DE112015000020T5

DE112015000020T5 - Baumaschinensteuersystem, Baumaschine und Baumaschinensteuerverfahren

Info

Publication number: DE112015000020T5
Application number: DE112015000020.8T
Authority: DE
Inventors: Katsuhiro Ikegami; Akinori Baba; Yoshiki Kami
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2014-06-04
Filing date: 2015-03-24
Publication date: 2015-10-22
Anticipated expiration: 2035-03-25
Also published as: KR20150140274A; US20160273194A1; KR101769225B1; CN105102726A; CN105102726B; US9598841B2; DE112015000020B4; WO2015129931A1

Abstract

Ein Steuersystem umfasst: einen ersten Drucksensor, der in einem Vorsteuer-Ölkanal zwischen einer Betätigungsvorrichtung und einem Steuerventil angeordnet ist und den Druck des Vorsteueröls detektiert; einen zweiten Drucksensor, der in dem Vorsteuerölkanal zwischen dem Steuerventil und einem Richtungssteuerventil angeordnet ist und den Druck des Vorsteueröls detektiert; eine Steuerventil-Steuereinheit, die das Steuerventil steuert; eine Datenerfassungseinheit, die Daten betreffend einen Detektionswert des ersten Drucksensors und einen Detektionswert des zweiten Drucksensors erfasst, in einem Zustand, in dem der Vorsteuerölkanal durch das Steuerventil geöffnet ist; und eine Korrektureinheit, die den Detektionswert des ersten Drucksensors oder des zweiten Drucksensors auf der Basis der durch die Datenerfassungseinheit erfassten Daten dahingehend korrigiert, dass der Detektionswert des ersten Drucksensors und der Detektionswert des zweiten Drucksensors identisch sind.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Vorliegende Erfindung betrifft ein Baumaschinensteuersystem, eine Baumaschine und ein Baumaschinensteuerverfahren.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Eine Baumaschine wie beispielsweise ein Bagger trägt ein Arbeitsgerät mit einem Ausleger, einem Stiel und einem Löffel. Wie in Patentliteratur 1 beschrieben ist, erfolgt die Ansteuerung eines Arbeitsgeräts durch einen hydraulischen Aktuator (Hydraulikzylinder).
DOKUMENTLISTE
PATENTLITERATUR

Patentliteratur 1: Offengelegte japanische Patentpublikation Nr. 08-311918

ÜBERSICHT
Technisches Problem
Wenn eine Vielzahl von Drucksensoren vorgesehen ist, die den Druck von Vorsteueröl detektieren, und wenn die Detektionswerte dieser Drucksensoren unterschiedlich sind, kann sich die Genauigkeit der Aushubarbeit, die auf den Detektionswerten der Drucksensoren basiert, verschlechtern.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines für eine Kalibrierung eines Drucksensors geeigneten Baumaschinensteuersystems, einer hierfür geeigneten Baumaschine und eines hierfür geeigneten Baumaschinensteuerverfahrens, um zu verhindern, dass sich die Aushubgenauigkeit verringert.
Problemlösung
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Baumaschinensteuersystem für eine Baumaschine angegeben, die ein Arbeitsgerät mit zumindest einem Ausleger oder einem Stiel umfasst, wobei das System umfasst: einen Hydraulikzylinder, der das Arbeitsgerät antreibt; ein Richtungssteuerungsventil, das einen beweglichen Schieber hat und mit der Bewegung des Schiebers Arbeitsöl zu dem Hydraulikzylinder leitet; einen Vorsteuerölkanal, durch welchen das Vorsteueröl für die Bewegung des Schiebers fließt; eine Betätigungsvorrichtung, die ein Druckeinstellventil enthält, das mit dem Vorsteuerölkanal verbunden ist und das den Druck des Vorsteueröls entsprechend einem Betätigungsbetrag einstellen kann; ein Steuerventil, das in dem Vorsteuerölkanal angeordnet ist und geeignet ist für die Einstellung des Drucks des Vorsteueröls; einen ersten Drucksensor, der in dem Vorsteuerölkanal zwischen der Betätigungsvorrichtung und dem Steuerventil angeordnet ist und den Druck des Vorsteueröls detektiert; einen zweiten Drucksensor, der in dem Vorsteuerölkanal zwischen dem Steuerventil und dem Richtungssteuerungsventil angeordnet ist und den Druck des Vorsteueröls detektiert; eine Steuerventil-Steuereinheit, die das Steuerventil steuert; eine Datenerfassungseinheit, die Daten betreffend einen Detektionswert des ersten Drucksensors und einen Detektionswert des zweiten Drucksensors erfasst, in einem Zustand, in dem der Vorsteuerölkanal durch das Steuerventil geöffnet wird; und eine Korrektureinheit, die den Detektionswert des ersten Drucksensors oder des zweiten Drucksensors auf der Basis der durch die Datenerfassungseinheit erfassten Daten korrigiert, so dass der Detektionswert des ersten Drucksensors identisch ist mit dem Detektionswert des zweiten Drucksensors.
Vorzugsweise umfasst der Vorsteuerölkanal eine Vielzahl von Vorsteuerölkanälen, wobei das Steuerventil, der erste Drucksensor und der zweite Drucksensor jeweils in der Vielzahl von Vorsteuerölkanälen angeordnet sind und die Steuerventil-Steuereinheit das Steuerventil desjenigen Vorsteuerölkanals der die Vielzahl von Vorsteuerölkanälen, in dem der erste Drucksensor und der zweite Drucksensor angeordnet sind, deren Daten die Datenerfassungseinheit erfasst, zum Öffnen des Vorsteuerölkanals ansteuert und die Steuerventile der anderen Vorsteuerölkanäle zum Schließen der anderen Vorsteuerölkanäle ansteuert.
Vorzugsweise wird die Betätigungsvorrichtung derart betätigt, dass ein erster Zustand, in dem der Druck des Vorsteuerölkanals seinen größten Wert erreicht, oder ein zweiter Zustand, in dem der Druck des Vorsteuerölkanals seinen kleinsten Wert erreicht, in den jeweils anderen Zustand wechselt, wenn der Vorsteuerölkanal durch das Steuerventil geöffnet wird, wobei die Datenerfassungseinheit die Daten in dem jeweiligen ersten Zustand und zweiten Zustand erfasst und die Korrektureinheit den Detektionswert des ersten Drucksensors derart korrigiert, dass der Detektionswert des ersten Drucksensors in dem jeweiligen ersten Zustand und zweiten Zustand identisch ist mit dem Detektionswert des zweiten Drucksensors.
Vorzugsweise bewegt sich bei einer Betätigung des Hydraulikzylinders das Arbeitsgerät in einer ersten Richtung in einer Arbeitsebene des Arbeitsgeräts, und die Datenerfassungseinheit erfasst die Daten in einem Zustand, in dem das Arbeitsgerät bezüglich der ersten Richtung an einem Ende eines Bewegungsbereichs des Arbeitsgeräts angeordnet ist.
Vorzugsweise umfasst der Hydraulikzylinder einen Auslegerzylinder, der den Ausleger antreibt, der Vorsteuerölkanal umfasst einen Ölkanal zum Anheben des Auslegers, der mit der einen Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerungsventils verbunden ist und durch welchen Vorsteueröl fließt, um das Anheben des Auslegers zu ermöglichen, und einen Ölkanal zum Absenken des Auslegers, der mit der anderen Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerungsöls verbunden ist und durch welchen Vorsteueröl fließt, um das Absenken des Auslegers zu ermöglichen, und die Datenerfassungseinheit erfasst Daten betreffend den Detektionswert des ersten Drucksensors und den Detektionswert des zweiten Drucksensors des Auslegeranhebe-Ölkanals, in einem Zustand, in dem der Ausleger an einem oberen Ende des Bewegungsbereichs des Auslegers angeordnet ist, und erfasst Daten betreffend den Detektionswert des ersten Drucksensors und den Detektionswert des zweiten Drucksensors des Auslegerabsenk-Ölkanals, in einem Zustand, in dem eine Absenkbewegung des Auslegers ausgeführt wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Baumaschine angegeben, umfassend: eine untere Fahrkonstruktion; einen Oberwagen, der durch die untere Fahrkonstruktion gestützt wird; ein Arbeitsgerät, das einen Ausleger, einen Stiel und einen Löffel hat und an dem Oberwagen gestützt ist; und das Steuersystem gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Baumaschinensteuerverfahren für eine Baumaschine mit einem Arbeitsgerät umfassend einen Ausleger, einen Stiel und einen Löffel angegeben, wobei die Baumaschine umfasst: einen Hydraulikzylinder, der das Arbeitsgerät antreibt; ein Richtungssteuerungsventil, das einen beweglichen Schieber hat und mit der Bewegung des Schiebers Arbeitsöl zu dem Hydraulikzylinder leitet, um den Hydraulikzylinder zu betätigen; einen Vorsteuerölkanal, durch welchen Vorsteueröl zum Bewegen des Schiebers fließt; eine Betätigungsvorrichtung mit einem Druckeinstellungsventil, das mit dem Vorsteuerölkanal verbunden ist und geeignet ist für die Einstellung des Drucks des Vorsteueröls entsprechend einem Betätigungsbetrag; ein Steuerventil, das in dem Vorsteuerölkanal angeordnet ist und geeignet ist für die Einstellung des Drucks des Vorsteueröls; einen ersten Drucksensor der in dem Vorsteuerölkanal zwischen der Betätigungsvorrichtung und dem Steuerventil angeordnet ist und den Druck des Vorsteueröls detektiert; einen zweiten Drucksensor, der in dem Vorsteuerölkanal zwischen dem Steuerventil und dem Schieber angeordnet ist und den Druck des Vorsteueröls detektiert; und eine Steuerventil-Steuereinheit, die das Steuerventil steuert, wobei das Verfahren umfasst: das Erfassen von Daten betreffend einen Detektionswert des ersten Drucksensors und einen Detektionswert des zweiten Drucksensors, in einem Zustand, in dem der Vorsteuerölkanal durch das Steuerventil geöffnet wird; und die Korrektur des Detektionswerts des ersten Drucksensors oder des zweiten Drucksensors auf der Basis der erfassten Daten, so dass der Detektionswert des ersten Drucksensors identisch ist mit dem Detektionswert des zweiten Drucksensors.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß den Aspekten der vorliegenden Erfindung ist es möglich zu verhindern, dass die sich Betätigungsgenauigkeit eines Betätigungshebels vom Vorsteuertyp verringert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht zur Darstellung eines Beispiels einer Baumaschine;
2 ist eine Seitenansicht, in der schematisch ein Beispiel der Baumaschine dargestellt ist;
3 ist eine Rückansicht, in der schematisch ein Beispiel der Baumaschine dargestellt ist;
4 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines Steuersystems zeigt;
5 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel des Steuersystems zeigt;
6 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung eines Beispiels von Ziel-Konstruktionsinformationen;
7 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Beispiels einer Aushubbegrenzungssteuerung;
8 beschreibt in einem Diagramm ein Beispiel der Aushubbegrenzungssteuerung;
9 beschreibt in einem Diagramm ein Beispiel der Aushubbegrenzungssteuerung;
10 beschreibt in einem Diagramm ein Beispiel der Aushubbegrenzungssteuerung;
11 beschreibt in einem Diagramm ein Beispiel der Aushubbegrenzungssteuerung;
12 beschreibt in einem Diagramm ein Beispiel der Aushubbegrenzungssteuerung;
13 beschreibt in einem Diagramm ein Beispiel der Aushubbegrenzungssteuerung;
14 beschreibt in einem Diagramm ein Beispiel der Aushubbegrenzungssteuerung;
15 beschreibt in einem Diagramm ein Beispiel der Aushubbegrenzungssteuerung;
16 zeigt schematisch ein Beispiel eines Hydraulikzylinders;
17 zeigt schematisch ein Beispiel eines Hubsensors;
18 zeigt schematisch ein Beispiel des Steuersystems;
19 zeigt schematisch ein Beispiel des Steuersystems;
20 beschreibt schematisch ein Beispiel eines Betriebs der Baumaschine;
21 beschreibt schematisch ein Beispiel eines Betriebs der Baumaschine;
22 beschreibt schematisch ein Beispiel eines Betriebs der Baumaschine;
23 zeigt schematisch ein Beispiel eines Betriebs der Baumaschine;
24 ist ein Funktionsblockdiagramm zur Darstellung eines Beispiels des Steuersystems;
25 ist ein Funktionsblockdiagramm zur Darstellung eines Beispiels des Steuersystems;
26 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Beispiels eines Prozesses in einer Arbeitsgerätsteuerung;
27 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Beispiels eines Kalibrierverfahrens;
28 zeigt schematisch ein Beispiel einer Displayeinheit;
29 zeigt schematisch ein Beispiel der Displayeinheit;
30 zeigt schematisch ein Beispiel der Displayeinheit;
31 zeigt schematisch ein Beispiel der Displayeinheit;
32 zeigt schematisch ein Beispiel der Displayeinheit;
33 zeigt schematisch ein Beispiel der Displayeinheit;
34 ist ein Zeitdiagramm zum Beschreiben eines Beispiels eines Kalibriervorgangs;
35 zeigt schematisch ein Beispiel der Displayeinheit;
36 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Beispiels eines Kalibriervorgangs;
37 zeigt in einem Diagramm die Relation zwischen einem Schieberhub und einer Zylindergeschwindigkeit;
38 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs von 37;
39 zeigt in einem Diagramm die Relation zwischen einem Schieberhub und einer Zylindergeschwindigkeit;
40 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs von 37;
41 ist ein Zeitdiagramm zum Beschreiben eines Beispiels eines Kalibriervorgangs;
42 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung eines Beispiels eines Kalibrierverfahrens;
43 zeigt schematisch ein Beispiel der Displayeinheit;
44 zeigt schematisch ein Beispiel der Displayeinheit;
45 zeigt schematisch ein Beispiel der Displayeinheit;
46 zeigt schematisch ein Beispiel der Displayeinheit;
47 zeigt schematisch ein Beispiel der Displayeinheit;
48 zeigt schematisch ein Beispiel der Displayeinheit.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt ist. Die Anforderungen in der nachstehend beschriebenen Ausführungsform können in geeigneter Weise miteinander kombiniert werden. Ebenso werden manche Komponenten gegebenenfalls nicht verwendet.
[Gesamtkonfiguration des Baggers]
1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer Baumaschine 100 gemäß vorliegender Ausführungsform zeigt. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Baumaschine 100 ein Bagger 100, der ein Arbeitsgerät 2 trägt, das mit Hydraulikdruck arbeitet.
Wie 1 zeigt, hat der Bagger 100 einen Fahrzeugkörper 1, das Arbeitsgerät 2 und einen Hydraulikzylinder (einen Auslegerzylinder 10, einen Stielzylinder 11 und einen Löffelzylinder 12), der das Arbeitsgerät 2 ansteuert. Wie später beschrieben wird, ist in dem Bagger 100 ein Steuersystem 200 zum Steuern des Aushubs vorgesehen.
Der Fahrzeugkörper 1 umfasst einen Drehwagen 3, eine Kabine 4 und eine Fahrvorrichtung 5. Der Drehwagen 3 ist auf der Fahrvorrichtung 5 angeordnet. Die Fahrvorrichtung 5 trägt den Drehwagen 3. Der Drehwagen 3 kann als drehbarer Oberwagen 3 bezeichnet werden. Die Fahrvorrichtung 5 kann als Unterwagen 5 bezeichnet werden. Der Drehwagen 3 kann um eine Schwenkachse AX schwenken. Ein Fahrersitz 4S, auf dem ein Fahrer Platz nimmt, ist in der Kabine 4 vorgesehen. Der Fahrer bedient den Bagger 100 in der Kabine 4. Der Unterwagen 5 hat ein Raupenkettenpaar 5Cr. Der Bagger 100 fährt durch die Drehung der Raupenketten. Es ist zu beachten, dass der Unterwagen 5 auch Räder (Reifen) aufweisen kann.
Bei vorliegender Erfindung wird eine Lagebeziehung der jeweiligen Bereiche aus der Sicht des Fahrers auf dem Fahrersitz 4S angegeben. Eine Vorwärts-Rückwärts-Richtung bezieht sich von dem Fahrersitz 4S aus auf eine Richtung nach vorne und nach hinten. Eine Links-Rechts-Richtung bezieht sich von dem Fahrersitz 4S auf eine Richtung nach links und nach rechts. Eine nach vorne weisende Richtung des Fahrersitzes 4S wird als Vorwärtsrichtung definiert. Eine zur Vorwärtsrichtung entgegengesetzte Richtung wird als Rückwärtsrichtung definiert. Die eine Richtung (rechte Seite) und die andere Richtung (linke Seite) der seitlichen Richtungen bei nach vorne weisendem Fahrersitz 4S werden als Rechtsrichtung und Linksrichtung definiert.
Der Drehwagen 3 hat einen Antriebsmaschinenraum 9, in dem eine Antriebsmaschine untergebracht ist, und ein Gegengewicht im hinteren Bereich des Drehwagens 3. Auf der Vorderseite des Antriebsmaschinenraums 9 ist der Drehwagen 3 mit einem Geländer 19 versehen. In dem Antriebsmaschinenraum 9 befindet sich eine Hydraulikpumpe und dergleichen.
Das Arbeitsgerät 2 ist durch den Drehwagen 3 gestützt. Das Arbeitsgerät 2 hat einen Ausleger 6, der mit dem Drehwagen 3 verbunden ist, einen Stiel 7, der mit dem Ausleger 6 verbunden ist, und einen Löffel 8, der mit dem Stiel 7 verbunden ist. Das Arbeitsgerät 2 wird durch den Hydraulikzylinder angesteuert. Der Hydraulikzylinder zum Ansteuern des Arbeitsgeräts 2 umfasst einen Auslegerzylinder 10 zum Ansteuern des Auslegers 6, einen Stielzylinder 11 zum Ansteuern des Stiels 7 und einen Löffelzylinder 12 zum Ansteuern des Löffels 8. Der Auslegerzylinder 10, der Stielzylinder 11 und der Löffelzylinder 12 werden jeweils mit Arbeitsöl angetrieben.
Ein unteres Ende des Auslegers 6 ist unter Zwischenschaltung eines Auslegerbolzens 13 mit dem Drehwagen 3 verbunden. Ein unteres Ende des Stiels 7 ist unter Zwischenschaltung eines Stielbolzens 14 mit einem distalen Ende des Auslegers 6 verbunden. Der Löffel 8 ist unter Zwischenschaltung eines Löffelbolzens 15 mit einem distalen Ende des Stiels 7 verbunden. Der Ausleger 6 kann um den Auslegerbolzen 13 schwenken. Der Stiel 7 kann um den Stielbolzen 14 schwenken. Der Löffel 8 kann um den Löffelbolzen 15 schwenken. Der Stiel 7 und der Löffel 8 sind jeweils ein bewegliches Element, das sich an der distalen Endseite des Auslegers 6 bewegen kann.
2 zeigt schematisch eine Seitenansicht des Baggers 100 gemäß vorliegender Ausführungsform. 3 zeigt schematisch eine Rückansicht des Baggers 100 gemäß vorliegender Ausführungsform. Wie in 2 dargestellt ist, ist die Länge L1 des Auslegers 6 eine Entfernung zwischen dem Auslegerbolzen 13 und dem Stielbolzen 14. Die Länge L2 des Stiels 7 ist eine Entfernung zwischen dem Stielbolzen 14 und dem Löffelbolzen 15. Die Länge L3 des Löffels 8 ist eine Entfernung zwischen dem Löffelbolzen 15 und einem distalen Ende 8a des Löffels 8. In der vorliegenden Ausführungsform hat der Löffel 8 eine Vielzahl von Zähnen. In der folgenden Beschreibung wird das distale Ende 8a des Löffels 8 zutreffend als Schneidkante 8a bezeichnet.
Es ist zu beachten, dass der Löffel 8 gegebenenfalls keine Zähne hat. Das distale Ende des Löffels 8 kann als gerade Stahlplatte ausgebildet sein.
Wie in 2 dargestellt ist, hat der Bagger 100 einen Auslegerzylinder-Hubsensor 16, der in dem Auslegerzylinder 10 angeordnet ist, einen Stielzylinder-Hubsensor 17, der in dem Stielzylinder 11 angeordnet ist, und einen Löffelzylinder-Hubsensor 18, der in dem Löffelzylinder 12 angeordnet ist. Eine Hublänge des Auslegerzylinders 10 wird auf der Basis eines Detektionsergebnisses des Auslegerzylinder-Hubsensors 16 ermittelt. Eine Hublänge des Stielzylinders 11 wird auf der Basis eines Detektionsergebnisses des Stielzylinder-Hubsensors 17 ermittelt. Eine Hublänge des Löffelzylinders 12 wird auf der Basis eines Detektionsergebnisses des Löffelzylinder-Hubsensors 18 ermittelt.
In der folgenden Beschreibung wird die Hublänge des Auslegerzylinders 10 zutreffend als Auslegerzylinderlänge bezeichnet, die Hublänge des Stielzylinders 11 wird zutreffend als Stielzylinderlänge bezeichnet, und die Hublänge des Löffelzylinders 12 wird zutreffend als Löffelzylinderlänge bezeichnet. Darüber hinaus werden die Auslegerzylinderlänge, die Stielzylinderlänge und die Löffelzylinderlänge kollektiv als Zylinderlängendaten L bezeichnet.
Der Bagger 100 enthält eine Positionsdetektionsvorrichtung 20, die geeignet ist für eine Detektion einer Position des Baggers 100. Die Positionsdetektionsvorrichtung 20 umfasst eine Antenne 21, eine Globalkoordinaten-Berechnungseinheit 23 und ein Trägheitsnavigationssystem (IMU) 24.
Die Antenne 21 ist eine Antenne eines globalen Navigationssatellitensystems (GNSS-Antenne). Die Antenne 21 ist eine Antenne eines globalen Navigationssatellitensystems mit Echtzeitkinematik (RTK-GNSS). Die Antenne 21 ist an dem Drehwagen 3 vorgesehen. In der vorliegenden Ausführungsform befindet sich die Antenne 21 an dem Geländer 19 des Drehwagens 3. Es ist zu beachten, dass die Antenne 21 von dem Antriebsmaschinenraum 9 in Richtung nach hinten angeordnet sein kann. Zum Beispiel kann die Antenne 21 an dem Gegengewicht des Drehwagens 3 vorgesehen sein. Die Antenne 21 sendet an die Globalkoordinaten-Berechnungseinheit 23 ein Signal, das einer empfangenen Funkwelle (GNSS-Funkwelle) entspricht.
Die Globalkoordinaten-Berechnungseinheit 23 detektiert eine Installationsposition P1 der Antenne 21 in einem globalen Koordinatensystem. Das globale Koordinatensystem ist ein dreidimensionales Koordinatensystem (Xg, Yg, Zg), das auf einer in einem Arbeitsbereich eingerichteten Referenzposition Pr basiert. Wie in 2 und 3 dargestellt ist, ist die Referenzposition Pr in der vorliegenden Ausführungsform eine Position eines distalen Endes eines Bezugspflocks, der in dem Arbeitsbereich gesetzt ist. Darüber hinaus bezieht sich ein lokales Koordinatensystem auf ein dreidimensionales Koordinatensystem, das durch (X, Y, Z) angegeben wird und auf dem Bagger 100 basiert. Eine Referenzposition des lokalen Koordinatensystems sind Daten, die eine Referenzposition P2 angeben, die an der Schwenkachse (Schwenkmitte) AX des Drehwagens 3 liegt.
In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Antenne 21 eine erste Antenne 21A und eine zweite Antenne 21B, die an dem Drehwagen 3 vorgesehen sind und in einer Breitenrichtung des Fahrzeugs voneinander getrennt sind. Die Globalkoordinaten-Berechnungseinheit 23 detektiert eine Installationsposition P1a der ersten Antenne 21A und eine Installationsposition P1b der zweiten Antenne 21B.
Die Globalkoordinaten-Berechnungseinheit 23 erfasst durch eine Globalkoordinate dargestellte Referenzpositionsdaten P. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Referenzpositionsdaten P Daten, die die Referenzposition P2 an der Schwenkachse (Schwenkmitte) AX des Drehwagens 3 angeben. Außerdem können die Referenzpositionsdaten P Daten sein, die die Installationsposition P1 angeben. In der vorliegenden Ausführungsform generiert die Globalkoordinaten-Berechnungseinheit 23 Drehwagenrichtungsdaten Q auf der Basis der beiden Installationspositionen P1a und P1b. Die Drehwagenrichtungsdaten Q werden auf der Basis eines Winkels zwischen einer Linie, die durch die Installationspositionen P1a und P1b bestimmt wird, und einer Referenzrichtung (zum Beispiel Nord) der globalen Koordinate bestimmt. Die Drehwagenrichtungsdaten Q geben die Richtung an, in welche der Drehwagen 3 (das Arbeitsgerät 2) zeigt. Die Globalkoordinaten-Berechnungseinheit 23 gibt die Referenzpositionsdaten P und die Drehwagenrichtungsdaten Q an eine später beschriebene Displaysteuereinheit 28 aus.
Das IMU 24 ist in dem Drehwagen 3 vorgesehen. In der vorliegenden Ausführungsform liegt das IMU 24 unter der Kabine 4. Unter der Kabine 4 in dem Drehwagen 3 ist hochstabiler Rahmen angeordnet. Das IMU 24 ist an dem Rahmen vorgesehen. Es ist zu beachten, dass das IMU 24 auf einer lateralen Seite (rechte Seite oder linke Seite) der Schwenkachse AX (Referenzposition P2) des Drehwagens 3 angeordnet sein kann. Das IMU 24 detektiert einen Neigungswinkel θ4 bezüglich der Links-Rechts-Richtung des Fahrzeugkörpers 1 und einen Neigungswinkel θ5 bezüglich der Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Fahrzeugkörpers 1.
[Konfiguration des Steuersystems]
Nachstehend wird das Steuersystem 200 gemäß vorliegender Ausführungsform in einer Übersicht beschrieben. 4 ist ein Blockdiagramm, das die funktionsbezogene Konfiguration des Steuersystems 200 gemäß vorliegender Ausführungsform darstellt.
Das Steuersystem 200 steuert einen Aushubvorgang, der mit dem Arbeitsgerät 2 durchgeführt wird. Die Steuerung des Aushubvorgangs umfasst eine Steuerung für eine Aushubbegrenzung. Wie in 4 gezeigt ist, umfasst das Steuersystem 200 den Auslegerzylinder-Hubsensor 16, den Stielzylinder-Hubsensor 17, den Löffelzylinder-Hubsensor 18, die Antenne 21, die Globalkoordinaten-Berechnungseinheit 23, das IMU 24, eine Betätigungsvorrichtung 25, eine Arbeitsgerätsteuerung 26, einen Drucksensor 66, einen Drucksensor 67, einen Drucksensor 68, ein Steuerventil 27, ein Richtungssteuerungsventil 64, eine Displaysteuereinheit 28, eine Displayeinheit 29, eine Sensorsteuereinheit 30 und eine Mensch-Maschine-Schnittstelle 32 (kann auch als Bedienoberfläche 32 bezeichnet werden).
Die Betätigungsvorrichtung 25 ist in der Kabine 4 angeordnet. Die Betätigungsvorrichtung 25 wird von einem Bediener bedient. Die Betätigungsvorrichtung 25 empfängt durch eine Bedienereingabe einen Betriebsbefehl zum Ansteuern des Arbeitsgeräts 2. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Betätigungsvorrichtung 25 eine Betätigungsvorrichtung vom Vorsteuerhydrauliktyp.
In der folgenden Beschreibung wird Öl, das für den Betrieb eines Hydraulikzylinders (Auslegerzylinder 10, Stielzylinder 11 und Löffelzylinder 12) demselben zugeführt wird, zutreffend als Arbeitsöl bezeichnet. In der vorliegenden Ausführungsform wird die dem Hydraulikzylinder zugeführte Arbeitsölmenge durch das Richtungssteuerungsventil 64 eingestellt. Das Richtungssteuerungsventil 64 arbeitet mit zugeführtem Öl. In der folgenden Beschreibung wird Öl, das dem Richtungssteuerungsventil 64 für dessen Betrieb zugeführt wird, zutreffend als Vorsteueröl bezeichnet. Darüber hinaus wird der Druck des Vorsteueröls zutreffend als Vorsteuerdruck bezeichnet.
Das Arbeitsöl und das Vorsteueröl können von derselben Hydraulikpumpe geliefert werden. Zum Beispiel wird ein Teil des Arbeitsöls, das von einer Haupthydraulikpumpe geliefert wird, durch ein Druckminderungsventil dekomprimiert, und das dekomprimierte Öl kann als Vorsteueröl verwendet werden. Ferner können eine Hydraulikpumpe (Haupthydraulikpumpe), die das Arbeitsöl liefert, und eine Hydraulikpumpe (Steuerhydraulikpumpe), die das Vorsteueröl liefert, verschiedene Hydraulikpumpen sein.
Die Betätigungsvorrichtung 25 umfasst ein Druckeinstellventil 250, das mit einem Vorsteuerölkanal 50 verbunden ist, und einen Vorsteuerölkanal 450, durch welchen das Vorsteueröl fließt und der den Vorsteuerdruck entsprechend dem Betätigungsbetrag einstellen kann. Die Betätigungsvorrichtung 25 umfasst einen ersten Betätigungshebel 25R und einen zweiten Betätigungshebel 25L. In der vorliegenden Ausführungsform enthält der Betätigungsbetrag der Betätigungsvorrichtung 25 einen Winkel, unter welchem der Betätigungshebel (25R und 25L) geneigt wird. Wenn der Bediener den Betätigungshebel (25R und 25L) betätigt, wird der Vorsteuerdruck entsprechend dem Betätigungsbetrag (Winkel) des Betätigungshebels eingestellt und das Vorsteueröl des Vorsteuerölkanals 50 zu dem Vorsteuerölkanal 450 geleitet.
Der erste Betätigungshebel 25R ist zum Beispiel auf der rechten Seite des Fahrersitzes 4S angeordnet. Der zweite Betätigungshebel 25L ist zum Beispiel auf der linken Seite des Fahrersitzes 4S angeordnet. Die Betätigung des ersten und des zweiten Betätigungshebels vor und zurück und nach links und nach rechts entspricht einer Betätigung in zwei Achsen.
Der Ausleger 6 und der Löffel 8 werden durch den ersten Betätigungshebel 25R betätigt. Die Betätigung des ersten Betätigungshebels 25R nach vorne und nach hinten entspricht einer Betätigung des Auslegers 6 nach oben und nach unten. Eine Betätigung des ersten Betätigungshebels 25R nach vorne und nach hinten bewirkt ein Absenken und ein Anheben des Auslegers 6. Der Detektionsdruck, der in dem Drucksensor 66 generiert wird, wenn zur Betätigung des Auslegers 6 der erste Betätigungshebel 25R betätigt und das Vorsteueröl in den Vorsteuerölkanal 450 geleitet wird, wird als Detektionsdruck MB bezeichnet. Die Betätigung des ersten Betätigungshebels 25R nach links und nach rechts entspricht einer Betätigung des Löffels 8 nach oben und nach unten. Wenn der erste Betätigungshebel 25R nach links und nach rechts betätigt wird, bewirkt dies ein Absenken und Anheben des Löffels 8. Der Detektionsdruck, der in dem Drucksensor 66 generiert wird, wenn zur Betätigung des Löffels 8 der erste Betätigungshebel 25R betätigt und das Vorsteueröl in den Vorsteuerölkanal 450 geleitet wird, wird als Detektionsdruck MT bezeichnet.
Der Stiel 7 und der Drehwagen 3 werden durch den zweiten Betätigungshebel 25L betätigt. Die Betätigung des zweiten Betätigungshebels 25L nach vorne und nach hinten entspricht einer Betätigung des Stiels 7 nach oben und nach unten. Wenn der zweite Betätigungshebel 25L nach vorne und nach hinten betätigt wird, wird eine Absenk- und Anhebebewegung des Stiels 7 auseführt. Der Detektionsdruck, der in dem Drucksensor 66 generiert wird, wenn zum Betätigen des Stiels 7 der zweite Betätigungshebel 25L betätigt und das Vorsteueröl in den Vorsteuerölkanal 450 geleitet wird, wird als Detektionsdruck MA bezeichnet. Die Betätigung des zweiten Betätigungshebels 25L nach links und nach rechts entspricht einer Schwenkbetätigung des Drehwagens 3. Wenn der zweite Betätigungshebel 25L nach links und nach rechts betätigt wird, bewirkt dies eine Schwenkbewegung des Drehwagens 3 nach rechts und nach links.
In der vorliegenden Ausführungsform entspricht das Anheben des Auslegers 6 einem Abladevorgang. Das Absenken des Auslegers 6 entspricht einem Aushubvorgang. Das Anheben des Stiels 7 entspricht dem Abladevorgang. Das Absenken des Stiels 7 entspricht dem Aushubvorgang. Das Anheben des Löffels 8 entspricht dem Abladevorgang. Das Absenken des Löffels 8 entspricht dem Aushubvorgang. Es ist zu beachten, dass das Absenken des Stiels 7 auch als Beugen und das Anheben des Stiels 7 als Strecken bezeichnet werden kann.
Das Vorsteueröl, das von der Haupthydraulikpumpe geliefert wurde und das durch das Druckminderungsventil auf den Vorsteuerdruck dekomprimiert wurde, wird der Betätigungsvorrichtung 25 zugeführt. Der Vorsteuerdruck wird auf der Basis des Betätigungsbetrags der Betätigungsvorrichtung 25 eingestellt, und das Richtungssteuerungsventil 64, über welches das Arbeitsöl fließt, das in den Hydraulikzylinder (den Auslegerzylinder 10, den Stielzylinder 11 und den Löffelzylinder 12) geleitet wird, wird entsprechend dem Vorsteuerdruck angesteuert.
Der erste Betätigungshebel 25R wird zum Ansteuern des Auslegers 6 nach vorne und nach hinten betätigt. Das Richtungssteuerungsventil 64, über welches das Arbeitsöl fließt, das dem Auslegerzylinder 10 zum Ansteuern des Auslegers 6 zugeführt wird, wird entsprechend einem Betätigungsbetrag (Betrag der Auslegerbetätigung) des ersten Betätigungshebels 25R bezogen auf die Vorwärts-Rückwärts-Richtung angesteuert.
Der erste Betätigungshebel 25R wird zum Ansteuern des Löffels 8 nach links und nach rechts betätigt. Das Richtungssteuerungsventil 64, über welches das Arbeitsöl fließt, das dem Löffelzylinder 12 zum Ansteuern des Löffels 8 zugeführt wird, wird entsprechend einem Betätigungsbetrag (Betrag der Löffelbetätigung) des ersten Betätigungshebels 25R bezogen auf die Links-Rechts-Richtung angesteuert.
Der zweite Betätigungshebel 25L wird zum Ansteuern des Stiels 7 nach vorne und nach hinten betätigt. Das Richtungssteuerungsventil 64, über welches das Arbeitsöl fließt, das dem Stielzylinder 11 zum Ansteuern des Stiels 7 zugeführt wird, wird entsprechend einem Betätigungsbetrag (Betrag der Stielbetätigung) des zweiten Betätigungshebels 25L bezogen auf die Vorwärts-Rückwärts-Richtung angesteuert.
Der zweite Betätigungshebel 25L wird zum Ansteuern des Drehwagens 3 nach links und nach rechts betätigt. Das Richtungssteuerungsventil 64, über welches das Arbeitsöl fließt, das einem Hydraulikaktuator für den Antrieb des Drehwagens 3 zugeführt wird, wird entsprechend einem Betätigungsbetrag des zweiten Betätigungshebels 25L bezogen auf die Links-Rechts-Richtung angesteuert.
Der erste Betätigungshebel 25R wird von dem Bediener derart betätigt, dass der Betätigungshebel sich zumindest in einem der folgenden Zustände/Positionen befindet: in einem Neutralzustand, in einer Vorwärtsposition, in der der Hebel aus dem Neutralzustand nach vorne geschwenkt wurde, in einer Rückwärtsposition, in der der Hebel aus dem Neutralzustand nach hinten geschwenkt wurde, in einer Rechtsposition, in der der Hebel aus dem Neutralzustand nach rechts geschwenkt wurde, und in einer Linksposition, in der der Hebel aus dem Neutralzustand nach links geschwenkt wurde. Wenn der erste Betätigungshebel 25R zumindest in die Vorwärtsposition oder zumindest in die Rückwärtsposition bewegt wird, wird das Richtungssteuerungsventil 64 des Auslegerzylinders 10 angesteuert. Wird der erste Betätigungshebel 25R in die rechte Position und in die linke Position bewegt, wird das Richtungssteuerungsventil 64 des Löffelzylinders 12 angesteuert. Wird der erste Betätigungshebel 25R im Neutralzustand gehalten, erfolgt keine Ansteuerung des Richtungssteuerungsventils 64 des Auslegerzylinders 10 und des Richtungssteuerungsventils 64 des Löffelzylinders 12.
Der zweite Betätigungshebel 25L wird von dem Bediener derart betätigt, dass der Betätigungshebel sich zumindest in einem/einer der folgenden Zustände/Positionen befindet: in einem Neutralzustand, in einer Vorwärtsposition, in der der Hebel aus dem Neutralzustand nach vorne geschwenkt wurde, in einer Rückwärtsposition, in der der Hebel aus dem Neutralzustand nach hinten geschwenkt wurde, in einer Rechtsposition, in der der Hebel aus dem Neutralzustand nach rechts geschwenkt wurde, und in einer Linksposition, in der der Hebel aus dem Neutralzustand nach links geschwenkt wurde. Wenn der zweite Betätigungshebel 25L zumindest in die Vorwärtsposition oder zumindest in die Rückwärtsposition bewegt wird, wird das Richtungssteuerungsventil 64 des Stielzylinders 11 angesteuert. Wird der zweite Betätigungshebel 25L in die rechte Position und in die linke Position bewegt, wird ein Hydraulikaktuator für den Antrieb des Drehwagens 3 angesteuert. Wird der zweite Betätigungshebel 25L im Neutralzustand gehalten, erfolgt keine Ansteuerung des Richtungssteuerungsventils 64 des Stielzylinders 11 und des Hydraulikaktuators für den Antrieb des Drehwagens 3.
Wenn der erste Betätigungshebel 25R innerhalb des Bewegungsbereichs in Richtung nach vorne und nach hinten zu einem vordersten Ende oder zu einem hintersten Ende bewegt wird, erreicht die Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10 ihren größten Wert. Wenn der erste Betätigungshebel 25R innerhalb des Bewegungsbereichs in Richtung nach links und nach rechts zu einem äußersten rechten Ende oder zu einem äußersten linken Ende bewegt wird, erreicht die Zylindergeschwindigkeit des Löffelzylinders 12 ihren größten Wert. Wenn der erste Betätigungshebel 25R im Neutralzustand gehalten wird, erreichen die Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10 und die Zylindergeschwindigkeit des Löffelzylinders 12 ihren kleinsten Wert (Null).
Wenn der zweite Betätigungshebel 25L innerhalb des Bewegungsbereichs in Richtung nach vorne und nach hinten zu einem vordersten Ende oder zu einem hintersten Ende bewegt wird, erreicht die Zylindergeschwindigkeit des Stielzylinders 11 ihren größten Wert. Wenn der zweite Betätigungshebel 25L innerhalb des Bewegungsbereichs in Richtung nach links und nach rechts zu einem äußerst rechten Ende oder zu einem äußerst linken Ende bewegt wird, erreicht die Antriebsgeschwindigkeit des Hydraulikaktuators für den Antrieb des Drehwagens 3 ihren größten Wert. Wenn der zweite Betätigungshebel 25L im Neutralzustand gehalten wird, erreichen die Zylindergeschwindigkeit des Stielzylinders 11 und die Antriebsgeschwindigkeit des Hydraulikaktuators für den Antrieb des Drehwagens 3 ihren kleinsten Wert (Null).
In der folgenden Beschreibung wird ein Zustand, in dem der erste Betätigungshebel 25R und der zweite Betätigungshebel 25L an dem Ende des Bewegungsbereichs angeordnet sind, zutreffend als Zustand des voll betätigten Hebels bezeichnet. Im Zustand des voll betätigten Hebels erreicht die Zylindergeschwindigkeit des Hydraulikzylinders (des Auslegerzylinders 10, des Stielzylinders 11 und des Löffelzylinders 12) ihren größten Wert.
Es ist zu beachten, dass die Betätigung des ersten Betätigungshebels 25R nach links und nach rechts einer Betätigung des Auslegers 6 entsprechen kann und dass die Betätigung vorwärts und rückwärts der Betätigung des Löffels 8 entsprechen kann. Es ist zu beachten, dass die Betätigung des zweiten Betätigungshebels 25L nach links und nach rechts der Betätigung des Stiels 7 entsprechen kann und dass die Betätigung vorwärts und rückwärts der Betätigung des Drehwagens 3 entsprechen kann.
Die Drucksensoren 66 und 67 sind in dem Vorsteuerölkanal 450 angeordnet. Die Drucksensoren 66 und 67 detektieren den Vorsteuerdruck. Die Detektionsergebnisse der Drucksensoren 66 und 67 werden an die Arbeitsgerätsteuerung 26 ausgegeben.
Das Steuerventil 27 ist in dem Vorsteuerölkanal 450 angeordnet. Das Steuerventil 27 ist für die Einstellung des Vorsteuerdrucks geeignet. Das Steuerventil 27 arbeitet auf der Basis eines Steuersignals aus der Arbeitsgerätsteuerung 26. Wenn das Steuerventil 27 im Einsatz ist, wirkt der durch das Steuerventil 27 eingestellte Vorsteuerdruck auf das Richtungssteuerungsventil 64. Das Richtungssteuerungsventil 64 arbeitet auf der Basis des Vorsteuerdrucks, um die dem Hydraulikzylinder (dem Auslegerzylinder 10, dem Stielzylinder 11 und dem Löffelzylinder 12) zuzuführende Arbeitsölmenge einzustellen.
Das heißt, dass der Vorsteuerdruck in der vorliegenden Ausführungsform durch das Steuerventil 27 und ebenso durch die Betätigungsvorrichtung 25 eingestellt wird. Bei der Einstellung des Vorsteuerdrucks wird die dem Hydraulikzylinder zugeführte Arbeitsölmenge durch das Richtungssteuerungsventil 64 eingestellt.
Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 32 enthält eine Eingabeeinheit 31 und eine Displayeinheit (Monitor) 322. In der vorliegenden Ausführungsform hat eine Eingabeeinheit 321 Bedienknöpfe, die rund um die Displayeinheit 322 angeordnet sind. Außerdem kann die Eingabeeinheit 321 ein Touch Panel enthalten. Die Mensch-Maschine-Schnittstelle 32 kann als Multi-Monitor 32 bezeichnet werden. Die Eingabeeinheit 321 wird von einem Bediener bedient. Ein Signal, das entsprechend einer Bedienung der Eingabeeinheit 321 generiert wird, wird an die Arbeitsgerätsteuerung 26 ausgegeben. Die Arbeitsgerätsteuerung 26 steuert die Displayeinheit 322, damit diese vorgegebene Informationen anzeigt.
Ein Sperrhebel (nicht dargestellt) wird von dem Bediener betätigt, um den Vorsteuerölkanal 50 mechanisch zu sperren. Der Sperrhebel ist in der Kabine 4 angeordnet. Der Vorsteuerölkanal 50 wird abhängig von der Betätigung des Sperrhebels geschlossen. Wenn der Sperrhebel betätigt und der Vorsteuerölkanal 50 gesperrt wird, verringert sich der Detektionsdruck des in dem Vorsteuerölkanal 50 installierten Drucksensors 68, der verringerte Detektionswert des Drucksensors 68 wird an die Arbeitsgerätsteuerung 26 ausgegeben, und es wird bestimmt, dass sich der Vorsteuerölkanal 50 in einem gesperrten Zustand befindet. Wenn der Maschinenführer zum Beispiel die Kabine 4 verlässt, wird der Sperrhebel betätigt, so dass der Vorsteuerölkanal 50 geschlossen wird. Auf diese Weise lässt sich verhindern, dass der Vorsteuerdruck auf das Richtungssteuerungsventil 64 wirkt und dass sich das Arbeitsgerät 2 bewegt, obwohl der Maschinenführer nicht in der Kabine 4 anwesend ist. Wenn das Arbeitsgerät 2 (der Bagger 100) betätig wird, wird die Sperre des Vorsteuerölkanals 50 durch den Sperrhebel aufgehoben und der Vorsteuerölkanal 50 geöffnet. Auf diese Weise wechselt das Arbeitsgerät 2 in einen ansteuerbaren Zustand. Darüber hinaus kann der gesperrte Zustand durch ein elektrisches Signal eines Schalters oder dergleichen bestimmt werden, der die Betätigung des Sperrhebels detektiert.
