DE112015000011B4

DE112015000011B4 - Baufahrzeug und Verfahren zum Steuern von Baufahrzeug

Info

Publication number: DE112015000011B4
Application number: DE112015000011.9T
Authority: DE
Inventors: Yuto Fujii; Masashi Ichihara; Yoshiki Kami; Satoru Shintani; Masanobu Seki
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2015-02-02
Filing date: 2015-02-02
Publication date: 2017-10-19
Anticipated expiration: 2035-02-03
Also published as: CN105960492B; KR101759409B1; DE112015000011T5; US20160312434A1; US9617709B2; WO2016125232A1; JP5969712B1; CN105960492A; JPWO2016125232A1; KR20160142753A

Abstract

Baufahrzeug, das umfasst: einen Fahrzeugkörper; eine Arbeitsausrüstung, die einen Ausleger, der in Bezug auf den Fahrzeugkörper um eine Auslegerachse herum gedreht werden kann, einen Stiel, der in Bezug auf den Ausleger um eine Stielachse parallel zu der Auslegerachse herum gedreht werden kann, und einen Löffel enthält, der in Bezug auf den Stiel um eine Löffelachse parallel zu der Stielachse sowie eine Schwenkachse rechtwinklig zu der Löffelachse gedreht werden kann; einen Winkel-Sensor, der sich an dem Löffel befindet und einen Winkel der Neigung des Löffels in Bezug auf eine horizontale Ebene erfasst; sowie eine Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit, die Steuerung der Arbeitsausrüstung ausführt, bei der eine Betätigung der Arbeitsausrüstung wenigstens teilweise automatisch auf Basis geplanter Topografie gesteuert wird, die eine beabsichtigte Form eins Objektes der Bearbeitung mit der Arbeitsausrüstung repräsentiert, die Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit Steuerung der Arbeitsausrüstung beginnt, wenn der durch den Winkel-Sensor erfasster Neigungswinkel des Löffels unter einem ersten Schwellenwert liegt, und Steuerung der Arbeitsausrüstung nicht beginnt, wenn ein durch den Winkel-Sensor erfasster Neigungswinkel des Löffels auf oder über dem ersten Schwellenwert liegt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Baufahrzeug.
Technischer Hintergrund
Ein Baufahrzeug, wie beispielsweise ein Hydraulikbagger, schließt eine Arbeitsausrüstung ein, die einen Ausleger, einen Stiel und einen Löffel enthält. Als Steuerung des Baufahrzeugs ist Aushub-Steuerung bekannt, bei der eine Schneidkante eines Löffels auf Basis geplanter Soll-Topografie gesteuert wird, die eine beabsichtigte Form eines Aushub-Objektes ist. Des Weiteren ist ein Löffel vom Schwenk-Typ (ein Schwenklöffel) bekannt, bei dem einander gegenüberliegende Enden in einer Richtung einer Fahrzeugbreite in Bezug auf eine Achse in der Richtung der Fahrzeugbreite geneigt werden können. Der Löffel vom Schwenk-Typ wird mit einem Schwenk-Stellglied geneigt, mit dem ein Löffel in Bezug auf einen Stiel geschwenkt wird, wie dies in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. JP 2014-74 319 A dargestellt ist.
Liste der Anführungen
Patentdokument

Patentdokument 1: Japanische Offenlegungsschrift Nr. JP 2014-74 319 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Bei einem Löffel von Schwenk-Typ können Schwenkwinkel-Daten eines Löffels unter Verwendung eines Schwenkwinkel-Sensors ermittelt werden.
Der Löffel wird aufgrund des Antriebs eines Schwenk-Stellgliedes mit Bezug auf die Achse in der Richtung der Fahrzeugbreite geneigt und auch aufgrund eines normalen Betriebs einer Arbeitsausrüstung in Bezug auf eine Achse in einer Fahrzeug-Längsrichtung geneigt. Daher ist es möglicherweise für einen Schwenkwinkel-Sensor schwierig, Schwenkwinkel-Daten auf Basis von Antrieb des Schwenk-Stellgliedes aufgrund eines Betriebs der Arbeitsausrüstung zu ermitteln. In diesem Fall kann Aushub-Steuerung nicht auf Basis genauer Schwenkwinkel-Daten ausgeführt werden, und möglicherweise ist die Genauigkeit der Aushub-Steuerung geringer.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um das oben beschriebene Problem zu lösen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Methode zu schaffen, mit der Verringerung der Genauigkeit bei Aushub-Steuerung bei einem Baufahrzeug vermieden wird, das einen Löffel von Schwenk-Typ enthält.
Lösung des Problems
Ein Baufahrzeug gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält einen Fahrzeugkörper, eine Arbeitsausrüstung, einen Winkel-Sensor sowie eine Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit. Die Arbeitsausrüstung weist einen Ausleger, einen Stiel und einen Löffel auf. Der Ausleger kann in Bezug auf den Fahrzeugkörper um eine Auslegerachse herum gedreht werden. Der Stiel kann in Bezug auf den Ausleger um eine Stielachse parallel zu der Auslegerachse herum gedreht werden. Der Löffel kann in Bezug auf den Stiel um eine Löffelachse parallel zu der Stielachse und eine Schwenkachse senkrecht zu der Löffelachse herum gedreht werden. Der Winkel-Sensor befindet sich an einen dem Löffel und erfasst einen Neigungswinkel des Löffels in Bezug auf eine horizontale Ebene. Die Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit führt Steuerung der Arbeitsausrüstung aus, bei der eine Betätigung der Arbeitsausrüstung wenigstens teilweise automatisch auf Basis einer geplanten Topografie gesteuert wird, die eine beabsichtigte Form eines Objektes in Bearbeitung mit der Arbeitsausrüstung repräsentiert. Die Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit beginnt Steuerung der Arbeitsausrüstung, wenn ein durch den Winkel-Sensor erfasster Neigungswinkel des Löffels unter einem ersten Schwellenwert liegt, und beginnt Steuerung der Arbeitsausrüstung nicht, wenn ein durch den Winkel-Sensor erfasster Neigungswinkel des Löffels auf oder über dem ersten Schwellenwert liegt.
Dementsprechend beginnt die Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit Steuerung der Arbeitsausrüstung, wenn der durch den Winkel-Sensor erfasste Neigungswinkel des Löffels unter dem ersten Schwellenwert liegt, und beginnt Steuerung der Arbeitsausrüstung nicht, wenn der durch den Winkel-Sensor erfasste Neigungswinkel des Löffels auf oder über dem ersten Schwellenwert liegt. So wird Steuerung der Arbeitsausrüstung in einem Zustand ausgeführt, in dem die Genauigkeit der Erfassung des Neigungswinkels des Löffels hoch ist, und wird Steuerung der Arbeitsausrüstung in einem Zustand unterbunden, in dem Genauigkeit bei Erfassung des Neigungswinkels des Löffels gering ist. So kann die Genauigkeit beim Aushub verbessert werden, und Bauausführung wie geplant wird ermöglicht.
Vorzugsweise beginnt die Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit Steuerung der Arbeitsausrüstung, wenn der durch den Winkel-Sensor erfasste Neigungswinkel des Löffels unter dem ersten Schwellenwert oder auf oder über einem zweiten Schwellenwert liegt, und beginnt Steuerung der Arbeitsausrüstung nicht, wenn der durch den Winkel-Sensor erfasste Neigungswinkel genauso groß ist wie oder größer als der erste Schwellenwert und kleiner als der zweite Schwellenwert.
Dementsprechend führt die Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit Steuerung der Arbeitsausrüstung aus, wenn der durch den Winkel-Sensor erfasste Neigungswinkel des Löffels unter dem ersten Schwellenwert oder auf dem zweiten Schwellenwert liegt, und führt die Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit Steuerung der Arbeitsausrüstung nicht aus, wenn der durch den Winkel-Sensor erfasste Neigungswinkel des Löffels auf oder über dem ersten Schwellenwert und unter dem zweiten Schwellenwert liegt. So wird Steuerung der Arbeitsausrüstung in einem Bereich ausgeführt, in dem Genauigkeit bei Erfassung des Neigungswinkels hoch ist, und wird Steuerung der Arbeitsausrüstung in einem Bereich unterbunden, in dem Genauigkeit bei Erfassung des Neigungswinkels des Löffels gering ist. So kann die Genauigkeit beim Aushub verbessert werden, und Bauausführung wie geplant wird ermöglicht.
Vorzugsweise enthält das Baufahrzeug des Weiteren einen Neigungs-Erfassungsabschnitt, einen Abschnitt zum Ermitteln eines Stellungs-Zustandes sowie einen Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels. Der Neigungs-Erfassungsabschnitt erfasst eine Neigung des Fahrzeugkörpers in Bezug auf die horizontale Ebene. Der Abschnitt zum Ermitteln eines Stellungs-Zustandes ermittelt Stellungs-Informationen hinsichtlich einer Stellung der Arbeitsausrüstung. Der Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels berechnet einen Neigungswinkel der Schwenkachse in Bezug auf die horizontale Ebene auf Basis der Neigung des Fahrzeugkörpers und Stellungs-Informationen der Arbeitsausrüstung. Die Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit beginnt Steuerung der Arbeitsausrüstung, wenn ein durch den Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels berechneter Neigungswinkel der Schwenkachse unter einem zweiten Schwellenwert liegt, und beginnt Steuerung der Arbeitsausrüstung nicht, wenn der durch den Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels berechnete Neigungswinkel der Schwenkachse auf oder über dem zweiten Schwellenwert liegt.
Dementsprechend führt die Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit des Weiteren Steuerung der Arbeitsausrüstung aus, wenn ein durch den Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels berechneter Neigungswinkel der Schwenkachse unter dem zweiten Schwellenwert liegt, und führt Steuerung der Arbeitsausrüstung nicht aus, wenn der durch den Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels berechnete Neigungswinkel der Schwenkachse auf oder über dem zweiten Schwellenwert liegt. So wird Steuerung der Arbeitsausrüstung in einem Zustand ausgeführt, in dem Genauigkeit bei Erfassung des Neigungswinkels des Löffels hoch ist, und wird Steuerung der Arbeitsausrüstung in einem Zustand unterbunden, in dem Genauigkeit bei Erfassung des Neigungswinkels des Löffels gering ist. So kann die Genauigkeit beim Aushub weiter verbessert werden, und Bauausführung wie geplant wird ermöglicht.
Vorzugsweise enthält das Baufahrzeug des Weiteren einen Betätigungsabschnitt. Der Betätigungsabschnitt kann eine Anweisung zum Beginnen von Steuerung der Arbeitsausrüstung von einer Bedienungsperson empfangen. Die Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit führt Steuerung der Arbeitsausrüstung in Reaktion auf den über den Betätigungsabschnitt ausgegebenen Befehl zum Beginnen aus, und der Betätigungsabschnitt nimmt den Befehl zum Beginnen von Steuerung der Arbeitsausrüstung von der Bedienungsperson nicht an, wenn der durch den Winkel-Sensor erfasste Neigungswinkel des Löffels auf oder über dem ersten Schwellenwert liegt.
Dementsprechend wird ein Befehl zum Beginnen von Steuerung der Arbeitsausrüstung von der Bedienungsperson in einem Zustand nicht angenommen, in dem Genauigkeit bei Erfassung des Neigungswinkels des Löffels gering ist. So wird die Bedienungsperson darüber informiert, dass die Genauigkeit beim Aushub abgenommen hat, und die Bedienungsperson kann aufgefordert werden, Steuerung der Arbeitsausrüstung in einem Zustand auszuführen, in dem die Genauigkeit beim Aushub hoch ist.
Vorzugsweise enthält das Baufahrzeug des Weiteren einen Anzeigeabschnitt sowie eine Anzeige-Steuereinheit. Die Anzeige-Steuereinheit steuert Inhalt der Anzeige auf dem Anzeigeabschnitt. Die Anzeige-Steuereinheit lässt den Anzeigeabschnitt Informationen dahingehend anzeigen, dass Steuerung der Arbeitsausrüstung durch die Bedienungsperson nicht begonnen werden kann, wenn der durch den Winkel-Sensor erfasste Neigungswinkel des Löffels auf oder über dem ersten Schwellenwert liegt.
Dementsprechend wird die Bedienungsperson in einem Zustand, in dem die Genauigkeit bei Erfassung des Neigungswinkels des Löffels gering ist, darüber informiert, dass die Genauigkeit beim Aushub abgenommen hat, so dass die Bedienungsperson aufgefordert werden kann, Steuerung der Arbeitsausrüstung in einem Zustand auszuführen, in dem die Genauigkeit beim Aushub hoch ist.
Ein Baufahrzeug gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält einen Fahrzeugkörper, eine Arbeitsausrüstung, einen Neigungs-Erfassungsabschnitt, einen Abschnitt zum Ermitteln eines Stellungs-Zustandes, einen Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels sowie eine Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit. Die Arbeitsausrüstung weist einen Ausleger, einen Stiel und einen Löffel auf. Der Ausleger kann in Bezug auf den Fahrzeugkörper um eine Auslegerachse herum gedreht werden. Der Stiel kann in Bezug auf den Ausleger um eine Stielachse parallel zu der Auslegerachse herum gedreht werden. Der Löffel kann in Bezug auf den Stiel um eine Löffelachse parallel zu der Stielachse und eine Schwenkachse senkrecht zu der Löffelachse herum gedreht werden. Der Neigungs-Erfassungsabschnitt erfasst eine Neigung des Fahrzeugkörpers in Bezug auf die horizontale Ebene. Der Abschnitt zum Ermitteln eines Stellungs-Zustandes ermittelt Stellungs-Informationen hinsichtlich einer Stellung der Arbeitsausrüstung. Der Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels berechnet einen Neigungswinkel der Schwenkachse in Bezug auf die horizontale Ebene auf Basis der Neigung des Fahrzeugkörpers und Stellungs-Informationen der Arbeitsausrüstung. Die Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit führt Steuerung der Arbeitsausrüstung aus, bei der eine Betätigung der Arbeitsausrüstung wenigstens teilweise automatisch auf Basis geplanter Topografie gesteuert wird, die eine beabsichtigte Form eines Objektes der Bearbeitung mit der Arbeitsausrüstung repräsentiert. Die Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit beginnt Steuerung der Arbeitsausrüstung, wenn ein durch den Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels berechneter Neigungswinkel der Schwenkachse unter einem zweiten Schwellenwert liegt, und beginnt Steuerung der Arbeitsausrüstung nicht, wenn der durch den Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels berechnete Neigungswinkel der Schwenkachse auf oder über dem zweiten Schwellenwert liegt.
Dementsprechend führt die Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit Steuerung der Arbeitsausrüstung aus, wenn der durch den Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels berechnete Neigungswinkel der Schwenkachse unter dem ersten Schwellenwert liegt, und führt die Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit Steuerung der Arbeitsausrüstung nicht aus, wenn der durch den Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels berechnete Neigungswinkel der Schwenkachse auf oder über dem ersten Schwellenwert liegt. So wird Steuerung der Arbeitsausrüstung in einem Zustand ausgeführt, in dem Genauigkeit bei Erfassung des Neigungswinkels des Löffels hoch ist, und wird Steuerung der Arbeitsausrüstung in einem Zustand unterbunden, in dem Genauigkeit bei Erfassung des Neigungswinkels des Löffels gering ist. So kann die Genauigkeit beim Aushub weiter verbessert werden, und Bauausführung wie geplant wird ermöglicht.
Vorzugsweise beginnt die Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit Steuerung der Arbeitsausrüstung, wenn der durch den Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels berechnete Neigungswinkel der Schwenkachse unter dem ersten Schwellenwert oder auf oder über einem zweiten Schwellenwert liegt, und beginnt Steuerung der Arbeitsausrüstung nicht, wenn der durch den Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels berechnete Neigungswinkel der Schwenkachse auf oder über dem ersten Schwellenwert und unter dem zweiten Schwellenwert liegt.
Dementsprechend führt die Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit Steuerung der Arbeitsausrüstung aus, wenn der durch den Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels berechnete Neigungswinkel der Schwenkachse unter dem ersten Schwellenwert oder auf dem zweiten Schwellenwert liegt, und führt die Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit Steuerung der Arbeitsausrüstung nicht aus, wenn der durch den Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels berechnete Neigungswinkel der Schwenkachse auf oder über dem ersten Schwellenwert und unter dem zweiten Schwellenwert liegt. So wird Steuerung der Arbeitsausrüstung in einem Zustand ausgeführt, in dem Genauigkeit bei Erfassung des Neigungswinkels des Löffels hoch ist, und wird Steuerung der Arbeitsausrüstung in einem Zustand unterbunden, in dem Genauigkeit bei Erfassung des Neigungswinkels des Löffels gering ist. So kann die Genauigkeit beim Aushub weiter verbessert werden, und Bauausführung wie geplant wird ermöglicht.
Vorzugsweise enthält das Baufahrzeug des Weiteren einen Betätigungsabschnitt. Der Betätigungsabschnitt kann eine Anweisung zum Beginnen von Steuerung der Arbeitsausrüstung von einer Bedienungsperson empfangen. Die Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit führt Steuerung der Arbeitsausrüstung in Reaktion auf den über den Betätigungsabschnitt ausgegebenen Befehl zum Beginnen aus. Der Betätigungsabschnitt nimmt den Befehl zum Beginnen von Steuerung der Arbeitsausrüstung von der Bedienungsperson nicht an, wenn der durch den Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels berechnete Neigungswinkel der Schwenkachse auf oder über dem ersten Schwellenwert liegt.
