DE112015000043B4

DE112015000043B4 - Baumaschinensteuersystem und Verfahren zur Steuerung einer Baumaschine

Info

Publication number: DE112015000043B4
Application number: DE112015000043.7T
Authority: DE
Inventors: Jin Kitajima; Yoshiki Kami; Takeo Yamada; Toru Matsuyama; Masashi Ichihara
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2014-06-02
Filing date: 2015-06-02
Publication date: 2019-02-28
Anticipated expiration: 2035-06-03
Also published as: US20160040398A1; KR20150139541A; CN105324540A; JPWO2015137528A1; JP6014260B2; KR101791395B1; KR20170038191A; WO2015137528A1; CN105324540B; US20170121930A1; DE112015000043T5

Abstract

Baumaschinensteuersystem, umfassend:einen Detektor (16, 17, 18), der eine Stellung einer Arbeitsmaschine (2) detektiert, die einen Ausleger (6), einen Arm (7) und einen Löffel (8) umfasst;eine Bedienvorrichtung (25), die zum Antreiben eines beweglichen Elements bedient wird, das mindestens eines von dem Arm (7) und dem Löffel (8) umfasst;eine Detektiervorrichtung (70), die einen Bedienbetrag (MA) der Bedienvorrichtung (25) detektiert;ein Steuerventil (27), das eine Menge an Betriebsöl einstellt, das einem Hydraulikzylinder (10, 11, 12) zugeführt wird, der die Arbeitsmaschine (2) antreibt;eine Löffelpositionsdatenerzeugungseinheit (28B), die Schneidkantenpositionsdaten (S) erzeugt, die eine Position einer Schneidkante (8a) des Löffels (8) auf der Basis eines Detektierergebnisses des Detektors (16, 17, 18) angeben;eine Abstandserfassungseinheit (53), die eine Zielgrabgeländeform (U) erfasst, die eine Zielform eines durch die Arbeitsmaschine (2) zu grabenden Grabobjekts angibt und einen Abstand (d) zwischen der Schneidkante (8a) des Löffels (8) und der Zielgrabgeländeform (U) auf der Basis der Schneidkantenpositionsdaten (S) und der Zielgrabgeländeform (U) berechnet;eine Grenzwerteinstelleinheit (262), die einen begrenzten Bedienbetrag (Mr) zum Begrenzen einer Geschwindigkeit des beweglichen Elements auf der Basis eines Detektierergebnisses der Detektiervorrichtung (70) einstellt;eine Steuereinheit (26) für das bewegliche Element, die ein Steuersignal an das Steuerventil (27) ausgibt, so dass das bewegliche Element mit dem begrenzten Bedienbetrag (Mr) angetrieben wird; undeinen Timer (261), der eine Zeitmessung auf der Basis des Detektierergebnisses der Detektiervorrichtung (70) startet, wobeidie Grenzwerteinstelleinheit (262) den begrenzten Bedienbetrag (Mr) einstellt, sodass der begrenzte Bedienbetrag (Mr) umso größer ist je länger eine Zeit von einer Startzeit (t0) der Zeitmessung des Timers (261) verstrichen ist.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Baumaschinensteuersystem und eine Verfahren zur Steuerung einer Baumaschine.
Hintergrund
Eine Baumaschine wie ein Bagger umfasst eine Arbeitsmaschine, die einen Ausleger, einen Arm und einen Löffel und eine Bedienvorrichtung umfasst, die ein Maschinenführer bedient, um eine Arbeitsmaschine anzutreiben. Als ein Verfahren zur Steuerung einer Baumaschine ist eine begrenzte Grabsteuerung bekannt und in JP 2013-217138 A und JP 2006-265954 A offengelegt, bei der ein Löffel auf der Basis einer Zielgrabgeländeform bewegt wird, die eine Zielform eines Grabobjekts angibt.
DE 11 2013 000 272 T5 und WO 2014/061790 A1 offenbaren jeweils ein Steuersystem für einen Hydraulikbagger, bei dem ein Steuersignal für eine begrenzte Grabsteuerung durch eine Anpassung einer Bedieneingabe erzeugt wird.
Zusammenfassung
Technisches Problem
Bei dem Grabprozess unter Verwendung der Arbeitsmaschine der Baumaschine besteht die Möglichkeit, dass eine Schneidkante des Löffels zu Beginn der Grabung absackt. Ein Beispiel für den Grund des Absackens einer Schneidkante ist eine verzögerte Druckerzeugung relativ zu einem von der Bedienvorrichtung erzeugten Bedienbefehl. Wenn die Grabung nahe an einer Zielgrabgeländeform beginnt, kann der Löffel über die Zielgrabgeländeform hinausreichen und die Grabgenauigkeit kann abnehmen.
Ein Ziel einiger Aspekte der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Baumaschinensteuersystems, einer Baumaschine und eines Verfahrens zur Steuerung der Baumaschine, die in der Lage ist, das Absacken einer Schneidkante zu unterdrücken.
Lösung des Problems
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Baumaschinensteuersystem bereitgestellt, das folgendes umfasst: einen Detektor, der eine Stellung einer Arbeitsmaschine, die einen Ausleger, einen Arm und einen Löffel umfasst, detektiert; eine Bedienvorrichtung, die zum Antreiben eines beweglichen Elements bedient wird, das mindestens eines von dem Arm und dem Löffel umfasst; eine Detektiervorrichtung, die einen Bedienbetrag der Bedienvorrichtung detektiert; ein Steuerventil, das eine Menge an Betriebsöl detektiert, die einem Hydraulikzylinder zugeführt wird, der die Arbeitsmaschine antreibt; eine Löffelpositionsdatenerzeugungseinheit, die Schneidkantenpositionsdaten, die eine Position einer Schneidkante des Löffels angeben, auf der Basis eines Detektierergebnisses des Detektors erzeugt; eine Abstandserfassungseinheit, die eine Zielgrabgeländeform, die eine Zielform eines durch die Arbeitsmaschine zu grabenden Grabobjekts angibt, erfasst und einen Abstand zwischen der Schneidkante des Löffels und der Zielgrabgeländeform auf der Basis der Schneidkantenpositionsdaten und der Zielgrabgeländeform berechnet; eine Grenzwerteinstelleinheit, die einen begrenzten Bedienbetrag zum Begrenzen einer Geschwindigkeit des beweglichen Elements auf der Basis eines Detektierergebnisses der Detektiervorrichtung einstellt; und eine Steuereinheit für das bewegliche Element, die ein Steuersignal an das Steuerventil ausgibt, so dass das bewegliche Element mit dem begrenzten Bedienbetrag angetrieben wird.
Erfindungsgemäß ist bei der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass das Baumaschinensteuersystem weiterhin folgendes umfasst: einen Timer, der eine Zeitmessung auf der Basis des Detektierergebnisses der Detektiervorrichtung startet, wobei die Grenzwerteinstelleinheit den begrenzten Bedienbetrag einstellt, so dass je länger eine Zeit von einer Startzeit der Zeitmessung des Timers verstrichen ist, desto größer der begrenzte Bedienbetrag ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Grenzwerteinstelleinheit den begrenzten Bedienbetrag einstellt, so dass je größer der Abstand ist, umso größer der begrenzte Bedienbetrag ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Steuereinheit des beweglichen Elements ein Steuersignal ausgibt, so dass das bewegliche Element in einem vorbestimmten Zeitraum von der Startzeit der Zeitmessung des Timers mit dem begrenzten Bedienbetrag angetrieben wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Startzeit der Zeitmessung des Timers mindestens eines von folgendem umfasst: eine Startzeit einer Bedienung der Bedienvorrichtung, eine Zeit, bei der ein Detektierwert der Detektiervorrichtung einen Schwellenwert übersteigt, und eine Zeit, bei der ein Zunahmebetrag pro Zeiteinheit des Detektierwerts der Detektiervorrichtung einen zulässigen Wert übersteigt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Antrieb auf der Basis des begrenzten Bedienbetrags deaktiviert ist, wenn der vorbestimmte Zeitraum von der Startzeit der Zeitmessung verstrichen ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der begrenzte Bedienbetrag in einer ersten Hälfte des vorbestimmten Zeitraums kleiner ist als der begrenzte Bedienbetrag in einer zweiten Hälfte.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Baumaschinensteuersystem weiterhin folgendes umfasst: eine Auslegerbegrenzungseinheit, die eine Grenzgeschwindigkeit gemäß dem Abstand bestimmt und eine Geschwindigkeit des Auslegers begrenzt, so dass eine Geschwindigkeit, mit der sich die Arbeitsmaschine der Zielgrabgeländeform nähert, gleich oder kleiner ist als die Grenzgeschwindigkeit; und ein hydraulisches System, das folgendes umfasst: einen ersten hydraulischen Aktor zum Antreiben des Auslegers, einen zweiten hydraulischen Aktor zum Antreiben des beweglichen Elements, und das Steuerventil, das an dem zweiten hydraulischen Aktor zugeführte Menge an Betriebsöl einstellt, wobei bei einem Grabbetrieb des Löffels das hydraulisches System bedient wird, so dass der Ausleger angehoben und der Arm abgesenkt wird, und der Arm mit dem begrenzten Bedienbetrag angetrieben wird, wenn der Arm abgesenkt wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das hydraulische System folgendes umfasst: eine hydraulische Pumpe, die Betriebsöl liefert; und eine Pumpen-Steuereinheit, die die hydraulische Pumpe so steuert, dass das Betriebsöl mit einer ersten größten Abflussleistung von der hydraulischen Pumpe in einem ersten Betriebsmodus geliefert wird und das Betriebsöl mit einer zweiten größten Abflussleistung, die kleiner ist als die erste größte Abflussleistung, von der hydraulischen Pumpe in einem zweiten Betriebsmodus geliefert wird, und der begrenzte Bedienbetrag im zweiten Betriebsmodus kleiner ist als der begrenzte Bedienbetrag im ersten Betriebsmodus.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das bewegliche Element austauschbar ist, und der begrenzte Bedienbetrag, wenn das bewegliche Element eines ersten Gewichts mit dem Ausleger verbunden ist, kleiner ist als der begrenzte Bedienbetrag, wenn das bewegliche Element eines zweiten Gewichts, das kleiner ist als das erste Gewicht, angeschlossen ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Ausgabe des Steuersignals gestartet wird, so dass das bewegliche Element mit dem begrenzten Bedienbetrag angetrieben wird, wenn ein Zunahmebetrag pro Zeiteinheit des Detektierwerts der Detektiervorrichtung einen zulässigen Wert überschreitet, und der Zunahmebetrag eine Differenz zwischen dem Bedienbetrag der Bedienvorrichtung und einem durch Tiefpassfiltern des Bedienbetrags erzeugten Verarbeitungsbetrag umfasst.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Baumaschine einen Fahrzeugkörper umfasst, der den Ausleger trägt, und der begrenzte Bedienbetrag, wenn die Arbeitsmaschine angetrieben wird, so dass ein Abstand zwischen dem Löffel und einer Referenzposition des Fahrzeugkörpers eine erster Abstand ist, der kleiner ist als der begrenzte Bedienbetrag, wenn die Arbeitsmaschine angetrieben wird, so dass der Abstand zwischen Löffel und Referenzposition ein zweiter Abstand ist, der kürzer ist als der erste Abstand.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird folgendes bereitgestellt: ein Verfahren zur Steuerung einer Baumaschine, das folgendes umfasst: Detektieren, durch einen Detektor, einer Stellung einer Arbeitsmaschine, die einen Ausleger, einen Arm, und eine Löffel umfasst; Bedienen einer Bedienvorrichtung zum Antreiben eines beweglichen Elements, das mindestens eines von einem Arm und einem Löffel umfasst; Detektieren eines Bedienbetrags der Bedienvorrichtung durch eine Detektiervorrichtung; Erzeugen von Schneidkantenpositionsdaten, die eine Position einer Schneidkante des Löffels auf der Basis eines Detektierergebnisses des Detektors angeben; Erfassen einer Zielgrabgeländeform, die eine Zielform eines durch die Arbeitsmaschine zu grabenden Grabobjekts angibt, und Berechnen eines Abstands zwischen der Schneidkante des Löffels und der Zielgrabgeländeform auf der Basis der Schneidkantenpositionsdaten und der Zielgrabgeländeform; Einstellen eines begrenzten Bedienbetrags zum Begrenzen einer Geschwindigkeit des beweglichen Elements auf der Basis eines Detektierergebnisses der Detektiervorrichtung; Ausgeben eines Steuersignals an ein Steuerventil, das eine Menge an Betriebsöl einstellt, die an einen Hydraulikzylinder geliefert wird, der die Arbeitsmaschine antreibt, so dass das bewegliche Element mit dem begrenzten Bedienbetrag angetrieben wird; und Durchführen einer Zeitmessung, die auf der Basis des Detektierergebnisses der Detektiervorrichtung gestartet wird, wobei der begrenzte Bedienbetrag so eingestellt wird, dass der begrenzte Bedienbetrag umso größer ist je länger eine Zeit von einer Startzeit der Zeitmessung verstrichen ist.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Gemäß den Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung wird eine Abnahme in der Grabgenauigkeit unterdrückt.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht und erläutert ein Beispiel für eine Baumaschine.
2 ist eine Seitenansicht und erläutert schematisch ein Beispiel für die Baumaschine.
3 ist eine Rückansicht und erläutert schematisch ein Beispiel für die Baumaschine.
4A ist ein Blockdiagramm und erläutert ein Beispiel für ein Steuersystem.
4B ist ein Blockdiagramm und erläutert ein Beispiel für ein Steuersystem.
5 ist eine schematische Ansicht und erläutert ein Beispiel für Zielkonstruktionsinformationen.
6 ist ein Flussdiagramm und erläutert ein Beispiel für begrenzte Grabsteuerung.
7 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels für begrenzte Grabsteuerung.
8 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels für begrenzte Grabsteuerung.
9 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels für begrenzte Grabsteuerung.
10 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels für begrenzte Grabsteuerung.
11 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels für begrenzte Grabsteuerung.
12 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels für begrenzte Grabsteuerung.
13 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels für begrenzte Grabsteuerung.
14 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels für begrenzte Grabsteuerung.
15 ist ein Diagramm und erläutert ein Beispiel für einen hydraulischen Zylinder.
16 ist ein Diagramm und erläutert ein Beispiel für einen Zylinder-Hubsensor.
17 ist ein Diagramm und erläutert ein Beispiel für ein Steuersystem.
18 ist ein Diagramm und erläutert ein Beispiel für ein Steuersystem.
19 ist ein schematisches Diagramm und erläutert ein Beispiel für den Betrieb einer Baumaschine.
20 ist ein funktionelles Blockdiagramm und erläutert ein Beispiel für ein Steuersystem.
21 ist ein Flussdiagramm und erläutert ein Beispiel für ein Verfahren zur Steuerung der Baumaschine.
22 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels für ein Verfahren zur Steuerung der Baumaschine.
23 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels für ein Verfahren zur Steuerung der Baumaschine.
24 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels für ein Verfahren zur Steuerung der Baumaschine.
25 ist ein funktionelles Blockdiagramm und erläutert ein Beispiel für ein Steuersystem.
26 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels für ein Verfahren zur Steuerung der Baumaschine.
27 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels für ein Verfahren zur Steuerung der Baumaschine.
28 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels für ein Verfahren zur Steuerung der Baumaschine.
29 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels für ein Verfahren zur Steuerung der Baumaschine.
30 ist ein funktionelles Blockdiagramm und erläutert ein Beispiel für ein Steuersystem.
31 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels für ein Verfahren zur Steuerung der Baumaschine.
32 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels für ein Verfahren zur Steuerung der Baumaschine.
33 ist ein Flussdiagramm und erläutert ein Beispiel für ein Verfahren zur Steuerung der Baumaschine.
34 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels für ein Verfahren zur Steuerung der Baumaschine.
35 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels für ein Verfahren zur Steuerung der Baumaschine.
36 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels für ein Verfahren zur Steuerung der Baumaschine.
37 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels für ein Verfahren zur Steuerung der Baumaschine.
38 ist ein funktionelles Blockdiagramm und erläutert ein Beispiel für ein Steuersystem.
39 ist ein Flussdiagramm und erläutert ein Beispiel für ein Verfahren zur Steuerung der Baumaschine.
40 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels für ein Verfahren zur Steuerung der Baumaschine.
41 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels für ein Verfahren zur Steuerung der Baumaschine.
42 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels für ein Verfahren zur Steuerung der Baumaschine.
43 ist ein funktionelles Blockdiagramm und erläutert ein Beispiel für ein Steuersystem.
44 ist ein schematisches Diagramm und erläutert ein Beispiel einer Bedienung der Baumaschine.
45 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels für ein Verfahren zur Steuerung der Baumaschine.
46 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels für ein Verfahren zur Steuerung der Baumaschine.
47 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels für ein Verfahren zur Steuerung der Baumaschine.
48 ist ein funktionelles Blockdiagramm und erläutert ein Beispiel für ein Steuersystem.
49 ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Beispiels für ein Verfahren zur Steuerung der Baumaschine.
50 ist ein Flussdiagramm und erläutert ein Beispiel für ein Verfahren zur Steuerung der Baumaschine.

Beschreibung von Ausführungsformen
Hierin im Folgenden werden Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, und die vorliegende Erfindung ist nicht darauf begrenzt. Konstituierende Komponenten der jeweiligen Ausführungsformen, die hier im Folgenden beschrieben sind, können entsprechend miteinander kombiniert werden. Ferner brauchen einige konstituierende Komponenten nicht verwendet zu werden.
[Gesamtstruktur des Baggers]
1 ist eine perspektivische Ansicht und erläutert ein Beispiel für eine Baumaschine 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Beispiel, in dem die Baumaschine 100 ein Bagger 100 ist, der eine Arbeitsmaschine 2 umfasst, die mit hydraulischem Druck arbeitet.
Wie in 1 erläutert, umfasst der Bagger 100 einen Fahrzeugkörper 1 und die Arbeitsmaschine 2. Wie später beschrieben wird, ist ein Steuersystem 200, das Grabsteuerung durchführt, auf dem Bagger 100 montiert.
Der Fahrzeugkörper 1 umfasst eine Drehstruktur 3, ein Fahrerhaus 4 und eine Fortbewegungsvorrichtung 5. Die Drehstruktur 3 ist an der Fortbewegungsvorrichtung 5 angeordnet. Die Fortbewegungsvorrichtung 5 trägt die Drehstruktur 3. Die Drehstruktur 3 kann als eine obere Drehstruktur 3 bezeichnet werden. Die Fortbewegungsvorrichtung 5 kann als eine untere Fortbewegungsstruktur 5 bezeichnet werden. Die Drehstruktur 3 kann sich um eine Drehachse AX drehen. Ein Fahrersitz 4S, auf dem ein Maschinenführer sitzt, ist im Fahrerhaus 4 bereitgestellt. Der Maschinenführer bedient den Bagger 100 im Fahrerhaus 4. Die Fortbewegungsvorrichtung 5 umfasst ein Paar von Gleisketten 5Cr. Mit der Drehung der Gleisketten 5Cr bewegt sich der Bagger 100 fort. Die Fortbewegungsvorrichtung 5 kann Räder (Reifen) umfassen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Positionsbeziehung jeweiliger Teile auf der Basis des Fahrersitzes 4S beschrieben. Eine Richtung von vorne nach hinten ist auf der Basis des Fahrersitzes 4S definiert. Eine Richtung von links nach rechts ist auf der Basis des Fahrersitzes 4S definiert. Eine Richtung, bei der der Fahrersitz 4S nach vorne zeigt, ist als eine vordere Richtung definiert und eine Richtung entgegen der vorderen Richtung ist als eine hintere Richtung definiert. Die rechte und linke Seite in seitlicher Richtung, wenn der Fahrersitz 4S nach vorne zeigt, sind als rechte bzw. linke Richtung definiert.
Die Drehstruktur 3 umfasst einen Motorraum 9, in dem ein Motor gelagert und ein Gegengewicht am hinteren Teil der Drehstruktur 3 bereitgestellt ist. Eine Handlauf 19 ist in einem Teil der Drehstruktur 3 auf der Vorderseite des Motorraums 9 bereitgestellt. Ein Motor, eine hydraulischen Pumpe und dergleichen sind im Motorraum 9 angeordnet.
Die Arbeitsmaschine 2 wird von der Drehstruktur 3 getragen. Die Arbeitsmaschine 2 umfasst einen mit der Drehstruktur 3 verbundenen Ausleger 6, einen mit dem Ausleger 6 verbundenen Arm 7, einen mit dem Arm 7 verbundenen Löffel 8, einen Auslegerzylinder 10, der den Ausleger 6 antreibt, einen Armzylinder 11, der den Arm 7 antreibt und einen Löffelzylinder 12, der den Löffel 8 antreibt. Der Auslegerzylinder 10, der Armzylinder 11 und der Löffelzylinders 12 sind durch Betriebsöl angetriebene hydraulische Zylinder.
Ein Basisende des Auslegers 6 ist mit einem dazwischenliegenden Auslegerbolzen 13 mit der Drehstruktur 3 verbunden. Ein Basisende des Arms 7 ist mit einem dazwischenliegenden Armbolzen 14 mit einem distalen Ende des Auslegers 6 verbunden. Der Löffel 8 ist mit einem dazwischenliegenden Löffelbolzen 15 mit einem distalen Ende des Arms 7 verbunden. Der Ausleger 6 kann sich um den Auslegerbolzen 13. drehen. Der Arm 7 kann sich um den Armbolzen 14 drehen. Der Löffel 8 kann sich um den Löffelbolzen 15 drehen. Der Arm 7 und der Löffel 8 sind bewegliche Elemente, die sich an der distalen Endseite des Auslegers 6 bewegen können.
2 ist eine Seitenansicht und erläutert schematisch den Bagger 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 3 ist eine Rückansicht und erläutert schematisch den Bagger 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Wie in 2 gezeigt, ist die Länge L1 des Auslegers 6 der Abstand zwischen dem Auslegerbolzen 13 und dem Armbolzen 14. Die Länge L2 des Arms 7 ist der Abstand zwischen dem Armbolzen 14 und dem Löffelbolzen 15. Die Länge L3 des Löffels 8 ist der Abstand zwischen dem Löffelbolzen 15 und einem distalen Ende 8a des Löffels 8. In der vorliegenden Ausführungsform weist der Löffel 8 eine Vielzahl von Zähnen auf. In der folgenden Beschreibung werden die distalen Enden 8a des Löffels 8 entsprechend als Schneidkanten 8a bezeichnet.
Der Löffel 8 braucht keine Zähne zu haben. Das distale Ende des Löffels 8 kann aus einer geraden Stahlplatte ausgebildet sein.
Wie in 2, umfasst der Bagger 100 einen ersten Zylinder-Hubsensor 16, der im Auslegerzylinder 10 angeordnet ist, einen zweiten Zylinder-Hubsensor 17, der im Armzylinder 11 angeordnet ist und einen dritten Zylinder-Hubsensor 18, der im Löffelzylinder 12 angeordnet ist. Eine Hublänge des Auslegerzylinders 10 wird auf der Basis eines Detektierergebnisses des ersten Zylinder-Hubsensors 16 erfasst. Eine Hublänge des Armzylinders 11 wird auf der Basis eines Detektierergebnisses des zweiten Zylinder-Hubsensors 17 erfasst. Eine Hublänge des Löffelzylinders 12 wird auf der Basis eines Detektierergebnisses des dritten Zylinder-Hubsensors 18 erfasst.
In der folgenden Beschreibung wird die Hublänge des Auslegerzylinders 10 entsprechend als bezeichnet Auslegerzylinderlänge, die Hublänge des Armzylinders 11 wird entsprechend als eine Armzylinderlänge bezeichnet, und die Hublänge des Löffelzylinders 12 wird entsprechend als eine Löffelzylinderlänge bezeichnet. Ferner werden in der folgenden Beschreibung die Auslegerzylinderlänge, die Armzylinderlänge, und die Löffelzylinderlänge entsprechend zusammen als Zylinderlängendaten L bezeichnet.
