Bei der Ausleger-Zwischenpositionssteuerung bestimmt die Arbeitseinheit-Steuerung 26, ob die Einschränkungsbedingung erfüllt ist. Die Einschränkungsbedingung umfasst eine Bedingung, in der der Abstand d kleiner ist als der oben beschriebene erste vorbestimmte Wert dth1, und eine Bedingung, bei der die Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_Imt größer ist als die Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm. Wenn zum Beispiel die Größe der Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_Imt in der Richtung nach unten des Auslegers 6 kleiner ist als die Größe der Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm in der Richtung nach unten in dem Fall, wobei der Ausleger 6 sich nach unten bewegt, bestimmt die Arbeitseinheit-Steuerung 26, dass die Einschränkungsbedingung erfüllt ist. Weiterhin, wenn die Größe der Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_Imt in der Richtung nach oben des Auslegers 6 größer ist als die Größe der Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm in der Richtung nach oben in dem Fall, wobei sich der Ausleger 6 nach oben bewegt, bestimmt die Arbeitseinheit-Steuerung 26, dass die Einschränkungsbedingung erfüllt ist.
Wenn die Einschränkungsbedingung erfüllt ist, erzeugt die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Auslegerzwischenpositionsanweisung CBI, so dass sich der Ausleger bei der Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_Imt nach oben bewegt und das Steuerventil 27 des Auslegerzylinders 10 steuert. Damit bewegt, da das Richtungssteuerventil 640 des Auslegerzylinders 10 das Arbeitsöl an den Auslegerzylinder 10 liefert, so dass sich der Ausleger bei der Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_Imt nach oben bewegt, der Auslegerzylinder 10 den Ausleger 6 bei der Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_Imt nach oben.
In der ersten Ausführungsform kann die Einschränkungsbedingung eine Bedingung umfassen, bei der der absolute Wert der Arm-Grenzgeschwindigkeit Vc_am_Imt kleiner ist als der absolute Wert der Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am. Die Einschränkungsbedingung kann weiterhin andere Bedingung umfassen. Zum Beispiel kann die Einschränkungsbedingung weiterhin eine Bedingung umfassen, bei der der Arm-Bedienbetrag Null ist. Die Einschränkungsbedingung kann keine Bedingung umfassen, bei der der Abstand d kleiner ist als der erste vorbestimmte Wert dth1. Zum Beispiel kann die Einschränkungsbedingung nur die Bedingung umfassen, bei der die Grenzgeschwindigkeit des Auslegers 6 größer ist als die Ausleger-Zielgeschwindigkeit.
Der zweiten vorbestimmten Wert dth2 kann größer als Null sein, so lange wie der zweite vorbestimmte Wert kleiner ist als der erste vorbestimmte Wert dth1. In diesem Fall werden sowohl der Ausleger 6 als auch der Arm 7 eingeschränkt, bevor die Schneidspitze 8T des Auslegers 6 die Zielgrabgeländeform 43l erreicht. Aus diesem Grund können, wenn sich die Schneidspitze 8T des Auslegers 6 über die Zielgrabgeländeform 43l hinaus bewegt, sogar bevor die Schneidspitze 8T des Auslegers 6 die Zielgrabgeländeform 43l erreicht, sowohl der Ausleger 6 als auch der Arm 7 eingeschränkt werden.
(Der Fall, wobei der Bedienhebel elektrisch ist)
Wenn der linke Bedienhebel 25L und der rechte Bedienhebel 25R elektrisch sind, erfasst die Arbeitseinheit-Steuerung 26 ein elektrisches Signal eines Potentiometers oder dergleichen entsprechend dem Bedienhebel 25L und dem rechten Bedienhebel 25R. Das elektrische Signal wird als ein aktueller Wert der Betriebsanweisung bezeichnet. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 gibt die Öffnen/Schließen-Anweisung auf der Basis des aktuellen Werts der Betriebsanweisung an das Steuerventil 27 aus. Da das Arbeitsöl des Druck als Reaktion auf die Öffnen/Schließen-Anweisung aus dem Steuerventil 27 an den Kolben des Richtungssteuerventils geliefert wird und der Kolben bewegt, wird das Arbeitsöl über das Richtungssteuerventil an den Auslegerzylinder 10, den Armzylinder 11, oder den Löffelzylinder 12 geliefert, und die Zylinder bewegen sich teleskopartig.
Bei der Grabsteuerung gibt die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Öffnen/Schließen-Anweisung auf der Basis eines Anweisungswerts für die Grabsteuerung und des aktuellen Werts der Betriebsanweisung an das Steuerventil 27 aus. Der Anweisungswert für die Grabsteuerung ist zum Beispiel die oben beschriebene Auslegerzwischenpositionsanweisung CBI und ist ein Anweisungswert, der zur Durchführung der Ausleger-Zwischenpositionssteuerung bei der Grabsteuerung verwendet wird. In dem Steuerventil 27, das die Öffnen/Schließen-Anweisung empfängt, wird das Arbeitsöl des Drucks als Reaktion auf die Öffnen/Schließen-Anweisung an den Kolben des Richtungssteuerventils geliefert und bewegt den Kolben. Da das Arbeitsöl des Drucks entsprechend dem Anweisungswert für die Grabsteuerung an den Kolben des Richtungssteuerventils des Auslegerzylinders 10 geliefert wird, fährt der Auslegerzylinder 10 aus und bewegt den Ausleger 6 nach oben.
Als nächstes wird eine ausführlichere Beschreibung einer Steuerung (eines Arbeitsmaschinensteuersystems gemäß der Ausführungsform) in einem Fall angegeben, wobei der Bagger 100 die Grabsteuerung durchführt, die Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 zum Beispiel nicht empfangen werden können und als Ergebnis der Arbeitseinheit-Steuerung 26 das Zielgrabgeländeformdatendetail U nicht erfassen kann.
Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 erfasst das Zielgrabgeländeformdatendetail U aus der Anzeige-Steuerung 28.