Dementsprechend wird ein Befehl zum Beginnen von Steuerung der Arbeitsausrüstung von der Bedienungsperson in einem Zustand nicht angenommen, in dem Genauigkeit bei Erfassung des Neigungswinkels des Löffels gering ist. So wird die Bedienungsperson darüber informiert, dass die Genauigkeit beim Aushub abgenommen hat, und die Bedienungsperson kann aufgefordert werden, Steuerung der Arbeitsausrüstung in einem Zustand auszuführen, in dem die Genauigkeit beim Aushub hoch ist.
Vorzugsweise enthält das Baufahrzeug des Weiteren einen Anzeigeabschnitt sowie einen Anzeige-Steuereinheit. Die Anzeige-Steuereinheit steuert Inhalt der Anzeige auf dem Anzeigeabschnitt. Die Anzeige-Steuereinheit lässt den Anzeigeabschnitt Informationen dahingehend anzeigen, dass Steuerung der Arbeitsausrüstung durch die Bedienungsperson nicht begonnen werden kann, wenn der durch den Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels berechnete Neigungswinkel der Schwenkachse auf oder über dem ersten Schwellenwert liegt.
Dementsprechend wird die Bedienungsperson in einem Zustand, in dem die Genauigkeit bei Erfassung des Neigungswinkels des Löffels gering ist, darüber informiert, dass die Genauigkeit beim Aushub abgenommen hat, so dass die Bedienungsperson aufgefordert werden kann, Steuerung der Arbeitsausrüstung in einem Zustand auszuführen, in dem die Genauigkeit beim Aushub hoch ist.
Ein Baufahrzeug gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält eine Arbeitsausrüstung, einen Winkel-Sensor, einen Abschnitt zum Ermitteln eines Stellungs-Zustandes sowie eine Anzeige-Steuereinheit. Die Arbeitsausrüstung weist einen Ausleger, einen Stiel und einen Löffel auf. Der Ausleger kann in Bezug auf den Fahrzeugkörper um eine Auslegerachse herum gedreht werden. Der Stiel kann in Bezug auf den Ausleger um eine Stielachse parallel zu der Auslegerachse herum gedreht werden. Der Löffel kann in Bezug auf den Stiel um eine Löffelachse parallel zu der Stielachse und eine Schwenkachse senkrecht zu der Löffelachse herum gedreht werden. Der Winkel-Sensor befindet sich in dem Löffel und erfasst einen Neigungswinkel des Löffels in Bezug auf eine horizontale Ebene.
Der Abschnitt zum Ermitteln eines Stellungs-Zustandes ermittelt Stellungs-Informationen über eine Stellung der Arbeitsausrüstung auf Basis eines Erfassungsergebnisses durch den Winkel-Sensor. Die Anzeige-Steuereinheit lässt einen Zustand der Stellung des Löffels in Bezug auf geplante Topografie, die eine beabsichtigte Form eines Objekts der Bearbeitung mit der Arbeitsausrüstung auf Basis der Stellungs-Informationen anzeigen. Wenn der durch den Winkel-Sensor erfasste Neigungswinkel des Löffels unter einem ersten Schwellenwert liegt, lässt die Anzeige-Steuereinheit einen Zustand der Stellung des Löffels entsprechend dem durch den Winkel-Sensor erfassten Neigungswinkel des Löffels anzeigen, und wenn der durch den Winkel-Sensor erfasste Neigungswinkel des Löffels auf oder über dem ersten Schwellenwert liegt, lässt die Anzeige-Steuereinheit einen Zustand der Stellung des Löffels auf Basis eines Erfassungsergebnisses durch den Winkel-Sensor zu dem Zeitpunkt anzeigen, zu dem der durch den Winkel-Sensor erfasste Neigungswinkel des Löffels unter dem ersten Schwellenwert lag.
Dementsprechend lässt die Anzeige-Steuereinheit einen Zustand der Stellung des Löffels entsprechend dem durch den Winkel-Sensor erfassten Neigungswinkel des Löffels anzeigen, wenn der durch den Winkel-Sensor erfasste Neigungswinkel des Löffels unter dem ersten Schwellenwert liegt, und lässt die Anzeige-Steuereinheit einen Zustand der Stellung des Löffels auf Basis eines Erfassungsergebnisses durch den Winkel-Sensor zu dem Zeitpunkt, zu dem der Neigungswinkel des Löffels unter dem ersten Schwellenwert lag, anzeigen, wenn der durch den Winkel-Sensor erfasste Neigungswinkel des Löffels auf oder über dem ersten Schwellenwert liegt. Wenn ein Zustand der Stellung des Löffels in einem Zustand angezeigt wird, in dem Genauigkeit bei Erfassung des Neigungswinkels des Löffels hoch ist, kann ein Aushubvorgang mit hoher Genauigkeit aufgrund von Darstellung auf Basis von Informationen mit hoher Erfassungs-Genauigkeit ausgeführt werden.
Vorzugsweise enthält das Baufahrzeug des Weiteren einen Neigungs-Erfassungsabschnitt und einen Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels. Der Neigungs-Erfassungsabschnitt erfasst eine Neigung des Fahrzeugkörpers in Bezug auf die horizontale Ebene. Der Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels berechnet einen Neigungswinkel der Schwenkachse in Bezug auf die horizontale Ebene auf Basis der Neigung des Fahrzeugkörpers und der Stellungs-Informationen der Arbeitsausrüstung. Wenn der durch den Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels berechnete Neigungswinkel der Schwenkachse unter einem zweiten Schwellenwert liegt und der durch den Winkel-Sensor erfasste Neigungswinkel des Löffels unter dem ersten Schwellenwert liegt, lässt die Anzeige-Steuereinheit einen Zustand der Stellung des Löffels entsprechend dem durch den Winkel-Sensor erfassten Neigungswinkel des Löffels anzeigen, und lässt die Anzeige-Steuereinheit einen Zustand der Stellung des Löffels auf Basis eines Ergebnisses der Erfassung durch den Winkel-Sensor zu dem Zeitpunkt, zu dem der durch den Winkel-Sensor erfasste Neigungswinkel des Löffels unter dem ersten Schwellenwert lag, anzeigen, wenn der durch den Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels berechnete Neigungswinkel der Schwenkachse auf oder über dem zweiten Schwellenwert liegt oder der durch den Winkel-Sensor erfasste Neigungswinkel des Löffels auf oder über dem ersten Schwellenwert liegt.
Dementsprechend lässt die Anzeige-Steuereinheit einen Zustand der Stellung des Löffels entsprechend dem durch den Winkel-Sensor erfassten Neigungswinkel des Löffels anzeigen, wenn der durch den Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels berechnete Neigungswinkel der Schwenkachse unter dem zweiten Schwellenwert liegt und lässt die Anzeige-Steuereinheit einen Zustand der Stellung des Löffels auf Basis eines Ergebnisses der Erfassung durch den Winkel-Sensor zu dem Zeitpunkt, zu dem der Neigungswinkel des Löffels unter dem ersten Schwellenwert lag, anzeigen, wenn der durch den Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels berechnete Neigungswinkel der Schwenkachse auf oder über dem zweiten Schwellenwert liegt. Wenn ein Zustand der Stellung des Löffels in einem Zustand angezeigt wird, in dem die Genauigkeit bei Erfassung des Neigungswinkels des Löffels hoch ist, kann ein Aushubvorgang mit höherer Genauigkeit ausgeführt werden.
Vorzugsweise lässt die Anzeige-Steuereinheit einen Zustand der Stellung des Löffels auf Basis eines Ergebnisses der Erfassung durch den Winkel-Sensor zu dem Zeitpunkt, zu dem der durch den Winkel-Sensor erfasste Neigungswinkel des Löffels unter dem ersten Schwellenwert lag, unveränderlich anzeigen, wenn der durch den Winkel-Sensor erfasste Neigungswinkel des Löffels auf oder über dem ersten Schwellenwert liegt.
Dementsprechend lässt die Anzeige-Steuereinheit einen Zustand der Stellung des Löffels auf Basis eines Ergebnisses der Erfassung durch den Winkel-Sensor zu dem Zeitpunkt, zu dem der durch den Winkel-Sensor erfasste Neigungswinkel des Löffels unter dem ersten Schwellenwert lag, unveränderlich anzeigen, wenn der durch den Winkel-Sensor erfasste Neigungswinkel des Löffels auf oder über dem ersten Schwellenwert liegt. So kann fehlerhafte Erkennung durch die Bedienungsperson mittels unveränderlicher Darstellung auf Basis von Informationen mit hoher Erfassungsgenauigkeit verhindert werden.
Vorzugsweise lässt die Anzeige-Steuereinheit ein Symbol anzeigen, das Genauigkeit bei Erfassung durch den Winkel-Sensor angibt, und ändert einen Zustand des Symbols auf Basis des durch den Winkel-Sensor erfassten Neigungswinkels des Löffels.
Dementsprechend wird die Bedienungsperson sofort über einen Zustand der Erfassungsgenauigkeit informiert, und es ein Aushubvorgang mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden.
Ein Verfahren zu Steuern eines Baufahrzeugs gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern eines Baufahrzeugs, das eine Arbeitsausrüstung einschließt, die einen Ausleger, der in Bezug auf einen Fahrzeugkörper um eine Auslegerachse herum gedreht werden kann, einen Stiel, der in Bezug auf den Ausleger um eine Stielachse herum parallel zu der Auslegerachse gedreht werden kann, und einen Löffel enthält, der in Bezug auf den Stiel um eine Löffelachse parallel zu der Stielachse und eine Schwenkachse senkrecht zu der Löffelachse herum gedreht werden kann. Das Steuerverfahren schließt als Schritte ein, dass ein Neigungswinkel des Löffels in Bezug auf eine horizontale Ebene erfasst wird, Steuerung der Arbeitsausrüstung begonnen wird, bei der eine Betätigung der Arbeitsausrüstung wenigstens teilweise automatisch auf Basis geplanter Topografie gesteuert wird, die eine beabsichtigte Form eines Objektes der Bearbeitung mit der Arbeitsausrüstung repräsentiert, wenn ein erfasster Neigungswinkel des Löffels unter einem ersten Schwellenwert liegt, und Steuerung der Arbeitsausrüstung nicht begonnen wird, wenn der erfasste Neigungswinkel des Löffels auf oder über dem ersten Schwellenwert liegt.
Dementsprechend wird Steuerung der Arbeitsausrüstung begonnen, wenn der erfasste Neigungswinkel des Löffels unter dem ersten Schwellenwert liegt, und wird Steuerung der Arbeitsausrüstung nicht begonnen, wenn der durch einen Winkel-Sensor erfasste Neigungswinkel des Löffels auf oder über dem ersten Schwellenwert liegt. So wird Steuerung der Arbeitsausrüstung in einem Zustand ausgeführt, in dem Genauigkeit bei Erfassung des Neigungswinkels des Löffels hoch ist, und wird Steuerung der Arbeitsausrüstung in einem Zustand unterbunden, in dem Genauigkeit bei Erfassung des Neigungswinkels des Löffels gering ist. So kann die Genauigkeit beim Aushub verbessert werden, und Bauausführung wie geplant wird ermöglicht.
Ein Verfahren zum Steuern eines Baufahrzeugs gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern eines Baufahrzeugs, das eine Arbeitsausrüstung einschließt, die einen Ausleger, der in Bezug auf einen Fahrzeugkörper um eine Auslegerachse herum gedreht werden kann, einen Stiel, der in Bezug auf den Ausleger um eine Stielachse parallel zu der Auslegerachse herum gedreht werden kann, sowie einen Löffel enthält, der in Bezug auf den Stiel um eine Löffelachse parallel zu der Stielachse und eine Schwenkachse senkrecht zu der Löffelachse herum gedreht werden kann. Das Steuerverfahren schließt als Schritte ein, dass eine Neigung des Fahrzeugkörpers in Bezug auf eine horizontale Ebene erfasst wird, Stellungs-Informationen über eine Stellung der Arbeitsausrüstung ermittelt werden, ein Neigungswinkel der Schwenkachse in Bezug auf die horizontale Ebene auf Basis der Neigung des Fahrzeugkörpers sowie der Stellungs-Informationen der Arbeitsausrüstung berechnet wird, Steuerung der Arbeitsausrüstung begonnen wird, bei der eine Betätigung der Arbeitsausrüstung wenigstens teilweise automatisch auf Basis geplanter Topografie gesteuert wird, die eine beabsichtigte Form eines Objektes der Bearbeitung mit der Arbeitsausrüstung repräsentiert, wenn ein berechneter Neigungswinkel der Schwenkachse unter einem ersten Schwellenwert liegt, und Steuerung der Arbeitsausrüstung nicht begonnen wird, wenn der berechnete Neigungswinkel der Schwenkachse auf oder über dem ersten Schwellenwert liegt.
Dementsprechend wird Steuerung der Arbeitsausrüstung ausgeführt, wenn der berechnete Neigungswinkel der Schwenkachse unter dem ersten Schwellenwert liegt, und wird Steuerung der Arbeitsausrüstung nicht ausgeführt, wenn der berechnete Neigungswinkel der Schwenkachse auf oder über dem ersten Schwellenwert liegt. So wird Steuerung der Arbeitsausrüstung in einem Zustand ausgeführt, in dem die Genauigkeit der Erfassung des Neigungswinkels des Löffels hoch ist, und wird Steuerung der Arbeitsausrüstung in einem Zustand unterbunden, in dem Genauigkeit bei Erfassung des Neigungswinkels des Löffels gering ist. So kann die Genauigkeit beim Aushub verbessert werden, und Bauausführung wie geplant wird ermöglicht.
Ein Verfahren zum Steuern eines Baufahrzeugs gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern eines Baufahrzeugs, das eine Arbeitsausrüstung einschließt, die einen Ausleger, der in Bezug auf einen Fahrzeugkörper um eine Auslegerachse herum gedreht werden kann, einen Stiel, der in Bezug auf den Ausleger um eine Stielachse parallel zu der Auslegerachse herum gedreht werden kann, sowie einen Löffel enthält, der in Bezug auf den Stiel um eine Löffelachse parallel zu der Stielachse und eine Schwenkachse senkrecht zu der Löffelachse herum gedreht werden kann. Das Steuerverfahren schließt als Schritte Erfassen eines Neigungswinkels des Löffels in Bezug auf eine horizontale Ebene, Ermitteln von Stellungs-Informationen über eine Stellung der Arbeitsausrüstung auf Basis des erfassten Neigungswinkels des Löffels, Anzeigen eines Zustandes der Stellung des Löffels in Bezug auf geplante Topografie, die eine beabsichtigte Form eines Objektes der Bearbeitung durch die Arbeitsausrüstung repräsentiert, auf Basis der Stellungs-Informationen, wenn der erfasste Neigungswinkel des Löffels unter einem ersten Schwellenwert liegt, und Ermitteln der Stellungs-Informationen auf Basis des Neigungswinkels des Löffels zu dem Zeitpunkt, zu dem der Neigungswinkel des Löffels unter dem ersten Schwellenwert lag, wenn der erfasste Neigungswinkel des Löffels auf oder über dem ersten Schwellenwert liegt, sowie Anzeigen eines Zustandes der Stellung des Löffels auf Basis der Stellungs-Informationen ein.
Dementsprechend wird ein Zustand der Stellung des Löffels entsprechend dem erfassten Neigungswinkel des Löffels angezeigt, wenn der erfasste Neigungswinkel des Löffels unter dem ersten Schwellenwert liegt, und werden Stellungs-Informationen auf Basis des Neigungswinkels des Löffels zu dem Zeitpunkt, zu dem der Neigungswinkel des Löffels unter dem ersten Schwellenwert lag, ermittelt und wird ein Zustand der Stellung des Löffels auf Basis dieser Stellungs-Informationen angezeigt, wenn der erfasste Neigungswinkel des Löffels auf oder über dem ersten Schwellenwert liegt. Wenn ein Zustand der Stellung des Löffels in einem Zustand angezeigt wird, in dem Genauigkeit bei Erfassung des Neigungswinkels des Löffels hoch ist, kann ein Aushubvorgang mit hoher Genauigkeit aufgrund von Darstellung auf Basis von Informationen mit hoher Erfassungsgenauigkeit ausgeführt werden.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Mit der Erfindung kann Verringerung der Genauigkeit bei Aushub-Steuerung verhindert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Perspektivansicht, die ein Beispiel eines Baufahrzeugs, das auf einer Ausführungsform basiert.
2 ist eine seitliche Schnittansicht, die ein Beispiel eines Löffels 8 gemäß der Ausführungsform zeigt.
3 ist eine Vorderansicht, die ein Beispiel des Löffels 8 gemäß der Ausführungsform zeigt.
4 ist eine Seitenansicht, die schematisch einen Hydraulikbagger CM, das auf der Ausführungsform basiert.
5 ist eine Hinteransicht, die schematisch Hydraulikbagger CM zeigt, der auf der Ausführungsform basiert.
6 ist eine Draufsicht, die schematisch Hydraulikbagger CM zeigt, der auf der Ausführungsform basiert.