Der Bagger 100 umfasst eine Positionsdetektiervorrichtung 20, die die Position des Baggers 100 detektieren kann. Die Positionsdetektiervorrichtung 20 umfasst eine Antenne 21, eine Globalkoordinatenberechnungseinheit 23 und einen Inertialmesssensor (IMU) 24.
Die Antenne 21 ist eine Globalnavigationssatellitensystem(GNSS)-Antenne. Die Antenne 21 ist eine kinematische Realzeit-Globalnavigationssatellitensystem (RTK-GNSS)-Antenne. Die Antenne 21 ist in der Drehstruktur 3 bereitgestellt. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Antenne 21 im Handlauf 19 der Drehstruktur 3 bereitgestellt. Die Antenne 21 kann im Motorraum 9 hinten bereitgestellt sein. Zum Beispiel kann die Antenne 21 im Gegengewicht der Drehstruktur 3 bereitgestellt sein. Die Antenne 21 gibt ein Signal entsprechend einer empfangenen Radiowelle (GNSS-Radiowelle) an die Globalkoordinatenberechnungseinheit 23 aus.
Die Globalkoordinatenberechnungseinheit 23 weist eine installierte Position P1 der Antenne 21 in einem Globalkoordinatensystem nach. Das Globalkoordinatensystem ist ein 3-dimensionales Koordinatensystem auf der Basis einer Referenzposition Pr, die in einem Arbeitsbereich festgelegt wurde. Wie in 2, ist in der vorliegenden Ausführungsform die Referenzposition Pr die Position eines distalen Endes eines in einem Arbeitsbereich festgelegten R Referenzpflocks.
Das Globalkoordinatensystem ist ein Koordinatensystem auf der Basis des auf der Erde fixierten Ursprungs Pr (siehe 2). Ein Lokalkoordinatensystem ist ein Koordinatensystem auf der Basis des an dem Fahrzeugkörper 1 der Baumaschine 100 fixierten Ursprungs P2 siehe 2). Das Lokalkoordinatensystem kann als ein Fahrzeugkörper-Koordinatensystem bezeichnet werden.
In 2 und anderen Figuren wird das Globalkoordinatensystem durch ein orthogonales XgYgZg-Koordinatensystem dargestellt. Eine Referenzposition (Ursprung) Pr des Globalkoordinatensystems ist in einem Arbeitsbereich positioniert. Eine Richtung innerhalb einer horizontalen-Ebene ist als eine Xg-Achsenrichtung definiert, eine Richtung orthogonal zur Xg-Achsenrichtung in der horizontalen-Ebene ist als eine Yg-Achsenrichtung definiert, und eine Richtung orthogonal zur Xg-Achsenrichtung und der Yg-Achsenrichtung ist als eine Zg-Achsenrichtung definiert. Ferner sind die Dreh(Kipp)-Richtungen um die Xg, Yg, und Zg-Achsen als θXg-, θYg- bzw. θZg-Richtungen definiert. Die Xg-Achse ist orthogonal zu einer YgZg-Ebene. Die Yg-Achse ist orthogonal zu einer XgZg-Ebene. Die Zg-Achse ist orthogonal zu einer XgYg-Ebene. Die XgYg-Ebene ist parallel zur horizontalen Ebene. Die Zg-Achsenrichtung ist eine vertikale Richtung.
In 2 und anderen Figuren ist das Lokalkoordinatensystem durch ein orthogonales XYZ-Koordinatensystem dargestellt. Die Referenzposition (Ursprung) P2 des Lokalkoordinatensystems ist im Drehpol AX der Drehstruktur 3 positioniert. Eine Richtung in einer bestimmten Ebene ist als eine X-Achsenrichtung definiert, eine Richtung orthogonal zur X-Achsenrichtung in der Ebene ist als eine Y-Achsenrichtung definiert, und eine Richtung orthogonal zur X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung ist als eine Z-Achsenrichtung definiert. Ferner sind Dreh(Kipp)-Richtungen um die X-, Y- und Z-Achsen als θX, θY bzw. θZ-Richtungen definiert. Die X-Achse ist orthogonal zur YZ-Ebene. Die Y-Achse ist orthogonal zur XZ-Ebene. Die Z-Achse ist orthogonal zur XY-Ebene.
In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Antenne 21 eine erste Antenne 21A und eine zweite Antenne 21B, die in der Drehstruktur 3 bereitgestellt sind, so dass sie in einer Fahrzeug-Breiterichtung getrennt sind. Die erste Antenne 21A und die zweite Antenne 21B weisen installierte Positionen P1a bzw. P1b nach und geben selbige an die Globalkoordinatenberechnungseinheit 23 aus.
Die Globalkoordinatenberechnungseinheit 23 detektiert Referenzpositionsdaten P, die durch eine Globalkoordinate dargestellt sind. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Referenzpositionsdaten P Daten, die die Referenzposition P2 angeben, die auf der Drehachse (Drehpol) AX der Drehstruktur 3 positioniert ist. Die Referenzpositionsdaten P können Daten sein, die die installierte Position P1 angeben. In der vorliegenden Ausführungsform erzeugt die Globalkoordinatenberechnungseinheit 23 Drehstrukturrichtungsdaten Q auf der Basis von zwei installierten Positionen P1a und P1b. Die Drehstrukturrichtungsdaten Q werden auf der Basis eines Winkels zwischen einer Referenzrichtung (zum Beispiel Norden) der Globalkoordinate und einer von den installierten Positionen P1a und P1b bestimmten Linie bestimmt. Die Drehstrukturrichtungsdaten Q geben eine Richtung an, in die die Drehstruktur 3 (die Arbeitsmaschine 2) zeigt. Die Globalkoordinatenberechnungseinheit 23 gibt die Referenzpositionsdaten P und die Drehstrukturrichtungsdaten Q an einen Anzeige-Steuerung 28 (später beschrieben) aus.
Die IMU 24 ist in der Drehstruktur 3 bereitgestellt. In der vorliegenden Ausführungsform ist die IMU 24 unter dem Fahrerhaus 4 angeordnet. Ein hochfester Rahmen ist in einem Teil der Drehstruktur 3 unter dem Fahrerhaus 4 angeordnet. Die IMU 24 ist auf dem Rahmen angeordnet. Die IMU 24 kann auf einer Lateralseite (rechte oder linke Seite) der Drehachse AX (Referenzposition P2) der Drehstruktur 3 angeordnet sein. Die IMU 24 weist einen Kippwinkel θ4 in der Richtung von links nach rechts des Fahrzeugkörpers 1 und einen Kippwinkel θ5 in der Richtung von vorne nach hinten des Fahrzeugkörpers 1 in Relation zur Globalkoordinate nach.
[Konfiguration des Steuersystems]
Als Nächstes wird ein Überblick über das Steuersystem 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. 4A ist ein Blockdiagramm und erläutert eine funktionelle Konfiguration des Steuersystems 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Das Steuersystem 200 steuert ein Grabverfahren unter Verwendung der Arbeitsmaschine 2. Die Steuerung des Grabverfahrens umfasst begrenzte Grabsteuerung. Wie in 4A erläutert, umfasst das Steuersystem 200 den ersten Zylinder-Hubsensor 16, den zweiten Zylinder-Hubsensor 17, den dritten Zylinder-Hubsensor 18, die Antenne 21, die Globalkoordinatenberechnungseinheit 23, die IMU 24, eine Bedienvorrichtung 25, eine Arbeitsmaschinen-Steuerung 26, Drucksensoren 66 und 67, ein Steuerventil 27, ein Richtungssteuerventil 64, die Anzeige-Steuerung 28, eine Anzeigeeinheit 29, eine Sensor-Steuerung 30 und eine Benutzerschnittstelle 32, die einen Betriebsmodus festsetzt.
Die Bedienvorrichtung 25 ist im Fahrerhaus 4 angeordnet. Die Bedienvorrichtung 25 wird durch einen Maschinenführer bedient. Die Bedienvorrichtung 25 empfängt die Bedienung durch einen Maschinenführer, der die Arbeitsmaschine 2 antreibt. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Bedienvorrichtung 25 eine hydraulische Pilot-Bedienvorrichtung.
In der folgenden Beschreibung wird Öl, das an den hydraulischen Zylinder (den Auslegerzylinder 10, den Armzylinder 11 und den Löffelzylinder 12) geliefert wird, um den hydraulischen Zylinder zu betreiben, entsprechend als Betriebsöl bezeichnet. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Menge eines Betriebsöls, das an den hydraulischen Zylinder geliefert wird, von dem Richtungssteuerventil 64 eingestellt. Das Richtungssteuerventil 64 arbeitet ölbetrieben. In der folgenden Beschreibung wird Öl, das an das Richtungssteuerventil 64 geliefert wird, um das Richtungssteuerventil 64 zu betreiben, entsprechend als Pilotöl bezeichnet. Ferner wird der Druck des Pilotöls entsprechend als Pilotdruck bezeichnet.
Das Betriebsöl und das Pilotöl können aus den gleich hydraulischen Pumpe abgegeben werden. Zum Beispiel wird ein Teil des Betriebsöls, das von der hydraulischen Pumpe abgegeben wird, dekomprimiert, und das dekomprimierte Betriebsöl kann als Pilotöl verwendet werden. Ferner können eine hydraulischen Pumpe (hydraulische Hauptpumpe), die Betriebsöl abgibt, und eine hydraulische Pumpe (hydraulische Pilotpumpe), die Pilotöl abgibt, verschiedene hydraulische Pumpen sein.
Die Bedienvorrichtung 25 umfasst einen ersten Bedienhebel 25R und einen zweiten Bedienhebel 25L. Der erste Bedienhebel 25R ist zum Beispiel auf der rechten Seite des Fahrersitzes 4S angeordnet. Der zweiten Bedienhebel 25L ist zum Beispiel auf der linken Seite des Fahrersitzes 4S angeordnet. Im ersten und zweiten Bedienhebel 25R und 25L entsprechen die Bewegungen von vorne nach hinten und von links nach rechts zweiachsigen Bedienungen.
Der Ausleger 6 und der Löffel 8 werden vom ersten Bedienhebel 25R bedient. Das Bedienen in der Richtung von vorne nach hinten des ersten Bedienhebels 25R entspricht einem Bedienen des Auslegers 6, und ein Senkbetrieb und ein Hebebetrieb des Auslegers 6 werden gemäß Bedienen in der Richtung von vorne nach hinten ausgeführt. Das Bedienen in der Richtung von links nach rechts des ersten Bedienhebels 25R entspricht einem Bedienen des Löffels 8, und ein Grabbetrieb und ein Freisetzungsbetrieb des Löffels 8 werden gemäß Bedienen in der Richtung von links nach rechts ausgeführt.
Der Arm 7 und die Drehstruktur 3 werden von dem zweiten Bedienhebel 25L bedient. Das Bedienen in der Richtung von vorne nach hinten des zweiten Bedienhebels 25L entspricht einem Bedienen des Arms 7, und ein Hebebetrieb und ein Senkbetrieb des Arms 7 werden gemäß Bedienen in der Richtung von vorne nach hinten ausgeführt. Das Bedienen in der Richtung von links nach rechts des zweiten Bedienhebels 25L entspricht den Drehen der Drehstruktur 3, und ein rechter Drehbetrieb und ein linke Drehbetrieb der Drehstruktur 3 werden gemäß Bedienen in der Richtung von links nach rechts ausgeführt.
In der vorliegenden Ausführungsform entspricht der Hebebetrieb des Auslegers 6 einem Auskippbetrieb. Der Senkbetrieb des Auslegers 6 entspricht einem Grabbetrieb. Der Senkbetrieb des Arms 7 entspricht einem Grabbetrieb. Der Hebebetrieb des Arms 7 entspricht einem Auskippbetrieb. Der Senkbetrieb des Löffels 8 entspricht einem Grabbetrieb. Der Senkbetrieb des Arms 7 kann als Beugebetrieb bezeichnet werden. Der Hebebetrieb des Arms 7 kann als Streckbetrieb bezeichnet werden.
Die Pilotöl, das von der hydraulischen Pumpe abgegeben und vom der Druckreduktionsventil auf Pilotdruck dekomprimiert wurde, wird an die Bedienvorrichtung 25 geliefert. Der Pilotdruck wird durch den Bedienbetrag der Bedienvorrichtung 25 eingestellt, und das Richtungssteuerventil 64, über das Betriebsöl an den hydraulischen Zylinder (den Auslegerzylinder 10, den Armzylinder 11 und den Löffelzylinder 12) geliefert wird, wird mit dem Pilotdruck angetrieben. Die Drucksensoren 66 und 67 sind in den Pilotdruck-Leitungen 450 angeordnet. Die Drucksensoren 66 und 67 weisen den Pilotdruck nach. Die Detektierergebnisse der Drucksensoren 66 und 67 werden an die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 ausgegeben.
Der erste Bedienhebel 25R wird in der Richtung von vorne nach hinten bedient, um den Ausleger 6 anzutreiben. Das Richtungssteuerventil 64, über das das Betriebsöl an den Auslegerzylinder 10 zum Antreiben des Auslegers 6 geliefert wird, wird gemäß einem Bedienbetrag (Betrag von Auslegerbetrieb) des ersten Bedienhebels 25R in der Richtung von vorne nach hinten angetrieben. Ferner wird der im Sensor 66 während dieses Hebelbetriebs erzeugte Druck auf einen Betrag von Ausleger-Hebelbetrieb MB bezogen.
Der erste Bedienhebel 25R wird in der Richtung von links nach rechts bedient, um den Löffel 8 anzutreiben. Das Richtungssteuerventil 64, über das das Betriebsöl an den Löffelzylinder 12 zum Antreiben des Löffels 8 geliefert wird, wird gemäß dem Bedienbetrag (Betrag von Löffelbetrieb) des ersten Bedienhebels 25R in der Richtung von links nach rechts angetrieben. Ferner wird der im Sensor 66 während dieses Hebelbetriebs erzeugte Druck auf einen Betrag des Löffel-Hebelbetriebs MT bezogen.
Der zweite Bedienhebel 25L wird in der Richtung von vorne nach hinten bedient, um den Arm 7 anzutreiben. Das Richtungssteuerventil 64, über das das Betriebsöl an den Armzylinder 11 zum Antreiben des Arms 7 geliefert wird, wird gemäß einem Bedienbetrag (Betrag von Arm-Betrieb) des zweiten Bedienhebels 25L in der Richtung von vorne nach hinten angetrieben. Ferner wird der im Sensor 66 während dieses Hebelbetriebs erzeugte Druck auf einen Betrag von Arm-Hebelbetrieb MA bezogen.
Der zweite Bedienhebel 25L wird in der Richtung von links nach rechts bedient, um die Drehstruktur 3 anzutreiben. Das Richtungssteuerventil 64, über das einem hydraulischen Aktor zum Antreiben der Drehstruktur 3 Betriebsöl geliefert wird, wird gemäß dem Bedienbetrag des zweiten Bedienhebels 25L in Links-rechts-Richtung angetrieben.
Das Bedienen in der Richtung von links nach rechts des ersten Bedienhebels 25R kann dem Bedienen des Auslegers 6 entsprechen, und das Bedienen in der Richtung von vorne nach hinten kann dem Bedienen des Löffels 8 entsprechen. Das Bedienen in der Richtung von links nach rechts des zweiten Bedienhebels 25L kann dem Bedienen des Arms 7 entsprechen, und das Bedienen in der Richtung von vorne nach hinten kann dem Bedienen der Drehstruktur 3 entsprechen.
Das Steuerventil 27 arbeitet zur Einstellung der Menge an Betriebsöl, die an den hydraulischen Zylinder (den Auslegerzylinder 10, den Armzylinder 11 und den Löffelzylinder 12) geliefert wird. Das Steuerventil 27 arbeitet auf der Basis eines Steuersignals aus der Arbeitsmaschinen-Steuerung 26.
Die Sensor-Steuerung 30 berechnet eine Auslegerzylinderlänge auf der Basis eines Detektierergebnisses des ersten Zylinder-Hubsensors 16. Der erste Zylinder-Hubsensor 16 gibt einen mit dem Drehbetrieb zusammenhängenden Phasenverschiebungspuls an die Sensor-Steuerung 30 aus. Die Sensor-Steuerung 30 berechnet die Auslegerzylinderlänge auf der Basis der Phasenverschiebungspulsausgabe aus dem ersten Zylinder-Hubsensor 16. Gleichermaßen berechnet die Sensor-Steuerung 30 eine Armzylinderlänge auf der Basis eines Detektierergebnisses des zweiten Zylinder-Hubsensors 17. Die Sensor-Steuerung 30 berechnet eine Löffelzylinderlänge auf der Basis eines Detektierergebnisses des dritten Zylinder-Hubsensors 18.
Die Sensor-Steuerung 30 berechnet einen Stellungswinkel θ1 des Auslegers 6 mit Bezug auf die vertikale Richtung der Drehstruktur 3 aus der auf der Basis des Detektierergebnisses des ersten Zylinder-Hubsensors 16 erfassten Auslegerzylinderlänge. Die Sensor-Steuerung 30 berechnet einen Stellungswinkel θ2 des Arms 7 mit Bezug auf den Ausleger 6 aus der auf der Basis des Detektierergebnisses des zweiten Zylinder-Hubsensors 17 erfassten Armzylinderlänge. Die Sensor-Steuerung 30 berechnet einen Stellungswinkel θ3 der Schneidkante 8a des Löffels 8 mit Bezug auf den Arm 7 aus der auf der Basis des Detektierergebnisses des dritten Zylinder-Hubsensors 18 erfassten Löffelzylinderlänge. Der erste, zweite und dritte Zylinder-Hubsensor 16, 17 und 18 arbeiten als Detektor, der die Stellung der Arbeitsmaschine 2 detektiert. Die Stellung der Arbeitsmaschine 2 umfasst mindestens eines von Stellungswinkel θ1 des Auslegers 6, Stellungswinkel θ2 des Arms 7, und Stellungswinkel θ3 der Schneidkante 8a des Löffels 8.
Der Stellungswinkel θ1 des Auslegers 6, der Stellungswinkel θ2 des Arms 7 und der Stellungswinkel θ3 des Löffels 8 können nicht durch die Zylinder-Hubsensoren detektiert werden. Der Stellungswinkel θ1 des Auslegers 6 kann durch einen Winkeldetektor wie einem Drehencoder detektiert werden. Der Winkeldetektor weist einen Biegewinkel des Auslegers 6 mit Bezug auf die Drehstruktur 3 nach, um den Stellungswinkel θ1 zu detektieren. Gleichermaßen kann der Stellungswinkel θ2 des Arms 7 durch einen an dem Arm 7 angebrachten Winkeldetektor detektiert werden. Der Stellungswinkel θ3 des Löffels 8 kann durch einen an dem Löffel 8 angebrachten Winkeldetektor detektiert werden.
4B ist ein Blockdiagramm und erläutert die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26, die Anzeige-Steuerung 28 und die Sensor-Steuerung 30. Die Sensor-Steuerung 30 detektiert Zylinderlängendaten L aus dem Detektierergebnis der ersten, zweiten und dritten Zylinder-Hubsensoren 16, 17, und 18. Die Sensor-Steuerung 30 gibt die Daten des Kippwinkels θ4 und die Daten des aus der IMU 24 ausgegebenen Kippwinkels θ5 des Fahrzeugkörpers 1 aus. Die Sensor-Steuerung 30 gibt die Daten der Stellungswinkel θ1 bis θ3 und die Daten des Kippwinkels θ5 der jeweiligen Arbeitsmaschinen an die Anzeige-Steuerung 28 bzw. die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 aus.
Wie vorstehend beschrieben, werden in der vorliegenden Ausführungsform die Detektierergebnisse der Zylinder-Hubsensoren (16, 17, und 18) und das Detektierergebnis der IMU 24 an die Sensor-Steuerung 30 ausgegeben, und die Sensor-Steuerung 30 führt ein vorbestimmtes Berechnungsverfahren durch. In der vorliegenden Ausführungsform können die Funktionen der Sensor-Steuerung 30 durch die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 durchgeführt werden. Zum Beispiel kann das Detektierergebnis der Zylinder-Hubsensoren (16, 17, und 18) an die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 ausgegeben werden, und die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 kann die Zylinderlängen (die Auslegerzylinderlänge, die Armzylinderlänge und die Löffelzylinderlänge) auf der Basis des Detektierergebnisses der Zylinder-Hubsensoren (16, 17 und 18) berechnen. Das Detektierergebnis der IMU 24 kann an die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 ausgegeben werden.
Die Anzeige-Steuerung 28 umfasst eine Zielkonstruktionsinformationsspeichereinheit 28A, eine Löffelpositionsdatenerzeugungseinheit 28B und eine Zielgrabgeländeformdatenerzeugungseinheit 28C. Die Anzeige-Steuerung 28 erfasst die Referenzpositionsdaten P und die Drehstruktur-Richtungsdaten Q aus der Globalkoordinatenberechnungseinheit 23. Die Anzeige-Steuerung 28 erfasst Zylinder-Stellungsdaten θ1 bis θ3 aus der Sensor-Steuerung 30.
Löffelpositionsdatenerzeugungseinheit 28B erzeugt Löffelpositionsdaten, die eine 3-dimensionale Position des Löffels 8 auf der Basis der Referenzpositionsdaten P, der Drehstruktur-Richtungsdaten Q und der Zylinder-Stellungsdaten θ1 bis θ3 angeben. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Löffel-Positionsdaten Schneidkantenpositionsdaten S, die eine 3-dimensionale Position der Schneidkante 8a angeben.
Die Zielgeländeformdatenerzeugungseinheit 28C erzeugt eine Zielgeländeform U, die eine Zielform eines Grabobjekts, unter Verwendung der Schneidkantenpositionsdaten S und Zielkonstruktionsinformationen T (später beschrieben), die in der Zielkonstruktionsinformationsspeichereinheit 28A gespeichert sind, angibt. Ferner zeigt die Anzeige-Steuerung 28 die Zielgeländeform U auf der Anzeigeeinheit 29 auf der Basis der Zielgeländeform U an. Die Anzeigeeinheit 29 ist zum Beispiel ein Monitor und zeigt verschiedene Arten von Informationen des Baggers 100 an. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Anzeigeeinheit 29 eine Benutzerschnittstelle (HMI)-Monitor als Leitmonitor für die informationsorientierte Konstruktion.
Die Anzeige-Steuerung 28 kann die Lokalkoordinatenposition beim Betrachten im Globalkoordinatensystem auf der Basis des Detektierergebnisses der Positionsdetektiervorrichtung 20 berechnen. Das Lokalkoordinatensystem ist ein 3-dimensionales Koordinatensystem auf der Basis des Baggers 100. Die Referenzposition des Lokalkoordinatensystems ist die Referenzposition P2, die zum Beispiel auf der Drehachse AX der Drehstruktur 3 positioniert ist.
Die Zielkonstruktionsinformationsspeichereinheit 28A speichert Zielkonstruktionsinformationen (3-dimensionale konstruierte Geländeformdaten) T, die eine 3-dimensionale konstruierte Geländeform angeben, die eine Zielform eines Arbeitsbereichs ist. Die Zielkonstruktionsinformationen T umfassen Koordinatendaten und Winkeldaten, die erforderlich sind, um die Zielgeländeform (konstruierte Geländeformdaten) U zu erzeugen, die eine konstruierte Geländeform angeben, die eine Zielform eines Grabobjekts ist. Die Zielkonstruktionsinformationen T können zum Beispiel über eine Funkverbindungsvorrichtung an die Anzeige-Steuerung 28 geliefert werden. Die Zielkonstruktionsinformationen T können aus einer Art angeschlossener Aufzeichungsvorrichtung wie ein Speicher übermittelt werden.