16A ist ein Diagramm und erläutert einen Zustand, wobei der Bagger die Grabsteuerung durchführt. 16B ist ein Diagramm und erläutert einen Zustand, wobei kein Referenzpositionsdatendetail empfangen werden kann, wenn der Bagger die Grabsteuerung durchführt. 16C ist ein Diagramm und erläutert einen Zustand, wobei die Grabsteuerung auf der Basis eines Geländeform-Konstruktionsdatendetails U fortgesetzt wird, das in einer Datenspeichereinheit 58 gespeichert wird, wenn keine Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 empfangen werden können.
Zum Beispiel kann, wie in 16A erläutert, angenommen werden, dass die GNSS-Antennen 21 und 22, die in 1 und 2 erläutert sind, keine Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 aus den Positionierungssatelliten empfangen können, wenn der Bagger 100 die Grabsteuerung unter Verwendung des Zielgrabgeländeformdatendetails U der Zielgrabgeländeform 43l durchführt. In diesem Fall gibt die Fehlerbestimmungseinheit 28D der Anzeige-Steuerung 28, die in 5 erläutert ist, das Fehlersignal J an die Arbeitseinheit-Steuerung 26 aus. Der Fall, wobei keine Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 empfangen werden können, umfasst zum Beispiel einen Fall, wobei, wenn die Arbeitseinheit 2 des Baggers 100 zur Aufwärtsbewegung und die Arbeitseinheit 2 zum Ausschwenken veranlasst wird, die Arbeitseinheit 2 zwischen den Positionierungssatelliten und den GNSS-Antennen 21 und 22 eingreift und zu einem abschirmenden Gegenstand gegen die Aufnahme der GNSS-Antennen wird. Da die Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 von einer Vielzahl von Positionierungssatelliten im Allgemeinen empfangen werden, ist die Möglichkeit gering, dass diese Datendetails nicht empfangen werden; wenn jedoch der oben beschriebene Betrieb in einer Situation einer besonders schwachen Radiowelle oder dergleichen durchgeführt wird, tritt manchmal ein Zustand ein, wobei keine Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 empfangen werden können. Die ist ein Phänomen, das besonders im Betrieb in dem Bagger 100 auftritt, in dem die Arbeitseinheit 2 an einer höheren Position angeordnet ist als die GNSS-Antennen 21 und 22.
Wenn die Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 nicht empfangen werden, kann die Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail-Erzeugungseinheit 28B kein Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail S erzeugen, und daher kann die Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C kein Zielgrabgeländeformdatendetail U erzeugen. Wenn das Zielgrabgeländeformdatendetail U nicht erlangten werden kann, wenn die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Grabsteuerung durchführt, kann die Arbeitseinheit-Steuerung 26 keine Grabsteuerung durchführen. In diesem Fall, wie in 16B erläutert, führt die Arbeitseinheit-Steuereinheit 57 der Arbeitseinheit-Steuerung 26 den Antrieb des Steuerventils 27 und des Zwischenventil 27C durch die Arbeitseinheit-Steuerung 26 nicht durch. Eine Art und Weise, wobei keine Grabsteuerung durchgeführt und die Arbeitseinheit 2 auf der Basis der Eingabe in die Bedienvorrichtung 25, die in 2 erläutert ist, bedient wird, wird in der vorliegenden Ausführungsform als manueller Grabmodus bezeichnet.
Wie vorstehend beschrieben, wenn die GNSS-Antennen 21 und 22 keine Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 von den Positionierungssatelliten empfangen können, führt die Anzeige-Steuerung 28 die Initialisierungsarbeit wie vorstehend beschrieben durch. In diesem Fall kann, da die Arbeitseinheit-Steuerung 26 kein Zielgrabgeländeformdatendetail U erfassen kann, die Grabsteuerung nicht fortgesetzt werden. Demnach annulliert die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Grabsteuerung und wählt den manuellen Grabmodus, und die Anzeige-Steuerung28 bewirkt, dass die Anzeigeeinheit 29 die Tatsache anzeigt, dass der manuelle Grabmodus gewählt ist. In diesem Fall kann die Anzeige-Steuerung 28, sofern notwendig, einen Fehler ausgeben.
In der Ausführungsform wird, wenn die Schalteinheit 59 das Fehlersignal J erfasst, das in der Datenspeichereinheit 58 gespeicherte Geländeform-Konstruktionsdatendetail U an die Abstandserfassungseinheit 53 ausgegeben. Aus diesem Grund kann die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Grabsteuerung unter Verwendung des Zielgrabgeländeformdatendetails U, das in der Datenspeichereinheit 58 gespeichert ist, wie in 16C erläutert, fortsetzen, bis die Zeit, in der die Datenspeichereinheit 58 das Zielgrabgeländeformdatendetail U speichert, verstreicht, auch wenn das Zielgrabgeländeformdatendetail U nicht aus der Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C gewonnen werden kann.
Sogar in dem Fall, wobei die Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 nicht empfangen werden können und als Ergebnis die Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C kein neues Zielgrabgeländeformdatendetail U erzeugen kann, besteht kein Problem, auch wenn die Grabsteuerung auf der Basis des Zielgrabgeländeformdatendetails U fortgesetzt wird, das in der Datenspeichereinheit 58 gespeichert ist, so lange wie das Graben in einem Zustand durchgeführt wird, wobei das nicht gleiche Grabziel wie das Grabziel vor den Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 empfangen werden kann, eine konstante relative Positionsbeziehung mit der Arbeitseinheit 2 des Baggers 100 beibehält. Der Fall, wobei die relative Positionsbeziehung zwischen der Arbeitseinheit 2 und dem Grabziel konstant gehalten wird, ist zum Beispiel ein Zustand, wobei die Arbeitseinheit 2 nicht ausschwenkt, ein Zustand, wobei die Arbeitseinheit in einem vorbestimmten Schwenkwinkel ausschwenkt, ein Zustand, wobei der Bagger 100 sich nicht fortbewegt oder ein Fall, wobei der Bagger sich um einen vorbestimmten Bewegungsabstand oder weniger fortbewegt.