5 ist ein Blockdiagramm, das die Arbeitsgerätsteuerung 26, die Displaysteuereinheit 28 und die Sensorsteuereinheit 30 darstellt. Die Sensorsteuereinheit 30 berechnet eine Auslegerzylinderlänge auf der Basis eines Detektionsergebnisses des Auslegerzylinder-Hubsensors 16. Der Auslegerzylinder-Hubsensor 16 gibt an die Sensorsteuereinheit 30 einen Phasenverschiebungsimpuls aus, der einem Schwenkbetrieb zugeordnet wird. Die Sensorsteuereinheit 30 berechnet die Auslegerzylinderlänge auf der Basis des von dem Auslegerzylinder-Hubsensor 16 ausgegebenen Phasenverschiebungsimpulses. Ähnlich berechnet die Sensorsteuereinheit 30 die Stielzylinderlänge auf der Basis eines Detektionsergebnisses des Stielzylinder-Hubsensors 17. Die Sensorsteuereinheit 30 berechnet die Löffelzylinderlänge auf der Basis eines Detektionsergebnisses des Löffelzylinder-Hubsensors 18.
Die Sensorsteuereinheit 30 berechnet einen Neigungswinkel θ1 (siehe 2) des Auslegers 6 bezüglich der vertikalen Richtung des Drehwagens 3 aus der Auslegerzylinderlänge, die auf der Basis des Detektionsergebnisses des Auslegerzylinder-Hubsensors 16 erfasst wurde. Die Sensorsteuereinheit 30 berechnet einen Neigungswinkel θ2 (siehe 2) des Stiels 7 bezüglich des Auslegers 6 aus der Stielzylinderlänge, die auf der Basis des Detektionsergebnisses des Stielzylinder-Hubsensors 17 erfasst wurde. Die Sensorsteuereinheit 30 berechnet einen Neigungswinkel θ3 (siehe 2) der Schneidkante 8a des Löffels 8 bezüglich des Stiels 7 aus der Löffelzylinderlänge, die auf der Basis des Detektionsergebnisses des Löffelzylinder-Hubsensors 18 erfasst wurde.
Es ist zu beachten, dass der Neigungswinkel θ1 des Auslegers 6, der Neigungswinkel θ2 des Stiels 7 und der Neigungswinkel θ3 des Löffels 8 gegebenenfalls nicht durch die Zylinderhubsensoren detektiert werden. Der Neigungswinkel θ1 des Auslegers 6 kann durch einen Winkeldetektor wie einen Drehwertgeber detektiert werden. Der Winkeldetektor detektiert einen Beugewinkel des Auslegers 6 bezüglich des Drehwagens 3, um den Neigungswinkel θ1 zu detektieren. Ähnlich kann der Neigungswinkel θ2 des Stiels 7 durch einen an dem Stiel 7 befestigten Winkeldetektor detektiert werden. Der Neigungswinkel θ3 des Lφffels 8 kann durch einen Winkeldetektor detektiert werden, der an dem Lφffel 8 befestigt ist.
Die Sensorsteuereinheit 30 erfasst Zylinderlängendaten L aus dem Detektionsergebnis jedes der Zylinderhubsensoren 16, 17 und 18. Die Sensorsteuereinheit 30 gibt von dem IMU 24 ausgegebene Daten des Neigungswinkels θ4 und des Neigungswinkels θ5 aus. Die Sensorsteuereinheit 30 gibt die Zylinderlängendaten L, die Daten des Neigungswinkels θ4 und die Daten des Neigungswinkels θ5 jeweils an die Displaysteuereinheit 28 und die Arbeitsgerätsteuerung 26 aus.
Wie vorstehend beschrieben wurde, werden in der vorliegenden Ausführungsform die Detektionsergebnisse der Zylinderhubsensoren (16, 17 und 18) und das Detektionsergebnis des IMU 24 an die Sensorsteuereinheit 30 ausgegeben, und die Sensorsteuereinheit 30 führt einen vorgegebenen Berechnungsprozess durch. In der vorliegenden Ausführungsform können die Funktionen der Sensorsteuereinheit 30 von der Arbeitsgerätsteuerung 26 ausgeführt werden. Zum Beispiel können die Detektionsergebnisse der Zylinderhubsensoren (16, 17 und 18) an die Arbeitsgerätsteuerung 26 ausgegeben werden, und die Arbeitsgerätsteuerung 26 kann die Zylinderlängen (Auslegerzylinderlänge, Stielzylinderlänge und Löffelzylinderlänge) auf der Basis der Detektionsergebnisse der Zylinderhubsensoren (16, 17 und 18) berechnen. Das Detektionsergebnis des IMU 24 kann an die Arbeitsgerätsteuerung 26 ausgegeben werden.
Die Displaysteuereinheit 28 enthält eine Ziel-Konstruktionsinformation-Speichereinheit 28A, eine Löffelpositionsdaten-Generierungseinheit 28B und eine Ziel-Abtragungsgeländeformdaten-Generierungseinheit 28C. Die Displaysteuereinheit 28 erfasst die Referenzpositionsdaten P und die Oberwagenrichtungsdaten Q von der Globalkoordinaten-Berechnungseinheit 23. Die Displaysteuereinheit 28 erfasst Zylinderneigungsdaten, die die Neigungswinkel θ1, θ2 und θ3 angeben, von der Sensorsteuereinheit 30.
Die Arbeitsgerätsteuerung 26 erfasst die Referenzpositionsdaten P, die Drehwagenrichtungsdaten Q und die Zylinderlängendaten L von der Displaysteuereinheit 28. Die Arbeitsgerätsteuerung 26 generiert Löffelpositionsdaten, die eine dreidimensionale Position P3 des Löffels 8 angeben, auf der Basis der Referenzpositionsdaten P, der Drehwagenrichtungsdaten Q und der Neigungswinkel θ1, θ2 und θ3. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Löffelpositionsdaten die Schneidkantenpositionsdaten S, die eine dreidimensionale Position der Schneidkante 8a angeben.
Die Löffelpositionsdaten-Generierungseinheit 28B generiert Löffelpositionsdaten (Schneidkantenpositionsdaten S), die eine dreidimensionale Position des Löffels 8 angeben, auf der Basis der Referenzpositionsdaten P, der Drehwagenrichtungsdaten Q und der Neigungswinkel θ1 bis θ3. Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform generieren die Arbeitsgerätsteuerung 26 und die Displaysteuereinheit 28 jeweils die Schneidkantenpositionsdaten S. Es ist zu beachten, dass die Displaysteuereinheit 28 die Schneidkantenpositionsdaten S von der Arbeitsgerätsteuerung 26 einholen kann.
Die Löffelpositionsdaten-Generierungseinheit 28B generiert eine Ziel-Abtragungsgeländeform U, die eine Zielgestalt eines Erdbearbeitungsobjekts angibt, unter Verwendung der Schneidkantenpositionsdaten S und der später zu beschreibenden Ziel-Konstruktionsinformationen T, die in einer Ziel-Konstruktionsinformationen-Speichereinheit 28A gespeichert sind. Darüber hinaus zeigt die Displaysteuereinheit 28 die Ziel-Abtragungsgeländeform U und die Schneidkantenpositionsdaten S auf der Displayeinheit 29 an. Die Displayeinheit 29 ist zum Beispiel ein Monitor und zeigt verschiedene Arten von Informationen des Baggers 100 an. In der vorliegenden Ausführungsform enthält die Displayeinheit 29 einen Mensch-Maschine-Schnittstellen-(HMI)-Monitor als informationsorientierten Führungsmonitor für die Bauausführung.
Die Ziel-Konstruktionsinformationen-Speichereinheit 28A speichert Zielkonstruktionsinformationen (dreidimensionale Entwurfsgeländedaten) T, die eine dreidimensionale Entwurfsgeländeform angeben, welche ein Zielgestalt eines Arbeitsbereichs ist. Die Ziel-Konstruktionsinformationen T enthalten Koordinatendaten und Winkeldaten, die notwendig sind für die Generierung der Ziel-Abtragungsgeländeform (Entwurfsgeländedaten) U, die eine Entwurfsgeländeform angibt, welche eine Zielgestalt eines Erdbearbeitungsobjekts ist. Die Ziel-Konstruktionsinformationen T können zum Beispiel über eine Funkkommunikationsvorrichtung zur Displaysteuereinheit 28 geleitet werden. Es ist zu beachten, dass die Positionsinformationen der Schneidkante 8a von einem Aufzeichnungsgerät eines Anschlusstyps, beispielsweise von einem Speicher, übertragen werden können.
Die Ziel-Abtragungsgeländeformdaten-Generierungseinheit 28C erfasst eine Knotenlinie E zwischen einer in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Drehwagens 3 definierten Arbeitsebene MP des Arbeitsgeräts 2 und der dreidimensionalen Entwurfsgeländeform wie in 6 dargestellt als Kandidatenlinie der Ziel-Abtragungsgeländeform U, auf der Basis der Zielkonstruktionsinformationen T und der Schneidkantenpositionsdaten S. Die Ziel-Abtragungsgeländeformdaten-Generierungseinheit 28C legt einen Punkt, der direkt unterhalb der Löffelschneidkante 8a auf der Kandidatendatenlinie der Ziel-Abtragungsgeländeform U liegt, als Referenzpunkt AP der Ziel-Abtragungsgeländeform U fest. Die Displaysteuereinheit 28 bestimmt einen oder mehrere Knickpunkte, die vor und nach dem Referenzpunkt der Ziel-Abtragungsgeländeform erscheinen, und Linien, die vor und nach den Knickpunkten erscheinen, als Ziel-Abtragungsgeländeform U, die als Erdbearbeitungsobjekt dient. Die Ziel-Abtragungsgeländeformdaten-Generierungseinheit 28C generiert die Ziel-Abtragungsgeländeform U, die eine Entwurfsgeländeform angibt, die eine Zielgestalt des Erdbearbeitungsobjekts ist. Die Ziel-Abtragungsgeländeformdaten-Generierungseinheit 28C zeigt die Ziel-Abtragungsgeländeform U auf der Displayeinheit 29 auf der Basis der Ziel-Abtragungsgeländeform an. Die Ziel-Abtragungsgeländeform U sind Arbeitsdaten, die für die Aushubarbeit verwendet werden. Die Ziel-Abtragungsgeländeform U wird auf der Displayeinheit 29 auf der Basis von Display-Entwurfsgeländeformdaten angezeigt, die für die Anzeige auf der Displayeinheit 29 verwendet werden.
Die Displaysteuereinheit 28 ist geeignet für die Berechnung der lokalen Koordinatenposition bei Betrachtung in dem globalen Koordinatensystem, auf der Basis des Detektionsergebnisses der Positionsdetektionsvorrichtung 20. Das lokale Koordinatensystem ist ein dreidimensionales Koordinatensystem auf der Basis des Baggers 100. Die Referenzposition des lokalen Koordinatensystems ist die Referenzposition P2 an der Schwenkmitte AX des Drehwagens 3 zum Beispiel.
Die Arbeitsgerätsteuerung 26 enthält eine Zielgeschwindigkeit-Bestimmungseinheit 52, eine Entfernungserfassungseinheit 53, eine Geschwindigkeitsbegrenzungs-Bestimmungseinheit 54 und eine Arbeitsgerätsteuereinheit 57. Die Arbeitsgerätsteuerung 26 holt den Detektionsdruck MB, MA und MT ein, holt die Neigungswinkel θ1, θ2, θ3 und θ5 von der Sensorsteuereinheit 30 ein, holt die Ziel-Abtragungsgeländeform U von der Displaysteuereinheit 28 ein und gibt ein Steuersignal CBI an das Steuerventil 27 aus.
Die Zielgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit 52 berechnet einen Neigungswinkel θ5 bezüglich der Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Fahrzeugkörpers 1 und des Detektionsdrucks MB, MA und MT, der von dem Drucksensor 66 eingeholt wurde, als Zielgeschwindigkeiten Vc_bm, Vc_am und Vc_bk entsprechend der Hebelbetätigung für die Ansteuerung der jeweiligen Arbeitsgeräte des Auslegers 6, des Stiels 7 und des Löffels 8.
Wenn die Entfernungserfassungseinheit 53 den Schritt der Entfernung der Schneidkante 8a des Löffels 8 in einem Zyklus ändert (z.B. alle 10 ms), der kürzer ist als jener, der in der Displaysteuereinheit 28 verwendet wird, verwendet die Entfernungserfassungseinheit 53 den von dem IMU 24 ausgegebenen Winkel θ5 zusätzlich zu den Neigungswinkeln θ1, θ2 und θ3. Das Positionsverhältnis zwischen der Referenzposition P2 des lokalen Koordinatensystems und der Installationsposition der Antenne 21 ist bekannt. Die Arbeitsgerätsteuerung 26 berechnet die Schneidkantenpositionsdaten S, die eine Position P3 der Schneidkante 8a in dem lokalen Koordinatensystem angeben, aus dem Detektionsergebnis der Positionsdetektionsvorrichtung 20 und den Positionsinformationen der Antenne 21.
Die Entfernungsberechnungseinheit 53 holt die Ziel-Abtragungsgeländeform U von der Displaysteuereinheit 28 ein. Die Arbeitsgerätsteuerung 26 berechnet eine Entfernung d zwischen der Schneidkante 8a des Löffels 8 in der Richtung vertikal zur Ziel-Abtragungsgeländeform U und der Ziel-Abtragungsgeländeform U auf der Basis der erfassten Schneidkantenpositionsdaten S, die die Position P3 der Schneidkante 8a in dem lokalen Koordinatensystem und der Ziel-Abtragungsgeländeform angeben.
Die Geschwindigkeitsbegrenzungs-Bestimmungseinheit 54 erfasst eine Geschwindigkeitsbegrenzung in der vertikalen Richtung bezüglich der Ziel-Abtragungsgeländeform U entsprechend der Entfernung d. Die Geschwindigkeitsbegrenzung enthält Informationen in Tabellenform oder als Graph, die vorab in einer Speichereinheit 26G (siehe 24) der Arbeitsgerätsteuerung 26 gespeichert wurden. Darüber hinaus berechnet die Geschwindigkeitsbegrenzungs-Bestimmungseinheit 54 eine relative Geschwindigkeit der Schneidkante 8a in der vertikalen Richtung mit Bezug auf die Ziel-Abtragungsgeländeform U auf der Basis der Zielgeschwindigkeiten Vc_bm, Vc_am und Vc_bk der Schneidkante 8a, die durch die Zielgeschwindigkeit-Bestimmungseinheit 52 erfasst wurden. Die Arbeitsgerätsteuerung 26 berechnet eine Geschwindigkeitsbegrenzung Vc_lmt der Schneidkante 8a auf der Basis der Entfernung d. Die Geschwindigkeitsbegrenzungs-Bestimmungseinheit 54 berechnet eine Ausleger-Geschwindigkeitsbegrenzung Vc_bm_lmt für eine Begrenzung der Geschwindigkeit des Auslegers 6 auf der Basis der Entfernung d, der Zielgeschwindigkeiten Vc_bm, Vc_am und Vc_bk und der Geschwindigkeitsbegrenzung Vc_lmt.
Die Arbeitsgerätsteuerung 57 erfasst die Ausleger-Geschwindigkeitsbegrenzung Vc_bm_lmt und generiert ein Steuersignal CBI an ein Steuerventil 27C für die Ausgabe eines Befehls zum Anheben an den Auslegerzylinder 10 auf der Basis der Ausleger-Geschwindigkeitsbegrenzung Vc_bm_lmt, so dass die relative Geschwindigkeit der Schneidkante 8a gleich der oder kleiner als die Geschwindigkeitsbegrenzung wird. Die Arbeitsmaschinensteuerung 26 gibt ein Steuersignal zum Begrenzen der Geschwindigkeit des Auslegers 6 an ein Steuerventil 27C aus, das mit dem Auslegerzylinder 10 verbunden ist.
Nachstehend wird ein Beispiel einer Aushubbegrenzungssteuerung mit Bezug auf das Flussdiagramm in 7 und auf die schematischen Darstellungen in den 8 bis 15 erläutert. Das Flussdiagramm in 7 zeigt ein Beispiel einer Aushubbegrenzungssteuerung gemäß vorliegender Ausführungsform.
Wie vorstehend beschrieben wurde, wird eine Ziel-Abtragungsgeländeform U festgelegt (Schritt SA1). Nach dem Festlegen der Ziel-Abtragungsgeländeform U bestimmt die Arbeitsgerätsteuerung 26 eine Zielgeschwindigkeit Vc des Arbeitsgeräts 2 (Schritt SA2). Die Zielgeschwindigkeit Vc des Arbeitsgeräts 2 enthält die Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm, die Stiel-Zielgeschwindigkeit Vc_am und eine Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt. Die Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm ist eine Geschwindigkeit der Schneidkante 8a, wenn nur der Ausleger 10 angesteuert wird. Die Stiel-Zielgeschwindigkeit Vc_am ist eine Geschwindigkeit der Schneidkante 8a, wenn nur der Stielzylinder 11 angesteuert wird. Die Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt ist eine Geschwindigkeit der Schneidkante 8a, wenn nur der Löffelzylinder 12 angesteuert wird. Die Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm wird auf der Basis eines Auslegerbetätigungsbetrags berechnet. Die Stiel-Zielgeschwindigkeit Vc_am wird auf der Basis eines Stielbetätigungsbetrags berechnet. Die Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt wird auf der Basis eines Löffelbetätigungsbetrags berechnet.
Die Zielgeschwindigkeitsinformation, die die Relation zwischen dem Auslegerbetätigungsbetrag und der Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm definiert, ist in der Speichereinheit 26G der Arbeitsgerätsteuerung 26 gespeichert. Die Arbeitsgerätsteuerung 26 bestimmt die Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm entsprechend dem Auslegerbetätigungsbetrag auf der Basis der Zielgeschwindigkeitsinformation. Die Zielgeschwindigkeitsinformation ist beispielsweise ein Kennfeld, in dem die Größe der Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm mit Bezug auf den Auslegerbetätigungsbetrag beschrieben ist. Die Zielgeschwindigkeitsinformation kann in Tabellenform, als numerischer Ausdruck oder dergleichen angegeben sein. Die Zielgeschwindigkeitsinformation enthält Informationen, die die Relation zwischen dem Stielbetätigungsbetrag und der Stiel-Zielgeschwindigkeit Vc_am definieren. Die Zielgeschwindigkeitsinformation enthält Informationen, die die Relation zwischen dem Löffelbetätigungsbetrag und der Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt definieren. Die Arbeitsgerätsteuerung 26 bestimmt die Stiel-Zielgeschwindigkeit Vc_am entsprechend dem Stielbetätigungsbetrag auf der Basis der Zielgeschwindigkeitsinformation. Die Arbeitsgerätsteuerung 26 bestimmt die Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt entsprechend dem Löffelbetätigungsbetrag auf der Basis der Zielgeschwindigkeitsinformation.
Wie in 8 dargestellt ist, rechnet die Arbeitsgerätsteuerung 26 die Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm um in eine Geschwindigkeitskomponente (vertikale Geschwindigkeitskomponente) Vcy_bm in der Richtung vertikal zu einer Oberfläche der Ziel-Abtragungsgeländeform U und in eine Geschwindigkeitskomponente (horizontale Geschwindigkeitskomponente) Vcx_bm in der Richtung parallel zu der Ziel-Abtragungsgeländeform U (Schritt SA3).
Die Arbeitsgerätsteuerung 26 ermittelt eine Neigung der vertikalen Achse (der Schwenkachse AX des Drehwagens 3) des lokalen Koordinatensystems mit Bezug auf die vertikale Achse des globalen Koordinatensystems und eine Neigung in der vertikalen Richtung der Oberfläche der Ziel-Abtragungsgeländeform U mit Bezug auf die vertikale Achse des globalen Koordinatensystems aus den Referenzpositionsdaten P, der Ziel-Abtragungsgeländeform U und dergleichen. Die Arbeitsgerätsteuerung 26 ermittelt einen Winkel β1, der die Neigung zwischen der vertikalen Achse des lokalen Koordinatensystems und der vertikalen Richtung der Oberfläche der Ziel-Abtragungsgeländeform U darstellt, aus diesen Neigungen.
Wie in 9 dargestellt ist, rechnet die Arbeitsgerätsteuerung 26 anhand eines Winkels β2 zwischen der vertikalen Achse des lokalen Koordinatensystems und der Richtung der Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm durch eine trigonometrische Funktion die Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm in eine Geschwindigkeitskomponente VL1_bm in der Richtung der vertikalen Achse des lokalen Koordinatensystems und in eine Geschwindigkeitskomponente VL2_bm in Richtung der horizontalen Achse um.
Wie in 10 dargestellt ist, rechnet die Arbeitsgerätsteuerung 26 anhand der Neigung β1 zwischen der vertikalen Achse des lokalen Koordinatensystems und der vertikalen Richtung der Oberfläche der Ziel-Abtragungsgeländeform U durch eine trigonometrische Funktion die Geschwindigkeitskomponente VL1_bm in der Richtung der vertikalen Achse des lokalen Koordinatensystems und die Geschwindigkeitskomponente VL2_bm in der Richtung der horizontalen Achse in eine vertikale Geschwindigkeitskomponente Vcy_bm und eine horizontale Geschwindigkeitskomponente Vcx_bm bezüglich der Ziel-Abtragungsgeländeform U um. Ähnlich rechnet die Arbeitsgerätsteuerung 26 die Stiel-Zielgeschwindigkeit Vc_am in eine vertikale Geschwindigkeitskomponente Vcy_am und eine horizontale Geschwindigkeitskomponente Vcx_am in der Richtung der vertikalen Achse des lokalen Koordinatensystems um. Die Arbeitsgerätsteuerung 26 rechnet die Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt in eine vertikale Geschwindigkeitskomponente Vcy_bkt und eine horizontale Geschwindigkeitskomponente Vcx_bkt in der Richtung der vertikalen Achse des lokalen Koordinatensystems um.
Wie in 11 gezeigt ist, erfasst die Arbeitsgerätsteuerung 26 die Entfernung d zwischen der Schneidkante 8a des Löffels 8 und der Ziel-Abtragungsgeländeform U (Schritt SA4). Die Arbeitsgerätsteuerung 26 berechnet die kürzeste Entfernung d zwischen der Schneidkante 8a des Löffels 8 und der Oberfläche der Ziel-Abtragungsgeländeform U aus der Positionsinformation der Schneidkante 8a, der Ziel-Abtragungsgeländeform U und dergleichen. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Aushubbegrenzungssteuerung auf der Basis der kürzesten Entfernung d zwischen der Schneidkante 8a des Löffels 8 und der Oberfläche der Ziel-Abtragungsgeländeform U durchgeführt.
Die Arbeitsgerätsteuerung 26 berechnet eine Gesamtgeschwindigkeitsbegrenzung Vcy_lmt des Arbeitsgeräts 2 auf der Basis der Entfernung d zwischen der Schneidkante 8a des Löffels 8 und der Oberfläche der Ziel-Abtragungsgeländeform U (Schritt SA5). Die Gesamtgeschwindigkeitsbegrenzung Vcy_lmt des Arbeitsgeräts 2 ist eine zulässige Bewegungsgeschwindigkeit der Schneidkante 8a in der Richtung, in der sich die Schneidkante 8a des Löffels 8 der Ziel-Abtragungsgeländeform U nähert. Die Geschwindigkeitsbegrenzungsinformation, die die Relation zwischen der Entfernung d und der Geschwindigkeitsbegrenzung Vc_lmt definiert, ist in der Speichereinheit 261 der Arbeitsgerätsteuerung 26 gespeichert.
12 zeigt ein Beispiel der Geschwindigkeitsbegrenzungsinformation gemäß vorliegender Ausführungsform. In der vorliegenden Ausführungsform hat die Entfernung d einen positiven Wert, wenn die Schneidkante 8a auf der Außenseite der Fläche der Ziel-Abtragungsgeländeform U, d.h. auf der zu dem Arbeitsgerät 2 nahen Seite des Baggers 100 positioniert ist, und die Entfernung d hat einen negativen Wert, wenn die Schneidkante 8a auf der Innenseite der Fläche der Ziel-Abtragungsgeländeform U, d.h. auf der Seite des Erdbearbeitungsobjekts weiter innerhalb als die Ziel-Abtragungsgeländeform U positioniert ist. Wie 11 zeigt, hat die Entfernung d einen positiven Wert, wenn die Schneidkante 8a über der Oberfläche der Ziel-Abtragungsgeländeform U positioniert ist. Die Entfernung d hat einen negativen Wert, wenn die Schneidkante 8a unter der Oberfläche der Ziel-Abtragungsgeländeform U positioniert ist. Darüber hinaus hat die Entfernung d einen positiven Wert, wenn sich die Schneidkante 8a in einer Position befindet, in der die Schneidkante 8a nicht in die Ziel-Abtragungsgeländeform U hineingräbt. Die Entfernung d hat einen negativen Wert, wenn sich die Schneidkante 8a in einer Position befindet, in der die Schneidkante 8a in die Ziel-Abtragungsgeländeform U hineingräbt. Die Entfernung d ist Null, wenn die Schneidkante 8a auf der Ziel-Abtragungsgeländeform positioniert ist, d.h. wenn sich die Schneidkante 8a mit der Ziel-Abtragungsgeländeform U in Kontakt befindet.
In der vorliegenden Ausführungsform hat die Geschwindigkeit einen positiven Wert, wenn sich die Schneidkante 8a von der Innenseite der Ziel-Abtragungsgeländeform U in Richtung auf die Außenseite bewegt, und die Geschwindigkeit hat einen negativen Wert, wenn sich die Schneidkante 8a von der Außenseite der Ziel-Abtragungsgeländeform U in Richtung auf die Innenseite bewegt. Das heißt, die Geschwindigkeit hat einen positiven Wert, wenn sich die Schneidkante 8a in Richtung auf die Oberseite der Ziel-Abtragungsgeländeform U bewegt, und die Geschwindigkeit hat einen negativen Wert, wenn sich die Schneidkante 8a in Richtung auf die Unterseite der Ziel-Abtragungsgeländeform U bewegt.
In der Geschwindigkeitsbegrenzungsinformation ist eine Steigung der Geschwindigkeitsbegrenzung Vcy_lmt bei einer Entfernung d zwischen d1 und d2 geringer als eine Steigung bei einer Entfernung d, die gleich oder größer d1 oder gleich oder kleiner d2 ist, wobei d1 größer als Null und d2 kleiner als Null ist. Bei Arbeiten in Oberflächennähe der Ziel-Abtragungsgeländeform U wird zum genaueren Einstellen der Geschwindigkeitsbegrenzung die Steigung bei einer Entfernung d zwischen d1 und d2 gegenüber einer Steigung bei einer Entfernung d gleich oder größer d1 oder gleich oder kleiner d2 verringert. Die Geschwindigkeitsbegrenzung Vcy_lmt hat einen negativen Wert, wenn die Entfernung d gleich oder größer d1 ist, und die Geschwindigkeitsbegrenzung Vcy_lmt ist umso kleiner, je größer die Entfernung d ist. Das heißt, wenn die Entfernung d gleich oder größer d1 ist, sind die Geschwindigkeit der Bewegung in Richtung auf die Unterseite der Ziel-Abtragungsgeländeform U und der Absolutwert der Geschwindigkeitsbegrenzung Vcy_lmt umso größer, je weiter die Schneidkante 8a über der Ziel-Abtragungsgeländeform U von der Oberfläche der Ziel-Abtragungsgeländeform U entfernt ist. Wenn die Entfernung d gleich oder kleiner Null ist, hat die Geschwindigkeitsbegrenzung Vcy_lmt einen positiven Wert, und die Geschwindigkeitsbegrenzung Vcy_lmt ist umso größer, je kleiner die Entfernung d ist. Das heißt, wenn die Entfernung d der Schneidkante 8a des Löffels 8 von der Ziel-Abtragungsgeländeform U gleich oder kleiner Null ist, sind die Geschwindigkeit der Bewegung in Richtung auf die Oberseite der Ziel-Abtragungsgeländeform U und der Absolutwert der Geschwindigkeitsbegrenzung Vcy_lmt umso größer, je weiter die Schneidkante 8a auf der Unterseite der Ziel-Abtragungsgeländeform U von der Ziel-Abtragungsgeländeform U entfernt ist.
Wenn die Entfernung d gleich einem oder größer als ein vorgegebener Wert dth1 ist, wird die Geschwindigkeitsbegrenzung Vcy_lmt gleich Vmin. Der vorgegebene Wert dth1 ist ein positiver Wert und ist größer als d1. Vmin ist kleiner als der kleinste Wert der Zielgeschwindigkeit. Das heißt, wenn die Entfernung d gleich dem oder größer als der vorgegebene Wert dth1 ist, wird die Bewegung des Arbeitsgeräts 2 nicht eingeschränkt. Wenn die Schneidkante 8a weit von der Ziel-Abtragungsgeländeform U auf der Oberseite der Ziel-Abtragungsgeländeform U entfernt ist, wird die Bewegung des Arbeitsgeräts 2 nicht eingeschränkt, d.h. die Aushubbegrenzungssteuerung wird nicht durchgeführt. Wenn die Entfernung d kleiner als der vorgegebene Wert dth1 ist, wird der Betrieb des Arbeitsgeräts 2 eingeschränkt. Wenn die Entfernung d kleiner als der vorgegebene Wert dth1 ist, wird die Bewegung des Auslegers 6 eingeschränkt.
Die Arbeitsgerätsteuerung 26 berechnet eine vertikale Geschwindigkeitskomponente (begrenzte vertikale Geschwindigkeitskomponente) Vcy_bm_lmt der Geschwindigkeitsbegrenzung des Auslegers 6 aus der Gesamtgeschwindigkeitsbegrenzung Vcy_lmt des Arbeitsgeräts 2, der Stiel-Zielgeschwindigkeit Vc_am und der Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt (Schritt SA6).
Wie in 13 dargestellt ist, berechnet die Arbeitsgerätsteuerung 26 die begrenzte vertikale Geschwindigkeitskomponente Vcy_bm_lmt des Auslegers 6, indem die vertikale Geschwindigkeitskomponente Vcy_am der Stiel-Zielgeschwindigkeit und die vertikale Geschwindigkeitskomponente Vcy_bkt der Löffel-Zielgeschwindigkeit von der Gesamtgeschwindigkeitsbegrenzung Vcy_lmt des Arbeitsgeräts 2 subtrahiert werden.
Wie in 14 dargestellt ist, rechnet die Arbeitsgerätsteuerung 26 die begrenzte vertikale Geschwindigkeitskomponente Vcy_bm_lmt des Auslegers 6 in eine Geschwindigkeitsbegrenzung (Ausleger-Geschwindigkeitsbegrenzung) Vc_bm_lmt des Auslegers 6 um (Schritt SA7). Die Arbeitsgerätsteuerung 26 ermittelt die Relation zwischen einer Richtung vertikal zur Oberfläche der Ziel-Abtragungsgeländeform U und der Richtung der Ausleger-Geschwindigkeitsbegrenzung Vc_bm_lmt aus einem Drehwinkel θ1 des Auslegers 6, einem Drehwinkel θ2 des Stiels 7, einem Drehwinkel θ3 des Löffels 8, den Fahrzeugkörperpositionsdaten P, der Ziel-Abtragungsgeländeform U und dergleichen und konvertiert die begrenzte vertikale Geschwindigkeitskomponente Vcy_bm_lmt des Auslegers 6 in die Ausleger-Geschwindigkeitsbegrenzung Vc_bm_lmt. Die Berechnung in diesem Fall erfolgt in umgekehrter Reihenfolge zu der vorstehenden Berechnung der vertikalen Geschwindigkeitskomponente Vcy_bm in der Richtung vertikal zur Oberfläche der Ziel-Abtragungsgeländeform U aus der Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm. Danach wird eine Zylindergeschwindigkeit bestimmt, die einem Zylinder-Interventionsbetrag entspricht, und es wird ein der Zylindergeschwindigkeit entsprechender Öffnungsbefehl an das Steuerventil 27C ausgegeben.
Der auf der Hebelbetätigung basierende Vorsteuerdruck wird in einen Ölkanal 451B eingeleitet, und der auf einer Ausleger-Intervention basierende Vorsteuerdruck wird in einen Ölkanal 502 eingeleitet. Ein Wechselventil 51 wählt den Ölkanal mit dem größeren Druck (Schritt SA8).
Wenn beispielsweise beim Absenken des Auslegers 6 der Wert der Ausleger-Geschwindigkeitsbegrenzung Vc_bm_lmt in der Abwärtsrichtung des Auslegers 6 kleiner ist als der Wert der Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm in der Abwärtsrichtung, werden die Begrenzungsbedingungen erfüllt. Darüber hinaus werden die Begrenzungsbedingungen erfüllt, wenn beim Anheben des Auslegers 6 der Wert der Ausleger-Geschwindigkeitsbegrenzung Vc_bm_lmt in der Aufwärtsrichtung des Auslegers 6 größer ist als der Wert der Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm in der Aufwärtsrichtung.
Die Arbeitsgerätsteuerung 26 steuert das Arbeitsgerät 2. Beim Steuern des Auslegers 6 steuert die Arbeitsgerätsteuerung 26 den Auslegerzylinder 10 durch eine Übertragung eines Ausleger-Befehlssignals an das Steuerventil 27C. Das Ausleger-Befehlssignal hat einen Stromwert, der einer Ausleger-Befehlsgeschwindigkeit entspricht. Falls notwendig, steuert die Arbeitsgerätsteuerung 26 den Stiel 7 und den Löffel 8. Die Arbeitsgerätsteuerung 26 steuert den Stielzylinder 11 durch die Übertragung eines Stiel-Befehlssignals an das Steuerventil 27. Das Stiel-Befehlssignal hat einen Stromwert, der einer Stiel-Befehlsgeschwindigkeit entspricht. Die Arbeitsgerätsteuerung 26 steuert den Löffelzylinder 12 durch die Übertragung eines Löffel-Befehlssignals an das Steuerventil 27. Das Löffel-Befehlssignal hat einen Stromwert, der einer Löffel-Befehlsgeschwindigkeit entspricht.
Wenn die Begrenzungsbedingungen nicht erfüllt werden, wählt das Wechselventil 51 die Zuleitung des Arbeitsöls aus dem Ölkanal 451B, und es findet der normale Betrieb statt (Schritt SA9). Die Arbeitsgerätsteuerung 26 betätigt den Auslegerzylinder 10, den Stielzylinder 11 und den Löffelzylinder 12 entsprechend dem Betrag der Auslegerbetätigung, dem Betrag der Stielbetätigung und dem Betrag der Löffelbetätigung. Der Auslegerzylinder 10 arbeitet mit der Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm. Der Stielzylinder 11 arbeitet mit der Stiel-Zielgeschwindigkeit Vc_am. Der Löffelzylinder 12 arbeitet mit der Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt.
Wenn die Begrenzungsbedingungen erfüllt werden, wählt das Wechselventil 51 die Zuleitung des Arbeitsöls aus dem Ölkanal 502, und es wird die Aushubbegrenzungssteuerung durchgeführt (Schritt SA10).
Die begrenzte vertikale Geschwindigkeitskomponente Vcy_bm_lmt des Auslegers 6 wird berechnet, indem die vertikale Geschwindigkeitskomponente Vcy_am der Stiel-Zielgeschwindigkeit und die vertikale Geschwindigkeitskomponente Vcy_bkt der Löffel-Zielgeschwindigkeit von der Gesamtgeschwindigkeitsbegrenzung Vcy_lmt des Arbeitsgeräts 2 subtrahiert werden. Daher wird die begrenzte vertikale Geschwindigkeitskomponente Vcy_bm_lmt des Auslegers 6 ein negativer Wert derart, dass der Ausleger angehoben wird, wenn die Gesamtgeschwindigkeitsbegrenzung Vcy_lmt des Arbeitsgeräts 2 kleiner ist als die Summe der vertikalen Geschwindigkeitskomponente Vcy_am der Stiel-Zielgeschwindigkeit und der vertikalen Geschwindigkeitskomponente Vcy_bkt der Löffel-Zielgeschwindigkeit.
Daher wird die Ausleger-Geschwindigkeitsbegrenzung Vc_bm_lmt ein negativer Wert. In diesem Fall senkt die Arbeitsgerätsteuerung 26 den Ausleger 6 mit einer Geschwindigkeit ab, die niedriger als die Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm ist. Aus diesem Grund lässt sich verhindern, dass der Löffel 8 in die Ziel-Abtragungsgeländeform hineingräbt. Gleichzeitig wird verhindert, dass seitens des Maschinenführers ein Gefühl der Inkongruenz entsteht.
Wenn die Gesamtgeschwindigkeitsbegrenzung Vcy_lmt des Arbeitsgeräts 2 größer als die Summe der vertikalen Geschwindigkeitskomponente Vcy_am der Stiel-Zielgeschwindigkeit und der vertikalen Geschwindigkeitskomponente Vcy_bkt der Löffel-Zielgeschwindigkeit ist, wird die begrenzte vertikale Geschwindigkeitskomponente Vcy_bm_ltd des Auslegers 6 ein positiver Wert. Daher wird die Ausleger-Geschwindigkeitsbegrenzung Vc_bm_lmt ein positiver Wert. In diesem Fall hebt die Arbeitsgerätsteuerung 26 den Ausleger 6 an, selbst wenn die Betätigungsvorrichtung 25 in eine den Ausleger 6 absenkende Richtung betätigt wird. Aus diesem Grund lässt sich eine Erweiterung des Abtragungsbereichs der Ziel-Abtragungsgeländeform U rasch unterbinden.
Wenn die Schneidkante 8a über der Ziel-Abtragungsgeländeform U positioniert ist, sind der Absolutwert der begrenzten vertikalen Geschwindigkeitskomponente Vcy_bm_lmt des Auslegers 6 und der Absolutwert einer Geschwindigkeitskomponente (begrenzte horizontale Geschwindigkeitskomponente) Vcx_bm_lmt der Geschwindigkeitsbegrenzung des Auslegers 6 in der Richtung parallel zur Oberfläche der Ziel-Abtragungsgeländeform U umso kleiner, je näher die Schneidkante 8a der Ziel-Abtragungsgeländeform U ist. Daher wird sowohl die Geschwindigkeit des Auslegers 6 in der Richtung vertikal zur Oberfläche der Ziel-Abtragungsgeländeform U als auch die Geschwindigkeit des Auslegers 6 in der Richtung parallel zur Oberfläche der Ziel-Abtragungsgeländeform U umso mehr verringert, je näher die Schneidkante 8a der Ziel-Abtragungsgeländeform U ist, wenn die Schneidkante 8a über der Ziel-Abtragungsgeländeform U positioniert ist. Wenn der Baggerführer des Baggers 100 den linken Betätigungshebel 25L und den rechten Betätigungshebel 25R gleichzeitig betätigt, werden der Ausleger 6, der Stiel 7 und der Löffel 8 gleichzeitig betätigt. Die vorstehend beschriebene Steuerung in diesem Fall wird nachstehend beschrieben, wenn die Zielgeschwindigkeiten Vc_bm, Vc_am und Vc_bkt des Auslegers 6, des Stiels 7 und des Löffels 8 eingegeben werden.
15 zeigt ein Beispiel einer Änderung der Geschwindigkeitsbegrenzung des Auslegers 6, wenn die Entfernung d zwischen der Ziel-Abtragungsgeländeform U und der Schneidkante 8a des Löffels 8 kleiner ist als der vorgegebene Wert dth1 und die Schneidkante 8a des Löffels 8 sich von der Position Pn1 zur Position Pn2 bewegt. Die Entfernung zwischen der Schneidkante 8a in der Position Pn2 und der Ziel-Abtragungsgeländeform U ist kleiner als die Entfernung zwischen der Schneidkante 8a in der Position Pn1 und der Ziel-Abtragungsgeländeform U. Aus diesem Grund ist eine begrenzte vertikale Geschwindigkeitskomponente Vcy_bm_lmt2 des Auslegers 6 in der Position Pn2 kleiner als eine begrenzte vertikale Geschwindigkeitskomponente Vcy_bm_lmt1 des Ausleger 6 in der Position Pn1. Dadurch wird eine Ausleger-Geschwindigkeitsbegrenzung Vc_bm_lmt2 in der Position Pn2 kleiner als eine Ausleger-Geschwindigkeitsbegrenzung Vc_bm_lmt1 in der Position Pn1. Darüber hinaus wird eine begrenzte horizontale Geschwindigkeitskomponente Vcx_bm_lmt2 des Auslegers 6 in der Position Pn2 kleiner als eine begrenzte horizontale Geschwindigkeitskomponente Vcx_bm_lmt1 des Auslegers 6 in der Position Pn1. Die Stiel-Zielgeschwindigkeit Vc_am und die Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt werden in diesem Fall jedoch nicht begrenzt. Deshalb werden die vertikale Geschwindigkeitskomponente Vcy_am und die horizontale Geschwindigkeitskomponente Vcx_am der Stiel-Zielgeschwindigkeit und die vertikale Geschwindigkeitskomponente Vcy_bkt und die horizontale Geschwindigkeitskomponente Vcx_bkt der Löffel-Zielgeschwindigkeit nicht begrenzt.
Da der Stiel 7 wie vorstehend beschrieben keiner Begrenzung unterzogen wird, wird eine Änderung des Betrags der Stielbetätigung entsprechend der Absicht des Maschinenführers zu baggern als Änderung der Geschwindigkeit der Schneidkante 8a des Löffels 8 wiedergegeben. Aus diesem Grund kann bei vorliegender Ausführungsform während des Baggervorgangs das Gefühl einer Inkongruenz bei dem Maschinenführer verhindert werden, während gleichzeitig eine Erweiterung des Abtragungsbereichs der Ziel-Abtragungsgeländeform U verhindert wird.
In der vorliegenden Ausführungsform begrenzt die Arbeitsgerätsteuerung 26 auf diese Weise die Geschwindigkeit des Auslegers 6 auf der Basis der Ziel-Abtragungsgeländeform U unter Anzeige der Entwurfsgeländeform, welche eine Zielgestalt eines Erdbearbeitungsobjekts ist, und auf der Basis der Schneidkantenpositionsdaten S, die die Position der Schneidkante 8a des Löffels 8 angeben, so dass sich eine relative Geschwindigkeit, mit welcher der Löffel 8 sich der Ziel-Abtragungsgeländeform U nähert, abhängig von der Entfernung d zwischen der Ziel-Abtragungsgeländeform und der Schneidkante 8a des Löffels 8 verringert. Die Arbeitsgerätsteuerung 26 bestimmt die Geschwindigkeitsbegrenzung entsprechend der Entfernung d zwischen der Ziel-Abtragungsgeländeform U und der Schneidkante 8a des Löffels 8 auf der Basis der Ziel-Abtragungsgeländeform U, die die Entwurfsgeländeform angibt, welche eine Zielgestalt eines Erdbearbeitungsobjekts ist, und auf der Basis der Schneidkantenpositionsdaten der Schneidkante 8a des Löffels 8 und steuert das Arbeitsgerät 2 auf solche Weise, dass die Geschwindigkeit in der Richtung, in der sich das Arbeitsgerät 2 der Ziel-Abtragungsgeländeform U nähert, gleich der oder kleiner als die Geschwindigkeitsbegrenzung ist. Auf diese Weise wird die Schneidkante 8a einer Aushubbegrenzungssteuerung unterzogen, und es wird die Position der Schneidkante 8a bezüglich der Ziel-Abtragungsgeländeform U gesteuert.
In der folgenden Beschreibung wird die Ausgabe des Steuersignals an das mit dem Auslegerzylinder 10 verbundene Steuerventil 27 zum Steuern des Auslegers 6 dahingehend, dass verhindert wird, dass die Schneidkante 8a in die Ziel-Abtragungsgeländeform U hineingräbt, als Interventionssteuerung bezeichnet.
Die Interventionssteuerung wird durchgeführt, wenn die relative Geschwindigkeit der Schneidkante 8a in der vertikalen Richtung bezüglich der Ziel-Abtragungsgeländeform U größer als die Geschwindigkeitsbegrenzung ist. Die Interventionssteuerung wird nicht durchgeführt, wenn die relative Geschwindigkeit der Schneidkante 8a kleiner als die Geschwindigkeitsbegrenzung ist. Die Tatsache, dass die relative Geschwindigkeit der Schneidkante 8a kleiner als die Geschwindigkeitsbegrenzung ist, schließt die Tatsache ein, dass der Löffel 8 sich bezüglich der Ziel-Abtragungsgeländeform U derart bewegt, dass der Löffel 8 von der Ziel-Abtragungsgeländeform U entfernt wird.
[Zylinderhubsensor]
Der Auslegerzylinder-Hubsensor 16 wird nunmehr mit Bezug auf 16 und 17 beschrieben, wobei in der folgenden Beschreibung der an dem Auslegerzylinder 10 befestigte Auslegerzylinder-Hubsensor 16 erläutert wird. Der an dem Stielzylinder 11 befestigte Stielzylinder-Hubsensor 17 und dergleichen sind in der gleichen Weise konfiguriert wie der Zylinderhubsensor 16.