Die Zielgrabgeländeformdatenerzeugungseinheit 28C berechnet die Position P3 der LöffelSchneidkante 8a im Globalkoordinatensystem in Relation zur Referenzposition P2 des Globalkoordinatensystems aus dem Stellungswinkel θ1 des Auslegers 6, dem Stellungswinkel θ2 des Arms 7, dem Stellungswinkel θ3 des Löffels 8, der Länge L1 des Auslegers 6, der Länge L2 des Arms 7, der Länge L3 des Löffels 8 und den Positionsinformationen des Auslegerbolzens 13. Die Zielgeländeformdatenerzeugungseinheit 28C detektiert eine Knotenlinie E zwischen der 3-dimensionalen konstruierten Geländeform und einer in der Richtung von vorne nach hinten der Drehstruktur 3 definierten Arbeitsebene MP der Arbeitsmaschine 2, wie in 5 erläutert, als eine Kandidatenlinie der Zielgrabgeländeform U auf der Basis der Zielkonstruktionsinformationen T und der Schneidkantenpositionsdaten 8a. Die Zielgeländeformdatenerzeugungseinheit 28C setzt einen Punkt der Kandidatenlinie der Zielgeländeform U, die unmittelbar unterhalb der Löffel-Schneidkante 8a lokalisiert ist, als einen Referenzpunkt AP der Zielgeländeform U fest. Die Zielgeländeformdatenerzeugungseinheit 28C bestimmt einen einzigen oder eine Vielzahl von Wendepunkten, die vor und nach dem Referenzpunkt AP der Zielgeländeform U auftreten, und Linien, die vor und nach den Wendepunkten auftreten, als Zielgeländeform U fest, die als Grabobjekt dient. Die Zielgeländeformdatenerzeugungseinheit 28C erzeugt die Zielgeländeform U, die eine konstruierte Geländeform angibt, die eine Zielform des Grabobjekts ist. Ein relativer Abstand d zwischen der Zielgeländeform U und der Schneidkante 8a wird auf der Basis der Zielgeländeform U und der Löffel-Schneidkante 8a detektiert.
Die Zielgeländeformdatenerzeugungseinheit 28C gibt die Zielgeländeform U, die Löffel-Schneidkante 8a und den Abstand zwischen der Zielgeländeform U und der Löffel-Schneidkante 8a an die Anzeigeeinheit 29 aus. Die Anzeigeeinheit 29 zeigt eine Positionsbeziehung zwischen der Zielgeländeform und dem Löffel 8 als ein Bild an und zeigt den Abstand d zwischen der Zielgeländeform U und der Löffel-Schneidkante 8a an. Ferner gibt die Zielgeländeformdatenerzeugungseinheit 28C die berechnete Zielgeländeform U an die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 aus.
Die Benutzerschnittstelle 32 umfasst eine Eingabeeinheit und eine Anzeigeeinheit. Die Anzeigeeinheit umfasst einen Monitor wie eine Flachbildschirmanzeige. Die Eingabeeinheit der Benutzerschnittstelle 32 umfasst Schaltflächen, die um die Anzeigeeinheit der Benutzerschnittstelle 32 angeordnet sind. Die Eingabeeinheit der Benutzerschnittstelle 32 kann ein interaktives Bedienfeld umfassen. Die Benutzerschnittstelle 32 kann als Multimonitor 32 bezeichnet werden. Die Eingabeeinheit der Benutzerschnittstelle 32 wird von einem Maschinenführer bedient. Ein gemäß Bedienungen auf der Eingabeeinheit erzeugtes Befehlssignal wird an die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 ausgegeben. Die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 steuert die Anzeigeeinheit der Benutzerschnittstelle 32, um vorbestimmte Informationen auf der Anzeigeeinheit anzuzeigen.
[Begrenzte Grabsteuerung]
Als Nächstes wird ein Beispiel für begrenzte Grabsteuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 umfasst eine-Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52, die eine gemäß Bedienbetrag der Bedienvorrichtung 25 bestimmte-Zielgeschwindigkeit des Löffels 8, eine Abstandserfassungseinheit 53, eine Grenzgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 54, eine Arbeitsmaschinen-Steuereinheit 57 und eine Arm-Steuereinheit 263 bestimmt. Die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 leitet die Position P3 der Schneidkante 8a im lokalen Koordinatensystem aus den Stellungswinkeln θ1, θ2 und θ3, den Positionsinformationen des Auslegerbolzen 13, dem aus der IMU 24 ausgegebenen Winkel θ5, dem Detektierergebnis der Positionsdetektiervorrichtung 20 und den Positionsinformationen der Antenne 21 mit Hilfe der Sensor-Steuerung 30 ab. Die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 detektiert die Schneidkantenpositionsinformationen unabhängig aus der Anzeige-Steuerung 28.
Die-Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52 detektiert den Kippwinkel θ5 in der Richtung von vorne nach hinten des Fahrzeugkörpers 1 und die aus dem Sensor 66 detektierten Bedienbeträge MB, MA, und MT als Vc_bm, Vc_am und Vc_bk entsprechend dem Hebelbetrieb zum Antreiben der jeweiligen Arbeitsmaschinen des Auslegers 6, des Arms 7 und des Löffels 8. Die Abstandserfassungseinheit 53 detektiert die Zielgeländeform U aus der Anzeige-Steuerung 28. Die Abstandserfassungseinheit 53 berechnet den Abstand d zwischen der Schneidkante 8a des Löffels 8 und der Zielgeländeform U in der Richtung vertikal zur Zielgeländeform U auf der Basis der Schneidkantenpositionsdaten P3 und der Zielgeländeform U. Die Grenzgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 54 begrenzt die Bewegung des Auslegers 6 auf der Basis des Abstands d und der-Zielgeschwindigkeit. Die Arbeitsmaschinensteuereinheit 57 bestimmt einen Interventionsbefehl CBI an einem Interventionsventil 27C mit Bezug auf eine Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_lmt. Eine Interventionsgeschwindigkeit des Auslegers 6 wird gemäß obigem Befehl ausgegeben, wodurch die Arbeitsmaschinen-Steuerung 28 eine begrenzte Grabsteuerung (Interventionssteuerung) ausführt.
Die Arm-Steuereinheit 263 detektiert den Bedienbetrag MA des Arms 7 aus der-Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52. Wenn bestimmt wird, dass es notwendig ist, das Bedienen im Hinblick auf den Arm 7, der später beschrieben wird, zu begrenzen, wird eine Grenzgeschwindigkeit Vc_am_lmt an die Arbeitsmaschinen-Steuereinheit 57 ausgegeben. Die Arbeitsmaschinen-Steuereinheit 57 gibt einen Verlangsamungsbefehl CA an das Steuerventil 27 (27A und 27B) gemäß der Grenzgeschwindigkeit Vc_am_lmt aus. Die Grenzenbestimmung der Armsteuereinheit 263 wird später im Einzelnen beschrieben.
Hierin im Folgenden wird ein Beispiel für begrenzte Grabsteuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit Bezug auf das Flussdiagramm von 6 und die schematischen Diagramme von 7 bis 14 beschrieben. 6 ist ein Flussdiagramm und erläutert ein Beispiel für begrenzte Grabsteuerung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Wie vorstehend beschrieben wird die Zielgeländeform U festgelegt (Schritt SA1). Nachdem die Zielgeländeform U festgelegt ist, bestimmt die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 die-Zielgeschwindigkeit Vc der Arbeitsmaschine 2 (Schritt SA2). Die Zielgeschwindigkeit Vc der Arbeitsmaschine 2 umfasst eine Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm, eine Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am und eine Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt. Die Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm ist die Geschwindigkeit der Schneidkante 8a, wenn nur der Auslegerzylinder 10 angetrieben wird. Die Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am ist die Geschwindigkeit der Schneidkante 8a, wenn nur der Armzylinder 11 angetrieben wird. Die Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt ist die Geschwindigkeit der Schneidkante 8a, wenn nur der Löffelzylinder 12 angetrieben wird. Die Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm wird auf der Basis des Auslegerbedienbetrags berechnet. Die Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am wird auf der Basis des Armbedienbetrags berechnet. Die Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt wird auf der Basis des Löffelbedienbetrags berechnet.
Zielgeschwindigkeitsinformationen, die die Beziehung zwischen dem Auslegerbedienbetrag und der Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm definieren, sind in einer Speichereinheit 264 die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 gespeichert. Die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 bestimmt die Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm entsprechend dem Auslegerbedienbetrag auf der Basis der Zielgeschwindigkeitsinformationen. Die Zielgeschwindigkeitsinformationen sind eine Karte, in der zum Beispiel die Größe der Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm entsprechend dem Auslegerbedienbetrag beschrieben ist. Die Zielgeschwindigkeitsinformationen können in der Form einer Tabelle, eines numerischen Ausdrucks oder dergleichen vorliegen. Die Zielgeschwindigkeitsinformationen umfasst Informationen, die die Relation zwischen dem Armbedienbetrag und der Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am definieren. Die Zielgeschwindigkeitsinformationen umfassen Informationen, die die Relation zwischen dem Löffelbedienbetrag und der Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt definieren. Die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 bestimmt die Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am entsprechend dem Armbedienbetrag auf der Basis der Zielgeschwindigkeitsinformationen. Die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 bestimmt die Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt entsprechend dem Löffelbedienbetrag auf der Basis der Zielgeschwindigkeitsinformationen.
Wie in 7 erläutert, überführt die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 die Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm in eine Geschwindigkeitskomponente (vertikale Geschwindigkeitskomponente) Vcy_bm in der Richtung vertikal zur Oberfläche der Zielgeländeform U und in eine Geschwindigkeitskomponente (horizontale Geschwindigkeitskomponente) Vcx_bm in der Richtung parallel zur Oberfläche der Zielgeländeform U (Schritt SA3).
Die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 berechnet eine Neigung der vertikalen Achse (Drehachse AX der Drehstruktur 3) des Lokalkoordinatensystems mit Bezug auf die vertikale Achse des Globalkoordinatensystems und eine Neigung in vertikaler Richtung der Oberfläche der Zielgeländeform U mit Bezug auf die vertikale Achse des Globalkoordinatensystems aus den Referenzpositionsdaten P, der Zielgeländeform U und dergleichen. Die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 berechnet aus diesen Neigungen einen Winkel β1, der die Neigung zwischen der vertikalen Achse des Lokalkoordinatensystems und der vertikalen Richtung der Oberfläche der Zielgeländeform U angibt.
Wie in 8 erläutert, überführt die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 die Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm in eine Geschwindigkeitskomponente VL1_bm in der vertikalen Achsenrichtung des Lokalkoordinatensystems und in eine Geschwindigkeitskomponente VL2_bm in der horizontalen Achsenrichtung gemäß dem Theorem der trigonometrischen Funktion aus einem Winkel β2 zwischen der vertikalen Achse des Lokalkoordinatensystems und der Richtung der Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm.
Wie in 9 erläutert, überführt die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 die Geschwindigkeitskomponente VL1_bm in der vertikalen Achsenrichtung des Lokalkoordinatensystems und die Geschwindigkeitskomponente VL2_bm in der horizontalen Achsenrichtung in eine vertikale Geschwindigkeitskomponente Vcy_bm und eine horizontale Geschwindigkeitskomponente Vcx_bm mit Bezug auf die Zielgeländeform U gemäß dem Theorem der trigonometrischen Funktion aus den Neigung β1 zwischen der vertikalen Achse des Lokalkoordinatensystems und der vertikalen Richtung der Oberfläche der Zielgeländeform U. Gleichermaßen überführt die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 die Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am in eine vertikale Geschwindigkeitskomponente Vcy_am und eine horizontale Geschwindigkeitskomponente Vcx_am in der vertikalen Achsenrichtung des Lokalkoordinatensystems. Die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 überführt die Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt in eine vertikale Geschwindigkeitskomponente Vcy_bkt und eine horizontale Geschwindigkeitskomponente Vcx_bkt in der vertikalen Achsenrichtung des Lokalkoordinatensystems.
Wie in 10 erläutert, detektiert die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 den Abstand d zwischen der Schneidkante 8a des Löffels 8 und der Zielgeländeform U (Schritt SA4). Die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 berechnet den kürzesten Abstand d zwischen der Oberfläche der Zielgeländeform U und der Schneidkante 8a des Löffels 8 aus den Positionsinformationen der Schneidkante 8a, der Zielgeländeform U und dergleichen. In der vorliegenden Ausführungsform wird die begrenzte Grabsteuerung auf der Basis des kürzesten Abstands d zwischen der Oberfläche der Zielgeländeform U und der Schneidkante 8a des Löffels 8 ausgeführt.
Die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 berechnet eine Gesamt-Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt der Arbeitsmaschine 2 auf der Basis des Abstands d zwischen der Oberfläche der Zielgeländeform U und der Schneidkante 8a des Löffels 8 (Schritt SA5). Die Gesamt-Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt der Arbeitsmaschine 2 ist eine zulässige Bewegungsgeschwindigkeit der Schneidkante 8a in der Richtung, in der sich die Schneidkante 8a des Löffels 8 an die Zielgeländeform U annähert. Grenzgeschwindigkeitsinformationen, die die Relation zwischen dem Abstand d und der Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt definieren, sind in der Speichereinheit 264 der Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 gespeichert.
11 erläutert ein Beispiel für die Grenzgeschwindigkeitsinformationen gemäß der vorliegenden Ausführungsform. In der vorliegenden Ausführungsform ist die horizontale Achse der Abstand d und die vertikale Achse ist die Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt. Der Abstand d hat einen positiven Wert, wenn die Schneidkante 8a auf der Außenseite der Oberfläche der Zielgeländeform U positioniert ist (d.h. auf dem Seite nahe der Arbeitsmaschine 2 des Baggers 100), und der Abstand d hat einen negativen Wert, wenn die Schneidkante 8a auf der Innenseite der Oberfläche der Zielgeländeform U positioniert ist (d.h. auf der Innenseite des Grabobjekts als Zielgeländeform U). Wie in 10 erläutert, hat der Abstand d einen positiven Wert, wenn die Schneidkante 8a über der Oberfläche der Zielgeländeform U positioniert ist. Der Abstand d hat einen negativen Wert, wenn die Schneidkante 8a unterhalb der Oberfläche der Zielgeländeform U positioniert ist. Ferner hat der Abstand d einen positiven Wert, wenn die Schneidkante 8a an einer solchen Position positioniert ist, dass sich die Schneidkante 8a nicht in die Zielgeländeform U eingräbt. Der Abstand d hat einen negativen Wert, wenn die Schneidkante 8a an einer solchen Position positioniert ist, dass sich die Schneidkante 8a in die Zielgeländeform U eingräbt. Der Abstand d ist 0, wenn die Schneidkante 8a auf der Zielgeländeform U positioniert ist (d.h. wenn die Schneidkante 8a mit der Zielgeländeform U in Kontakt ist).
In der vorliegenden Ausführungsform hat die Geschwindigkeit einen positiven Wert, wenn sich die Schneidkante 8a von der Innenseite der Zielgeländeform U in Richtung der Außenseite bewegt, und die Geschwindigkeit hat einen negativen Wert, wenn sich die Schneidkante 8a von der Außenseite der Zielgeländeform U in Richtung der Innenseite bewegt. D.h. die Geschwindigkeit hat einen positiven Wert, wenn sich die Schneidkante 8a in Richtung der Oberseite der Zielgeländeform U bewegt, und die Geschwindigkeit hat einen negativen Wert, wenn sich die Schneidkante 8a in Richtung der Unterseite der Zielgeländeform U bewegt.
In den Grenzgeschwindigkeitsinformationen ist eine Neigung der Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt, wenn der Abstand d zwischen d1 und d2 liegt, kleiner als eine Neigung, wenn der Abstand d gleich oder größer ist als d1 oder gleich oder kleiner ist als d2. d1 ist größer als 0. d2 kleiner ist als 0. Bei Betrieben nahe der Oberfläche der Zielgeländeform U ist die Neigung, um die Grenzgeschwindigkeit genauer festzulegen, wenn der Abstand d zwischen d1 und d2 ist, kleiner als die Neigung, wenn der Abstand d gleich oder größer ist als d1 oder gleich oder kleiner ist als d2. Die Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt hat einen negativen Wert, wenn der Abstand d gleich oder größer ist als d1, und je größer der Abstand d ist, desto kleiner ist die Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt. D.h. wenn der Abstand d gleich oder größer ist als d1, je weiter die Schneidkante 8a über der Zielgeländeform U von der Oberfläche der Zielgeländeform U ist, desto größer ist die Geschwindigkeit der Bewegung in Richtung der Unterseite der Zielgeländeform U und desto größer ist der absolute Wert der Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt. Wenn der Abstand d gleich oder kleiner ist als 0, hat die Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt einen positiven Wert, und je kleiner der Abstand d, desto größer ist die Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt. D.h. wenn der Abstand d der Schneidkante 8a des Löffels 8 von der Zielgeländeform U gleich oder kleiner ist als 0, ist, je weiter sich die Schneidkante 8a auf der Unterseite der Zielgeländeform U der Zielgeländeform U befindet, die Geschwindigkeit der Bewegung in Richtung der Oberseite der Zielgeländeform U umso größer, und umso größer ist der absolute Wert der Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt.
Wenn der Abstand d gleich oder größer ist als ein vorbestimmter Wert dth1, ist die Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt Vmin. Der vorbestimmte Wert dth1 ist ein positiver Wert und ist größer als d1. Vmin ist kleiner als ein kleinster Wert der Zielgeschwindigkeit. D.h. wenn der Abstand d gleich oder größer ist als der vorbestimmte Wert dth1, ist das Bedienen der Arbeitsmaschine 2 nicht begrenzte. Wenn somit die Schneidkante 8a weit von der Zielgeländeform U auf der Oberseite der Zielgeländeform U getrennt ist, ist das Bedienen der Arbeitsmaschine 2 nicht begrenzte (d.h. die begrenzte Grabsteuerung wird nicht durchgeführt). Wenn der Abstand d kleiner ist als der vorbestimmte Wert dth1, ist das Bedienen der Arbeitsmaschine 2 begrenzt. Wenn der Abstand d kleiner ist als der vorbestimmte Wert dth1, ist das Bedienen des Auslegers 6 begrenzt.
Die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 berechnet eine vertikale Geschwindigkeitskomponente (begrenzte vertikale Geschwindigkeitskomponente) Vcy_bm_lmt der Grenzgeschwindigkeit des Auslegers 6 aus der Gesamt-Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt der Arbeitsmaschine 2, der Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am und der Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt (Schritt SA6).
Wie in 12 erläutert, berechnet die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 die begrenzte vertikale Geschwindigkeitskomponente Vcy_bm_lmt des Auslegers 6 durch Subtrahieren der vertikalen Geschwindigkeitskomponente Vcy_am der Arm-Zielgeschwindigkeit und der vertikalen Geschwindigkeitskomponente Vcy_bkt der Löffel-Zielgeschwindigkeit von der Gesamt-Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt der Arbeitsmaschine 2.
Wie in 13 erläutert, wandelt die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 die begrenzte vertikale Geschwindigkeitskomponente Vcy_bm_lmt des Auslegers 6 in eine Grenzgeschwindigkeit (Ausleger-Grenzgeschwindigkeit) Vc_bm_lmt des Auslegers 6 (Schritt SA7) um. Die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 erfasst eine Relation zwischen einer Richtung vertikal zur Oberfläche der Zielgeländeform U und der Richtung der Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_lmt aus einem Drehwinkel α des Auslegers 6, einem Drehwinkel β des Arms 7, einem Drehwinkel des Löffels 8, den Fahrzeugkörperpositionsdaten P, der Zielgeländeform U und dergleichen und überführt die begrenzte vertikale Geschwindigkeitskomponente Vcy_bm_lmt des Auslegers 6 in eine Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_lmt. Diese Berechnung wird in einer umgekehrten Reihenfolge zu derjenigen der Berechnung der vertikalen Geschwindigkeitskomponente Vcy_bm in der Richtung vertikal zur Oberfläche der Zielgeländeform U von der Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm durchgeführt. Danach wird eine Zylindergeschwindigkeit entsprechend einem Ausleger-Interventionsbetrag bestimmt, und ein Entspannungsbefehl entsprechend der Zylindergeschwindigkeit wird an das später beschriebene Interventionsventil 27C ausgegeben.
Der Pilotdruck auf der Basis des Hebelbetrieb befüllt einen ÖI-Durchgangsweg 451B und der Pilotdruck auf der Basis der Ausleger-Intervention befüllt einen Öl-Durchgangsweg 502. Ein Wechselventil 51 (später beschrieben) wählt den größeren Druck aus (Schritt SA8).
Wenn zum Beispiel keine Intervention im Hinblick auf den Ausleger 6 durchgeführt wird und die Größe der Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_lmt in der Richtung nach unten des Auslegers 6 kleiner ist als die Größe der Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm in der Richtung nach unten, sind die Begrenzungsbedingungen nicht erfüllt. Wenn ferner der Ausleger 6 durch Durchführen von Intervention auf den Ausleger 6 angehoben wird und die Größe der Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_lmt in der Richtung nach oben des Auslegers 6 größer ist als die Größe der Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm in der Richtung nach oben, sind die Begrenzungsbedingungen erfüllt.
Die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 steuert die Arbeitsmaschine 2. Bei der Steuerung des Auslegers 6 steuert die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 den Auslegerzylinder 10 durch Übertragen eines Ausleger-Befehlssignals an das Interventionsventil 27C. Das Ausleger-Befehlssignal hat einen aktuellen Wert entsprechend einer Ausleger-Befehlsgeschwindigkeit.
Wenn die Begrenzungsbedingungen nicht erfüllt sind, wählt das Wechselventil 51 die Anlieferung von Betriebsöl aus dem Öl-Durchgangsweg 451B aus, und ein normales Bedienen wird durchgeführt (Schritt SA9). Die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 bedient den Auslegerzylinder 10, den Armzylinder 11 und den Löffelzylinder 12 gemäß dem Auslegerbedienbetrag, dem Armbedienbetrag bzw. dem Löffelbedienbetrag. Der Auslegerzylinder 10 arbeitet mit der Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm. Der Armzylinder 11 arbeitet mit der Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am. Der Löffelzylinder 12 arbeitet mit der Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt.
Wenn die Begrenzungsbedingungen erfüllt sind, wählt das Wechselventil 51 die Lieferung von Betriebsöl aus einem Öl-Durchgangsweg 502 aus, und die begrenzte Grabsteuerung wird ausgeführt (Schritt SA10).
Die begrenzte vertikale Geschwindigkeitskomponente Vcy_bm_lmt des Auslegers 6 wird durch Subtrahieren der vertikalen Geschwindigkeitskomponente Vcy_am der Arm-Zielgeschwindigkeit und der vertikale Geschwindigkeitskomponente Vcy_bkt der Löffel-Zielgeschwindigkeit von der Gesamt-Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt der Arbeitsmaschine 2 berechnet. Wenn somit die Gesamt-Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt der Arbeitsmaschine 2 kleiner ist als die Summe der vertikalen Geschwindigkeitskomponente Vcy_am der Arm-Zielgeschwindigkeit und der vertikalen Geschwindigkeitskomponente Vcy_bkt der Löffel-Zielgeschwindigkeit, hat die begrenzte vertikale Geschwindigkeitskomponente Vcy_bm_lmt des Auslegers 6 einen negativen Wert, in welchem Fall der Ausleger angehoben wird.
Dabei senkt der Arbeitsmaschinen-Steuerung 27 den Ausleger 6 mit einer Geschwindigkeit, die geringer ist als die Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm. Somit ist es möglich zu verhindern, dass sich der Löffel 8 in die Zielgeländeform U eingräbt, während die Inkongruenz, die der Maschinenführer vielleicht spürt, unterdrückt wird.
Wenn die Gesamt-Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt der Arbeitsmaschine 2 größer ist als die Summe der vertikalen Geschwindigkeitskomponente Vcy_am der Arm-Zielgeschwindigkeit und der vertikalen Geschwindigkeitskomponente Vcy_bkt der Löffel-Zielgeschwindigkeit, hat die begrenzte vertikale Geschwindigkeitskomponente Vcy_bm_lmt des Auslegers 6 einen positiven Wert. Somit hat die Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_lmt einen positiven Wert. Dabei hebt, auch wenn die Bedienvorrichtung 25 in einer Richtung bedient wird, wobei der Ausleger 6 abgesenkt wird, die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 den Ausleger 6 an. Somit ist es möglich, die Ausdehnung eines Grabungsbereichs der Zielgeländeform U schnell zu unterdrücken.