In der Ausführungsform, wenn die Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 nicht empfangen werden können, setzt die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Grabsteuerung unter Verwendung des Zielgrabgeländeformdatendetails U fort, das in der Datenspeichereinheit 58 gespeicherte ist, unter der Bedingung, dass die relative Positionsbeziehung zwischen der Arbeitseinheit 2 und dem Grabziel konstant gehalten wird. Eine Erholung von dem Phänomen, wobei die GNSS-Antennen 21 und 22 keine Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 von dem Positionierungssatelliten empfangen können, dauert in vielen Fällen vergleichsweise kurz (zum Beispiel etwa einige Sekunden). Daher wird es in vielen Fällen auch möglich, die Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 zu empfangen, während die Grabsteuerung auf der Basis des Zielgrabgeländeformdatendetails U fortgesetzt wird, das in der Datenspeichereinheit 58 gespeichert ist. Sobald die Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 während der Grabsteuerung auf der Basis des Zielgrabgeländeformdatendetails U, das in der Datenspeichereinheit 58 gespeichert ist, empfangen werden können, führt die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Grabsteuerung unter Verwendung des Zielgrabgeländeformdatendetails U durch, das anschließend durch die Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C erzeugt wird.
Wie vorstehend beschrieben, wird die Grabsteuerung durch das Bedienen des Maschinenführers am Schalter 29S, der in 2 erläutert ist, durchgeführt oder gestoppt. Wenn der Maschinenführer den Schalter 29S bedienen muss, um die Grabsteuerung wieder aufzunehmen, nachdem die GNSS-Antennen 21 und 22 keine Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 von dem Positionierungssatelliten empfangen können und als Ergebnis die Grabsteuerung vorübergehend gestoppt wird, muss der Maschinenführer den Betrieb anders als die Grabarbeit durchführen. In der Ausführungsform kann die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Grabsteuerung auch dann fortsetzen, wenn die GNSS-Antennen 21 und 22 keine Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 von dem Positionierungssatelliten empfangen können. Daher ist, da das Erfordernis des Betriebs der Wiederaufnahme der gestoppten Grabsteuerung nicht mehr gegeben ist, ist die Belastung des Maschinenführers reduziert.
Wenn die Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 nicht empfangen werden können und die relative Positionsbeziehung zwischen der Arbeitseinheit 2 und dem Grabziel nicht konstant gehalten wird oder wenn für eine vorbestimmte Zeit oder länger keine Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 empfangen werden können, wählt die Arbeitseinheit-Steuerung 26 den manuellen Grabmodus als Zustand, in dem die Grabsteuerung zeitweise unterbrochen ist. Dabei beendet die Datenspeichereinheit 58 die Speicherung des Zielgrabgeländeformdatendetails U. Sogar nachdem die Speicherung des Zielgrabgeländeformdatendetails U durch die Datenspeichereinheit 58 endet, sobald die Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 empfangen werden können, führt die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Grabsteuerung unter Verwendung des Zielgrabgeländeformdatendetail U durch, das im Anschluss durch die Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C erzeugt wird. D.h. auch wenn der Maschinenführer den Schalter 29S nicht betreibt, der in 2 erläutert ist, führt die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Grabsteuerung durch. Damit ist in der Ausführungsform, sogar nachdem die Speicherung des Zielgrabgeländeformdatendetails U durch die Datenspeichereinheit 58 beendet ist, die Arbeitseinheit-Steuerung 26 in einem Zustand empfangsbereit, in dem sie in der Lage ist, die Grabsteuerung unter der Bedingung durchzuführen, dass die Aufnahme der Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 wieder aufgenommen wurde. Da ein solches Verfahren das Erfordernis des Betriebs der Wiederaufnahme der unterbrochenen Grabsteuerung beseitigt, ist die Belastung des Maschinenführers reduziert.
<Bezüglich Zielgrabgeländeformdatendetail U, das in Datenspeichereinheit 58 gespeichert ist>
17 und 18 sind Diagramme und erläutern das Zielgrabgeländeformdatendetail U, das in der Datenspeichereinheit 58 gespeichert ist. In 17 und 18 ist die horizontale Achse eine Zeit t, M4 ist ein Schwenksignal, M5 ist ein Fahrsignal, INI ist die Initialisierung der Anzeige-Steuerung 28 und U ist eine Eingabe/Ausgabe eines Geländeform-Konstruktionsdatendetails. Das Zielgrabgeländeformdatendetail U, das in 17 erläutert ist, wird aus der Anzeige-Steuerung 28 ausgegeben, und das Zielgrabgeländeformdatendetail U, das in 18 erläutert ist, wird durch die Arbeitseinheit-Steuerung 26 gewonnen. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Schwenksignal M4 das Winkelinformationsdetail, das durch die IMU 24 als das Schwenkwinkeldetektiervorrichtung detektiert wird, das in 2 erläutert ist, und es wird bestimmt, dass der obere Schwenkkörper 3 ausschwenkt, wenn das Winkelinformationsdetail, das durch die IMU 24 detektiert wird, gleich oder größer ist als eine vorbestimmte Größe.