7 ist eine Seitenansicht, die schematisch Löffel 8 zeigt, der auf der Ausführungsform basiert.
8 ist eine Vorderansicht, die schematisch Löffel 8 zeigt, der auf der Ausführungsform basiert.
9 ist eine Darstellung, die schematisch ein Beispiel einer Betätigung einer Arbeitsausrüstung 2 zu dem Zeitpunkt zeigt, zu dem Aushub-Grenzwertsteuerung (Eingriffssteuerung) ausgeführt wird.
10 ist ein Blockschaltbild, das eine funktionale Konfiguration eines Steuerungs-Systems 200 zeigt, das auf der Ausführungsform basiert.
11 ist eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung von Prinzipien eines Neigungswinkel-Sensors 70, der auf der Ausführungsform basiert.
12 ist eine Darstellung, die Erfassungsgenauigkeit des Neigungswinkel-Sensors auf Basis der Ausführungsform darstellt.
13 ist ein Flussdiagramm für Steuerung von Übergang zu einem Aushub-Grenzwertsteuerungsmodus durch einen Aushub-Grenzwertsteuerungs-Annahme-/Unterbindungsabschnitt 26B.
14 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines Anzeigeabschnitts 29 zeigt, der auf der Ausführungsform basiert.
15 ist ein Flussdiagramm, das Anzeige-Verarbeitung durch eine Anzeige-Steuereinrichtung 28 darstellt, die auf einer anderen Ausführungsform basiert.
Beschreibung von Ausführungsformen
Obwohl im Folgenden eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben wird, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Wesentliche Merkmale in jeder im Folgenden beschriebenen Ausführungsform können in geeigneter Weise kombiniert werden. Es ist möglich, dass einige Komponenten nicht eingesetzt werden.
Bei der folgenden Beschreibung wird jeweils auf ein globales Koordinatensystem und ein lokales Koordinatensystem Bezug genommen, und Positionsbeziehung jedes Abschnitts wird unter Bezugnahme auf ein derartiges Koordinatensystem beschrieben. Das globale Koordinatensystem bzw. Weltkoordinatensystem ist ein Koordinatensystem mit einem Ursprung Pr (siehe 4), der auf der Erde fixiert ist und als der Bezug definiert ist. Das lokale Koordinatensystem ist ein Koordinatensystem mit einem Ursprung P0 (siehe 4), der an einem Fahrzeugkörper 1 einer Baumaschine CM fixiert ist und als der Bezug definiert ist. Das lokale Koordinatensystem kann auch als ein Fahrzeugkörper-Koordinatensystem bezeichnet werden.
In der folgenden Beschreibung ist das Weltkoordinatensystem mit einem rechtwinkligen Xg-Yg-Zg-Koordinatensystem dargestellt. Eine Bezugsposition (der Ursprung) Pg in dem Weltkoordinatensystem befindet sich, wie weiter unten beschrieben, in einem Arbeitsbereich. Eine Richtung in einer horizontalen Ebene ist als Richtung der Xg-Achse definiert, eine Richtung im rechten Winkel zu der Xg-Achse in der horizontalen Ebene ist als eine Richtung der Yg-Achse definiert, und eine Richtung im rechten Winkel zu der Richtung der Xg-Achse und der Yg-Achse ist als eine Richtung der Zg-Achse definiert. Richtungen der Drehung (Neigung) um die Xg-Achse, die Yg-Achse und die Zg-Achse sind als Richtungen θXg, θYg bzw. θZg definiert. Die Xg-Achse ist rechtwinklig zu einer Yg-Zg-Ebene. Die Yg-Achse ist rechtwinklig zu einer Xg-Zg-Ebene. Die Zg-Achse ist rechtwinklig zu einer Xg-Yg-Ebene. Die Xg-Yg-Ebene ist parallel zu der horizontalen Ebene. Die Richtung der Zg-Achse ist eine vertikale Richtung.
In der folgenden Beschreibung ist das lokale Koordinatensystem mit einem rechtwinkligen X-Y-Z-Koordinatensystem dargestellt. Die Bezugsposition (Ursprung) P0 in dem lokalen Koordinatensystem befindet sich, wie weiter unten beschrieben, an einem Drehmittelpunkt AX einer Dreheinheit 3. Eine Richtung in einer bestimmten Ebene ist als eine Richtung der X-Achse definiert, eine Richtung im rechten Winkel zu der Richtung der X-Achse in dieser Ebene ist als eine Richtung der Y-Achse definiert, und eine Richtung im rechten Winkel zu der Richtung der X-Achse sowie der Richtung der Y-Achse ist als eine Richtung der Z-Achse definiert. Richtungen der Drehung (Neigung) um die X-Achse, die Y-Achse und die Z-Achse herum sind als Richtungen θx, θy bzw. θz definiert. Die X-Achse ist rechtwinklig zu einer Y-Z-Ebene. Die Y-Achse ist rechtwinklig zu einer X-Z-Ebene. Die Z-Achse ist rechtwinklig zu einer X-Y-Ebene.
Gesamtaufbau des Baufahrzeugs
1 ist eine Perspektivansicht, die ein Beispiel eines Baufahrzeugs zeigt, das auf einer Ausführungsform basiert.
Bei dem vorliegenden Beispiel wird ein Hydraulikbagger CM, der eine Arbeitsausrüstung 2 enthält, die mit einem Hydraulikdruck betätigt wird, wie er in 1 dargestellt ist, als Beispiel für ein Baufahrzeug beschrieben.
Hydraulikbagger CM enthält Fahrzeugkörper 1 und Arbeitsausrüstung 2. Ein Steuerungssystem 200, das Aushub-Steuerung ausführt, ist, wie weiter unten beschrieben, an Hydraulikbagger CM installiert.
Fahrzeugkörper 1 weist Dreheinheit 3, eine Fahrerkabine 4 sowie eine Fahrvorrichtung 5 auf.
Dreheinheit 3 ist an Fahrvorrichtung 5 angeordnet. Fahrvorrichtung 5 trägt Dreheinheit 3. Dreheinheit 3 kann sich um Drehachse AX herum drehen. Fahrerkabine 4 ist mit einem Fahrersitz 4S versehen, auf dem ein Fahrer bzw. eine Bedienungsperson sitzt. Die Bedienungsperson betätigt Hydraulikbagger CM in Fahrerkabine 4. Fahrvorrichtung 5 weist paarige Raupenketten 5Cr auf. Hydraulikbagger CM fährt, wenn sich die Raupenketten 5Cr drehen. Fahrvorrichtung 5 kann Räder (Reifen) aufweisen.
Bei dem vorliegenden Beispiel wird eine Positionsbeziehung zwischen Abschnitten so beschrieben, dass die auf Fahrersitz 4S sitzende Bedienungsperson als der Bezugspunkt definiert ist.
Eine Vorne-/Hinten-Richtung bezieht sich auf eine Vorne-/Hinten-Richtung, bei der die Bedienungsperson, die auf Fahrersitz 4S sitzt, als der Bezug definiert ist. Eine Querrichtung bezieht sich auf eine Querrichtung, bei der die Bedienungsperson, die auf Fahrersitz 4S sitzt, als der Bezug definiert ist. Die Querrichtung entspricht einer Breitenrichtung des Fahrzeugs (einer Richtung der Fahrzeugbreite). Eine Richtung, in die die auf Fahrersitz 4S sitzende Bedienungsperson gewandt ist, ist als eine Vorwärts-Richtung definiert, und eine der Vorwärts-Richtung entgegengesetzte Richtung ist als eine Rückwärts-Richtung definiert. Eine rechte Seite und eine linke Seite der auf Fahrersitz 4S sitzenden Bedienungsperson sind als eine rechte Richtung bzw. eine linke Richtung definiert. Die Vorne-/Hinten-Richtung bzw. Längsrichtung entspricht der Richtung der X-Achse, und die Querrichtung entspricht der Richtung der Y-Achse. Die Richtung, in die die auf Fahrersitz 4S sitzende Bedienungsperson gewandt ist, ist die Vorwärts-Richtung (eine +X-Richtung), und die der Vorwärts-Richtung entgegengesetzte Richtung ist die Rückwärts-Richtung (eine –X-Richtung). Wenn die auf Fahrersitz 4S sitzende Bedienungsperson nach vorn gewandt ist, ist eine Richtung an einer Seite in der Richtung in der Fahrzeugbreite die rechte Richtung (eine +Y-Richtung), und eine Richtung an der anderen Seite in der Richtung in der Fahrzeugbreite ist die linke Richtung (eine –Y-Richtung).
Dreheinheit 3 weist einen Motorraum 9, der einen Motor aufnimmt, und ein Ballastgewicht auf, die sich in einem hinteren Abschnitt von Dreheinheit 3 befinden. An Dreheinheit 3 befindet sich an Handlauf 19 vor Motorraum 9. In Motorraum 9 sind ein Motor und eine Hydraulikpumpe angeordnet.
Arbeitsausrüstung 2 ist mit Dreheinheit 3 verbunden. Arbeitsausrüstung 2 weist einen Ausleger 6, einen Stiel 7, einen Löffel 8, einen Auslegerzylinder 10, einen Stielzylinder 11, einen Löffelzylinder 12 sowie einen Schwenkzylinder 30 auf.
Ausleger 6 ist mit Dreheinheit 3 mit einem dazwischen befindlichen Auslegerbolzen 13 verbunden. Stiel 7 ist mit Ausleger 6 mit einem dazwischen befindlichen Stielbolzen 14 verbunden. Löffel 8 ist mit Stiel 7 mit einem Löffelbolzen 15 und einem Schwenkbolzen 80 verbunden, die dazwischen angeordnet sind. Auslegerzylinder 10 treibt Ausleger 6 an. Stielzylinder 11 treibt Stiel 7 an. Löffelzylinder 12 treibt Löffel 8 an. Ein hinterer Endabschnitt von Ausleger 6 (ein Ausleger-Fußpunkt) und Dreheinheit 3 sind miteinander verbunden. Ein vorderer Endabschnitt von Ausleger 6 (ein Ausleger-Kopfpunkt) und ein hinterer Endabschnitt von Stiel 7 (ein Stiel-Fußpunkt) sind miteinander verbunden. Ein vorderer Endabschnitt von Stiel 7 (ein Stiel-Kopfpunkt) und ein hinterer Endabschnitt von Löffel 8 sind miteinander verbunden. Auslegerzylinder 10, Stielzylinder 11, Löffelzylinder 12 und Schwenkzylinder 30 sind als Hydraulikzylinder ausgeführt, die mit einem Hydrauliköl angetrieben werden. Arbeitsausrüstung 2 weist einen ersten Hub-Sensor 16, einen zweiten Hub-Sensor 17 sowie einen dritten Hub-Sensor 18 auf. Der erste Hub-Sensor 16 ist in Auslegerzylinder 10 angeordnet und erfasst eine Hublänge von Auslegerzylinder 10 (eine Auslegerzylinder-Länge). Der zweite Hub-Sensor 17 ist in Stielzylinder 11 angeordnet und erfasst eine Hublänge von Stielzylinder 11 (eine Stielzylinder-Hublänge). Der dritte Hub-Sensor 18 ist in Löffelzylinder 12 angeordnet und erfasst eine Hublänge von Löffelzylinder 12 (eine Löffelzylinder-Länge).
Ausleger 6 kann in Bezug auf Dreheinheit 3 um eine Auslegerachse J1 herum gedreht werden, die eine Drehachse ist. Stiel 7 kann in Bezug auf Ausleger 6 um eine Stielachse J2 herum gedreht werden, die eine Drehachse parallel zu Auslegerachse J1 ist. Löffel 8 kann in Bezug auf Stiel 7 um eine Löffelachse J3 herum gedreht werden, die eine Drehachse parallel zu Auslegerachse J1 und Stielachse J2 ist. Löffel 8 kann in Bezug auf Stiel 7 um eine Schwenkachse J4 herum gedreht werden, die eine Drehachse senkrecht zu Löffelachse J3 ist. Auslegerbolzen 13 weist Auslegerachse J1 auf. Stielbolzen 14 weist Stielachse J2 auf. Löffelbolzen 15 weist Löffelachse J3 auf. Schwenkbolzen 80 weist Schwenkachse J4 auf.
Auslegerachse J1, Stielachse J2 und Löffelachse J3 sind jeweils parallel zu der Y-Achse. Ausleger 6, Stiel 7 und Löffel 8 können jeweils in der θy-Richtung gedreht werden.
In der folgenden Beschreibung wird eine Hublänge von Auslegerzylinder 10 auch als eine Auslegerzylinder-Länge bzw. ein Ausleger-Hub bezeichnet. Eine Hublänge von Stielzylinder 11 wird auch als eine Stielzylinder-Länge oder ein Stiel-Hub bezeichnet. Eine Hublänge von Löffelzylinder 12 wird auch als eine Löffelzylinder-Länge oder ein Löffel-Hub bezeichnet. Eine Hublänge von Schwenkzylinder 30 wird auch als eine Schwenkzylinder-Länge bezeichnet.
In der unten folgenden Beschreibung werden eine Auslegerzylinder-Länge, eine Stielzylinder-Länge, eine Löffelzylinder-Länge und eine Schwenkzylinder-Länge gemeinsam auch als Zylinderlänge-Daten bezeichnet.
Aufbau des Löffels
Im Folgenden wird Löffel 8 beschrieben, der auf der Ausführungsform basiert.
2 ist eine seitliche Schnittansicht, die ein Beispiel von Löffel 8 gemäß der Ausführungsform zeigt. 3 ist eine Vorderansicht, die ein Beispiel von Löffel 8 gemäß der Ausführungsform zeigt.
Löffel 8 ist ein Schwenklöffel.
Arbeitsausrüstung 2 weist, wie in 2 und 3 gezeigt, Löffel 8 auf, der in Bezug auf Stiel 7 um Löffelachse J3 und Schwenkachse J4 senkrecht zu Löffelachse J3 herum gedreht werden kann. Löffel 8 wird von Stiel 7 um Löffelbolzen 15 (Löffelachse J3) herum drehbar getragen. Löffel 8 wird von Stiel 7 um Schwenkbolzen 80 (Schwenkachse J4) herum drehbar getragen.
Löffel 8 ist mit einem dazwischen befindlichen Verbindungselement (einem Sockelrahmen) 90 mit dem vorderen Endabschnitt von Stiel 7 verbunden. Löffelbolzen 15 koppelt Stiel 7 und Verbindungselement 90 miteinander. Schwenkbolzen 80 koppelt Verbindungselement 90 und Löffel 8 miteinander. Löffel 8 ist mit dem dazwischen befindlichen Verbindungselement 90 drehbar mit Stiel 7 verbunden.
Löffel 8 weist eine Bodenplatte 81, eine Rückenplatte 82, eine Kopfplatte 83, eine Seitenplatte 84 und eine Seitenplatte 85 auf, die eine Öffnung von Löffel 8 begrenzen.
Löffel 8 weist eine Halterung 97 auf, die sich oberhalb von Kopfplatte 83 befindet. Halterung 87 ist an einer vorderen und einer hinteren Position von Kopfplatte 83 positioniert. Halterung 87 ist mit Verbindungselement 90 und Schwenkbolzen 80 verbunden.
Verbindungselement 90 weist ein Plattenelement 91 und Halterungen 92 sowie 93 auf. Halterung 92 befindet sich an einer oberen Fläche von Plattenelement 91. Halterung 93 befindet sich an einer unteren Fläche von Plattenelement 91. Halterung 92 ist mit Stiel 7 und einem zweiten Verbindungselement 95 gekoppelt, das weiter unten beschrieben wird. Halterung 93 ist an einem oberen Abschnitt von Halterung 87 positioniert und mit Schwenkbolzen 80 und Halterung 87 gekoppelt.
Löffelbolzen 15 koppelt Halterung 92 von Verbindungselement 90 und den vorderen Endabschnitt von Stiel 7 miteinander. Schwenkbolzen 80 koppelt Halterung 93 von Verbindungselement 90 und Halterung 87 von Löffel 8 miteinander. So können Verbindungselement 90 und Löffel 8 in Bezug auf Stiel 7 um Löffelachse J3 herum gedreht werden, und Löffel 8 kann in Bezug auf Verbindungselement 90 um Schwenkachse J4 herum gedreht werden.
Arbeitsausrüstung 2 weist ein erstes Verbindungsglied 94 und ein zweites Verbindungsglied 95 auf. Das erste Verbindungsglied 94 ist mit einem dazwischen befindlichen ersten Verbindungsbolzen 94P drehbar mit Stiel 7 verbunden. Das zweite Verbindungsglied 95 ist mit einem dazwischen befindlichen zweiten Verbindungsbolzen 95P drehbar mit Halterung 92 verbunden.
Ein hinterer Endabschnitt des ersten Verbindungsgliedes 94 ist mit dem dazwischen befindlichen ersten Verbindungsbolzen 94P mit Stiel 7 verbunden. Ein hinterer Endabschnitt des zweiten Verbindungselementes 95 ist mit dem dazwischen befindlichen zweiten Verbindungsbolzen 95P mit Halterung 92 verbunden. Der vordere Endabschnitt des ersten Verbindungsgliedes 94 und der vordere Endabschnitt des zweiten Verbindungsgliedes 95 sind mit einem dazwischen befindlichen Löffelzylinder-Fußpunktbolzen 96 miteinander gekoppelt.