Wenn die Schneidkante 8a über der Zielgeländeform U positioniert ist, ist, je mehr sich die Schneidkante 8a an die Zielgeländeform U annähert, der absolute Wert der begrenzten vertikalen Geschwindigkeitskomponente Vcy_bm_lmt des Auslegers 6 umso kleiner, und umso kleiner ist auch der absolute Wert der Geschwindigkeitskomponente (begrenzte horizontal Geschwindigkeitskomponente) Vcx_bm_lmt der Grenzgeschwindigkeit des Auslegers 6 in der Richtung parallel zur Oberfläche der Zielgeländeform U. Wenn somit die Schneidkante 8a über der Zielgeländeform U positioniert ist, ist, je mehr sich die Schneidkante 8a an die Zielgeländeform U annähert, die Geschwindigkeit des Auslegers 6 in der Richtung vertikal zur Oberfläche der Zielgeländeform U umso größer, und die Geschwindigkeit des Auslegers 6 in der Richtung parallel zur Oberfläche der Zielgeländeform U wird verlangsamt. Wenn der linke Bedienhebel 25L und der rechte Bedienhebel 25R von dem Maschinenführer des Baggers 100 gleichzeitig bedient werden, werden der Ausleger 6, der Arm 7 und der Löffel 8 gleichzeitig bedient. Dabei wird die oben beschriebene Steuerung, wenn die Zielgeschwindigkeiten Vc_bm, Vc_am und Vc_bkt des Auslegers 6, des Arms 7 und des Löffels 8 eingegeben werden, nachstehend beschrieben.
14 erläutert ein Beispiel für eine Änderung in der Grenzgeschwindigkeit des Auslegers 6, wenn der Abstand d zwischen der Zielgeländeform U und der Schneidkante 8a des Löffels 8 kleiner ist als der vorbestimmte Wert dth1 und sich die Schneidkante 8a des Löffels 8 aus den Position Pn1 zur Position Pn2 bewegt. Der Abstand zwischen der Schneidkante 8a und der Zielgeländeform U an der Position Pn2 ist kleiner als der Abstand zwischen der Schneidkante 8a und der Zielgeländeform U an der Position Pn1. Daher ist die begrenzte vertikale Geschwindigkeitskomponente Vcy_bm_lmt2 des Auslegers 6 an der Position Pn2 kleiner als die begrenzte vertikale Geschwindigkeitskomponente Vcy_bm_lmt1 des Auslegers 6 an der Position Pn1. Somit ist die Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_lmt2 an der Position Pn2 kleiner als die Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_lmt1 an der Position Pn1. Ferner ist die begrenzte horizontale Geschwindigkeitskomponente Vcx_bm_lmt2 des Auslegers 6 an der Position Pn2 kleiner als die begrenzte horizontale Geschwindigkeitskomponente Vcx_bm_lmt1 des Auslegers 6 an der Position Pn1. Allerdings sind in diesem Fall die Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am und die Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt nicht begrenzt. Daher sind die vertikale Geschwindigkeitskomponente Vcy_am und die horizontale Geschwindigkeitskomponente Vcx_am der Arm-Zielgeschwindigkeit und die vertikale Geschwindigkeitskomponente Vcy_bkt und die horizontale Geschwindigkeitskomponente Vcx_bkt der Löffel-Zielgeschwindigkeit nicht begrenzt.
Wie vorstehend beschrieben wird eine Änderung, da dem Arm 7 keine Beschränkung auferlegt wird, im Armbedienbetrag entsprechend der Absicht des Maschinenführers zum Graben als eine Änderung in der Geschwindigkeit der Schneidkante 8a des Löffels 8 wiedergegeben. Somit kann die vorliegende Ausführungsform das Gefühl der Inkongruenz während des Grabbetriebs des Maschinenführers unterdrücken, während die Ausdehnung einer Ausgrabungszone der Zielgeländeform U unterdrückt wird.
Auf diese Weise begrenzt in der vorliegenden Ausführungsform die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 die Geschwindigkeit des Auslegers 6 auf der Basis der Zielgeländeform U, die die konstruierte Geländeform angibt, die eine Zielform eines Grabobjekts ist, und der Schneidkantenpositionsdaten S, die die Position der Schneidkante 8a des Löffels 8 angeben, so dass eine relative Geschwindigkeit, bei der sich des Löffels 8 an die Zielgeländeform U annähert, gemäß dem Abstand d zwischen der Zielgeländeform U und der Schneidkante 8a des Löffels 8 abnimmt. Die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 bestimmt die Grenzgeschwindigkeit gemäß dem Abstand d zwischen der Zielgeländeform U und der Schneidkante 8a des Löffels 8 auf der Basis der Zielgeländeform U, die die konstruierte Geländeform angibt, die eine Zielform eines Grabobjekts ist, und der Schneidkantenpositionsdaten S, die die Position der Schneidkante 8a des Löffels 8 angeben, und steuert die Arbeitsmaschine 2 so, dass die Geschwindigkeit in der Richtung, in der sich die Arbeitsmaschine 2 an die Zielgeländeform U annähert, gleich oder kleiner ist als die Grenzgeschwindigkeit. Damit wird die begrenzte Grabsteuerung an der Schneidkante 8a ausgeführt, und die Position der Schneidkante 8a in Relation zur Zielgeländeform U wird gesteuert.
In der folgenden Beschreibung wird das Ausgeben eines Steuersignals mit dem Steuerventil 27, das an den Auslegerzylinder 10 zur Steuerung der Position des Auslegers 6 verbunden ist, so dass das Eingraben der Schneidkante 8a in die Zielgeländeform U unterdrückt ist, als Interventionssteuerung bezeichnet.
Die Interventionssteuerung wird ausgeführt, wenn die relative Geschwindigkeit der Schneidkante 8a in vertikaler Richtung in Relation zur Zielgeländeform U größer ist als die Grenzgeschwindigkeit. Die Interventionssteuerung wird nicht ausgeführt, wenn die relative Geschwindigkeit der Schneidkante 8a kleiner ist als die Grenzgeschwindigkeit. Die Tatsache, dass die relative Geschwindigkeit der Schneidkante 8a kleiner ist als die Grenzgeschwindigkeit umfasst die Tatsache, dass sich der Löffel 8 in Relation zur Zielgeländeform U bewegt, so dass der Löffel 8 von der Zielgeländeform U getrennt wird.
Ferner steuert die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 den Arm 7 und den Löffel 8. Wenn ein Arm-Grenzgeschwindigkeitsbefehl aus einer Arm-Steuereinheit, die später beschrieben wird, ausgegeben wird, übermittelt die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 ein Arm-Befehlssignal CA an das Steuerventil 27 (27A und 27B) und begrenzt damit die Beaufschlagung mit Pilotdruck, der den Armzylinder 11 antreibt. Mit begrenzter Lieferung des Pilotdrucks wird der Antrieb des Armzylinders 11 begrenzt. Das Arm-Befehlssignal CA hat einen aktuellen Wert entsprechend einer Armbefehlsgeschwindigkeit. Die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 übermittelt ein Löffel-Befehlssignal an das Steuerventil 27, um dadurch den Löffelzylinder 12 genauso wie den Armzylinder 11 zu steuern. Das Löffel-Befehlssignal hat einen einer Löffelbefehlsgeschwindigkeit entsprechenden aktuellen Wert.
[Zylinder-Hubsensor]
Als Nächstes wird der Zylinder-Hubsensor 16 mit Bezug auf die 15 und 16 beschrieben. In der folgenden Beschreibung wird der an dem Auslegerzylinder 10 angebrachte Zylinder-Hubsensor 16 beschrieben. Der an dem Auslegerzylinder 11 angebrachte Zylinder-Hubsensor 17 und dergleichen haben die gleiche Konfiguration wie der Zylinder-Hubsensor 16.
Der Zylinder-Hubsensor 16 ist an dem Auslegerzylinder 10 angebracht. Der Zylinder-Hubsensor 16 misst den Hub eines Kolbens. Wie in 15 erläutert, umfasst der Auslegerzylinder 10 ein Zylinderrohr 10X und eine Zylinderstange 10Y, die zur Bewegung innerhalb des Zylinderrohrs 10X in Relation zu dem Zylinderrohr 10X konfiguriert ist. Ein Kolben 10V ist gleitbar in dem Zylinderrohr 10X vorgesehen. Die Zylinderstange 10Y ist an dem Kolben 10V angebracht. Die Zylinderstange 10Y ist gleitbar in einem Zylinderkopf 10W vorgesehen. Eine durch den Zylinderkopf 10W gebildete Kammer, der Kolben 10V, und eine Zylinder-Innenwund sind eine stangenseitige Ölkammer 40B. Eine Ölkammer auf der Gegenseite der stangenseitigen Ölkammer 40B mit dazwischenliegendem Kolben 10V ist eine fahrerhausseitige Ölkammer 40A. Ein Dichtungselement ist im Zylinderkopf 10W bereitgestellt, so dass der Spalt zwischen dem Zylinderkopf 10W und der Zylinderstange 10Y versiegelt ist, so dass kein Staub oder dergleichen in die stangenseitige Ölkammer 40B eindringt.
Die Zylinderstange 10Y zieht sich zurück, wenn Betriebsöl an die stangenseitige Ölkammer 40B geliefert wird und das Betriebsöl aus den fahrerhausseitigen Ölkammer 40A abgegeben wird. Ferner fährt die Zylinderstange 10Y aus, wenn Betriebsöl aus der stangenseitigen Ölkammer 40B abgegeben und das Betriebsöl an die fahrerhausseitige Ölkammer 40A geliefert wird. D.h. die Zylinderstange 10Y bewegt sich in der Figur linear in der Richtung von links nach rechts.
Ein Kasten 164, der den Zylinder-Hubsensor 16 abdeckt und den Zylinder-Hubsensor 16 erfasst, ist außerhalb der stangenseitigen Ölkammer 40B in der Nachbarschaft des Zylinderkopfes 10W bereitgestellt. Der Kasten 164 ist am Zylinderkopf 10W durch Befestigung mit Schrauben oder dergleichen fixiert.
Der Zylinder-Hubsensor 16 umfasst eine Drehwalze 161, eine zentrale Drehwelle 162 und einen Drehsensorteil 163. Bei der Drehwalze 161 ist eine Oberfläche mit der Oberfläche der Zylinderstange 10Y in Kontakt und ist so bereitgestellt, dass sie sich gemäß der linearen Bewegung der Zylinderstange 10Y dreht. D.h. eine lineare Bewegung der Zylinderstange 10Y wird durch die Drehwalze 161 in Drehbewegung umgewandelt. Die zentrale Drehwelle 162 ist so angeordnet, dass sie orthogonal zur Richtung der linearen Bewegung der Zylinderstange 10Y ist.
Der Drehsensorteil 163 ist konfiguriert, um den Drehbetrag (Drehwinkel) der Drehwalze 161 als ein elektrisches Signal zu detektieren. Das elektrische Signal, das den Drehbetrag (Drehwinkel) der Drehwalze 161 angibt, der von dem Drehsensorteil 163 detektiert wird, wird über eine elektrische Signalleitung an die Sensor-Steuerung 30 ausgegeben. Die Sensor-Steuerung 30 überführt das elektrische Signal in die Position (Hubposition) der Zylinderstange 10Y des Auslegerzylinders 10.
Wie in 16 erläutert, umfasst der Drehsensorteil 163 einen Magneten 163a und eine Hall-Sensorschaltung 163b. Der Magnet 163a, der ein Detektiermedium ist, ist an der Drehwalze 161 angebracht, so dass er sich integral mit der Drehwalze 161 dreht. Der Magnet 163a dreht sich mit Drehung der Drehwalze 161 um die zentrale Drehwelle 162. Der Magnet 163a ist derart konfiguriert, dass der N-Pol und der S-Pol gemäß Drehwinkel der Drehwalze 161 alternieren. Der Magnet 163a ist derart konfiguriert, dass sich die Magnetkraft (magnetische Flussdichte), die von der Hall-Sensorschaltung 163b detektiert wird, bei jeder Drehung der Drehwalze 161 periodisch ändert.
Die Hall-Sensorschaltung 163b ist ein magnetischer Kraftsensor, der die magnetische Kraft (magnetische Flussdichte) detektiert, die von dem Magnet 163a als ein elektrisches Signal erzeugt wird. Die Hall-Sensorschaltung 163b ist entlang der axialen Richtung der zentralen Drehwelle 162 an einer Position getrennt um einen vorbestimmten Abstand von dem Magnet 163a vorgesehen.
Das elektrische Signal (Phasenverschiebungspuls), das von der Hall-Sensorschaltung 163b detektiert wird, wird an die Sensor-Steuerung 30 ausgegeben. Die Sensor-Steuerung 30 überführt das elektrische Signal aus der Hall-Sensorschaltung 163b in einen Drehbetrag der Drehwalze 161 (d.h. einen Verschiebungsbetrag (Auslegerzylinderlänge) der Zylinderstange 10Y des Auslegerzylinders 10).
Mit Bezug auf 16 wird hier eine Beziehung zwischen dem Drehwinkel der Drehwalze 161 und dem elektrischen Signal (Spannung), das von dem Hall-Sensorschaltung 163b detektiert wird, beschrieben. Wenn sich die Drehwalze 161 dreht und der Magnet 163a sich mit der Drehung dreht, ändert sich die magnetische Kraft (magnetische Flussdichte), die durch die Hall-Sensorschaltung 163b hindurchläuft, periodisch gemäß dem Drehwinkel und dem elektrischen Signal (Spannung), das die Sensor-Ausgabe ist. Der Drehwinkel der Drehwalze 161 kann aus der Größe der Spannungsausgabe aus der Hall-Sensorschaltung 163b gemessen werden.
Ferner ist es durch Zählen der Anzahl der Wiederholungen von jedem Zyklus der elektrischen Signal (Spannung)-Ausgabe aus der Hall-Sensorschaltung 163b möglich, die Anzahl der Drehungen der Drehwalze 161 zu messen. Ferner wird der Verschiebungsbetrag (Auslegerzylinderlänge) der Zylinderstange 10Y des Auslegerzylinders 10 auf der Basis des Drehwinkels der Drehwalze 161 und der Anzahl von Drehungen der Drehwalze 161 berechnet.
Ferner kann die Sensor-Steuerung 30 die Bewegungsgeschwindigkeit (Zylindergeschwindigkeit) der Zylinderstange 10Y auf der Basis des Drehwinkels der Drehwalze 161 und der Anzahl von Drehungen der Drehwalze 161 berechnen.
[Hydraulischer Zylinder]
Als Nächstes wird der hydraulische Zylinder gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Der Auslegerzylinder 10, der Armzylinder 11, und der Löffelzylinder 12 sind hydraulische Zylinder. In der folgenden Beschreibung werden der Auslegerzylinder 10, der Armzylinder 11 und der Löffelzylinder 12 insgesamt entsprechend als ein hydraulischer Zylinder 60 bezeichnet.
17 ist ein schematisches Diagramm und erläutert ein Beispiel für das Steuersystem 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 18 ist eine vergrößerte Ansicht von einem Teil von 17.
Wie in 17 und 18 erläutert, umfasst ein hydraulisches System 300 den hydraulischen Zylinder 60 einschließlich des Auslegerzylinders 10, des Armzylinders 11 und des Löffelzylinders 12 und einen Umlaufmotor 63, der den Umlauf der Drehstruktur 3 ermöglicht. Der hydraulische Zylinder 60 arbeitet mit Betriebsöl, das aus einer hydraulischen Hauptpumpe geliefert wird. Der Umlaufmotor 63 ist ein hydraulischer Motor und arbeitet mit Betriebsöl, das aus einer hydraulischen Hauptpumpe geliefert wird.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Richtungssteuerventil 64, das die Richtung steuert, in die das Betriebsöl fließt, bereitgestellt. Das aus der hydraulischen Hauptpumpe gelieferte Betriebsöl wird über das Richtungssteuerventil 64 an den hydraulischen Zylinder 60 geliefert. Das Richtungssteuerventil 64 ist eine Art Spulenventil, in dem eine stabförmige Spule bewegt wird, um die die Fließrichtung des Betriebsöls zu ändern. Wenn sich die Spule in eine axiale Richtung bewegt, werden die Lieferung von Betriebsöl an die fahrerhausseitige Ölkammer 40A (Öl-Durchgangsweg 48) und die Lieferung von Betriebsöl an die stangenseitige Ölkammer 40B (Öl-Durchgangsweg 47) umgeschaltet. Wenn sich ferner die Spule in axialer Richtung bewegt, wird die Menge (Lieferbetrag pro Zeiteinheit) von Betriebsöl, das an den hydraulischen Zylinder 60 geliefert wird, eingestellt. Wenn die Menge an Betriebsöl, das an den hydraulischen Zylinder 60 geliefert wird, eingestellt wird, wird die Zylindergeschwindigkeit eingestellt.
Ein Spulen-Hubsensor 65, der einen beweglichen Abstand (Spule-Hub) der Spule detektiert, ist im Richtungssteuerventil 64 bereitgestellt. Obwohl nicht in der Figur erläutert, wird das Detektiersignal des Spulen-Hubsensors 65 an die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 ausgegeben.
Das Antreiben des Richtungssteuerventils 64 wird durch die Bedienvorrichtung 25 eingestellt. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Bedienvorrichtung 25 eine hydraulische Pilot-Bedienvorrichtung. Pilotöl, das aus der hydraulischen Hauptpumpe abgegeben und vom Druckreduktionsventil dekomprimiert wurde, wird an die Bedienvorrichtung 25 geliefert. Pilotöl, das aus einer hydraulischen Pilotpumpe abgegeben wurde, die von der hydraulischen Hauptpumpe verschieden ist, kann an die Bedienvorrichtung 25 geliefert werden. Die Bedienvorrichtung 25 umfasst ein Pilotdruck-Einstellventil. Der Pilotdruck wird auf der Basis des Bedienbetrags der Bedienvorrichtung 25 eingestellt. Das Richtungssteuerventil 64 wird mit dem Pilotdruck angetrieben. Wenn der Pilotdruck durch die Bedienvorrichtung 25 eingestellt wird, werden der Bewegungsbetrag und die Bewegungsgeschwindigkeit der Spule in der axialen Richtung eingestellt.
Das Richtungssteuerventil 64 ist jeweils in den Auslegerzylindern 10, dem Armzylinder 11, dem Löffelzylinder 12 und dem Umlaufmotor 63 vorgesehen. In der folgenden Beschreibung wird das Richtungssteuerventil 64, das an den Auslegerzylinder 10 verbunden ist, entsprechend als ein Richtungssteuerventil 640 bezeichnet. Das mit dem Armzylinder 11 verbundene Richtungssteuerventil 64 wird entsprechend als ein Richtungssteuerventil 641 bezeichnet. Das mit dem Löffelzylinder 12 verbundene Richtungssteuerventil 64 wird entsprechend als ein Richtungssteuerventil 642 bezeichnet.
Die Bedienvorrichtung 25 und das Richtungssteuerventil 64 sind durch die Pilotdruck-Leitungen 450 verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform sind das Steuerventil 27, der Drucksensor 66, und der Drucksensor 67 in den Pilotdruck-Leitungen 450 angeordnet.
In der folgenden Beschreibung wird von den Pilotdruck-Leitungen 450 eine Pilotdruck-Leitung 450 zwischen der Bedienvorrichtung 25 und dem Steuerventil 27 entsprechend als Öl-Durchgangsweg 451 bezeichnet, und eine Pilotdruck-Leitung 450 zwischen dem Steuerventil 27 und dem Richtungssteuerventil 64 wird entsprechend als Öl-Durchgangsweg 452 bezeichnet.
Der Öl-Durchgangsweg 451 umfasst einen Öl-Durchgangsweg 451A, der einen Öl-Durchgangsweg 452A und die Bedienvorrichtung 25 verbindet, und einen Öl-Durchgangsweg 451B, der einen Öl-Durchgangsweg 452B und die Bedienvorrichtung 25 verbindet. Die Öl-Durchgangswege 451A und 452A sind mit dem Richtungssteuerventil verbunden. Der Öl-Durchgangsweg 452 ist mit dem Richtungssteuerventil 64 verbunden. Das Pilotöl wird über den Öl-Durchgangsweg 452 an das Richtungssteuerventil 64 geliefert. Das Richtungssteuerventil 64 umfasst eine erste Druckaufnahmekammer und eine zweite Druckaufnahmekammer. Der Öl-Durchgangsweg 452 umfasst den Öl-Durchgangsweg 452A, der mit der ersten Druckaufnahmekammer verbunden ist, und den Öl-Durchgangsweg 452B, der mit der zweiten Druckaufnahmekammer verbunden ist.
Wenn Pilotöl an die erste Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerventile 64 über den Öl-Durchgangsweg 452A geliefert wird, bewegt sich die Spule mit dem Pilotdruck, und das Betriebsöl wird über das Richtungssteuerventil 64 an die stangenseitige Ölkammer 40B geliefert. Der Betrag von Betriebsöl, das an die stangenseitige hydraulische Kammer 40B geliefert wird, wird gemäß dem Bedienbetrag (Spulenbewegungsbetrag) der Bedienvorrichtung 25 eingestellt.
Wenn Pilotöl über den Öl-Durchgangsweg 452B an die zweite Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerventils 64 geliefert wird, bewegt sich die Spule mit dem Pilotdruck, und das Betriebsöl wird über das Richtungssteuerventil 64 an die fahrerhausseitige Ölkammer 40A geliefert. Die Menge an Betriebsöl, die an die fahrerhausseitige Ölkammer 40A geliefert wird, wird gemäß dem Bedienbetrag (Spulenbewegungsbetrag) der Bedienvorrichtung 25 eingestellt.
D.h. wenn Pilotöl, dessen Pilotdruck durch die Bedienvorrichtung 25 eingestellt wird, an das Richtungssteuerventil 64 geliefert wird, bewegt sich die Spule zu einer Seite in der axialen Richtung. Wenn Pilotöl, dessen Pilotdruck durch die Bedienvorrichtung 25 eingestellt wird, an das Richtungssteuerventil 64 geliefert wird, bewegt sich die Spule zur anderen Seite in der axialen Richtung. Damit wird die Position der Spule in der axialen Richtung eingestellt.
In der folgenden Beschreibung wird der Öl-Durchgangsweg 452A, der mit dem Richtungssteuerventil 640 verbunden ist, über das Betriebsöl an den Auslegerzylinder 10 geliefert wird, entsprechend als Öl-Durchgangsweg 4520A bezeichnet, und der Öl-Durchgangsweg 452B, der mit dem Richtungssteuerventil 640 verbunden ist, wird entsprechend als Öl-Durchgangsweg 4520B bezeichnet. Der Öl-Durchgangsweg 452A, der mit dem Richtungssteuerventil 641 verbunden ist, über das Betriebsöl an den Armzylinder 11 geliefert wird, wird entsprechend als Öl-Durchgangsweg 4521A bezeichnet, und der Öl-Durchgangsweg 452B, der mit dem Richtungssteuerventil 641 verbunden ist, wird entsprechend als Öl-Durchgangsweg 4521B bezeichnet. Der Öl-Durchgangsweg 452A, der mit dem Richtungssteuerventil 642 verbunden ist, über das Betriebsöl an den Löffelzylinder 12 geliefert wird, wird entsprechend als Öl-Durchgangsweg 4522A bezeichnet, und der Öl-Durchgangsweg 452B, der mit dem Richtungssteuerventil 642 verbunden ist, wird entsprechend als Öl-Durchgangsweg 4522B bezeichnet.
In der folgenden Beschreibung wird der Öl-Durchgangsweg 451A, der mit dem Öl-Durchgangsweg 4520A verbunden ist, entsprechend als Öl-Durchgangsweg 4510A bezeichnet, und der Öl-Durchgangsweg 451B, der mit dem Öl-Durchgangsweg 4520B verbunden ist, wird entsprechend als Öl-Durchgangsweg 4510B bezeichnet. Der Öl-Durchgangsweg 451A, der mit dem Öl-Durchgangsweg 4521A verbunden ist, wird entsprechend als Öl-Durchgangsweg 4511A bezeichnet, und der Öl-Durchgangsweg 451B, der mit dem Öl-Durchgangsweg 4521B verbunden ist, wird entsprechend als Öl-Durchgangsweg 4511B bezeichnet. Der Öl-Durchgangsweg 451A, der mit dem Öl-Durchgangsweg 4522A verbunden ist, wird entsprechend als Öl-Durchgangsweg 4512A bezeichnet, und der Öl-Durchgangsweg 451B, der mit dem Öl-Durchgangsweg 4522B verbunden ist, wird entsprechend als Öl-Durchgangsweg 4512B bezeichnet.