Das Winkelinformationsdetail umfasst zum Beispiel einen Schwenkwinkel. Die Integration des Winkels beginnt bei einer Zeit Tom, die in 18 erläutert ist. Weiterhin wird der Schwenkwinkel durch das Integral der Winkelgeschwindigkeit erhalten. Das Schwenksignal M4 kann aus einem Encoder (die Schwenkwinkeldetektiervorrichtung) ausgegeben werden, der den Schwenkwinkel des oberen Schwenkkörpers 3 detektiert. Wenn bestimmt wird, dass der obere Schwenkkörper 3 schwenkt, ist es wünschenswert, den Schwenkwinkel des oberen Schwenkkörpers 3 zu detektieren, da eine Schwenkanweisung des Maschinenführers zuverlässiger identifiziert werden kann. Das Fahrsignal M wird auf der Basis des Bedienbetrags MD bestimmt, wenn mindestens eines der Fahrpedale 25FL und 25FR, die in 2 erläutert sind, bedient wird. Wenn der Bedienbetrag MD gleich oder größer ist als ein vorbestimmter Bedienbetrag, gibt die Bedienvorrichtung 25, die in 2 erläutert ist, das Fahrsignal M5 als eines unter der Annahme aus, dass sich der Fahrzeugkörper 1 in einem Fahrzustand befindet. Wenn der Bedienbetrag MD geringer ist als der vorbestimmte Bedienbetrag, gibt die Bedienvorrichtung 25, die in 2 erläutert ist, das Fahrsignal M5 als Null aus, unter der Annahme, dass sich der Fahrzeugkörper 1 in einem Stoppzustand befindet.
Wenn das INI zu START wird, beginnt die Initialisierung der Anzeige-Steuerung 28, und wenn die INI zu ENDE wird, endet die Initialisierung. Ein Zeitpunkt, an dem die Initialisierung beginnt, ist nachdem die GNSS-Antennen 21 und 22 keine Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 von einem Positionierungssatelliten 80 empfangen können. Das Zielgrabgeländeformdatendetail U, das von der Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C ausgegeben wird, die in 17 erläutert ist, wird aus der Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C an die Arbeitseinheit-Steuerung 26 ausgegeben, wenn er auf EIN steht. Wenn er auf AUS steht, wird jedes Zielgrabgeländeformdatendetail U ausgegeben, aber ein Informationsdetail, das angibt, dass die Zuverlässigkeit davon nicht garantiert ist oder dass die Ausgabe davon ungültig ist, wird ausgegeben. In der Ausführungsform ist, da das Zielgrabgeländeformdatendetail U bei 10Hz aus der Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C ausgegeben wird, ein Zyklus Δt1 100 msec. Das durch die Arbeitseinheit-Steuerung 26 gewonnene Zielgrabgeländeformdatendetail U, das in 18 erläutert ist, wird durch die Arbeitseinheit-Steuerung 26 gewonnen, wenn er auf EIN steht, und wird nicht gewonnen, wenn er auf AUS steht. In der Ausführungsform ist, da die Arbeitseinheit-Steuerung 26 das Zielgrabgeländeformdatendetail U bei 100 Hz erlangt, ein Zyklus Δt2, der in 18 erläutert ist, 10 msec.
In der Ausführungsform führt, wenn die GNSS-Antennen 21 und 22 keine Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 von dem Positionierungssatelliten 80 empfangen können und als Ergebnis das Zielgrabgeländeformdatendetail U als das Zielgrabgeländeforminformationsdetail während der Grabsteuerung nicht gewonnen werden kann, die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Grabsteuerung unter Verwendung des Zielgrabgeländeformdatendetails U durch, das vor dem Zeitpunkt erhalten wird, vor dem kein Zielgrabgeländeformdatendetail U gewonnen werden kann. In dem Beispiel, das in 17 erläutert ist, wird, da die Initialisierung zur Zeit t1 gestartet wird, das Zielgrabgeländeformdatendetail U, das aus der Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C vor mindestens der Zeit t1 ausgegeben wird und in der Datenspeichereinheit 58 gespeichert wird, verwendet. Es gibt keine Garantie, dass die Initialisierung der Anzeige-Steuerung 28 i mit einem Zeitpunkt s synchronisiert ist, zu dem die Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C das Zielgrabgeländeformdatendetail U ausgibt. Daher besteht die Möglichkeit, dass die Zuverlässigkeit im Zielgrabgeländeformdatendetail U (Zeit t = t0) gering ist, das erhalten wird, unmittelbar bevor die Initialisierung der Anzeige-Steuerung 28 gestartet wird, d.h. unmittelbar bevor die GNSS-Antennen 21 und 22 keine Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 von dem Positionierungssatelliten 80 empfangen können. Es ist wünschenswert, dass die Datenspeichereinheit 58 der Arbeitseinheit-Steuerung 26 das Zielgrabgeländeformdatendetail U (Zeit t = tb) speichert, das aus der Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C zu einem Zeitpunkt einen Zyklus vor dem Start der Initialisierung der Anzeige-Steuerung 28 ausgegeben wird.
In dem Beispiel, das in 18 erläutert ist, ist der Zeitpunkt, zu dem die Anzeige-Steuerung 28 die Initialisierung startet, die Zeit t = tm. Nachdem die Initialisierung der Anzeige-Steuerung 28 gestartet ist, d.h. die GNSS-Antennen 21 und 22 keine Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 von dem Positionierungssatelliten 80 empfangen können, erkennt die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Tatsache (Zeit t = tr). Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 kann das Zielgrabgeländeformdatendetail U (Zeit t = to1), das aus der Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C zu dem Zeitpunkt einen Zyklus vor Beginn der Initialisierung der Anzeige-Steuerung 28 ausgegeben wird, nicht unterscheiden.
Die Datenspeichereinheit 58 der Arbeitseinheit-Steuerung 26 speichert das Zielgrabgeländeformdatendetail U, das aus der Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C der Anzeige-Steuerung 28 vor einem Zeitpunkt des Erkennens, dass die GNSS-Antennen 21 und 22 keine Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 von dem Positionierungssatelliten 80 empfangen können, gewonnen wurde. In der Ausführungsform ist es wünschenswert, dass die Datenspeichereinheit 58 das Zielgrabgeländeformdatendetail U speichert, das mindestens einen Zyklus oder mehr vor dem Zeitpunkt des Erkennens, dass die GNSS-Antennen 21 und 22 keine Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 bezüglich des Zyklus empfangen können, gewonnen wurde, wobei die Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C der Anzeige-Steuerung 28 das Zielgrabgeländeformdatendetail U ausgibt. In dem Beispiel, das in 18 erläutert ist, ist es wünschenswert, dass die Datenspeichereinheit 58 das Zielgrabgeländeformdatendetail U zur Zeit t = to1 speichert.