Der Auslegerzylinder-Hubsensor 16 ist an dem Auslegerzylinder 10 befestigt. Der Auslegerzylinder-Hubsensor 16 misst den Hub eines Kolbens. Wie 16 zeigt, hat der Auslegerzylinder 10 ein Zylinderrohr 10X und eine Zylinderstange 10Y, die sich in dem Zylinderrohr 10X relativ zu demselben bewegen kann. Ein Kolben 10V ist in dem Zylinderrohr 10X gleitbeweglich angeordnet. Die Zylinderstange 10Y ist an dem Kolben 10V befestigt. Die Zylinderstange 10Y ist gleitbeweglich in einem Zylinderkopf 10W vorgesehen. Eine durch den Zylinderkopf 10W, den Kolben 10V und eine Zylinderinnenwand definierte Kammer ist eine stangenseitige Ölkammer 40B. Eine Ölkammer auf der anderen Seite der stangenseitigen Ölkammer 40B mit zwischengeschaltetem Kolben 10V ist eine kappenseitige Ölkammer 40A. Es ist zu beachten, dass in dem Zylinderkopf 10W ein Dichtungselement vorgesehen ist, zum Abdichten des Spalts zwischen dem Zylinderkopf 10W und der Zylinderstange 10Y gegen ein Eindringen von Staub oder dergleichen in die stangenseitige Ölkammer 40B.
Die Zylinderstange 10Y fährt ein, wenn Arbeitsöl in die stangenseitige Ölkammer 40B geleitet und das Arbeitsöl aus der kappenseitigen Ölkammer 40A abgeleitet wird. Die Zylinderstange 10Y fährt aus, wenn Arbeitsöl aus der stangenseitigen Kammer 40B abgeleitet und Arbeitsöl in die kappenseitige Ölkammer 40A eingeleitet wird. Das heißt, die Zylinderstange 10Y bewegt sich linear in Richtung links-rechts in der Figur.
Ein Gehäuse 164, das den Auslegerzylinder-Hubsensor 16 abdeckt und den Auslegerzylinder-Hubsensor 16 aufnimmt, ist an einer Stelle außerhalb der stangenseitigen Ölkammer 40B in der Nähe des Zylinderkopfs 10W vorgesehen. Das Gehäuse 164 ist durch einen Bolzen oder dergleichen an dem Zylinderkopf 10W befestigt.
Der Auslegerzylinder-Hubsensor 16d umfasst eine Drehrolle 161, eine zentrale Drehwelle 162 und einen Drehsensorbereich 163. Eine Oberfläche der Drehrolle 161 befindet sich in Kontakt mit der Oberfläche der Zylinderstange 10Y und ist derart vorgesehen, dass sie sich in Abhängigkeit von der linearen Bewegung der Zylinderstange 10Y dreht. Das heißt, die lineare Bewegung der Zylinderstange 10Y wird durch die Drehrolle 161 in eine Drehbewegung umgesetzt. Die zentrale Drehwelle 162 ist orthogonal zur Richtung der Linearbewegung der Zylinderstange 10Y angeordnet.
Der Drehsensorbereich 163 ist derart konfiguriert, dass er den Betrag der Drehung (Drehwinkel) der Drehrolle 161 als elektrisches Signal erfassen kann. Das elektrische Signal, das den durch den Drehsensorbereich 163 detektierten Betrag der Drehung (den Drehwinkel) der Drehrolle 161 angibt, wird über eine elektrische Signalleitung an die Sensorsteuerung 30 ausgegeben. Die Sensorsteuerung 30 konvertiert das elektrische Signal in die Position (Hubposition) der Zylinderstange 10Y des Auslegerzylinders 10.
Wie in 17 dargestellt ist, hat der Drehsensorbereich 163 einen Magnet 163a und ein Hall-IC 163b. Der Magnet 163a, der ein Detektionsmedium ist, ist an der Drehrolle 161 so befestigt, dass er sich als Einheit mit Drehrolle 161 drehen kann. Der Magnet 163a dreht sich in Abhängigkeit von der Drehung der Drehrolle 161 rund um die zentrale Drehwelle 162. Der Magnet 163a ist derart konfiguriert, dass der N-Pol und der S-Pol entsprechend dem Drehwinkel der Drehrolle 161 alternieren. Der Magnet 163a ist derart konfiguriert, dass sich die durch das Hall-IC 163b detektierte Magnetkraft (magnetische Flussdichte) bei jeder Drehung der Drehrolle 161 periodisch ändert.
Das Hall-IC 163b ist ein Magnetfluss-Sensor, der die Magnetkraft (magnetische Flussdichte), die durch den Magnet 163a erzeugt wird, als elektrisches Signal erfasst. Das Hall-IC 163b ist entlang der axialen Richtung der zentralen Drehwelle 162 in einer Position angeordnet, die von dem Magnet 163a eine vorgegebene Entfernung aufweist.
Das elektrische Signal (Phasenverschiebungsimpuls), das durch das Hall-IC 163b detektiert wird, wird an die Sensorsteuereinheit 30 ausgegeben. Die Sensorsteuereinheit 30 konvertiert das elektrische Signal aus dem Hall-IC 163b in einen Drehbetrag der Drehrolle 161, d.h. in einen Bewegungsbetrag (Auslegerzylinderlänge) der Zylinderstange 10Y des Auslegerzylinders 10.
Die Relation zwischen dem Drehwinkel der Drehrolle 161 und dem durch das Hall-IC 163b erfassten elektrischen Signal (Spannung) wird mit Bezug auf 17 beschrieben. Wenn sich die Drehrolle 161 dreht und wenn sich der Magnet 163a in Abhängigkeit von der Drehung der Drehrolle 161 dreht, ändert sich die Magnetkraft (magnetische Flussdichte), die sich durch das Hall-IC 163b bewegt, periodisch in Abhängigkeit von dem Drehwinkel, und das elektrische Signal (Spannung), welches die Sensorausgabe ist, ändert sich periodisch. Der Drehwinkel der Drehrolle 161 kann anhand der Größe der von dem Hall-IC 163b ausgehenden Spannung gemessen werden.
Wenn darüber hinaus die Wiederholungszahl eines Zyklus des von dem Hall-IC 163b ausgegebenen elektrischen Signals (Spannung) gezählt wird, lässt sich die Anzahl der Drehungen der Drehrolle 161 messen. Danach wird der Bewegungsbetrag (Auslegerzylinderlänge) der Zylinderstange 10Y des Auslegerzylinders 10 auf der Basis des Drehwinkels der Drehrolle 161 und der Anzahl der Drehungen der Drehrolle 161 berechnet.
Darüber hinaus kann die Sensorsteuereinheit 30 die Bewegungsgeschwindigkeit (Zylindergeschwindigkeit) der Zylinderstange 10Y auf der Basis des Drehwinkels der Drehrolle 161 und der Anzahl der Drehungen der Drehrolle 161 berechnen.
Auf diese Weise wirkt in der vorliegenden Ausführungsform jeder Zylinderhubsensor (16, 17 und 18) als Zylindergeschwindigkeitssensor, der die Zylindergeschwindigkeit des Hydraulikzylinders detektiert. Der Auslegerzylinder-Hubsensor 16, der an dem Auslegerzylinder 10 befestigt ist, wirkt als Auslegerzylinder-Geschwindigkeitssensor, der die Zylindergeschwindigkeit des Auslegers 10 detektiert. Der Stielzylinder-Hubsensor 17, der an dem Stielzylinder 11 befestigt ist, wirkt als Stielzylinder-Geschwindigkeitssensor, der die Zylindergeschwindigkeit des Stielzylinders 11 detektiert. Der Löffelzylinder-Hubsensor 18, der an dem Löffelzylinder 12 befestigt ist, wirkt als Löffelzylinder-Geschwindigkeitssensor, der die Zylindergeschwindigkeit des Löffelzylinders 12 detektiert.
[Hydraulikzylinder]
Nachstehend wird der Hydraulikzylinder gemäß vorliegender Ausführungsform beschrieben. Der Auslegerzylinder 10, der Stielzylinder 11 und der Löffelzylinder 12 sind Hydraulikzylinder. In der folgenden Beschreibung werden der Auslegerzylinder 10, der Stielzylinder 11 und der Löffelzylinder 12 kollektiv als Hydraulikzylinder 60 bezeichnet.
18 zeigt schematisch ein Beispiel des Steuersystems 200 gemäß vorliegender Ausführungsform. 19 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs von 18.
Wie in 18 und 19 dargestellt ist, umfasst ein Hydrauliksystem 300 den Hydraulikzylinder 60 mit dem Auslegerzylinder 10, dem Stielzylinder 11 und dem Löffelzylinder 12 und einen Schwenkmotor 63, der den Drehwagen 3 schwenkt. Der Hydraulikzylinder 16 arbeitet mit Arbeitsöl, das von einer Haupthydraulikpumpe zugeführt wird. Der Schwenkmotor 63 ist ein Hydraulikmotor und arbeitet mit Arbeitsöl, das von der Haupthydraulikpumpe zugeführt wird.
Das Steuerventil 27 umfasst ein Steuerventil 27A und ein Steuerventil 27B, die auf den beiden Seiten des Hydraulikzylinders 60 angeordnet sind. In der folgenden Beschreibung wird das Steuerventil 27A zutreffend als Druckminderungsventil 27A und das Steuerventil 27B zutreffend als Druckminderungsventil 27B bezeichnet.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Richtungssteuerungsventil 64 vorgesehen, das die Richtung steuert, in welche das Arbeitsöl fließt. Das Richtungssteuerungsventil 64 ist in jedem der Vielzahl von Hydraulikzylindern 60 (dem Auslegerzylinder 10, dem Stielzylinder 11 und dem Löffelzylinder 12) angeordnet. Das Richtungssteuerungsventil 64 entspricht einem Ventil des Schiebertyps, in dem ein stabförmiger Schieber bewegt wird, um die Flussrichtung des Arbeitsöls zu ändern. Das Richtungssteuerungsventil 64 hat einen beweglichen stabförmigen Schieber. Der Schieber bewegt sich mit zugeführtem Vorsteueröl. Das Richtungssteuerungsventil 64 leitet mit der Bewegung des Schiebers Arbeitsöl in den Hydraulikzylinder 60, um den Hydraulikzylinder 60 zu betätigen. Das Arbeitsöl, das von der Haupthydraulikpumpe zugeführt wird, wird über das Richtungssteuerungsventil 64 in den Hydraulikzylinder 60 geleitet. Wenn sich der Schieber in einer axialen Richtung bewegt, werden die Zufuhr von Arbeitsöl zur kappenseitigen Ölkammer 40A (ein Ölkanal 48) und die Zufuhr von Arbeitsöl zur stangenseitigen Ölkammer 40B (ein Ölkanal 47) geschaltet. Darüber hinaus wird bei einer Bewegung des Schiebers in der axialen Richtung die Arbeitsölmenge (Zuführmenge pro Zeiteinheit), die dem Hydraulikzylinder 60 zugeführt wird, eingestellt. Mit der Einstellung der dem Hydraulikzylinder 60 zugeführten Arbeitsölmenge erfolgt die Einstellung der Zylindergeschwindigkeit des Hydraulikzylinders 60.
20 zeigt schematisch ein Beispiel des Richtungssteuerungsventils 64. Das Richtungssteuerungsventil 64 steuert die Richtung, in welche das Arbeitsöl fließt. Das Richtungssteuerungsventil 64 ist ein Ventil vom Schiebertyp, in dem ein stabförmiger Schieber 80 bewegt wird, um die Flussrichtung des Arbeitsöls zu ändern. Wenn sich der Schieber 80 wie in 21 und 22 dargestellt in der axialen Richtung bewegt, werden die Zufuhr von Arbeitsöl zur kappenseitigen Ölkammer 40A (der Ölkanal 48) und die Zufuhr von Arbeitsöl zur stangenseitigen Ölkammer 40B (der Ölkanal 47) geschaltet. 21 zeigt einen Zustand, in dem der Schieber 80 in einer Weise bewegt wird, dass das Arbeitsöl durch den Ölkanal 48 in die kappenseitige Ölkammer 40A geleitet wird. 22 zeigt einen Zustand, in dem der Schieber 80 in einer Weise bewegt wird, dass das Arbeitsöl durch den Ölkanal 47 in die stangenseitige Ölkammer 40B geleitet wird.
Darüber hinaus wird bei einer Bewegung des Schiebers 80 in der axialen Richtung die dem Hydraulikzylinder 60 zugeführte Arbeitsölmenge (Zuführmenge pro Zeiteinheit) eingestellt. 20 zeigt, dass in der Ausgangsposition (Ursprungsposition) des Schiebers 80 Arbeitsöl nicht in den Hydraulikzylinder 60 geleitet wird. Bewegt sich der Schieber 80 mit Bezug auf die axiale Richtung von der Ursprungsposition in die axiale Richtung, wird dem Hydraulikzylinder 60 Arbeitsöl in einer der Schieberbewegung entsprechenden Menge zugeführt. Wenn die dem Hydraulikzylinder 60 zugeführte Arbeitsölmenge eingestellt wird, erfolgt damit die Einstellung der Zylindergeschwindigkeit.
Das heißt, wenn Vorsteueröl, dessen Druck (Vorsteuerdruck) einer Einstellung durch die Betätigungsvorrichtung 25 oder das Druckminderungsventil 27A unterzogen wurde, dem Richtungssteuerungsventil 64 zugeführt wird, bewegt sich der Schieber 80 mit Bezug auf die axiale Richtung zu einer Seite. Wenn Vorsteueröl, dessen Druck (Vorsteuerdruck) einer Einstellung durch die Betätigungsvorrichtung 25 oder das Druckminderungsventil 27B unterzogen wurde, dem Richtungssteuerungsventil 64 zugeführt wird, bewegt sich der Schieber 80 mit Bezug auf die axiale Richtung zur anderen Seite. Solchermaßen erfolgt die Einstellung der Position des Schiebers mit Bezug auf die axiale Richtung.
Die Ansteuerung des Richtungssteuerungsventils 64 wird durch die Betätigungsvorrichtung 25 eingestellt. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Betätigungsvorrichtung 25 eine Betätigungsvorrichtung des Steuerhydrauliktyps. Vorsteueröl, das von der Haupthydraulikpumpe geliefert und durch das Druckminderungsventil dekomprimiert wird, wird der Betätigungsvorrichtung 25 zugeführt. Es ist zu beachten, dass das Vorsteueröl, das von einer Steuerhydraulikpumpe geliefert wird, die eine andere ist als die Haupthydraulikpumpe, zur Betätigungsvorrichtung 25 geleitet werden kann. Die Betätigungsvorrichtung 25 hat ein Druckeinstellventil 250, das für die Einstellung des Vorsteuerdrucks geeignet ist. Die Einstellung des Vorsteuerdrucks erfolgt auf der Basis des Betätigungsbetrags der Betätigungsvorrichtung 25. Das Richtungssteuerungsventil 64 wird mit dem Vorsteuerdruck angesteuert. Bei einer Einstellung des Vorsteuerdrucks durch die Betätigungsvorrichtung 25 werden der Bewegungsbetrag und die Bewegungsgeschwindigkeit des Schiebers mit Bezug auf die axiale Richtung eingestellt.
Das Richtungssteuerungsventil 64 ist jeweils in dem Auslegerzylinder 10, Stielzylinder 11, Löffelzylinder 12 und Schwenkmotor 63 vorgesehen. In der folgenden Beschreibung wird das mit dem Auslegerzylinder 10 verbundene Richtungssteuerungsventil 64 zutreffend als Richtungssteuerungsventil 640 bezeichnet. Das Richtungssteuerungsventil 64, das mit dem Stielzylinder 11 verbunden ist, wird zutreffend als Richtungssteuerungsventil 641 bezeichnet. Das Richtungssteuerungsventil 64, das mit dem Löffelzylinder 12 verbunden ist, wird zutreffend als Richtungssteuerungsventil 642 bezeichnet.
Ein Schieberhubsensor 65, der einen Bewegungsbetrag (eine Bewegungsstrecke) des Schiebers detektiert, ist in einem Ausleger-Richtungssteuerungsventil 640 und in einem Stiel-Richtungssteuerungsventil 641 vorgesehen. Ein Detektionssignal des Schieberhubsensors 65 wird an die Arbeitsgerätsteuerung 26 ausgegeben.
Die Betätigungsvorrichtung 25 und das Richtungssteuerungsventil 64 sind durch den Vorsteuerölkanal 450 verbunden. Das Vorsteueröl zum Bewegen des Schiebers des Richtungssteuerungsventils 64 fließt durch den Vorsteuerölkanal 450. In der vorliegenden Ausführungsform sind das Steuerventil 27, der Drucksensor 66 und der Drucksensor 67 in den Vorsteuerölkanälen 450 angeordnet.
In der folgenden Beschreibung wird von den Vorsteuerölkanälen der Vorsteuerölkanal 450 zwischen der Betätigungsvorrichtung 25 und dem Steuerventil 27 zutreffend als Vorsteuerölkanal 451 bezeichnet, und der Vorsteuerölkanal 450 zwischen dem Steuerventil 27 und dem Richtungssteuerungsventil 64 wird zutreffend als Vorsteuerölkanal 452 bezeichnet.
Der Vorsteuerölkanal 452 ist mit dem Richtungssteuerungsventil 64 verbunden. Das Vorsteueröl wird durch den Vorsteuerölkanal 453 in das Richtungssteuerungsventil 64 geleitet. Das Richtungssteuerungsventil 64 enthält eine erste Druckaufnahmekammer und eine zweite Druckaufnahmekammer. Der Vorsteuerölkanal 452 enthält einen Vorsteuerölkanal 452A, der mit der ersten Druckaufnahmekammer verbunden ist, und einen Vorsteuerölkanal 452B, der mit der zweiten Druckaufnahmekammer verbunden ist.
Wenn Vorsteueröl durch den Vorsteuerölkanal 452A in die erste Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerungsventils 64 geleitet wird, bewegt sich der Schieber in Abhängigkeit von dem Vorsteuerdruck des Vorsteueröls, und das Arbeitsöl wird über das Richtungssteuerungsventil 64 in die stangenseitige Ölkammer 40B geleitet. Die der stangenseitigen Ölkammer 40B zugeführte Arbeitsölmenge wird durch den Betätigungsbetrag (Bewegungsbetrag des Schiebers) der Betätigungsvorrichtung 25 eingestellt.
Wenn Vorsteueröl durch den Vorsteuerölkanal 452B in die zweite Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerungsventils 64 geleitet wird, bewegt sich der Schieber in Abhängigkeit von dem Vorsteuerdruck des Vorsteueröls, und das Arbeitsöl wird über das Richtungssteuerungsventil 64 in die kappenseitige Ölkammer 40A geleitet. Die der kappenseitigen Ölkammer 40A zugeführte Arbeitsölmenge wird durch den Betätigungsbetrag (Bewegungsbetrag des Schiebers) der Betätigungsvorrichtung 25 eingestellt.
Das heißt, wenn Vorsteueröl, dessen Vorsteuerdruck einer Einstellung durch die Betätigungsvorrichtung 25 unterzogen wurde, dem Richtungssteuerungsventil 64 zugeführt wird, bewegt sich der Schieber mit Bezug auf die axiale Richtung zu einer Seite. Wenn Vorsteueröl, dessen Vorsteuerdruck einer Einstellung durch die Betätigungsvorrichtung 25 unterzogen wurde, dem Richtungssteuerungsventil 64 zugeführt wird, bewegt sich der Schieber mit Bezug auf die axiale Richtung zur anderen Seite. Auf diese Weise erfolgt die Einstellung der Position des Schiebers mit Bezug auf die axiale Richtung.
Der Vorsteuerölkanal 451 enthält einen Vorsteuerölkanal 451A, der die Vorsteuer-Ölleitung 452A und die Betätigungsvorrichtung 25 verbindet, und den Vorsteuerölkanal 451B, der den Vorsteuerölkanal 452B und die Betätigungsvorrichtung 25 verbindet.
In der folgenden Beschreibung wird der Vorsteuerölkanal 452A, der mit dem Richtungssteuerungsventil 640 verbunden ist, über welches Arbeitsöl zu dem Auslegerzylinder 10 geleitet wird, zutreffend als Ausleger-Einstellungsölkanal 4520A und der Vorsteuerölkanal 452B, der mit dem Richtungssteuerungsventil 640 verbunden ist, zutreffend als Ausleger-Einstellungsölkanal 4520B bezeichnet.
In der folgenden Beschreibung wird der Vorsteuerölkanal 452A, der mit dem Richtungssteuerungsventil 641 verbunden ist, über welches Arbeitsöl zu dem Stielzylinder 11 geleitet wird, zutreffend als Stiel-Einstellungsölkanal 4521A und der Vorsteuerölkanal 452B, der mit dem Richtungssteuerungsventil 641 verbunden ist, zutreffend als Stiel-Einstellungsölkanal 4521B bezeichnet.
In der folgenden Beschreibung wird der Vorsteuerölkanal 452A, der mit dem Richtungssteuerungsventil 642 verbunden ist, über welches Arbeitsöl zu dem Löffelzylinder 12 geleitet wird, zutreffend als Löffel-Einstellungsölkanal 4522A und der Vorsteuerölkanal 452B, der mit dem Richtungssteuerungsventil 642 verbunden ist, zutreffend als Löffel-Einstellungsölkanal 4522B bezeichnet.
In der folgenden Beschreibung wird der Vorsteuerölkanal 451A, der mit dem Ausleger-Einstellungsölkanal 4520A verbunden ist, zutreffend als Ausleger-Betätigungsölkanal 4510A und der Vorsteuerölkanal 451B, der mit dem Ausleger-Einstellungsölkanal 4520B verbunden ist, zutreffend als Ausleger-Betätigungsölkanal 4510B bezeichnet.
In der folgenden Beschreibung wird der Vorsteuerölkanal 451A, der mit dem Stiel-Einstellungsölkanal 4521A verbunden ist, zutreffend als Stiel-Betätigungsölkanal 4511A und der Vorsteuerölkanal 451B, der mit dem Stiel-Einstellungsölkanal 4521B verbunden ist, zutreffend als Stiel-Betätigungsölkanal 4511B bezeichnet.
In der folgenden Beschreibung wird der Vorsteuerölkanal 451A, der mit dem Löffel-Einstellungsölkanal 4522A verbunden ist, zutreffend als Löffel-Betätigungsölkanal 4512A und der Vorsteuerölkanal 451B, der mit dem Löffel-Einstellungsölkanal 4522B verbunden ist, zutreffend als Löffel-Betätigungsölkanal 4512B bezeichnet.
Der Ausleger-Betätigungsölkanal (4510A und 4510B) und der Ausleger-Einstellungsölkanal (4520A und 4520B) sind mit der Betätigungsvorrichtung 25 des Steuerhydrauliktyps verbunden. Das Vorsteueröl, dessen Druck einer Einstellung in Abhängigkeit von dem Betätigungsbetrag der Betätigungsvorrichtung 25 unterzogen wurde, fließt durch den Ausleger-Betätigungsölkanal (4510A und 4510B).
Der Stiel-Betätigungsölkanal (4511A und 4511B) und der Stiel-Einstellungsölkanal (4521A und 4521B) sind mit der Betätigungsvorrichtung 25 des Steuerhydrauliktyps verbunden. Das Vorsteueröl, dessen Druck einer Einstellung in Abhängigkeit von dem Betätigungsbetrag der Betätigungsvorrichtung 25 unterzogen wurde, fließt durch den Stiel-Betätigungsölkanal (4511A und 4511B).
Der Löffel-Betätigungsölkanal (4512A und 4512B) und der Löffel-Einstellungsölkanal (4522A und 4522B) sind mit der Betätigungsvorrichtung 25 des Steuerhydrauliktyps verbunden. Das Vorsteueröl, dessen Druck einer Einstellung in Abhängigkeit von dem Betätigungsbetrag der Betätigungsvorrichtung 25 unterzogen wurde, fließt durch den Löffel-Betätigungsölkanal (4512A und 4512B).
Der Ausleger-Betätigungsölkanal 4510A, der Ausleger-Betätigungsölkanal 4510B, der Ausleger-Einstellungsölkanal 4520A und der Ausleger-Einstellungsölkanal 4520B sind Ausleger-Ölkanäle, durch welche das Vorsteueröl für die Betätigung des Auslegers 6 fließt.
Der Stiel-Betätigungsölkanal 4511A, der Stiel-Betätigungsölkanal 4511B, der Stiel-Einstellungsölkanal 4521A und der Stiel-Einstellungsölkanal 4521B sind Stiel-Ölkanäle, durch welche das Vorsteueröl für die Betätigung des Stiels 7 fließt.
Der Löffel-Betätigungsölkanal 4512A, der Löffel-Betätigungsölkanal 4512B, der Löffel-Einstellungsölkanal 4522A und der Löffel-Einstellungsölkanal 4522B sind Löffel-Ölkanäle, durch welche das Vorsteueröl für die Betätigung des Löffels 8 fließt.
Wie vorstehend beschrieben wurde, führt der Ausleger 6 in Abhängigkeit von der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 25 zwei Arten von Bewegungen aus: eine Absenkbewegung und eine Anhebebewegung. Bei einer Betätigung der Betätigungsvorrichtung 25 zum Anheben des Auslegers 6 wird Vorsteueröl durch den Ausleger-Betätigungsölkanal 4510A und durch den Ausleger-Einstellungsölkanal 4520A in das Richtungssteuerungsventil 640 geleitet, das mit dem Auslegerzylinder 10 verbunden ist. Das Richtungssteuerungsventil 640 arbeitet auf der Basis von Vorsteuerdruck. Auf diese Weise wird Arbeitsöl aus der Haupthydraulikpumpe in den Auslegerzylinder 10 geleitet und die Absenkbewegung des Auslegers 6 ausgeführt.
Bei einer Betätigung der Betätigungsvorrichtung 25 zum Anheben des Auslegers 6 wird Vorsteuer-Öl durch den Ausleger-Betätigungsölkanal 4510B und durch den Ausleger-Einstellungsölkanal 4520B in das Richtungssteuerungsventil 640 geleitet, das mit dem Auslegerzylinder 10 verbunden ist. Das Richtungssteuerungsventil 640 arbeitet auf der Basis von Vorsteuerdruck. Auf diese Weise wird Arbeitsöl aus der Haupthydraulikpumpe in den Auslegerzylinder 10 geleitet und die Anhebebewegung des Auslegers 6 ausgeführt.
Das heißt, dass in der vorliegenden Ausführungsform der Ausleger-Betätigungsölkanal 4510A und der Ausleger-Einstellungsölkanal 4520A Ausleger-Absenkölkanäle sind, die mit der ersten Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerungsventils 640 verbunden sind und durch welche das Vorsteueröl zum Absenken des Auslegers 6 fließt. Der Ausleger-Betätigungskanal 4510B und der Ausleger-Einstellungsölkanal 4520B sind Ausleger-Anhebeölkanäle, die mit der zweiten Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerungsventils 640 verbunden sind und durch welche das Vorsteueröl zum Anheben des Auslegers 6 fließt.
Weiterhin führt der Stiel 7 in Abhängigkeit von der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 25 zwei Arten von Bewegungen aus: die Absenkbewegung und die Anhebebewegung. Wenn die Betätigungsvorrichtung 25 betätigt wird, so dass die Anhebebewegung des Stiels 7 ausgeführt wird, wird das Vorsteueröl durch den Stiel-Betätigungsölkanal 4511A und den Stiel-Einstellungsölkanal 4521A in das Richtungssteuerungsventil 641 geleitet, das mit dem Stiel-Zylinder 11 verbunden ist. Das Richtungssteuerungsventil 641 arbeitet auf der Basis von Vorsteuerdruck. Auf diese Weise wird Arbeitsöl aus der Haupthydraulikpumpe in den Stielzylinder 11 geleitet und die Anhebebewegung des Stiels 7 ausgeführt.
Bei der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 25 zum Absenken des Stiels 7 wird Vorsteueröl durch den Stiel-Betätigungsölkanal 4511B und den Stiel-Einstellungsölkanal 4521B in das Richtungssteuerungsventil 641 geleitet, das mit dem Stielzylinder 11 verbunden ist. Das Richtungssteuerungsventil 641 arbeitet auf der Basis von Vorsteuerdruck. Auf diese Weise wird Betriebsöl aus der Hydraulikpumpe in den Stielzylinder 11 geleitet und die Absenkbewegung des Stiels 7 ausgeführt.
Das heißt, dass in der vorliegenden Ausführungsform der Stiel-Betätigungsölkanal 4511A und der Stiel-Einstellungsölkanal 4521A Stiel-Anhebeölkanäle sind, die mit der ersten Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerungsventils 641 verbunden sind und durch welche das Vorsteueröl zum Anheben des Stiels 7 fließt. Der Stiel-Betätigungsölkanal 4511B und der Stiel-Einstellungsölkanal 4521B sind Stiel-Anhebeölkanäle, die mit der zweiten Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerungsventils 641 verbunden sind und durch welche das Vorsteueröl zum Anheben des Stiels 7 fließt.
Weiterhin führt der Löffel 8 in Abhängigkeit von der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 25 zwei Arten von Bewegungen aus: die Absenkbewegung und die Anhebebewegung. Wenn die Betätigungsvorrichtung 25 betätigt wird, so dass die Anhebebewegung des Löffels 8 ausgeführt wird, wird das Vorsteueröl durch den Stiel-Betätigungsölkanal 4512A und den Stiel-Einstellungsölkanal 4522A in das Richtungssteuerungsventil 642 geleitet, das mit dem Löffel-Zylinder 12 verbunden ist. Das Richtungssteuerungsventil 642 arbeitet auf der Basis von Vorsteuerdruck. Auf diese Weise wird Arbeitsöl aus der Haupthydraulikpumpe in den Löffelzylinder 12 geleitet und die Anhebebewegung des Löffels 8 ausgeführt.
Bei Betätigung der Betätigungsvorrichtung 25 zum Absenken des Löffels 8 wird Vorsteueröl durch den Löffel-Betätigungsölkanal 4512B und den Löffel-Einstellungsölkanal 4522B in das Richtungssteuerungsventil 642 geleitet, das mit dem Löffelzylinder 12 verbunden ist. Das Richtungssteuerungsventil 642 arbeitet auf der Basis von Vorsteuerdruck. Auf diese Weise wird Arbeitsöl aus der Haupthydraulikpumpe in den Löffelzylinder 12 geleitet und die Absenkbewegung des Löffels 8 ausgeführt.
Das heißt, dass in der vorliegenden Ausführungsform der Löffel-Betätigungsölkanal 4512A und der Löffel-Einstellungsölkanal 4522A Löffel-Absenkölkanäle sind, die mit der ersten Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerungsventils 642 verbunden sind und durch welche das Vorsteueröl zum Absenken des Löffels 8 fließt. Der Löffel-Betätigungsölkanal 4512B und der Löffel-Einstellungsölkanal 4522B sind Löffel-Anhebeölkanäle, die mit der zweiten Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerungsventils 642 verbunden sind und durch welche das Vorsteuer-Öl zum Anheben des Löffels 8 fließt.
Weiterhin führt der Drehwagen 3 in Abhängigkeit von der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 25 zwei Arten von Bewegungen aus: die Schwenkbewegung nach rechts und die Schwenkbewegung nach links. Wenn die Betätigungsvorrichtung 25 so betätigt wird, dass eine Schwenkbewegung des Drehwagens 3 nach rechts ausgeführt wird, wird Arbeitsöl zu dem Schwenkmotor 63 geleitet. Wenn die Betätigungsvorrichtung 25 so betätigt wird, dass eine Schwenkbewegung des Drehwagens 3 nach links ausgeführt wird, wird das Arbeitsöl zu dem Schwenkmotor 63 geleitet.
[Überblick über die Kalibrierung]
In der vorliegenden Ausführungsform wird der Ausleger 6 angehoben, wenn der Auslegerzylinder 10 ausgefahren wird, und der Ausleger 6 wird abgesenkt, wenn der Auslegerzylinder 10 eingefahren wird. Daher wird bei einer Zuführung von Arbeitsöl zu der kappenseitigen Ölkammer 40A des Auslegerzylinders 10 der Auslegerzylinder 10 ausgefahren und der Ausleger 6 angehoben. Bei Zuführung von Arbeitsöl zur stangenseitigen Ölkammer 40B des Auslegerzylinders 10 wird der Auslegerzylinder 10 eingefahren und der Ausleger 6 abgesenkt.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der Stiel 7 abgesenkt (führt einen Aushubvorgang durch), wenn der Stielzylinder 11 ausgefahren wird, und der Stiel 7 wird angehoben (führt einen Abladevorgang durch), wenn der Stielzylinder 11 eingefahren wird. Wenn also das Arbeitsöl in die kappenseitige Ölkammer 40A des Stielzylinders 11 geleitet wird, wird der Stielzylinder 11 ausgefahren und der Stiel 7 abgesenkt. Wenn das Arbeitsöl in die stangenseitige Ölkammer 40B des Stielzylinders 11 geleitet wird, wird der Stielzylinder 11 eingefahren und der Stiel 7 angehoben.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der Löffel 8 abgesenkt (führt einen Aushubvorgang durch) wenn der Löffelzylinder 12 ausgefahren wird, und der Löffel 8 wird angehoben (führt einen Abladevorgang durch) wenn der Löffelzylinder 12 eingefahren wird. Wenn das Arbeitsöl also in die kappenseitige Ölkammer 40A des Löffelzylinders 12 geleitet wird, wird der Löffelzylinder 12 ausgefahren und der Löffel 8 abgesenkt. Wenn das Arbeitsöl in die stangenseitige Ölkammer 40B des Löffelzylinders 12 geleitet wird, wird der Löffelzylinder 12 eingefahren und der Löffel 8 angehoben.
Das Steuerventil 27 stellt den Vorsteuerdruck auf der Basis des Steuersignals (Strom) aus der Arbeitsgerätsteuerung 26 ein. Das Steuerventil 27 ist ein elektromagnetisches Proportionalsteuerventil und wird auf der Basis des Steuersignals aus der Arbeitsgerätsteuerung 26 gesteuert. Das Steuerventil 27 umfasst ein Steuerventil 27B, das geeignet ist für die Einstellung des Vorsteuerdrucks des Vorsteueröls, das der ersten Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerungsventils 64 zugeführt wird, um die Arbeitsölmenge einzustellen, die der kappenseitigen Ölkammer 40A über das Richtungssteuerungsventil 64 zugeführt wird, und ein Steuerventil 27A, das geeignet ist für die Einstellung des Vorsteuerdrucks des Vorsteueröls, das der zweiten Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerungsventils 64 zugeführt wird, um die Arbeitsölmenge einzustellen, die der stangenseitigen Ölkammer 40B über das Richtungssteuerungsventil 64 zugeführt wird.
Die Drucksensoren 66 und 67, die den Vorsteuerdruck detektieren, sind beidseitig an dem Steuerventil 27 vorgesehen. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Drucksensor 66 in dem Vorsteuerölkanal 451 zwischen der Betätigungsvorrichtung 25 und dem Steuerventil 27 angeordnet. Der Drucksensor 67 ist in dem Vorsteuerölkanal 452 zwischen dem Steuerventil 27 und dem Richtungssteuerungsventil 64 angeordnet. Der Drucksensor 66 ist geeignet für die Detektion des Vorsteuerdrucks vor dessen Einstellung durch das Steuerventil 27. Der Drucksensor 67 ist geeignet für die Detektion des durch das Steuerventil 27 eingestellten Vorsteuerdrucks. Der Drucksensor 66 ist geeignet für die Detektion des durch die Betätigung der Betätigungsvorrichtung 25 einzustellenden Vorsteuerdrucks. Obwohl das in den Figuren nicht dargestellt ist, werden die Detektionsergebnisse der Drucksensoren 66 und 67 an die Arbeitsgerätsteuerung 26 ausgegeben.
In der folgenden Beschreibung wird das Steuerventil 27, das für die Einstellung des Vorsteuerdrucks des Vorsteueröls zu dem Richtungssteuerungsventil 640 geeignet ist, über welches das Arbeitsöl dem Auslegerzylinder 10 zugeführt wird, zutreffend als Ausleger-Druckminderungsventil 270 bezeichnet. Darüber hinaus wird von den Ausleger-Druckminderungsventilen 270 ein Druckminderungsventil (entsprechend dem Druckminderungsventil 27A) zutreffend als Ausleger-Druckminderungsventil 270A und das andere Druckminderungsventil (entsprechend dem Druckminderungsventil 27B) zutreffend als Ausleger-Druckminderungsventil 270B bezeichnet. Das Ausleger-Druckminderungsventil 270 (270A und 270B) ist in dem Ausleger-Arbeitsölkanal angeordnet.
In der folgenden Beschreibung wird das Steuerventil 27, das für die Einstellung des Vorsteuerdrucks des Vorsteueröls zu dem Richtungssteuerungsventil 641 geeignet ist, über welches das Arbeitsöl dem Stielzylinder 11 zugeführt wird, zutreffend als Stiel-Druckminderungsventil 271 bezeichnet. Darüber hinaus wird von den Stiel-Druckminderungsventilen 271 ein Druckminderungsventil (entsprechend dem Druckminderungsventil 27A) zutreffend als Stiel-Druckminderungsventil 271A und das andere Druckminderungsventil (entsprechend dem Druckminderungsventil 27B) zutreffend als Stiel-Druckminderungsventil 271B bezeichnet. Das Stiel-Druckminderungsventil 271 (271A und 271B) ist in dem Stiel-Arbeitsölkanal angeordnet.
In der folgenden Beschreibung wird das Steuerventil 27, das für die Einstellung des Vorsteuerdrucks des Vorsteueröls zu dem Richtungssteuerungsventil 642 geeignet ist, über welches das Arbeitsöl dem Löffelzylinder 12 zugeführt wird, zutreffend als Löffel-Druckminderungsventil 272 bezeichnet. Darüber hinaus wird von den Löffel-Druckminderungsventilen 272 ein Druckminderungsventil (entsprechend dem Druckminderungsventil 27A) zutreffend als Löffel-Druckminderungsventil 272A und das andere Druckminderungsventil (entsprechend dem Druckminderungsventil 27B) zutreffend als Löffel-Druckminderungsventil 272B bezeichnet. Das Löffel-Druckminderungsventil 272 (272A und 272B) ist in dem Löffel-Arbeitsölkanal angeordnet.
[Drucksensor]
In der folgenden Beschreibung wird der Drucksensor 66, der den Vorsteuerdruck des Vorsteuerölkanals 451 detektiert, der mit dem Richtungssteuerungsventil 640 verbunden ist, über welches Betriebsöl zu dem Auslegerzylinder 10 geleitet wird, zutreffend als Auslegerdrucksensor 660 bezeichnet, und der Drucksensor 67, der den Vorsteuerdruck des Vorsteuerölkanals 452 detektiert, der mit dem Richtungssteuerungsventil 640 verbunden ist, wird zutreffend als Auslegerdrucksensor 670 bezeichnet.
Darüber hinaus wird in der folgenden Beschreibung der Ausleger-Drucksensor 660, der in dem Ausleger-Betätigungsölkanal 4510A angeordnet ist, zutreffend als Ausleger-Drucksensor 660A bezeichnet, und der Ausleger-Drucksensor 660, der in dem Ausleger-Betätigungsölkanal 4510B angeordnet ist, wird zutreffend als Ausleger-Drucksensor 660B bezeichnet. Weiterhin wird der Ausleger-Drucksensor 670, der in dem Ausleger-Einstellungsölkanal 4520A angeordnet ist, zutreffend als Ausleger-Drucksensor 670A bezeichnet, und der Ausleger-Drucksensor 670, der in dem Ausleger-Einstellungsölkanal 4520B angeordnet ist, wird zutreffend als Ausleger-Drucksensor 670B bezeichnet.
In der folgenden Beschreibung wird der Ausleger-Drucksensor 66, der den Vorsteuerdruck des Vorsteuerölkanals 451 detektiert, der mit dem Richtungssteuerungsventil 641 verbunden ist, über welches Arbeitsöl zu dem Stielzylinder 11 geleitet wird, zutreffend als Stiel-Drucksensor 661 bezeichnet, und der Drucksensor 67, der den Vorsteuerdruck des Vorsteuerölkanals 452 detektiert, der mit dem Richtungssteuerungsventil 641 verbunden ist, wird zutreffend als Stiel-Drucksensor 671 bezeichnet.
Darüber hinaus wird in der folgenden Beschreibung der Stiel-Drucksensor 661, der in dem Stiel-Betätigungsölkanal 4511A angeordnet ist, zutreffend als Stiel-Drucksensor 661A bezeichnet, und der Stiel-Drucksensor 661, der in dem Stiel-Betätigungsölkanal 4511B angeordnet ist, wird zutreffend als Stiel-Drucksensor 661B bezeichnet. Ferner wird der Stiel-Drucksensor 671, der in dem Stiel-Einstellungsölkanal 4521A angeordnet ist, zutreffend als Stiel-Drucksensor 671A bezeichnet, und der Stiel-Drucksensor 671, der in dem Stiel-Einstellungsölkanal 4521B angeordnet ist, wird zutreffend als Stiel-Drucksensor 671B bezeichnet.
In der folgenden Beschreibung wird der Drucksensor 66, der den Vorsteuerdruck des Vorsteuerölkanals 451 detektiert, der mit dem Richtungssteuerungsventil 642 verbunden ist, über welches Arbeitsöl in den Löffelzylinder 12 geleitet wird, zutreffend als Löffel-Drucksensor 662 bezeichnet, und der Drucksensor 67, der den Vorsteuerdruck des Vorsteuerölkanals 452 detektiert, der mit dem Richtungssteuerungsventil 642 verbunden ist, wird zutreffend als Löffel-Drucksensor 672 bezeichnet.
Darüber hinaus wird in der folgenden Beschreibung der Löffel-Drucksensor 662, der in dem Löffel-Betätigungsölkanal 4512A angeordnet ist, zutreffend als Löffel-Drucksensor 662A bezeichnet, und der Löffel-Drucksensor 662, der in dem Löffel-Betätigungsölkanal 4512B angeordnet ist, wird zutreffend als Löffel-Drucksensor 662B bezeichnet. Ferner wird der Löffel-Drucksensor 672, der in dem Löffel-Einstellungsölkanal 4522A angeordnet ist, zutreffend als Löffel-Drucksensor 672A bezeichnet, und der Löffel-Drucksensor 672, der in dem Löffel-Einstellungsölkanal 4522B angeordnet ist, wird zutreffend als Löffel-Drucksensor 672B bezeichnet.
[Steuerventil]
Wenn die Aushubbegrenzungssteuerung nicht durchgeführt wird, steuert die Arbeitsgerätsteuerung 26 das Steuerventil 27 zum Öffnen (vollständigen Öffnen) des Vorsteuerölkanals 450 an. Wenn der Vorsteuerölkanal 450 öffnet, gleicht sich der Vorsteuerdruck des Vorsteuerölkanals 451 dem Vorsteuerdruck des Vorsteuerölkanals 452 an. In dem Zustand, in dem der Vorsteuerölkanal 450 durch das Steuerventil 27 geöffnet wird, wird der Vorsteuerdruck auf der Basis des Betätigungsbetrags der Betätigungsvorrichtung 25 eingestellt.
Wenn der Vorsteuerölkanal 450 durch das Steuerventil 27 vollständig geöffnet wird, ist der auf den Drucksensor 66 wirkende Vorsteuerdruck gleich dem Vorsteuerdruck, der auf den Drucksensor 67 wirkt. Wenn sich der Öffnungsgrad des Steuerventils 27 verkleinert, unterscheidet sich der auf den Drucksensor 66 wirkende Vorsteuerdruck von dem auf den Drucksensor 67 wirkenden Vorsteuerdruck.
Wenn die Aushubbegrenzungssteuerung durchgeführt und die Arbeitsgerätsteuerung 26 durch das Arbeitsgerät 2 gesteuert wird, gibt die Arbeitsgerätsteuerung 26 das Steuersignal an das Steuerventil 27 aus. Der Vorsteuerölkanal 451 hat zum Beispiel durch die Wirkung eines Vorsteuer-Entlastungsventils einen vorgegebenen Druck (Vorsteuerdruck). Wenn das Steuersignal von der Arbeitsgerätsteuerung 26 an das Steuerventil 27 ausgegeben wird, arbeitet das Steuerventil 27 auf der Basis des Steuersignals. Das Vorsteueröl des Vorsteuerölkanals 451 wird dem Vorsteuerölkanal 452 über das Steuerventil 27 zugeführt. Der Vorsteuerdruck des Vorsteuerölkanals 452 wird durch das Steuerventil 27 eingestellt (gemindert). Der Vorsteuerdruck des Vorsteuerölkanals 452 wirkt auf das Richtungssteuerungsventil 64. Dadurch arbeitet das Richtungssteuerungsventil 64 auf der Basis des durch das Steuerventil 27 gesteuerten Vorsteuerdrucks. In der vorliegenden Ausführungsform detektiert der Drucksensor 66 den Vorsteuerdruck vor dessen Einstellung durch das Steuerventil 27. Der Drucksensor 67 detektiert den Vorsteuerdruck nach dessen Einstellung durch das Steuerventil 27.