Wie vorstehend beschrieben, führt der Ausleger 6 gemäß dem Bedienen der Bedienvorrichtung 25 zwei Betriebe, Senkbetrieb und Hebebetrieb, aus. Wenn die Bedienvorrichtung 25 bedient wird, so dass der Hebebetrieb des Auslegers 6 ausgeführt wird, wird Pilotöl über die Öl-Durchgangswege 4510B und 4520B an das Richtungssteuerventil 640 geliefert, das mit dem Auslegerzylinder 10 verbunden ist. Das Richtungssteuerventil 640 arbeitet auf der Basis von Pilotdruck. Damit wird Betriebsöl aus der hydraulischen Hauptpumpe an den Auslegerzylinder 10 geliefert, und der Auslegerzylinder 10 wird ausgefahren. Der Hebebetrieb des Auslegers 6 wird gemäß der Ausdehnung des Auslegerzylinders ausgeführt. Wenn die Bedienvorrichtung 25 bedient wird, so dass der Senkbetrieb des Auslegers 6 ausgeführt wird, wird Pilotöl an das Richtungssteuerventil 640 geliefert, das über die Öl-Durchgangswege 4510A und 4520A mit dem Auslegerzylinder 10 verbunden ist. Das Richtungssteuerventil 640 arbeitet auf der Basis von Pilotdruck. Damit wird Betriebsöl aus der hydraulischen Hauptpumpe an den Auslegerzylinder 10 geliefert, und der Auslegerzylinder 10 wird eingefahren. Der Senkbetrieb des Auslegers 6 wird gemäß Retraktion des Auslegerzylinders ausgeführt.
Ferner führt der Arm 7 gemäß Bedienen der Bedienvorrichtung 25 zwei Betriebe aus, Senkbetrieb und den Hebebetrieb. Wenn die Bedienvorrichtung 25 bedient wird, so dass der Senkbetrieb des Arms 7 ausgeführt wird, wird Pilotöl an das Richtungssteuerventil 641 geliefert, das über die Öl-Durchgangswege 4511B und 4521B mit dem Armzylinder 11 verbunden ist. Das Richtungssteuerventil 641 arbeitet auf der Basis von Pilotdruck. Damit wird Betriebsöl aus der hydraulischen Hauptpumpe an den Armzylinder 11 geliefert, und der Armzylinder 11 wird ausgefahren. Der Senkbetrieb des Arms 7 wird gemäß Extension des Armzylinders 11 ausgeführt. Wenn die Bedienvorrichtung 25 bedient wird, so dass der Hebebetrieb des Arms 7 ausgeführt wird, wird Pilotöl an das Richtungssteuerventil 641 geliefert, das über die Öl-Durchgangswege 4511A und 4521A mit dem Armzylinder 11 verbunden ist. Das Richtungssteuerventil 641 arbeitet auf der Basis von Pilotdruck. Damit wird Betriebsöl aus der hydraulischen Hauptpumpe an den Armzylinder 11 geliefert, und der Armzylinder 11 wird zurückgefahren. Der Hebebetrieb des Arms 7 wird gemäß Retraktion des Armzylinders 11 ausgeführt.
Ferner führt der Löffel 8 gemäß dem Bedienen der Bedienvorrichtung 25 zwei Betriebe aus, den Senkbetrieb und den Hebebetrieb. Wenn die Bedienvorrichtung 25 bedient wird, so dass der Senkbetrieb des Löffels 8 ausgeführt wird, wird Pilotöl an das Richtungssteuerventil 642 geliefert, das über die Öl-Durchgangswege 4512B und 4522B mit dem Löffelzylinder 12 verbunden ist. Das Richtungssteuerventil 642 arbeitet auf der Basis von Pilotdruck. Damit wird Betriebsöl aus der hydraulischen Hauptpumpe an den Löffelzylinder 12 geliefert, und der Löffelzylinder 12 wird ausgefahren. Der Senkbetrieb des Löffels 8 wird gemäß der Extension des Löffelzylinders 12 ausgeführt. Wenn die Bedienvorrichtung 25 bedient wird, so dass der Hebebetrieb des Löffels 8 ausgeführt wird, wird Pilotöl an das Richtungssteuerventil 642 geliefert, das über die Öl-Durchgangswege 4512A und 4522A mit dem Löffelzylinder 12 verbunden ist. Das Richtungssteuerventil 642 arbeitet auf der Basis von Pilotdruck. Damit wird Betriebsöl aus der hydraulischen Hauptpumpe an den Löffelzylinder 12 geliefert, und der Löffelzylinder 12 wird eingefahren. Der Hebebetrieb des Löffels 8 wird gemäß der Retraktion des Löffelzylinders 12 ausgeführt.
Ferner führt die Drehstruktur 3 gemäß Bedienen der Bedienvorrichtung 25 zwei Betriebe, den rechten Drehbetrieb und den linken Drehbetrieb, aus. Wenn die Bedienvorrichtung 25 bedient wird, so dass der rechte Drehbetrieb der Drehstruktur 3 ausgeführt wird, wird Betriebsöl an den Umlaufmotor 63 geliefert. Wenn die Bedienvorrichtung 25 bedient wird, so dass der linke Drehbetrieb der Drehstruktur 3 ausgeführt wird, wird das Betriebsöl an den Umlaufmotor 63 geliefert.
Das Steuerventil 27 stellt den Pilotdruck auf der Basis eines Steuersignals (aktueller EPC) aus der Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 ein. Das Steuerventil 27 ist ein elektromagnetisches Proportionalsteuerventil und wird auf der Basis eines Steuersignals aus der Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 gesteuert. Das Steuerventil 27 umfasst ein Steuerventil 27A, das den Pilotdruck des Pilotöls einstellen kann, das an die erste Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerventile 64 geliefert wird, um die Menge eines Betriebsöls einzustellen, die an die stangenseitige Ölkammer 40B über das Richtungssteuerventil 64 und ein Steuerventil 27B geliefert wird, das den Pilotdruck des Pilotöls einstellen kann, das an die zweite Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerventils 64 geliefert wird, um die Menge eines Betriebsöls einzustellen, das über das Richtungssteuerventil 64 an die fahrerhausseitige Ölkammer 40A geliefert wird.
Die Drucksensoren 66 und 67, die den Pilotdruck detektieren, sind auf beiden Seite des Steuerventile 27 vorgesehen. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Drucksensor 66 im Öl-Durchgangsweg 451 zwischen der Bedienvorrichtung 25 und dem Steuerventil 27 angeordnet. Der Drucksensor 67 ist im Öl-Durchgangsweg 452 zwischen dem Steuerventil 27 und dem Richtungssteuerventil 64 angeordnet. Der Drucksensor 66 kann den Pilotdruck detektieren, bevor er durch das Steuerventil 27 eingestellt wird. Der Drucksensor 67 kann den Pilotdruck detektieren, der durch das Steuerventil 27 eingestellt wird. Obwohl nicht in der Figur erläutert, werden die Detektierergebnisse der Drucksensoren 66 und 67 an die Arbeitsmaschinensteuerung 26 ausgegeben.
In der folgenden Beschreibung werden die Steuerventile 27, die in der Lage sind, den Pilotdruck des Pilotöls für das Richtungssteuerventil 640 einzustellen, über das Betriebsöl an den Auslegerzylinder 10 geliefert wird, entsprechend als Steuerventile 270 bezeichnet. Ferner wird von den Steuerventilen 270 eine Serie von Steuerventilen (entsprechend den Steuerventilen 27A) entsprechend als Steuerventile 270A bezeichnet, und die andere Serie von Steuerventilen (entsprechend den Steuerventilen 27B) wird entsprechend als Steuerventile 270B bezeichnet. Die Steuerventile 27, die in der Lage sind, den Pilotdruck des Pilotöls für das Richtungssteuerventil 641 einzustellen, über das Betriebsöl an den Armzylinder 11 geliefert wird, wird entsprechend als Steuerventile 271 bezeichnet. Ferner wird von den Steuerventilen 271 eine Serie von Steuerventilen (entsprechend den Steuerventilen 27A) entsprechend als Steuerventile 271A bezeichnet, und die andere Serie von Steuerventilen (entsprechend den Steuerventilen 27B) wird entsprechend als Steuerventile 271B bezeichnet. Die Steuerventile 27, die in der Lage sind, den Pilotdruck des Pilotöls für das Richtungssteuerventil 642 einzustellen, über das Betriebsöl an den Löffelzylinder 12 geliefert wird, wird entsprechend als Steuerventile 272 bezeichnet. Ferner wird von den Steuerventile 272, eine Serie von Steuerventilen (entsprechend den Steuerventilen 27A) entsprechend als Steuerventile 272A bezeichnet, und die andere Serie von Steuerventilen (entsprechend den Steuerventilen 27B) wird entsprechend als Steuerventile 272B bezeichnet.
In der folgenden Beschreibung wird der Drucksensor 66, der den Pilotdruck des Öl-Durchgangswegs 451 detektiert, der mit dem Richtungssteuerventil 640 verbunden ist, über das Betriebsöl an den Auslegerzylinder 10 geliefert wird, entsprechend als Drucksensor 660 bezeichnet, und der Drucksensor 67, der den Pilotdruck des Öl-Durchgangswegs 452 detektiert, der mit dem Richtungssteuerventil 640 verbunden ist, wird entsprechend als Drucksensor 670 bezeichnet. Ferner wird der Drucksensor 660, der im Öl-Durchgangsweg 4510A angeordnet ist, entsprechend als Drucksensor 660A bezeichnet, und der Drucksensor 660, der im Öl-Durchgangsweg 4510B angeordnet ist, wird entsprechend als Drucksensor 660B bezeichnet. Ferner wird der Drucksensor 670, der im Öl-Durchgangsweg 4520A angeordnet ist, entsprechend als Drucksensor 670A bezeichnet, und der Drucksensor 670, der im Öl-Durchgangsweg 4520B angeordnet ist, wird entsprechend als Drucksensor 670B bezeichnet.
In der folgenden Beschreibung wird der Drucksensor 66, der den Pilotdruck des Öl-Durchgangswegs 451 detektiert, der mit dem Richtungssteuerventil 641 verbunden ist, über das Betriebsöl an den Armzylinder 11 geliefert wird, entsprechend als Drucksensor 661 bezeichnet, und der Drucksensor 67, der den Pilotdruck des Öl-Durchgangswegs 452 detektiert, der mit dem Richtungssteuerventil 641 verbunden ist, wird entsprechend als Drucksensor 671 bezeichnet. Ferner wird der Drucksensor 661 wird, der im Öl-Durchgangsweg 4511A angeordnet ist, entsprechend als Drucksensor 661A bezeichnet, und der Drucksensor 661, der angeordnet ist im Öl-Durchgangsweg 4511B wird entsprechend als bezeichnet Drucksensor 661B. Ferner wird der Drucksensor 671, der im Öl-Durchgangsweg 4521A angeordnet ist, entsprechend als Drucksensor 671A bezeichnet, und der Drucksensor 671, der im Öl-Durchgangsweg 4521B angeordnet ist, wird entsprechend als Drucksensor 671B bezeichnet.
In der folgenden Beschreibung wird der Drucksensor 66, der den Pilotdruck des Öl-Durchgangswegs 451 detektiert, der mit dem Richtungssteuerventil 642 verbunden ist, über das Betriebsöl an den Löffelzylinder 12 geliefert wird, entsprechend als Drucksensor 662 bezeichnet, und der Drucksensor 67, der den Pilotdruck des Öl-Durchgangswegs 452 detektiert, der mit dem Richtungssteuerventil 642 verbunden ist, wird entsprechend als Drucksensor 672 bezeichnet. Ferner wird der Drucksensor 661, der im Öl-Durchgangsweg 4512A angeordnet ist, entsprechend als Drucksensor 661A bezeichnet, und der Drucksensor 661, der im Öl-Durchgangsweg 4512B angeordnet ist, wird entsprechend als Drucksensor 661B bezeichnet. Ferner wird der Drucksensor 672, der im Öl-Durchgangsweg 4522A angeordnet ist, entsprechend als Drucksensor 672A bezeichnet, und der Drucksensor 672, der im Öl-Durchgangsweg 4522B angeordnet ist, wird entsprechend als Drucksensor 672B bezeichnet.
Wenn keine begrenzte Grabsteuerung durchgeführt und das Bedienen von jeder Arbeitsmaschine nicht begrenzt wird, steuert die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 das Steuerventil 27, um die Pilotdruckleitung 450 zu öffnen. Wenn die Pilotdruckleitung 450 geöffnet ist, wird der Pilotdruck des Öl-Durchgangswegs 451 gleich dem Pilotdruck des Öl-Durchgangswegs 452. Im geöffneten Zustand der Pilotdruckleitung 450 wird der Pilotdruck auf der Basis des Bedienbetrags der Bedienvorrichtung 25 eingestellt.
Wenn begrenzte Grabsteuerung durchgeführt und die Arbeitsmaschine 2 durch die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 gesteuert wird, gibt die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 ein Steuersignal an das Steuerventil 27 aus. Der Öl-Durchgangsweg 451 hat einen vorgebestimmten Druck, zum Beispiel auf Grund der Wirkung eines Pilotentspannungsventils. Wenn das Steuersignal aus der Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 mit dem Steuerventil 27ausgegeben wird, arbeitet das Steuerventil 27 auf der Basis des Steuersignals. Das Betriebsöl des Öl-Durchgangswegs 451 wird über das Steuerventil 27an den Öl-Durchgangsweg 452 geliefert. Der Druck des Betriebsöls des Öl-Durchgangswegs 452 wird durch das Steuerventil 27 eingestellt (reduziert). Der Druck des Betriebsöls des Öl-Durchgangswegs 452 wirkt auf das Richtungssteuerventil 64. Als Ergebnis arbeitet das Richtungssteuerventil 64 auf der Basis des Pilotdrucks, der von dem Steuerventil 27 gesteuert wird. In der vorliegenden Ausführungsform weist der Drucksensor 66 den Pilotdruck nach, bevor er durch das Steuerventil 27 eingestellt wird. Der Drucksensor 67 weist den Pilotdruck nach, nachdem er durch das Steuerventil 27 eingestellt wird.
Wenn das Betriebsöl, dessen Druck von Steuerventil 27A eingestellt wird, an das Richtungssteuerventil 64 geliefert wird, bewegt sich die Spule zu einer Seite in axialer Richtung. Wenn das Betriebsöl, dessen Druck von Steuerventil 27B eingestellt wird, an das Richtungssteuerventil 64 geliefert wird, bewegt sich die Spule zur anderen Seite in axialer Richtung. Damit wird die Position der Spule in der axialen Richtung eingestellt.
Zum Beispiel kann die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 den Pilotdruck für das Richtungssteuerventil 640, das mit dem Auslegerzylinder 10 verbunden ist, durch Ausgeben eines Steuersignals an mindestens eines der Steuerventile 270A und 270B einstellen.
Ferner kann die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 den Pilotdruck für das Richtungssteuerventil 641, das mit dem Armzylinder 11 verbunden ist, durch Ausgeben eines Steuersignals an mindestens eines der Steuerventile 271A und 271B einstellen.
Ferner kann die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 den Pilotdruck für das Richtungssteuerventil 642, das mit dem Löffelzylinder 12 verbunden ist, durch Ausgeben eines Steuersignals an mindestens eines der Steuerventile 272A und 272B einstellen.
Die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 begrenzt die Geschwindigkeit des Auslegers 6 auf der Basis der Zielgeländeform U, die die konstruierte Geländeform angibt, die eine Zielform eines Grabobjekts ist, und der Löffel-Positionsdaten (Schneidkantenpositionsdaten S), die die Position des Löffels 8 angeben, so dass eine Geschwindigkeit, bei der sich der Löffel 8 an die Zielgeländeform U annähert, gemäß Abstand d zwischen der Zielgeländeform U und des Löffels 8 abnimmt. Die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 umfasst eine Ausleger-Interventionseinheit, die ein Steuersignal zum Begrenzen der Geschwindigkeit des Auslegers 6 ausgibt. In der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn die Arbeitsmaschine 2 auf der Basis des Bedienens der Bedienvorrichtung 25 angetrieben wird, die Bewegung des Auslegers 6 auf der Basis des Steuersignals, das aus den Ausleger-Interventionseinheit des Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 gesteuert wird, gesteuert (Intervention), so dass die Schneidkante 8a des Löffels 8 nicht in die Zielgeländeform U eingräbt. Wenn der Löffel 8 eine Grabung durchführt, wird der Hebebetrieb des Auslegers 6 durch die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 ausgeführt, so dass die Schneidkante 8a nicht in die Zielgeländeform U eingräbt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Öl-Durchgangsweg 502 mit dem Steuerventil verbunden, das auf der Basis eines Interventionssteuersignals arbeitet, das aus der Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 ausgegeben wird, um die Interventionssteuerung durchzuführen. Der Öl-Durchgangsweg 501 ist mit dem Steuerventil 27C verbunden, so dass Pilotöl an das Richtungssteuerventil 640 geliefert wird, das mit dem Auslegerzylinder 10 verbunden ist. Der Öl-Durchgangsweg 502 ist mit dem Steuerventil 27C und dem Wechselventil 51 und mit dem Öl-Durchgangsweg 4520B, der mit dem Richtungssteuerventil 640 über das Wechselventil 51 verbunden ist, verbunden.
Das Wechselventil 51 hat zwei Einlassöffnungen und eine Auslassöffnung. Eine Einlassöffnung ist mit dem Öl-Durchgangsweg 502 verbunden. Die andere Einlassöffnung ist mit dem Öl-Durchgangsweg 4510B verbunden. Die Auslassöffnung ist mit dem Öl-Durchgangsweg 4520B verbunden. Das Wechselventil 51 verbindet einen Öl-Durchgangsweg mit einem unter den Öl-Durchgangswegen 502 und 4510B höheren Pilotdruck mit dem Öl-Durchgangsweg 4520B. Wenn zum Beispiel der Pilotdruck des Öl-Durchgangswegs 502 höher ist als der Pilotdruck des Öl-Durchgangswegs 4510B, arbeitet das Wechselventil 51, so dass die Öl-Durchgangswege 502 und 4520B verbunden sind und die Öl-Durchgangswege 4510B und 4520B nicht verbunden sind. Damit wird das Pilotöl der Öl-Durchgangsweg 502 über das Wechselventil 51an den Öl-Durchgangsweg 4520B geliefert. Wenn der Pilotdruck des Öl-Durchgangswegs 4510B höher ist als der Pilotdruck des Öl-Durchgangswegs 502, arbeitet das Wechselventil 51, so dass die Öl-Durchgangswege 4510B und 4520B verbunden sind und die Öl-Durchgangswege 502 und 4520B nicht verbunden sind. Damit wird das Pilotöl des Öl-Durchgangswegs 4510B über das Wechselventil 51 an den Öl-Durchgangsweg 4520B geliefert.
Ein Drucksensor 68, der den Pilotdruck des Pilotöls des Öl-Durchgangswegs 501 detektiert, ist im Öl-Durchgangsweg 501 bereitgestellt. Das Pilotöl fließt vor dem Durchlaufen des Steuerventile 27C im Öl-Durchgangsweg 501. Nachdem das Pilotöl das Steuerventil 27C durchlaufen hat, fließt es im Öl-Durchgangsweg 502. Das Steuerventil 27C wird auf der Basis des Steuersignals, das aus der Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 ausgegeben wird, gesteuert, um Interventionssteuerung auszuführen.
Wenn keine Interventionssteuerung ausgeführt wird, gibt die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 kein Steuersignal an das Steuerventil 27 aus, so dass das Richtungssteuerventil 64 auf der Basis des Pilotdrucks angetrieben wird, der durch Bedienen der Bedienvorrichtung 25 eingestellt wird. Zum Beispiel öffnet die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 das Steuerventil 270B bis zu seiner vollen Breite und schließt das Steuerventil 27C und den Öl-Durchgangsweg 501, so dass das Richtungssteuerventil 640 auf der Basis des Pilotdrucks angetrieben wird, der durch Bedienen der Bedienvorrichtung 25 eingestellt wird.
Wenn Interventionsteuerung durchgeführt wird, steuert die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 die jeweiligen Steuerventile 27, so dass das Richtungssteuerventil 64 auf der Basis des durch das Steuerventil 27C angetriebenen Pilotdrucks angetrieben wird. Wenn zum Beispiel Interventionsteuerung zur Begrenzung der Bewegung des Auslegers 6 durchgeführt wird, steuert die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 das Steuerventil 27C, so dass der durch das Steuerventil 27C eingestellte Pilotdruck höher ist als der durch die Bedienvorrichtung 25 eingestellte Pilotdruck. Damit wird das Pilotöl aus dem Steuerventil 27C über das Wechselventil 51 an das Richtungssteuerventil 640 geliefert.
Wenn der Ausleger 6 mit hoher Geschwindigkeit durch die Bedienvorrichtung 25 angehoben wird, so dass der Löffel 8 nicht in die Zielgeländeform U eingräbt, wird keine Interventionssteuerung ausgeführt. Wenn die Bedienvorrichtung 25 bedient wird, so dass der Ausleger 6 mit einer hohen Geschwindigkeit angehoben wird und der Pilotdruck auf der Basis des Bedienbetrags eingestellt wird, wird der durch das Bedienen der Bedienvorrichtung 25 eingestellte Pilotdruck höher als der durch das Steuerventil 27C eingestellte Pilotdruck. Damit wird das Pilotöl, bei dem der Pilotdruck durch das Bedienen der Bedienvorrichtung 25 eingestellt wurde, dem Richtungssteuerventil 640 über das Pendelventil 51 zugeführt.
Wenn hier die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 bestimmt, dass es notwendig ist, das Graben mit dem Arm 7 zu begrenzen, gibt die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 einen Befehl aus, so dass die Menge an Öl, das an das Steuerventil 271B geliefert wird, abnimmt. Damit wird die Bereitstellung von Pilotdruck für den Öl-Durchgangsweg 4521B gemäß Hebelbetrieb auf den Armzylinder 11 begrenzt.
[Steuerung des Arms (erste Ausführungsform)]
19 ist ein Diagramm und erläutert schematisch ein Beispiel für das Bedienen der Arbeitsmaschine 2, wenn begrenzte Grabsteuerung (Ausleger-Interventionssteuerung) durchgeführt wird. Wie vorstehend beschrieben, umfasst das hydraulische System 300 den Auslegerzylinder 10 zum Antreiben des Auslegers 6, den Armzylinder 11 zum Antreiben des Arms 7 und den Löffelzylinder 12 zum Antreiben des Löffels 8.
Wie in 19 erläutert, arbeitet während des Grabbetriebs des Löffels 8 das hydraulische System 300, so dass der Ausleger 6 angehoben und der Arm 7 abgesenkt wird. Beim Grabbetrieb wird Interventionssteuerung einschließlich Hebebetrieb des Auslegers 6 ausgeführt, so dass der Löffel 8 nicht in die Zielgeländeform U eingräbt.