Der Zyklus, wobei die Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C das Zielgrabgeländeformdatendetail U ausgibt, ist 100 msec, und der Zyklus, wobei die Arbeitseinheit-Steuerung 26 das Zielgrabgeländeformdatendetail U erlangt, ist 10 msec. Bezüglich des Zyklus, wobei die Arbeitseinheit-Steuerung 26 das Zielgrabgeländeformdatendetail U erlangt, ist es wünschenswert, dass die Datenspeichereinheit 58 das Zielgrabgeländeformdatendetail U speichert, das mindestens 10 Zyklen oder mehr (in der Ausführungsform 15 Zyklen) vor dem Zyklus gewonnen wurde, wobei die Arbeitseinheit-Steuerung 26 das Zielgrabgeländeformdatendetail U erlangt.
Damit kann die Datenspeichereinheit 58 das Zielgrabgeländeformdatendetail U ausgeben, das mindestens 10 Zyklen oder mehr vor der Abstandserfassungseinheit 53 gewonnen wurde, wenn die GNSS-Antennen 21 und 22 keine Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 von dem Positionierungssatelliten 80 empfangen können. Als Ergebnis kann eine Möglichkeit, dass die Datenspeichereinheit 58 das anormale Zielgrabgeländeformdatendetail U speichert, und eine Möglichkeit, dass die Grabsteuerung unter Verwendung des anormalen Zielgrabgeländeformdatendetails U fortgesetzt wird, reduziert werden.
Das Zielgrabgeländeformdatendetail U (ein Zielgrabgeländeform 73l) wird aus der Anzeige-Steuerung 28 in die Arbeitseinheit-Steuerung 26 in zum Beispiel einem Zyklus von 100 msec eingegeben. Der Neigungswinkel θ5, der durch die IMU 29 detektiert wird, wird zum Beispiel alle 10 msec aus der Sensor-Steuerung 39 in die Arbeitseinheit-Steuerung 26 und in die zweite Anzeigevorrichtung 39 eingegeben. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 und die Anzeige-Steuerung 28 setzen die Aktualisierung des Neigungswinkels θ5 des Zielgrabgeländeformdatendetails U (die Zielgrabgeländeform 43l) auf der Basis von einem Zunahme/Abnahmebetrag eines vorausgehenden Schrägwinkelwerts und eines aktuellen Schrägwinkelwerts fort, der aus der Sensor-Steuerung 39 eingegeben wurde. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 berechnet die Schneidspitzenposition P4 unter Verwendung des Neigungswinkels θ5 und führt die Grabsteuerung durch, und die Anzeige-Steuerung 28 berechnet die Schneidspitzenposition P4 unter Verwendung des Neigungswinkels θ5 und übernimmt die Position als Schneidspitzenposition eines Leitbildes. Nach Verstreichen von 100 msec wird das neue Zielgrabgeländeformdatendetail U (die neue Zielgrabgeländeform 43l) aus der Anzeige-Steuerung 28 in die Arbeitseinheit-Steuerung 26 eingegeben, und das Zielgrabgeländeformdatendetail wird aktualisiert.
(Steuerungsbeispiel der Arbeitsmaschinensteuerung gemäß Ausführungsform)
19 ist ein Flussdiagramm und erläutert ein Steuerungsbeispiel der Arbeitsmaschinensteuerung gemäß Ausführungsform. In Schritt S101, wenn die Grabsteuerung durchgeführt wird (Schritt S101, Ja), geht die Arbeitseinheit-Steuerung 26, die in 5 erläutert ist, bei dem Verfahren zu Schritt S102 über. In Schritt S101 beendet, wenn die Grabsteuerung nicht durchgeführt wird (Schritt S101, Nein), die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Arbeitsmaschinensteuerung gemäß Ausführungsform.
In Schritt S102 geht, wenn die Fortbewegung des Baggers 100 unterbrochen wurde und das Ausschwenken der Arbeitseinheit 2 aufgehört hat (Schritt S102, Ja), die Arbeitseinheit-Steuerung 26 bei dem Verfahren zu Schritt S103 über. In Schritt S102 beendet, wenn sich der Bagger 100 fortbewegt oder die Arbeitseinheit 2 ausschwenkt (Schritt S102, Nein), die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Arbeitsmaschinensteuerung gemäß Ausführungsform. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 bestimmt, dass der Bagger 100 stoppt, wenn ein Signal, das aus dem Fahrhebel des Baggers 100 gewonnen wurde, einen Stopp-Zustand angibt, und bestimmt, dass das Ausschwenken der Arbeitseinheit 2 aufgehört hat, wenn der Schwenkwinkel der Arbeitseinheit 2 gleich oder kleiner ist als ein vorbestimmter Schwellenwert. Der vorbestimmte Schwellenwert ist eine Größe, wobei die relative Positionsbeziehung zwischen der Arbeitseinheit 2 und dem Grabziel als unverändert betrachtet wird.
In Schritt S103 gibt, wenn die Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 abgelaufen sind, d.h. die GNSS-Antennen 21 und 22 können keine Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 von dem Positionierungssatelliten 80 empfangen (Schritt S103, Ja), die Fehlerbestimmungseinheit 28D der Anzeige-Steuerung 28 in der Arbeitseinheit-Steuerung 26 das Fehlersignal J an die Schalteinheit 59 der Arbeitseinheit-Steuerung 26 in Schritt S104 aus. Die Schalteinheit 59, die das Fehlersignal J gewonnen hat, schaltet das Zielgrabgeländeformdatendetail U, das an die_Abstandserfassungseinheit 53 ausgegeben werden soll, von dem Datendetail, das durch die Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C der Anzeige-Steuerung 28 erzeugt wurde, auf das Datendetail um, das in der Datenspeichereinheit 58 gespeichert wurde. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 setzt die Grabsteuerung unter Verwendung des Zielgrabgeländeformdatendetails U fort, das in der Datenspeichereinheit 58 gespeichert ist. Wie vorstehend beschrieben, ist das Zielgrabgeländeformdatendetail U, das in der Grabsteuerung in Schritt S104 verwendet wird, das Zielgrabgeländeformdatendetail U, das durch die Arbeitseinheit-Steuerung 26 mindestens 10 Zyklen oder mehr vor dem Zielgrabgeländeformdatendetail U gewonnen wurde, das in der Datenspeichereinheit 58 gespeichert ist. In Schritt S103 beendet, wenn die Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 nicht abgelaufen sind (Schritt S103, Nein) die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Arbeitsmaschinensteuerung gemäß Ausführungsform.