Der vordere Endabschnitt von Löffelzylinder 12 ist mit dem dazwischen befindlichen Löffelzylinder-Kopfpunktbolzen 96 drehbar mit dem vorderen Endabschnitt des ersten Verbindungsgliedes 94 und dem vorderen Endabschnitt des zweiten Verbindungsgliedes 95 verbunden. Wenn Löffelzylinder 12 ausfährt und einfährt, dreht sich Verbindungselement 90 zusammen mit Löffel 8 um Löffelachse J3 herum.
Schwenkzylinder 30 ist mit einer Halterung 97, die sich an Verbindungselement 90 befindet, und einer Halterung 88 verbunden, die sich an Löffel 8 befindet. Eine Stange von Schwenkzylinder 30 ist mit einem dazwischen befindlichen Bolzen mit Halterung 97 verbunden. Ein Hauptkörperabschnitt von Schwenkzylinder 30 ist mit einem dazwischen befindlichen Bolzen mit Halterung 88 verbunden. Wenn Schwenkzylinder 30 ausfährt und einfährt, dreht sich Halterung 87 um Schwenkachse J4 herum.
So dreht sich Löffel 8 um Löffelachse J3 herum, wenn Löffelzylinder 12 betätigt wird. Löffel 8 dreht sich um Schwenkachse J4 herum, wenn Schwenkzylinder 30 betätigt wird. Wenn sich Löffel 8 um Löffelachse J3 herum dreht, dreht sich Schwenkbolzen 80 (Schwenkachse J4) zusammen mit Löffel 8 (wird geneigt).
Arbeitsausrüstung 2 weist einen Schwenkwinkel-Sensor 70 auf, der Löffel-Winkeldaten erfasst, die einen Winkel δ (einen Schwenkwinkel) der Drehung von Löffel 8 um Schwenkachse J4 herum sowie einen Winkel (einen Nickwinkel) φ der Drehung von Löffel 8 um Löffelachse J3 herum anzeigen.
Das heißt, Schwenkwinkel-Sensor 70 erfasst einen Winkel von Löffel 8 in Bezug auf die horizontale Ebene in dem Weltkoordinatensystem. Schwenkwinkel-Sensor 70 ist ein Winkel-Sensor, der Winkel in Bezug auf zwei rechtwinklige Achsen erfassen kann, die in der horizontalen Ebene eingeschlossen sind, und erfasst einen Neigungswinkel in zwei Richtungen, das heißt, der θXg-Richtung und der θYg-Richtung. Schwenkwinkel-Sensor 70 befindet sich in Löffel 8.
Aufbau von Hydraulikbagger
4 ist eine Seitenansicht, die schematisch Hydraulikbagger CM zeigt, der auf der Ausführungsform basiert. 5 ist eine Hinteransicht, die schematisch Hydraulikbagger CM zeigt, der auf der Ausführungsform basiert. 6 ist eine Draufsicht, die schematisch Hydraulikbagger CM zeigt, der auf der Ausführungsform basiert.
Ein Abstand L1 zwischen Auslegerachse J1 und Stielachse J2 ist als eine Ausleger-Länge L1 definiert. Ein Abstand L2'' zwischen Stielachse J2 und Löffelachse J3 ist als eine Stiel-Länge L2 definiert. Ein Abstand L3 zwischen Löffelachse J3 und einem vorderen Endabschnitt 8a von Löffel 8 ist als eine Löffel-Länge L3 definiert. Der vordere Endabschnitt 8a von Löffel 8 ist eine Schneidkante von Löffel 8.
Hydraulikbagger CM enthält eine Positionserfassungsvorrichtung 20, die in der Lage ist, Fahrzeugkörper-Positionsdaten P, die eine aktuelle Position von Fahrzeugkörper 1 anzeigen, und Fahrzeugkörper-Stellungsdaten Q zu erfassen, die eine Stellung von Fahrzeugkörper 1 anzeigen.
Die Fahrzeugkörper-Positionsdaten P schließen Informationen über eine aktuelle Position (eine Xg-Position, eine Yg-Position und eine Zg-Position) von Fahrzeugkörper 1 in dem Weltkoordinatensystem ein.
Fahrzeugkörper-Stellungsdaten Q schließen Positionsinformationen von Dreheinheit 3 in Verbindung mit der θXg-Richtung, der θYg-Richtung und der θZg-Richtung ein.
Die Fahrzeugkörper-Stellungsdaten Q von Fahrzeugkörper 1 weisen einen Neigungswinkel θ1 in der Querrichtung (einen Rollwinkel) von Dreheinheit 3 in Bezug auf die horizontale Ebene (die Xg-Yg-Ebene), einen Neigungswinkel θ2 in der Längsrichtung (einen Nickwinkel) von Dreheinheit 3 in Bezug auf die horizontale Ebene sowie einen Winkel (einen Gierwinkel) θ3 auf, der zwischen dem Bezugs-Azimut (beispielsweise Nord) in dem Weltkoordinatensystem ausgebildet ist, sowie eine Ausrichtung auf, in der die Dreheinheit 3 (Arbeitsausrüstung 2) gewandt ist.
Positionserfassungsvorrichtung 20 weist eine Antenne 21, einen Positions-Sensor 23 sowie einen Neigungs-Sensor 24 auf.
Antenne 21 ist eine Antenne zum Erfassen einer aktuellen Position des Fahrzeugkörpers 1. Antenne 21 ist eine Antenne für globale Satelliten-Navigationssysteme (GNSS). Antenne 21 gibt ein Signal entsprechend einer empfangenen Funkwelle (einer GNSS-Funkwelle) an Positions-Sensor 23 aus.
Positions-Sensor 23 enthält einen 3D-Positions-Sensor sowie einen Abschnitt zur Bestimmung globaler Koordinaten und erfasst eine Installationsposition Pr von Antenne 21 in dem Weltkoordinatensystem. Das Weltkoordinatensystem ist ein dreidimensionales Koordinatensystem, das auf einer Bezugsposition Pg basiert, die in einem Arbeitsbereich installiert ist. Bezugsposition Pg ist, wie in 4 gezeigt, eine Position eines vorderen Endes einer in dem Arbeitsbereich gesetzten Bezugsmarkierung.
Neigungs-Sensor 24 befindet sich in Dreheinheit 3. Neigungs-Sensor 24 weist eine Trägheits-Messeinheit (IMU) auf. Positionserfassungsvorrichtung 20 erfasst Fahrzeugkörper-Stellungsdaten Q, die Rollwinkel θ1 und Nickwinkel θ2 einschließen, unter Verwendung von Neigungs-Sensor 24.
7 ist eine Seitenansicht, die schematisch Löffel 8 zeigt, der auf der Ausführungsform basiert. 8 ist eine Vorderansicht, die schematisch Löffel 8 zeigt, der auf der Ausführungsform basiert.
Ein Abstand L4 zwischen Löffelachse J3 und Schwenkachse J4 ist als eine Schwenk-Länge L4 definiert. Ein Abstand L5 zwischen Seitenplatte 84 und Seitenplatte 85 ist als eine Breite L5 von Löffel 8 definiert.
Schwenkwinkel δ repräsentiert einen Neigungswinkel von Löffel 8 in Bezug auf die horizontale Ebene (die Xg-Yg-Ebene). Schwenkwinkel δ wird aus einem Ergebnis der Erfassung durch Schwenkwinkel-Sensor 70 hergeleitet.
Ein Schwenkachsen-Winkel ε repräsentiert einen Neigungswinkel von Schwenkachse J4 (Schwenkbolzen 80) in Bezug auf die X-Y-Ebene in dem lokalen Koordinatensystem. Ein Neigungswinkel von Schwenkachse J4 (ein Schwenkachsen-Absolutwinkel) in Bezug auf die horizontale Ebene (die Xg-Yg-Ebene) in dem Weltkoordinatensystem wird von einer Sensor-Steuereinrichtung 32 (9) berechnet.
Steuerungssystem 200, das auf der Ausführungsform basiert, wird im Folgenden im Überblick beschrieben. Steuerungssystem 200 steuert einen Aushubvorgang unter Verwendung von Arbeitsausrüstung 2. Steuerung des Aushubvorgangs weist beispielsweise Aushub-Grenzwertsteuerung auf.
Aushub-Grenzwertsteuerung
9 ist eine Darstellung, die schematisch ein Beispiel einer Betätigung von Arbeitsausrüstung 2 beim Ausführen von Aushub-Grenzwertsteuerung (Eingriffssteuerung) zeigt.
Aushub-Grenzwertsteuerung wird, wie in 9 gezeigt, so ausgeführt, dass Löffel 8 nicht in die geplante Soll-Topografie eindringt, die eine beabsichtigte zweidimensionale Form eines Aushub-Objektes in einer Betätigungsebene der Arbeitsausrüstung MP rechtwinklig zu Löffelachse J3 repräsentiert.
Beim Aushub mit Löffel 8 führt Steuerungssystem 200 automatische Steuerung so aus, dass Ausleger 6 bei einer Aushub-Betätigung von Stiel 7 angehoben wird. Beim Aushub wird Eingriffssteuerung, die eine Betätigung zum Anheben von Ausleger 6 einschließt, so vorgenommen, dass Löffel 8 nicht in die geplante Soll-Topografie eindringt.
Konfiguration von Steuerungssystem
10 ist ein Blockschaltbild, das eine funktionale Konfiguration von Steuerungssystem 200 zeigt, das auf der Ausführungsform basiert.
Steuerungssystem 200 enthält, wie in 10 gezeigt, Positionserfassungsvorrichtung 20, Neigungswinkel-Sensor 70, eine Betätigungsvorrichtung 25, eine Arbeitsausrüstungs-Steuereinrichtung 26, einen Druck-Sensor 66, ein Steuerventil 27, ein Richtungs-Steuerventil 64, eine Anzeige-Steuereinrichtung 28, einen Anzeigeabschnitt 29, einen Eingabeabschnitt 36 sowie Sensor-Steuereinrichtung 32.
Anzeigeabschnitt 29 zeigt vorgeschriebene Informationen, wie beispielsweise geplante Soll-Topografie, die gebaggert werden soll, von der Anzeige-Steuereinrichtung 28 gesteuert an.
Eingabeabschnitt 36 kann einen berührungsempfindlichen Bildschirm enthalten, an dem Eingabe über den Anzeigeabschnitt erfolgt, und wird von einer Bedienungsperson betätigt, um eine Eingabe zu erzeugen. Bei Betätigung durch die Bedienungsperson erzeugt Eingabeabschnitt 36 ein Betätigungssignal auf Basis der Betätigung durch die Bedienungsperson und gibt das Betätigungssignal an Anzeige-Steuereinrichtung 28 aus.
Betätigungsvorrichtung 25 ist in Fahrerkabine 4 angeordnet. Die Bedienungsperson betätigt Betätigungsvorrichtung 25. Betätigungsvorrichtung 25 nimmt eine Betätigung durch die Bedienungsperson zum Ansteuern bzw. Antreiben von Arbeitsausrüstung 2 an. Betätigungsvorrichtung 25 ist eine Betätigung vom Vorsteuer-Hydraulik-Typ.
Dabei wird ein Öl, das dem Hydraulikzylinder (Auslegerzylinder 10, Stielzylinder 11, Löffelzylinder 12 und Schwenkzylinder 30) zugeführt wird, um den Hydraulikzylinder zu betätigen, auch als ein Hydrauliköl bezeichnet. Das Hydrauliköl und das Vorsteueröl können über die Hydraulikpumpe zugeführt werden.
Betätigungsvorrichtung 25 weist einen ersten Bedienhebel 25R, einen zweiten Bedienhebel 25L und einen dritten Bedienhebel 25P auf.
Der erste Bedienhebel 25R ist beispielsweise an der rechten Seite von Fahrersitz 4S angeordnet. Der zweite Bedienhebel 25L ist beispielsweise an der linken Seite von Fahrersitz 4S angeordnet. Der dritte Bedienhebel 25p ist beispielsweise an dem ersten Bedienhebel 25R angeordnet. Der dritte Bedienhebel 25P kann an dem zweiten Bedienhebel 25L angeordnet sein. Betätigung des ersten Bedienhebels 25R und des zweiten Bedienhebels 25L in Vorwärts-, Rückwärts-, Links- und Rechts-Richtung entsprechen Betätigung entlang zweier Achsen.
Ausleger 6 und Löffel 8 werden unter Verwendung des ersten Bedienhebels 25R betätigt. Eine Betätigung des ersten Bedienhebels 25R in der Längsrichtung entspricht der Betätigung von Ausleger 6, und ein Betätigungsvorgang zum Absenken von Ausleger 6 sowie ein Betätigungsvorgang zum Anheben von Ausleger 6 werden in Reaktion auf die Betätigung in der Längsrichtung durchgeführt. Eine Betätigung des ersten Steuerhebels 25R in der Querrichtung entspricht der Betätigung von Löffel 8, und ein Aushub-Betätigungsvorgang sowie ein Entleerungs-Betätigungsvorgang von Löffel 8 werden in Reaktion auf eine Betätigung in der Querrichtung durchgeführt.
Stiel 7 und Dreheinheit 3 werden unter Verwendung des zweiten Bedienhebels 25L betätigt. Eine Betätigung des zweiten Bedienhebels 25L in der Längsrichtung entspricht der Betätigung von Stiel 7, und einen Entleerungs-Betätigungsvorgang sowie ein Aushub-Betätigungsvorgang vom Arm 7 werden in Reaktion auf die Betätigung in der Längsrichtung durchgeführt. Die Betätigung des zweiten Bedienhebels 25L in der Querrichtung entspricht Drehung von Dreheinheit 3, und ein Betätigungsvorgang zum Drehen von Dreheinheit 3 nach rechts sowie ein Betätigungsvorgang zum Drehen von Dreheinheit 3 nach links werden in Reaktion auf die Betätigung in der Querrichtung durchgeführt.
Löffel 8 wird unter Verwendung des dritten Bedienhebels 25P betätigt. Betätigung zur Drehung von Löffel 8 um Löffelachse J3 herum erfolgt unter Verwendung des ersten Bedienhebels 25R. Betätigung zur Drehung (Schwenken) von Löffel 8 um Schwenkachse J4 herum erfolgt unter Verwendung des dritten Bedienhebels 25P.
Ein von der Vorsteuer-Hydraulikpumpe zugeführtes Vorsteueröl, dessen Druck durch das Steuerventil auf einen Vorsteuer-Öldruck reduziert worden ist, wird Betätigungsvorrichtung 25 zugeführt. Der Vorsteuer-Öldruck wird auf Basis eines Maßes der Betätigung von Betätigungsvorrichtung 25 reguliert, und Richtungs-Steuerventil 64, durch das ein dem Hydraulikzylinder (Auslegerzylinder 10, Stielzylinder 11, Löffelzylinder 12 und Schwenkzylinder 30) zugeführtes Hydrauliköl fließt, wird durch den Vorsteuer-Öldruck angesteuert. Druck-Sensor 66 ist in einer Vorsteueröl-Druckleitung 450 angeordnet. Druck-Sensor 66 erfasst einen Vorsteuer-Öldruck. Ein Ergebnis der Erfassung durch Druck-Sensor 66 wird an Arbeitsausrüstungs-Steuereinrichtung 26 ausgegeben.
Steuerventil 27 ist ein Proportional-Magnet-Steuerventil und reguliert einen Vorsteuer-Öldruck auf Basis eines Steuersignals von Arbeitsausrüstungs-Steuereinrichtung 26.
Sensor-Steuereinrichtung 32 enthält einen Abschnitt 281A zur Bestimmung eines Winkels der Arbeitsausrüstung, einen Abschnitt 282 zur Bestimmung von Löffel-Daten sowie einen Abschnitt 283A zur Bestimmung eines Schwenkachsen-Winkels.
Abschnitt 281A zur Bestimmung eines Winkels der Arbeitsausrüstung berechnet einen Winkel α der Drehung von Ausleger 6 in Bezug auf eine senkrechte Richtung von Fahrzeugkörper 1 anhand einer Ausleger-Länge, die auf Basis eines Ergebnisses der Erfassung durch den ersten Hub-Sensor 16 ermittelt wird. Abschnitt 281A zur Bestimmung eines Winkels der Arbeitsausrüstung berechnet einen Winkel β der Drehung von Stiel 7 in Bezug auf Ausleger 6 anhand einer Stielzylinder-Länge, die auf Basis eines Ergebnisses der Erfassung durch den zweiten Hub-Sensor 17 ermittelt wird. Abschnitt 281A zur Bestimmung eines Winkels der Arbeitsausrüstung berechnet einen Winkel γ der Drehung von Löffel 8 in Bezug auf Stiel 7 anhand einer Löffelzylinder-Länge, die auf Basis eines Ergebnisses von Erfassung durch den dritten Hub-Sensor 18 ermittelt wird.