Wenn das Vorsteueröl, dessen Druck durch das Druckminderungsventil 27A einer Einstellung unterzogen wurde, dem Richtungssteuerungsventil 64 zugeführt wird, bewegt sich der Schieber bezogen auf die axiale Richtung zu einer Seite. Wenn das Vorsteueröl, dessen Druck durch das Druckminderungsventil 27B einer Einstellung unterzogen wurde, dem Richtungssteuerungsventil 64 zugeführt wird, bewegt sich der Schieber bezogen auf die axiale Richtung zur anderen Seite. Auf diese Weise erfolgt die Einstellung des Schiebers bezogen auf die axiale Richtung.
Zum Beispiel kann die Arbeitsgerätsteuerung 26 den Vorsteuerdruck zu dem Richtungssteuerungsventil 640, das mit dem Auslegerzylinder 10 verbunden ist, durch die Ausgabe des Steuersignals an mindestens eines der Ausleger-Druckminderungsventile 270A und 270B einstellen.
Darüber hinaus kann die Arbeitsgerätsteuerung 26 den Vorsteuerdruck zu dem Richtungssteuerungsventil 641, das mit dem Stielzylinder 11 verbunden ist, durch die Ausgabe des Steuersignals an mindestens eines der Stiel-Druckminderungsventile 271A und 271B einstellen.
Darüber hinaus kann die Arbeitsgerätsteuerung 26 den Vorsteuerdruck zu dem Richtungssteuerungsventil 642, das mit dem Löffelzylinder 12 verbunden ist, durch die Ausgabe des Steuersignals an mindestens eines der Löffel-Druckminderungsventile 272A und 272B einstellen.
Die Arbeitsgerätsteuerung 26 begrenzt die Geschwindigkeit des Auslegers 6 auf der Basis der Ziel-Abtragungsgeländeform U, die die Entwurfsgeländeform angibt, welche eine Zielgestalt eines Erdbearbeitungsobjekts ist, und auf der Basis der Löffelpositionsdaten (Schneidkantenpositionsdaten S), die die Position des Löffels 8 angeben, so dass eine Geschwindigkeit, mit der sich der Löffel 8 der Ziel-Abtragungsgeländeform U nähert, in Abhängigkeit von der Entfernung d zwischen der Ziel-Abtragungsgeländeform U und dem Löffel verringert. Die Arbeitsgerätsteuerung 26 enthält eine Ausleger-Interventionseinheit, die ein Steuersignal zum Begrenzen der Geschwindigkeit des Auslegers 6 ausgibt. Wenn das Arbeitsgerät 2 in der vorliegenden Ausführungsform auf der Basis der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 25 angesteuert wird, wird die Bewegung des Auslegers 6 auf der Basis des von der Ausleger-Interventionseinheit der Arbeitsgerätsteuerung 26 ausgegebenen Steuersignals derart gesteuert (Interventionssteuerung), dass die Schneidkante 8a des Löffels 8 nicht in die Ziel-Abtragungsgeländeform U hineingräbt. Wenn der Löffel 8 einen Aushub durchführt, wird das Anheben des Auslegers 6 durch die Arbeitsgerätsteuerung 26 derart durchgeführt, dass die Schneidkante 8a nicht in die Ziel-Abtragungsgeländeform U hineingräbt.
[Interventionsventil während der Interventionssteuerung]
In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Vorsteuerölkanal 502 mit dem Steuerventil 27C verbunden, das auf der Basis eines von der Arbeitsgerätsteuerung 26 ausgegebenen Interventions-Steuersignals arbeitet, um eine Interventionssteuerung durchzuführen. Bei der Interventionssteuerung fließt das Vorsteueröl, dessen Druck (Vorsteuerdruck) einer Einstellung unterzogen wurde, durch den Vorsteuerölkanal 502. Das Steuerventil 27C ist mit dem Vorsteuerölkanal 501 verbunden und ist geeignet für die Einstellung des Vorsteuerdrucks des Vorsteueröls aus dem Vorsteuerölkanal 501.
In der folgenden Beschreibung wird der Vorsteuerölkanal 50, durch den das Vorsteueröl fließt, dessen Druck während der Interventionssteuerung einer Einstellung unterzogen wird, zutreffend als Interventionskanal 501 und 502 bezeichnet, und das Steuerventil 27C, das mit dem Interventionskanal 501 verbunden ist, wird zutreffend als Interventionsventil 27C bezeichnet.
Das Vorsteueröl, das dem Richtungssteuerungsventil 640 zugeführt wird, welches mit dem Auslegerzylinder 10 verbunden ist, fließt durch den Interventions-Ölkanal 501. Der Interventions-Ölkanal 502 ist mit dem Ausleger-Betätigungsölkanal 4510B und mit dem Ausleger-Einstellungsölkanal 4520B verbunden, der über das Wechselventil 51 mit dem Richtungssteuerungsventil 640 verbunden ist.
Das Wechselventil 51 hat zwei Einlassöffnungen und eine Auslassöffnung. Die eine Einlassöffnung ist mit dem Interventions-Ölkanal 502 verbunden. Die andere Einlassöffnung ist mit dem Ausleger-Betätigungsölkanal 4510B verbunden. Die Auslassöffnung ist mit dem Ausleger-Einstellungsölkanal 4520B verbunden. Das Wechselventil 51 verbindet von dem Interventions-Ölkanal 502 und dem Ausleger-Betätigungsölkanal 4510B denjenigen mit dem höheren Vorsteuerdruck mit dem Ausleger-Einstellungsölkanal 4520B. Wenn zum Beispiel der Vorsteuerdruck des Interventions-Ölkanals 502 höher ist als der Vorsteuerdruck des Ausleger-Betätigungsölkanals 4510B, arbeitet das Wechselventil 51 dahingehend, dass der Interventions-Ölkanal 501 und der Ausleger-Einstellungsölkanal 4520B verbunden und der Ausleger-Betätigungsölkanal 4510B und der Ausleger-Einstellungsölkanal 4520B nicht verbunden werden. Dadurch wird das Vorsteueröl des Interventions-Ölkanals 502 über das Wechselventil 51 dem Ausleger-Einstellungsölkanal 4520B zugeführt. Wenn der Vorsteuerdruck des Ausleger-Betätigungsölkanals 4510B höher ist als Vorsteuerdruck des Interventions-Ölkanals 502, wird das Wechselventil 51 dahingehend betätigt, dass der Ausleger-Betätigungsölkanal 4510B und der Ausleger-Einstellungsölkanal 4520B verbunden und der Interventions-Ölkanal 502 und der Ausleger-Einstellungsölkanal 4520B nicht verbunden werden. Dadurch wird das Vorsteueröl des Ausleger-Betätigungsölkanals 4510B über das Wechselventil 51 dem Ausleger-Einstellungsölkanal 4520B zugeführt.
Ein Drucksensor 68, der den Vorsteuerdruck des Vorsteueröls des Interventions-Ölkanals 501 detektiert, ist in dem Interventions-Ölkanal 501 vorgesehen. Der Interventions-Ölkanal 501 enthält einen Interventions-Ölkanal 501, durch welchen das Vorsteueröl fließt, bevor dieses das Steuerventil 27C passiert, und einen Interventions-Ölkanal 502, durch welchen das Vorsteueröl fließt, nachdem dieses das Steuerventil 27C passiert hat. Das Interventionsventil 27C wird gesteuert auf der Basis des Steuersignals, das von der Arbeitsgerätsteuerung 26 ausgegeben wird, um die Interventionssteuerung durchzuführen.
Wenn eine Interventionssteuerung nicht durchgeführt wird, gibt die Arbeitsgerätsteuerung 26 das Steuersignal an das Steuerventil 27 nicht aus, so dass das Richtungssteuerungsventil 64 auf der Basis des Vorsteuerdrucks angesteuert wird, der durch die Betätigung der Betätigungsvorrichtung 25 eingestellt wurde. Zum Beispiel öffnet die Arbeitsgerätsteuerung 26 den Ausleger-Betätigungsölkanal 4510B durch das Ausleger-Druckminderungsventil 270B (vollständig) und schließt auch den Interventions-Ölkanal 501 durch das Interventionsventil 27C, so dass das Richtungssteuerungsventil 640 auf der Basis des durch die Betätigung der Betätigungsvorrichtung 25 eingestellten Vorsteuerdrucks angesteuert wird.
Wenn die Interventionssteuerung durchgeführt wird, steuert die Arbeitsgerätsteuerung 26 jedes Steuerventil 27 derart, dass das Richtungssteuerungsventil 64 auf der Basis des durch das Interventionsventil 27C eingestellten Drucks angesteuert wird. Wenn zum Beispiel die Interventionssteuerung zum Begrenzen der Bewegung des Auslegers 6 durchgeführt wird, steuert die Arbeitsgerätsteuerung 26 das Interventionsventil 27C derart, dass der Vorsteuerdruck des Interventions-Ölkanals 501, der durch das Interventionsventil 27C eingestellt wird, höher ist als der Vorsteuerdruck des Ausleger-Betätigungsölkanals 4510B, der durch die Betätigungsvorrichtung 25 eingestellt wurde. Auf diese Weise wird das Vorsteueröl aus dem Interventionsventil 27C über das Wechselventil 51 durch den Interventions-Ölkanal 502 zu dem Richtungssteuerungsventil 640 geleitet.
Wenn der Ausleger 6 durch die Betätigungsvorrichtung 25 mit hoher Geschwindigkeit angehoben wird, so dass der Löffel 8 nicht in die Ziel-Abtragungsgeländeform U hineingräbt, wird die Interventionssteuerung nicht durchgeführt. Wenn die Betätigungsvorrichtung 25 derart betätigt wird, dass der Ausleger 6 mit hoher Geschwindigkeit angehoben wird und der Vorsteuerdruck auf der Basis des Betätigungsbetrags der Betätigungsvorrichtung 25 eingestellt wird, wird der durch die Betätigungsvorrichtung 25 einzustellende Vorsteuerdruck des Ausleger-Betätigungsölkanals 4510B höher als der durch das Interventionsventil 27C einzustellende Vorsteuerdruck des Interventions-Ölkanals 502. Dadurch wird das Vorsteueröl des Ausleger-Betätigungsölkanals 4510B, dessen Vorsteuerdruck einer Einstellung durch die Betätigung der Betätigungsvorrichtung 25 unterzogen wurde, über das Wechselventil 51 zu dem Richtungssteuerungsventil 640 geleitet.
Der Einfachheit halber wird in der folgenden Beschreibung das Öffnen des Vorsteuerölkanals 450 mit der Betätigung des Steuerventils 27 als Öffnen des Steuerventils 27 (Überführen des Steuerventils 27 in einen geöffneten Zustand) bezeichnet, und das Schließen des Vorsteuerölkanals 450 mit der Betätigung des Steuerventils 27 wird als Schließen des Steuerventils 27 (Überführen des Steuerventils 27 in den geschlossenen Zustand) bezeichnet. Es ist zu beachten, dass der offene Zustand des Steuerventils 27 sowohl einen leicht geöffneten Zustand als auch ein vollständig geöffneten Zustand einschließt. Das heißt, der offene Zustand des Steuerventils 27 schließt Zustände außer dem geschlossenen Zustand des Steuerventils 27 ein. Wenn das Steuerventil 27 öffnet, tritt der Vorsteuerölkanal 450 in einen dekomprimierten Zustand ein.
Zum Beispiel wird das Öffnen des Interventions-Ölkanals 501 mit der Betätigung des Interventionsventils 27C der Einfachheit halber als Öffnen des Interventionsventils 27C bezeichnet, und das Schließen des Interventions-Ölkanals 501 mit der Betätigung des Interventionsventils 27C wird der Einfachheit halber als Schließen des Interventionsventils 27C bezeichnet.
Ähnlich wird das Öffnen des Ausleger-Betätigungsölkanals 4510A mit der Betätigung des Ausleger-Druckminderungsventils 270A (Überführen des Ausleger-Betätigungsölkanals 4510A und des Ausleger-Einstellungsölkanals 4520A in einen verbundenen Zustand) der Einfachheit halber als Öffnen des Ausleger-Druckminderungsventils 270A bezeichnet, und das Schließen des Ausleger-Betätigungsölkanals 4510A mit der Betätigung des Ausleger-Druckminderungsventils 270A (Überführen des Ausleger-Betätigungsölkanals 4510A und des Ausleger-Einstellungsölkanals 4520A in einen unverbundenen Zustand) wird der Einfachheit halber als Schließen des Ausleger-Druckminderungsventils 270A bezeichnet. Außerdem wird das Öffnen des Ausleger-Betätigungsölkanals 4510B mit der Betätigung des Ausleger-Druckminderungsventils 270B (Überführen des Ausleger-Betätigungsölkanals 4510B und des Ausleger-Einstellungsölkanals 4520B in einen verbundenen Zustand) der Einfachheit halber als Öffnen des Ausleger-Druckminderungsventils 270B bezeichnet, und das Schließen des Ausleger-Betätigungsölkanals 4510B mit der Betätigung des Ausleger-Druckminderungsventils 270B (Überführen des Ausleger-Betätigungsölkanals 4510B und des Ausleger-Einstellungsölkanals 4520B in einen unverbundenen Zustand) wird der Einfachheit halber als Schließen des Ausleger-Druckminderungsventils 270B bezeichnet.
Ähnlich wird das Öffnen des Stiel-Betätigungsölkanals 4511A mit der Betätigung des Stiel-Druckminderungsventils 271A (Überführen des Stiel-Betätigungsölkanals 4511A und des Stiel-Einstellungsölkanals 4521A in einen verbundenen Zustand) der Einfachheit halber als Öffnen des Stiel-Druckminderungsventils 271A bezeichnet, und das Schließen des Stiel-Betätigungsölkanals 4511A mit der Betätigung des Stiel-Druckminderungsventils 271A (Überführen des Stiel-Betätigungsölkanals 4511A und des Stiel-Einstellungsölkanals 4521A in einen unverbundenen Zustand) wird der Einfachheit halber als Schließen des Stiel-Druckminderungsventils 271B bezeichnet. Außerdem wird das Öffnen des Stiel-Betätigungsölkanals 4511B mit der Betätigung des Stiel- Druckminderungsventils 271B (Überführen des Stiel-Betätigungsölkanals 4511B und des Stiel-Einstellungsölkanals 4521B in einen verbundenen Zustand) der Einfachheit halber als Öffnen des Stiel-Druckminderungsventils 271B bezeichnet, und das Schließen des Stiel-Betätigungsölkanals 4511B mit der Betätigung des Stiel-Druckminderungsventils 271B (Überführen des Stiel-Betätigungsölkanals 4511B und des Stiel-Einstellungsölkanals 4521B in einen unverbundenen Zustand) wird der Einfachheit halber als Schließen des Stiel-Druckminderungsventils 271B bezeichnet.
Ähnlich wird das Öffnen des Löffel-Betätigungsölkanals 4512A mit der Betätigung des Stiel-Druckminderungsventils 272A (Überführen des Löffel-Betätigungsölkanals 4512A und des Löffel-Einstellungsölkanals 4522A in einen verbundenen Zustand) der Einfachheit halber als Öffnen des Löffel-Druckminderungsventils 272A bezeichnet, und das Schließen des Löffel-Betätigungsölkanals 4512A mit der Betätigung des Löffel-Druckminderungsventils 272A (Überführen des Löffel-Betätigungsölkanals 4512A und des Löffel-Einstellungsölkanals 4522A in einen unverbundenen Zustand) wird der Einfachheit halber als Schließen des Löffel-Druckminderungsventils 272A bezeichnet. Außerdem wird das Öffnen des Löffel-Betätigungsölkanals 4512B mit der Betätigung des Löffel-Druckminderungsventils 272B (Überführen des Löffel-Betätigungsölkanals 4512B und des Löffel-Einstellungsölkanals 4522B in einen verbundenen Zustand) der Einfachheit halber als Öffnen des Löffel-Druckminderungsventils 272B bezeichnet, und das Schließen des Löffel-Betätigungsölkanals 4512B mit der Betätigung des Löffel-Druckminderungsventils 272B (Überführen des Löffel-Betätigungsölkanals 4512B und des Löffel-Einstellungsölkanals 4522B in einen unverbundenen Zustand) wird der Einfachheit halber als Schließen des Löffel-Druckminderungsventils 272B bezeichnet.
Das Druckminderungsventil 27A und das Druckminderungsventil 28B werden zum Beispiel während der Stoppsteuerung des Stoppens des Arbeitsgeräts 2 verwendet. Zum Beispiel wird das Ausleger-Druckminderungsventil 270A geschlossen, wenn die Absenkbewegung des Auslegers 6 stoppt. Dadurch führt der Ausleger 6 die Absenkbewegung nicht aus, auch wenn die Betätigungsvorrichtung 25 betätigt wird. Ähnlich wird das Stiel-Druckminderungsventil 271B geschlossen, wenn die Absenkbewegung des Stiels 7 stoppt. Das Löffel-Druckminderungsventil 272B wird geschlossen, wenn die Absenkbewegung des Löffels 8 stoppt. Das Ausleger-Druckminderungsventil 270B wird geschlossen, wenn die Anhebebewegung des Auslegers 6 stoppt. Das Stiel-Druckminderungsventil 271A wird geschlossen, wenn die Anhebebewegung des Stiels 7 stoppt. Das Löffel-Druckminderungsventil 272A wird geschlossen, wenn die Anhebebewegung des Löffels 8 stoppt.
In der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht der Auslegerzylinder 10 dem Ausleger 6 die Durchführung der Absenkbewegung durch eine Betätigung in einer ersten Betätigungsrichtung (zum Beispiel in einer Einfahrrichtung) und ermöglicht dem Ausleger 6 die Durchführung der Anhebebewegung durch eine Betätigung in einer zweiten Betätigungsrichtung (zum Beispiel in einer Ausfahrrichtung), die zur ersten Betätigungsrichtung entgegengesetzt ist.
In der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht der Stielzylinder 11 dem Stiel 7 die Durchführung der Anhebebewegung durch eine Betätigung in einer ersten Betätigungsrichtung (zum Beispiel in einer Einfahrrichtung) und ermöglicht dem Stiel 7 die Durchführung der Absenkbewegung durch eine Betätigung in einer zweiten Betätigungsrichtung (zum Beispiel in einer Ausfahrrichtung), die zur ersten Betätigungsrichtung entgegengesetzt ist.
In der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht der Löffelzylinder 12 dem Löffel die Durchführung der Abladebewegung durch eine Betätigung in einer ersten Betätigungsrichtung (zum Beispiel in einer Einfahrrichtung) und ermöglicht dem Löffel die Durchführung der Aushubbewegung durch eine Betätigung in einer zweiten Betätigungsrichtung (zum Beispiel in einer Ausfahrrichtung), die zur ersten Betätigungsrichtung entgegengesetzt ist.
Die Ausleger-Betätigungsölkanäle 4510A und 4510B und die Ausleger-Einstellungsölkanäle 4520A und 4520B sind derart angeordnet, dass sie mit dem Richtungssteuerungsventil 640 verbunden werden. Das Vorsteueröl zum Bewegen des Schiebers 80 des Richtungssteuerungsventils 640, um eine Betätigung des Auslegerzylinders 10 in der ersten Betätigungsrichtung zu ermöglichen, fließt durch den Ausleger-Betätigungsölkanal 4510A und den Ausleger-Einstellungsölkanal 4520A. Das Vorsteueröl zum Bewegen des Schiebers 80 des Richtungssteuerungsventils 640, um eine Betätigung des Auslegerzylinders 10 in der zweiten Betätigungsrichtung zu ermöglichen, fließt durch den Ausleger-Betätigungsölkanal 4510B und den Ausleger-Einstellungsölkanal 4520B.
Die Stiel-Betätigungsölkanäle 4511A und 4511B und die Stiel-Einstellungsölkanäle 4521A und 4521B sind derart angeordnet, dass sie mit dem Richtungssteuerungsventil 641 verbunden werden. Das Vorsteueröl zum Bewegen des Schiebers 80 des Richtungssteuerungsventils 641, um eine Betätigung des Stielzylinders 11 in der ersten Betätigungsrichtung zu ermöglichen, fließt durch den Stiel-Betätigungsölkanal 4511A und den Stiel-Einstellungsölkanal 4521A. Das Vorsteueröl zum Bewegen des Schiebers 80 des Richtungssteuerungsventils 641, um eine Betätigung des Stielzylinders 11 in der zweiten Betätigungsrichtung zu ermöglichen, fließt durch den Stiel-Betätigungsölkanal 4511B und den Stiel-Einstellungsölkanal 4521B.
Die Löffel-Betätigungsölkanäle 4512A und 4512B und die Löffel-Einstellungsölkanäle 4522A und 4522B sind derart angeordnet, dass sie mit dem Richtungssteuerungsventil 642 verbunden werden. Das Vorsteueröl zum Bewegen des Schiebers 80 des Richtungssteuerungsventils 642, um eine Betätigung des Löffelzylinders 12 in der ersten Betätigungsrichtung zu ermöglichen, fließt durch den Löffel-Betätigungsölkanal 4512A und den Löffel-Einstellungsölkanal 4522A. Das Vorsteueröl zum Bewegen des Schiebers 80 des Richtungssteuerungsventils 642, um eine Betätigung des Löffelzylinders 12 in der zweiten Betätigungsrichtung zu ermöglichen, fließt durch den Löffel-Betätigungsölkanal 4512B und den Löffel-Einstellungsölkanal 4522B.
Das Ausleger-Druckminderungsventil 270A ist in den Vorsteuerölkanälen (4510A und 4520A) angeordnet, durch welche das Vorsteueröl fließt, um dem Auslegerzylinder 10 eine Betätigung in der ersten Betätigungsrichtung (dem Ausleger 6 die Durchführung einer Absenkbewegung) zu ermöglichen. Das Ausleger-Druckminderungsventil 270A wird entspannt, indem das Druckminderungsventil auf eine Begrenzung der Auslegerbetätigung eingestellt wird.
Das Ausleger-Druckminderungsventil 270B ist in den Vorsteuerölkanälen (4510B und 4520B) angeordnet, durch welche das Vorsteueröl fließt, um dem Auslegerzylinder 10 eine Betätigung in der zweiten Betätigungsrichtung (dem Ausleger 6 die Durchführung einer Anhebebewegung) zu ermöglichen. Das Ausleger-Druckminderungsventil 270B hat eine Funktion zum Sperren der Vorsteuerölkanäle.
Das Stiel-Druckminderungsventil 271A ist in den Vorsteuerölkanälen (4511A und 4521A) angeordnet, durch welche das Vorsteueröl fließt, um dem Stielzylinder 11 eine Betätigung in der ersten Betätigungsrichtung (dem Stiel 7 die Durchführung einer Anhebebewegung) zu ermöglichen. Das Stiel-Druckminderungsventil 271A ist geeignet für die Einstellung des Vorsteuerdrucks zum Begrenzen der Betätigung des Stiels 7.
Das Stiel-Druckminderungsventil 271B ist in den Vorsteuerölkanälen (4511B und 4521B) angeordnet, durch welche das Vorsteueröl fließt, um dem Stielzylinder 11 eine Betätigung in der zweiten Betätigungsrichtung (dem Stiel 7 die Durchführung einer Absenkbewegung) zu ermöglichen. Das Stiel-Druckminderungsventil 271B ist geeignet für die Einstellung des Vorsteuerdrucks zum Ermöglichen der Absenkbewegung (der Aushubbewegung) des Stiels 7.
Das Löffel-Druckminderungsventil 272A ist in den Vorsteuerölkanälen (4512A und 4522A) angeordnet, durch welche das Vorsteueröl fließt, um dem Löffelzylinder 12 eine Betätigung in der ersten Betätigungsrichtung (dem Löffel 8 die Durchführung der Anhebebewegung) zu ermöglichen. Das Löffel-Druckminderungsventil 272A ist geeignet für die Einstellung des Vorsteuerdrucks zum Ermöglichen einer Anhebebewegung (Abladebewegung) des Löffels 8.
Das Löffel-Druckminderungsventil 272B ist in den Vorsteuerölkanälen (4512B und 4522B) angeordnet, durch welche das Vorsteueröl fließt, um dem Löffelzylinder 12 eine Betätigung in der zweiten Betätigungsrichtung (dem Löffel 8 die Durchführung der Absenkbewegung) zu ermöglichen. Das Löffel-Druckminderungsventil 272B ist geeignet für die Einstellung des Vorsteuerdrucks zum Ermöglichen der Absenkbewegung (der Aushubbewegung) des Löffels 8.
[Steuersystem]
23 zeigt schematisch ein Beispiel einer Betätigung des Arbeitsgeräts 2, wenn die Aushubbegrenzungssteuerung durchgeführt wird. Wie vorstehend beschrieben, umfasst das hydraulische Steuersystem 300 den Auslegerzylinder 10 für die Ansteuerung des Auslegers 6, den Stielzylinder 11 für die Ansteuerung des Stiels 7 und den Löffelzylinder 12 für die Ansteuerung des Löffels 8.
Wie in 23 dargestellt ist, arbeitet das Hydrauliksystem 300 bei Durchführung des Aushubs entsprechend der Betätigung des Stiel 7 in einer solchen Weise, dass der Ausleger 6 angehoben und der Stiel 7 abgesenkt wird. Bei der Aushubbegrenzungssteuerung wird die Interventionssteuerung, die die Anhebebewegung des Auslegers 6 einschließt, derart durchgeführt, dass der Löffel 8 nicht in die Ziel-Abtragungsgeländeform U hineingräbt.
Beim Aushub eines Aushubobjekts (im Gelände, im Gebirge oder dergleichen) zum Beispiel wird die Betätigungsvorrichtung 25 durch den Maschinenführer derart betätigt, dass zumindest der Stiel 7 oder zumindest der Löffel 8 abgesenkt wird. Wenn die Schneidkante 8a des Löffels 8 entsprechend der Betätigung durch den Maschinenführer in die Ziel-Abtragungsgeländeform U graben würde, führt die Arbeitsgerätsteuerung 26 eine Anhebebewegung des Ausleger 6 durch, indem das Interventionsventil 27C dahingehend gesteuert wird, dass es den Vorsteuerdruck des Interventions-Ölkanals 502 erhöht, so dass die Schneidkante 8a des Löffels 8 nicht in die Ziel-Abtragungsgeländeform U hineingräbt.
24 und 25 sind Funktionsblockdiagramme, die ein Beispiel des Steuersystems 200 gemäß vorliegender Ausführungsform zeigen. Wie in 24 und 25 dargestellt ist, umfasst das Steuersystem 200 die Arbeitsgerätsteuerung 26, die Sensorsteuereinheit 30, den Schieberhubsensor 65, den Drucksensor 66, den Drucksensor 67, den Drucksensor 68, die Mensch-Maschine-Schnittstelle 32 mit der Eingabeeinheit 321 und der Displayeinheit 322, das Druckminderungsventil 27A, das Druckminderungsventil 27B und das Interventionsventil 27C.
Die Arbeitsgerätsteuerung 26 umfasst eine Datenerfassungseinheit 26A, eine Herleitungseinheit 26B (kann auch als Ableitungseinheit bezeichnet werden), eine Steuerventil-Steuereinheit 26C, eine Arbeitsgerät-Steuereinheit 57, eine Korrektureinheit 26E, eine Aktualisierungseinheit 26F, eine Speichereinheit 26G und eine Sequenzsteuereinheit 26H. Die Herleitungseinheit 26B umfasst eine Bestimmungseinheit 26Ba und eine Recheneinheit 26Bb.
[Kalibrierverfahren]
26 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Prozesses in der Arbeitsgerätsteuerung 26 gemäß vorliegender Ausführungsform darstellt. In der vorliegenden Ausführungsform kalibriert die Arbeitsgerätsteuerung 26 mindestens einen Teil des Steuersystems 200.
Wie in 26 gezeigt ist, führt die Arbeitsgerätsteuerung 26 in der vorliegenden Ausführungsform eine Wahl eines Kalibriermodus durch (Schritt SB0), mit welchem der Hydraulikzylinder 60 kalibriert wird (Schritt SB1), die Drucksensoren 66 und 67 kalibriert werden (Schritt SB2) und das Arbeitsgerät 2 gesteuert wird (Schritt SB3). Auf der Basis eines Betätigungsbefehls über die Mensch-Maschine-Schnittstelle bzw. die Bedienoberfläche wird bestimmt, ob es sich bei dem Kalibriermodus um die Kalibrierung des Hydraulikzylinders oder um die Kalibrierung des Drucksensors handelt (Schritt SB0). Wenn in Schritt SB0 bestimmt wird, dass der Kalibriermodus die Kalibrierung des Hydraulikzylinders ist (Schritt SB0: Ja), führt der Ablauf weiter zu Schritt SB1. Wenn in Schritt SB0 bestimmt wird, dass der Kalibriermodus nicht die Kalibrierung des Hydraulikzylinders ist (Schritt SB0: Nein), führt der Ablauf weiter zu Schritt SB2.
Die Kalibrierung wird auf der Basis von 25 beschrieben. Die Kalibrierung des Hydraulikzylinders 60 umfasst die Ausgabe eines Betätigungsbefehls zum Betätigen des Hydraulikzylinders 60 und die Erfassung der Betriebscharakteristik des Hydraulikzylinders 60, wenn auf den Hydraulikzylinder 60 eine Antriebskraft auf der Basis des Betätigungsbefehls ausgeübt wird. In der vorliegenden Ausführungsform erfasst die Datenerfassungseinheit 26A der Arbeitsgerätsteuerung 26 einen Betätigungsbefehlswert und Daten über die Zylindergeschwindigkeit des Hydraulikzylinders 60, in einem Zustand, in dem der Betätigungsbefehl zum Betätigen des Hydraulikzylinders 60 ausgegeben wird. Die Herleitungseinheit 26B der Arbeitsgerätsteuerung 26 leitet die Betriebscharakteristik des Hydraulikzylinders 60 in Relation zu dem ausgegebenen Betätigungsbefehlswerts auf der Basis der durch die Datenerfassungseinheit 26A erfassten Daten her.
Vorsteueröl wird auf der Basis der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 25 in den Vorsteuerölkanal 450 geleitet. Mit der Zuführung von Vorsteueröl detektiert der Drucksensor 66 den Druck. Der durch den Drucksensor 66 detektierte Druck wird zur Arbeitsgerätsteuerung 26 übertragen und der Vorsteuerdruck durch die Arbeitsgerätsteuerung 26 ermittelt. Eine Hubänderung wird durch den Schieberhubsensor 65 detektiert und ein Schieberhub Sst zur Arbeitsgerätsteuerung 26 übertragen. Die Detektionswerte der Zylinderhubsensoren 16 bis 18 werden als Zylinderhübe L1 bis L3, die durch die Sensorsteuereinheit 30 ermittelt werden, an die Arbeitsgerätsteuerung 26 ausgegeben und die Zylindergeschwindigkeit durch die Arbeitsgerätsteuerung 26 ermittelt. Auf diese Weise erfolgt die Berechnung der Zylindergeschwindigkeit mit Bezug auf die Betätigung der Betätigungsvorrichtung 25.
Das Herleiten der Betriebscharakteristik bzw. Betriebskennlinien des Hydraulikzylinders 60 umfasst das Herleiten von ersten Korrelationsdaten, die die Relation zwischen der Zylindergeschwindigkeit des Hydraulikzylinders 60 und dem Bewegungsbetrag des Schiebers 80 des Richtungssteuerungsventils 64 angeben, von zweiten Korrelationsdaten, die die Relation zwischen dem Bewegungsbetrag des Schiebers 80 und dem durch das Steuerventil 27 gesteuerten Vorsteuerdruck angeben, und von dritten Korrelationsdaten, die die Relation zwischen dem Vorsteuerdruck und dem an das Steuerventil 27 ausgegebenen Steuersignal angeben.
Das Herleiten der Betriebscharakteristik des Hydraulikzylinders 60 umfasst ebenfalls das Herleiten der Relation zwischen der Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10 von der Vielzahl von Hydraulikzylindern 60 (dem Auslegerzylinder 10, dem Stielzylinder 11 und dem Löffelzylinder 12) und dem an das Interventionsventil 27C ausgegebenen Steuersignal. In der vorliegenden Ausführungsform arbeitet das Steuerventil 27, welches das Interventionsventil 27C enthält, mit einem Befehlsstrom, der als Befehlswert dient, aus der Arbeitsgerätsteuerung 26. Das Steuerventil 27 arbeitet, wenn es mit Strom versorgt wird. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst das Herleiten der Betriebscharakteristik des Auslegerzylinders 10 das Herleiten der Relation zwischen der Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10 und dem Stromwert, der dem Interventionsventil 27C zugeführt wird.
Die Kalibrierung der Drucksensoren 66 und 67 umfasst die Korrektur des Detektionswerts des Drucksensors 66, so dass der Detektionswert des Drucksensors 66 identisch ist mit dem Detektionswert des Drucksensors 67. In der vorliegenden Ausführungsform erfasst die Datenerfassungseinheit 26A der Arbeitsgerätsteuerung 26 Daten über den Detektionswert des Drucksensors 66 und den Detektionswert des Drucksensors 67, in einem Zustand, in dem der Vorsteuerölkanal 450 durch das Steuerventil 27 geöffnet wird. Die Korrektureinheit 26E der Arbeitsgerätsteuerung 26 korrigiert den Detektionswert des Drucksensors 66 auf der Basis der durch die Datenerfassungseinheit 26A erfassten Daten, so dass der Detektionswert des Drucksensors 66 identisch ist mit dem Detektionswert des Drucksensors 67.
Auf der Basis einer Betätigung durch den Maschinenführer gibt die Eingabeeinheit 321 der Mensch-Maschine-Schnittstelle 32 jeden Kalibrierbefehl an die Arbeitsgerätsteuerung 26 aus. Die Steuerventil-Steuereinheit 26C der Arbeitsgerätsteuerung gibt auf der Basis des Kalibrierbefehls einen Befehl zum Ansteuern jedes Arbeitsgeräts an das Steuerventil 27 (27C) aus. Das Arbeitsgerät wird auf der Basis des Befehls der Steuerventil-Steuereinheit 26C angesteuert, und die Datenerfassungseinheit 26A erfasst den Detektionswert von dem Hubsensor 65 und die Ausgabe der Zylinderhübe L1 bis L3 von der Sensorsteuereinheit 30 zu diesem Zeitpunkt. Auf der Basis der durch die Datenerfassungseinheit 26A erfassten Daten bewirkt die Herleitungseinheit 26B, dass die 26Ba eine Bestimmung bezüglich des Detektionswerts durchführt, und bewirkt, dass die Recheneinheit 26Bb die Zylindergeschwindigkeit aus dem Zylinderhub berechnet. Darüber hinaus erstellt die Herleitungseinheit 26B ein erstes bis drittes Korrelationsdiagramm mit einem durch den Drucksensor 66 erfassten Vorsteuerdruck Pppc, der von der Datenerfassungseinheit 26A erfasst wird, dem Schieberhub Sst, der durch den Schieberhubsensor 65 erfasst wird, und der Zylinderhub-Zylindergeschwindigkeit, die durch die Recheneinheit 26Bb berechnet wird.
Die ersten bis dritten Korrelationsdaten, die von der Herleitungseinheit 26B erstellt werden, werden in der Speichereinheit 26G gespeichert und durch die Aktualisierungseinheit 26F aktualisiert.
[Kalibrierverfahren des Hydraulikzylinders]
Ein Kalibrierverfahren des Hydraulikzylinders 60 wird beschrieben, wobei zunächst die Beschreibung eines Kalibrierverfahrens (Herleitung der Betriebscharakteristik) des Auslegers 10 erfolgt.
27 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Kalibrierverfahrens des Auslegerzylinders 10 gemäß vorliegender Ausführungsform darstellt. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Kalibrierung des Auslegerzylinders 10 das Herleiten der Betriebscharakteristik der Anhebebewegung des Auslegerzylinders 10. Das Herleiten der Betriebscharakteristik der Anhebebewegung des Auslegerzylinders 10 umfasst das Herleiten der Relation zwischen dem Stromwert, der dem Interventionsventil 27C zugeführt wird, und der Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10. In der folgenden Beschreibung wird ein Beispiel erläutert, in dem das Objekt der Kalibrierung das Interventionsventil 27C ist.
Wie in 27 dargestellt ist, umfasst das Kalibrierverfahren des Auslegerzylinders 10 gemäß vorliegender Erfindung das Bestimmen der Kalibrierbedingungen des Baggers 100, umfassend die Stellung des Arbeitsgeräts 2 (Schritt SC1), das Schließen der Vielzahl von Steuerventilen 27 (Schritt SC2), die Ausgabe eines Betätigungsbefehls nach der Bestimmung, der erlaubt, dass der Auslegerzylinder 10 einen Vorgang zum Anheben durchführt (Schritt SC3), das Erfassen eines Betätigungsbefehlswerts und von Daten über die Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10 während des Vorgangs zum Anheben, in einem Zustand, in dem der Betätigungsbefehl ausgegeben wird, der ermöglicht, dass der Auslegerzylinder 10 den Vorgang zum Anheben durchführt (Schritt SC4), das Herleiten eines Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswerts, wenn der sich in einem gestoppten Zustand befindende Auslegerzylinder 10 auf der Basis der Daten (des Betätigungsbefehlswerts und der Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10), die in Schritt SC4 erfasst wurden, mit dem Vorgang des Anhebens beginnt (Schritt SC5), das Ausgeben eines Betätigungsbefehls mit einem Betätigungsbefehlswert, der größer als der in Schritt SC3 verwendete Wert ist, nachdem der Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert hergeleitet wurde (Schritt SC6), das Erfassen des Betätigungsbefehlswerts und von Daten über die Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10 während des Vorgangs des Anhebens, in einem Zustand, in dem der Betätigungsbefehl ausgegeben wird, der dem Auslegerzylinder 10 die Durchführung des Vorgangs zum Anheben erlaubt, (Schritt SC7), das Herleiten einer Betriebscharakteristik bei langsamer Geschwindigkeit, die die Relation zwischen dem Betätigungsbefehlswert und der Zylindergeschwindigkeit in einem Bereich langsamer Geschwindigkeit angibt, auf der Basis der Daten (Betätigungsbefehlswert und Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10), die in Schritt SC7 erfasst wurden, (Schritt SC8), das erneute Bestimmen der Stellung des Arbeitsgeräts 2 nach dem Herleiten der Betriebscharakteristik im Bereich langsamer Geschwindigkeit (Schritt S9), das Schließen der Vielzahl von Steuerventilen 27 (Schritt SC10), das Ausgeben eines Betätigungsbefehls mit einem Betätigungsbefehlswert, der größer ist als der in Schritt SC6 verwendete Wert, nach dem Bestimmen der Stellung des Arbeitsgeräts 2 (Schritt SC11), das Erfassen eines Betätigungsbefehlswerts und von Daten über die Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10 während des Vorgangs des Anhebens, in einem Zustand, in dem der Betätigungsbefehl ausgegeben wird, der ermöglicht, dass der Auslegerzylinder 10 den Vorgang zum Anheben durchführt, (Schritt SC12), das Herleiten einer Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit, die die Relation zwischen dem Betätigungsbefehlswert und der Zylindergeschwindigkeit in einem Bereich normaler Geschwindigkeit angibt, die höher ist als jene im Bereich langsamer Geschwindigkeit, auf der Basis der Daten (Betätigungsbefehlswert und Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10), die in Schritt SC12 erfasst wurden, (Schritt SC13), und das Speichern des hergeleiteten Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswerts, der Betriebscharakteristik bei langsamer Geschwindigkeit und der Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit in der Speichereinheit 26G (Schritt SC14).
In der vorliegenden Ausführungsform werden die Prozesse der Schritte SC1 bis SC4, umfassend das Erfassen der Daten zum Herleiten des Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswerts (Schritt SC4), das Herleiten des Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswerts (Schritt SC5), das Erfassen der Daten zum Herleiten der Betriebscharakteristik bei langsamer Geschwindigkeit (Schritt SC7), das Herleiten der Betriebscharakteristik bei langsamer Geschwindigkeit (Schritt SC8), das Erfassen der Daten zum Herleiten der Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit (Schritt SC12) und das Herleiten der Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit (Schritt SC13) auf der Basis der Steuerung durch die Sequenzsteuereinheit 26H kontinuierlich der Reihe nach ausgeführt.
In der vorliegenden Ausführungsform enthält ein Kalibrierverfahren eine erste Herleitungssequenz zum Herleiten des Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswerts und der Betriebscharakteristik bei langsamer Geschwindigkeit und eine zweite Herleitungssequenz zum Herleiten der Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit. Die erste Herleitungssequenz enthält die Prozesse der Schritte SC1 bis SC8. Die zweite Herleitungssequenz enthält die Prozesse der Schritte SC9 bis SC13. Die zweite Herleitungssequenz wird viele Male unter verschiedenen Bedingungen (Betätigungsbefehlswerte) ausgeführt. Das heißt, die Prozesse der Schritte SC9 bis SC13 werden viele Male ausgeführt. In der vorliegenden Ausführungsform wird die zweite Herleitungssequenz dreimal unter verschiedenen Bedingungen ausgeführt. In der folgenden Beschreibung wird die erste Herleitungssequenz zutreffend als erste Sequenz bezeichnet. Von der zweiten Sequenz, die dreimal ausgeführt wird, wird der erste Durchgang der zweiten Herleitungssequenz zutreffend als zweite Sequenz bezeichnet, der zweite Durchgang der zweiten Herleitungssequenz wird zutreffend als dritte Sequenz bezeichnet, und der dritte Durchgang der zweiten Herleitungssequenz wird zutreffend als vierte Sequenz bezeichnet.
Während der Kalibrierung wird auf der Displayeinheit 322 der Mensch-Maschine-Schnittstelle 32 ein Menü angezeigt. 28 und 29 zeigen schematisch einen Bildschirm der Displayeinheit 322. Wie in 28 dargestellt ist, sind als Kalibriermenü eine "PPC-Drucksensor-Kalibrierung" und eine "Steuerkennfeld-Kalibrierung" vorgesehen. Wie mit Bezug auf 26 beschrieben wurde, führt die Arbeitsgerätsteuerung 26 in vorliegender Ausführungsform die Kalibrierung (Schritt SB1) des Hydraulikzylinders 60 oder die Kalibrierung (Schritt SB2) der Drucksensoren 66 und 67 mit den Daten auf einem Kalibrierblatt von der Mensch-Maschine-Schnittstelle 32 durch. Wenn die Kalibrierung der Drucksensoren 66 und 67 durchgeführt wird, wird die "PPC-Drucksensor-Kalibrierung" gewählt. Wenn die Kalibrierung des Hydraulikzylinders 60 durchgeführt wird, wird die "Steuerkennfeld-Kalibrierung" gewählt. Da hier von den Hydraulikzylindern 60 der Auslegerzylinder kalibriert wird (Herleitung der Betriebscharakteristik), wird die "Steuerkennfeld-Kalibrierung" gewählt.
Wenn die "Steuerkennfeld-Kalibrierung" gewählt wird, wird der in 29 gezeigte Bildschirm auf der Displayeinheit 322 dargestellt. Wenn hier die "Relation zwischen dem Stromwert, der dem Interventionsventil 27C zugeführt wird, und der Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10" hergeleitet wird, wählt der Maschinenführer ein "Interventions-Steuerkennfeld für das Anheben des Auslegers".
In vorliegender Ausführungsform können auch die "Relation zwischen dem dem Ausleger-Druckminderungsventil 270A zugeführten Stromwert und der Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10", die "Relation zwischen dem dem Ausleger-Druckminderungsventil 270B zugeführten Stromwert und der Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10", die "Relation zwischen dem dem Stiel-Druckminderungsventil 271A zugeführten Stromwert und der Zylindergeschwindigkeit des Stielzylinders 11", die "Relation zwischen dem dem Stiel-Druckminderungsventil 271B zugeführten Stromwert und der Zylindergeschwindigkeit des Stielzylinders 11", die "Relation zwischen dem dem Löffel-Druckminderungsventil 272A zugeführten Stromwert und der Zylindergeschwindigkeit des Löffelzylinders 12" und die "Relation zwischen dem dem Löffel-Druckminderungsventil 272B zugeführten Stromwert und der Zylindergeschwindigkeit des Löffelzylinders 12" hergeleitet werden, ebenso wie die "Relation zwischen dem dem Interventionsventil 27C zugeführten Stromwert und der Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10".