Wenn Schritt S104 endet, bestimmt die Arbeitseinheit-Steuerung 26 in Schritt S105, ob keine vorbestimmte Zeit tc verstrichen ist. Wenn keine vorbestimmte Zeit tc verstrichen ist (Schritt S105, Ja), geht das Verfahren bei Schritt S106 weiter. In Schritt S106 macht, wenn die Fortbewegung des Baggers 100 und das Ausschwenken der Arbeitseinheit 2 aufgehört haben (Schritt S106, Ja), die Arbeitseinheit-Steuerung 26 bei dem Verfahren mit Schritt S107 weiter.
In Schritt S107 geht, wenn die GNSS-Antennen 21 und 22 die Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 von dem Positionierungssatelliten 80 empfangen können (Schritt S107, Ja), das Verfahren zu Schritt S108 über. Wenn die GNSS-Antennen 21 und 22 die Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 von dem Positionierungssatelliten 80 empfangen können, erzeugt die Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail-Erzeugungseinheit 28B das Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail S und gibt das Datendetail an die Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C aus. Die Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C erzeugt das Zielgrabgeländeformdatendetail U und gibt das Datendetail an die Arbeitseinheit-Steuerung 26 aus. In Schritt S108 führt die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Grabsteuerung unter Verwendung des Zielgrabgeländeformdatendetails U durch, das durch die Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C auf der Basis der empfangenen Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 neu erzeugt wurde. Wenn die GNSS-Antennen 21 und 22 keine Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 von dem Positionierungssatelliten 80 empfangen können (Schritt S107, Nein), wiederholt die Arbeitseinheit-Steuerung 26 Schritt S105 bis Schritt S107, bis die bestimmte Zeit tc verstrichen ist.
Bei Rückkehr zu Schritt S105 beendet, wenn die bestimmte Zeit tc verstrichen ist (Schritt S105, Nein), die Datenspeichereinheit 58 der Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Speicherung des gespeicherten Zielgrabgeländeformdatendetails U, und die Arbeitseinheit-Steuerung 26 beendet die Grabsteuerung in Schritt S109. In diesem Fall wird ein manueller Betriebsmodus übernommen. Der manuelle Betriebsmodus ist ein Modus, wobei die Arbeitseinheit 2 als Reaktion auf die Eingabe der Bedienvorrichtung 25 betrieben wird.
Als nächstes macht, wenn die GNSS-Antennen 21 und 22 die Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 von dem Positionierungssatelliten 80 in Schritt S110 (Schritt S110, Ja) empfangen können, das Verfahren mit Schritt S111 weiter. In Schritt S111 nimmt die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Grabsteuerung unter Verwendung des Zielgrabgeländeformdatendetails U wieder auf, das durch die Zielgrabgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C auf der Basis der empfangenen Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 neu erzeugt wurde. In diesem Fall braucht der Maschinenführer des Baggers 100 den Schalter 29S, der in 2 erläutert ist, nicht erneut zu bedienen, um die Grabsteuerung wiederaufzunehmen.
Wenn die GNSS-Antennen 21 und 22 keine Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 von dem Positionierungssatelliten 80 empfangen können (Schritt S110, Nein), macht das Verfahren mit Schritt S112 weiter. In Schritt S112 beendet, wenn eine Grabsteuerungsbeendigungsanweisung (Schritt S112, Ja) existiert, die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Grabsteuerung in Schritt S113. Die Grabsteuerungsbeendigungsanweisung wird auf eine Weise erzeugt, derart dass der Maschinenführer des Baggers 100 den Schalter 29S, der in 2 erläutert ist, betreibt oder stoppt. Wenn keine Grabsteuerungsbeendigungsanweisung (Schritt S112, Nein) existiert, geht die Arbeitseinheit-Steuerung 26 wieder zu Schritt S110 zurück und führt ein Anschlussverfahren durch. In Schritt S106, der vorstehend beschrieben ist, macht, wenn sich der Bagger 100 fortbewegt oder die Arbeitseinheit 2 ausschwenkt (Schritt S106, Nein), die Arbeitseinheit-Steuerung 26 mit Schritt S109 weiter und führt ein Anschlussverfahren durch. Damit führt das Steuersystem 300, das in 2 erläutert ist, die Arbeitsmaschinensteuerung gemäß Ausführungsform durch.
Obgleich die Ausführungsform vorstehend beschrieben wurde, ist die Ausführungsform nicht auf den oben beschriebenen Inhalt geschränkt. Weiterhin umfasst die oben beschriebene Komponente eine Komponente, die vom Fachmann leicht erkannt werden kann, eine Komponente, die im Wesentlichen die gleiche ist, und eine Komponente im sogenannten Äquivalenzumfang. Weiterhin ist es möglich, die oben beschriebenen Komponenten entsprechend zu kombinieren. Weiterhin kann mindestens eines von Streichungen, Substitutionen und Modifikationen der Komponenten vorgenommen werden, ohne vom Geist der Ausführungsform abzuweichen. Zum Beispiel umfasst die Arbeitseinheit 2 den Ausleger 6, den Arm 7 und den Löffel 8, aber der mit der Arbeitseinheit 2 verbundene Aufsatz ist nicht darauf und auch nicht auf den Löffel 8 begrenzt. Das durch die Sensor-Steuerung 39 durchgeführte Verfahren kann durch die Arbeitseinheit-Steuerung 26 durchgeführt werden. Die Arbeitsmaschine ist nicht auf den Bagger 100 beschränkt und kann eine andere Baumaschine sein.