Drehwinkel α von Ausleger 6, Drehwinkel β von Stiel 7 und Drehwinkel γ von Löffel 8 müssen nicht mit den Hub-Sensoren erfasst werden. Beispielsweise kann ein Winkeldetektor, wie zum Beispiel ein Drehgeber (rotary encoder), den Drehwinkel α von Ausleger 6 erfassen. Der Winkeldetektor erfasst den Drehwinkel α durch Erfassen eines Winkels der Biegung von Ausleger 6 in Bezug auf Dreheinheit 3. Desgleichen kann ein an Stiel 7 angebrachter Winkeldetektor Drehwinkel β von Arm 7 erfassen. Ein am Löffel 8 angebrachter Winkeldetektor kann Drehwinkel γ von Löffel 8 erfassen.
Abschnitt 283A zur Bestimmung eines Schwenkachsen-Winkels berechnet einen Winkel von Schwenkachse J4 in Bezug auf die horizontale Ebene (einen Schwenkachsen-Absolutwinkel) auf Basis von Drehwinkeln α bis γ, die durch Abschnitt 281A zur Bestimmung eines Winkels der Arbeitsausrüstung berechnet werden und Fahrzeugkörper-Stellungsdaten Q, die einen durch Neigungs-Sensor 24 ermittelten Neigungswinkel des Fahrzeugkörpers repräsentieren.
Das heißt, Abschnitt 283A zur Bestimmung eines Schwenkachsen-Winkels berechnet einen Winkel von Schwenkachse J4 in dem lokalen Koordinatensystem (einem Schwenkachsen-Winkel ε) auf Basis von Drehwinkeln α bis γ, die durch Abschnitt 281A zur Bestimmung eines Winkels der Arbeitsausrüstung berechnet werden. Dann berechnet Abschnitt 283A zur Bestimmung eines Schwenkachsen-Winkels einen Schwenkachsen-Absolutwinkel in dem Weltkoordinatensystem auf Basis eines Schwenkachsen-Winkels ε und von Fahrzeugkörper-Stellungsdaten Q.
Abschnitt 282A zur Bestimmung von Löffel-Daten erzeugt Löffel-Daten, die eine äußere Form eines Querschnitts von Löffel 8 (eine Position von Löffel 8) in der Betätigungsebene der Arbeitsausrüstung anzeigen, auf Basis von Drehwinkeln α bis γ, Fahrzeugkörper-Stellungsdaten Q und Schwenkwinkel δ von Schwenkwinkel-Sensor 70.
Sensor-Steuereinrichtung 32 gibt Drehwinkel α bis γ, den Schwenkachsen-Absolutwinkel sowie Löffel-Daten an Anzeige-Steuereinrichtung 28 und Arbeitsausrüstungs-Steuereinrichtung 26 aus.
Anzeige-Steuereinrichtung 28 bezieht Fahrzeugkörper-Positionsdaten P und Fahrzeugkörper-Stellungsdaten Q von Positionserfassungsvorrichtung 20.
Schwenkwinkel-Sensor 70 gibt Löffel-Winkeldaten an Sensor-Steuereinrichtung 32, Arbeitsausrüstungs-Steuereinrichtung 26 und Anzeige-Steuereinrichtung 28 aus. Das heißt, Schwenkwinkel-Sensor 70 gibt Schwenkwinkel δ an Sensor-Steuereinrichtung 32 aus. Schwenkwinkel-Sensor 70 gibt Nickwinkel φ an Arbeitsausrüstungs-Steuereinrichtung 26 und Anzeige-Steuereinrichtung 28 aus.
Anzeige-Steuereinrichtung 28 weist einen Abschnitt 283C zum Ermitteln geplanter Soll-Topografie sowie einen Abschnitt 284A zur Bestimmung geplanter Soll-Topografie auf.
Anzeige-Steuereinrichtung 28 berechnet Daten geplanter Soll-Topografie und gibt die Daten geplanter Soll-Topografie an Arbeitsausrüstungs-Steuereinrichtung 26 aus.
Abschnitt 283C zum Ermitteln geplanter Soll-Topografie ermittelt Soll-Bauinformationen (Daten geplanter dreidimensionaler Soll-Topografie), die geplante dreidimensionale Soll-Topografie repräsentieren, die eine beabsichtigte dreidimensionale Form eines Aushub-Objektes ist, und bezieht Fahrzeugkörper-Positionsdaten P sowie Fahrzeugkörper-Stellungsdaten Q von Positionserfassungsvorrichtung 20.
Abschnitt 284A zur Bestimmung geplanter Soll-Topografie erzeugt Daten geplanter Soll-Topografie, die geplante Soll-Topografie repräsentieren, die eine zweidimensionale beabsichtigte Form eines Aushub-Objektes in der Betätigungsebene der Arbeitsausrüstung ist, anhand der durch Abschnitt 283C zum Ermitteln geplanter Soll-Topografie ermittelten Daten und der von Abschnitt 282A zur Bestimmung von Löffel-Daten ermittelten Löffel-Daten. Die Soll-Bauinformationen weisen Koordinaten-Daten und Winkel-Daten auf, die für Erzeugung von Daten geplanter Soll-Topografie erforderlich sind. Die Soll-Bauinformationen können Anzeige-Steuereinrichtung 28 beispielsweise über eine Funk-Kommunikationseinrichtung oder von einem externen Speicher zugeführt werden.
Anzeige-Steuereinrichtung 28 lässt Anzeigeabschnitt 29 die geplante Soll-Topografie auf Basis der durch Abschnitt 284A zur Bestimmung geplanter Soll-Topografie erzeugten Daten geplanter Soll-Topografie anzeigen.
Anzeige-Steuereinrichtung 28 lässt Anzeigeabschnitt 29 die geplante Soll-Topografie auf Basis der Daten geplanter Soll-Topografie und Löffel-Daten sowie eines entsprechenden Zustandes der Stellung des Löffels anzeigen.
Anzeigeabschnitt 29 wird beispielsweise als ein Monitor implementiert und zeigt verschiedene Typen von Informationen über Hydraulikbagger CM an. Anzeigeabschnitt 29 weist einen HMI-Monitor (human-machine-interface monitor) als einen Führungs-Monitor für informations-basiertes Bauen auf.
Anzeige-Steuereinrichtung 28 kann eine Position an der lokalen Koordinate bei Betrachtung in dem Weltkoordinatensystem auf Basis eines Ergebnisses der Erfassung durch Positionserfassungsvorrichtung 20 berechnen. Die an Arbeitsausrüstungs-Steuereinrichtung 26 ausgegebenen Daten geplanter Soll-Topografie werden in eine lokale Koordinate umgewandelt, jedoch wird anderweitige Verarbeitung in Anzeige-Steuereinrichtung 28 in dem Weltkoordinatensystem durchgeführt.
Ein Eingang von Sensor-Steuereinrichtung 32 wird in Anzeige-Steuereinrichtung 28 ebenfalls in das Weltkoordinatensystem umgewandelt.
Arbeitsausrüstungs-Steuereinrichtung 26 weist eine Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit 26A, einen Aushub-Grenzwertsteuerungs-Annahme-/Unterbindungsabschnitt 26B sowie einen Speicherabschnitt 26C auf. Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit 26A steuert eine Funktion bzw. Betätigung der Arbeitsausrüstung. Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit 26A nimmt beispielsweise Aushub-Grenzwertsteuerung vor, bei der eine Betätigung der Arbeitsausrüstung wenigstens teilweise automatisch gesteuert wird.
Speicherabschnitt 26C speichert Daten und verschiedene Programme, die Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit 26A zum Steuern einer Betätigung der Arbeitsausrüstung benötigt.
Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit 26A ermittelt Daten geplanter Soll-Topografie und Löffel-Daten von Anzeige-Steuereinrichtung 28.
Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit 26A erzeugt einen Steuerbefehl von Ventil 27 auf Basis der Daten geplanter Soll-Topografie und der Löffel-Daten.
Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit 26A liegt eine Maximalgeschwindigkeit entsprechend einem Abstand zwischen geplanter Soll-Topografie und Löffel 8 auf Basis geplanter Soll-Topografie, die geplante Topografie repräsentiert, die eine beabsichtigte Form eines Aushub-Objektes ist, und von Löffel-Daten fest, die eine Position von Löffel 8 anzeigen, und steuert Arbeitsausrüstung 2 so, dass eine Geschwindigkeit von Arbeitsausrüstung 2 in einer Richtung auf die geplante Soll-Topografie zu nicht höher ist als die Maximalgeschwindigkeit.
So kann Aushub-Grenzwert-Arbeit ausgeführt werden, bei der eine Position von Löffel 8 in Bezug auf geplante Soll-Topografie gesteuert wird, Eindringen von Löffel 8 in die geplante Soll-Topografie verhindert wird und eine Oberfläche entsprechend der geplanten Topografie hergestellt wird.
Bei Aushub-Grenzwertsteuerung wird zusätzlich zu Halt-Steuerung, mit der, wie oben beschrieben, Eindringen von Löffel 8 in geplante Soll-Topografie verhindert wird, auch Steuerung durchgeführt, bei der ein Vorgang zum Planieren von Boden an flacher geplanter Soll-Topografie teilweise automatisch ausgeführt wird.
Bei Aushub-Grenzwertsteuerung (Eingriffssteuerung) wird ein Steuersignal an Steuerventil 27 ausgegeben, das mit Auslegerzylinder 10 verbunden ist, und eine Position von Ausleger 6 wird so gesteuert, dass Eindringen von Löffel 8 in geplante Soll-Topografie verhindert wird.
Aushub-Grenzwertsteuerungs-Annahme-/Unterbindungsabschnitt 26B unterbindet, dass Aushub-Grenzwertsteuerung vorgenommen wird, wenn eine vorgeschriebene Bedingung erfüllt ist. Bei dem vorliegenden Beispiel wird Aushub-Grenzwertsteuerung auf Basis des von Schwenkwinkel-Sensor 70 ermittelten Nickwinkels φ sowie eines von Sensor-Steuereinrichtung 32 ermittelten Schwenkachsen-Absolutwinkels unterbunden.
Schwenkwinkel-Sensor
Schwenkwinkel-Sensor 70 erfasst, wie oben beschrieben, Schwenkwinkel δ von Löffel 8 in Bezug auf die horizontale Ebene in dem Weltkoordinatensystem. Schwenkwinkel-Sensor 70 ist an das Löffel 8 angeordnet, und da Löffel 8 in Bezug auf die horizontale Ebene geneigt ist, gibt Schwenkwinkel-Sensor 70 Schwenkwinkel-Daten entsprechend einem Neigungswinkel desselben an Sensor-Steuereinrichtung 32 aus.
Abschnitt 282A zur Bestimmung von Löffel-Daten erzeugt, wie oben beschrieben, Löffel-Daten, die eine äußere Form eines Querschnitts von Löffel 8 (eine Position von Löffel 8) in der Betätigungsebene der Arbeitsausrüstung anzeigen, auf Basis von Drehwinkeln α bis γ, Fahrzeugkörper-Stellungsdaten Q und Schwenkwinkel δ von Schwenkwinkel-Sensor 70.
11 ist eine schematische Darstellung zum Veranschaulichen von Prinzipien von Schwenkwinkel-Sensor 70, der auf der Ausführungsform basiert.
Schwenkwinkel-Sensor 70 erfasst, wie in 11 gezeigt, einen Schwenkwinkel in Bezug auf die horizontale Ebene (die Xg-Yg-Ebene) in dem Weltkoordinatensystem. Beispielsweise kann ein Fluid-Neigungs-Sensor als Schwenkwinkel-Sensor 70 eingesetzt werden.
Schwenkwinkel-Sensor 70 ist ein zweiachsiger Winkel-Sensor, der Neigungswinkel in zwei Richtungen, das heißt, θXg-Richtung und der θYg-Richtung, erfasst. Schwenkwinkel-Sensor 70 hat eine Bezugsfläche 70R und erfasst einen Winkel der Neigung von Bezugsfläche 70R in Bezug auf die horizontale Ebene. Das heißt, Schwenkwinkel-Sensor 70 erfasst einen Winkel der Drehung (Schwenkwinkel) δ von Löffel 8 um Schwenkachse J4 herum in der θXg-Richtung und einen Winkel von Drehung (Nickwinkel) φ von Löffel 8 um Löffelachse J3 herum in der θYg-Richtung.
Löffel 8 weist eine Installationsfläche, an der Schwenkwinkel-Sensor 70 installiert ist, in der Nähe des Schwenkbolzens auf. Wenn die Installationsfläche von Löffel 8 und die horizontale Ebene parallel zueinander sind, befindet sich Löffel 8 in einer Ausgangsstellung (einer horizontalen Stellung). Schwenkwinkel-Sensor 70 ist an der Installationsfläche von Löffel 8 so installiert, dass Bezugsfläche 70R und die horizontale Ebene (die Installationsfläche) in einem Zustand von Löffel 8 in der Ausgangsstellung parallel zueinander sind.
In einem Zustand, in dem Bezugsfläche 70R und die horizontale Ebene parallel zueinander sind, ist die Genauigkeit bei Erfassung eines Schwenkwinkels durch Schwenkwinkel-Sensor 70 am höchsten. In einem Zustand, in dem Bezugsfläche 70R und die horizontale Ebene rechtwinklig zueinander sind, ist die Genauigkeit bei Erfassung eines Schwenkwinkels durch Schwenkwinkel-Sensor 70 am niedrigsten. Wenn Bezugsfläche 70R horizontal ist, wird die Genauigkeit bei Erfassung durch Schwenkwinkel-Sensor 70 verbessert, und wenn Bezugsfläche 70R vertikal ist, wird Genauigkeit bei Erfassung durch Schwenkwinkel-Sensor 70 verringert.
Daher ändert sich, wenn sich eine Stellung von Löffel 8 ändert, an dem Schwenkwinkel-Sensor 70 installiert ist, Genauigkeit bei Erfassung durch Schwenkwinkel-Sensor 70.
12 ist eine Darstellung, die Genauigkeit bei Erfassung durch Schwenkwinkel-Sensor veranschaulicht, der auf der Ausführungsform basiert.
Auch wenn sich eine Stellung von Löffel 8 aufgrund einer Betätigung von Ausleger 6 und Stiel 7 ändert, kann, wie in 12 gezeigt, Genauigkeit bei Erfassung eines Schwenkwinkels durch Schwenkwinkel-Sensor 70 abnehmen. Wenn beispielsweise Arbeitsausrüstung 2 ausgefahren wird und sich Bezugsfläche 70R näher an der Vertikalen befindet (der Nickwinkel befindet sich näher an der Senkrechten in Bezug auf die horizontale Ebene), verringert sich Genauigkeit bei Erfassung eines Schwenkwinkels durch Schwenkwinkel-Sensor 70.
Schwenkwinkel-Sensor 70 ist ein zweiachsiger Winkel-Sensor (θXg-Richtung und θYg-Richtung) in Bezug auf die horizontale Ebene. Wenn sich Bezugsfläche 70R näher an der Vertikalen befindet, dreht sich, selbst bei Drehung um Schwenkachse J4 herum aufgrund von Antrieb von Schwenkzylinder 30, Bezugsfläche 70R von Schwenkwinkel-Sensor 70, wobei die vertikale Richtung beibehalten wird. Daher wird Erfassung von Änderung auf einer Achse (der θXg-Richtung) in Bezug auf die horizontale Ebene erschwert.
Bei Installation von Schwenkwinkel-Sensor 70 an Löffel 8 sind Bezugsfläche 70R von Schwenkwinkel-Sensor 70 und Schwenkachse J4 möglicherweise nicht parallel zueinander. Obwohl sich Löffel 8 um Schwenkachse J4 herum dreht, kann die Genauigkeit bei Erfassung durch Schwenkwinkel-Sensor 70 abnehmen, wenn sich Schwenkachse J4 näher an der Vertikalen befindet (der Schwenkachsen-Absolutwinkel ist senkrecht zu der horizontalen Ebene).
Schwenkwinkel-Sensor 70 ist ein zweiachsiger Winkel-Sensor (θXg-Richtung und θYg-Richtung) in Bezug auf die horizontale Ebene. Wenn sich Schwenkachse J4 näher an der Vertikalen befindet, dreht sich, selbst bei Drehung um Schwenkachse J4 herum aufgrund von Antrieb von Schwenkzylinder 30, Bezugsfläche 70R von Schwenkwinkel-Sensor 70, wobei die vertikale Richtung als die Achse definiert ist. Daher wird Erfassung auf einer Achse (der θXg-Richtung) in Bezug auf die horizontale Achse erschwert.
So verringert sich, wenn ein Winkel von Bezugsfläche 70R von Schwenkwinkel-Sensor 70 in dem Weltkoordinatensystem näher an der vertikalen Richtung liegt, Genauigkeit bei Erfassung eines Schwenkwinkels durch Schwenkwinkel-Sensor 70. Wenn Bezugsfläche 70R von Schwenkwinkel-Sensor 70 und Schwenkachse J4 nicht parallel zueinander sind, verringert sich Genauigkeit bei Erfassung eines Schwenkwinkels durch Schwenkwinkel-Sensor 70 möglicherweise auch dadurch, dass ein Neigungswinkel von Schwenkachse J4 näher an der vertikalen Richtung liegt.
Daher wird, wenn Aushub-Grenzwertsteuerung auf Basis von Schwenkwinkel-Daten (Überwachungs-Daten) vorgenommen wird, die in Echtzeit von Schwenkwinkel-Sensor 70 bezogen werden, Aushub-Grenzwertsteuerung auf Basis von Schwenkwinkel-Daten, die von Schwenkwinkel-Sensor 70 ausgegeben werden, dessen Erfassungsgenauigkeit abgenommen hat, ausgeführt und die Genauigkeit beim Aushub verringert sich möglicherweise.