In der Ausleger-Interventionssteuerung besteht die Möglichkeit, dass der Ausleger 6 nicht mit hoher Geschwindigkeit, sondern langsamer als die Bewegung des Arms 7 und der Löffel 8 bewegt wird. Beim Grabbetrieb kann sich der Arm 7, da der Arm 7 abgesenkt wird, auf Grund der Wirkung der Schwerkraft (Eigengewicht)mit einer höheren Geschwindigkeit bewegen als der Ausleger 6. Mit der Interventionssteuerung am Ausleger 6 wird der Ausleger 6 angehoben. Ferner wird auf den Armzylinder 11 eine Belastung entsprechend dem Gewicht des Arms 7 und dem Gewicht des Löffels 8 ausgeübt, wohingegen auf den Auslegerzylinder 10 eine Belastung entsprechend dem Gewicht des Auslegers 6, dem Gewicht des Arms 7 und dem Gewicht des Löffels 8 ausgeübt wird. D.h. die Belastung, die auf den Auslegerzylinder 10 ausgeübt wird, ist größer als das Gewicht, das auf den Armzylinder 11 ausgeübt wird. Der Auslegerzylinder 10 muss in Betrieb sein, während er der Belastung standhält. Als Ergebnis kann es schwer sein, dass der Ausleger 6 entsprechend synchron mit der Bewegung des Arms 7 bewegt wird (angehoben wird), so dass verhindert wird, dass sich der Löffel 8 in die Zielgeländeform U eingräbt. Ferner wird der Ausleger 6 von dem hydraulischen Zylinder (AuslegerZylinder) 10 angetrieben. Daher kann es schwer sein, dass der Ausleger 6 der Bewegung des Arms 7 in zufriedenstellender Weise folgt. Als Ergebnis kann sich der Löffel 8 in die Zielgeländeform U eingraben, und die Grabgenauigkeit kann abnehmen.
In der vorliegenden Ausführungsform führt die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 bei der Ausleger-Interventionssteuerung einschließlich Hebebetrieb des Auslegers 6 eine Begrenzungssteuerung an dem Arm 7 durch, so dass sich der Arm 7 synchron mit der Bewegung des Auslegers 6 unter Berücksichtigung einer Differenz in den Bedienbedingungen (Hebebetrieb oder Senkbetrieb) des Auslegers 6 und des Arms 7 und einer Differenz in den Belastungsbedingungen des Auslegerzylinders 10 und des Armzylinders 11 während des Grabbetrieb bewegt.
20 ist ein funktionelles Blockdiagramm und erläutert ein Beispiel für das Steuersystem 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Wie in 20 erläutert, umfasst das Steuersystem 200 die Bedienvorrichtung 25, die bedient wird, um den Arm 7, eine Detektiervorrichtung 70, die den Bedienbetrag MA (hierin im Folgenden einfach M) der Bedienvorrichtung 25 detektiert, und die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 anzutreiben. Die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 umfasst einen Timer 261, der eine Zeitmessung auf der Basis des Detektierergebnisses der Detektiervorrichtung 70 startet, eine Grenzwerteinstelleinheit 262, die einen begrenzten Bedienbetrag Mr zum Begrenzen der Geschwindigkeit des Arms 7 in Verbindung mit der von der Startzeit der Zeitmessung des Timers 261 verstrichenen Zeit festlegt, die Arm-Steuereinheit 263, die ein Steuersignal N erzeugt, so dass der Arm 7 mit dem begrenzten Bedienbetrag Mr in einem vorbestimmten Zeitraum vom Start der Zeitmessung des Timers 261 angetrieben wird, und eine Arm-Grenzgeschwindigkeit Vc_am_lmt auf der Basis des Steuersignals N ausgibt, und die Speichereinheit 264.
In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Detektiervorrichtung 70 den Drucksensor 66 (661B). Die Detektiervorrichtung 70 weist den Bedienbetrag M der Bedienvorrichtung 25 durch Detektieren des durch die Bedienvorrichtung 25 eingestellten Pilotdrucks nach.
Wenn die Bedienvorrichtung 25 vom Maschinenführer mit hoher Geschwindigkeit (abrupt) bedient wird, um den Arm 7 abzusenken, begrenzt die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 den Bedienbetrag (Armbedienbetrag) M der Bedienvorrichtung 25 und treibt den Arm 7 mit dem begrenzten Bedienbetrag Mr an, so dass keine Verzögerung in der Hebe-Interventionsgeschwindigkeit des Auslegers 6 in Relation zur Absenkgeschwindigkeit des Arms 7 auftritt. D.h. in der vorliegenden Ausführungsform wird der Arm 7 bei der Ausleger-Interventionssteuerung mit dem begrenzten Bedienbetrag Mr in mindestens eine Teilabschnitt des Zeitraums angetrieben, in dem der Ausleger 6 angehoben und der Arm 7 abgesenkt wird. Daher wird sogar wenn die Bedienvorrichtung 25 vom Maschinenführer mit hoher Geschwindigkeit bedient wird, um den Arm 7 anzutreiben, da sich der Arm 7 mit einer begrenzten Geschwindigkeit (niedrige Geschwindigkeit) bewegt, das Auftreten einer Folgeverzögerung des Auslegers 6, wobei die Hebe-Interventionsgeschwindigkeit des Auslegers 6 ist in Relation zur Absenkgeschwindigkeit des Arms 7 verzögert ist, unterdrückt.
Der begrenzte Bedienbetrag Mr ist ein Wert, der eine Folgeverzögerung des Auslegers 6 auch dann unterdrücken kann, wenn der Arm 7 mit dem begrenzten Bedienbetrag Mr bedient wird. Der begrenzte Bedienbetrag Mr wird zuvor durch Experimente oder Simulationen gewonnen und in einem Speicher (Speichereinheit) der Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 gespeichert.
In der vorliegenden Ausführungsform vergleicht die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 den von der Detektiervorrichtung 70 detektierten Armbedienbetrag M mit dem begrenzten Bedienbetrag Mr. Der von der Detektiervorrichtung 70 detektierte Armbedienbetrag M und der begrenzte Bedienbetrag Mr aus den Grenzwerteinstelleinheit 262 werden an die Arm-Steuereinheit 263 ausgegeben. Die Arm-Steuereinheit 263 umfasst eine Vergleichseinheit. Die Vergleichseinheit der Arm-Steuereinheit 263 vergleicht den Armbedienbetrag M mit dem begrenzten Bedienbetrag Mr.
Die Arm-Steuereinheit 263 wählt den kleineren Bedienbetrag aus dem Armbedienbetrag M und dem begrenzten Bedienbetrag Mr auf der Basis eines Vergleichsergebnisses zwischen dem Armbedienbetrag M und dem begrenzten Bedienbetrag Mr aus. Die Arm-Steuereinheit 263 gibt eine Arm-Grenzgeschwindigkeit Vc_am_lmt an die Arbeitsmaschinen-Steuereinheit 57 aus, so dass der Arm 7 mit dem aus dem Armbedienbetrag M und dem begrenzten Bedienbetrag Mr ausgewählten Bedienbetrag angetrieben wird.
In der folgenden Beschreibung wird die Steuerung der Begrenzung der Bedienung (Geschwindigkeit) des Arms 7, so dass keine Verzögerung in der Hebe-Interventionsgeschwindigkeit des Auslegers 6 in Relation zur Absenkgeschwindigkeit des Arms 7 auftritt, entsprechend als Arm-Grenzgeschwindigkeitssteuerung bezeichnet. Ferner wird der aus Armbedienbetrag M und begrenztem Bedienbetrag Mr ausgewählte Bedienbetrag (der kleinere Bedienbetrag) entsprechend als Bedienbetrag Mf bezeichnet.
21 ist ein Flussdiagramm zum Beschreiben eines Beispiels für das Bedienen des Steuersystems 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 22, 23, und 24 sind Zeitdiagramme zum Beschreiben eines Beispiels für das Bedienen des Steuersystems 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Beim Grabbetrieb wird die Bedienvorrichtung 25 vom Maschinenführer bedient (Schritt SB1). Der Maschinenführer bedient die Bedienvorrichtung 25, um den Arm 7 anzutreiben. Die Bedienvorrichtung 25 wird so bedient, dass der Arm 7 abgesenkt wird.
Die Interventionssteuerung am Ausleger 6 beginnt, so dass der Löffel 8 nicht in die Zielgeländeform U eingräbt (Schritt SB2). Bei der Interventionssteuerung wird die Geschwindigkeit des Auslegers 8 auf der Basis der Zielgeländeform U, die die Zielform eines Grabobjekts angibt, und der Schneidkantenpositionsdaten S, die die Position der Schneidkante 8a des Löffels 8 angeben, begrenzt, so dass die Geschwindigkeit, bei der bei der sich der Löffel 8 an die Zielgeländeform U annähert, gemäß dem Abstand d zwischen Zielgeländeform U und Löffel 8 abnimmt. Die Interventionssteuerung umfasst den Hebebetrieb des Auslegers 6. Mit der Interventionssteuerung am Ausleger 6 wird der Ausleger 6 angehoben.
Der Bedienbetrag M der Bedienvorrichtung 25 wird von der Detektiervorrichtung 70 detektiert (Schritt SB3). Die Detektiervorrichtung 70 umfasst den Drucksensor 66 und weist den Bedienbetrag M der Bedienvorrichtung 25 durch Detektieren des durch die Bedienvorrichtung 25 eingestellten Pilotdrucks nach. In der vorliegenden Ausführungsform wird mindestens der Pilotdruck (der Pilotdruck des Öl-Durchgangswegs 451) für das Richtungssteuerventil 641 von dem Drucksensor 661 detektiert.
Der Detektierwert der Detektiervorrichtung 70 (der Drucksensor 661) wird an den Timer 261 ausgegeben. Der Timer 261 startet die Zeitmessung auf der Basis des Detektierergebnisses der Detektiervorrichtung 70 (Schritt SB4). In 22, 23, und 24 ist die Zeit t0 die Startzeit der Zeitmessung des Timers 261.
In 20 der vorliegenden Ausführungsform startet der Timer 261 die Zeitmessung, wenn die Bedienvorrichtung 25 das Bedienen startet, um den Arm 7 anzutreiben. D.h. die Zeit t0 ist die Startzeit des Bedienens der Bedienvorrichtung 25. Die Startzeit der Zeitmessung des Timers 261 kann die Zeit sein, bei der der Detektierwert der Detektiervorrichtung 70 einen Schwellenwert überschreitet. Der Schwellenwert kann der Wert des begrenzten Bedienbetrags Mr sein. Die Startzeit der Zeitmessung des Timers 261 kann die Zeit sein, bei der der Betrag (Änderungsrate) der Zunahme pro Zeiteinheit des Detektierwerts der Detektiervorrichtung 70 einen zulässigen Wert überschreitet.
Die Grenzwerteinstelleinheit 262 legt den begrenzten Bedienbetrag Mr zum Begrenzen der Geschwindigkeit (Absenkgeschwindigkeit) des Arms 7 in Verbindung mit der Zeit fest, die von der Startzeit t0 der Zeitmessung des Timers 261 verstrichen ist (Schritt SB5). Der begrenzte Bedienbetrag Mr ist ein Wert, der das Auftreten einer Folgeverzögerung des Auslegers 6 auch dann unterdrücken kann, wenn der Arm 7 mit dem begrenzten Bedienbetrag Mr bedient wird. Der begrenzte Bedienbetrag Mr wird in Voraus durch Experimente oder Simulationen gewonnen. Der begrenzte Bedienbetrag Mr wird in Verbindung mit der Zeit festgelegt, die von der Startzeit t0 der Zeitmessung des Timers 261 verstrichen ist. In der folgenden Beschreibung werden Daten, die den in Verbindung mit der Zeit festgelegten begrenzten Bedienbetrag Mr angeben, entsprechend als Grenzmuster bezeichnet.
22 erläutert eine Relation zwischen der Zeit, die von der Startzeit t0 verstrichen ist, und dem Bedienbetrag M des Arms 7 durch die Bedienvorrichtung 25. 23 erläutert eine Relation zwischen der Zeit, die von der Startzeit t0 verstrichen ist, und dem von der Grenzwerteinstelleinheit 262 festgelegten begrenzten Bedienbetrag Mr. D.h. 23 erläutert ein Grenzmuster. 24 erläutert eine Relation zwischen der Zeit, die von der Startzeit t0 verstrichen ist, und dem Bedienbetrag Mf des Arms 7. Wie vorstehend beschrieben, ist die Startzeit t0 die Startzeit der Zeitmessung des Timers 261. In 22, 23 und 24 ist die horizontale Achse die Zeit (verstrichene Zeit). In 22 ist die vertikale Achse der Bedienbetrag M des Arms 7 und der Zählwert des Timers 261. In 23 ist die vertikale Achse der begrenzte Bedienbetrag Mr und der Zählwert des Timers 261. In 24 ist die vertikale Achse der Bedienbetrag Mf des Arms 7 und der Zählwert des Timers 261.
In 22 wird die Beziehung zwischen der Zeit, die von der Startzeit t0 verstrichen ist, und dem Bedienbetrag M des Arms 7 durch die Bedienvorrichtung 25 durch die Linie S1 angegeben. In 23 wird die Relation (Grenzmuster) zwischen der von der Startzeit t0 verstrichenen Zeit und dem begrenzten Bedienbetrag Mr durch die Linie S2 angegeben. In 24 wird die Relation (Grenzmuster) zwischen der Zeit, die von der Startzeit t0 verstrichen ist, und dem Bedienbetrag Mf durch die Linie Sc angegeben. Die Line Lt gibt den Zählwert des Timers 261 an. In 23 wird die Linie S2 durch eine durchgezogene Linie beschrieben, und die Linie S1 wird durch eine gestrichelte Linie beschrieben.
In der vorliegenden Ausführungsform hängen die Bedienbeträge (M, Mr, und Mf) des Arms 7 mit dem Pilotdruck zusammen, der auf das Richtungssteuerventil 641 einwirkt, das mit dem Armzylinder 11 verbunden ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Einheit der Bedienbeträge (M, Mr, und Mf) des Arms 7 Megapascal (MPa). Der dem Bedienbetrag M entsprechende Pilotdruck wird durch die Bedienvorrichtung 25 eingestellt. Der dem begrenzten Bedienbetrag Mr entsprechende Pilotdruck wird durch das von der Arm-Steuereinheit 263 gesteuerte Steuerventil 271 eingestellt.
Der Bedienbetrag M entspricht dem Detektierwert des Drucksensors 661, der den Pilotdruck detektiert, der auf das Richtungssteuerventil 640 einwirkt, das mit dem Armzylinder 11 verbunden ist. Der Drucksensor 661 gibt den Detektierwert des Pilotdrucks entsprechend dem Bedienbetrag M der Bedienvorrichtung 25 zum Antreiben der Armzylinder 11 aus.
Der begrenzte Bedienbetrag Mr entspricht einem Zielwert (Grenzwert) des Pilotdrucks, der auf das Richtungssteuerventil 640 einwirkt, das mit dem Armzylinder 11 verbunden ist. Die Korrelation zwischen dem Pilotdruck und dem begrenzten Bedienbetrag Mr wird im Voraus gewonnen und in der Speichereinheit 264 der Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 gespeichert. Während der Arm-Grenzgeschwindigkeitssteuerung bestimmt die Arm-Steuereinheit 263 den begrenzten Bedienbetrag Mr, so dass der Pilot-Zieldruck auf das Richtungssteuerventil 641 einwirkt und ein Steuersignal N erzeugt, so dass der Pilotdruck entsprechend dem begrenzten Bedienbetrag Mr erfasst wird.
Der Bedienbetrag Mf entspricht dem Detektierwert des Drucksensors 671, der den Pilotdruck detektiert, der auf das Richtungssteuerventil 640 einwirkt, das mit dem Armzylinder 11 verbunden ist. Wie vorstehend beschrieben, ist der Bedienbetrag Mf der kleinere Bedienbetrag von Bedienbetrag M und begrenztem Bedienbetrag Mr. Wenn der Bedienbetrag M kleiner ist als der begrenzte Bedienbetrag Mr, erzeugt die Arm-Steuereinheit 263 kein Steuersignal N. Wenn der Bedienbetrag M kleiner ist als der begrenzte Bedienbetrag Mr, ist das Steuerventil 271 bis zu seiner vollen Breite geöffnet, und der Pilotdruck auf der Basis des Bedienbetrags M wirkt auf das Richtungssteuerventil 641 ein. Wenn der Bedienbetrag M größer als der begrenzte Bedienbetrag Mr ist, erzeugt die Arm-Steuereinheit 263 das Steuersignal N für das Steuerventil 271, so dass die Arm-Grenzgeschwindigkeitssteuerung auf der Basis des begrenzten Bedienbetrags Mr ausgeführt wird. Wenn der Bedienbetrag M größer ist als der begrenzte Bedienbetrag Mr, wirkt der Pilotdruck auf der Basis des begrenzten Bedienbetrags Mr, der von Steuerventil 271 eingestellt wird, auf das Richtungssteuerventil 641 ein.
22 erläutert ein Beispiel für das Profil des Bedienbetrags M. Das Profil des Bedienbetrags M wird durch die Linie S1 angegeben. Wie in 22 erläutert, wird zu der Zeit to die Bedienvorrichtung 25 durch den Maschinenführer bedient, um den Arm 7 anzutreiben. Der Timer 261 startet die Zeitmessung. In der vorliegenden Ausführungsform wird als Beispiel, wie durch die Linie S1 von 22 angegeben, ein Fall betrachtet, wobei die Bedienvorrichtung 25 von dem Maschinenführer bedient wird, so dass der Bedienbetrag M abrupt von 0 auf den Wert M3 zunimmt. Der Bedienbetrag M hält den Wert M3 für einen bestimmten Zeitraum, nach dem Erreichen des Werts M3 und nimmt dann ab, bis er 0 erreicht. Wenn die Arm-Grenzgeschwindigkeitssteuerung nicht ausgeführt wird, hat der Bedienbetrag M (Mf) ein Profil, das durch die Linie S1 von 22 angegeben wird. Dabei kann eine Verzögerung in der Hebe-Interventionsgeschwindigkeit des Auslegers 6 in Relation zur Absenkgeschwindigkeit des Arms 7 auftreten.
23 erläutert ein Beispiel für das Profil des begrenzten Bedienbetrags Mr. Das Profil des begrenzten Bedienbetrags Mr wird durch die Linie S2 angegeben. Wie vorstehend beschrieben, ist der begrenzte Bedienbetrag Mr ein Bedienbetrag, der im Voraus bestimmt wird, so dass keine Verzögerung in der Hebe-Interventionsgeschwindigkeit des Auslegers 6 auftritt. Hier wird, wenn der Bedienbetrag M einen Wert M1 überschreitet, der Wert M1 als ein Untergrenzen-Schwellenwert festgelegt, so dass der begrenzte Bedienbetrag Mr erzeugt wird. Der begrenzte Bedienbetrag Mr ist kleiner als der Bedienbetrag M. In der vorliegenden Ausführungsform wird in einem vorbestimmten Zeitraum Ts, wo die Zeitmessung von dem Timer 261 durchgeführt wird, der Antrieb des Arms 7 gesteuert, so dass der Arm 7 nicht mit dem Bedienbetrag M bedient wird, der größer ist als der begrenzte Bedienbetrag Mr. In der vorliegenden Ausführungsform ist der vorbestimmte Zeitraum Ts ein Zeitraum zwischen der Zeit t0 und der Zeit t1.
Wie in 23 erläutert, nimmt, da der Bedienbetrag M den Wert M1 übersteigt, die Zeit t0, bei der der Maschinenführer Bedienungen durchführt, der begrenzte Bedienbetrag Mr von 0 bis auf einen Wert M2 zu. D.h. in einem Zeitraum in der Nähe der Startzeit t0 hat der begrenzte Bedienbetrag Mr den Wert M2. Der Wert M2 ist kleiner als ein Wert M3. Der begrenzte Bedienbetrag Mr hält den Wert M2 für einen bestimmten Zeitraum nach dem Erreichen des Werts M2 und nimmt nach und nach zu und erreicht den Wert M3 zur Endzeit t1. Danach nimmt der begrenzte Bedienbetrag Mr ab, bis er zu der Zeit 0 erreicht, zu der der Bedienbetrag M auf der Basis des Bedienens des Maschinenführers kleiner ist als der Wert M1 nachdem Halten des Werts M3. Auf diese Weise ist in dem vorbestimmten Zeitraum Ts zwischen der Zeit t0 und der Zeit t1, der begrenzte Bedienbetrag Mr so festgelegt, dass er kleiner ist als der Bedienbetrag M. Der Wert zu der Zeit t0, der der Startpunkt des Grenzmusters S2 ist, das in 23 erläutert ist, ist M2 und der Wert zu der Zeit t1, die der Endpunkt des Grenzmusters S2 ist, ist M3. Im Zeitraum nach der Zeit t1 ist der begrenzte Bedienbetrag Mr der gleiche wie der Bedienbetrag M. Auf diese Weise ist in der vorliegenden Ausführungsform der begrenzte Bedienbetrag Mr in der ersten Hälfte des vorbestimmten Zeitraums Ts kleiner als der begrenzte Bedienbetrag Mr in der zweiten Hälfte des vorbestimmten Zeitraums Ts.
In der vorliegenden Ausführungsform vergleicht die Arm-Steuereinheit 263 den Bedienbetrag M mit dem begrenzten Bedienbetrag Mr, wählt den kleineren Bedienbetrag aus und erzeugt das Steuersignal N auf der Basis des ausgewählten Bedienbetrags Mf. In der vorliegenden Ausführungsform, wie mit Bezug auf 22 und 23 beschrieben, ist in dem vorbestimmten Zeitraum Ts zwischen der Zeit t0 und der Zeit t1 der begrenzte Bedienbetrag Mr kleiner als der Bedienbetrag M. Somit erzeugt in dem vorbestimmten Zeitraum zwischen der Zeit t0 und der Zeit t1 die Arm-Steuereinheit 263 das Steuersignal N, so dass der Arm 7 auf der Basis des begrenzten Bedienbetrags Mr angetrieben wird.
Im Zeitraum nach der Zeit t1 ist der begrenzte Bedienbetrag Mr auf den Wert M3 festgelegt. In der vorliegenden Ausführungsform ist im Zeitraum nach der Zeit t1 der begrenzte Bedienbetrag Mr der gleiche wie der Bedienbetrag M. In der vorliegenden Ausführungsform vergleicht die Arm-Steuereinheit 263 den Bedienbetrag M mit dem begrenzten Bedienbetrag Mr und wählt den Bedienbetrag M aus. In der vorliegenden Ausführungsform endet die Arm-Grenzgeschwindigkeitssteuerung zu der Zeit t1. D.h. in der vorliegenden Ausführungsform startet der Antrieb (Arm-Grenzgeschwindigkeitssteuerung) des Arms 7 auf der Basis des begrenzten Bedienbetrags Mr zur Startzeit t0 der Zeitmessung des Timers 261 und endet zu der Endzeit t1, nach dem Verstreichen des vorbestimmten Zeitraums Ts von der Startzeit t0. Nach dem Verstreichen des vorbestimmten Zeitraums Ts von der Startzeit t0 der Zeitmessung des Timers 261 wird der Antrieb auf der Basis des begrenzten Bedienbetrags Mr deaktiviert.
24 erläutert ein Beispiel für das Profil des Bedienbetrags Mf. Das Profil des Bedienbetrags Mf wird durch die Linie Sc angegeben. Wie in 24 erläutert, wird in dem vorbestimmten Zeitraum Ts zwischen der Zeit t0 und der Zeit t1 der Arm 7 mit dem gemäß dem begrenzte Bedienbetrag Mr eingestellten Pilotdruck bedient, wie durch die Linie Sc angegeben. Nach Verstreichen des vorbestimmten Zeitraums Ts wird der Arm 7 mit dem gemäß dem Bedienbetrag M eingestellten Pilotdruck bedient, wie durch die Linie Sc angegeben.
D.h. in der vorliegenden Ausführungsform wird das Profil des Bedienbetrags Mf des Arms 7 bestimmt, so dass es sich entlang der Linie Sc von 24 ändert. Genauer, beginnt die Bedienung der Bedienvorrichtung 25 zu der Zeit t0, und der Bedienbetrag Mf nimmt abrupt von 0 auf den Wert M2 zu und hält den Wert M2 für einen bestimmten Zeitraum. Danach nimmt der Bedienbetrag Mf nach und nach zu und erreicht zu der Zeit t1 den Wert M3. Der Bedienbetrag Mf hält den Wert M3 für einen bestimmten Zeitraum nach der Zeit t1 und nimmt dann auf 0 ab.