Bezugszeichenliste

1: FAHRZEUGKÖRPER
2: ARBEITSEINHEIT
3: OBERER SCHWENKKÖRPER
6: AUSLEGER
7: ARM
8: LÖFFEL
8B: SCHNEID
8T: SCHNEIDSPITZE
10: AUSLEGERZYLINDER
11: ARMZYLINDER
12: LÖFFELZYLINDER
19: POSITIONSDETEKTIERVORRICHTUNG
23: GLOBALKOORDINATENBERECHNUNGSEINHEIT
25: BEDIENVORRICHTUNG
26: ARBEITSEINHEITSTEUERUNG
26M: SPEICHEREINHEIT
26P: PROZESSOREINHEIT
27: STEUERVENTIL
28: ANZEIGESTEUERUNG
28A: ZIELKONSTRUKTIONSINFORMATIONSDETAIL-SPEICHEREINHEIT
28B: LÖFFELSCHNEIDSPITZENPOSITIONSDATENDETAILERZEUGUNGSEINHEIT
28C: ZIELGRABGELÄNDEFORMDATENDETAIL-ERZEUGUNGSEEINHEIT
28D: FEHLERBESTIMMUNGSEINHEIT
29: ANZEIGEEINHEIT
29S: SCHALTER
41: ZIELGRABFLÄCHE
42: EBENE
43l: ZIELGRABGELÄNDEFORM
44: ZIELGRABPOSITION
52: ZIELGESCHWINDIGKEITSBESTIMMUNGSEINHEIT
53: ABSTANDSERFASSUNGSEINHEIT
54: GRENZGESCHWINDIGKEITSBESTIMMUNGSEINHEIT
55: ERSTE GRENZBESTIMMUNGSEINHEIT
57: ARBEITSEINHEIT-STEUEREINHEIT
58: DATENSPEICHEREINHEIT
59: SCHALTEINHEIT
60: AUSRICHTUNGSMARKER
100: BAGGER
200: ARBEITSMASCHINENSTEUERSYSTEM (STEUERSYSTEM)
300: HYDRAULIKSYSTEM

Claims

Arbeitsmaschinensteuersystem, das eine Arbeitsmaschine steuert, die eine Arbeitseinheit mit einem Arbeitswerkzeug umfasst, wobei das Arbeitsmaschinensteuersystem folgendes umfasst: eine Positionsdetektiervorrichtung, die in der Arbeitsmaschine enthalten ist und ein Referenzpositionsdatendetail empfängt, das ihre eigene Position anzeigt; eine Erzeugungseinheit, die ein Arbeitseinheitspositionsdatendetail auf der Basis des durch die Positionsdetektiervorrichtung empfangenen Referenzpositionsdatendetails erzeugt und ein Zielgrabgeländeforminformationsdetail, das eine Zielform eines Grabziels der Arbeitseinheit angibt, aus dem Arbeitseinheitspositionsdatendetail und einem Informationsdetail einer Konstruktionszielfläche, die die Zielform angibt, erzeugt; und eine Arbeitseinheit-Steuereinheit, die eine Grabsteuerung durch Steuerung einer Geschwindigkeit in einer Richtung durchführt, in der sich die Arbeitseinheit an das Grabziel annähert, so dass die Geschwindigkeit gleich oder kleiner wird als eine Grenzgeschwindigkeit auf der Basis des aus der Erzeugungseinheit erlangten Zielgrabgeländeforminformationsdetails, wobei in einem Fall, in dem die Arbeitseinheit-Steuereinheit nicht in der Lage ist, das Referenzpositionsdatendetail während der Grabsteuerung zu empfangen und nicht in der Lage ist, das Zielgrabgeländeforminformationsdetail zu erzeugen, wenn ein Fortbewegen der Arbeitsmaschine stoppt und ein Schwenken der Arbeitseinheit stoppt, die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung unter Verwendung des Zielgrabgeländeforminformationsdetails fortsetzt, das vor einem Zeitpunkt erfasst wurde, an dem die Arbeitseinheit-Steuereinheit nicht in der Lage ist, das Referenzpositionsdatendetail zu empfangen, und wenn sich die Arbeitsmaschine fortbewegt oder die Arbeitseinheit schwenkt, die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung beendet.
Arbeitsmaschinensteuersystem nach Anspruch 1, wobei die Arbeitseinheit-Steuereinheit das Zielgrabgeländeforminformationsdetail speichert, das vor dem Zeitpunkt ermittelt wurde, an dem die Arbeitseinheit-Steuereinheit nicht in der Lage ist, das Zielgrabgeländeforminformationsdetail für eine vorbestimmte Zeit zu erlangen, und wobei die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung, die aktuell durchgeführt wird, durch Beenden der Speicherung des Zielgrabgeländeforminformationsdetails beendet, wenn die vorbestimmte Zeit verstreicht, sich die Arbeitsmaschine fortbewegt, oder ein Schwenkkörper, an dem die Arbeitseinheit befestigt ist, schwenkt.
Arbeitsmaschinensteuersystem nach Anspruch 2, umfassend: eine Schwenkwinkeldetektiervorrichtung, die einen Schwenkwinkel des Schwenkkörpers detektiert, und wobei, wenn der durch die Schwenkwinkeldetektiervorrichtung detektierte Schwenkwinkel gleich oder größer ist als eine vorbestimmte Größe, die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Speicherung des Zielgrabgeländeforminformationsdetails beendet, um die Grabsteuerung, die aktuell durchgeführt wird, zu beenden.