Wenn die "Relation zwischen dem dem Ausleger-Druckminderungsventil 270A zugeführten Stromwert und der Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10" hergeleitet wird, wird ein "Steuerkennfeld für die Druckminderung beim Absenken des Auslegers" gewählt. Wenn die "Relation zwischen dem dem Ausleger-Druckminderungsventil 270B zugeführten Stromwert und der Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10" hergeleitet wird, wird ein "Steuerkennfeld für eine Druckminderung beim Anheben des Auslegers" gewählt. Wenn die "Relation zwischen dem dem Stiel-Druckminderungsventil 271A zugeführten Stromwert und der Zylindergeschwindigkeit des Stielzylinders 11" hergeleitet wird, wird ein "Steuerkennfeld für eine Druckminderung beim Abladevorgang des Stiels" gewählt. Wenn die "Relation zwischen dem dem Stiel-Druckminderungsventil 271B zugeführten Stromwert und der Zylindergeschwindigkeit des Stielzylinders 11" hergeleitet wird, wird ein "Steuerkennfeld für eine Druckminderung beim Aushubvorgang des Stiels" gewählt. Wenn die "Relation zwischen dem dem Löffel-Druckminderungsventil 272A zugeführten Stromwert und der Zylindergeschwindigkeit des Löffelzylinders 12" hergeleitet wird, wird ein "Steuerkennfeld für eine Druckminderung beim Abladevorgang des Löffels" gewählt. Wenn die "Relation zwischen dem dem Löffel-Druckminderungsventil 272B zugeführten Stromwert und der Zylindergeschwindigkeit des Löffelzylinders 12" hergeleitet wird, wird ein "Steuerkennfeld für eine Druckminderung beim Aushubvorgang des Löffels" gewählt.
Um die Relation zwischen dem Stromwert, der dem Interventionsventil 27C zugeführt wird, und der Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10 herzuleiten, bestimmt die Sequenzsteuereinheit 26H Kalibrierbedingungen nach der Bedienung der Mensch-Maschine-Schnittstelle 32 (Schritt SC1). Die Kalibrierbedingungen enthalten den Ausgangsdruck der Haupthydraulikpumpe, Temperaturbedingungen des Arbeitsöls, Fehlerbedingungen des Steuerventils 27 und Stellungsbedingungen des Arbeitsgeräts 2. In der vorliegenden Ausführungsform wird während der Kalibrierung der Sperrhebel betätigt, so dass Arbeitsöl in den Vorsteuerölkanal 502 geleitet wird. Darüber hinaus wird die Förderleistung der Haupthydraulikpumpe derart eingestellt, dass diese einen vorgegebenen Wert (konstanten Wert) hat. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Förderleistung der Haupthydraulikpumpe derart eingestellt, dass sie maximiert wird (volle Drosselöffnung, bei der sich die Pumpentaumelscheibe der Hydraulikpumpe im Zustand ihres größten Neigungswinkels befindet). Die Förderleistung der Haupthydraulikpumpe wird so eingestellt, dass der Vorsteuerdruck den größten Wert in einem zulässigen Bereich des Vorsteuerdrucks in dem Interventions-Ölkanal 501 erreicht. Darüber hinaus wird die Temperatur des Arbeitsöls so eingestellt, dass sie einen vorgegebenen Wert (konstanten Wert) aufweist.
Die Bestimmung der Kalibrierbedingungen umfasst die Einstellung der Stellung des Arbeitsgeräts 2. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Information, die zur Einstellung der Stellung des Arbeitsgeräts 2 auffordert, auf der Displayeinheit 322 der Mensch-Maschine-Schnittstelle 32 angezeigt. Wenn diese Information angezeigt wird, gibt die Steuerventil-Steuereinheit 26C einen Befehlsstrom an die Steuerventile 270A, 270B, 271A, 271B, 272A und 272B aus und schafft einen Zustand, in dem die Betätigungsvorrichtung 25 das Arbeitsgerät betätigen kann. Der Maschinenführer betätigt die Betätigungsvorrichtung 25 entsprechend der Anzeige auf der Displayeinheit 322, um die Stellung des Arbeitsgeräts 2 an jene anzupassen (Anfangsstellung), die durch die Information zur Aufforderung der Einstellung der Stellung angezeigt wird. Durch die Durchführung des Kalibriervorgangs, nachdem das Arbeitsgerät 2 in die Anfangsstellung gebracht wurde, kann der Kalibriervorgang stets unter gleichen Bedingungen stattfinden. Zum Beispiel ändert sich das Moment, das auf den Ausleger 6 wirkt, in Abhängigkeit von der Stellung des Arbeitsgeräts 2. Wenn sich das auf den Ausleger 6 wirkende Moment ändert, ändern sich gegebenenfalls die Ergebnisse der Kalibrierung. Da in der vorliegenden Ausführungsform der Kalibriervorgang durchgeführt wird, nachdem das Arbeitsgerät 2 in Anfangsstellung gebracht wurde, kann der Kalibriervorgang stets unter gleichen Bedingungen stattfinden, ohne beispielsweise eine Änderung des auf den Ausleger 6 wirkenden Moments hervorzurufen.
30 zeigt schematisch ein Beispiel einer auf dem Display 322 angezeigten Information, die zu einer Einstellung der Stellung auffordert, gemäß vorliegender Ausführungsform. Wie in 30 dargestellt ist, wird eine Leitlinie (Linie) 2G für die Einstellung der Anfangsstellung auf der Displayeinheit 322 angezeigt. Der Maschinenführer betätigt die Betätigungsvorrichtung 25, während er auf die Displayeinheit 322 blickt, um die Stellung des Arbeitsgeräts 2 einzustellen, so dass das Arbeitsgerät 2 (der Stiel 7) entlang der Leitlinie 2G angeordnet ist. Die Bestimmungseinheit 26Ba kann die Stellung des Arbeitsgeräts 2 zum Beispiel auf der Basis der Eingabe der Zylinderhubsensoren 16, 17 und 18 erfassen (detektieren). Solchermaßen betätigt der Maschinenführer die Betätigungsvorrichtung 25, um die Stellung des Arbeitsgeräts 2 einzustellen, während er auf die Displayeinheit 322 blickt, so dass der Stiel 7 entlang der Leitlinie 2G angeordnet wird. Die Bestimmungseinheit 26Ba kann bestimmen, ob die tatsächliche Stellung der Information über die angeforderte Stellung folgt.
Die Kalibrierarbeit kann durch Servicepersonal, das die Wartung durchführt, und durch einen Maschinenführer erfolgen. Jedoch kann der Maschinenführer die Kalibrierarbeit für die Kalibrierung der Intervention beim Anheben des Auslegers (erste Sequenz) durchführen. Auf diese Weise kann der Löffel, wenn er ausgetauscht wird, so kalibriert werden, dass er die genauen Befehlscharakteristiken aufweist.
Während der Einstellung der Stellung des Arbeitsgeräts 2 wechselt jedes der Vielzahl von Steuerventilen 27 auf der Basis des Befehls der Steuerventil-Steuereinheit 26C in einen offenen Zustand. Der Maschinenführer kann das Arbeitsgerät 2 daher ansteuern, indem er die Betätigungsvorrichtung 25 betätigt. Mit der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 25 wird das Arbeitsgerät 2 derart angesteuert, dass es seine Anfangsstellung einnimmt.
Wie 30 zeigt, verläuft die Leitlinie 2G in vorliegender Ausführungsform vertikal zu der Geländeoberfläche, auf der der Bagger 100 aufgestellt ist. Die Anfangsstellung des Arbeitsgeräts 2 ist eine Stellung, in der der Stiel 2 vertikal zu der Geländeoberfläche angeordnet ist, auf der der Bagger 100 steht.
Wenn bei den Erdarbeiten eine vorgegebene Stellung bei horizontal angeordnetem Arbeitsgerät 2 erzeugt wird, wird eine Normalstellung (die zentrale Position jedes Zylinders) des Arbeitsgeräts 2 als Anfangsstellung der Kalibrierung festgelegt. Wenn bei den Erdarbeiten oder bei dem Aushub die Interventionssteuerung durchgeführt wird, so dass die Schneidkante 8a des Löffels 8 nicht in die Ziel-Abtragungsgeländeform U hineingräbt, ist das Interventionsventil 27C in einem Zustand wirksam, in dem sich das Arbeitsgerät 2 in einer Stellung befindet, wie sie in 30 dargestellt ist. Indem der Kalibriervorgang zum Herleiten der Relation zwischen dem Stromwert, der dem Interventionsventil 27C zugeführt wird, und der Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10 durchgeführt wird, nachdem das Arbeitsgerät 2 in eine solche Stellung (Anfangsstellung) wie in 30 gezeigt gebracht wurde, lässt sich die Relation zwischen dem Stromwert, der dem Interventionsventil 27C zugeführt wird, und der Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10 in einer Stellung herleiten, die das Arbeitsgerät 2 am häufigsten einnimmt.
Nach erfolgter Einstellung des Arbeitsgeräts 2 in die Anfangsstellung bedient der Maschinenführer die Eingabeeinheit 321 der Mensch-Maschine-Schnittstelle 32, um den Kalibriervorgang zu starten. In der vorliegenden Ausführungsform hat die Eingabeeinheit 321 Bedienknöpfe oder ein Touch Panel sowie einen Eingabeschalter, der einem Schalter "NEXT" in 30 entspricht. Der Schalter "NEXT" hat die Funktion der Eingabeeinheit 321.
Bei Betätigung des Schalters "NEXT" in 30 erscheint auf der Displayeinheit 322 ein Bildschirm wie jener, der in 31 dargestellt ist. In 31 wird auf der Displayeinheit 322 ein Schalter "START" angezeigt, der die Funktion der Eingabeeinheit 321 hat. Der Kalibriervorgang beginnt, wenn der Schalter "START" betätigt wird. Ein Befehlssignal, das mit der Bedienung der Eingabeeinheit 321 generiert wird, wird an die Arbeitsgerätsteuerung 26 ausgegeben.
In der vorliegenden Ausführungsform ändert sich der Inhalt der Anzeige auf der Displayeinheit 322 abhängig von dem Fortschritt des Kalibriervorgangs. 31 zeigt ein Beispiel eines Bildschirms der Displayeinheit 322 bei einem Fortschritt des Kalibriervorgangs von 0%.
32 zeigt ein Beispiel eines Bildschirms auf der Displayeinheit 322 bei einem Fortschritt des Kalibriervorgangs von 1% oder mehr und 99% oder weniger. Wenn der Kalibriervorgang beginnt und der Fortschritt des Kalibriervorgangs 1% oder mehr und 99% oder weniger beträgt, wird auf der Displayeinheit 322 ein Inhalt wie in 32 dargestellt angezeigt. In 32 wird auf der Displayeinheit 322 ein Schalter "CLEAR" dargestellt, der die Funktion der Eingabeeinheit 321 hat. Falls der Maschinenführer die Kalibrierung unterbrechen muss, betätigt er den Schalter "CLEAR", um den Kalibriervorgang zu unterbrechen, wobei die durch die Datenerfassungseinheit 26A erfassten Daten auf den vorher kalibrierten Wert zurückgesetzt werden und auch die Fortschrittsrate auf 0% zurückfällt (zurückgesetzt wird).
33 zeigt ein Beispiel eines auf der Displayeinheit 322 erscheinenden Bildschirms, wenn die Fortschrittsrate des Kalibriervorgangs 100% beträgt. In 33 wird auf der Displayeinheit 322 ein Schalter "CLEAR" angezeigt, der die Funktion der Eingabeeinheit 321 hat. Eine Betätigung des Schalters "CLEAR" führt zu einer Unterbrechung des Kalibriervorgangs und zu einem Rücksetzen der durch die Datenerfassungseinheit 26A erfassten Daten auf den vorherigen Kalibrierwert und zu einer Rückkehr (einem Zurücksetzen) der Fortschrittsrate auf 0%. In 33 ist darüber hinaus ein Schalter "NEXT" auf der Displayeinheit 322 dargestellt.
Die Steuerventil-Steuereinheit 26C der Arbeitsgerätsteuerung 26 steuert jedes der Vielzahl von Steuerventilen 27. Nach der Entgegennahme eines Befehlssignals zum Starten des Kalibriervorgangs von der Eingabeeinheit 321 schließt die Steuerventil-Steuereinheit 26C sämtliche der Vielzahl von Steuerventilen 27 (Schritt SC2).
Die vorstehende Betätigung der Eingabeeinheit 321 zum Starten des Kalibriervorgangs umfasst das Generieren eines Befehlssignals, damit die Arbeitsgerätsteuerung 26 einen Betätigungsbefehl zum Betätigen des Auslegerzylinders 10 ausgeben kann. Die Steuerventil-Steuereinheit 26C nimmt das Befehlssignal zum Starten des Kalibriervorgangs von der Eingabeeinheit 321 entgegen und gibt den Betätigungsbefehl an das Interventionsventil 27C aus (Schritt SC3).
Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform wird mit der Bedienung der Eingabeeinheit 321 durch den Maschinenführer ein Befehlssignal generiert, um zu ermöglichen, dass die Steuerventil-Steuereinheit 26 einen Betätigungsbefehl ausgibt, der wiederum ermöglicht, dass von der Vielzahl von Hydraulikzylindern 60 (Auslegerzylinder 10, Stielzylinder 11 und Löffelzylinder 12) der Auslegerzylinder 10 in der Ausfahrrichtung betätigt wird (die ein Anheben des Auslegers 6 ermöglicht). Die Steuerventil-Steuereinheit 26C nimmt das durch die Bedienung der Eingabeeinheit 321 generierte Befehlssignal entgegen und gibt an das Interventionsventil 27C einen Betätigungsbefehl aus, der ermöglicht, dass von der Vielzahl von Hydraulikzylindern 60 (Auslegerzylinder 10, Stielzylinder 11 und Löffelzylinder 12) der Auslegerzylinder 10 in der Ausfahrrichtung betätigt wird (die ein Anheben des Auslegers 6 ermöglicht).
Die Steuerventil-Steuereinheit 26C gibt an das Interventionsventil 27C einen Betätigungsbefehl aus, so dass das Interventionsventil 27C, das Gegenstand der Kalibrierung ist, geöffnet wird. Das heißt, die Steuerventil-Steuereinheit 26C steuert das Interventionsventil 27C zum Öffnen des Interventions-Ölkanals 501 an, durch welchen das Vorsteueröl fließt, das eine Betätigung des Auslegerzylinders 10 in der Ausfahrrichtung (ein Anheben des Auslegers 6) ermöglicht. Darüber hinaus steuert die Steuerventil-Steuereinheit 26C das Ausleger-Druckminderungsventil 270B zum Schließen des Ausleger-Betätigungsölkanals 4510B an. Ferner steuert die Steuerventil-Steuereinheit 26C das Ausleger-Druckminderungsventil 270A zum Schließen des Ausleger-Betätigungsölkanals 4510A an, durch welchen das Vorsteueröl fließt, das eine Betätigung des Auslegerzylinders 10 in der Ausfahrrichtung (ein Absenken des Auslegers 6) ermöglicht. Weiterhin steuert die Steuerventil-Steuereinheit 26C das Stiel-Steuerventil 271 (271A und 271B) zum Schließen des Vorsteuerölkanals (4511A, 4511B, 4521A und 4521B) für den Stielzylinder 11 an. Weiterhin steuert die Steuerventil-Steuereinheit 26C das Löffel-Steuerventil 272 (272A und 272B) zum Schließen des Vorsteuerölkanals (4512A, 4512B, 4522A und 4522B) für den Löffelzylinder 12 an.
Das heißt, die Steuerventil-Steuereinheit 26C gibt einen Befehlsstrom des Betätigungsbefehls (EPC-Strom) aus, um das Interventionsventil 27C, das Gegenstand der Kalibrierung ist, zu öffnen und sämtliche Steuerventile 27 (das Ausleger-Druckminderungsventil 270A und 270B, das Stiel-Druckminderungsventil 271A und 271B und das Löffel-Druckminderungsventil 272A und 272B) zu schließen, die nicht Gegenstand der Kalibrierung sind.
In der vorliegenden Ausführungsform enthält der Betätigungsbefehl für das Interventionsventil 27C Strom. Die Steuerventil-Steuereinheit 26C bestimmt einen Stromwert (Betätigungsbefehlswert), der dem Interventionsventil 27C zuzuführen ist, und leitet den bestimmten Stromwert zu dem Interventionsventil 27C (gibt den Stromwert an das Interventionsventil aus).
In einem Zustand, in dem der Betätigungsbefehl (EPC-Strom) an das Interventionsventil 27C ausgegeben wird, erfasst die Datenerfassungseinheit 26A Daten bezüglich des Betätigungsbefehlswerts (Stromwerts) des Betätigungsbefehls und der Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10, der eine Bewegung zum Anheben ausführt (Schritt SC4).
Die Herleitungseinheit 26B der Arbeitsgerätsteuerung 26 leitet die Betriebscharakteristik in der Ausfahrrichtung des Auslegers 10 bezüglich des Betätigungsbefehlswerts auf der Basis der durch die Erfassungseinheit 26A erfassten Daten her. In der vorliegenden Ausführungsform leitet die Herleitungseinheit 26B den Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert (Betätigungsbeginn-Betätigungsstromwert) her, wenn die Betätigung des Auslegers 10, der sich im Stoppzustand befindet, beginnt, und leitet die Betriebscharakteristik bei langsamer Geschwindigkeit, die die Relation zwischen dem Betätigungsbefehlswert und der Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10 im Bereich der langsamen Geschwindigkeit angibt, auf der Basis der durch die Erfassungseinheit 26A erfassten Daten als Betriebscharakteristik des Auslegerzylinders 10 her.
34 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel des Kalibriervorgangs gemäß vorliegender Ausführungsform beschreibt. In 34 ist an der horizontalen Achse des unteren Graphs die Zeit angegeben, und an der vertikalen Achse ist ein Befehlssignal angegeben, das mit der Bedienung der Eingabeeinheit 321 der Mensch-Maschine-Schnittstelle von derselben an die Steuerventil-Steuereinheit 26C ausgegeben wird. In 34 ist an der horizontalen Achse des oberen Graphs die Zeit angegeben, und an der vertikalen Achse ist ein Betätigungsbefehlswert (Stromwert) angegeben, der von der Arbeitsgerätsteuerung 26 an das Interventionsventil 27C ausgegeben (geleitet) wird.
Wie in 34 dargestellt ist, wird zum Zeitpunkt t0a die Eingabeeinheit 321 bedient, um den Kalibriervorgang zu starten, und es wird von der Eingabeeinheit 321 ein Befehlssignal an die Steuerventil-Steuereinheit 26C ausgegeben. Zu einem Zeitpunkt t0a schließt die Steuerventil-Steuereinheit 26C sämtliche der Vielzahl von Steuerventilen 27 und gibt dann (leitet) einen Betätigungsbefehl (EPC-Strom) an das Interventionsventil 27C aus. Außer an das Interventionsventil 27C wird der Betätigungsbefehl (EPC-Strom) an keines der anderen Steuerventile 27 ausgegeben. Darüber hinaus hat der Betrieb des Auslegerzylinders 10 zum Zeitpunkt t0a noch nicht begonnen. Der Stielzylinder 11 und der Löffelzylinder 12 haben sich nicht bewegt.
Zunächst gibt die Steuerventil-Steuereinheit 26C an das Interventionsventil 27C einen Betätigungsbefehl mit einem Betätigungsbefehlswert I0 aus. Ein Punkt, der niedriger ist als der Aktivierungspunkt, wird vorab als Betätigungsbefehlswert I0 festgelegt. Die Steuerventil-Steuereinheit 26C gibt den Betätigungsbefehlswert I0 während eines vorgegebenen Zeitintervalls vom Zeitpunkt t0a bis zum Zeitpunkt t2a kontinuierlich an das Interventionsventil 27C aus.
In einem Zustand, in dem der Betätigungsbefehlswert I0 ausgegeben wird, wird durch den Auslegerzylinder-Hubsensor 16 die Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10 detektiert. Das bedeutet speziell, dass der Zylinderhubsensor eine Bewegung des Zylinders detektiert und diese an die Sensorsteuereinheit ausgibt. Die Sensorsteuereinheit leitet einen Zylinderhub her und gibt diesen an die Arbeitsgerätsteuerung aus. Die Arbeitsgerätsteuerung leitet die Zylindergeschwindigkeit aus dem Zylinderhub und der verstrichenen Zeit her. Das Detektionsergebnis des Auslegerzylinder-Hubsensors 16 wird an die Arbeitsgerätsteuerung 26 ausgegeben. Die Datenerfassungseinheit 26A der Arbeitsgerätsteuerung 26 erfasst den Betätigungsbefehlswert I0 und die Daten bezüglich der Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10, wenn der Betätigungsbefehlswert I0 ausgegeben wird.
Die Herleitungseinheit 26B bestimmt, ob in einem Zustand, in dem der Betätigungsbefehlswert I0 an das Interventionsventil 27C ausgegeben wird, der Auslegerzylinder 10, der sich im Stoppzustand befand, den Betrieb aufgenommen hat (aktiviert wurde). Die Herleitungseinheit 26B umfasst die Bestimmungseinheit 26Ba, die auf der Basis der Daten bezüglich des Zylinderhubs des Auslegerzylinders 10 bestimmt, ob der Auslegerzylinder 10, der sich im gestoppten Zustand befand, den Betrieb aufgenommen hat.
In der vorliegenden Ausführungsform vergleicht die Bestimmungseinheit 26Ba den Zylinderhub des Auslegerzylinders 10 zum Zeitpunkt t1a und den Zylinderhub des Auslegerzylinders 10 zum Zeitpunkt t2a. Der Zeitpunkt t1a ist zum Beispiel ein Zeitpunkt, der sich ergibt, nachdem ein erstes vorgegebenes Zeitintervall ab dem Zeitpunkt t0a verstrichen ist. Der Zeitpunkt t2a ist ein Zeitpunkt, der sich ergibt, nachdem zum Beispiel ein drittes vorgegebenes Zeitintervall ab dem Zeitpunkt t0a verstrichen ist (zum Beispiel ein Zeitpunkt, der sich ergibt, nachdem eine zweites vorgegebenes Zeitintervall ab dem Zeitpunkt t1a verstrichen ist). Jedoch wird angenommen, dass das zweite vorgegebene Zeitintervall länger als das erste vorgegebene Zeitintervall ist. Bei dem dritten vorgegebenen Zeitintervall wird angenommen, dass dieses ein Zeitintervall ist, das man erhält, indem das erste vorgegebene Zeitintervall und das zweite vorgegebene Zeitintervall addiert werden.
Die Bestimmungseinheit 26Ba leitet eine Differenz zwischen dem Detektionswert des Zylinderhubs zum Zeitpunkt t1a und den Detektionswert des Zylinderhubs zum Zeitpunkt t2a her. Wird bestimmt, dass der hergeleitete Differenzwert kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert, bestimmt die Bestimmungseinheit 26Ba, dass der Betrieb des Auslegerzylinders 10 nicht begonnen hat. Wenn bestimmt wird, dass der hergeleitete Differenzwert gleich dem oder größer als der vorgegebene Schwellenwert ist, bestimmt die Bestimmungseinheit 26Ba, dass der Betrieb des Auslegerzylinders 10 begonnen hat.
Wenn der Betätigungsbefehlswert I0 ausgegeben wird und die Bestimmungseinheit 26Ba bestimmt, dass der Auslegerzylinder 10 den Betrieb aufgenommen hat, dient der Betätigungsbefehlswert I0 als Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert (Betätigungsbeginn-Betätigungsstromwert), wenn der Auslegerzylinder 10, der sich im Stoppzustand befand, beginnt zu arbeiten.
Wenn bestimmt wird, dass der Betrieb des Auslegerzylinders 10 unter dem Betätigungsbefehlswert I0 nicht begonnen hat, erhöht die Steuerventil-Steuereinheit 26C den Betätigungsbefehlswert, der an das Interventionsventil 27C ausgegeben wird. Die Steuerventil-Steuereinheit 26C erhöht den Betätigungsbefehlswert I0 auf einen Betätigungsbefehlswert I1 zum Zeitpunkt t2a, ohne den Betätigungsbefehlswert I0 zu verringern, und gibt den Betätigungsbefehlswert I1 an das Interventionsventil 27C aus. Die Steuerventil-Steuereinheit 26C gibt von dem Zeitpunkt t2a bis zu dem Zeitpunkt t2b den Betätigungsbefehlswert I1 kontinuierlich an das Interventionsventil 27C aus. Das Zeitintervall ab dem Zeitpunkt t2a und dem Zeitpunkt t2b ist zum Beispiel ein drittes vorgegebenes Zeitintervall.
In einem Zustand, in dem der Betätigungsbefehlswert I1 ausgegeben wird, wird der Zylinderhub des Auslegerzylinders 10 durch den Zylinderhubsensor 16 detektiert. Das Detektionsergebnis des Zylinderhubsensors 16 wird in die Arbeitsgerätsteuerung 26 eingegeben. Die Datenerfassungseinheit 26A der Arbeitsgerätsteuerung 26 erfasst den Betätigungsbefehlswert I1 und die Daten bezüglich des Zylinderhubs des Auslegerzylinders 10, wenn der Betätigungsbefehlswert I1 ausgegeben wird.
Die Bestimmungseinheit 26Ba der Herleitungseinheit 26B bestimmt in einem Zustand, in dem der Betätigungsbefehlswert I1 an das Interventionsventil 27C ausgegeben wird, ob der Auslegerzylinder 10, der sich im Stoppzustand befand, begonnen hat zu arbeiten (aktiviert wurde).
Die Bestimmungseinheit 26Ba vergleicht den Zylinderhub des Auslegerzylinders 10 zum Zeitpunkt t1b und den Zylinderhub des Auslegerzylinders 10 zum Zeitpunkt t2b. Der Zeitpunkt t1b ist zum Beispiel ein Zeitpunkt, der sich ergibt, nachdem ein erstes vorgegebenes Zeitintervall ab dem Zeitpunkt t2a verstrichen ist. Der Zeitpunkt t2b ist zum Beispiel ein Zeitpunkt, der sich ergibt, nachdem ein drittes vorgegebenes Zeitintervall ab dem Zeitpunkt t2a verstrichen ist (ein Zeitpunkt, der sich ergibt, nachdem ein zweites vorgegebenes Zeitintervall ab dem Zeitpunkt t1b verstrichen ist).
Die Bestimmungseinheit 26Ba leitet eine Differenz zwischen dem Detektionswert des Zylinderhubs zum Zeitpunkt t1b und dem Detektionswert des Zylinderhubs zum Zeitpunkt t2b her. Wenn bestimmt wird, dass der hergeleitete Differenzwert kleiner als der vorgegebene Schwellenwert ist, bestimmt die Bestimmungseinheit 26Ba, dass der Betrieb des Auslegerzylinders 10 nicht begonnen hat. Wenn bestimmt wird, dass der hergeleitete Differenzwert gleich dem oder größer als der Schwellenwert ist, bestimmt die Bestimmungseinheit 26Ba, dass der Betrieb des Auslegerzylinders 10 begonnen hat.
Wenn der Betätigungsbefehlswert I1 ausgegeben wird und die Bestimmungseinheit 26Ba bestimmt, dass der Betrieb des Auslegerzylinders 10 begonnen hat, dient der Betätigungsbefehlswert I1 als Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert (Betätigungsbeginn-Betätigungsstromwert), wenn der Auslegerzylinder 10, der sich im Stoppzustand befand, den Betrieb aufnimmt.
Anschließend wird der gleiche Prozess durchgeführt und der Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert hergeleitet. Das heißt, nachdem der Betätigungsbefehlswert I1 auf den Betätigungsbefehlswert I2 erhöht wurde, vergleicht die Bestimmungseinheit 26Ba den Zylinderhub des Auslegerzylinders 10 zum Zeitpunkt t1c und den Zylinderhub des Auslegerzylinders 10 zum Zeitpunkt t2c. Der Zeitpunkt t1c ist ein Zeitpunkt, der sich ergibt, nachdem zum Beispiel ein erstes vorgegebenes Zeitintervall ab dem Zeitpunkt t2b verstrichen ist. Der Zeitpunkt t2c ist ein Zeitpunkt, der sich ergibt, nachdem zum Beispiel ein drittes vorgegebenes Zeitintervall ab dem Zeitpunkt t2b verstrichen ist (ein Zeitpunkt, der sich ergibt, nachdem ein zweites vorgegebenes Zeitintervall ab dem Zeitpunkt t1c verstrichen ist). In der vorliegenden Ausführungsform ist der Betrag der Zunahme des Stroms von dem Betätigungsbefehlswert I0 auf den Betätigungsbefehlswert I1 der gleiche wie der Betrag der Zunahme des Stroms von dem Betätigungsbefehlswert I1 auf den Betätigungsbefehlswert I2.
Die Bestimmungseinheit 26Ba leitet eine Differenz zwischen dem Detektionswert des Zylinderhubs zum Zeitpunkt t1c und dem Detektionswert des Zylinderhubs zum Zeitpunkt t2c her. Wenn bestimmt wird, dass der hergeleitete Differenzwert kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert, bestimmt die Bestimmungseinheit, dass der Betrieb des Auslegerzylinders 10 nicht begonnen hat. Wenn bestimmt wird, dass der hergeleitete Differenzwert gleich dem oder größer als der vorgegebene Schwellenwert ist, bestimmt die Bestimmungseinheit 26Ba, dass der Auslegerzylinder 10 den Betrieb aufgenommen hat.
In der vorliegenden Ausführungsform wird angenommen, dass der Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert der Betätigungsbefehlswert I2 ist. Auf diese Weise wird der Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert hergeleitet (Schritt SC5).
Nach dem Herleiten des Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswerts erhöht die Steuerventil-Steuereinheit 26C den an das Interventionsventil 27C ausgegebenen Betätigungsbefehlswert weiter. Die Steuerventil-Steuereinheit 26C erhöht den Betätigungsbefehlswert I2 auf einen Betätigungsbefehlswert I3 zum Zeitpunkt t2c, ohne den Betätigungsbefehlswert I2 zu verringern, und gibt den Betätigungsbefehlswert I3 an das Interventionsventil 27C aus (Schritt SC6). Der Betätigungsbefehlswert I3 ist größer als der Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert I2. Von dem Zeitpunkt t2c bis zu dem Zeitpunkt t0d gibt die Steuerventil-Steuereinheit 26C den Betätigungsbefehlswert I3 kontinuierlich an das Interventionsventil 27C aus. Das Zeitintervall von dem Zeitpunkt t2c bis zu dem Zeitpunkt t0d ist zum Beispiel das dritte vorgegebene Zeitintervall.
In einem Zustand, in dem der Betätigungsbefehlswert I3 ausgegeben wird, wird der Zylinderhub des Auslegerzylinders 10 durch den Zylinderhubsensor 16 detektiert. Das Detektionsergebnis des Zylinderhubs wird über die Sensorsteuereinheit 30 in die Arbeitsgerätsteuerung 26 eingegeben. Die Datenerfassungseinheit 26A der Arbeitsgerätsteuerung 26 erfasst den Zylinderhub L1. Die Recheneinheit 26Bb nimmt den Betätigungsbefehlswert I3 und die Daten bezüglich der Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10 entgegen, wenn der Betätigungsbefehlswert I3 ausgegeben wird (Schritt SC7).
Der Betätigungsbefehlswert I3 ist größer als der Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert I2. In einem Zustand, in dem der Betätigungsbefehlswert I3 ausgegeben wird, arbeitet der Auslegerzylinder 10 kontinuierlich (fährt kontinuierlich aus).
Die Herleitungseinheit 26B umfasst die Recheneinheit 26Bb, die die Betriebscharakteristik, die die Relation zwischen dem Betätigungsbefehlswert I3 und der Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10 angibt, in einem Zustand herleitet, in dem der Betätigungsbefehlswert I3 an das Interventionsventil 27C ausgegeben wird. Die Recheneinheit 26Bb leitet die Relation zwischen dem Betätigungsbefehlswert I3 und dem Zylinderhub des Auslegerzylinders 10 in einem Zustand her, in dem der Betätigungsbefehlswert I3 an das Interventionsventil ausgegeben wird.
Die Recheneinheit 26Bb berechnet einen Durchschnittswert des Zylinderhubs von dem Zeitpunkt t1d bis zu dem Zeitpunkt t0d. Der Zeitpunkt t1d ist ein Zeitpunkt, der sich ergibt, nachdem ein erstes vorgegebenes Zeitintervall ab dem Zeitpunkt t2c verstrichen ist. Das Zeitintervall von dem Zeitpunkt t1d bis zu dem Zeitpunkt t0d ist ein zweites vorgegebenes Zeitintervall. Bei vorliegender Erfindung wird angenommen, dass der Zylinderhub bei Ausgabe des Betätigungsbefehlswerts I3 der Durchschnittswert der Zylinderhübe von dem Zeitpunkt t1d bis zu dem Zeitpunkt t0d ist.
Nachdem der Zylinderhub bei Eingabe des Betätigungsbefehlswerts I3 hergeleitet wurde, erhöht die Steuerventil-Steuereinheit 26C den an das Interventionsventil 27C ausgegebenen Betätigungsbefehlswert weiter. Die Steuerventil-Steuereinheit 26C erhöht den Betätigungsbefehlswert I3 auf einen Betätigungsbefehlswert I4 zum Zeitpunkt t0d, ohne den Betätigungsbefehlswert I3 zu verringern, und gibt den Betätigungsbefehlswert I4 an das Interventionsventil 27C aus (Schritt SC6). Der Betätigungsbefehlswert I4 ist größer als der Betätigungsbefehlswert I3. Von dem Zeitpunkt t0d bis zu dem Zeitpunkt t2d gibt die Steuerventil-Steuereinheit 26C den Betätigungswert I4 kontinuierlich an das Interventionsventil 27C aus. Das Zeitintervall von dem Zeitpunkt t0d bis zu dem Zeitpunkt t2d ist zum Beispiel ein drittes vorgegebenes Zeitintervall.
In einem Zustand, in dem der Betätigungsbefehlswert I4 ausgegeben wird, wird der Zylinderhub des Auslegerzylinders 10 durch den Zylinderhubsensor 16 detektiert. Das Detektionsergebnis des Zylinderhubsensors 16 wird über die Sensorsteuereinheit 30 an die Arbeitsgerätsteuerung 26 ausgegeben. Die Datenerfassungseinheit 26A der Arbeitsgerätsteuerung 26 erfasst den Betätigungsbefehlswert I4 und die Daten bezüglich des Zylinderhubs des Auslegerzylinders 10, wenn der Betätigungsbefehlswert I4 ausgegeben wird (Schritt SC7).
In einem Zustand, in dem der Betätigungsbefehlswert I4 ausgegeben wird, arbeitet der Auslegerzylinder 10 kontinuierlich (fährt kontinuierlich aus).
Die Recheneinheit 26Bb leitet die Relation zwischen dem Betätigungsbefehlswert I4 und dem Zylinderhub des Auslegerzylinders 10 in einem Zustand her, in dem der Betätigungsbefehlswert I4 an das Interventionsventil 27C ausgegeben wird. Bei vorliegender Erfindung wird angenommen, dass der Zylinderhub bei Ausgabe des Betätigungsbefehlswerts I4 ein Durchschnittswert der Zylinderhübe von einem Zeitpunkt t1e bis zu dem Zeitpunkt t2d ist. Der Zeitpunkt t1e ist ein Zeitpunkt, der sich ergibt, nachdem ein erstes vorgegebenes Zeitintervall ab dem Zeitpunkt t0d verstrichen ist. Das Zeitintervall von dem Zeitpunkt t1e bis zu dem Zeitpunkt t2d ist ein zweites vorgegebenes Zeitintervall.
Anschließend wird der gleiche Prozess unter einem Betätigungsbefehlswert I5, der größer ist als der Betätigungsbefehlswert I4, einem Betätigungsbefehlswert I6, der größer ist als der Betätigungsbefehlswert I5, und einem Betätigungsbefehlswert I7, der größer ist als der Betätigungsbefehlswert I6, durchgeführt.
Der Betätigungsbefehlswert I5 wird von dem Zeitpunkt t2d bis zu dem Zeitpunkt t2e ausgegeben. Der Zylinderhub bei Ausgabe des Betätigungsbefehlswerts I5 ist der Durchschnittswert der Zylinderhübe von einem Zeitpunkt t1f bis zu dem Zeitpunkt t2e. Der Zeitpunkt t1f ist ein Zeitpunkt, der sich ergibt, nachdem ein erstes vorgegebenes Zeitintervall ab dem Zeitpunkt t2d verstrichen ist. Der Zeitpunkt t2e ist ein Zeitpunkt, der sich ergibt, nachdem ein drittes vorgegebenes Zeitintervall am dem Zeitpunkt t2d verstrichen ist (ein Zeitintervall, das auftritt, nachdem ein zweites vorgegebenes Zeitintervall ab dem Zeitpunkt t1f verstrichen ist). Die Recheneinheit 26Bb leitet die Relation zwischen dem Betätigungsbefehlswert I5 und dem Zylinderhub des Auslegerzylinders 10 her.
Der Betätigungsbefehlswert I6 wird von dem Zeitpunkt t2e bis zu einem Zeitpunkt t2f ausgegeben. Die Zylindergeschwindigkeit bei Ausgabe des Betätigungsbefehlswerts I6 ist die Durchschnittsgeschwindigkeit der Zylinderhübe von einem Zeitpunkt t1g bis zu dem Zeitpunkt t2f. Der Zeitpunkt t1g ist ein Zeitpunkt, der sich ergibt, nachdem ein erstes vorgegebenes Zeitintervall ab dem Zeitpunkt t2e verstrichen ist. Der Zeitpunkt t2f ist ein Zeitpunkt, der sich ergibt, nachdem ein drittes vorgegebenes Zeitintervall ab dem Zeitpunkt t2e verstrichen ist (ein Zeitpunkt, der sich ergibt, nachdem ein zweites vorgegebenes Zeitintervall ab dem Zeitpunkt t1g verstrichen ist). Die Recheneinheit 26Bb leitet die Relation zwischen dem Betätigungsbefehlswert I6 und der Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10 her.
Der Betätigungsbefehlswert I7 wird von dem Zeitpunkt t2f bis zu einem Zeitpunkt t2g ausgegeben. Der Zylinderhub bei Ausgabe des Betätigungsbefehlswerts I7 ist der Durchschnittswert der von dem Zylinderhubsensor 16 ausgegebenen Detektionswerte von einem Zeitpunkt t1h bis zu dem Zeitpunkt t2g. Der Zeitpunkt t1h ist ein Zeitpunkt, der sich ergibt, nachdem ein erstes vorgegebenes Zeitintervall ab dem Zeitpunkt t2f verstrichen ist. Der Zeitpunkt t2g ist ein Zeitpunkt, der sich ergibt, nachdem ein drittes vorgegebenes Zeitintervall ab dem Zeitpunkt t2f verstrichen ist (ein Zeitpunkt, der sich ergibt, nachdem ein zweites vorgegebenes Zeitintervall ab dem Zeitpunkt t1h verstrichen ist). Die Recheneinheit leitet die Relation zwischen dem Betätigungsbefehlswert I7 und der Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10 her.
In einem Zustand, in dem die Betätigungsbefehlswerte (I3, I4, I5, I6 und I7) ausgegeben werden, arbeitet der Auslegerzylinder 10 mit langsamer Geschwindigkeit. Das heißt, in einem Zustand, in dem die Betätigungsbefehlswerte (I3, I4, I5, I6 und I7) ausgegeben werden, ist die Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10 eine langsame Geschwindigkeit (niedrige Geschwindigkeit).
Die Herleitungseinheit 26B leitet die Betriebscharakteristik bei langsamer Geschwindigkeit, die die Relation zwischen dem Betätigungsbefehlswert (I3, I4, I5, I6 und I7) und der Zylindergeschwindigkeit im Bereich einer langsamen Geschwindigkeit angibt, auf der Basis der Vielzahl von Betätigungsbefehlswerten (I3, I4, I5, I6 und I7) und der Vielzahl von Zylinderhüben des Auslegerzylinders 10 bei Ausgabe der in Schritt SC7 erfassten Befehlsbetätigungswerte (I3, I4, I5, I6 und I7) her (Schritt SC8).
Wie vorstehend beschrieben wurde, dienen die Schritte SC1 bis SC8 in der vorliegenden Ausführungsform als erste Sequenz des Kalibriervorgangs. In der ersten Sequenz werden der Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert und die Betriebscharakteristik bei niedriger Geschwindigkeit hergeleitet.
Wenn die Fortschrittsrate in der ersten Sequenz 0% beträgt, erscheint der Anzeigeinhalt, der in 31 gezeigt ist, auf der Displayeinheit 322. Wenn die Fortschrittsrate in der ersten Sequenz 1% oder mehr und 99% oder weniger beträgt, erscheint der Anzeigeinhalt, der in 32 gezeigt ist, auf der Displayeinheit 322. Beträgt die Fortschrittsrate in der ersten Sequenz 100%, erscheint auf der Displayeinheit 322 der Anzeigeinhalt, der in 33 dargestellt ist.
Nachdem die Fortschrittsrate der ersten Sequenz 100% erreicht hat und die Betriebscharakteristik bei langsamer Geschwindigkeit hergeleitet wurde, betätigt der Maschinenführer den in 33 dargestellten Schalter "NEXT", um den Vorgang zum Herleiten der Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit zu starten. Wie vorstehend beschrieben wurde, umfasst der Vorgang zum Herleiten der Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit in der vorliegenden Ausführungsform die zweite, dritte und vierte Sequenz des Kalibriervorgangs. Nach Ende der ersten Sequenz beginnt die zweite Sequenz.
Wenn die zweite bis vierte Sequenz beginnt, werden die Kalibrierbedingungen des Baggers 100 einschließlich der Stellung des Arbeitsgeräts 2 bestimmt (Schritt SC9). Die Steuerventil-Steuereinheit 26C öffnet die Vielzahl von Steuerventilen 27, so dass das Arbeitsgerät 2 durch die Betätigung der Betätigungsvorrichtung 25 angesteuert werden kann.
Auf diese Weise steuert die Steuerventil-Steuereinheit 26C in der vorliegenden Ausführungsform die Vielzahl von Steuerventilen 27 zum Öffnen der Vielzahl von Vorsteuerölkanälen 450 während der Bestimmung der Kalibrierbedingungen (Schritt SC9), bis die Daten für die Herleitung der Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit (zweite Betriebscharakteristik) erfasst sind (Schritt SC11), nachdem die Daten für die Herleitung der Betriebscharakteristik bei langsamer Geschwindigkeit (erste Betriebscharakteristik) erfasst wurden (Schritt SC7) und die Betriebscharakteristik bei langsamer Geschwindigkeit hergeleitet wurde (Schritt SC8).
Wie vorstehend mit Bezug auf 30 beschrieben wurde, wird auf der Displayeinheit 322 der Mensch-Maschine-Schnittstelle 32 die Information betreffend die Aufforderung zur Einstellung der Stellung des Arbeitsgeräts 2 angezeigt. Entsprechend der Betätigung des Schalters "NEXT" von 33 wird in vorliegender Ausführungsform ein in 30 dargestellter Inhalt angezeigt. Der Maschinenführer betätigt die Betätigungsvorrichtung 25 entsprechend der Anzeige auf der Displayeinheit 322, um die Stellung des Arbeitsgeräts 2 in die Stellung zu bringen (Anfangsstellung), die in der Information zur Aufforderung der Einstellung der Stellung angegeben ist. Der Maschinenführer betätigt die Betätigungsvorrichtung 25 zum Einstellen der Stellung des Arbeitsgeräts 2, während er auf die Displayeinheit 322 blickt, so dass der Stiel 7 entlang der Leitlinie 2G angeordnet wird.
Während der Einstellung der Stellung des Arbeitsgeräts 2 wechseln sämtliche Druckminderungsventile der Vielzahl von Steuerventilen 27 in den geöffneten Zustand. Dadurch kann der Maschinenführer das Arbeitsgerät 2 durch eine Betätigung der Betätigungsvorrichtung 25 ansteuern. Mit der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 25 wird das Arbeitsgerät 2 derart angesteuert, dass es die Anfangsstellung einnimmt.
Nach erfolgter Einstellung der Stellung des Arbeitsgeräts 2 in die Anfangsstellung, beginnt der Vorgang zum Herleiten der Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit. Wenn der Maschinenführer den Schalter "NEXT" von 30 betätigt, wird auf der Displayeinheit 322 der in 31 dargestellte Inhalt angezeigt. Der Maschinenführer betätigt den Schalter "START", der in 31 dargestellt ist. Dadurch wird ein Befehlssignal zum Starten des Vorgangs zum Herleiten der Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit generiert. Nachdem das Befehlssignal von der Eingabeeinheit 321 erfasst wurde, schließt die Steuerventil-Steuereinheit 26C sämtliche der Vielzahl von Steuerventilen 27 (Schritt SC10). Der in 31 angegebene Begriff "lever full" bedeutet hier einen Zustand, in dem die Betätigungsvorrichtung 25 bis zu ihrem vollen Neigungswinkel geneigt ist. Darüber hinaus bedeutet der Begriff "engine rotation Hi" einen Zustand, in dem die Drosselklappe einer Antriebsmaschine auf die höchste Drehzahl eingestellt ist.