Unterbindung von Aushub-Grenzwertsteuerung
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird beim Vornehmen von Aushub-Grenzwertsteuerung ein Modus für Aushub-Grenzwertsteuerung durch Betätigen von Eingabeabschnitt 36 von Steuerungssystem 200 eingestellt.
Eingabeabschnitt 36 weist eine Schaltfläche auf, die anzeigt, ob Aushub-Grenzwertsteuerung vorgenommen wird oder nicht (eine Schaltfläche für den Aushub-Steuerungsmodus).
Wenn die Bedienungsperson die Schaltfläche für den Aushub-Steuerungsmodus betätigt, wird ein Signal an Arbeitsausrüstungs-Steuereinrichtung 26 ausgegeben, das Beginn oder/und Beendigung des Aushub-Grenzwertsteuerungsmodus anzeigt.
Wenn Eingabeabschnitt 36 betätigt wird, wird/werden ein Befehl zum Beginnen des Aushub-Grenzwertsteuerungsmodus oder/und ein Befehl zum Beenden des Aushub-Grenzwertsteuerungsmodus an Arbeitsausrüstungs-Steuereinrichtung 26 ausgegeben. Ein Zeitpunkt, zu dem der Aushub-Grenzwertsteuerungsmodus beginnt, ist ein Zeitpunkt, zu dem die Schaltfläche für den Aushub-Steuerungsmodus betätigt wird, um den Aushub-Grenzwertsteuerungsmodus zu beginnen. Ein Zeitpunkt, zu dem der Aushub-Grenzwertsteuerungsmodus beendet wird, ist ein Zeitpunkt, zu dem die Schaltfläche für den Aushub-Steuerungsmodus betätigt wird, um den Aushub-Grenzwertsteuerungsmodus zu beenden.
Wenn Genauigkeit bei Erfassung von Schwenkwinkel-Daten durch Schwenkwinkel-Sensor 70 abnimmt, wird Übergang zu dem Aushub-Grenzwertsteuerungsmodus unterbunden. Das heißt, Aushub-Grenzwertsteuerungs-Annahme-/Unterbindungsabschnitt 26B von Arbeitsausrüstungs-Steuereinrichtung 26 weist Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit 26A an, Übergang zu dem Aushub-Grenzwertsteuerungsmodus zu unterbinden.
Aushub-Grenzwertsteuerungs-Annahme-/Unterbindungsabschnitt 26B unterbindet Übergang zu dem Aushub-Grenzwertsteuerungsmodus auf Basis von Nickwinkel-Daten (Nickwinkel φ), die von Schwenkwinkel-Sensor 70 eingegeben werden. Übergang zu dem Aushub-Grenzwertsteuerungsmodus wird auf Basis eines von Abschnitt 283A zur Bestimmung eines Schwenkachsen-Winkels von Sensor-Steuereinrichtung 32 eingegebenen Schwenkachsen-Absolutwinkels unterbunden.
13 ist ein Flussdiagramm für Steuerung von Übergang zu dem Aushub-Grenzwertsteuerungsmodus durch Aushub-Grenzwertsteuerungs-Annahme-/Unterbindungsabschnitt 26B.
Aushub-Grenzwertsteuerungs-Annahme-/Unterbindungsabschnitt 26B bezieht, wie in 13 gezeigt, Nickwinkel-Daten (Schritt SA1). Das heißt, Aushub-Grenzwertsteuerungs-Annahme-/Unterbindungsabschnitt 26B bezieht Nickwinkel-Daten über Nickwinkel φ von Schwenkwinkel-Sensor 70.
Dann bezieht Aushub-Grenzwertsteuerungs-Annahme-/Unterbindungsabschnitt 26B einen Schwenkachsen-Absolutwinkel (Schritt SA2). Das heißt, Aushub-Grenzwertsteuerungs-Annahme-/Unterbindungsabschnitt 26B bezieht einen durch Abschnitt 283A zur Bestimmung eines Schwenkwinkels bestimmten Schwenkachsen-Absolutwinkel.
Dann stellt Aushub-Grenzwertsteuerungs-Annahme-/Unterbindungsabschnitt 26B fest, ob Nickwinkel φ unter einem ersten Schwellenwert und auf oder über einem zweiten Schwellenwert liegt (Schritt SA3). Das heißt, indem festgestellt wird, ob Nickwinkel φ von Löffel 8 unter dem ersten Schwellenwert und auf oder über dem zweiten Schwellenwert liegt, wird festgestellt, ob sich Bezugsfläche 70R des an Löffel 8 angebrachten Schwenkwinkel-Sensors 70 in der Nähe der Vertikalen befindet. Bei dem vorliegenden Beispiel ist der zweite Schwellenwert ein Wert, der größer ist als der erste Schwellenwert.
Wenn Nickwinkel φ in einem Bereich auf oder über dem ersten Schwellenwert und unter dem zweiten Schwellenwert liegt, befindet sich Bezugsfläche 70R in der Nähe der Vertikalen und Genauigkeit bei Erfassung von Schwenkwinkel-Daten durch Schwenkwinkel-Sensor 70 ist geringer. Der Bereich von Nickwinkel φ unter dem ersten Schwellenwert und auf oder über dem zweiten Schwellenwert betrifft einen Zustand, in dem Genauigkeit bei Erfassung von Schwenkwinkel-Daten durch Schwenkwinkel-Sensor 70 gewährleistet werden kann.
Wenn Nickwinkel φ auf oder über dem ersten Schwellenwert und unter dem zweiten Schwellenwert liegt (NEIN in Schritt SA3), unterbindet Aushub-Grenzwertsteuerungs-Annahme-/Unterbindungsabschnitt 26B Übergang zu dem Aushub-Grenzwertsteuerungsmodus (eine Anweisung zum Unterbinden von Steuerung der Arbeitsausrüstung) (Schritt SA6). Wenn sich Bezugsfläche 70R des an Löffel 8 angebrachten Schwenkwinkel-Sensors 70 in der Nähe der Vertikalen befindet, verringert sich Genauigkeit bei Erfassung durch Schwenkwinkel-Sensor 70, und daher wird Übergang zu dem Aushub-Grenzwertsteuerungsmodus unterbunden.
Wenn Nickwinkel φ unter dem ersten Schwellenwert und auf oder über dem zweiten Schwellenwert liegt (JA in Schritt SA3), stellt Aushub-Grenzwertsteuerungs-Annahme-/Unterbindungsabschnitt 26B fest, ob ein Schwenkachsen-Absolutwinkel unter einem dritten Schwellenwert oder auf oder über einem vierten Schwellenwert liegt (Schritt SA4). Das heißt, indem festgestellt wird, ob der Schwenkachsen-Absolutwinkel unter dem dritten Schwellenwert oder auf oder über dem vierten Schwellenwert liegt, wird festgestellt, ob sich Schwenkachse J4 in der Nähe der Vertikalen befindet oder nicht. Bei dem vorliegenden Beispiel ist der vierte Schwellenwert ein Wert, der größer ist als der dritte Schwellenwert.
In einem Bereich des Schwenkachsen-Absolutwinkels auf oder über dem dritten Schwellenwert und unter dem vierten Schwellenwert befindet sich Schwenkachse J4 in der Nähe der Vertikalen, und Genauigkeit bei Erfassung von Schwenkwinkel-Daten durch Schwenkwinkel-Sensor 70 verringert sich. Ein Bereich des Schwenkwinkel-Absolutwinkels unter dem dritten Schwellenwert oder auf oder über dem vierten Schwellenwert betrifft einen Zustand, in dem Genauigkeit bei Erfassung von Schwenkwinkel-Daten durch Schwenkwinkel-Sensor 70 gewährleistet werden kann.
Wenn Schwenkachsen-Absolutwert auf oder über dem dritten Schwellenwert und unter dem vierten Schwellenwert liegt (NEIN in Schritt S4), unterbindet Aushub-Grenzwertsteuerungs-Annahme-/Unterbindungsabschnitt 26B Übergang zu dem Aushub-Grenzwertsteuerungsmodus (die Anweisung zum Unterbinden von Steuerung der Arbeitsausrüstung) (Schritt SA6). Wenn sich Schwenkachse J4 in der Nähe der Vertikalen befindet, verringert sich Genauigkeit bei Erfassung durch Schwenkwinkel-Sensor 70, und daher wird Übergang zu dem Aushub-Grenzwertsteuerungsmodus unterbunden.
Wenn der Schwenkachsen-Absolutwinkel unter dem dritten Schwellenwert oder auf oder über dem vierten Schwellenwert liegt (JA in Schritt S4), lässt Aushub-Grenzwertsteuerungs-Annahme-/Unterbindungsabschnitt 26B Übergang zu dem Aushub-Grenzwertsteuerungsmodus zu (eine Anweisung zum Beginnen von Steuerung der Arbeitsausrüstung) (Schritt SA5). Wenn sich Bezugsfläche 70R von Schwenkwinkel-Sensor 70 nicht in der Nähe der Vertikalen befindet, und sich Schwenkachse J4 nicht in der Nähe der Vertikalen befindet, kann Genauigkeit bei Erfassung durch Schwenkwinkel-Sensor 70 gewährleistet werden, und daher wird Übergang zu dem Aushub-Grenzwertsteuerungsmodus zugelassen.
Bei einer derartigen Konfiguration wird Aushub-Grenzwertsteuerung auf Basis von Schwenkwinkel-Daten, die von Schwenkwinkel-Sensor 70 ausgegeben werden, dessen Erfassungsgenauigkeit abgenommen hat, unterbunden, und Aushub-Grenzwertsteuerung wird auf Basis von Schwenkwinkel-Daten mit hoher Erfassungsgenauigkeit vorgenommen. So kann Genauigkeit beim Aushub verbessert werden, und Bauausführung wie geplant wird ermöglicht.
Obwohl oben ein Fall beschrieben worden ist, in dem beide Parameter, das heißt Nickwinkel φ und Schwenkachsen-Absolutwinkel, verwendet werden und Übergang zu dem Aushub-Grenzwertsteuerungsmodus in einem Zustand unterbunden wird, in dem Genauigkeit bei Erfassung von Schwenkwinkel-Daten geringer ist, ist es auch möglich, nur einen von diesen einzusetzen.
Obwohl oben ein Fall beschrieben worden ist, bei dem Übergang zu dem Aushub-Grenzwertsteuerungsmodus unterbunden wird, wenn Nickwinkel φ auf oder über dem ersten Schwellenwert und unter dem zweiten Schwellenwert liegt, kann Übergang zu dem Aushub-Grenzwertsteuerungsmodus unterbunden werden, wenn Nickwinkel φ auf oder über dem ersten Schwellenwert liegt. Obwohl ein Fall beschrieben worden ist, bei dem Übergang zu dem Aushub-Grenzwertsteuerungsmodus unterbunden wird, wenn ein Schwenkachsen-Absolutwinkel auf oder über dem dritten Schwellenwert und unter dem vierten Schwellenwert liegt, ist es möglich, Übergang zu dem Aushub-Grenzwertsteuerungsmodus zu unterbinden, wenn der Schwenkachsen-Absolutwinkel auf oder über dem dritten Schwellenwert liegt.
Aushub-Grenzwertsteuerungs-Annahme-/Unterbindungsabschnitt 26B kann Annahme einer Schaltfläche an Eingabeabschnitt 36 unterbinden, die anzeigt, ob Aushub-Grenzwertsteuerung ausgeführt wird oder nicht (die Schaltfläche für den Aushub-Grenzwertsteuerungsmodus). Das heißt, die Schaltfläche kann deaktiviert werden. So kann die Bedienungsperson über die Tatsache informiert werden, dass Genauigkeit beim Aushub abgenommen hat, und die Bedienungsperson kann aufgefordert werden, Aushub-Grenzwertsteuerung in einem Zustand vorzunehmen, in dem die Genauigkeit beim Aushub hoch ist.
Wenn die Schaltfläche an Anzeigeabschnitt 29 angezeigt wird, kann Anzeige der Schaltfläche aufgehoben werden. Als Alternative dazu kann die Darstellung so geändert werden, dass dies zeigt, dass die Schaltfläche inaktiv ist (beispielsweise durch Ausgrauen).
Als Alternative dazu kann die Tatsache angezeigt werden, dass Aushub-Grenzwertsteuerung nicht vorgenommen werden kann.
14 ist eine Darstellung, die ein Beispiel von Anzeigeabschnitt 29 zeigt, der auf der Ausführungsform basiert.
Anzeigeabschnitt 29 zeigt, wie in 14 gezeigt, geplante Soll-Topografie sowie einen Zustand der Stellung von Löffel 8, der dieser entspricht, auf Basis von Daten geplanter Soll-Topografie und Löffel-Daten an.
Ein Bildschirm auf Anzeigeabschnitt 29 hat eine Vorderansicht 282, die einen Schwenkwinkel von Löffel 8 anzeigt, sowie eine Seitenansicht 281, die geplante Soll-Topografie und Löffel 8 anzeigt. Vorderansicht 282 weist ein Symbol 101 auf, das Löffel 8 zeigt.
Seitenansicht 281 weist ein Symbol 103, das Löffel 8 zeigt, und eine Linie 104 auf, die eine Oberfläche geplanter Soll-Topografie in der Betätigungsebene der Arbeitsausrüstung zeigt. Symbol 103 zeigt eine äußere Form von Löffel 8 in der Betätigungsebene der Arbeitsausrüstung. Seitenansicht 281 weist Abstands-Daten 291B, die einen Abstand zwischen der geplanten Soll-Topografie und Löffel 8 (einen kürzesten Abstand zwischen der geplanten Soll-Topografie und Löffel 8) zeigen, und Winkel-Daten 292B auf, die einen Winkel zeigen, der zwischen der geplanten Soll-Topografie und einer Bodenfläche von Löffel 8 ausgebildet ist.
Mit einer derartigen Darstellung wird ein Steuerziel vorgegeben, wobei die Betätigungsebene der Arbeitsausrüstung als der Bezug definiert ist, und wird Aushub-Grenzwertsteuerung genau ausgeführt.
Bei dem vorliegenden Beispiel kann eine Nachricht 283 dahingehend, dass Aushub-Grenzwertsteuerung nicht vorgenommen werden kann, auf Anzeigeabschnitt 29 angezeigt werden.
So kann die Bedienungsperson über die Tatsache informiert werden, dass die Genauigkeit beim Aushub abgenommen hat, und kann die Bedienungsperson aufgefordert werden, Aushub-Grenzwertsteuerung in einem Zustand auszuführen, in dem Genauigkeit beim Aushub hoch ist.
Ein Symbol 284, das Genauigkeit bei Erfassung von Schwenkwinkel-Daten zeigt, kann ebenfalls vorhanden sein. Anzeige-Steuereinrichtung 28 ändert einen Zustand von Symbol 284 entsprechend einem Zustand der Genauigkeit bei Erfassung von Schwenkwinkel-Daten. Das heißt, ein Zustand von Symbol 284 wird zwischen einem Zustand, in dem Genauigkeit bei Erfassung von Schwenkwinkel-Daten geringer ist, und einem Zustand umgeschaltet, in dem Genauigkeit bei Erfassung von Schwenkwinkel-Daten gewährleistet werden kann.
Aufgrund des Umschaltens zwischen den Zuständen kann die Bedienungsperson sofort über einen Zustand der Genauigkeit bei Erfassung von Schwenkwinkel-Daten informiert werden, und einen Aushubvorgang kann mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden.
Beim Umschalten zwischen den Zuständen kann der Zustand geändert werden, indem eine Farbe geändert wird. Als Alternative dazu kann eine statische Darstellung geändert werden, indem eine Form eines Symbols geändert wird. Als Alternative dazu kann eine dynamische Darstellung geändert werden, indem eine Blinkgeschwindigkeit geändert wird. Es kann nicht nur Änderung in zwei Schritten, sondern auch Änderung der Darstellung in mehreren Schritten angewendet werden. Beispielsweise kann eine Darstellung eines Symbols zwischen einem Zustand, in dem die Genauigkeit bei Erfassung von Schwenkwinkel-Daten höher ist und sich Bezugsfläche 70R von Schwenkwinkel-Sensor 70 näher an der horizontalen Ebene befindet, und einem Zustand geändert werden, in dem die Erfassungsgenauigkeit hoch ist. Des Weiteren kann auch eine Änderung mit Schwenkwinkel-Daten vorgenommen werden.
Indem so die Bedienungsperson über die Tatsache informiert wird, dass die Genauigkeit beim Aushub abgenommen hat, kann die Bedienungsperson aufgefordert werden, Aushub-Arbeiten in einem Zustand auszuführen, in dem die Genauigkeit beim Aushub hoch ist. Als Verfahren, mit dem mitgeteilt wird, dass die Genauigkeit beim Aushub abgenommen hat, kann zusätzlich zu den oben beschriebenen Verfahren Mitteilung mittels Sprache und Ton über einen Lautsprecher eingesetzt werden. Als Alternative dazu kann Mitteilung über einen nicht dargestelltes Vibrationselement angewendet werden, das vibrieren kann. Als Alternative dazu kann Mitteilung über ein Verfahren angewendet werden, das eine Kombination aus den oben beschriebenen ist.