Arbeitsmaschinensteuersystem nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Arbeitseinheit-Steuereinheit das gespeicherte Zielgrabgeländeforminformationsdetail unter Verwendung eines Neigungswinkels aktualisiert, der durch eine Vorrichtung detektiert wurde, die den Neigungswinkel der Arbeitsmaschine erfasst.
Arbeitsmaschinensteuersystem nach Anspruch 1, wobei, wenn die Arbeitseinheit-Steuereinheit das Zielgrabgeländeforminformationsdetail, das neu ist, erlangt, bevor eine vorbestimmte Zeit verstreicht, die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung unter Verwendung des erlangten Zielgrabgeländeforminformationsdetails beginnt.
Arbeitsmaschinensteuersystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei, wenn die Arbeitseinheit-Steuereinheit das Zielgrabgeländeforminformationsdetail, das neu ist, nach Beenden der Grabsteuerung, die aktuell durchgeführt wird, erlangt, die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung unter Verwendung des erlangten Zielgrabgeländeforminformationsdetails startet.
Baggersteuersystem, das eine Arbeitsmaschine steuert, die eine Arbeitseinheit mit einem Arbeitswerkzeug umfasst, wobei das Baggersteuersystem folgendes umfasst: eine Positionsdetektiervorrichtung, die in der Arbeitsmaschine enthalten ist und ein Referenzpositionsdatendetail empfängt, das ihre eigene Position anzeigt; eine Erzeugungseinheit, ein Arbeitseinheitspositionsdatendetail auf der Basis desdurch die Positionsdetektiervorrichtung empfangenen Referenzpositionsdatendetails erzeugt und ein Zielgrabgeländeforminformationsdetail, das eine Zielform eines Grabziels der Arbeitseinheit angibt, aus dem Arbeitseinheitspositionsdatendetail und einem Informationsdetail einer Konstruktionszielfläche, die die Zielform angibt, erzeugt; und eine Arbeitseinheit-Steuereinheit, die eine Grabsteuerung so durchführt, dass verhindert wird, dass die Arbeitseinheit ein Graben über die Zielform hinaus auf der Basis des aus der Erzeugungseinheit erlangten Zielgrabgeländeforminformationsdetails durchführt, wobei, wenn die Arbeitseinheit-Steuereinheit nicht in der Lage ist, das Referenzpositionsdatendetail während der Grabsteuerung zu empfangen und nicht in der Lage ist, das Zielgrabgeländeforminformationsdetail zu erzeugen, die Arbeitseinheit-Steuereinheit das Zielgrabgeländeforminformationsdetail speichert, das vor einem Zeitpunkt ermittelt wurde, an dem die Arbeitseinheit-Steuereinheit das Referenzpositionsdatendetail für eine vorbestimmte Zeit nicht empfangen konnte, und wobei in einem Fall, in dem die Arbeitseinheit-Steuereinheit nicht in der Lage ist, das Referenzpositionsdatendetail zu empfangen, wenn ein Fortbewegen der Arbeitsmaschine gestoppt hat und ein Schwenken der Arbeitseinheit gestoppt hat, die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung durch Nutzen des gespeicherten Zielgrabgeländeforminformationsdetails fortsetzt und die Grabsteuerung, die aktuell durchgeführt wird, durch Beenden der Speicherung des Zielgrabgeländeforminformationsdetails beendet, nachdem die vorbestimmte Zeit verstrichen ist, wobei in einem Fall, in dem die Arbeitseinheit-Steuereinheit nicht in der Lage ist, das Referenzpositionsdatendetail zu empfangen, wenn sich die Arbeitseinheit fortbewegt oder die Arbeitseinheit schwenkt, die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung, die aktuell durchgeführt wird, durch Beenden der Speicherung des Zielgrabgeländeforminformationsdetails beendet.
Arbeitsmaschine umfassend: das Arbeitsmaschinensteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Arbeitsmaschinensteuerverfahren, das eine Arbeitsmaschine steuert, die eine Arbeitseinheit mit einem Arbeitswerkzeug umfasst, wobei das Arbeitsmaschinensteuerverfahren folgendes umfasst: Empfangen eines Referenzpositionsdatendetails, das ihre eigene Position anzeigt; Erzeugen eines Arbeitseinheitspositionsdatendetails auf der Basis des empfangenen Referenzpositionsdatendetails und Erzeugen eines Zielgrabgeländeforminformationsdetails, das eine Zielform eines Grabziels der Arbeitseinheit von dem Arbeitseinheitspositionsdatendetail und einem Informationsdetail einer Konstruktionszielfläche, die die Zielform angibt, angibt; und Durchführen einer Grabsteuerung durch Verhindern, dass die Arbeitseinheit ein Graben über die Zielform hinaus durchführt, auf der Basis des Zielgrabgeländeforminformationsdetails und, wenn die Arbeitseinheit-Steuereinheit nicht in der Lage ist, das Referenzpositionsdatendetail während der Grabsteuerung zu empfangen und nicht in der Lage ist, das Zielgrabgeländeforminformationsdetail zu erzeugen, die Arbeitseinheit-Steuereinheit das Zielgrabgeländeforminformationsdetail speichert, das vor einem Zeitpunkt ermittelt wurde, an dem die Arbeitseinheit-Steuereinheit das Referenzpositionsdatendetail für eine vorbestimmte Zeit nicht empfangen konnte, und wobei in einem Fall, in dem die Arbeitseinheit-Steuereinheit nicht in der Lage ist, das Referenzpositionsdatendetail zu empfangen, wenn ein Fortbewegen der Arbeitsmaschine gestoppt hat und ein Schwenken der Arbeitseinheit gestoppt hat, die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung durch Nutzen des gespeicherten Zielgrabgeiändeforminformationsdetails fortsetzt, wobei in einem Fall, in dem die Arbeitseinheit-Steuereinheit nicht in der Lage ist, das Referenzpositionsdatendetail zu empfangen, wenn sich die Arbeitseinheit fortbewegt oder die Arbeitseinheit schwenkt, die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung beendet.