Die Steuerventil-Steuereinheit 26C gibt in einem Zustand, in dem die Steuerventile 27 (außer dem Interventionsventil 27C alle anderen Steuerventile 27), die nicht Gegenstand der Kalibrierung sind, geschlossen sind, einen Betätigungsbefehl an das Interventionsventil 27C aus (Schritt SC11).
Die Steuerventil-Steuereinheit 26C gibt einen Betätigungsbefehlswert Ia aus, der ausreichend größer ist als der Betätigungsbefehlswert I7. Auf diese Weise öffnet das Interventionsventil 27C in einem ausreichenden Maß, und der Ausleger 6, der sich in der Anfangsstellung befindet, wird in großem Maß angehoben.
Die Datenerfassungseinheit 26A erfasst den Zylinderhub L1. Die Recheneinheit 26Bb erfasst Daten betreffend den Betätigungsbefehlswert Ia und die Zylindergeschwindigkeit des Auslegers 10, wenn der Betätigungsbefehlswert Ia ausgegeben wird (Schritt SC12).
In der vorliegenden Ausführungsform dienen die Prozesse der Ausgabe des Betätigungsbefehlswerts Ia nach erfolgter Einstellung der Stellung des Arbeitsgeräts 2 in die Anfangsstellung und nach Erfassung des Betätigungsbefehlswerts Ia und der Daten betreffend den Zylinderhub bei Ausgabe des Betätigungsbefehlswerts Ia als zweite Sequenz des Kalibriervorgangs.
Wenn in der zweiten Sequenz die Fortschrittsrate 0% beträgt, wird auf der Displayeinheit 322 ein Bild angezeigt, in dem ergänzend zu dem Anzeigeinhalt von 31 die Information enthalten ist, dass der Ausleger 6 angehoben wird. Wenn in der zweiten Sequenz die Fortschrittsrate 1% oder mehr und 99% oder weniger beträgt, wird der in 32 dargestellte Anzeigeinhalt auf der Displayeinheit 322 angezeigt. Wenn in der zweiten Sequenz die Fortschrittsrate 100% beträgt, wird der in 33 dargestellte Anzeigeinhalt auf der Displayeinheit 322 angezeigt.
Nachdem die Fortschrittsrate der zweiten Sequenz 100% erreicht hat und die Daten betreffend den Betätigungsbefehlswert Ia und den Zylinderhub erfasst wurden, beginnt die dritte Sequenz des Kalibriervorgangs im Zuge des Verfahrens zum Herleiten der Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit. Der Maschinenführer betätigt den Schalter "NEXT", der in 33 gezeigt ist, um die dritte Sequenz zu starten.
Mit der Betätigung des Schalters "NEXT" von 33, wie mit Bezug auf 30 beschrieben, wird die Information betreffend die Aufforderung zur Einstellung der Stellung des Arbeitsgeräts 2 auf der Displayeinheit 322 der Mensch-Maschine-Schnittstelle 32 angezeigt. Die Steuerventil-Steuereinheit 26C öffnet alle Druckminderungsventile der Vielzahl von Steuerventilen 27, so dass das Arbeitsgerät 2 durch eine Betätigung der Betätigungsvorrichtung 25 angesteuert werden kann. Der Maschinenführer betätigt die Betätigungsvorrichtung 25 entsprechend der Anzeige auf der Displayeinheit 322, um die Stellung des Arbeitsgeräts 2 in die Anfangsstellung zu bringen. Auf diese Weise erfolgt die Einstellung der Stellung des Arbeitsgeräts 2 in die Anfangsstellung (Schritt S9).
Nachdem die Stellung des Arbeitsgeräts 2 in die Anfangsstellung gebracht wurde, beginnt der Prozess zum Herleiten der Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit. Wenn der Maschinenführer den Schalter "NEXT" in 30 betätigt, wird der in 31 dargestellte Inhalt auf der Displayeinheit 322 angezeigt. Der Maschinenführer betätigt den Schalter "START", der in 31 dargestellt ist. Dadurch wird ein Befehlssignal zum Starten des Prozesses zum Herleiten der Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit generiert. Nachdem das Befehlssignal von der Eingabeeinheit der Mensch-Maschine-Schnittstelle 32 entgegengenommen wurde, schließt die Steuerventil-Steuereinheit 26C sämtliche der Vielzahl von Steuerventilen 27 (Schritt SC10).
Die Steuerventil-Steuereinheit 26C gibt den Betätigungsbefehl in einem Zustand, in dem Steuerventile 27 (die Steuerventile 27 außer dem Interventionsventil 27C), die nicht Gegenstand der Kalibrierung sind, geschlossen sind, an das Interventionsventil 27C aus (Schritt SC11).
Die Steuerventil-Steuereinheit 26C gibt einen Betätigungsbefehlswert Ib aus, der größer ist als der Betätigungsbefehlswert Ia. Das Interventionsventil 27C wird dadurch in ausreichendem Maß geöffnet und der Ausleger 6 in bedeutendem Maß angehoben.
Die Datenerfassungseinheit 26A erfasst den Zylinderhub L1. Die Recheneinheit 26Bb erfasst den Betätigungsbefehlswert Ib und die Daten betreffend die Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10, wenn der Betätigungsbefehlswert Ib ausgegeben wird (Schritt SC12).
In der vorliegenden Ausführungsform dienen die Prozesse der Ausgabe des Betätigungsbefehlswerts Ib nach erfolgter Einstellung der Stellung des Arbeitsgeräts 2 in die Anfangsstellung und nach Erfassung des Betätigungsbefehlswerts Ib und der Daten betreffend den Zylinderhub bei Ausgabe des Betätigungsbefehlswerts Ib als dritte Sequenz des Kalibriervorgangs.
Wenn in der dritten Sequenz die Fortschrittsrate 0% beträgt, wird auf der Displayeinheit 322 ein Bild angezeigt, in dem ergänzend zu dem Anzeigeinhalt von 31 die Information enthalten ist, dass der Ausleger 6 angehoben wird. Wenn in der dritten Sequenz die Fortschrittsrate 1% oder mehr und 99% oder weniger beträgt, wird der in 32 dargestellte Anzeigeinhalt auf der Displayeinheit 322 angezeigt. Wenn in der dritten Sequenz die Fortschrittsrate 100% beträgt, wird der in 33 dargestellte Anzeigeinhalt auf der Displayeinheit 322 angezeigt.
Nachdem die Fortschrittsrate der dritten Sequenz 100% erreicht hat und die Daten betreffend den Betätigungsbefehlswert Ib und den Zylinderhub erfasst wurden, beginnt die vierte Sequenz des Kalibriervorgangs im Zuge des Verfahrens zum Herleiten der Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit. Der Maschinenführer betätigt den Schalter "NEXT", der in 33 gezeigt ist, um die vierte Sequenz zu starten.
Mit der Betätigung des Schalters "NEXT" von 33, wie mit Bezug auf 30 beschrieben, wird die Information betreffend die Aufforderung zur Einstellung der Stellung des Arbeitsgeräts 2 auf der Displayeinheit 322 der Mensch-Maschine-Schnittstelle 32 angezeigt. Die Steuerventil-Steuereinheit 26C öffnet alle Steuerventile 27, so dass das Arbeitsgerät 2 durch die Betätigung der Betätigungsvorrichtung 25 angesteuert werden kann. Der Maschinenführer betätigt die Betätigungsvorrichtung 25 entsprechend dem Inhalt der Anzeige auf der Displayeinheit 322, um die Stellung des Arbeitsgeräts 2 in den ursprünglichen Zustand (Anfangsstellung) zu bringen. Auf diese Weise erfolgt die Einstellung der Stellung des Arbeitsgeräts 2 in die Anfangsstellung (Schritt SC9).
Nachdem die Stellung des Arbeitsgeräts 2 in die Anfangsstellung gebracht wurde, beginnt der Prozess zum Herleiten der Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit. Wenn der Maschinenführer den Schalter "NEXT" in 30 betätigt, wird der in 31 dargestellte Inhalt auf der Displayeinheit 322 angezeigt. Der Maschinenführer betätigt den Schalter "START", der in 31 dargestellt ist, um den Prozess zum Herleiten der Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit zu starten. Dadurch wird ein Befehlssignal zum Starten des Prozesses zum Herleiten der Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit generiert. Nachdem das Befehlssignal von der Eingabeeinheit 321 entgegengenommen wurde, schließt die Steuerventil-Steuereinheit 26C alle Steuerventile 27 (Schritt SC10).
Die Steuerventil-Steuereinheit 26C gibt den Betätigungsbefehl in einem Zustand, in dem die Steuerventile 27 (die Steuerventile 27 außer dem Interventionsventil 27C), die nicht Gegenstand der Kalibrierung sind, geschlossen sind, an das Interventionsventil 27C aus (Schritt SC11).
Die Steuerventil-Steuereinheit 26C gibt einen Betätigungsbefehlswert Ic aus, der größer ist als der Betätigungsbefehlswert Ib. Das Interventionsventil 27C wird dadurch in ausreichendem Maß geöffnet und der Ausleger 6 in bedeutendem Maß angehoben.
Die Datenerfassungseinheit 26A erfasst den Zylinderhub L1. Die Recheneinheit 26Bb erfasst den Betätigungsbefehlswert Ic und die Daten betreffend die Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10, wenn der Betätigungsbefehlswert Ic ausgegeben wird (Schritt SC12).
In der vorliegenden Ausführungsform dienen die Prozesse der Ausgabe des Betätigungsbefehlswerts Ic nach erfolgter Einstellung der Stellung des Arbeitsgeräts 2 in die Anfangsstellung und nach Erfassung des Betätigungsbefehlswerts Ic und der Daten betreffend die Zylindergeschwindigkeit bei Ausgabe des Betätigungsbefehlswerts Ic als vierte Sequenz des Kalibriervorgangs.
Wenn in der vierten Sequenz die Fortschrittsrate 0% beträgt, wird auf der Displayeinheit 322 ein Bild angezeigt, in dem ergänzend zu dem Anzeigeinhalt von 31 die Information enthalten ist, dass der Ausleger 6 angehoben wird. Wenn in der vierten Sequenz die Fortschrittsrate 1% oder mehr und 99% oder weniger beträgt, wird der in 32 dargestellte Anzeigeinhalt auf der Displayeinheit 322 angezeigt. Wenn in der vierten Sequenz die Fortschrittsrate 100% beträgt, wird der in 33 dargestellte Anzeigeinhalt auf der Displayeinheit 322 angezeigt. Obwohl in 33 nicht dargestellt, werden der PPC-Druck und ein numerischer Wert bei jedem Befehlswert Ic des Schieberhubs auf der Basis der Messergebnisse der ersten bis vierten Sequenz beschrieben.
Die Herleitungseinheit 26B leitet die Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit, die die Relation zwischen den Betätigungsbefehlswerten (Ia, Ib und Ic) und den Zylinderhüben im Normalgeschwindigkeitsbereich angibt, auf der Basis der Relation zwischen dem Betätigungsbefehlswert Ia und der in der zweiten Sequenz des Kalibriervorgangs erfassten Zylindergeschwindigkeit, der Relation zwischen dem Betätigungsbefehlswert Ib und der in der dritten Sequenz des Kalibriervorgangs erfassten Zylindergeschwindigkeit und der Relation zwischen dem Betätigungsbefehlswert Ic und der in der vierten Sequenz des Kalibriervorgangs erfassten Zylindergeschwindigkeit her (Schritt SC13).
Der Normalgeschwindigkeitsbereich ist ein Bereich einer Geschwindigkeit, die größer ist als die Geschwindigkeit im Bereich einer langsamen Geschwindigkeit. Der Bereich einer langsamen Geschwindigkeit kann als Niedriggeschwindigkeitsbereich und der Bereich der normalen Geschwindigkeit als Hochgeschwindigkeitsbereich bezeichnet werden. Der Bereich einer langsamen Geschwindigkeit ist ein Geschwindigkeitsbereich, in dem die Zylindergeschwindigkeit zum Beispiel niedriger als eine vorgegebene Geschwindigkeit ist. Der Bereich einer normalen Geschwindigkeit ist ein Geschwindigkeitsbereich, in dem die Zylindergeschwindigkeit zum Beispiel gleich der oder größer als die vorgegebene Geschwindigkeit ist.
35 zeigt ein Beispiel der Displayeinheit 322 nach Herleitung des Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswerts, der Betriebscharakteristik bei langsamer Geschwindigkeit und der Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit durch die Herleitungseinheit 26B. Nach erfolgter Herleitung des Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswerts, der Betriebscharakteristik bei langsamer Geschwindigkeit und der Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit wird ein in 35 dargestellter Schalter 321P angezeigt. Mit der Betätigung des Schalters 321P werden der Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert, die Betriebscharakteristik bei langsamer Geschwindigkeit und die Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit, die durch die Herleitungseinheit 26B hergeleitet wurden, einer Entscheidung unterzogen. In der folgenden Beschreibung wird der Schalter 321P zutreffend als Schlussentscheidungsschalter 321P bezeichnet.
Der Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert, die Betriebscharakteristik bei langsamer Geschwindigkeit und die Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit, die durch die Herleitungseinheit 26B hergeleitet wurden, werden in der Speichereinheit 26G gespeichert (Schritt SC14). Wenn in vorliegender Ausführungsform der in 35 dargestellte Schalter 321P betätigt wird, werden der Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert, die Betriebscharakteristik bei langsamer Geschwindigkeit und die Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit in der Speichereinheit 26G gespeichert.
Wenn die Charakteristiken vorab gespeichert werden, werden der Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert, die Betriebscharakteristik bei langsamer Geschwindigkeit und die Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit, die durch die Aktualisierungseinheit 26F neu hergeleitet wurden, aus der Speichereinheit 26G ausgelesen, und die jeweiligen Korrelationsdaten der Herleitungseinheit 26B werden aktualisiert.
In der vorliegenden Ausführungsform erfasst die Datenerfassungseinheit 26A bei der Erfassung der Daten betreffend den Betätigungsbefehlswert und die Zylindergeschwindigkeit (Schritte SC4, SC7 und SC12) Daten betreffend den Schieberhub, die von dem Schieberhubsensor 65 des Richtungssteuerungsventils 640 eingegeben werden, und die Daten betreffend den Vorsteuerdruck, die von dem Ausleger-Drucksensor 670B eingegeben werden, sowie Daten betreffend den Betätigungsbefehlswert (Stromwert), die von der Steuerventil-Steuereinheit 26C ausgegeben werden, und Daten betreffend die Zylindergeschwindigkeit, die von dem Zylindergeschwindigkeitssensor eingegeben werden.
Die Zylindergeschwindigkeit, der Schieberhub, der Vorsteuerdruck und der Betätigungsbefehlswert werden miteinander korreliert. Wenn sich der Betätigungsbefehlswert ändert, ändern sich jeweils der Vorsteuerdruck, der Schieberhub und die Zylindergeschwindigkeit.
Die Herleitungseinheit 26B leitet erste Korrelationsdaten, die die Relation zwischen der Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10 und dem Schieberhub des Richtungssteuerungsventils 640 angeben, zweite Korrelationsdaten, die die Relation zwischen dem Schieberhub des Richtungssteuerungsventils 640 und dem durch das Interventionsventil 27C eingestellten Vorsteuerdruck angeben, und dritte Korrelationsdaten, die die Relation zwischen dem durch das Interventionsventil 27C eingestellten Vorsteuerdruck und dem an das Interventionsventil 27C ausgegebenen Betätigungsbefehlswert (Stromwert) angeben, auf der Basis der durch die Datenerfassungseinheit 26A erfassten Daten her und speichert diese in der Speichereinheit 26G.
Obwohl in der vorliegenden Ausführungsform der Betätigungsbefehlswert der Stromwert ist, der an das Steuerventil 27 ausgegeben wird, ist der Betätigungsbefehlswert ein Begriff, der den durch das Steuerventil 27 eingestellten Vorsteuerdruckwert (Druckwert des Vorsteueröls) und den Schieberhubwert (Wert des Bewegungsbetrags des Schiebers 80) einschließt. Zum Beispiel können die Daten betreffend den Vorsteuerdruckwert und die Zylindergeschwindigkeit durch die Datenerfassungseinheit 26A erfasst werden, und auf der Basis der erfassten Daten kann die Herleitungseinheit 26B den Betätigungsbeginn-Vorsteuerdruckwert herleiten, wenn der Hydraulikzylinder 60, der sich im Stoppzustand befand, zu arbeiten beginnt, und kann die Betriebscharakteristik (enthaltend die Betriebscharakteristik bei langsamer Geschwindigkeit und die Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit), die die Relation zwischen dem Vorsteuerdruckwert und der Zylindergeschwindigkeit angibt, herleiten. Zum Beispiel können die Daten betreffend den Schieberhubwert und die Zylindergeschwindigkeit durch die Datenerfassungseinheit 26A erfasst werden, und auf der Basis der erfassten Daten kann die Herleitungseinheit 26B den Betriebsbeginn-Schieberhubwert herleiten, wenn der Hydraulikzylinder 60, der sich im Stoppzustand befand, zu arbeiten beginnt, und kann die Betriebscharakteristik (enthaltend die Betriebscharakteristik bei langsamer Geschwindigkeit und die Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit), die die Relation zwischen dem Schieberhubwert und der Zylindergeschwindigkeit angibt, herleiten. Dies gilt gleichermaßen für die nachstehende Ausführungsform.
36 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf der Arbeitsgerätsteuerung 26 zum Herleiten des Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswerts, der Betriebscharakteristik bei langsamer Geschwindigkeit und der Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit genauer beschreibt. In der vorliegenden Ausführungsform gibt die Mensch-Maschine-Schnittstelle 32 ein Identifikationssignal (ID), das dem Inhalt der Anzeige (Bildschirm) auf der Displayeinheit 322 entspricht, an die Arbeitsgerätsteuerung 26 aus. Wenn der Anzeigeinhalt für die Ausführung der ersten Sequenz auf der Displayeinheit 322 angezeigt wird, gibt die Mensch-Maschine-Schnittstelle 32 den Wert "1" als ID an die Arbeitsgerätsteuerung 26 aus. Wenn der Anzeigeinhalt für die Ausführung der zweiten Sequenz auf der Displayeinheit 322 angezeigt wird, wird der Wert "2" als ID eingegeben. Wenn der Anzeigeinhalt für die Ausführung der dritten Sequenz auf der Displayeinheit 322 angezeigt wird, wird der Wert "3" als ID eingegeben. Wenn der Anzeigeinhalt für die Ausführung der vierten Sequenz auf der Displayeinheit 322 angezeigt wird, wird der Wert "4" als ID ausgegeben.
Die Arbeitsgerätsteuerung 26 nimmt die ID von der Mensch-Maschine-Schnittstelle 32 entgegen und identifiziert die Art der ID (Schritt SD01).
Wenn in Schritt SD01 bestimmt wird, dass die entgegengenommene ID "0" ist (Schritt SD01: Ja), bestimmt die Arbeitsgerätsteuerung 26, dass der Modus nicht der Kalibriermodus ist, löscht (initialisiert) die von dem Zylindergeschwindigkeitssensor und dergleichen eingeholten Daten und setzt die Fortschrittsrate zurück auf 0% (Schritt SD02). Darüber hinaus gibt die Arbeitsgerätsteuerung 26 die Fortschrittsrate an die Mensch-Maschine-Schnittstelle 32 aus (Schritt SD03).
Wenn in Schritt SD01 bestimmt wird, dass der Modus einer der Kalibriermoden ist, die nicht der erfassten ID "0", sondern den anderen IDs entsprechen (Schritt SD01: Nein), bestimmt die Arbeitsgerätsteuerung 26, ob die erfasste ID "1" ist (Schritt SD11).
Wenn in Schritt SD11 bestimmt wird, dass die erfasste ID "1" ist (Schritt SD11: Ja), bestimmt die Arbeitsgerätsteuerung 26, ob der Schalter "START" in 31 betätigt wird (Schritt SD12). Das heißt, die Arbeitsgerätsteuerung 26 bestimmt, ob die Eingabeeinheit 321 (der Schalter "START") zum Starten der ersten Sequenz betätigt und ein Befehlssignal zum Starten der ersten Sequenz durch den Schalter "START" eingegeben wird.
Wenn in Schritt SD12 bestimmt wird, dass der Schalter "START" nicht betätigt wird (Schritt SD12: Nein), werden die Prozesse der Schritte SD02 und SD03 durchgeführt.
Wenn in Schritt SD12 bestimmt wird, dass der Schalter "START" betätigt wird (Schritt SD12: Ja), schließt die Arbeitsgerätsteuerung 26 (die Steuerventil-Steuereinheit 26C) alle Steuerventile 27 außer dem Interventionsventil 27C und gibt dann den Betätigungsbefehlswert an das Interventionsventil 26C aus (Schritt SD13). Der Prozess in Schritt SD13 entspricht dem Prozess in Schritt SC3 von 27.
Die Arbeitsgerätsteuerung 26 (die Datenerfassungseinheit 26A) erfasst Daten, die den Detektionswert des Zylinderhubsensors 16, den Detektionswert des Schieberhubsensors 65 des Richtungssteuerungsventils 640, den Detektionswert des Ausleger-Drucksensors 670B und den an das Interventionsventil 26C ausgegebenen Stromwert enthalten (Schritt SD14). Der Prozess in Schritt SD14 entspricht Schritt SC4 von 27.
Darüber hinaus berechnet die Arbeitsgerätsteuerung 26 die Fortschrittsrate der ersten Sequenz (Schritt SD15). Die Fortschrittsrate wird berechnet durch die "Anzahl der Datenelemente von erfassten Daten/eine Sollzahl der erfassten Datenelemente".
Darüber hinaus bestimmt die Arbeitsgerätsteuerung 26, ob der Schalter "CLEAR" in 32 betätigt wird (Schritt SD16). Das heißt, die Arbeitsgerätsteuerung 26 bestimmt, ob die Eingabeeinheit 321 (Schalter "CLEAR") zum Unterbrechen (Beenden) der ersten Sequenz betätigt und ein Befehlssignal für die Unterbrechung der ersten Sequenz durch den Schalter "CLEAR" ausgegeben wird.
Wenn in Schritt SD16 bestimmt wird, dass der Schalter "CLEAR" nicht betätigt wird (Schritt SD16: Nein), werden die Prozesse der Schritte SD02 und SD03 durchgeführt.
Wenn in Schritt SD16 bestimmt wird, dass der Schalter "CLEAR" betätigt wird (Schritt SD16: Ja), löscht (initialisiert) die Arbeitsgerätsteuerung 26 die von dem Zylindergeschwindigkeitssensor und dergleichen eingeholten Daten und setzt die Fortschrittsrate zurück auf 0% (Schritt SD17). Darüber hinaus gibt die Arbeitsgerätsteuerung 26 die Fortschrittsrate an die Mensch-Maschine-Schnittstelle 32 aus (Schritt SD03).
Wenn in Schritt SD11 bestimmt wird, dass die erfasste ID nicht "1" ist (Schritt SD11: Nein), bestimmt die Arbeitsgerätsteuerung 26, ob die erfasste ID "2" ist (Schritt SD21).
Wenn in Schritt SD21 bestimmt wird, dass die erfasste ID "2" ist (Schritt SD21: Ja), bestimmt die Arbeitsgerätsteuerung 26, ob der Schalter "START" in 31 betätigt wird (Schritt SD22). Das heißt, die Arbeitsgerätsteuerung 26 bestimmt, ob die Eingabeeinheit 321 (der Schalter "START") zum Starten der zweiten Sequenz betätigt und ein Befehlssignal zum Starten der zweiten Sequenz durch den Schalter "START" ausgegeben wird.
Wenn in Schritt SD22 bestimmt wird, dass der Schalter "START" nicht betätigt wird (Schritt SD22: Nein), werden die Prozesse von Schritt SD02 und SD03 durchgeführt.
Wenn in Schritt SD22 bestimmt wird, dass der Schalter "START" betätigt wird, (Schritt SD22: Ja), schließt die Arbeitsgerätsteuerung 26 (die Steuerventil-Steuereinheit 26C) alle Steuerventile 27 außer dem Interventionssteuerventil 27C und gibt dann den Betätigungsbefehl an das Interventionssteuerventil 26C aus (Schritt SD23). Der Prozess in Schritt SD23 entspricht dem Prozess in Schritt SC11 von 27.
Die Arbeitsgerätsteuerung 26 (die Datenerfassungseinheit 26A) erfasst Daten, die den Detektionswert des Zylinderhubsensors 16, den Detektionswert des Schieberhubsensors 65 des Richtungssteuerungsventils 640, den Detektionswert des Ausleger-Drucksensors 670B und den an das Interventionsventil 26C ausgegebenen Stromwert enthalten (Schritt SD24). Der Prozess in Schritt SD24 entspricht Schritt SC12 von 27.
Darüber hinaus berechnet die Recheneinheit 26Bb die Fortschrittsrate der zweiten Sequenz (Schritt SD25). Die Fortschrittsrate wird berechnet durch die "Anzahl der Datenelemente von erfassten Daten/eine Sollzahl der erfassten Datenelemente".
Darüber hinaus bestimmt die Sequenzsteuereinheit 26H, ob der Schalter "CLEAR" in 32 betätigt wird (Schritt SD26). Das heißt, die Sequenzsteuereinheit 26H bestimmt, ob die Eingabeeinheit 321 (Schalter "CLEAR") zum Unterbrechen (Beenden) der zweiten Sequenz betätigt und ein Befehlssignal für die Unterbrechung der zweiten Sequenz durch den Schalter "CLEAR" ausgegeben wird.
Wenn die Sequenzsteuereinheit 26H in Schritt SD26 bestimmt, dass der Schalter "CLEAR" nicht betätigt wird (Schritt SD26: Nein), werden die Prozesse der Schritte SD02 und SD03 durchgeführt.
Wenn in Schritt SD26 bestimmt wird, dass der Schalter "CLEAR" betätigt wird (Schritt SD26: Ja), löscht (initialisiert) die Sequenzsteuereinheit 26H die von dem Zylindergeschwindigkeitssensor und dergleichen eingeholten Daten und setzt die Fortschrittsrate zurück auf 0% (Schritt SD27). Darüber hinaus gibt die Sequenzsteuereinheit 26H die Fortschrittsrate an die Mensch-Maschine-Schnittstelle 32 aus (Schritt SD03).
Wenn in Schritt SD21 bestimmt wird, dass die erfasste ID nicht "2" ist (Schritt SD21: Nein), bestimmt die Sequenzsteuereinheit 26H, ob die erfasste ID "3" ist (Schritt SD31).
Wenn in Schritt SD31 bestimmt wird, dass die erfasste ID "3" ist (Schritt SD31: Ja), bestimmt die Sequenzsteuereinheit 26H, ob der Schalter "START" in 31 betätigt wird (Schritt SD32). Das heißt, die Sequenzsteuereinheit 26H bestimmt, ob die Eingabeeinheit 321 (der Schalter "START") zum Starten der dritten Sequenz betätigt und ein Befehlssignal zum Starten der dritten Sequenz durch den Schalter "START" eingegeben wird.
Wenn in Schritt SD32 bestimmt wird, dass der Schalter "START" nicht betätigt wird (Schritt SD32: Nein), führt die Sequenzsteuereinheit 26H die Prozesse der Schritte SD02 und SD03 durch.
Wenn die Sequenzsteuereinheit 26H in Schritt SD32 bestimmt, dass der Schalter "START" betätigt wird, (Schritt SD32: Ja), schließt die Arbeitsgerätsteuerung 26 (die Steuerventil-Steuereinheit 26C) alle Steuerventile 27 außer dem Interventionssteuerventil 27C und gibt dann den Betätigungsbefehl an das Interventionssteuerventil 26C aus (Schritt SD33). Der Prozess in Schritt SD33 entspricht dem Prozess in Schritt SC11 von 27.
Die Arbeitsgerätsteuerung 26 (die Datenerfassungseinheit 26A) erfasst Daten, die den Detektionswert des Zylindergeschwindigkeitssensors 16, den Detektionswert des Schieberhubsensors 65 des Richtungssteuerungsventils 640, den Detektionswert des Ausleger-Drucksensors 670B und den an das Interventionsventil 26C ausgegebenen Stromwert enthalten (Schritt SD34). Der Prozess in Schritt SD34 entspricht Schritt SC12 von 27.
Darüber hinaus berechnet die Sequenzsteuereinheit 26H die Fortschrittsrate der dritten Sequenz (Schritt SD35). Die Fortschrittsrate wird berechnet durch die "Anzahl der Datenelemente von erfassten Daten/eine Sollzahl der erfassten Datenelemente".
Darüber hinaus bestimmt die Sequenzsteuereinheit 26H, ob der Schalter "CLEAR" in 32 betätigt wird (Schritt SD36). Das heißt, die Arbeitsgerätsteuerung 26 bestimmt, ob die Eingabeeinheit 321 (Schalter "CLEAR") zum Unterbrechen (Beenden) der dritten Sequenz betätigt und ein Befehlssignal für die Unterbrechung der dritten Sequenz durch den Schalter "CLEAR" eingegeben wird.
Wenn in Schritt SD36 bestimmt wird, dass der Schalter "CLEAR" nicht betätigt wird (Schritt SD36: Nein), führt die Sequenzsteuereinheit 26H die Prozesse der Schritte SD02 und SD03 durch.
Wenn in Schritt SD36 bestimmt wird, dass der Schalter "CLEAR" betätigt wird (Schritt SD36: Ja), löscht (initialisiert) die Sequenzsteuereinheit 26H die von dem Zylindergeschwindigkeitssensor und dergleichen eingeholten Daten und setzt die Fortschrittsrate zurück auf 0% (Schritt SD37). Darüber hinaus gibt die Sequenzsteuereinheit 26H die Fortschrittsrate an die Mensch-Maschine-Schnittstelle 32 aus (Schritt SD03).
Wenn in Schritt SD31 bestimmt wird, dass die erfasste ID nicht "3" ist (Schritt SD31: Nein), bestimmt die Sequenzsteuereinheit 26H, ob die erfasste ID "4" ist (Schritt SD41).
Wenn in Schritt SD41 bestimmt wird, dass die erfasste ID "4" ist (Schritt SD41: Ja), bestimmt die Sequenzsteuereinheit 26H, ob der Schalter "START" in 31 betätigt wird (Schritt SD42). Das heißt, die Arbeitsgerätsteuerung 26 bestimmt, ob die Eingabeeinheit 321 (der Schalter "START") zum Starten der vierten Sequenz betätigt und ein Befehlssignal zum Starten der vierten Sequenz durch den Schalter "START" ausgegeben wird.
Wenn die Sequenzsteuereinheit 26H in Schritt SD42 bestimmt, dass der Schalter "START" nicht betätigt wird (Schritt SD42: Nein), werden die Prozesse von Schritt SD02 und SD03 durchgeführt.
Wenn die Sequenzsteuereinheit 26H in Schritt SD42 bestimmt, dass der Schalter "START" betätigt wird, (Schritt SD42: Ja), schließt die Arbeitsgerätsteuerung 26 (die Steuerventil-Steuereinheit 26C) alle Steuerventile 27 außer dem Interventionssteuerventil 27C und gibt dann den Betätigungsbefehl an das Interventionssteuerventil 26C aus (Schritt SD43). Der Prozess in Schritt SD43 entspricht dem Prozess in Schritt SC11 von 27.
Die Arbeitsgerätsteuerung 26 (die Datenerfassungseinheit 26A) erfasst Daten, die den Detektionswert des Zylindergeschwindigkeitssensors 16, den Detektionswert des Schieberhubsensors 65 des Richtungssteuerungsventils 640, den Detektionswert des Ausleger-Drucksensors 670B und den an das Interventionsventil 26C ausgegebenen Stromwert enthalten (Schritt SD44). Der Prozess in Schritt SD44 entspricht Schritt SC12 von 27.
Darüber hinaus berechnet die Sequenzsteuereinheit 26H die Fortschrittsrate der vierten Sequenz (Schritt SD45). Die Fortschrittsrate wird berechnet durch die "Anzahl der Datenelemente von erfassten Daten/eine Sollzahl der erfassten Datenelemente".
Darüber hinaus bestimmt die Sequenzsteuereinheit 26H, ob der Schalter "CLEAR" in 32 betätigt wird (Schritt SD46). Das heißt, die Sequenzsteuereinheit 26H bestimmt, ob die Eingabeeinheit 321 (Schalter "CLEAR") zum Unterbrechen (Beenden) der vierten Sequenz betätigt und ein Befehlssignal für die Unterbrechung der vierten Sequenz durch den Schalter "CLEAR" eingegeben wird.
Wenn in Schritt SD46 bestimmt wird, dass der Schalter "CLEAR" nicht betätigt wird (Schritt SD46: Nein), führt die Sequenzsteuereinheit 26H die Prozesse der Schritte SD02 und SD03 durch.
Wenn in Schritt SD46 bestimmt wird, dass der Schalter "CLEAR" betätigt wird (Schritt SD46: Ja), löscht (initialisiert) die Sequenzsteuereinheit 26H die von dem Zylindergeschwindigkeitssensor und dergleichen eingeholten Daten und setzt die Fortschrittsrate zurück auf 0% (Schritt SD47). Darüber hinaus gibt die Arbeitsgerätsteuerung 26 die Fortschrittsrate an die Mensch-Maschine-Schnittstelle 32 aus (Schritt SD03).
Wenn in Schritt SD41 bestimmt wird, dass die erfasste ID nicht "4" ist (Schritt SD41: Nein), führt die Sequenzsteuereinheit 26H weitere Prozesse durch.
Nachdem die erste, zweite, dritte und vierte Sequenz abgeschlossen sind und der Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert, die Betriebscharakteristik bei langsamer Geschwindigkeit und die Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit hergeleitet wurden, bestimmt die Sequenzsteuereinheit 26H, ob der Schlussentscheidungsschalter 321P in 35 betätigt wird (Schritt SD04).
Wenn die Sequenzsteuereinheit 26H in Schritt SD04 bestimmt, dass der Schlussentscheidungsschalter 321P in einer vorgegebenen Zeit nicht betätigt wird (Schritt SD04: Nein), wird der Prozess von Schritt SD03 durchgeführt.
Wenn die Sequenzsteuereinheit 26H in Schritt SD04 bestimmt, dass der Schlussentscheidungsschalter 321P betätigt wird (Schritt SD04: Ja), speichert die Arbeitsgerätsteuerung 26 (die Aktualisierungseinheit 26F) den hergeleiteten Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert, die Betriebscharakteristik bei langsamer Geschwindigkeit und die Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit in der Speichereinheit 26G.
37 zeigt schematisch ein Beispiel der ersten Korrelationsdaten, die die Relation zwischen dem Bewegungsbetrag (Schieberhub) des Schiebers, der durch die Intervention am Ausleger bestimmt wurde, und der Zylindergeschwindigkeit angeben. 38 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs A in 37. In 37 und 38 ist an der horizontalen Achse der Schieberhubwert als Betätigungsbefehlswert und an der vertikalen Achse die Zylindergeschwindigkeit angegeben. Ein Zustand, in dem der Schieberhubwert gleich Null ist (am Ausgangspunkt), ist ein Zustand, in dem der Schieber sich in seiner Anfangsposition befindet.
In 37 gibt der Bereich A einen Bereich langsamer Geschwindigkeit an, in dem die Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10 eine langsame Geschwindigkeit ist. Ein Bereich B gibt einen Bereich normaler Geschwindigkeit an, in dem die Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10 eine normale Geschwindigkeit größer als die langsame Geschwindigkeit ist. Der Bereich normaler Geschwindigkeit, der durch den Bereich B angegeben wird, ist ein Geschwindigkeitsbereich mit einer höheren Geschwindigkeit als jener in dem Bereich langsamer Geschwindigkeit, der durch den Bereich A angegeben ist.
Wie in 37 dargestellt ist, ist die Steilheit der Kurve in dem Bereich A geringer als die Steilheit der Kurve in dem Bereich B. Das heißt, der Betrag der Änderung der Zylindergeschwindigkeit bezüglich des Schieberhubwerts (der Betätigungsbefehlswert) im Bereich normaler Geschwindigkeit ist größer als in dem Bereich langsamer Geschwindigkeit.
In 38 ist ein Schieberhubwert T2 ein Schieberhubwert bei Ausgabe des Betätigungsbefehls I2 (siehe 34 und dgl.), der ein Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert ist, an das Interventionsventil 27C. Ein Schieberhubwert T3 ist ein Schieberhubwert bei Ausgabe des Betätigungsbefehls I3 an das Interventionsventil 27C. Ein Schieberhubwert T4 ist ein Schieberhubwert bei Ausgabe des Betätigungsbefehls I4 an das Interventionsventil 27C. Ein Schieberhubwert T5 ist ein Schieberhubwert bei Ausgabe des Betätigungsbefehls I5 an das Interventionsventil 27C. Ein Schieberhubwert T6 ist ein Schieberhubwert bei Ausgabe des Betätigungsbefehls I6 an das Interventionsventil 27C. Ein Schieberhubwert T7 ist ein Schieberhubwert bei Ausgabe des Betätigungsbefehls I7 an das Interventionsventil 27C.
In 37 ist ein Schieberhubwert Ta ein Schieberhubwert bei Ausgabe des Betätigungsbefehls Ia an das Interventionsventil 27C. Ein Schieberhubwert Tb ist ein Schieberhubwert bei Ausgabe des Betätigungsbefehls Ib an das Interventionsventil 27C. Ein Schieberhubwert Tc ist ein Schieberhubwert bei Ausgabe des Betätigungsbefehls Ic an das Interventionsventil 27C.
Auf diese Weise kann die Arbeitsgerätsteuerung 26 die durch die Linie L2 in dem Bereich A angegebene Betriebscharakteristik bei langsamer Geschwindigkeit und die durch die Linie L2 in dem Bereich B angegebene Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit durch den Kalibriervorgang herleiten, der vorstehend mit Bezug auf die Schritte SC1 bis SC14 beschrieben wurde.
Die Zylindergeschwindigkeit ändert sich in Abhängigkeit von dem Gewicht des Löffels 8. Zum Beispiel ändert sich die Zylindergeschwindigkeit, wenn sich das Gewicht des Löffels 8 ändert, selbst wenn die gleiche Menge an Arbeitsöl in den Hydraulikzylinder 60 geleitet wird.
39 zeigt schematisch ein Beispiel der ersten Korrelationsdaten, die die Relation zwischen dem Bewegungsbetrag (Schieberhub) des Schiebers in dem Ausleger und der Zylindergeschwindigkeit angeben. 40 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs A in 39. In 39 und 40 ist an der horizontalen Achse der Schieberhub und an der vertikalen Achse die Zylindergeschwindigkeit angegeben. Ein Zustand, in dem der Schieberhub gleich Null ist (am Ausgangspunkt), ist ein Zustand, in dem der Schieber sich in seiner Anfangsposition befindet. Eine Linie L1 gibt die ersten Korrelationsdaten an, wenn der Löffel 8 ein hohes Gewicht hat. Eine Linie L2 gibt die ersten Korrelationsdaten an, wenn der Löffel 8 ein mittleres Gewicht hat. Eine Linie L3 gibt die ersten Korrelationsdaten an, wenn der Löffel 8 ein niedriges Gewicht hat.
Wie in 39 und 40 dargestellt ist, ändern sich die ersten Korrelationsdaten abhängig von dem Gewicht des Löffels 8, wenn das Gewicht des Löffels 8 unterschiedlich ist.
Der Hydraulikzylinder 60 arbeitet in einer Weise, dass die Anhebebewegung und die Absenkbewegung des Arbeitsgeräts 2 durchgeführt werden. In 39 führt das Arbeitsgerät 2 eine Bewegung nach oben aus, wenn sich der Schieber derart bewegt, dass der Schieberhub positiv wird. Wenn sich der Schieber derart bewegt, dass der Schieberhub negativ wird, führt das Arbeitsgerät eine Bewegung nach unten aus. Wie die 39 und 40 zeigen, enthalten die ersten Korrelationsdaten die Relation zwischen der Zylindergeschwindigkeit und dem Schieberhub jeweils bei der Anhebebewegung und bei der Absenkbewegung.
Wie 39 zeigt, unterscheidet sich der Betrag der Änderung der Zylindergeschwindigkeit zwischen der Anhebebewegung und der Absenkbewegung des Arbeitsgeräts 2. Das heißt, ein Änderungsbetrag Vu der Zylindergeschwindigkeit, wenn sich der Schieberhub gegenüber dem Ausgangspunkt um einen vorgegebenen Betrag Str geändert hat, so dass die Anhebebewegung ausgeführt wird, unterscheidet sich von einem Änderungsbetrag Vd der Zylindergeschwindigkeit, wenn sich der Schieberhub gegenüber dem Ausgangspunkt um einen vorgegebenen Betrag Str geändert hat, so dass die Absenkbewegung ausgeführt wird. Wenn in dem Beispiel, das in 39 dargestellt ist, der vorgegebene Betrag Str festgelegt wird, ist der Wert des Änderungsbetrags Vu für große, mittlere und kleine Löffel 8 jeweils der gleiche, während der Änderungsbetrag Vd (Absolutwert) für große, mittlere und kleine Löffel 8 jeweils unterschiedlich ist.
Beim Absenken des Arbeitsgeräts 2 kann der Hydraulikzylinder 60 das Arbeitsgerät 2 aufgrund von Schwerkraft (des Gewichts) des Arbeitsgeräts 2 mit hoher Geschwindigkeit bewegen. Beim Anheben des Arbeitsgeräts 2 hingegen muss der Hydraulikzylinder 60 gegen das Gewicht des Arbeitsgeräts 2 arbeiten. Wenn nun der Schieberhub beim Anheben und beim Absenken der gleiche ist, ist die Zylindergeschwindigkeit bei Absenken höher als die Geschwindigkeit beim Anheben.
Wie in 39 gezeigt ist, ist die Zylindergeschwindigkeit beim Absenken des Arbeitsgeräts 2 umso höher, je größer die Schwerkraft des Löffels 8 ist. Außerdem ist eine Differenz ΔVd zwischen der Zylindergeschwindigkeit bezogen auf den mittelschweren Löffel 8 und der Zylindergeschwindigkeit bezogen auf einen leichten Löffel 8, wenn sich der Schieber um einen vorgegebenen Betrag Stg aus seiner Anfangslage bewegt hat, beim Absenken größer als eine Differenz ΔVu zwischen der Zylindergeschwindigkeit bezogen auf den mittelschweren Löffel 8 und der Zylindergeschwindigkeit bezogen auf einen leichten Löffel 8, wenn sich der Schieber um einen vorgegebenen Betrag Stg aus seiner Anfangslage bewegt hat, beim Anheben. In dem Beispiel, das in 39 gezeigt ist, beträgt ΔVu etwa Null. Ähnlich ist eine Differenz zwischen der Zylindergeschwindigkeit bezogen auf den schweren Löffel 8 und der Zylindergeschwindigkeit bezogen auf den mittelschweren Löffel 8, wenn sich der Schieber um den vorgegebenen Betrag Stg aus seiner Anfangslage bewegt hat, beim Absenken größer als eine Differenz zwischen der Zylindergeschwindigkeit bezogen auf den schweren Löffel 8 und der Zylindergeschwindigkeit bezogen auf den mittelschweren Löffel 8, wenn sich der Schieber um einen vorgegebenen Betrag Stg aus seiner Anfangslage bewegt hat, beim Anheben.
Eine auf den Hydraulikzylinder 60 wirkende Last ist beim Anheben eine andere als beim Absenken des Arbeitsgeräts 2. Die Zylindergeschwindigkeit beim Absenken des Arbeitsgeräts 2, insbesondere des Auslegers 6, ändert sich in Abhängigkeit von dem Gewicht des Löffels 8 deutlich. Je höher das Gewicht des Löffels 8 ist, umso höher ist die Zylindergeschwindigkeit beim Absenken. Daher ändert sich ein Geschwindigkeitsprofil der Zylindergeschwindigkeit während des Absenkens des Auslegers 6 (des Arbeitsgeräts 2) abhängig von dem Gewicht des Löffels 8 sehr deutlich.