Die Arm-Steuereinheit 263 erzeugt das Steuersignal N, so dass der Arm 7 mit dem begrenzten Bedienbetrag Mr in dem vorbestimmten Zeitraum Ts von der Startzeit t0 der Zeitmessung des Timers 261 angetrieben wird (Schritt SB6). D.h. die Arm-Steuereinheit 263 erzeugt das Steuersignal N zum Antreiben des Arms 7, so dass der Arm 7 gemäß dem Profil des begrenzten Bedienbetrags Mr in dem vorbestimmten Zeitraum Ts angetrieben wird.
Die Arm-Steuereinheit 263 erzeugt das Steuersignal N, so dass der Arm 7 mit dem begrenzten Bedienbetrag Mr in dem vorbestimmten Zeitraum Ts angetrieben wird und stoppt das Erzeugen des Steuersignals N, so dass der Arm 7 mit dem Bedienbetrag M nach dem Verstreichen des vorbestimmten Zeitraums Ts, wo der Antrieb auf der Basis des begrenzten Bedienbetrags Mr deaktiviert wird, angetrieben wird. D.h. die Arm-Steuereinheit 263 erzeugt das Steuersignal N, so dass sich der Arm 7 im vorbestimmten Zeitraum Ts bei einer niedrigen Geschwindigkeit bewegt und sich der Arm 7 nach dem Verstreichen des vorbestimmten Zeitraums Ts mit hoher Geschwindigkeit bewegt.
Die Arm-Grenzgeschwindigkeit Vc_am_Imt wird auf der Basis des von der Arm-Steuereinheit 263 erzeugten Steuersignals N ausgegeben, und der Arm-Bedienbefehl CA wird auf der Basis der Arm-Grenzgeschwindigkeit Vc_am_Imt an das mit dem Armzylinder 11 verbundene Steuerventil 27 ausgegeben. Das Steuerventil 27 stellt (begrenzt) den Pilotdruck auf der Basis des Steuersignals N ein, so dass die Menge an Betriebsöl, das an den Armzylinder 11 geliefert wird, eingestellt (begrenzt) wird. Wenn die an den Armzylinder 11 gelieferte Menge eine Betriebsöl, begrenzt wird, wird die Zylindergeschwindigkeit eingestellt und die Geschwindigkeit des Arms 7 begrenzt. Die Arm-Steuereinheit 263 unterdrückt die Geschwindigkeit (Absenkgeschwindigkeit) des Arms 7 beim Senkbetrieb des Arms 7. In der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, obwohl die Geschwindigkeit des Arms 7 in dem vorbestimmten Zeitraum Ts begrenzt ist, eine Abnahme in der Grabgenauigkeit auch dann zu unterdrücken, wenn der vorbestimmte Zeitraum Ts nicht bereitgestellt wird.
[Wirkungen]
Wie vorstehend beschrieben, umfasst gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Steuersystem 200 der Baumaschine 100, das die Arbeitsmaschine 2 einschließlich Ausleger 6, Arm 7 und Löffel 8 umfasst, folgendes: die ersten, zweiten und dritten Zylinder-Hubsensoren 16, 17 und 18, die als Detektor funktionieren, der die Stellung der Arbeitsmaschine 2 detektiert; die Bedienvorrichtung 25, die zum Antreiben eines beweglichen Elements bedient wird, das mindestens eines von Arm 7 und Löffel 8 umfasst; die Detektiervorrichtung 70, die den Bedienbetrag M der Bedienvorrichtung 25 detektiert; das Steuerventil 27, das die Menge an Betriebsöl einstellt, das an die durch die Arbeitsmaschine 2 angetriebenen Hydraulikzylinder 10, 11, und 12 geliefert wird; und die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26, die als Steuervorrichtung funktioniert, die das Detektierergebnis der Detektiervorrichtung 70 erfasst und ein Steuersignal an das Steuerventil 27 ausgibt.
Die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 umfasst folgendes: die Löffelpositionsdatenerzeugungseinheit 28B, die Schneidkantenpositionsdaten (Löffelpositionsdaten) S erzeugt, die die 3-dimensionale Position des Löffels 8 auf der Basis der Zylinder-Stellungsdaten θ1, θ2 und θ3 angeben, die das Detektierergebnis des ersten, zweiten und dritten Zylinder-Hubsensors 16, 17, und 18 ist; die Abstandserfassungseinheit 53, die die Zielgrabgeländeform U erfasst, die die Zielform des durch die Arbeitsmaschine 2 auszugrabenden Grabobjekts erfasst und den Abstand d zwischen der Schneidkante 8a des Löffels 8 und der Zielgrabgeländeform U auf der Basis der Schneidkantenpositionsdaten S und der Zielgrabgeländeform U berechnet; den Timer 261, der die Zeitmessung auf der Basis des Detektierergebnisses der Detektiervorrichtung 70 startet; die Grenzwerteinstelleinheit 262, die den begrenzten Bedienbetrag Mr zur Begrenzung der Geschwindigkeit des beweglichen Elements auf der Basis der von der Startzeit der Zeitmessung des Timers 261 verstrichenen Zeit einstellt; und die bewegliche Element-Steuereinheit 263, die das Steuersignal N an das Steuerventil 271 auf der Basis des Detektierergebnisses der Detektiervorrichtung 70 ausgibt, so dass der Arm 7 mit dem begrenzten Bedienbetrag Mr angetrieben wird, wenn die Bedienung der Bedienvorrichtung 25 gestartet wird, um den Ausleger 6 anzuheben und den Arm 7 beim Grabbetrieb des Löffels 8 abzusenken.
Daher wird, auch wenn eine Verzögerung in der Druckerzeugung in Relation zu dem durch die Bedienvorrichtung 25 erzeugten Bedienbefehl auftritt, das Versagen des Löffels 8 unterdrückt, und der Löffel 8 daran gehindert, die Zielgrabgeländeform U zu überschreiten. Somit wird die Abnahme in der Grabgenauigkeit unterdrückt.
Ferner wird in der vorliegenden Ausführungsform ein Grabbetrieb bestimmt und die Bedienung des Arms 7 zu Beginn der Grabung wird begrenzt. Da die Zeit, bei der die Bedienung des Arms 7 auf die Grabungsstartzeit begrenzt ist, begrenzt ist, wird die Abnahme in dem durch die Baumaschine 100 durchgeführten Arbeitsbetrag unterdrückt. Daher kann das Steuersystem 200 die Abnahme in dem durch die Baumaschine 100 durchgeführten Arbeitsbetrag und das Einfallen der Schneidkante 8a unterdrücken.
Ferner stellt in der vorliegenden Ausführungsform die Grenzwerteinstelleinheit 262 den begrenzten Bedienbetrag Mr ein, so dass je länger die von der Startzeit der Zeitmessung des Timers 261 verstrichene Zeit ist, der begrenzte Bedienbetrag Mr umso größer ist (d.h. je länger die verstrichene Zeit ist, umso mehr wird die Begrenzung bei der Bedienung des Arms 7 abgeschwächt). Da die Bedienung des Arms 7 zu Beginn der Grabung ausreichend begrenzt ist, und danach die Begrenzung der Bedienung des Arms 7 nach und nach abgeschwächt wird, kann die Schneidkante 8a entlang der Zielgrabgeländeform U bewegt werden.
Wie vorstehend beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform, da die Geschwindigkeit des Arms 7 bei der Interventionssteuerung (begrenzte Grabsteuerung) des Auslegers 6 begrenzt ist, eine Verzögerung in der Hebe-Interventionsgeschwindigkeit des Auslegers 6 in Relation zum Grabbetrieb des Arms 7 unterdrückt. Somit wird eine Abnahme in der Grabgenauigkeit unterdrückt.
Weiterhin führt in der vorliegenden Ausführungsform der Timer 261 eine Zeitmessung durch, und der Antrieb des Arms 7 ist für den vorbestimmten Zeitraum Ts nur ab der Startzeit t0 der Zeitmessung des Timers 261 begrenzt. Daher wird eine Abnahme in der Grabgenauigkeit ohne Erschwerung der Steuerung unterdrückt. Da ferner der Arm 7 auf der Basis des Bedienens des Maschinenführers nach dem Verstreichen des vorbestimmten Zeitraums Ts angetrieben wird, wird eine Abnahme in der Arbeitsfähigkeit unterdrückt.
In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Startzeit (die Startzeit der Begrenzung des Antriebs des Arms 7) t0 der Zeitmessung des Timers 261 mindestens eines von einer Startzeit des Bedienens der Bedienvorrichtung 25, der Zeit, bei der der Detektierwert der Detektiervorrichtung 70 den Schwellenwert übersteigt, und der Zeit, bei der der Zunahmebetrag pro Zeiteinheit des Detektierwerts der Detektiervorrichtung 70 einen zulässigen Wert überschreitet. Damit ist es möglich, den Antrieb des Arms 7 in einem Zeitraum reibungslos zu begrenzen, in dem eine Verzögerung in der Hebe-Interventionsgeschwindigkeit des Auslegers 6 in Relation zu dem Grabbetrieb des Arms 7 mit Wahrscheinlichkeit auftritt.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der Antrieb auf der Basis des begrenzten Bedienbetrags Mr nach dem Verstreichen des vorbestimmten Zeitraums Ts von der Startzeit t0 der Zeitmessung des Timers 261 deaktiviert. Damit ist es möglich, eine normale Bedienung auf der Basis des Armbedienbetrags M der Bedienvorrichtung 25 durchzuführen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der begrenzte Bedienbetrag Mr in der ersten Hälfte des vorbestimmten Zeitraums Ts kleiner als der begrenzte Bedienbetrag Mr in der zweiten Hälfte. In der ersten Hälfte des vorbestimmten Zeitraums Ts wird die Begrenzung am Arm 7 verstärkt, wodurch das Auftreten einer Folgeverzögerung des Auslegers 6 unterdrückt wird. In der zweiten Hälfte des vorbestimmten Zeitraums Ts wird die Begrenzung am Arm 7 abgeschwächt, wodurch eine Abnahme im Bedienwirkungsgrad unterdrückt wird.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der Arm 7 mit dem begrenzten Bedienbetrag Mr in mindestens einem Teil des Zeitraums angetrieben, in dem der Ausleger 6 angehoben und der Arm 7 abgesenkt wird. Daher wird sogar dann, wenn die Bedienvorrichtung 25 vom Maschinenführer mit hoher Geschwindigkeit bedient wird, um den Arm 7 anzutreiben, da sich der Arm 7 mit einer begrenzten Geschwindigkeit (niedrige Geschwindigkeit) bewegt, eine Verzögerung in der Hebe-Interventionsgeschwindigkeit des Auslegers 6 in Relation zu dem Grabbetrieb des Arms 7 unterdrückt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist es bei der Arm-Grenzgeschwindigkeitssteuerung möglich, den Pilotdruck gemäß Steuersignal N einzustellen, um die Menge eine Betriebsöl, das mit hoher Geschwindigkeit an den Armzylinder 11 geliefert wird, exakt einzustellen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist bei der Ausleger-Interventionssteuerung die Bewegung des Arms 7 begrenzt, um eine Folgeverzögerung des Auslegers 6 zu unterdrücken. Bei der Ausleger-Interventionssteuerung kann die Bewegung des Löffels 8 begrenzt werden. D.h. in der oben beschriebenen Ausführungsform kann die Bedienvorrichtung 25 bedient werden, um den Löffel 8 anzutreiben, ein Bedienbetrag der Bedienvorrichtung 25 kann von der Detektiervorrichtung 70 (Drucksensor 662) detektiert werden, die Zeitmessung des Timers 261 kann auf der Basis des Detektierergebnisses der Detektiervorrichtung 70 starten, der begrenzte Bedienbetrag zum Begrenzen der Geschwindigkeit des Löffels 8 kann in Verbindung mit der von der Startzeit der Zeitmessung des Timers 261 verstrichenen Zeit festgelegt werden, eine Löffel-Steuereinheit kann bereitgestellt werden, so dass der Löffel 8 mit einem begrenzten Steuerungsbetrag in einem vorbestimmten Zeitraum ab der Startzeit der Zeitmessung des Timers 261 angetrieben wird, und ein Steuersignal kann aus der Löffel-Steuereinheit ausgegeben werden. Das Gleiche trifft auf die folgenden Ausführungsformen zu.
Bei der Interventionssteuerung kann die Bewegung sowohl des Arms 7 als auch der Löffel 8 begrenzt werden. Das Gleiche trifft auf die folgenden Ausführungsformen zu.
Steuerung des Arms (Zweite Ausführungsform)]
Als Nächstes wird eine zweite Ausführungsform der Steuerung des Arms 7 (oder des Löffels 8) beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden gleiche oder entsprechende Teile wie diejenigen der oben beschriebenen Ausführungsform mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und die Beschreibung davon wird vereinfacht oder weggelassen.
25 ist ein schematisches Diagramm und erläutert ein Beispiel für ein Steuersystem 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 26, 27 und 28 sind Zeitdiagramme zum Beschreiben eines Beispiels für das Bedienen des Steuersystems 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Wie in 25 erläutert, umfasst das Steuersystem 200 eine variable hydraulische Kapazitätspumpe (hydraulische Hauptpumpe) 41, die Betriebsöl liefert, ein Richtungssteuerventil 641 (64), an das Betriebsöl von der hydraulischen Pumpe 41 geliefert wird, einen Armzylinder 11, der mit dem Betriebsöl angetrieben wird, das von der hydraulischen Pumpe 41 über das Richtungssteuerventil 641 geliefert wird, einen Pumpensteuerung (Pumpen-Steuereinheit) 49, der die hydraulische Pumpe 41 steuert, eine Modus-Festlegungseinheit 26M und eine Arbeitsmaschinen-Steuerung 26. Die Pumpensteuerung 49 ist mit der Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 verbunden. Die Pumpensteuerung 49 gibt ein Steuersignal an eine Pumpen-Taumelscheibensteuerungsvorrichtung 41C aus, um eine Pumpen-Taumelscheibe der hydraulischen Pumpe 41 zu steuern.
Die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 ist mit einer Benutzerschnittstelle 32 verbunden. Die Benutzerschnittstelle 32 umfasst die Modus-Festlegeeinheit 26M. Die Modus-Festlegeeinheit 26M legt einen Betriebsmodus des Baggers 100 auf der Basis der Bedienung durch den Maschinenführer fest. In der vorliegenden Ausführungsform speichert die Modus-Festlegeeinheit 26M Informationen über einen ersten Betriebsmodus und Informationen über einen zweiten Betriebsmodus. Die Modus-Festlegeeinheit kann getrennt mit einem Schalter oder dergleichen bereitgestellt sein.
In der vorliegenden Ausführungsform steuert das Steuersystem 200 den Bagger 100 im ersten und zweiten Betriebsmodus. Der erste Betriebsmodus ist ein Betriebsmodus mit Wirkungsgradpriorität (P-Modus). Der zweite Betriebsmodus ist ein Kraftstoffsparmodus (Sparmodus). Im zweiten Betriebsmodus ist die Lieferung von Betriebsöl begrenzt, so dass eine größte Abgabekapazität von Betriebsöl von der hydraulischen Pumpe 41, die eine zweitgrößte Abgabekapazität ist, kleiner ist als eine größte Abgabekapazität von Betriebsöl von der hydraulischen Pumpe 41, die eine erstgrößte Abgabekapazität im ersten Betriebsmodus ist.
In der vorliegenden Ausführungsform werden sowohl ein begrenzter Bedienbetrag (begrenzter Bedienbetrag für den ersten Betriebsmodus) Mr im ersten Betriebsmodus als auch ein begrenzter Bedienbetrag (begrenzter Bedienbetrag für den zweiten Betriebsmodus) Mr im zweiten Betriebsmodus im Voraus bestimmt und in der Speichereinheit 264 (in 25 nicht erläutert) der Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 gespeichert. Beim Steuern des Baggers 100 im ersten Betriebsmodus führt die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 die Arm-Grenzgeschwindigkeitssteuerung unter Verwendung des begrenzten Bedienbetrags Mr im ersten Betriebsmodus durch. Beim Steuern des Baggers 100 im zweiten Betriebsmodus führt die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 die Arm-Grenzgeschwindigkeitssteuerung unter Verwendung des begrenzten Bedienbetrags Mr im zweiten Betriebsmodus durch.
26 erläutert eine Relation zwischen der von der Startzeit t0 verstrichenen Zeit im ersten Betriebsmodus (P-mode) und dem durch die Grenzwerteinstelleinheit 262 eingestellten begrenzten Betriebsbetrag Mr. Ein Profil des begrenzten Bedienbetrags Mr im ersten Betriebsmodus wird durch die Linie S2 angegeben. 26 erläutert auch eine Relation zwischen der Zeit, die von der Startzeit t0 verstrichen ist, und dem Bedienbetrag M des Arms 7 durch die Bedienvorrichtung 25. Ein Profil des Bedienbetrags M wird durch die Linie S1 angegeben. In 26 ist die horizontale Achse die Zeit (verstrichene Zeit) und die vertikale Achse ist der Bedienbetrag (M, Mr) des Arms 7 und der Zählwert des Timers 261.
27 erläutert eine Relation zwischen der Zeit, die von der Startzeit t0 verstrichen ist, im zweiten Betriebsmodus (Sparmodus) und dem von der Grenzwerteinstelleinheit 262 festgelegten begrenzten Bedienbetrag Mr. Ein Profil des begrenzten Bedienbetrags Mr im zweiten Betriebsmodus wird durch die Linie S3 angegeben. 27 erläutert auch das Profil des begrenzten Bedienbetrags Mr im ersten Betriebsmodus durch Linie S2. In 27 ist die horizontale Achse die Zeit (verstrichene Zeit) und die vertikale Achse ist der Bedienbetrag (Mr) des Arms 7 und der Zählwert des Timers 261.
28 erläutert als Beispiel eine Relation zwischen der Zeit, die von der Startzeit t0 verstrichen ist, im zweiten Betriebsmodus und dem Bedienbetrag Mf des Arms 7. In 28 ist die horizontale Achse die Zeit (verstrichene Zeit) und die vertikale Achse ist der Bedienbetrag (Mf) des Arms 7 und der Zählwert des Timers 261.
Genau wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform, wie durch die Linie S1 in 26 angegeben, wird ein Fall, wobei die Bedienvorrichtung 25 von dem Maschinenführer bedient wird, so dass der Bedienbetrag M s abrupt von 0 auf den Wert M3 zunimmt, betrachtet. Der Bedienbetrag M hält den Wert M3 für einen bestimmten Zeitraum, nach dem Erreichen des Werts M3 und nimmt dann ab, bis er 0 erreicht. Wenn die Arm-Grenzgeschwindigkeitssteuerung nicht ausgeführt wird, hat der Bedienbetrag M (Mf) ein Profil, das durch die Linie S1 von 26 angegeben wird. Dabei kann eine Verzögerung in der Hebe-Interventionsgeschwindigkeit des Auslegers 6 in Relation zum Grabbetrieb des Arms 7 auftreten.
Die Linie S2 von 26 erläutert ein Beispiel für das Profil des begrenzten Bedienbetrags Mr im ersten Betriebsmodus. Das Profil (Grenzmuster) des begrenzten Bedienbetrags Mr im ersten Betriebsmodus, das in 26 erläutert ist, ist das gleiche wie das Profil des mit Bezug auf 23 beschriebenen begrenzten Bedienbetrags Mr. Die Beschreibung des Profils des begrenzten Bedienbetrags Mr im ersten Betriebsmodus wird weggelassen.
27 erläutert ein Beispiel für das Profil des begrenzten Bedienbetrags Mr im zweiten Betriebsmodus. Das Profil des begrenzten Bedienbetrags Mr im zweiten Betriebsmodus wird durch die Linie S3 angegeben. Genau wie der begrenzte Bedienbetrag Mr im ersten Betriebsmodus ist der begrenzte Bedienbetrag Mr im zweiten Betriebsmodus ein Bedienbetrag, der im Voraus bestimmt wird, so dass keine Folgeverzögerung des Auslegers 6 auftritt. Der begrenzte Bedienbetrag Mr im zweiten Betriebsmodus ist kleiner als der begrenzte Bedienbetrag Mr und der Bedienbetrag M im ersten Betriebsmodus.
Im ersten Betriebsmodus wird in einem vorbestimmten Zeitraum Ts, in dem die Zeitmessung von Timer 261 durchgeführt wird, der Antrieb des Arms 7 gesteuert, so dass der Arm 7 nicht mit dem Bedienbetrag M bedient wird, der größer ist als der durch die Linie S2 angegebene begrenzte Bedienbetrag Mr.
Im zweiten Betriebsmodus wird in einem vorbestimmten Zeitraum Ts, in dem die Zeitmessung von Timer 261 durchgeführt wird, der Antrieb des Arms 7 gesteuert, so dass der Arm 7 nicht mit dem Bedienbetrag M bedient wird, der größer ist als der durch die Linie S3 angegebene begrenzte Bedienbetrag Mr.
Der vorbestimmte Zeitraum Ts ist ein Zeitraum zwischen der Zeit t0 und der Zeit t1.
Wie in 27 erläutert, ist der begrenzte Bedienbetrag Mr im zweiten Betriebsmodus 0 zu der Zeit t0 und nimmt von 0 auf einen Wert M2u zu. Der Wert M2u ist größer als 0 und kleiner ist als der Wert M2. D.h. in einem Zeitraum in der Nähe der Startzeit t0 hat der begrenzte Bedienbetrag Mr im zweiten Betriebsmodus den Wert M2u. Der begrenzte Bedienbetrag Mr im zweiten Betriebsmodus behält den Wert M2u für einen bestimmten Zeitraum nach dem Erreichen des Werts M2u bei, und nimmt nach und nach zu und erreicht zur Endzeit t1 den Wert M3. Danach nimmt der begrenzte Bedienbetrag Mr ab, bis er 0 erreicht, nach dem Halten des Werts M3. Auf diese Weise wird in dem vorbestimmten Zeitraum Ts zwischen der Zeit t0 und der Zeit t1 der begrenzte Bedienbetrag Mr im zweiten Betriebsmodus auf kleiner als der begrenzte Bedienbetrag Mr und der Bedienbetrag M im ersten Betriebsmodus festgelegt. Der Wert zu der Zeit t0, der der Startpunkt des Grenzmusters S3 ist, das in 27 erläutert ist, ist M2u und der Wert zu der Zeit t1, der der Startpunkt des Grenzmusters S2 ist, ist M3. Im Zeitraum nach der Zeit t1 ist der begrenzte Bedienbetrag Mr im zweiten Betriebsmodus denselben als Bedienbetrag M. Ebenso wie im ersten Betriebsmodus ist im zweiten Betriebsmodus der begrenzte Bedienbetrag Mr in der ersten Hälfte des vorbestimmten Zeitraums Ts kleiner als der begrenzte Bedienbetrag Mr in der zweiten Hälfte des vorbestimmten Zeitraums Ts.
In der vorliegenden Ausführungsform vergleicht die Arm-Steuereinheit 263 den Bedienbetrag M mit dem begrenzten Bedienbetrag Mr, wählt den kleineren Bedienbetrag aus und erzeugt das Steuersignal N auf der Basis des ausgewählten Bedienbetrags Mf. In der vorliegenden Ausführungsform ist in dem vorbestimmten Zeitraum Ts zwischen der Zeit t0 und der Zeit t1 der begrenzte Bedienbetrag Mr kleiner als der Bedienbetrag M. Somit erzeugt in dem vorbestimmten Zeitraum zwischen der Zeit t0 und der Zeit t1 die Arm-Steuereinheit 263 das Steuersignal N, so dass der Arm 7 auf der Basis des begrenzten Bedienbetrags Mr angetrieben wird.
In der vorliegenden Ausführungsform gibt die Arm-Steuereinheit 263 im ersten Betriebsmodus das Steuersignal N an das Steuerventil 271 aus, so dass der Arm 7 auf der Basis des begrenzten Bedienbetrags Mr für den ersten Betriebsmodus angetrieben wird, wie durch die Linie S2 von 26 angegeben. Im zweiten Betriebsmodus erzeugt die Arm-Steuereinheit 263 das Steuersignal N, so dass der Arm 7 auf der Basis des begrenzten Bedienbetrags Mr für den zweiten Betriebsmodus angetrieben wird, der durch die Linie S3 von 27 angegeben wird.