Weitere Ausführungsform
Als weitere Ausführungsform kann Anzeigesteuerung geplanter Soll-Topografie, die auf dem Anzeigeabschnitt angezeigt wird, auch auf Basis von Genauigkeit bei Erfassung von Schwenkwinkel-Daten vorgenommen werden.
15 ist ein Flussdiagramm, das Anzeige-Verarbeitung durch Anzeige-Steuereinrichtung 28 darstellt, die auf einer anderen Ausführungsform basiert.
Abschnitt 283C zum Ermitteln geplanter Soll-Topografie von Anzeige-Steuereinrichtung 28 ermittelt einen Parameter (Schritt SB1). Das heißt, Abschnitt 283C zum Ermitteln geplanter Soll-Topografie ermittelt einen Parameter, wie beispielsweise Stellungs-Informationen über eine Stellung der Arbeitsausrüstung. Abschnitt 283C zum Ermitteln geplanter Soll-Topografie bezieht Fahrzeugkörper-Positionsdaten P, Fahrzeugkörper-Stellungsdaten Q, Soll-Bauinformationen sowie Löffel-Daten von Abschnitt 282A zur Bestimmung von Löffel-Daten.
Dann ermittelt Abschnitt 283C zum Ermitteln geplanter Soll-Topografie Nickwinkel-Daten (Schritt SB2). Das heißt, Abschnitt 283C zum Ermitteln geplanter Soll-Topografie bezieht Nickwinkel-Daten über Nickwinkel φ von Schwenkwinkel-Sensor 70.
Dann ermittelt Abschnitt 283C zum Ermitteln geplanter Soll-Topografie einen Schwenkachsen-Absolutwinkel (Schritt SB3). Das heißt, Abschnitt 283C zum Ermitteln geplanter Soll-Topografie bezieht einen durch Abschnitt 283A zur Bestimmung eines Schwenkachsen-Winkels bestimmten Schwenkachsen-Absolutwinkel.
Dann berechnet Abschnitt 284A zur Bestimmung geplanter Soll-Topografie Daten geplanter Soll-Topografie (Schritt SB4). Abschnitt 284A zur Bestimmung geplanter Soll-Topografie erzeugt Daten geplanter Soll-Topografie auf Basis von durch Abschnitt 283C zum Ermitteln geplanter Soll-Topografie ermittelter Parameter-Daten.
Dann stellt Abschnitt 284A zur Bestimmung geplanter Soll-Topografie fest, ob Nickwinkel φ unter dem ersten Schwellenwert oder auf oder über dem zweiten Schwellenwert liegt (Schritt SB5). Das heißt, indem festgestellt wird, ob Nickwinkel φ von Löffel 8 unter dem ersten Schwellenwert oder auf oder über dem zweiten Schwellenwert liegt, wird festgestellt, ob sich Bezugsfläche 70R des an Löffel 8 angebrachten Schwenkwinkel-Sensors 70 in der Nähe der Vertikalen befindet. Ein Bereich von Nickwinkel φ, der auf oder über dem ersten Schwellenwert und unter dem zweiten Schwellenwert liegt, betrifft einen Fall, in dem sich Bezugsfläche 70R in der Nähe der Vertikalen befindet und Genauigkeit bei Erfassung von Schwenkwinkel-Daten durch Schwenkwinkel-Sensor 70 verringert ist. Ein Bereich von Nickwinkel φ unter dem ersten Schwellenwert oder auf oder über dem zweiten Schwellenwert betrifft einen Zustand, in dem Genauigkeit bei Erfassung von Schwenkwinkel-Daten durch Schwenkwinkel-Sensor 70 gewährleistet werden kann.
Wenn Nickwinkel φ auf oder über dem ersten Schwellenwert und unter dem zweiten Schwellenwert liegt (NEIN in Schritt SB5), nimmt Abschnitt 284A zur Bestimmung geplanter Soll-Topografie Anzeige-Steuerung auf Basis fester Löffel-Daten vor (Schritt SB8). Wenn sich Bezugsfläche 70R des an Löffel 8 angebrachten Schwenkwinkel-Sensors 70 in der Nähe der Vertikalen befindet, ist Genauigkeit bei Erfassung durch Schwenkwinkel-Sensor 70 geringer.
Daher wird bei dem vorliegenden Beispiel Anzeige-Steuereinrichtung 28 auf Basis von Löffel-Daten in einem Zustand vorgenommen, in dem die Erfassungsgenauigkeit hoch ist. Das heißt, wenn Nickwinkel φ auf oder über dem ersten Schwellenwert und unter dem zweiten Schwellenwert liegt, werden Schwenkwinkel-Daten zu dem Zeitpunkt verwendet, zu dem Nickwinkel φ unter dem ersten Schwellenwert oder auf oder über dem zweiten Schwellenwert liegt, und Anzeige-Steuerung wird auf Basis dieser Schwenkwinkel-Daten vorgenommen. Indem so Schwenkwinkel-Daten zu dem Zeitpunkt gehalten werden, zu dem Nickwinkel φ unter dem ersten Schwellenwert und auf oder über dem zweiten Schwellenwert liegt, und die Schwenkwinkel-Daten fixiert werden, kann Darstellung auf Basis der Schwenkwinkel-Daten mit hoher Geschwindigkeit bereitgestellt werden. Vorderansicht 282 in 14 zeigt als Beispiel Löffel 8 auf Basis fester Schwenkwinkel-Daten.
Wenn Abschnitt 284A zur Bestimmung geplanter Soll-Topografie feststellt, dass Nickwinkel φ unter dem ersten Schwellenwert oder auf oder über dem zweiten Schwellenwert liegt (JA in Schritt SB5), stellt Abschnitt 284A zur Bestimmung geplanter Soll-Topografie fest, ob Schwenkachsen-Absolutwinkel unter dem dritten Schwellenwert oder auf oder über dem vierten Schwellenwert liegt (Schritt SB6). Das heißt, indem festgestellt wird, ob der Schwenkachsen-Absolutwinkel unter dem dritten Schwellenwert oder auf oder über dem vierten Schwellenwert liegt, wird festgestellt, ob sich Schwenkachse J4 in der Nähe der Vertikalen befindet oder nicht. In einem Bereich des Schwenkachsen-Absolutwinkels auf oder über dem dritten Schwellenwert und unter dem vierten Schwellenwert befindet sich Schwenkachse J4 in der Nähe der Vertikalen, und Genauigkeit bei Erfassung von Schwenkwinkel-Daten durch Schwenkwinkel-Sensor 70 ist geringer. Ein Bereich des Schwenkachsen-Absolutwinkels unter dem dritten Schwellenwert oder auf oder über dem vierten Schwellenwert betrifft einen Zustand, in dem Genauigkeit bei Erfassung von Schwenkwinkel-Daten durch Schwenkwinkel-Sensor 70 gewährleistet werden kann.
Wenn der Schwenkachsen-Absolutwinkel auf oder über dem dritten Schwellenwert und unter dem vierten Schwellenwert liegt (NEIN in Schritt SB6), nimmt Abschnitt 284A zur Bestimmung geplanter Soll-Topografie Anzeige-Steuerung auf Basis der festen Löffel-Daten vor (Schritt SB8). Wenn sich Bezugsfläche 70R des an Löffel 8 angebrachten Schwenkwinkel-Sensors 70 in der Nähe der Vertikalen befindet, ist Genauigkeit bei Erfassung durch Schwenkwinkel-Sensor 70 geringer und daher wird Anzeige-Steuerung auf Basis der Löffel-Daten in einem Zustand vorgenommen, in dem Erfassungsgenauigkeit hoch ist.
Wenn der Schwenkachsen-Absolutwinkel unter dem dritten Schwellenwert oder auf oder über dem vierten Schwellenwert liegt (JA in Schritt SB6), nimmt Abschnitt 284A zur Bestimmung geplanter Soll-Topografie Anzeige-Steuerung auf Basis der aktuell ermittelten Löffel-Daten vor (Schritt SB7). Wenn sich Bezugsfläche 70R von Schwenkwinkel-Sensor 70 nicht in der Nähe der Vertikalen befindet und sich Schwenkachse J4 nicht in der Nähe der Vertikalen befindet, kann Genauigkeit bei Erfassung durch Schwenkwinkel-Sensor 70 gewährleistet werden, und daher wird Anzeige-Steuerung auf Basis in diesem Zustand durch Abschnitt 282A zur Bestimmung von Löffel-Daten bestimmter Löffel-Daten vorgenommen.
Bei einer derartigen Konfiguration wird Anzeige-Steuerung des Löffels auf Basis von Schwenkwinkel-Daten, die von Schwenkwinkel-Sensor 70 ausgegeben werden, dessen Erfassungsgenauigkeit abgenommen hat, unterbunden, und wird Anzeige-Steuerung des Löffels auf Basis von Schwenkwinkel-Daten mit hoher Erfassungsgenauigkeit vorgenommen. So kann die Genauigkeit beim Aushub verbessert werden, und Bauausführung wie geplant wird ermöglicht.
Obwohl oben ein Fall beschrieben worden ist, in dem Übergang zu Anzeige-Steuerung auf Basis fester Schwenkwinkel-Daten unter Verwendung beider Parameter, das heißt, von Nickwinkel φ und Schwenkachsen-Absolutwinkel, durchgeführt wird, wenn Genauigkeit bei Erfassung von Schwenkwinkel-Daten abgenommen hat, ist es möglich, dass nur einer von ihnen angewendet wird.
Obwohl oben ein Fall beschrieben worden ist, in dem Anzeige-Steuerung auf Basis der festen Löffel-Daten vorgenommen wird, wenn Nickwinkel φ auf oder über dem ersten Schwellenwert und unter dem zweiten Schwellenwert liegt, kann Anzeige-Steuerung auf Basis der festen Löffel-Daten vorgenommen werden, wenn Nickwinkel φ auf oder über dem ersten Schwellenwert liegt. Obwohl ein Fall beschrieben worden ist, bei dem Anzeige-Steuerung auf Basis der festen Löffel-Daten vorgenommen wird, wenn ein Schwenkachsen-Absolutwinkel auf oder über dem dritten Schwellenwert und unter dem vierten Schwellenwert liegt, kann Anzeige-Steuerung auf Basis der festen Löffel-Daten vorgenommen werden, wenn der Schwenkachsen-Absolutwinkel auf oder über dem dritten Schwellenwert liegt.
Wenn Anzeige-Steuerung an Anzeigeabschnitt 29 des Löffels auf Basis der festen Schwenkwinkel-Daten vorgenommen wird, wird ein Zustand der Stellung von Löffel 8 auf Anzeigeabschnitt 29 unverändert angezeigt, selbst wenn Schwenkwinkel δ von Löffel 8 in Reaktion auf eine Betätigung durch die Bedienungsperson verändert wird.
So kann die Erzeugung und Anzeige von Löffel-Daten auf Basis von Schwenkwinkel-Daten vermieden werden, die von Schwenkwinkel-Sensor 70 ausgegeben werden, dessen Erfassungsgenauigkeit abgenommen hat.
Wenn sich die Erfassungsgenauigkeit verringert, kann Bewegung des auf Anzeigeabschnitt 29 angezeigten Löffels aufgrund eines Fehlers plötzlich variieren (schwanken). In diesem Fall wird ein Unterschied zwischen einem tatsächlichen Zustand von Löffel 8 in Reaktion auf eine Betätigung eines Bedienhebels und einem auf Anzeigeabschnitt 29 angezeigten Zustand des Löffels erzeugt, was zu falscher Erkennung durch die Bedienungsperson und dazu führen kann, dass ein Aushubvorgang nicht mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden kann. Beispielsweise kann ein auf Anzeigeabschnitt 29 angezeigter Löffel so angezeigt werden, als ob er arbeitet, obwohl der Bedienhebel nicht betätigt wird.
Bei dem Verfahren wird, wenn Genauigkeit bei Erfassung durch Schwenkwinkel-Sensor 70 abgenommen hat, Anzeige auf Basis von Informationen mit geringer Erfassungsgenauigkeit unterbrochen, und der besseren Sichtbarkeit halber wird auf Darstellung auf Basis von Informationen mit hoher Erfassungsgenauigkeit vor Verringerung der Erfassungsgenauigkeit umgeschaltet. So kann falsche Erkennung durch die Bedienungsperson im Zusammenhang mit der Darstellung des Löffels verhindert werden, und ein Aushubvorgang kann mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden. Wenn die Erfassungsgenauigkeit wieder zu dem ursprünglichen Zustand zurückkehrt, kann Rückkehr von diesem Zustand aus in einem frühen Stadium durchgeführt werden, und Darstellung mit hoher Genauigkeit kann bereitgestellt werden.
Werte für Abstandsdaten 291B, die einen Abstand zwischen geplanter Soll-Topografie und Löffel 8 repräsentieren (ein kürzester Abstand zwischen der geplanten Soll-Topografie und Löffel 8) sowie Winkel-Daten 292B, die einen Winkel repräsentieren, der zwischen der geplanten Soll-Topografie und der Bodenfläche von Löffel 8 ausgebildet ist, wie sie unter Bezugnahme auf 15 beschrieben werden, können auf Basis von Schwenkwinkel-Daten, die von Schwenkwinkel-Sensor 70 ausgegeben werden, dessen Erfassungsgenauigkeit abgenommen hat, fluktuieren (schwanken), jedoch wird mit dem Verfahren Darstellung auf Basis von Informationen mit geringer Erfassungsgenauigkeit unterbrochen, und der besseren Sichtbarkeit halber wird auf Darstellung auf Basis von Informationen mit hoher Erfassungsgenauigkeit umgeschaltet.
Sonstiges
Die Anzahl von Achsen, um die Löffel 8 geneigt wird, kann um eine vergrößert werden, und ein Löffel kann in Bezug auf eine Achse senkrecht zu der horizontalen Ebene (eine vertikale Achse) geneigt werden. In diesem Fall wird ein Sensor, der einen Winkel in Bezug auf jede der drei Achsen erfassen kann, vorteilhafterweise als ein Schwenkwinkel-Sensor eingesetzt.
In der Ausführungsform werden Fahrzeugkörper-Positionsdaten P und Fahrzeugkörper-Stellungsdaten Q von Hydraulikbagger CM in dem Weltkoordinatensystem ermittelt, und eine relative Position geplanter Soll-Topografie und von Löffel 8 in dem Weltkoordinatensystem wird unter Verwendung einer in dem lokalen Koordinatensystem bestimmten Position von Löffel 8 (Löffel-Daten S) sowie von Fahrzeugkörper-Positionsdaten P und Fahrzeugkörper-Stellungsdaten Q ermittelt. Die Daten geplanter Soll-Topografie können in dem lokalen Koordinatensystem definiert sein und eine relative Position der geplanten Soll-Topografie und des Löffels 8 in dem lokalen Koordinatensystem kann ermittelt werden. Dies gilt auch für eine unten aufgeführte Ausführungsform.
Obwohl in der oben beschriebenen Ausführungsform ein Hydraulikbagger CM als Beispiel für ein Baufahrzeug dargestellt worden ist, kann die vorliegende Erfindung bei einem Baufahrzeug anderer Typen angewendet werden und ist nicht auf den Hydraulikbagger beschränkt.
Eine Position von Hydraulikbagger CM in dem Weltkoordinatensystem kann mit anderen Positioniereinrichtungen ermittelt werden, ohne auf GNSS beschränkt zu sein. Daher kann ein Abstand zwischen einem vorderen Endabschnitt des Löffels und geplanter Soll-Topografie mit anderen Positioniereinrichtungen ermittelt werden, ohne auf GNSS beschränkt zu sein.
Ein Maß der Betätigung des Auslegers, ein Maß der Betätigung des Stiels und ein Maß der Betätigung des Löffels können auf Basis eines elektrischen Signals ermittelt werden, das eine Position eines Bedienhebels (25R, 25L) anzeigt.
Obwohl bei dem vorliegenden Beispiel ein Hydraulikbagger als Beispiel für eine Baumaschine beschrieben worden ist, ist Anwendung auch bei einem Baufahrzeug, wie beispielsweise einer Planierraupe oder einem Radlader, möglich.