Wenn der Hydraulikzylinder 60, wie in 40 gezeigt, derart betätigt wird, dass die Anhebebewegung des Arbeitsgeräts 2 in einem Anfangszustand ausgeführt wird, in dem die Zylindergeschwindigkeit des Hydraulikzylinders 60 Null ist, unterscheidet sich ein Änderungsbetrag V1 der Zylindergeschwindigkeit von dem Anfangszustand bezogen auf den schweren Löffel 8 von einem Änderungsbetrag V2 der Zylindergeschwindigkeit von dem Anfangszustand bezogen auf den mittelschweren Löffel 8. Das heißt, wenn der Hydraulikzylinder 60 derart betätigt wird, dass die Anhebebewegung des Arbeitsgeräts 2 ausgehend von dem Anfangszustand, in dem die Zylindergeschwindigkeit Null ist, ausgeführt wird, unterscheidet sich der Änderungsbetrag (Betrag der Änderung ausgehend von dem Geschwindigkeitszustand Null) V1 der Zylindergeschwindigkeit bezogen auf den schweren Löffel 8, wenn sich der Schieberhub ausgehend von dem Ausgangspunkt um einen vorgegebenen Betrag Stp geändert hat, von dem Änderungsbetrag (Betrag der Änderung ausgehend von dem Geschwindigkeitszustand Null) V2 der Zylindergeschwindigkeit bezogen auf den mittelschweren Löffel 8, wenn sich der Schieberhub ausgehend von dem Ausgangspunkt um einen vorgegebenen Betrag Stp geändert hat. Wenn der Hydraulikzylinder 60 derart betätigt wird, dass die Anhebebewegung des Arbeitsgeräts 2 ausgehend von dem Anfangszustand, in dem die Zylindergeschwindigkeit des Hydraulikzylinders 60 Null ist, ausgeführt wird, unterscheidet sich ähnlich der Änderungsbetrag V2 der Zylindergeschwindigkeit ausgehend von dem Ausgangspunkt bezogen auf den mittelschweren Löffel 8 von dem Änderungsbetrag V3 der Zylindergeschwindigkeit ausgehend von dem Ausgangspunkt bezogen auf den leichten Löffel 8.
Wenn die Interventionssteuerung durchgeführt wird, führt der Auslegerzylinder 10 die Anhebebewegung des Auslegers 6 in der vorstehend beschriebenen Weise durch. Der Auslegerzylinder 10 wird somit auf der Basis solch erster Korrelationsdaten wie in 40 dargestellt gesteuert, wodurch der Löffel 8 auf der Basis der Entwurfsgeländeform Ua mit hoher Genauigkeit bewegt werden kann, auch wenn sich das Gewicht des Löffels 8 ändert. Das heißt, der Hydraulikzylinder wird feingesteuert, auch wenn sich das Gewicht des Löffels 8 während der Aktivierung des Hydraulikzylinders 60 ändert, wodurch eine hochgenaue Aushubbegrenzungssteuerung erfolgt.
Wie vorstehend beschrieben wurde, werden in der vorliegenden Ausführungsform der Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert, die Betriebscharakteristik bei langsamer Geschwindigkeit und die Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit für das Interventionsventil 27C hergeleitet. Andererseits wird der Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert zwar für das Druckminderungsventil 27A (270A, 271A und 272A) und das Druckminderungsventil 27B (270B, 271B und 272B) hergeleitet, doch die Betriebscharakteristik bei langsamer Geschwindigkeit wird für diese Druckminderungsventile nicht hergeleitet. Es zu beachten, dass die Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit für die Druckminderungsventile 27A und 27B hergeleitet wird.
[Kalibrierung der Druckminderungsventile]
41 ist ein Zeitdiagramm, das ein Verfahren zum Herleiten des Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswerts für die Druckminderungsventile 27A und 27B beschreibt. An der horizontalen Achse des unteren Graphs in 41 ist die Zeit und an der vertikalen Achse ein Befehlssignal angegeben, das mit Bedienung der Eingabeeinheit 321 von der Eingabeeinheit 321 an die Steuerventil-Steuereinheit 26C ausgegeben wird. In 41 ist an der horizontalen Achse des oberen Graphs die Zeit und an der vertikalen Achse ein Betätigungsbefehlswert (Stromwert) angegeben, der an die Druckminderungsventile 27A und 27B ausgegeben (geleitet) wird.
Im Folgenden wird als Beispiel ein Betätigungsbefehl (Strom) an das Stiel-Druckminderungsventil 271A von den Druckminderungsventilen 27A und 27B ausgegeben (geleitet), das in dem Stiel-Betätigungsölkanal 4511A angeordnet ist, durch welchen das Vorsteueröl fließt, so dass der Stielzylinder 11 in Einfahrrichtung arbeitet (der Stiel 7 führt eine Anhebebewegung aus). Außer an das Stiel-Druckminderungsventil 271A wird der Betätigungsbefehl (Strom) an kein anderes Steuerventil 27 ausgegeben. Ferner hat der Stielzylinder 11 zu einem Zeitpunkt t0a nicht begonnen zu arbeiten. Der Auslegerzylinder 10 und der Löffelzylinder 12 haben sich nicht bewegt.
Wie in 41 gezeigt ist, wird zum Zeitpunkt t0a die Eingabeeinheit 321 bedient und ein Befehlssignal von der Eingabeeinheit 321 an die Steuerventil-Steuereinheit 26C ausgegeben. Zum Zeitpunkt t0a schließt die Steuerventil-Steuereinheit 26C sämtliche der Vielzahl von Steuerventilen 27 und gibt dann (leitet) einen Betätigungsbefehl (Strom) an das Stiel-Druckminderungsventil 271A aus. Der Betätigungsbefehl (Strom) wird außer an das Stiel-Druckminderungsventil 271A an keine anderen Steuerventile 27 ausgegeben. Ferner hat zum Zeitpunkt t0a der Stielzylinder 11 nicht begonnen zu arbeiten. Der Auslegerzylinder 10 und der Löffelzylinder 12 haben sich nicht bewegt.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der zweite Betätigungshebel 25L der Betätigungsvorrichtung 25 des Vorsteuerhydrauliktyps bis zum Anschlag betätigt, so dass sich der Vorsteuerdruck des Stiel-Betätigungsölkanals 4511A erhöht, wenn das Stiel-Druckminderungsventil, zu dem der Strom geleitet wird, öffnet. Wenn der zweite Betätigungshebel 25L zum Beispiel in Richtung nach hinten geschwenkt wird, wodurch der Stiel 7 die Anhebebewegung ausführt (wenn der Vorsteuerdruck des Stiel-Betätigungsölkanals 4511A ansteigt), wird der zweite Betätigungshebel 25L in Richtung nach hinten bis zum Anschlag betätigt.
Zunächst gibt die Steuerventil-Steuereinheit 26C einen Betätigungsbefehl mit einem Betätigungsbefehlswert I0 an das Stiel-Druckminderungsventil 271A aus. Von einem Zeitpunkt t0a bis zu einem Zeitpunkt t2a gibt die Steuerventil-Steuereinheit 26C den Betätigungsbefehlswert I0 kontinuierlich an das Stiel-Druckminderungsventil 271A aus. Das Zeitintervall von dem Zeitpunkt t0a bis zu dem Zeitpunkt t2a ist zum Beispiel ein drittes vorgegebenes Zeitintervall.
In einem Zustand, in dem der Betätigungsbefehlswert I0 ausgegeben wird, wird der Zylinderhub des Stielzylinders 11 auf der Basis des Detektionswerts des Zylinderhubsensors 17 von der Sensorsteuereinheit 30 an die Arbeitsgerätsteuerung 26 ausgegeben. Die Datenerfassungseinheit 26A der Arbeitsgerätsteuerung 26 erfasst den Betätigungsbefehlswert I0 und den Zylinderhub L2 bezogen auf den Zylinder des Stielzylinders 11, wenn der Betätigungsbefehlswert I0 ausgegeben wird.
Die Herleitungseinheit 26B bestimmt in einem Zustand, in dem der Betätigungsbefehlswert I0 an das Stiel-Druckminderungsventil 271A ausgegeben wird, ob der Stielzylinder 11, der sich im Stoppzustand befand, begonnen hat zu arbeiten (aktiviert wurde). Die Bestimmungseinheit 26Ba der Herleitungseinheit 26B bestimmt auf der Basis der Daten betreffend die Zylindergeschwindigkeit des Stielzylinders 11, ob der Stielzylinder 11, der sich im Stoppzustand befand, begonnen hat zu arbeiten.
Die Bestimmungseinheit 26Ba vergleicht die Zylindergeschwindigkeit des Stielzylinders 11 zu einem Zeitpunkt t1a und die Zylindergeschwindigkeit des Stielzylinders 11 zu einem Zeitpunkt t2a. Der Zeitpunkt t1a ist ein Zeitpunkt, der sich ergibt, nachdem zum Beispiel ein erstes vorgegebenes Zeitintervall ab dem Zeitpunkt t0a verstrichen ist. Der Zeitpunkt ta2 ist ein Zeitpunkt, der sich ergibt, nachdem zum Beispiel ein drittes vorgegebenes Zeitintervall ab dem Zeitpunkt t0a verstrichen ist (ein Zeitpunkt, der sich ergibt, nachdem ein zweites vorgegebenes Zeitintervall ab dem Zeitpunkt t1a verstrichen ist).
Die Bestimmungseinheit 26Ba leitet eine Differenz des Zylinderhubs auf der Basis des Detektionswerts des Zylinderhubsensors 17 zum Zeitpunkt t1a und des Detektionswerts des Zylinderhubsensors 17 zum Zeitpunkt t2a her. Wenn bestimmt wird, dass der hergeleitete Differenzwert kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert, bestimmt die Bestimmungseinheit 26Ba, dass der Stielzylinder 11 den Betrieb nicht aufgenommen hat. Wenn bestimmt wird, dass der hergeleitete Differenzwert gleich dem oder größer als der vorgegebene Schwellenwert ist, bestimmt die Bestimmungseinheit 26Ba, dass der Stielzylinder 11 den Betrieb aufgenommen hat.
Wenn der Betätigungsbefehlswert I0 ausgegeben wird und die Bestimmungseinheit 26Ba bestimmt, dass der Stielzylinder 11 begonnen hat zu arbeiten, dient der Betätigungsbefehlswert I0 als ein Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert (Betätigungsbeginn-Betätigungsstromwert), wenn der Stielzylinder 11, der sich im Stoppzustand befand, zu arbeiten beginnt.
Wenn bestimmt wird, dass der Stielzylinder 11 unter dem Betätigungsbefehlswert I0 nicht begonnen hat zu arbeiten, erhöht die Steuerventil-Steuereinheit 26C den Betätigungsbefehlswert, der an das Stiel-Druckminderungsventil 271A ausgegeben wird. Die Steuerventil-Steuereinheit 26C erhöht den Betätigungsbefehlswert I0 auf einen Betätigungsbefehlswert I1 zum Zeitpunkt t2a, ohne den Betätigungsbefehlswert I0 zu verringern, und gibt den Betätigungsbefehlswert I1 an das Stiel-Druckminderungsventil 271A aus. Von dem Zeitpunkt t2a bis zu dem Zeitpunkt t2b gibt die Steuerventil-Steuereinheit 27C den Betätigungsbefehlswert I1 kontinuierlich an das Stiel-Druckminderungsventil 271A aus. Das Zeitintervall ab dem Zeitpunkt t2a und dem Zeitpunkt t2b ist zum Beispiel ein drittes vorgegebenes Zeitintervall.
In einem Zustand, in dem der Betätigungsbefehlswert I1 ausgegeben wird, wird der Zylinderhub des Stielzylinders 11 auf der Basis des Detektionswerts des Zylinderhubsensors 17 von der Sensorsteuereinheit 30 an die Arbeitsgerätsteuerung 26 ausgegeben. Die Datenerfassungseinheit 26A der Arbeitsgerätsteuerung 26 erfasst den Betätigungsbefehlswert I1 und den Zylinderhub L2 bezogen auf die Zylindergeschwindigkeit des Stielzylinders 11, wenn der Betätigungsbefehlswert I1 ausgegeben wird.
Die Bestimmungseinheit 26Ba der Herleitungseinheit 26B bestimmt in einem Zustand, in dem der Betätigungsbefehlswert I1 an das Stiel-Druckminderungsventil 271A ausgegeben wird, ob der Stielzylinder 11, der sich im Stoppzustand befand, begonnen hat zu arbeiten (aktiviert wurde).
Die Bestimmungseinheit 26Ba vergleicht die Zylindergeschwindigkeit des Stielzylinders 11 zum Zeitpunkt t1b und die Zylindergeschwindigkeit des Stielzylinders 11 zum Zeitpunkt t2b. Der Zeitpunkt t1b ist ein Zeitpunkt, der sich ergibt, nachdem zum Beispiel ein erstes vorgegebenes Zeitintervall ab dem Zeitpunkt t2a verstrichen ist. Der Zeitpunkt t2b ist ein Zeitpunkt, der sich ergibt, nachdem zum Beispiel ein drittes vorgegebenes Zeitintervall ab dem Zeitpunkt t2a verstrichen ist (ein Zeitpunkt, der sich ergibt, nachdem ein zweites vorgegebenes Zeitintervall ab dem Zeitpunkt t1b verstrichen ist).
Die Bestimmungseinheit 26Ba leitet eine Differenz des Zylinderhubs auf der Basis des Detektionswerts des Zylinderhubsensors 17 zum Zeitpunkt t1b und des Detektionswerts des Zylinderhubsensors 17 zum Zeitpunkt t2a her. Wenn bestimmt wird, dass der hergeleitete Differenzwert kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert, bestimmt die Bestimmungseinheit 26Ba, dass der Stielzylinder 11 nicht begonnen hat zu arbeiten. Wenn bestimmt wird, dass der hergeleitete Differenzwert gleich dem oder größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist, bestimmt die Bestimmungseinheit 26Ba, dass der Stielzylinder 11 begonnen hat zu arbeiten.
Wenn der Betätigungsbefehlswert I1 ausgegeben wird und die Bestimmungseinheit 26Ba bestimmt, dass der Stielzylinder 11 begonnen hat zu arbeiten, dient der Betätigungsbefehlswert I1 als Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert (Betätigungsbeginn-Betätigungsstromwert), wenn der Stielzylinder 11, der sich im Stoppzustand befand, beginnt zu arbeiten.
Danach wird der gleiche Prozess durchgeführt und der Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert hergeleitet. Das heißt, nachdem der Betätigungsbefehlswert I1 auf den Betätigungsbefehlswert I2 erhöht wurde, vergleicht die Bestimmungseinheit 26Ba die Zylindergeschwindigkeit des Stielzylinders 11 zum Zeitpunkt t1c und die Zylindergeschwindigkeit des Stielzylinders 11 zum Zeitpunkt t2c. Der Zeitpunkt t1c ist ein Zeitpunkt, der sich ergibt, nachdem zum Beispiel ein erstes vorgegebenes Zeitintervall ab dem Zeitpunkt t2b verstrichen ist. Der Zeitpunkt t2c ist ein Zeitpunkt, der sich ergibt, nachdem zum Beispiel ein drittes vorgegebenes Zeitintervall ab dem Zeitpunkt t2b verstrichen ist (ein Zeitpunkt, der sich ergibt, nachdem ein zweites vorgegebenes Zeitintervall ab dem Zeitpunkt t1c verstrichen ist).
Die Bestimmungseinheit 26Ba leitet eine Differenz zwischen dem Detektionswert des Zylinderhubsensors 17 zum Zeitpunkt t1c und dem Detektionswert des Zylinderhubsensors 17 zum Zeitpunkt t2c her. Wenn bestimmt wird, dass der hergeleitete Differenzwert kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist, bestimmt die Bestimmungseinheit 26Ba, dass der Stielzylinder 11 nicht begonnen hat zu arbeiten. Wenn bestimmt wird, dass der hergeleitete Differenzwert gleich dem oder größer als der vorgegebene Schwellenwert ist, bestimmt die Bestimmungseinheit 26Ba, dass der Stielzylinder 11 begonnen hat zu arbeiten.
In der vorliegenden Ausführungsform wird angenommen, dass der Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert der Betätigungsbefehlswert I2 ist. Der Betätigungsbefehlswert I2 beträgt zum Beispiel 320 [mA]. Auf diese Weise wird der Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert hergeleitet. Die Kalibrierbedingungen in der vorliegenden Ausführungsform umfassen zum Beispiel in ähnlicher Weise wie die anderen Kalibrierbedingungen den Ausgangsdruck der Haupthydraulikpumpe, die Temperaturbedingungen des Arbeitsöls, die Ausfallsicherungsbedingungen des Steuerventils 27 und die Stellungsbedingungen des Arbeitsgeräts 2. In der vorliegenden Ausführungsform wird während der Kalibrierung der Sperrhebel betätigt, so dass das Arbeitsöl in den Vorsteuerölkanal 50 geleitet wird. Die Stellung des Arbeitsgeräts 2 zu Beginn der Kalibrierung kann ferner die gleiche sein wie die in 31 dargestellte Arbeitsstellung.
Vorstehend wurde der Ablauf der Herleitung des Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswerts für das Stiel-Druckminderungsventil 271A von den Druckminderungsventilen 27A und 27B beschrieben. Der Ablauf der Herleitung der Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswerte für die anderen Ventile ist jedoch der gleiche, so dass eine diesbezügliche Beschreibung entfällt.
[Kalibrierverfahren für den Drucksensor]
Nachstehend wird ein Kalibrierverfahren für die Drucksensoren 66 und 67 mit Bezug auf 42 beschrieben. 42 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Kalibrierverfahrens gemäß vorliegender Ausführungsform darstellt.
In 25 detektiert der Drucksensor 66 den durch die Betätigungsvorrichtung 25 eingestellten Vorsteuerdruck. Das heißt, der Drucksensor 66 detektiert den Vorsteuerdruck abhängig von dem Betätigungsbetrag der Betätigungsvorrichtung 25. Wenn das Steuerventil 27 geschlossen wird, detektiert der Drucksensor 67 den durch das Steuerventil 27 eingestellten Vorsteuerdruck. Wenn das Steuerventil 27 geöffnet wird (voll geöffnet wird), ist der auf den Drucksensor 66 wirkende Vorsteuerdruck gleich dem auf den Drucksensor 67 wirkenden Vorsteuerdruck. Aus diesem Grund müssen der Detektionswert des Drucksensors 66 und der Detektionswert des Drucksensors 67 bei vollständigem Öffnen des Steuerventils 67 gleich sein. Da aber der Detektionswert bei dem jeweiligen Drucksensor variiert, auch wenn das Steuerventil 27 vollständig geöffnet wird, sind der Detektionswert des Drucksensors 66 und der Detektionswert des Drucksensors 67 gegebenenfalls unterschiedliche Werte.
Wenn der Detektionswert des Drucksensors 66 und der Detektionswert des Drucksensors 67 bei voll geöffnetem Steuerventil 27 unterschiedliche Wert sind und so belassen werden, leidet gegebenenfalls die Genauigkeit der Aushubsteuerung. Insbesondere detektiert der Drucksensor 67 den Vorsteuerdruck, der auf das Richtungssteuerungsventil 64 wirkt, wenn ein Betätigungsbefehlswert an das Steuerventil 27 ausgegeben wird. Die Arbeitsgerätsteuerung 26 kann die Relation zwischen dem an das Steuerventil 27 ausgegebenen Betätigungsbefehlswert und dem auf das Richtungssteuerungsventil 64 wirkenden Vorsteuerdruck auf der Basis des Detektionswerts des Drucksensors 67 herleiten. Wenn der auf das Richtungssteuerungsventil 64 wirkende Vorsteuerdruck mit Hilfe des Steuerventils 27 eingestellt wird, bestimmt die Arbeitsgerätsteuerung 26 einen Betätigungsbefehlswert auf der Basis der hergeleiteten Relation (der Korrelationsdaten), so dass ein Soll-Vorsteuerdruck auf das Richtungssteuerungsventil 64 wirkt, und gibt den Betätigungsbefehlswert an das Steuerventil 27 aus. Der Drucksensor 66 detektiert den Vorsteuerdruck, der dem Betätigungsbetrag der Betätigungsvorrichtung 25 entspricht. Wenn zum Beispiel die Betätigungsvorrichtung 25 betätigt wird, um den Stiel 7 anzusteuern, wird der dem Betätigungsbetrag der Betätigungsvorrichtung 25 entsprechende Vorsteuerdruck durch den Drucksensor 66 (661A) detektiert. Wenn die Arbeitsgerätsteuerung 26 auf der Basis des Detektionsergebnisses des Drucksensors 66 einen Betätigungsbefehl ausgibt, um die Aushubsteuerung (die Interventionssteuerung, die Stoppsteuerung und dergleichen) durchzuführen, kann der Betätigungsbetrag der Betätigungsvorrichtung 25 sich von einem Parameter (Vorsteuerdruck) unterscheiden, der in den vorstehend beschriebenen Korrelationsdaten enthalten ist, wenn sich der Detektionswert des Drucksensors 66 von dem Detektionswert des Drucksensors 67 unterscheidet. Das Ergebnis ist, dass die Arbeitsgerätsteuerung 26 keinen angemessenen Betätigungsbefehlswert ausgeben kann und die Genauigkeit der Aushubsteuerung gegebenenfalls herabgesetzt wird.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der Detektionswert des Drucksensors 66 korrigiert, so dass der Detektionswert des Drucksensors 66 mit dem Detektionswert des Drucksensors 67 identisch ist, wenn das Druckminderungsventil des Steuerventils 27 vollständig geöffnet wird. Das heißt, der Detektionswert des Drucksensors 66 wird so korrigiert, dass der Detektionswert (Vorsteuerdruck) des Drucksensors 66 identisch ist mit dem Parameter (Vorsteuerdruck), der in den Korrelationsdaten enthalten ist, die auf der Basis des Detektionswerts des Drucksensors 67 hergeleitet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel der Kalibrierung der Ausleger-Drucksensoren 660B und 670B beschrieben, die in dem Ausleger-Betätigungsölkanal 4510B und dem Ausleger-Einstellungsölkanal 4520B, durch welche das Arbeitsöl zum Anheben des Auslegers 6 fließt, vorgesehen sind.
Wie in 28 dargestellt ist, sind die "PPC-Drucksensorkalibrierung" und die "Steuerkennfeldkalibrierung" als Kalibriermenü vorgesehen. Wenn die Kalibrierung der Ausleger-Drucksensoren 660B und 670B durchgeführt wird, wird die "PPC-Drucksensorkalibrierung" gewählt.
Wenn die "PPC-Drucksensorkalibrierung" gewählt wurde, erscheint auf der Displayeinheit 322 ein in 43 dargestellter Bildschirm. Da in diesem Fall die Ausleger-Drucksensoren 660B und 670B, die den Vorsteuerdruck des Vorsteueröls zum Ermöglichen eines Anhebens des Auslegers 6 detektieren, Gegenstand der Kalibrierung sind, wird ein "Auslegeranhebe-PPC-Drucksensor" gewählt.
Ebenso wie eine "Kalibrierung der Ausleger-Drucksensoren 660B und 670B", die den Vorsteuerdruck zum Ermöglichen eines Anhebens des Auslegers 6 detektieren, kann in vorliegender Ausführungsform eine "Kalibrierung von Ausleger-Drucksensoren 660A und 670A", die den Vorsteuerdruck zum Ermöglichen eines Absenkens des Auslegers 6 detektieren, eine "Kalibrierung von Stiel-Drucksensoren 661A und 671A", die den Vorsteuerdruck zum Ermöglichen des Anhebens des Stiels 7 (Aushubvorgang) detektierten, eine "Kalibrierung von Stiel-Drucksensoren 661B und 671B", die den Vorsteuerdruck zum Ermöglichen eines Absenkens des Stiels 7 (Abladebewegung) detektieren, eine "Kalibrierung von Löffel-Drucksensoren 662A und 672A", die den Vorsteuerdruck zum Ermöglichen eines Anhebens des Löffels 8 (Abladevorgang) detektieren, und eine "Kalibrierung von Löffel-Drucksensoren 662B und 672B", die den Vorsteuerdruck zum Ermöglichen eines Absenkens des Löffels 8 (Aushubvorgang) detektieren, durchgeführt werden.
Wenn die "Kalibrierung der Ausleger-Drucksensoren 660A und 670A" durchgeführt wird, wird ein "Ausleger-Absenk-PPC-Drucksensor" gewählt. Wenn die "Kalibrierung der Stiel-Drucksensoren 661B und 671B" durchgeführt wird, wird ein "Stiel-Aushub-PPC-Drucksensor" gewählt. Wenn die "Kalibrierung der Stiel-Drucksensoren 661A und 671A" durchgeführt wird, wird ein "Stiel-Ablade-PPC-Drucksensor" gewählt. Wenn die "Kalibrierung des Löffel-Drucksensors 662B und des Stiel-Drucksensors 672B" durchgeführt wird, wird ein "Löffel-Aushub-PPC-Drucksensor" gewählt. Wenn die "Kalibrierung der Löffel-Drucksensoren 662A und 672A" gewählt wird, wird ein "Löffel-Ablade-PPC-Drucksensor" gewählt.
Nach der Bedienung der Mensch-Maschine-Schnittstelle 32 zum Kalibrieren der Ausleger-Drucksensoren 660B und 670B bestimmt die Sequenzsteuereinheit 26H die Kalibrierbedingungen (Schritt SE1). Die Kalibrierbedingungen enthalten zum Beispiel den Druck der Haupthydraulikpumpe, die Temperaturbedingungen des Arbeitsöls, die Ausfallbedingungen des Steuerventils 27 und die Stellungsbedingungen des Arbeitsgeräts 2. In der vorliegenden Ausführungsform wird bei der Kalibrierung der Sperrhebel betätigt, so dass sich der Vorsteuerölkanal 450 öffnet. Darüber hinaus wird die Leistung der Haupthydraulikpumpe auf einen vorgegebenen Wert (konstanten Wert) eingestellt. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Leistung der Haupthydraulikpumpe derart eingestellt, dass sie maximiert wird (bei voll geöffnetem Drosselventil, wobei sich die Taumelscheibe der Pumpe in der Stellung ihres größten Neigungswinkels befindet). Außerdem werden Befehle an die Antriebsmaschinensteuereinheit ausgegeben, die eine nicht dargestellte Antriebsmaschine ansteuert, und an eine Pumpensteuereinheit, die die Hydraulikpumpe ansteuert, so dass die dem Auslegerzylinder 10 zugeführte Menge an Arbeitsöl ihren größten Wert in einem zulässigen Bereich des Vorsteuerdrucks in dem Ausleger-Betätigungsölkanal 4510B und dem Ausleger-Einstellungsölkanal 4520B erreicht, und die Leistung der Haupthydraulikpumpe wird auf der Basis der Befehle von der Antriebsmaschinensteuerung und Pumpensteuerung eingestellt.
Die Einstellung der Kalibrierbedingungen umfasst die Einstellung der Stellung des Arbeitsgeräts 2. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Information, die zur Einstellung der Stellung des Arbeitsgeräts 2 auffordert, auf der Displayeinheit 322 der Mensch-Maschine-Schnittstelle 32 angezeigt. Der Maschinenführer betätigt die Betätigungsvorrichtung 25 entsprechend der Anzeige auf der Displayeinheit 322, um die Stellung des Arbeitsgeräts 2 in einen vorgegebenen Zustand (vorgegebene Stellung) zu bringen.
44 zeigt in einem Diagramm ein Beispiel der Information, die zur Einstellung der Stellung auffordert und auf der Displayeinheit 322 angezeigt wird, gemäß vorliegender Ausführungsform. Wie 44 zeigt, wird ein Leitfaden zum Einstellen des Arbeitsgeräts 2 in die vorgegebene Stellung auf der Displayeinheit 322 angezeigt.
Wenn die Drucksensoren 660B und 670B, die den Vorsteuerdruck zum Ermöglichen des Anhebens des Auslegers 6 detektieren, kalibriert werden, wird in der vorliegenden Ausführungsform die Stellung des Arbeitsgeräts 2 von dem Maschinenführer derart eingestellt, dass sich der Ausleger 6 an einem Ende (an dem oberen Ende) des Bewegungsbereichs des Auslegers 6 in der Anheberichtung befindet. Das in 44 angegebene "Hubende" bedeutet hier das Hubende des Zylinders.
Mit der Betätigung des Auslegerzylinders 10 bewegt sich der Ausleger 6 in der Arbeitsebene MP in der Auf-Ab-Richtung. Wie vorstehend beschrieben wurde, führt der Ausleger 6 eine Anhebebewegung aus, wenn der Auslegerzylinder 10 sich in der ersten Betätigungsrichtung bewegt (zum Beispiel in der Ausfahrrichtung), und der Ausleger 6 führt eine Absenkbewegung aus, wenn der Auslegerzylinder 10 sich in der zweiten Betätigungsrichtung bewegt (zum Beispiel in der Einfahrrichtung), die zur ersten Betätigungsrichtung entgegengesetzt ist. Wenn in der vorliegenden Ausführungsform die Ausleger-Drucksensoren 660B und 670B, die den Vorsteuerdruck zum Ermöglichen des Anhebens des Auslegers 6 (zum Ermöglichen einer Betätigung des Auslegerzylinders 10 in der ersten Betätigungsrichtung) detektieren, kalibriert werden, erfolgt die Kalibrierung der Ausleger-Drucksensoren 660B und 670B in einem Zustand, in dem der Ausleger 6 am Ende (an dem oberen Ende) des Bewegungsbereichs des Auslegers 6 in Aufwärtsrichtung angeordnet ist.
Der Maschinenführer betätigt die Betätigungsvorrichtung 25, während er auf die Displayeinheit 322 blickt, so dass der Ausleger 6 an dem oberen Ende des Bewegungsbereichs des Auslegers 6 angeordnet wird. Während der Einstellung der Stellung des Arbeitsgeräts 2 öffnen sämtliche Druckminderungsventile der Vielzahl von Steuerventilen 27 auf der Basis des Betätigungsbefehls von der Steuerventil-Steuereinheit 26C. Dadurch kann der Maschinenführer das Arbeitsgerät 2 durch die Betätigung der Betätigungsvorrichtung 25 ansteuern. Mit der Betätigung der Betätigungsvorrichtung 25 wird das Arbeitsgerät 2 (der Ausleger 6) derart angesteuert, dass dieses eine vorgegebene Stellung einnimmt.
Nach erfolgter Einstellung des Arbeitsgeräts 2 in die vorgegebene Stellung bedient der Maschinenführer die Eingabeeinheit 321 der Mensch-Maschine-Schnittstelle 32, um den Kalibriervorgang zu starten. Der Kalibriervorgang beginnt, wenn zum Beispiel ein Schalter "NEXT" in 44 betätigt wird. Der Schalter "NEXT" hat die Funktion der Eingabeeinheit 321.
Wenn die Eingabeeinheit 321 betätigt wird, beginnt der Kalibriervorgang. Ein entsprechend der Betätigung der Eingabeeinheit 321 generiertes Befehlssignal wird in die Arbeitsgerätsteuerung 26 eingegeben.
Die Steuerventil-Steuereinheit 26C der Arbeitsgerätsteuerung 26 steuert jedes der Vielzahl von Steuerventilen 27. Nach Erfassung des Befehlssignals zum Starten des Kalibriervorgangs von der Eingabeeinheit 321 steuert die Steuerventil-Steuereinheit 26C das Ausleger-Druckminderungsventil 270B des Vorsteuerölkanals (des Ausleger-Betätigungsölkanals 4510B und des Ausleger-Einstellungsölkanals 4520B), in dem die Ausleger-Drucksensoren 660B und 670B, die Gegenstand der Kalibrierung sind, angeordnet sind, um den Vorsteuerölkanal zu öffnen, und steuert die Steuerventile 27 der anderen Vorsteuerölkanäle (des Ausleger-Betätigungsölkanals 4510A, des Ausleger-Einstellungsölkanals 4520A, der Stiel-Betätigungsölkanäle 4521A und 4521B, der Löffel-Betätigungsölkanäle 4512A und 4512B, der Löffel-Einstellungsölkanäle 4522A und 4522B und des Interventions-Ölkanals 501), um die anderen Vorsteuerölkanäle zu schließen. Das heißt, die Steuerventil-Steuereinheit 26C öffnet nur das Ausleger-Druckminderungsventil 270B zwischen den Ausleger-Drucksensoren 660B und 670B, die Gegenstand der Kalibrierung sind, und schließt die anderen Steuerventile 27 (Schritt SE2).
Als nächstes wird in einem Zustand, in dem der Ausleger-Betätigungsölkanal 4510B und der Ausleger-Einstellungsölkanal 4520B durch das Ausleger-Druckminderungsventil 270B geöffnet werden (voll geöffneter Zustand), der erste Betätigungshebel 25R der Betätigungsvorrichtung 25 von dem Maschinenführer bis zum Anschlag betätigt (erster Zustand), wobei der erste Betätigungshebel 25R maximal geneigt wird, so dass der Vorsteuerdruck des Ausleger-Betätigungsölkanals 4510B und des Ausleger-Einstellungsölkanals 4520B seinen größten Wert erreicht (Schritt SE3).
Wenn zum Beispiel der erste Betätigungshebel 25R in Richtung nach hinten geneigt wird, wodurch der Ausleger 6 eine Anhebebewegung ausführt (wenn der Vorsteuerdruck des Ausleger-Betätigungsölkanals 4510B ansteigt), wird der erste Betätigungshebel 25R bezogen auf die Richtung nach hinten voll betätigt.
Die Datenerfassungseinheit 26A der Arbeitsgerätsteuerung 26 erfasst Daten betreffend den Detektionswert des Ausleger-Drucksensors 660B und den Detektionswert des Ausleger-Drucksensors 670B in einem Zustand, in dem der Ausleger-Betätigungsölkanal 4510B und der Ausleger-Einstellungsölkanal 4520B durch das Ausleger-Druckminderungsventil 270B geöffnet werden (voll geöffneter Zustand) (Schritt SE4).
In Schritt SE4 erfasst die Datenerfassungseinheit 26A Daten in einem Zustand, in dem erste Betätigungshebel 25R bis zum Anschlag betätigt wird und der Ausleger 6 am oberen Ende des Bewegungsbereichs des Auslegers 6 bezogen auf Auf-Ab-Richtung angeordnet ist. Da der Ausleger 6 auch dann am oberen Ende des Bewegungsbereichs angeordnet ist, wenn das Ausleger-Druckminderungsventil 270B in einem Zustand öffnet, in dem der erste Betätigungshebel 25R voll betätig wird, wird der Ausleger 6 an einer Bewegung in Richtung nach oben gehindert.
Als nächstes wird der erste Betätigungshebel 25R der Betätigungsvorrichtung 25 im Neutralzustand (zweiter Zustand) gehalten, so dass der Vorsteuerdruck des Ausleger-Betätigungsölkanals 4510B und des Ausleger-Öleinstellungskanals 4520B seinen kleinsten Wert in einem Zustand erreicht, in dem der Ausleger-Betätigungsölkanal 4510B und der Ausleger-Einstellungsölkanal 4520B durch das Ausleger-Druckminderungsventil 270B geöffnet werden (voll geöffneter Zustand) (Schritt SE5).
Die Datenerfassungseinheit 26A der Arbeitsgerätsteuerung 26 erfasst Daten betreffend den Detektionswert des Ausleger-Drucksensors 660B und den Detektionswert des Ausleger-Drucksensors 670B in einem Zustand, in dem der Ausleger-Betätigungsölkanal 4510B und der Ausleger-Einstellungsölkanal 4520B durch das Ausleger-Druckminderungsventil 270B geöffnet werden (voll geöffneter Zustand) (Schritt SE6). In Schritt SE6 erfasst die Datenerfassungseinheit 26A Daten in einem Zustand, in dem sich der erste Betätigungshebel 25R in einem Neutralzustand befindet und der Ausleger 6 bezogen auf die Auf-Ab-Richtung am oberen Ende des Bewegungsbereichs des Auslegers 6 angeordnet ist.
Außerdem erfasst die Datenerfassungseinheit 26A in der vorliegenden Ausführungsform den Detektionswert des Drucksensors 66 in einem vorgegebenen Zeitintervall (zum Beispiel dem zweiten Zeitintervall) und verwendet den Durchschnittswert der Detektionswerte in dem vorgegebenen Zeitintervall als Detektionswert des Drucksensors 66. Ähnlich erfasst die Datenerfassungseinheit 26A den Detektionswert des Drucksensors 67 in einem vorgegebenen Zeitintervall (zum Beispiel dem zweiten Zeitintervall) und verwendet den Durchschnittswert der Detektionswerte in dem vorgegebenen Zeitintervall als Detektionswert des Drucksensors 67.
Als nächstes korrigiert (kalibriert oder justiert) die Korrektureinheit 26E der Arbeitsgerätsteuerung 26 auf der Basis der durch die Datenerfassungseinheit 26A erfassten Daten den Detektionswert des Ausleger-Drucksensors 660B, so dass der Detektionswert des Ausleger-Drucksensors 660B identisch ist mit dem Detektionswert des Ausleger-Drucksensors 670B (Schritt SE7). Das heißt, die Korrektureinheit 26E passt den Detektionswert des Ausleger-Drucksensors 660B derart an, dass dieser identisch ist mit dem Detektionswert des Ausleger-Drucksensors 670B, ohne den Detektionswert des Ausleger-Drucksensors 670B einzustellen.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der Detektionswert des Ausleger-Drucksensors 660B derart korrigiert, dass der Detektionswert des Ausleger-Drucksensors 660B im voll betätigten Zustand und im Neutralzustand des ersten Betätigungshebels 25R jeweils identisch ist mit dem Detektionswert des Ausleger-Drucksensors 670B.
In der vorliegenden Ausführungsform ermittelt die Korrektureinheit 26E eine Differenz zwischen dem Detektionswert des Ausleger-Drucksensors 660B und dem Detektionswert des Ausleger-Drucksensors 670B. Die Korrektureinheit 26E leitete die Differenz als Korrekturwert her. Die Korrektureinheit 26E korrigiert den Detektionswert des Ausleger-Drucksensors 60B mit dem Korrekturwert, wodurch der Detektionswert (korrigierte Detektionswert) des Ausleger-Drucksensors 660B mit dem Detektionswert des Ausleger-Drucksensors 670B identisch gemacht wird. Die erfassten Korrekturdaten werden in der Speichereinheit 26G gespeichert und durch die Aktualisierungseinheit 26F aktualisiert (Schritt SE8).
Auf diese Weise endet die Kalibrierung der Ausleger-Drucksensoren 660B und 670B.
In der vorliegenden Ausführungsform werden die Drucksensoren 66 und 67 in einem Zustand kalibriert, in dem der Vorsteuerölkanal (das Druckminderungsventil) zwischen den Drucksensoren 66 und 67, die Gegenstand der Kalibrierung sind, offen ist. In dem vorstehenden Beispiel werden die Ausleger-Drucksensoren 660B und 670B, die den Vorsteuerdruck zum Ermöglichen eines Anhebens des Auslegers 6 detektieren, kalibriert. Deshalb wird das Ausleger-Druckminderungsventil 270B zwischen den Ausleger-Drucksensoren 660B und 670B geöffnet.
Da das Ausleger-Druckminderungsventil 270B offen ist, kann sich der Ausleger 6 während des Kalibriervorgangs unerwartet bewegen. Wenn der Maschinenführer zum Beispiel die Betätigungsvorrichtung 25 versehentlich berührt, kann sich der Ausleger 6 unerwartet nach oben bewegen. Da in der vorliegenden Ausführungsform der Ausleger 6 bezogen auf die Anheberichtung am Ende (oberen Ende) des Bewegungsbereichs des Auslegers 6 angeordnet ist, wenn die Ausleger-Drucksensoren 660B und 670B, die den Vorsteuerdruck zum Ermöglichen der Anhebebewegung des Auslegers 6 detektieren, kalibriert werden, wird der Ausleger 6 an einer Bewegung nach oben gehindert.
Die "Kalibrierung der Ausleger-Drucksensoren 660A und 670A", die "Kalibrierung der Stiel-Drucksensoren 661A und 671A", die Kalibrierung der Stiel-Drucksensoren 661B und 671B", die "Kalibrierung des Löffel-Drucksensors 662A und des Stiel-Drucksensors 672A" und die "Kalibrierung der Löffel-Drucksensoren 662B und 672B" können in der gleichen Weise wie die vorstehend beschriebene "Kalibrierung der Ausleger-Drucksensoren 660B und 670B" durchgeführt werden.
Wenn zum Beispiel die "Kalibrierung der Stiel-Drucksensoren 661B und 671B", die den Vorsteuerdruck zum Ermöglichen des Absenkens des Stiels 7 (Aushubvorgang) detektieren, durchgeführt wird, wird ein "Stiel-Aushub-PPC-Drucksensor" in einem Anzeigeinhalt auf der Displayeinheit 322 in 43 gewählt. Durch diese Wahl erfolgt auf der Displayeinheit 322 die Anzeige der Information, die zur Einstellung der Stellung auffordert, wie in 45 dargestellt.
Wenn die Stiel-Drucksensoren 661B und 671B, die den Vorsteuerdruck zum Ermöglichen des Absenkens des Stiels 7 detektieren, kalibriert werden, wird die Stellung des Arbeitsgeräts 2 derart eingestellt, dass der Stiel 7 bezogen auf die Absenkrichtung an einem Ende (unteren Ende) des Bewegungsbereichs des Stiels 7 angeordnet ist. Auf diese Weise wird der Stiel 7 an einer unerwarteten Bewegung nach unten gehindert.
Nachdem das Arbeitsgerät 2 in die vorgegebene Stellung gebracht wurde, öffnet die Steuerventil-Steuereinheit 26C nur das Stiel-Druckminderungsventil 271B zwischen den Stiel-Drucksensoren 661B und 671B, die Gegenstand der Kalibrierung sind, und schließt die anderen Steuerventile 27. Da der Stiel 7 auch dann an dem unteren Ende des Bewegungsbereichs angeordnet wird, wenn das Stiel-Druckminderungsventil 271B in einem Zustand der vollen Betätigung des zweiten Betätigungshebels 25L öffnet, wird der Stiel 7 an einer Bewegung nach unten gehindert.
In einem Zustand, in dem das Stiel-Druckminderungsventil 271B offen ist, wird der zweite Betätigungshebel 25L, der den Stiel 7 betätigen kann, derart betätigt, dass sein Zustand sich im voll betätigten Hebelzustand, in dem der Druck des Vorsteuerölkanals seinen größten Wert erreicht, und im Neutralzustand, in dem der Druck des Vorsteuerölkanals seinen kleinsten Wert erreicht, jeweils ändert. Die Datenerfassungseinheit 26A erfasst Daten betreffend den Detektionswert des Stiel-Drucksensors 661B und den Detektionswert des Stiel-Drucksensors 671B jeweils im voll betätigten Zustand und Neutralzustand des zweiten Betätigungshebels 25L. Die Korrektureinheit 26E korrigiert den Detektionswert des Stiel-Drucksensors 661B, so dass der Detektionswert des Stiel-Drucksensors 661B im voll betätigten Zustand und im Neutralzustand jeweils identisch ist mit dem Detektionswert des Stiel-Drucksensors 671B.
Wenn die "Kalibrierung der Stiel-Drucksensoren 661A und 671A", die den Vorsteuerdruck zum Ermöglichen eines Anhebens des Stiels 7 (Abladevorgang) detektieren, durchgeführt wird, wird ein "Stiel-Ablade-PPC-Drucksensor" in dem Anzeigeinhalt auf der Displayeinheit 322 in 43 gewählt. Durch diese Wahl erscheint auf der Displayeinheit 322 die Anzeige der Information, die zur Einstellung der Stellung auffordert, wie in 46 gezeigt.
Wenn die Stiel-Drucksensoren 661A und 671A, die den Vorsteuerdruck zum Ermöglichen eines Anhebens des Stiels 7 detektieren, kalibriert werden, wird die Stellung des Arbeitsgeräts 2 derart eingestellt, dass der Stiel 7 bezogen auf die Anheberichtung an einem Ende (dem oberen Ende) des Bewegungsbereichs des Stiels 7 angeordnet wird. Auf diese Weise wird verhindert, dass sich der Stiel 7 unerwartet nach unten bewegt.
Nachdem das Arbeitsgerät 2 in die vorgegebene Stellung gebracht wurde, öffnet die Steuerventil-Steuereinheit 26C nur das Stiel-Druckminderungsventil 271A zwischen den Stiel-Drucksensoren 661A und 671A, die Gegenstand der Kalibrierung sind, und schließt die anderen Steuerventile 27. Da der Stiel 7 auch dann an dem oberen Ende des Bewegungsbereichs angeordnet wird, wenn das Stiel-Druckminderungsventil 271A in einem Zustand öffnet, in dem der zweite Betätigungshebel 25L voll betätigt ist, wird der Stiel 7 an einer Bewegung nach oben gehindert.
In einem Zustand, in dem das Stiel-Druckminderungsventil 271A offen ist, wird der zweite Betätigungshebel 25L, der den Stiel 7 betätigen kann, derart betätigt, dass sein Zustand sich im voll betätigten Hebelzustand, in dem der Druck des Vorsteuerölkanals seinen größten Wert erreicht, und im Neutralzustand, in dem der Druck des Vorsteuerölkanals seinen kleinsten Wert erreicht, jeweils ändert. Die Datenerfassungseinheit 26A erfasst Daten betreffend den Detektionswert des Stiel-Drucksensors 661A und den Detektionswert des Stiel-Drucksensors 671A jeweils im voll betätigten Zustand und im Neutralzustand des zweiten Betätigungshebels 25L. Die Korrektureinheit 26E korrigiert den Detektionswert des Stiel-Drucksensors 661A, so dass der Detektionswert des Stiel-Drucksensors 661A im voll betätigten Zustand und im Neutralzustand jeweils identisch ist mit dem Detektionswert des Stiel-Drucksensors 671A.