Obwohl oben die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist, sollte klar sein, dass die hier offenbarte Ausführungsform lediglich veranschaulichend und in keiner Hinsicht einschränkend ist. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die Bestimmungen der Ansprüche definiert und soll jegliche Abwandlungen innerhalb des Schutzumfangs und der Bedeutung äquivalent zu den Bestimmungen der Ansprüche einschließen.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugkörper;
2: Arbeitsausrüstung;
3: Dreheinheit;
4: Fahrerkabine;
4S: Fahrersitz;
5: Fahrvorrichtung;
5Cr: Raupenkette;
6: Ausleger;
7: Stiel;
8: Löffel;
9: Motorraum;
10: Auslegerzylinder;
11: Stielzylinder;
12: Löffelzylinder;
13: Auslegerbolzen;
14: Stielbolzen;
15: Löffelbolzen;
16–18: erster bis dritter Hub-Sensor;
19: Handlauf;
20: Positionserfassungsvorrichtung;
21: Antenne;
21A: erste Antenne;
21B: zweite Antenne;
23: Positions-Sensor;
24: Neigungs-Sensor;
25: Betätigungsvorrichtung;
26: Arbeitsausrüstungs-Steuereinrichtung;
26A: Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit;
26B: Aushub-Grenzwertsteuerungs-Annahme-/Unterbindungsabschnitt;
28: Anzeige-Steuereinrichtung;
29: Anzeigeabschnitt;
30: Schwenkzylinder;
32: Sensor-Steuereinrichtung;
36: Eingabeabschnitt;
70: Schwenkwinkel-Sensor; und
CM: Hydraulikbagger

Claims

Baufahrzeug, das umfasst: einen Fahrzeugkörper; eine Arbeitsausrüstung, die einen Ausleger, der in Bezug auf den Fahrzeugkörper um eine Auslegerachse herum gedreht werden kann, einen Stiel, der in Bezug auf den Ausleger um eine Stielachse parallel zu der Auslegerachse herum gedreht werden kann, und einen Löffel enthält, der in Bezug auf den Stiel um eine Löffelachse parallel zu der Stielachse sowie eine Schwenkachse rechtwinklig zu der Löffelachse gedreht werden kann; einen Winkel-Sensor, der sich an dem Löffel befindet und einen Winkel der Neigung des Löffels in Bezug auf eine horizontale Ebene erfasst; sowie eine Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit, die Steuerung der Arbeitsausrüstung ausführt, bei der eine Betätigung der Arbeitsausrüstung wenigstens teilweise automatisch auf Basis geplanter Topografie gesteuert wird, die eine beabsichtigte Form eins Objektes der Bearbeitung mit der Arbeitsausrüstung repräsentiert, die Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit Steuerung der Arbeitsausrüstung beginnt, wenn der durch den Winkel-Sensor erfasster Neigungswinkel des Löffels unter einem ersten Schwellenwert liegt, und Steuerung der Arbeitsausrüstung nicht beginnt, wenn ein durch den Winkel-Sensor erfasster Neigungswinkel des Löffels auf oder über dem ersten Schwellenwert liegt.
Baufahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit Steuerung der Arbeitsausrüstung beginnt, wenn ein durch den Winkel-Sensor erfasster Neigungswinkel des Löffels unter dem ersten Schwellenwert oder auf oder über einem zweiten Schwellenwert liegt, und Steuerung der Arbeitsausrüstung nicht beginnt, wenn der durch den Winkel-Sensor erfasste Neigungswinkel des Löffels auf oder über dem ersten Schwellenwert und unter dem zweiten Schwellenwert liegt.
Baufahrzeug nach Anspruch 1, das des Weiteren umfasst: einen Neigungs-Erfassungsabschnitt, der eine Neigung des Fahrzeugkörpers in Bezug auf die horizontale Ebene erfasst; einen Abschnitt zum Ermitteln eines Stellungs-Zustandes, der Stellungs-Informationen über eine Stellung der Arbeitsausrüstung ermittelt; sowie einen Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels, der einen Winkel der Neigung der Schwenkachse in Bezug auf die horizontale Ebene auf Basis der Neigung des Fahrzeugkörpers und der Stellungs-Informationen über die Arbeitsausrüstung berechnet, wobei die Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit Steuerung der Arbeitsausrüstung beginnt, wenn ein durch den Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels berechneter Neigungswinkel der Schwenkachse unter einem zweiten Schwellenwert liegt, und Steuerung der Arbeitsausrüstung nicht beginnt, wenn der durch den Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels berechnete Neigungswinkel der Schwenkachse auf oder über dem zweiten Schwellenwert liegt.
Baufahrzeug nach Anspruch 1, das des Weiteren einen Betätigungsabschnitt umfasst, der eine Anweisung zum Beginnen von Steuerung der Arbeitsausrüstung von einer Bedienungsperson annehmen kann, wobei die Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit Steuerung der Arbeitsausrüstung in Reaktion auf die von dem Betätigungsabschnitt ausgegebene Anweisung zum Beginnen ausführt, und der Betätigungsabschnitt die Anweisung zum Beginnen von Steuerung der Arbeitsausrüstung von der Bedienungsperson nicht annimmt, wenn der durch den Winkel-Sensor erfasste Neigungswinkel des Löffels auf oder über dem ersten Schwellenwert liegt.
Baufahrzeug nach Anspruch 4, das des Weiteren umfasst: einen Anzeigeabschnitt; und eine Anzeige-Steuereinheit, die Inhalt von Anzeige auf dem Anzeigeabschnitt steuert, wobei die Anzeige-Steuereinheit den Anzeigeabschnitt Informationen dahingehend anzeigen lässt, dass Steuerung der Arbeitsausrüstung durch die Bedienungsperson nicht begonnen werden kann, wenn der durch den Winkel-Sensor erfasste Neigungswinkel des Löffels auf oder über dem ersten Schwellenwert liegt.
Baufahrzeug, das umfasst: einen Fahrzeugkörper; eine Arbeitsausrüstung, die einen Ausleger, der in Bezug auf den Fahrzeugkörper um eine Auslegerachse herum gedreht werden kann, einen Stiel, der in Bezug auf den Ausleger um eine Stielachse parallel zu der Auslegerachse herum gedreht werden kann, und einen Löffel enthält, der in Bezug auf den Stiel um eine Löffelachse parallel zu der Stielachse sowie eine Schwenkachse rechtwinklig zu der Löffelachse gedreht werden kann; einen Neigungs-Erfassungsabschnitt, der eine Neigung des Fahrzeugkörpers in Bezug auf die horizontale Ebene erfasst; einen Abschnitt zum Ermitteln eines Stellungs-Zustandes, der Stellungs-Informationen über eine Stellung der Arbeitsausrüstung ermittelt; einen Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels, der einen Winkel der Neigung der Schwenkachse in Bezug auf die horizontale Ebene auf Basis der Neigung des Fahrzeugkörpers und der Stellungs-Informationen über die Arbeitsausrüstung berechnet, und eine Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit, die Steuerung der Arbeitsausrüstung ausführt, bei der eine Betätigung der Arbeitsausrüstung wenigstens teilweise automatisch auf Basis geplanter Topografie gesteuert wird, die eine beabsichtigte Form eines Objektes der Bearbeitung mit der Arbeitsausrüstung repräsentiert, wobei die Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit Steuerung der Arbeitsausrüstung beginnt, wenn ein durch den Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels berechneter Neigungswinkel der Schwenkachse unter einem ersten Schwellenwert liegt, und Steuerung der Arbeitsausrüstung nicht beginnt, wenn ein durch den Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels berechneter Neigungswinkel auf oder über dem ersten Schwellenwert liegt.
Baufahrzeug nach Anspruch 6, wobei die Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit Steuerung der Arbeitsausrüstung beginnt, wenn der durch den Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels berechnete Neigungswinkel der Schwenkachse unter dem ersten Schwellenwert oder auf oder über einem zweiten Schwellenwert liegt, und Steuerung der Arbeitsausrüstung nicht beginnt, wenn der durch den Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels berechnete Neigungswinkel der Schwenkachse auf oder über dem ersten Schwellenwert und unter dem zweiten Schwellenwert liegt.
Baufahrzeug nach Anspruch 6, das des Weiteren einen Betätigungsabschnitt umfasst, der eine Anweisung zum Beginnen von Steuerung der Arbeitsausrüstung von einer Bedienungsperson annehmen kann, wobei die Arbeitsausrüstungs-Steuereinheit Steuerung der Arbeitsausrüstung in Reaktion auf die von dem Betätigungsabschnitt ausgegebene Anweisung zum Beginnen ausführt, und der Betätigungsabschnitt die Anweisung zum Beginnen von Steuerung der Arbeitsausrüstung von der Bedienungsperson nicht annimmt, wenn der durch den Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels berechnete Neigungswinkel der Schwenkachse auf oder über dem ersten Schwellenwert liegt.
Baufahrzeug nach Anspruch 8, das des Weiteren umfasst: einen Anzeigeabschnitt; und eine Anzeige-Steuereinheit, die Inhalt von Anzeige auf dem Anzeigeabschnitt steuert, wobei die Anzeige-Steuereinheit den Anzeigeabschnitt Informationen dahingehend anzeigen lässt, dass Steuerung der Arbeitsausrüstung durch die Bedienungsperson nicht begonnen werden kann, wenn der durch den Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels berechnete Neigungswinkel der Schwenkachse auf oder über dem ersten Schwellenwert liegt.
Baufahrzeug, das umfasst: einen Fahrzeugkörper; eine Arbeitsausrüstung, die einen Ausleger, der in Bezug auf den Fahrzeugkörper um eine Auslegerachse herum gedreht werden kann, einen Stiel, der in Bezug auf den Ausleger um eine Stielachse parallel zu der Auslegerachse herum gedreht werden kann, und einen Löffel enthält, der in Bezug auf den Stiel um eine Löffelachse parallel zu der Stielachse sowie eine Schwenkachse rechtwinklig zu der Löffelachse gedreht werden kann; einen Winkel-Sensor, der sich an dem Löffel befindet und einen Winkel der Neigung des Löffels in Bezug auf eine horizontale Ebene erfasst; einen Abschnitt zum Ermitteln eines Stellungs-Zustandes, der Stellungs-Informationen über eine Stellung der Arbeitsausrüstung auf Basis eines Ergebnisses der Erfassung durch den Winkel-Sensor ermittelt; und eine Anzeige-Steuereinheit, die einen Zustand der Stellung des Löffels in Bezug auf geplante Topografie einschließt, die eine beabsichtigte Form eines Objektes der Bearbeitung mit der Arbeitsausrüstung repräsentiert, und der auf Basis der Stellungs-Informationen angezeigt wird, wenn ein durch den Winkel-Sensor erfasster Neigungswinkel des Löffels unter einem ersten Schwellenwert liegt, die Anzeige-Steuereinheit einschließt, dass der Zustand der Stellung des Löffels entsprechend dem durch den Winkel-Sensor erfassten Neigungswinkel des Löffels angezeigt wird, und wenn der den Winkel-Sensor erfasste Neigungswinkel des Löffels auf oder über dem ersten Schwellenwert liegt, die Anzeige-Steuereinheit den Zustand der Stellung des Löffels einschließt, der auf Basis eines Ergebnisses der Erfassung durch den Winkel-Sensor angezeigt wird, das gewonnen wurde, wenn der durch den Winkel-Sensor erfasste Neigungswinkel des Löffels unter dem ersten Schwellenwert lag.
Baufahrzeug nach Anspruch 10, das des Weiteren umfasst: einen Neigungs-Erfassungsabschnitt, der eine Neigung des Fahrzeugkörpers erfasst; sowie einen Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels, der einen Winkel der Neigung einer Schwenkachse in Bezug auf die horizontale Ebene auf Basis der Neigung des Fahrzeugkörpers und der Stellungs-Informationen über die Arbeitsausrüstung berechnet, wobei wenn der durch den Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels berechnete Neigungswinkel der Schwenkachse unter einem zweiten Schwellenwert liegt, und der durch den Winkel-Sensor erfasste Neigungswinkel des Löffels unter dem ersten Schwellenwert liegt, die Anzeige-Steuereinheit die Stellung des Löffels entsprechend dem durch den Winkel-Sensor erfassten Neigungswinkel des Löffels anzeigen lässt, und wenn der durch den Abschnitt zur Berechnung eines Schwenkachsen-Winkels berechnete Neigungswinkel der Schwenkachse auf oder über dem zweiten Schwellenwert liegt oder der durch den Winkel-Sensor erfasste Neigungswinkel des Löffels auf oder über dem ersten Schwellenwert liegt, die Anzeige-Steuereinheit den Zustand der Stellung der Löffels auf Basis eines Ergebnisses der Erfassung durch den Winkel-Sensor anzeigen lässt, das gewonnen wurde, wenn der durch den Winkel-Sensor erfasste Neigungswinkel des Löffels unter dem ersten Schwellenwert lag.
Baufahrzeug nach Anspruch 10, wobei wenn der durch den Winkel-Sensor erfasste Neigungswinkel des Löffels genauso groß ist wie oder größer als der erste Schwellenwert, die Anzeige-Steuereinheit den Zustand der Stellung des Löffels auf Basis eines Ergebnisses der Erfassung durch den Winkel-Sensor, das gewonnen wurde, wenn der durch den Winkel-Sensor erfasste Neigungswinkel des Löffels unter dem ersten Schwellenwert lag, unveränderlich anzeigen lässt.
Baufahrzeug nach Anspruch 10, wobei die Anzeige-Steuereinheit des Weiteren ein Symbol anzeigen lässt, das Genauigkeit bei Erfassung durch den Winkel-Sensor anzeigt, und einen Zustand des Symbols auf Basis des durch den Winkel-Sensor erfassten Neigungswinkels des Löffels verändert.
Verfahren zum Steuern eines Baufahrzeugs, das eine Arbeitsausrüstung enthält, die einen Ausleger, der in Bezug auf einen Fahrzeugkörper um eine Auslegerachse herum gedreht werden kann, einen Stiel, der in Bezug auf den Ausleger um eine Stielachse parallel zu der Auslegerachse herum gedreht werden kann, sowie einen Löffel enthält, der in Bezug auf den Stiel um eine Löffelachse parallel zu der Stielachse und eine Schwenkachse rechtwinklig zu der Löffelachse herum gedreht werden kann, wobei es die folgenden Schritte umfasst: Erfassen eines Winkels der Neigung des Löffels in Bezug auf eine horizontale Ebene; Beginnen von Steuerung der Arbeitsausrüstung, bei der eine Betätigung der Arbeitsausrüstung wenigstens teilweise automatisch auf Basis geplanter Topografie gesteuert wird, die eine beabsichtigte Form eines Objektes der Bearbeitung mit der Arbeitsausrüstung repräsentiert, wenn ein erfasster Neigungswinkel des Löffels unter einem ersten Schwellenwert liegt; und Unterlassen von Beginnen der Steuerung der Arbeitsausrüstung, wenn der erfasste Neigungswinkel des Löffels auf oder über dem ersten Schwellenwert liegt.
Verfahren zum Steuern eines Baufahrzeugs, das eine Arbeitsausrüstung enthält, die einen Ausleger, der in Bezug auf einen Fahrzeugkörper um eine Auslegerachse herum gedreht werden kann, einen Stiel, der in Bezug auf den Ausleger um eine Stielachse parallel zu der Auslegerachse herum gedreht werden kann, sowie einen Löffel enthält, der in Bezug auf den Stiel um eine Löffelachse parallel zu der Stielachse und eine Schwenkachse rechtwinklig zu der Löffelachse herum gedreht werden kann, wobei es die folgenden Schritte umfasst: Erfassen eines Winkels der Neigung des Löffels in Bezug auf eine horizontale Ebene; Ermitteln von Stellungs-Informationen über eine Stellung der Arbeitsausrüstung; Berechnen eines Winkels der Neigung einer Schwenkachse in Bezug auf die horizontale Ebene auf Basis der Neigung des Fahrzeugkörpers und der Stellungs-Informationen über die Arbeitsausrüstung; Beginnen von Steuerung der Arbeitsausrüstung, bei der eine Betätigung der Arbeitsausrüstung wenigstens teilweise automatisch auf Basis geplanter Topografie gesteuert wird, die eine beabsichtigte Form eines Objektes der Bearbeitung mit der Arbeitsausrüstung repräsentiert, wenn ein berechneter Neigungswinkel des Löffels unter einem ersten Schwellenwert liegt; und Unterlassen von Beginnen der Steuerung der Arbeitsausrüstung der Arbeitsausrüstung, wenn der berechnete Neigungswinkel des Löffels auf oder über dem ersten Schwellenwert liegt.
Verfahren zum Steuern eines Baufahrzeugs, das eine Arbeitsausrüstung enthält, die einen Ausleger, der in Bezug auf einen Fahrzeugkörper um eine Auslegerachse herum gedreht werden kann, einen Stiel, der in Bezug auf den Ausleger um eine Stielachse parallel zu der Auslegerachse herum gedreht werden kann, sowie einen Löffel enthält, der in Bezug auf den Stiel um eine Löffelachse parallel zu der Stielachse und eine Schwenkachse rechtwinklig zu der Löffelachse herum gedreht werden kann, wobei es die folgenden Schritte umfasst: Erfassen eines Winkels der Neigung des Löffels in Bezug auf eine horizontale Ebene; Ermitteln von Stellungs-Informationen über eine Stellung der Arbeitsausrüstung auf Basis des erfassten Neigungswinkels des Löffels; Anzeigen eines Zustandes der Stellung des Löffels in Bezug auf geplante Topografie, die eine beabsichtigte Form eines Objektes der Bearbeitung mit der Arbeitsausrüstung repräsentiert, auf Basis der Stellungs-Informationen, wenn der erfasste Neigungswinkel des Löffels unter dem ersten Schwellenwert liegt; und wenn der erfasste Neigungswinkel des Löffels auf oder über dem ersten Schwellenwert liegt, Ermitteln der Stellungs-Informationen auf Basis des Neigungswinkels des Löffels, der ermittelt wurde, wenn der Neigungswinkel des Löffels unter dem ersten Schwellenwert lag, und Anzeigen eines Zustandes der Stellung des Löffels auf Basis der Stellungs-Informationen.