Wenn die "Kalibrierung der Löffel-Drucksensoren 662B und 672B", die den Vorsteuerdruck zum Ermöglichen eines Absenkens des Löffels 8 (Aushubvorgang) detektieren, durchgeführt wird, wird ein "Löffel-Aushub-PPC-Drucksensor" in dem Anzeigeinhalt auf der Displayeinheit 322 in 43 gewählt. Durch diese Wahl erscheint auf der Displayeinheit 322 die Anzeige der Information, die zu einer Einstellung der Stellung auffordert, wie in 47 gezeigt.
Wenn die Löffel-Drucksensoren 662B und 672B, die den Vorsteuerdruck zum Ermöglichen eines Absenkens des Löffels 8 detektieren, kalibriert werden, wird die Stellung des Arbeitsgeräts 2 derart eingestellt, dass der Löffel 8 bezogen auf die Absenkrichtung an einem Ende (dem unteren Ende) des Bewegungsbereichs des Löffels 8 angeordnet wird. Auf diese Weise wird verhindert, dass sich der Löffel 8 unerwartet nach unten bewegt.
Nachdem das Arbeitsgerät 2 in die vorgegebene Stellung gebracht wurde, öffnet die Steuerventil-Steuereinheit 26C nur das Löffel-Druckminderungsventil 272B zwischen den Löffel-Drucksensoren 662B und 672B, die Gegenstand der Kalibrierung sind, und schließt die anderen Steuerventile 27. Da der Löffel 8 auch dann an dem unteren Ende des Bewegungsbereichs angeordnet wird, wenn das Löffel-Druckminderungsventil 272B in einem Zustand öffnet, in dem der erste Betätigungshebel 25R voll betätigt ist, wird Löffel 8 an einer Bewegung nach unten gehindert.
In einem Zustand, in dem das Löffel-Druckminderungsventil 272B offen ist, wird der erste Betätigungshebel 25R, der den Löffel 8 betätigen kann, derart betätigt, dass sein Zustand sich im voll betätigten Hebelzustand, in dem der Druck des Vorsteuerölkanals seinen größten Wert erreicht, und im Neutralzustand, in dem der Druck des Vorsteuerölkanals seinen kleinsten Wert erreicht, jeweils ändert. Die Datenerfassungseinheit 26A erfasst Daten betreffend den Detektionswert des Löffel-Drucksensors 662B und den Detektionswert des Löffel-Drucksensors 672B jeweils im voll betätigten Zustand und im Neutralzustand des ersten Betätigungshebels 25R. Die Korrektureinheit 26E korrigiert den Detektionswert des Löffel-Drucksensors 662B, so dass der Detektionswert des Löffel-Drucksensors 662B im voll betätigten Zustand und im Neutralzustand jeweils identisch ist mit dem Detektionswert des Löffel-Drucksensors 672B.
Wenn die "Kalibrierung der Löffel-Drucksensoren 662A und 672A", die den Vorsteuerdruck zum Ermöglichen eines Anhebens des Löffels 8 (Abladevorgang) detektieren, durchgeführt wird, wird ein "Löffel-Ablade-PPC-Drucksensor" in dem Anzeigeinhalt auf der Displayeinheit 322 in 43 gewählt. Durch diese Wahl erscheint auf der Displayeinheit 322 die Anzeige der Information, die zu einer Einstellung der Stellung auffordert, wie in 48 gezeigt.
Wenn die Löffel-Drucksensoren 662A und 672A, die den Vorsteuerdruck zum Ermöglichen eines Anhebens des Löffels 8 detektieren, kalibriert werden, wird die Stellung des Arbeitsgeräts 2 derart eingestellt, dass der Löffel 8 bezogen auf die Anheberichtung an einem Ende (dem oberen Ende) des Bewegungsbereichs des Löffels 8 angeordnet wird. Auf diese Weise wird verhindert, dass sich der Löffel 8 unerwartet nach oben bewegt.
Nachdem das Arbeitsgerät 2 in die vorgegebene Stellung gebracht wurde, öffnet die Steuerventil-Steuereinheit 26C nur das Löffel-Druckminderungsventil 272A zwischen den Löffel-Drucksensoren 662A und 672A, die Gegenstand der Kalibrierung sind, und schließt die anderen Steuerventile 27. Da der Löffel 8 auch dann an dem oberen Ende des Bewegungsbereichs angeordnet wird, wenn das Löffel-Druckminderungsventil 272A in einem Zustand öffnet, in dem der erste Betätigungshebel 25R voll betätigt ist, wird Löffel 8 an einer Bewegung nach oben gehindert.
In einem Zustand, in dem das Löffel-Druckminderungsventil 272A offen ist, wird der erste Betätigungshebel 25R, der den Löffel 8 betätigen kann, derart betätigt, dass sein Zustand sich im voll betätigten Hebelzustand, in dem der Druck des Vorsteuerölkanals seinen größten Wert erreicht, und im Neutralzustand, in dem der Druck des Vorsteuerölkanals seinen kleinsten Wert erreicht, jeweils ändert. Die Datenerfassungseinheit 26A erfasst Daten betreffend den Detektionswert des Löffel-Drucksensors 662A und den Detektionswert des Löffel-Drucksensors 672A jeweils im voll betätigten Zustand und im Neutralzustand des ersten Betätigungshebels 25R. Die Korrektureinheit 26E korrigiert den Detektionswert des Löffel-Drucksensors 662A, so dass der Detektionswert des Löffel-Drucksensors 662A im voll betätigten Zustand und im Neutralzustand jeweils identisch ist mit dem Detektionswert des Löffel-Drucksensors 672A.
Wenn die "Kalibrierung der Ausleger-Drucksensoren 660A und 670A", die den Vorsteuerdruck zum Ermöglichen eines Absenkens des Auslegers 6 (Aushubvorgang) detektieren, durchgeführt wird, wird ein "Ausleger-Absenk-PPC-Drucksensor" in dem Anzeigeinhalt auf der Displayeinheit 322 in 43 gewählt.
Wenn die Ausleger-Drucksensoren 660A und 670A, die den Vorsteuerdruck zum Ermöglichen des Absenkens des Auslegers 6 detektieren, kalibriert werden, wird der Ausleger 6 oberhalb des unteren Endes des Bewegungsbereichs des Auslegers 6 angeordnet. Das heißt, die Position des Auslegers 6 bezogen auf die Auf-Ab-Richtung wird beim Starten des Kalibriervorgangs so definiert, dass sich das Arbeitsgerät 2 nicht mit der Geländeoberfläche in Kontakt befindet. Bei Beginn des Kalibriervorgangs der Ausleger-Drucksensoren 660A und 670A kann der Ausleger 6 am oberen Ende des Bewegungsbereichs des Auslegers 6 angeordnet werden und kann in einer Zwischenposition zwischen dem oberen Ende und dem unteren Ende angeordnet werden.
Wenn sich das Arbeitsgerät 2 mit der Geländeoberfläche in Kontakt befindet, ist es gegebenenfalls schwierig, den Ausleger 6 am unteren Ende des Bewegungsbereichs anzuordnen. Aus diesem Grund wird der Ausleger 6 in der vorliegenden Ausführungsform zu Beginn des Kalibriervorgangs des Ausleger-Drucksensoren 660A und 670A nicht am unteren Ende des Bewegungsbereichs, sondern vielmehr am oberen Ende des Bewegungsbereichs oder in der Zwischenposition angeordnet.
Nach erfolgter Einstellung des Arbeitsgeräts 2 öffnet die Steuerventil-Steuereinheit 26C nur das Ausleger-Druckminderungsventil 270A zwischen den Ausleger-Drucksensoren 660A und 670A, die Gegenstand der Kalibrierung sind, und schließt die anderen Ventile 27. Da der Ausleger 6 am oberen Ende oder in der Zwischenposition des Bewegungsbereichs angeordnet ist, wenn das Ausleger-Druckminderungsventil 270A in einem Zustand öffnet, in dem der erste Betätigungshebel 25R voll betätigt wurde, bewegt sich der Ausleger 6 nach unten (führt eine Absenkbewegung aus).
In einem Zustand, in dem das Ausleger-Druckminderungsventil 270A offen ist, wird der erste Betätigungshebel 25R, der den Ausleger 6 betätigen kann, derart betätigt, dass sein Zustand sich im voll betätigten Hebelzustand, in dem der Druck des Vorsteuerölkanals seinen größten Wert erreicht, und im Neutralzustand, in dem der Druck des Vorsteuerölkanals seinen kleinsten Wert erreicht, jeweils ändert. Die Datenerfassungseinheit 26A erfasst Daten betreffend den Detektionswert des Ausleger-Drucksensors 660A und den Detektionswert des Ausleger-Drucksensors 670A jeweils im voll betätigten Zustand und im Neutralzustand des ersten Betätigungshebels 25R. Die Korrektureinheit 26E korrigiert den Detektionswert des Löffel-Drucksensors 660A, so dass der Detektionswert des Ausleger-Drucksensors 660A im voll betätigten Zustand und im Neutralzustand jeweils identisch ist mit dem Detektionswert des Ausleger-Drucksensors 670A.
Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform erfasst die Datenerfassungseinheit 26A Daten betreffend den Detektionswert des Ausleger-Drucksensors 660B des Ölkanals zum Anheben des Auslegers und den Detektionswert des Ausleger-Drucksensors 670B in einem Zustand, in dem der Ausleger 6 am oberen Ende des Bewegungsbereichs des Auslegers 6 angeordnet ist, und erfasst Daten betreffend den Detektionswert des Ausleger-Drucksensors 660A des Ölkanals zum Absenken des Auslegers und den Detektionswert des Ausleger-Drucksensors 670A in einem Zustand, in dem die Absenkbewegung des Auslegers 6 ausgeführt wird.
[Steuerverfahren]
Als nächstes wird ein Beispiel eines Betriebs des Baggers 100 gemäß vorliegender Ausführungsform beschrieben. Wie vorstehend erläutert wurde, werden der Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert, die Betriebscharakteristik bei langsamer Geschwindigkeit und die Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit in der Speichereinheit 26G gespeichert. Darüber hinaus werden die ersten Korrelationsdaten, die zweiten Korrelationsdaten und die dritten Korrelationsdaten in der Speichereinheit 26G gespeichert. Die Arbeitsgerätsteuereinheit 57 der Arbeitsgerätsteuerung 26 steuert das Arbeitsgerät 2 auf der Basis der Information, die in der Speichereinheit 26G gespeichert ist.
Die Betätigungsvorrichtung 25 wird von dem Maschinenführer betätigt, um Erdarbeiten durchzuführen. Während der Interventionssteuerung zum Beispiel generiert die Arbeitsgerätsteuereinheit 57 auf der Basis der in der Speichereinheit 26G gespeicherten Informationen (der Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert, die Betriebscharakteristik bei langsamer Geschwindigkeit, die Betriebscharakteristik bei normaler Geschwindigkeit, die ersten Korrelationsdaten, die zweiten Korrelationsdaten und die dritten Korrelationsdaten) einen Betätigungsbefehl (Steuersignal), so dass sich der Hydraulikzylinder 60 mit einer Soll-Zylindergeschwindigkeit bewegt, und gibt den Betätigungsbefehl an das Steuerventil 27 aus. Auf diese Weise führt die Arbeitsgerätsteuereinheit 57 eine Steuerung des Arbeitsgeräts 2 einschließlich des Bewegungsbetrags des Schiebers durch.
Es wird auf 25 Bezug genommen. Die Arbeitsgerätsteuereinheit 57 bestimmt zum Beispiel den Vorsteuerdruck auf der Basis der dritten Korrelationsdaten und des an das Steuerventil 27 ausgegebenen Betätigungsbefehls. Die Arbeitsgerätsteuereinheit 57 bestimmt einen Schieberhubbetrag des Schiebers 80, der mit dem bestimmten Vorsteuerdruck angesteuert wird, auf der Basis der zweiten Korrelationsdaten. Die Steuervorrichtung bestimmt die Zylindergeschwindigkeit entsprechend dem bestimmten Schieberhubbetrag des Schiebers 80 auf der Basis der ersten Korrelationsdaten. Auf diese Weise kennt man die Betriebscharakteristik des Hydraulikzylinders 60 bei der Zylindergeschwindigkeit, die dem Betätigungsbefehlswert entspricht. Obwohl die Zylindergeschwindigkeit in der vorliegenden Ausführungsform von dem Betätigungsbefehl bezogen wird, kann der Betätigungsbefehl umgekehrt aus der Zylindergeschwindigkeit hergeleitet werden.
Während der Ansteuerung des Hydraulikzylinders 60 wird der Detektionswert des Zylinderhubsensors (16 und dergleichen) an die Arbeitsgerätsteuerung 26 ausgegeben. Der Zylinderhubsensor (16 und dergleichen) detektiert die Zylindergeschwindigkeit. Darüber hinaus wird der Detektionswert des Schieberhubsensors 65 in die Arbeitsgerätsteuerung 26 eingegeben. Der Schieberhubsensor 65 detektiert den Schieberhub.
Die Arbeitsgerätsteuereinheit 57 bestimmt den Schieberhub auf der Basis des Detektionswerts (Zylindergeschwindigkeit) des Zylinderhubsensors und der ersten Korrelationsdaten, so dass eine Soll-Zylindergeschwindigkeit erhalten wird. Die Steuerventil-Steuereinheit 26C bestimmt den Vorsteuerdruck auf der Basis des Detektionswerts (Schieberhub) des Schieberhubsensors 65 und der zweiten Korrelationsdaten, so dass ein Soll-Schieberhub erhalten wird. Die Steuerventil-Steuereinheit 26C bestimmt den Betätigungsbefehlswert (Stromwert) auf der Basis der dritten Korrelationsdaten, so dass ein Soll-Vorsteuerdruck erhalten wird, und gibt den Betätigungsbefehlswert an das Steuerventil 27 aus.
Es ist anzumerken, dass der Löffel 8 gegen einen anderen Löffel ausgetauscht werden kann, der dann an dem Stiel 7 befestigt wird. Der Löffel 8 wird beispielsweise in Anpassung an den Umfang der Aushubarbeiten gewählt und der gewählte Löffel 8 mit dem Stiel 7 verbunden. Wenn mit dem Stiel 7 ein Löffel 8 verbunden wird, der ein anderes Gewicht hat, kann sich die Last, die auf den Hydraulikzylinder 60 wirkt, der das Arbeitsgerät 2 ansteuert, ändern. Ändert sich die auf den Hydraulikzylinder 60 wirkende Last, ist der Hydraulikzylinder 60 gegebenenfalls nicht in der Lage, einen beabsichtigten Vorgang und die Interventionssteuerung mit hoher Genauigkeit auszuführen.
Das Ergebnis ist, dass sich der Löffel 8 gegebenenfalls nicht auf der Basis der Entwurfsgeländeformdaten U bewegen kann und die Aushubgenauigkeit herabgesetzt wird.
In der vorliegenden Ausführungsform wird vorab eine Vielzahl von Einzeldaten erster Korrelationsdaten, die die Relation zwischen der Zylindergeschwindigkeit des Hydraulikzylinders 60 und dem Bewegungsbetrag des Schiebers 80 des Richtungssteuerungsventils 64 angeben, entsprechend dem Gewicht des Löffels 8 ermittelt. Die Arbeitsgerätsteuereinheit 26 steuert den Bewegungsbetrag des Schiebers 80 des Richtungssteuerungsventils 64 auf der Basis der ersten Korrelationsdaten.
[Wirkungen]
Da gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Detektionswert des Drucksensors 66 wie vorstehend beschrieben derart korrigiert wird, dass der Detektionswert des Drucksensors 66 identisch ist mit dem Detektionswert des Drucksensors 67, ist es möglich, das Auftreten einer Differenz zwischen dem Detektionswert des Drucksensors 66, der dem Betätigungsbetrag der Betätigungsvorrichtung 25 entspricht, und dem Vorsteuerdruck der Korrelationsdaten, die auf der Basis des Detektionswerts des Drucksensors 67 hergeleitet werden, zu verhindern.
Da ferner in der vorliegenden Ausführungsform bei dem Kalibriervorgang zum Herleiten der Betriebscharakteristik des Hydraulikzylinders 60 nur das Steuerventil 27, das Gegenstand der Kalibrierung ist, geöffnet und die anderen Steuerventile 27, die nicht Gegenstand der Kalibrierung sind, geschlossen werden, lässt sich eine unerwartete Betätigung des Arbeitsgeräts 2 verhindern, und der Kalibriervorgang kann problemlos stattfinden.
Da ferner in der vorliegenden Ausführungsform bei dem Kalibriervorgang der Drucksensoren 66 und 67 das Steuerventil 27 des Vorsteuerölkanals 450, in dem die Drucksensoren 66 und 67, die Gegenstand der Kalibrierung sind, angeordnet sind, geöffnet und die Steuerventile 27 der anderen Vorsteuerölkanäle 450 geschlossen werden, lässt sich eine unerwartete Betätigung des Arbeitsgeräts 2 verhindern, und der Kalibriervorgang kann problemlos stattfinden.
Ferner wird in der vorliegenden Ausführungsform der Kalibriervorgang der Drucksensoren 66 und 67 derart durchgeführt, dass das Arbeitsgerät am Ende des Bewegungsbereichs des Arbeitsgeräts 2 angeordnet ist. Dadurch wird verhindert, dass sich das Arbeitsgerät 2 bewegt, selbst wenn der Kalibriervorgang der Drucksensoren 66 und 67 in einem Zustand mit voll betätigtem Hebel durchgeführt wird.
Ferner werden in der vorliegenden Ausführungsform die Daten bezüglich des Detektionswerts des Drucksensors 66 des Ausleger-Anhebeölkanals und des Detektionswerts des Drucksensors 67 in einem Zustand erfasst, in dem der Ausleger 6 an dem oberen Ende des Bewegungsbereichs des Auslegers 6 angeordnet ist, und die Kalibrierung kann zuverlässig durchgeführt werden. Die Daten bezüglich des Detektionswerts des Drucksensors 66 des Ausleger-Absenkölkanals und des Detektionswerts des Drucksensors 67 werden in einem Zustand erfasst, in dem der Absenkvorgang des Auslegers 7 durchgeführt wird. Dadurch lässt sich der Kalibriervorgang problemlos durchführen, während verhindert wird, dass der Ausleger 7 die Geländeoberfläche berührt.
Ferner wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Detektionswert des Drucksensors 66 korrigiert, so dass der Detektionswert des Drucksensors 66 und der Detektionswert des Drucksensors 67 im voll betätigten Zustand des Hebels und im Neutralzustand jeweils identisch sind. Auf diese Weise ist es möglich, den Detektionswert des Drucksensors 66 und den Detektionswert des Drucksensors 67 im voll betätigten Zustand des Hebels und im Neutralzustand der Betätigungsvorrichtung 25 jeweils identisch zu gestalten.
Da gemäß der vorliegenden Ausführungsform ferner der Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert und die Betriebscharakteristik im Bereich der langsamen Geschwindigkeit hergeleitet werden und da das Arbeitsgerät 2 auf der Basis der hergeleiteten Ergebnisse gesteuert wird, lässt sich vermeiden, dass die Aushubgenauigkeit abnimmt. Zum Beispiel kann sich die Betriebscharakteristik des Hydraulikzylinders 60 (des Arbeitsgeräts 2) je nach Modell unterscheiden. Insbesondere kann sich die Betriebscharakteristik zu Beginn der Tätigkeit (Aktivierung) des Hydraulikzylinders 60 und im Bereich der langsamen Geschwindigkeit des Hydraulikzylinders ja nach Modell sehr stark unterscheiden. Wenn außerdem der Typ (das Gewicht) des Löffels 8 geändert wird, kann sich die Betriebscharakteristik zu Beginn der Tätigkeit (Aktivierung) des Hydraulikzylinders 60 und im Bereich der langsamen Geschwindigkeit des Hydraulikzylinders deutlich ändern. Da der Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert und die Betriebscharakteristik bei langsamer Geschwindigkeit hergeleitet werden, die Herleitungsergebnisse in der Speichereinheit 26G gespeichert werden und der Hydraulikzylinder 60 unter Verwendung der in der Speichereinheit 26G gespeicherten Informationen gesteuert wird, kann eine Abnahme der Aushubgenauigkeit verhindert werden, selbst wenn unterschiedliche Modelle zum Einsatz kommen oder sich das Gewicht des Löffels 8 ändert.
Insbesondere sind für eine Durchführung der Interventionssteuerung mit hoher Genauigkeit die Aktivierungscharakteristik und die Betriebscharakteristik im Bereich der langsamen Geschwindigkeit des Hydraulikzylinders 60 wichtig. Das heißt, es ist äußerst wahrscheinlich, dass die Interventionssteuerung in einer Situation durchgeführt wird, in der sich das Arbeitsgerät 2 zum Beispiel mit langsamer Geschwindigkeit entlang der Ziel-Abtragungsgeländeform U bewegt. Darüber hinaus ist es äußerst wahrscheinlich, dass die Interventionssteuerung in einer Situation durchgeführt wird, in der sich das Arbeitsgerät 2 entlang der Ziel-Abtragungsgeländeform U bewegt und dabei wiederholt gestoppt und angetrieben wird. Sind nun die Aktivierungscharakteristik und die Betriebscharakteristik im Bereich der langsamen Geschwindigkeit des Hydraulikzylinders 60 im voraus bekannt, kann die Interventionssteuerung mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden.
Darüber hinaus wird gemäß vorliegender Ausführungsform die Betriebscharakteristik für den Stromwert, der dem Steuerventil 27 zugeführt wird, als Betätigungsbefehlswert ermittelt. Der Betätigungsbefehlswert kann der Druckwert des Vorsteuerdrucks sein oder kann der Schieberhubwert (der Bewegungsbetrag des Schiebers 80) sein. Auf diese Weise werden die Korrelationsdaten von mindestens zwei Werten des Stromwerts, des Vorsteuerdruckwerts, des Schieberhubwerts und des Zylindergeschwindigkeitswerts erfasst, und es kann die Aushubsteuerung mit hoher Genauigkeit erfolgen.
In der vorliegenden Ausführungsform werden außerdem die Betriebscharakteristik im Bereich der normalen Geschwindigkeit sowie der Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert und die Betriebscharakteristik im Bereich der langsamen Geschwindigkeit hergeleitet. Dies ermöglicht eine Kenntnis der Aktivierung des Hydraulikzylinders 60, der Charakteristik der Hydraulikzylinders 60 im Bereich der langsamen Geschwindigkeit und der Charakteristik des Hydraulikzylinders 60 im Bereich der normalen Geschwindigkeit im voraus und eine Durchführung der Aushubsteuerung mit hoher Genauigkeit.
In der vorliegenden Ausführungsform werden außerdem der Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert und die Betriebscharakteristik im Bereich der langsamen Geschwindigkeit für das Interventionssteuerventil 27C hergeleitet. Der Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert und die Betriebscharakteristik im Bereich der normalen Geschwindigkeit werden für die Druckminderungsventile 27A und 27B hergeleitet, die Betriebscharakteristik im Bereich der langsamen Geschwindigkeit wird jedoch nicht hergeleitet. Da die Aktivierungscharakteristik und die Betriebscharakteristik im Bereich der langsamen Geschwindigkeit bei der Interventionssteuerung wichtig sind, wie vorstehend beschrieben, ist eine Durchführung der Interventionssteuerung mit hoher Genauigkeit möglich, in dem der Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert und die Betriebscharakteristik im Bereich der langsamen Geschwindigkeit für das Interventionsventil 27C hergeleitet werden. Andererseits werden die Druckminderungsventile 27A und 27B normalerweise nur bei der Stoppsteuerung verwendet, wie vorstehend beschrieben wurde. Es ist daher möglich, die für den Kalibriervorgang benötigte Zeit zu verkürzen, indem der Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert und die Betriebscharakteristik im Bereich der normalen Geschwindigkeit für die Druckminderungsventile 27A und 27B hergeleitet werden, die Betriebscharakteristik für den normalen Geschwindigkeitsbereich jedoch nicht hergeleitet wird.
Darüber hinaus umfasst die Interventionssteuerung in der vorliegenden Ausführungsform die Steuerung des Anhebens des Auslegers 6. In der vorliegenden Ausführungsform werden der Stiel 7 und der Löffel 8 nicht der Interventionssteuerung unterzogen, sondern vielmehr durch den Maschinenführer (die Betätigungsvorrichtung) betätigt. Es kann also die für den Kalibriervorgang benötigte Zeit verkürzt werden, indem der Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert und die Betriebscharakteristik für das Interventionsventil 27C, das in dem Ausleger-Ölkanal angeordnet ist, und der Betätigungsbeginn-Betätigungsbefehlswert für die Druckminderungsventile 2A und 27B, die jeweils in dem Stiel-Ölkanal und in dem Ausleger-Ölkanal angeordnet sind, hergeleitet werden, jedoch die Betriebscharakteristik im Bereich der langsamen Geschwindigkeit nicht hergeleitet wird.
Darüber hinaus kann der Benutzer (Maschinenführer) des Baggers 100 in der vorliegenden Ausführungsform den Fortschritt des Kalibriervorgangs mit Hilfe der Mensch-Maschine-Schnittstelle 32 überwachen und daher den Kalibriervorgang mit der notwendigen zeitlichen Steuerung durchführen. Zum Beispiel kann der Benutzer den Kalibriervorgang zu dem Zeitpunkt durchführen, an dem der Löffel (das Anbauteil) 8 ausgetauscht wird. Da während des Kalibriervorgangs außerdem die Information, die zur Einstellung der Stellung des Arbeitsgeräts 2 auffordert, auf der Displayeinheit 322 angezeigt wird, kann der Maschinenführer die Kalibrierarbeit problemlos durchführen.
Darüber hinaus öffnet die Steuerventil-Steuereinheit 27C in der vorliegenden Ausführungsform die Vielzahl von Steuerventilen 27 in jeder der Perioden zwischen dem Ende der ersten Sequenz und dem Beginn der zweiten Sequenz, zwischen dem Ende der zweiten Sequenz und dem Beginn der dritten Sequenz und zwischen dem Ende der dritten Sequenz und dem Beginn der vierten Sequenz. Aus diesem Grund kann der Maschinenführer das Arbeitsgerät 2 mit Hilfe der Betätigungsvorrichtung 25 in die Anfangsstellung (vorgegebene Stellung) bringen.
Da gemäß der vorliegenden Ausführungsform bei der Interventionssteuerung (Aushubbegrenzungssteuerung) des Auslegers 6 eine Vielzahl von Einzeldaten von ersten Korrelationsdaten, die jeweils einer Vielzahl von Gewichten des Löffels 8 entsprechen, ermittelt wird und die zu verwendenden ersten Korrelationsdaten bei einem Austausch des Löffels 8 gewählt werden und der Bewegungsbetrag des Schiebers 80 auf der Basis der gewählten ersten Korrelationsdaten gesteuert wird, lässt sich eine Abnahme der Aushubgenauigkeit unterbinden. Das heißt, wenn ein sich aufgrund eines Austausches des Löffels 8 oder dergleichen änderndes Gewicht des Arbeitsgeräts 2 nicht berücksichtigt wird, kann der Hydraulikzylinder 60 gegebenenfalls nicht so arbeiten, dass dies dem Stromwert entspricht, der auf der Basis des ursprünglich beabsichtigten Betätigungsbetrags der Betätigungsvorrichtung 25 ausgegeben wird, und der Hydraulikzylinder 60 ist gegebenenfalls nicht in der Lage, einen beabsichtigten Vorgang auszuführen. Insbesondere kann sich in einer Feinbetriebsphase für die Aktivierung des Hydraulikzylinders 60 die Aktivierung des Hydraulikzylinders 60 verzögern und in äußersten Fällen eine Oszillation auftreten.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden die ersten Korrelationsdaten verwendet, so dass der Hydraulikzylinder 60 durch die Berücksichtigung einer Änderung des Gewichts des Arbeitsgeräts 2 mit der Soll-Zylindergeschwindigkeit arbeitet. Darüber hinaus wird durch die ersten Korrelationsdatensätze das Geschwindigkeitsprofil der Aktivierung des Hydraulikzylinders 60 für den Anhebevorgang entsprechend dem Gewicht des Löffels 8 festgelegt. Auf diese Weise lässt sich eine Abnahme der Aushubgenauigkeit verhindern.
Darüber hinaus arbeitet der Hydraulikzylinder 60 gemäß der vorliegenden Ausführungsform in einer solchen Weise, dass das Arbeitsgerät 2 angehoben und abgesenkt wird. Die Last, die auf den Hydraulikzylinder 60 wirkt, ändert sich zwischen dem Anheben und dem Absenken des Arbeitsgeräts 2, und der Betrag der Änderung der Zylindergeschwindigkeit unterscheidet sich beim Anheben und beim Absenken. Da die ersten Korrelationsdaten gemäß vorliegender Ausführungsform die jeweilige Relation zwischen der Zylindergeschwindigkeit und dem Schieberhub beim Anheben und beim Absenken enthalten, wird der Bewegungsbetrag des Schiebers 80 beim Anheben und beim Absenken jeweils angemessen gesteuert, und eine Abnahme der Aushubgenauigkeit wird verhindert.
Darüber hinaus ist eine Differenz zwischen der Zylindergeschwindigkeit bezogen auf den Löffel 8 mit einem ersten Gewicht und der Zylindergeschwindigkeit bezogen auf den Löffel 8 mit einem zweiten Gewicht, wenn sich der Schieber 80 im Zuge der Absenkbewegung des Arbeitsgeräts 2 um einen vorgegebenen Betrag von dem Ausgangspunkt bewegt hat, größer als eine Differenz zwischen der Zylindergeschwindigkeit bezogen auf den Löffel 8 mit dem ersten Gewicht und der Zylindergeschwindigkeit bezogen auf den Löffel 8 mit dem zweiten Gewicht, wenn sich der Schieber 80 im Zuge der Anhebebewegung des Arbeitsgeräts 2 um den vorgegebenen Betrag von dem Ausgangspunkt bewegt hat. Durch die angemessene Steuerung des Bewegungsbetrags des Schiebers 80, indem die Differenz während des Absenkens und die Differenz während des Anhebens berücksichtigt werden, wird eine Abnahme der Aushubgenauigkeit verhindert.
Darüber hinaus arbeitet der Hydraulikzylinder 60 gemäß vorliegender Ausführungsform in einer solchen Weise, dass das Anheben des Arbeitsgeräts 2 in einem Anfangszustand durchgeführt wird, in dem die Zylindergeschwindigkeit Null ist und ein Betrag der Änderung der Zylindergeschwindigkeit von dem Anfangszustand bei einem Löffel 8 mit dem ersten Gewicht sich von einem Betrag der Änderung der Zylindergeschwindigkeit von dem Anfangszustand bei einem Löffel 8 mit dem zweiten Gewicht unterscheidet. Durch die angemessene Steuerung des Bewegungsbetrags des Schiebers 80, indem der Betrag der durch die Gewichtsdifferenz des Löffels 8 bedingten Änderung der Zylindergeschwindigkeit beim Anheben aus dem Anfangszustand berücksichtigt wird, wird eine Abnahme der Aushubgenauigkeit verhindert.
Darüber hinaus gibt die Arbeitsgerätsteuereinheit 57 gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Steuersignal an das Steuerventil 27 aus. Das heißt, bei der Aushubbegrenzungssteuerung wird das Steuersignal an das Steuerventil 27 ausgegeben, welches ein elektromagnetisches Proportionalsteuerventil ist. Auf diese Weise kann der Vorsteuerdruck so eingestellt werden, dass eine genaue Einstellung der Arbeitsölmenge erfolgt, die dem Hydraulikzylinder 60 bei hoher Geschwindigkeit zugeführt wird.
Darüber hinaus werden in der vorliegenden Ausführungsform die zweiten Korrelationsdaten, die die Relation zwischen dem Bewegungsbetrag des Schiebers 80 und dem Pilotdruck angeben, und die dritten Korrelationsdaten, die die Relation zwischen dem Vorsteuerdruck und dem von einer Steuereinheit 262 an das Steuerventil 27 ausgegebenen Steuersignal angeben, sowie die ersten Korrelationsdaten, die die Relation zwischen der Zylindergeschwindigkeit und dem Bewegungsbetrag des Schiebers 80 angeben, vorab ermittelt und in der Speichereinheit 261 gespeichert. Dadurch kann die Steuereinheit 262 den Hydraulikzylinder 60 mit größerer Genauigkeit mit der Soll-Zylindergeschwindigkeit steuern, indem das Steuersignal auf der Basis der ersten Korrelationsdaten, der zweiten Korrelationsdaten und der dritten Korrelationsdaten an das Steuerventil 27 ausgegeben wird.
In der vorliegenden Ausführungsform wurde das Beispiel beschrieben, in dem die ersten Korrelationsdaten, die die Relation zwischen der Zylindergeschwindigkeit und dem Schieberhub angeben, die zweiten Korrelationsdaten, die die Relation zwischen dem Schieberhub und dem Vorsteuerdruck angeben, und die dritten Korrelationsdaten, die die Relation zwischen dem Vorsteuerdruck und dem Stromwert angeben, verwendet werden. Es können Korrelationsdaten, die die Relation zwischen der Zylindergeschwindigkeit und dem Vorsteuerdruck angeben, in der Speichereinheit 26G gespeichert werden, und das Arbeitsgerät 2 kann unter Verwendung der Korrelationsdaten gesteuert werden. Das heißt, Korrelationsdaten, die die ersten Korrelationsdaten kombiniert mit den zweiten Korrelationsdaten enthalten, können vorab durch Experimente oder durch Simulation ermittelt werden, und der Vorsteuerdruck kann auf der Basis der Korrelationsdaten gesteuert werden.
Vorliegende Erfindung wurde anhand der vorstehenden Ausführungsform beschrieben, ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Vielmehr sind innerhalb des Rahmens der Erfindung verschiedene Modifikationen möglich.
In der vorstehenden Ausführungsform wurde als Beispiel einer Baumaschine ein Bagger beschrieben. Vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf einen Bagger beschränkt, sondern kann auch bei anderen Arten von Baumaschinen Anwendung finden.
Die Position des Baggers CM in dem globalen Koordinatensystem kann ohne Einschränkung auf ein GNSS auch durch andere Positionsmesseinrichtungen erfasst werden. Es kann also die Entfernung d zwischen der Schneidkante 8a und der Entwurfsgeländeform ohne Einschränkung auf ein GNSS auch durch anderen Positionsmesseinrichtungen erfasst werden.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugkörper
2: Arbeitsgerät
3: Drehwagen
4: Kabine
5: Fahrvorrichtung
5Cr: Raupenkette
6: Ausleger
7: Stiel
8: Löffel
8a: distales Ende (Schneidkante)
9: Antriebsmaschinenraum
10: Auslegerzylinder
11: Stielzylinder
12: Löffelzylinder
13: Auslegerbolzen
14: Stielbolzen
15: Löffelbolzen
16: erster Hubsensor
17: zweiter Hubsensor
18: achter Hubsensor
19: Geländer
20: Positionsdetektionsvorrichtung
21: Antenne
23: Globalkoordinaten-Berechnungseinheit
24: IMU
25: Betätigungsvorrichtung
25L: zweiter Betätigungshebel
25R: erster Betätigungshebel
26: Arbeitsgerätsteuerung
27: Steuerventil
27A: Druckminderungsventil
27B: Druckminderungsventil
27C: Interventionsventil
28: Displaysteuereinheit
29: Displayeinheit
30: Sensorsteuereinheit
32: Mensch-Maschine-Schnittstelle
34: Sperrhebel
40A: kappenseitige Ölkammer
40B: stangenseitige Ölkammer
47: Ölkanal
48: Ölkanal
50: Interventions-Ölkanal
51: Wechselventil
60: Hydraulikzylinder
63: Schwenkmotor
64: Richtungssteuerungsventil
65: Schieberhubsensor
66: Drucksensor
67: Drucksensor
100: Baumaschine (Bagger)
161: Drehrolle
162: zentrale Drehwelle
163: Drehsensorbereich
164: Gehäuse
200: Steuersystem
250: Drucksteuerventil
270 270A, 270B: Ausleger-Druckminderungsventil
271 271A, 271B: Stiel-Druckminderungsventil
272 272A, 272B: Löffel-Druckminderungsventil
300: Hydrauliksystem
321: Eingabeeinheit
322: Displayeinheit
450: Vorsteuerölkanal
451: Vorsteuerölkanal
452: Vorsteuerölkanal
4510A, 4510B: Ausleger-Betätigungsölkanal
4511A, 4511B: Stiel-Betätigungsölkanal
4512A, 4512B: Löffel-Betätigungsölkanal
4520A, 4520B: Ausleger-Einstellungsölkanal
4521A, 4521B: Stiel-Einstellungsölkanal
4522A, 4522B: Löffel-Einstellungsölkanal
660 660A, 660B: Ausleger-Drucksensor
670 670A, 670B: Ausleger-Drucksensor
661 661A, 661B: Stiel-Drucksensor
671 671A, 671B: Stiel-Drucksensor
662 662A, 662B: Löffel-Drucksensor
672 672A, 672B: Löffel-Drucksensor
AX: Schwenkachse
Q: Richtungsdaten Drehwagen
S: Positionsdaten Schneidkante
T: Positionsdaten des dreidimensionalen Entwurfs
U: Entwurfsgeländeformdaten

Claims

Baumaschinensteuersystem für eine Baumaschine, die ein Arbeitsgerät mit zumindest einem Ausleger oder zumindest einem Stiel umfasst, wobei das System umfasst: einen Hydraulikzylinder, der das Arbeitsgerät antreibt; ein Richtungssteuerungsventil, das einen beweglichen Schieber hat und mit der Bewegung des Schiebers Arbeitsöl zu dem Hydraulikzylinder leitet, um den Hydraulikzylinder zu betätigen; einen Vorsteuerölkanal, durch welchen Vorsteueröl zum Bewegen des Schiebers fließt; eine Betätigungsvorrichtung, die ein Druckeinstellventil enthält, das mit dem Vorsteuerölkanal verbunden ist und für eine Einstellung des Drucks des Vorsteueröls entsprechend einem Betätigungsbetrag geeignet ist; ein Steuerventil, das in dem Vorsteuerölkanal angeordnet ist und für eine Einstellung des Drucks des Vorsteueröls geeignet ist; einen ersten Drucksensor, der in dem Vorsteuerölkanal zwischen der Betätigungsvorrichtung und dem Steuerventil angeordnet ist und den Druck des Vorsteueröls detektiert; einen zweiten Drucksensor, der in dem Vorsteuerölkanal zwischen dem Steuerventil und dem Richtungssteuerventil angeordnet ist und den Druck des Vorsteueröls detektiert; eine Steuerventil-Steuereinheit, die das Steuerventil steuert; eine Datenerfassungseinheit, die Daten betreffend einen Detektionswert des ersten Drucksensors und einen Detektionswert des zweiten Drucksensors erfasst, in einem Zustand, in dem der Vorsteuerölkanal durch das Steuerventil geöffnet wird; und eine Korrektureinheit, die den Detektionswert des ersten Drucksensors oder des zweiten Drucksensors auf der Basis der Daten, die durch die Datenerfassungseinheit erfasst wurden, dahingehend korrigiert, dass der Detektionswert des ersten Drucksensors identisch ist mit dem Detektionswert des zweiten Drucksensors.
Baumaschinensteuersystem nach Anspruch 1, wobei der Vorsteuerölkanal eine Mehrzahl der Vorsteuerölkanäle umfasst, wobei das Steuerventil, der erste Drucksensor und der zweite Drucksensor in jedem der Mehrzahl der Vorsteuerölkanäle angeordnet sind und wobei die Steuerventil-Steuereinheit das Steuerventil des Vorsteuerölkanals der Mehrzahl der Vorsteuerölkanäle, in dem der erste Drucksensor und der zweite Drucksensor angeordnet sind, deren Daten durch die Datenerfassungseinheit erfasst werden, zum Öffnen des Vorsteuerölkanals steuert und die Steuerventile der anderen Vorsteuerölkanäle zum Schließen dieser anderen Vorsteuerkanäle steuert.
Baumaschinensteuersystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Betätigungsvorrichtung derart betätigt wird, dass entweder ein erster Zustand, in dem der Druck des Vorsteuerölkanals seinen größten Wert erreicht, oder ein zweiter Zustand, in dem der Druck des Vorsteuerölkanals seinen kleinsten Wert erreicht, in den jeweils anderen Zustand wechselt, wenn der Vorsteuerölkanal durch das Steuerventil geöffnet wird, wobei die Datenerfassungseinheit die Daten jeweils in dem ersten Zustand und in dem zweiten Zustand erfasst und wobei die Korrektureinheit den Detektionswert des ersten Drucksensors korrigiert, so dass der Detektionswert des ersten Drucksensors in dem ersten Zustand und in dem zweiten Zustand jeweils identisch ist mit dem Detektionswert des zweiten Drucksensors.
Baumaschinensteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei sich mit einer Betätigung des Hydraulikzylinders das Arbeitsgerät in einer Arbeitsebene des Arbeitsgeräts in einer ersten Richtung bewegt und wobei die Datenerfassungseinheit in einem Zustand, in dem das Arbeitsgerät bezüglich der ersten Richtung an einem Ende seines Bewegungsbereichs angeordnet ist, die Daten erfasst.
Baumaschinensteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Hydraulikzylinder einen Auslegerzylinder umfasst, der den Ausleger antreibt, wobei der Vorsteuerölkanal einen Ausleger-Anhebe-Ölkanal umfasst, der mit einer Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerungsventils verbunden ist und durch welchen Vorsteueröl zum Ermöglichen einer Anhebebewegung des Auslegers fließt, und einen Ausleger-Absenk-Ölkanal, der mit der anderen Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerungsventils verbunden ist und durch welchen Vorsteueröl zum Ermöglichen einer Absenkbewegung des Auslegers fließt und wobei die Datenerfassungseinheit Daten betreffend den Detektionswert des ersten Drucksensors und den Detektionswert des zweiten Drucksensors des Ausleger-Anhebeölkanals erfasst, in einem Zustand, in dem der Ausleger an einem oberen Ende seines Bewegungsbereichs angeordnet ist, und Daten betreffend den Detektionswert des ersten Drucksensors und den Detektionswert des zweiten Drucksensors des Ausleger-Absenk-Ölkanals erfasst, in einem Zustand, in dem die Absenkbewegung des Auslegers ausgeführt wird.
Baumaschine, umfassend: eine untere Fahrkonstruktion; einen oberen Drehwagen, der durch die untere Fahrkonstruktion gestützt ist; ein Arbeitsgerät, das einen Ausleger, einen Arm und einen Löffel hat und durch den oberen Drehwagen gestützt ist; und das Steuersystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.
Baumaschinensteuerverfahren zum Steuern einer Baumaschine, die ein Arbeitsgerät mit einem Ausleger, einem Stiel und einem Löffel umfasst, wobei das Arbeitsgerät umfasst: einen Hydraulikzylinder, der das Arbeitsgerät antreibt; ein Richtungssteuerungsventil, das einen beweglichen Schieber aufweist und mit der Bewegung des Schiebers Arbeitsöl zu dem Hydraulikzylinder leitet, um den Hydraulikzylinder zu betätigen; einen Vorsteuerölkanal, durch welchen das Vorsteueröl für die Bewegung des Schiebers fließt; eine Betätigungsvorrichtung, die ein Druckeinstellventil enthält, das mit dem Vorsteuerölkanal verbunden ist und geeignet ist für eine Einstellung des Drucks des Vorsteueröls entsprechend einem Betätigungsbetrag; ein Steuerventil, das in dem Vorsteuerölkanal angeordnet ist und geeignet ist für eine Einstellung des Drucks des Vorsteueröls; einen ersten Drucksensor, der in dem Vorsteuerölkanal zwischen der Betätigungsvorrichtung und dem Steuerventil angeordnet ist und den Druck des Vorsteueröls detektiert; einen zweiten Drucksensor, der in dem Vorsteuerölkanal zwischen dem Steuerventil und dem Schieber angeordnet ist und den Druck des Vorsteueröls detektiert; und eine Steuerventil-Steuereinheit, die das Steuerventil steuert, wobei das Verfahren umfasst: das Erfassen von Daten betreffend einen Detektionswert des ersten Drucksensors und einen Detektionswert des zweiten Drucksensors, in einem Zustand, in dem der Vorsteuerölkanal durch das Steuerventil geöffnet wird; und das Korrigieren des Detektionswerts des ersten Drucksensors oder des zweiten Drucksensors auf der Basis der erfassten Daten, so dass der Detektionswert des ersten Drucksensors identisch ist mit dem Detektionswert des zweiten Drucksensors.