Im Zeitraum nach der Zeit t1 wird der begrenzte Bedienbetrag Mr im zweiten Betriebsmodus auf den Wert M3 festgelegt. Im Zeitraum nach der Zeit t1 ist der begrenzte Bedienbetrag Mr im zweiten Betriebsmodus der gleiche wie der Bedienbetrag M. Gleich der oben beschriebenen Ausführungsform vergleicht die Arm-Steuereinheit 263 den Bedienbetrag M mit dem begrenzten Bedienbetrag Mr und wählt den Bedienbetrag M aus. In der vorliegenden Ausführungsform endet die Arm-Grenzgeschwindigkeitssteuerung zu der Zeit t1. D.h. in der vorliegenden Ausführungsform startet der Antrieb (Arm-Grenzgeschwindigkeitssteuerung) des Arms 7 auf der Basis des begrenzten Bedienbetrags Mr zur Startzeit t0 der Zeitmessung des Timers 261 und endet zur Endzeit t1, nach dem Verstreichen des vorbestimmten Zeitraums Ts von der Startzeit t0. Nach dem Verstreichen des vorbestimmten Zeitraums Ts von der Startzeit t0 der Zeitmessung des Timers 261 wird der Antrieb auf der Basis des begrenzten Bedienbetrags Mr deaktiviert.
28 erläutert ein Beispiel für das Profil des Bedienbetrags Mf im zweiten Betriebsmodus. Das Profil des Bedienbetrags Mf im zweiten Betriebsmodus wird durch die Linie Sc angegeben. Wie in 28 erläutert, wird in dem vorbestimmten Zeitraum Ts zwischen der Zeit t0 und der Zeit t1, der Arm 7 mit der Pilotdruck bedient, der gemäß dem begrenzten Bedienbetrag Mr für den zweiten Betriebsmodus eingestellt wird, wie durch die Linie Sc angegeben. Nach Verstreichen des vorbestimmten Zeitraums Ts wird der Arm 7 mit dem gemäß Bedienbetrag M eingestellten Pilotdruck bedient, wie durch die Linie Sc angegeben.
D.h. in der vorliegenden Ausführungsform wird das Profil des Bedienbetrags Mf des Arms 7 bestimmt, so dass es sich entlang der Linie Sc von 28 ändert. Genauer gesagt, startet das Bedienen der Bedienvorrichtung 25 zu der Zeit t0, und der Bedienbetrag Mf nimmt abrupt von 0 bis auf den Wert M2u zu und hält den Wert M2u für einen bestimmten Zeitraum. Danach nimmt der Bedienbetrag Mf nach und nach zu und erreicht zu der Zeit t1 den Wert M3. Der Bedienbetrag Mf hält den Wert M3 für einen bestimmten Zeitraum nach der Zeit t1 und nimmt dann auf 0 ab.
Die Arm-Steuereinheit 263 erzeugt das Steuersignal N, so dass der Arm 7 für den zweiten Betriebsmodus mit dem begrenzten Bedienbetrag Mr in dem vorbestimmten Zeitraum Ts von der Startzeit t0 der Zeitmessung des Timers 261 angetrieben wird.
Die Arm-Steuereinheit 263 erzeugt das Steuersignal N, so dass der Arm 7 mit dem begrenzten Bedienbetrag Mr für den zweiten Betriebsmodus in dem vorbestimmten Zeitraum Ts angetrieben wird und die Erzeugung des Steuersignals N unterbricht, so dass der Arm 7 mit dem Bedienbetrag M nach dem Verstreichen des vorbestimmten Zeitraums Ts angetrieben wird, in dem der Antrieb auf der Basis des begrenzten Bedienbetrags Mr für den zweiten Betriebsmodus deaktiviert ist. Damit bewegt sich in der vorliegenden Ausführungsform, der Arm 7 in dem vorbestimmten Zeitraum Ts mit einer niedrigen Geschwindigkeit, und der Arm 7 bewegt sich nach dem Verstreichen des vorbestimmten Zeitraums Ts mit hoher Geschwindigkeit
[Wirkungen]
Wie vorstehend beschrieben, ist in der vorliegenden Ausführungsform der begrenzte Bedienbetrag Mr im zweiten Betriebsmodus kleiner als der begrenzte Bedienbetrag Mr im ersten Betriebsmodus.
Die zweiten Betriebsmodus ist gegenüber dem ersten Betriebsmodus im Hinblick auf die Kraftstoffeffizienz von Vorteil. Andererseits nimmt im zweiten Betriebsmodus die an den hydraulischen Zylinder 60 gelieferte Menge an Betriebsöl ab. Somit ist es im zweiten Betriebsmodus schwieriger, dass sich der Ausleger 6 und der Arm 7 mit hoher Geschwindigkeit bewegen als im ersten Betriebsmodus. Ferner nimmt die Möglichkeit des Auftretens einer Verzögerung in der Hebe-Interventionsgeschwindigkeit des Auslegers 6 zu.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der begrenzte Bedienbetrag Mr im zweiten Betriebsmodus kleiner als der begrenzte Bedienbetrag Mr im ersten Betriebsmodus. D.h. im zweiten Betriebsmodus ist die Bewegung des Arms 7 stärker begrenzt als im ersten Betriebsmodus. Daher ist das Auftreten einer Verzögerung in der Hebe-Interventionsgeschwindigkeit des Auslegers unterdrückt. Somit wird eine Abnahme in der Grabgenauigkeit unterdrückt.
[Steuerung des Arms (Dritte Ausführungsform)]
Als Nächstes wird eine dritte Ausführungsform der Steuerung des Arms 7 (oder der Löffel 8) beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden gleiche oder entsprechende Teile wie diejenigen der oben beschriebenen Ausführungsformen mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und die Beschreibung davon wird vereinfacht oder weggelassen.
In der vorliegenden Ausführungsform, die in 25 erläutert ist, ist der Löffel 8 austauschbar. Verschiedene Löffel 8 sind mit dem distalen Ende des Arms 7 verbunden.
In einem Zustand, in dem des Löffels 8 eines ersten Gewichts mit dem distalen Ende des Arms 7 verbunden ist, wird zum Beispiel ein solches Grenzmuster festgelegt, das durch die Linie S3, wie mit Bezug auf 27 beschrieben, angegeben ist. Genauer, wenn der Typ von Löffel ausgewählt wird, übermittelt die Anzeige-Steuerung 26 den ausgewählten Typ an die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26. Die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 wählt ein Grenzmuster entsprechend dem Typ des Löffels aus. In eine Zustand, in dem der Löffel 8 eines zweiten Gewichts, das kleiner ist als das erste Gewicht, mit dem distalen Ende des Arms 7 verbunden ist, wird ein solches Grenzmuster festgelegt, das durch die Linie S2 angegeben wird, wie mit Bezug auf 26 beschrieben. D.h. der begrenzte Bedienbetrag Mr, wenn der Löffel 8 des ersten Gewichts mit dem Ausleger 6, wobei der Arm 7 eingefügt ist, verbunden ist, ist kleiner als der begrenzte Bedienbetrag Mr, wenn der Löffel 8 des zweiten Gewichts, das kleiner ist als das erste Gewicht, mit dem Ausleger 6, wobei der Arm 7 eingefügt ist, verbunden ist.
Wenn ein schwerer Löffel 8 mit dem Ausleger 6, wobei der Arm 7 eingefügt ist, verbunden ist, nimmt die Möglichkeit des Auftretens einer Folgeverzögerung des Auslegers 6 zu. Wenn andererseits die Bewegung des Arms 7 sehr stark begrenzt ist, wenn ein leichter Löffel 8 mit dem Ausleger 6, wobei der Arm 7 eingefügt ist, verbunden ist, nimmt die Arbeitsfähigkeit ab.
[Auswirkungen]
Wie vorstehend in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben, ist der begrenzte Bedienbetrag Mr, wenn der Löffel 8 des ersten Gewichts angeschlossen ist, kleiner als der begrenzte Bedienbetrag Mr, wenn der Löffel 8 des zweiten Gewichts angeschlossen ist. Daher ist es möglich, das Auftreten einer Folgeverzögerung des Auslegers 6 zu unterdrücken, während eine Abnahme in der Arbeitsfähigkeit unterdrückt wird.
[Steuerung des Arms (vierte Ausführungsform)]
Als Nächstes wird eine vierte Ausführungsform der Steuerung des Arms 7 (oder des Löffels 8) beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden gleiche oder entsprechende Teile wie diejenigen der oben beschriebenen Ausführungsformen mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und die Beschreibung davon wird vereinfacht oder weggelassen.
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben, in dem ein Zunahmebetrag pro Zeiteinheit des Detektierwerts der Detektiervorrichtung 70 während des Bedienens der Bedienvorrichtung 25 einen zulässigen Wert überschreitet.
29 ist ein Diagramm und erläutert ein Beispiel für den Bedienbetrag M und den begrenzten Bedienbetrag Mr. Wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform leitet sich der Bedienbetrag M der Bedienvorrichtung 25 aus dem Detektierergebnis der Detektiervorrichtung 70 (Drucksensor 661) ab. Der aus dem Detektierergebnis der Detektiervorrichtung 70 abgeleitete Bedienbetrag M wird mit dem begrenzten Bedienbetrag Mr (Grenzmuster) verglichen, der in der Speichereinheit 264 gespeichert ist. Wenn der Bedienbetrag M kleiner ist als der begrenzte Bedienbetrag Mr, wird der Arm 7 auf der Basis des Bedienbetrags M der Bedienvorrichtung 25 betrieben.
In eine Zustand, in dem die Bedienvorrichtung 25 bedient wird, so dass der Bedienbetrag M den begrenzten Bedienbetrag Mr nicht übersteigt, wie in 29 erläutert, kann die Bedienvorrichtung 25 abrupt bedient werden, so dass der Bedienbetrag M abrupt zunimmt, um den begrenzten Bedienbetrag Mr zu übersteigen. Dabei kann sogar, wenn der Bedienbetrag M mit dem begrenzten Bedienbetrag Mr verglichen wird und die Geschwindigkeit des Arms 7 auf der Basis des begrenzten Bedienbetrags Mr begrenzt wird, die Geschwindigkeit des Arms 7 nicht ausreichend begrenzt werden.
Somit startet in der vorliegenden Ausführungsform, wenn der Bedienbetrag M während des Bedienens der Bedienvorrichtung 25 abrupt zunimmt, die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 (Neustart) die Zeitmessung des Timers 261 und ändert einen Teil des begrenzten Bedienbetrags Mr zur Durchführung der Arm-Grenzgeschwindigkeitssteuerung.
In der vorliegenden Ausführungsform, umfasst die Tatsache, dass der Bedienbetrag M abrupt zunimmt, die Tatsache, dass der Zunahmebetrag pro Zeiteinheit des Bedienbetrags M einen zulässigen Wert überschreitet. In der vorliegenden Ausführungsform leitet sich der Bedienbetrag M aus dem Detektierergebnis der Detektiervorrichtung 70 ab. Die Tatsache, dass der Bedienbetrag M abrupt zunimmt, umfasst die Tatsache, dass der Zunahmebetrag pro Zeiteinheit des Detektierwerts der Detektiervorrichtung 70 (Drucksensor 661) einen zulässigen Wert überschreitet.
In der vorliegenden Ausführungsform startet, wenn der Zunahmebetrag pro Zeiteinheit des Detektierwerts der Detektiervorrichtung 70 den zulässigen Wert übersteigt, die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 die Zeitmessung des Timers 261 neu und ändert einen Teil des begrenzten Bedienbetrags Mr zur Durchführung der Arm-Grenzgeschwindigkeitssteuerung.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Zunahmebetrag des Detektierwerts der Detektiervorrichtung 70 (der Drucksensor 661) eine Differenz (Abweichung) zwischen dem von der Detektiervorrichtung 70 detektierten Bedienbetrag M der Bedienvorrichtung 25 und einem aus dem Bedienbetrag M durch einen Tiefpassfilterprozess erzeugten Verarbeitungsbetrag R.
30 ist ein Diagramm und erläutert ein Beispiel für das Steuersystem 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Wie in 30 erläutert, wird ein Detektierwert (Bedienbetrag M der Bedienvorrichtung 25) der Detektiervorrichtung 70 an die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 ausgegeben. Ferner wird der Detektierwert der Detektiervorrichtung 70 an eine Filterungsvorrichtung 71 ausgegeben. Die Filterungsvorrichtung 71 kann einen Tiefpassfilterprozess erster Ordnung ausführen. Die Filtervorrichtung 71 führt einen Tiefpassfilterprozess erster Ordnung mit dem Detektierwert der Detektiervorrichtung 70 aus und erzeugt einen Verarbeitungsbetrag R. Die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 berechnet eine Abweichung zwischen dem Bedienbetrag M und dem Verarbeitungsbetrag R.
31 ist eine schematische Ansicht und erläutert eine Relation zwischen dem Bedienbetrag M und dem Verarbeitungsbetrag R, wenn die Bedienvorrichtung 25 abrupt bedient wird (mit hoher Geschwindigkeit). Wie in 31 erläutert, ist, wenn die Bedienvorrichtung 25 abrupt bedient wird und der Bedienbetrag M schrittweise zunimmt, die Abweichung zwischen dem Bedienbetrag M und dem Verarbeitungsbetrag R groß.
32 ist eine schematische Ansicht und erläutert eine Relation zwischen dem Bedienbetrag M und dem Verarbeitungsbetrag R, wenn die Bedienvorrichtung 25 problemlos bedient wird (bei geringer Geschwindigkeit). Wie in 32 erläutert, ist, wenn die Bedienvorrichtung 25 problemlos bedient wird und der Bedienbetrag M glatt zunimmt, die Abweichung zwischen dem Bedienbetrag M und dem Verarbeitungsbetrag R klein.
In der vorliegenden Ausführungsform startet, wenn die Bedienvorrichtung 25 bedient wird, um den Arm 7 anzutreiben, um einen Grabbetrieb durchzuführen, und eine Abweichung zwischen dem Bedienbetrag M und dem Verarbeitungsbetrag R während des Bedienens der Bedienvorrichtung 25 einen zulässigen Wert überschreitet, die Zeitmessung des Timers 261 (erneut).
33 ist ein Flussdiagramm und erläutert ein Beispiel für das Bedienen des Steuersystems 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 34, 35, und 36 sind Zeitdiagramme zum Beschreiben eines Beispiels für das Bedienen des Steuersystems 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. In 34, 35, und 36 ist die horizontale Achse die Zeit und die vertikale Achse ist der Bedienbetrag (M, Mr, und Mf) des Arms 7 und der Zählwert des Timers.
Wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform, wenn die Bedienvorrichtung 25 das Bedienen des Arms 7 startet, startet die Zeitmessung des Timers 261 (Schritt SC1). Wenn der Arm 7 abgesenkt wird, damit der Löffel 8 einen Grabbetrieb durchführt, wird die Ausleger-Interventionssteuerung einschließlich Hebebetrieb des Auslegers 6 gemäß dem Abstand d zwischen der konstruierten Geländezielform U und der Schneidkante 8a ausgeführt (Schritt SC2).
Der Bedienbetrag M der Bedienvorrichtung 25 zum Antreiben des Arms 7 wird von der Detektiervorrichtung 70 (Drucksensor 661) detektiert (Schritt SC3).
Wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird das Detektierergebnis des Bedienbetrags M an die Vergleichseinheit der Arm-Steuereinheit 263 ausgegeben. Ferner werden Informationen über den begrenzten Bedienbetrag Mr von der Grenzwerteinstelleinheit 262 an die Vergleichseinheit der Arm-Steuereinheit 263 ausgegeben. Die Arm-Steuereinheit 263 vergleicht den Bedienbetrag M mit dem begrenzten Bedienbetrag Mr gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform (Schritt SC4).
Wenn in Schritt SC4 bestimmt wird, dass der Bedienbetrag M größer ist als der begrenzte Bedienbetrag Mr (d.h. Ja in Schritt SC4), wählt die Arm-Steuereinheit 263 den begrenzten Bedienbetrag Mr aus und verwendet denselben als Bedienbetrag Mf. Die Arm-Steuereinheit 263 erzeugt das Steuersignal N auf der Basis des ausgewählten begrenzten Bedienbetrags Mr. Damit wird die Arm-Grenzgeschwindigkeitssteuerung auf der Basis des begrenzten Bedienbetrags Mr durchgeführt (Schritt SC5).
Wenn in Schritt SC4 bestimmt wird, dass der Bedienbetrag M gleich oder kleiner ist als der begrenzte Bedienbetrag Mr (d.h. Nein in Schritt SC4), wählt die Arm-Steuereinheit 263 den Bedienbetrag M aus und verwendet denselben als Bedienbetrag Mf. Die Arm-Steuereinheit 263 erzeugt kein Steuersignal N. Der Arm 7 wird mit dem Pilotdruck angetrieben, der auf der Basis des Bedienbetrags M der Bedienvorrichtung 25 eingestellt wird (Schritt SC6).
34 erläutert ein Beispiel für das Profil des Bedienbetrags M gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Das Profil des Bedienbetrags M wird durch die Linie S1 angegeben. Wie in 34 erläutert, wird zu der Zeit to die Bedienvorrichtung 25 durch den Maschinenführer zum Antreiben des Arms 7 bedient. Der Timer 261 startet die Zeitmessung. In der vorliegenden Ausführungsform wird als Beispiel, wie durch die Linie S1 von 34 angegeben, ein Fall betrachtet, wobei die Bedienvorrichtung 25 von dem Maschinenführer bedient wird, so dass der Bedienbetrag M von 0 auf den Wert M1u zunimmt.
Der Wert M1u ist kleiner als ein unterer Grenzwert M1 des Bedienbetrags, der durch den begrenzten Bedienbetrag Mr und den Wert M2 des begrenzten Bedienbetrags Mr erzeugt wird. Der Bedienbetrag M hält den Wert M1u für einen bestimmten Zeitraum nach dem Erreichen des Werts M1u. In der vorliegenden Ausführungsform hält in einem Zeitraum zwischen der Zeit t0 und der Zeit t0n der Bedienbetrag M den Wert M1u.
In 34 wird das Profil des begrenzten Bedienbetrags Mr durch die Linie S2 angegeben. Der begrenzte Bedienbetrag Mr, der durch die Linie S2 angegeben ist, ist der gleiche wie der begrenzte Bedienbetrag Mr, der mit Bezug auf 23 oder dergleichen beschrieben ist. Eine ausführliche Beschreibung des begrenzten Bedienbetrags Mr, der durch die Linie S2 angegeben ist, ist nicht vorgesehen.
Zu der Zeit t0 hat der begrenzte Bedienbetrag Mr, der durch die Linie S2 angegeben ist, den Wert M2. In dem Zeitraum zwischen der Zeit t0 und der Zeit t0n ist der begrenzte Bedienbetrag Mr gleich oder größer ist als der Wert M2. D.h. in dem Beispiel, das in 34 erläutert ist, übersteigt in dem Zeitraum zwischen der Zeit t0 und der Zeit t0n der Bedienbetrag M den begrenzten Bedienbetrag Mr, der durch die Linie S2 angegeben ist, nicht. Somit wird der Arm 7 auf der Basis des Bedienbetrags M der Bedienvorrichtung 25 angetrieben.
In einem Zustand, in dem die Bedienvorrichtung 25 bedient wird, so dass der Bedienbetrag M den begrenzten Bedienbetrag Mr nicht übersteigt, der durch die Linie S2 angegeben ist, und der Arm 7 auf der Basis des Bedienbetrags M angetrieben wird, kann die Bedienvorrichtung 25 abrupt bedient werden, so dass der Bedienbetrag M abrupt zunimmt, wie durch die Linie S1 von 34 angegeben, um den begrenzten Bedienbetrag Mr zu übersteigen, der durch die Linie S2 angegeben ist.
In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 34 erläutert, wird zu der Zeit t0n während des Bedienens der Bedienvorrichtung 25 die Bedienvorrichtung 25 abrupt bedient, und der Bedienbetrag M nimmt abrupt zu. Wie in 34 erläutert, nimmt in der vorliegenden Ausführungsform zu der Zeit t0n der Bedienbetrag M vom Wert M1u auf den Wert M3v abrupt zu. Der Wert M3v ist größer als der Wert M3.
Wie vorstehend beschrieben, ist in der vorliegenden Ausführungsform der Zunahmebetrag des Detektierwerts der Detektiervorrichtung 70 (Drucksensor 661) eine Differenz (Abweichung) zwischen dem Bedienbetrag M der Bedienvorrichtung 25, der von der Detektiervorrichtung 70 detektiert wird, und dem Verarbeitungsbetrag R, der aus dem Bedienbetrag M durch einen Tiefpassfilterprozess erzeugt wird. Wenn der Bedienbetrag M abrupt zunimmt, wird eine Änderung in dem Bedienbetrag M von der Detektiervorrichtung 70 detektiert (Schritt SC7). Das Detektierergebnis der Detektiervorrichtung 70 wird an eine Detektiereinheit der Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 ausgegeben. Die Detektiereinheit der Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 bestimmt, ob eine Abweichung zwischen dem Bedienbetrag M und dem Verarbeitungsbetrag R einen zulässigen Wert überschreitet (Schritt SC8).
Wenn in Schritt SC8 bestimmt wird, dass die Abweichung gleich oder kleiner ist als der zulässige Wert (d.h. Nein in Schritt SC8), kehrt der Ablauf zu Schritt SC4 zurück, und die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 vergleicht den erhöhten Bedienbetrag M mit dem begrenzten Bedienbetrag Mr und führt den oben beschriebenen Prozess aus.
Wenn in Schritt SC8 bestimmt wird, dass die Abweichung den zulässigen Wert übersteigt (d.h. Ja in Schritt SC8), setzt die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 die Zeitmessung von der Zeit t0 zurück und startet (Neustart) die Zeitmessung des Timers 261 (Schritt SC9) neu.
Ferner setzt die Grenzwerteinstelleinheit 262 die Zeitmessung zurück, setzt den begrenzten Bedienbetrag Mr zurück, der durch die Linie S2 angegeben ist, und setzt den begrenzten Bedienbetrag Mr in Verbindung mit der Zeit zurück (Neustart), die von der Startzeit t0 der Zeitmessung des Timers 261 verstrichen ist.
35 erläutert ein Beispiel für das Profil des zurückgesetzten begrenzten Bedienbetrags Mr. Das Profil des zurückgesetzten begrenzten Bedienbetrags Mr wird durch die Linie angegeben S4. Der begrenzte Bedienbetrag Mr ist ein Bedienbetrag, der im Voraus bestimmt wird, so dass keine Folgeverzögerung des Auslegers 6 auftritt. Der begrenzte Bedienbetrag Mr ist kleiner als der Bedienbetrag M, der durch die Linie S1 von 34 angegeben ist.
Die Zeitmessung des Timers 261 startet wieder zu der Zeit t0n, der Antrieb des Arms 7 wird gesteuert, so dass der Arm 7 in einem vorbestimmten Zeitraum Tu, in dem der Timer 261 die Zeitmessung durchführt, nicht mit dem Bedienbetrag M bedient wird, der größer ist als der begrenzte Bedienbetrag Mr. In der vorliegenden Ausführungsform ist der vorbestimmte Zeitraum Tu ein Zeitraum zwischen der Zeit t0n und der Zeit t3.
Wie in 35 hat zu der Zeit t0n der begrenzte Bedienbetrag Mr hat einen Wert M2. Der Wert M2 ist kleiner als ein Wert M3v. Der begrenzte Bedienbetrag Mr, der auf den Wert M2 zu der Zeit t0n festgelegt ist, hält den Wert M2 für einen bestimmten Zeitraum, und nimmt nach und nach zu und erreicht der Wert M3 zu der Zeit t2. Danach nimmt der begrenzte Bedienbetrag Mr ab, bis er 0 erreicht, nachdem der Wert M3 bis zu der Zeit t3 gehalten wurde. Auf diese Weise ist in dem vorbestimmten Zeitraum Tu zwischen der Zeit t0n und der Zeit t3, der begrenzte Bedienbetrag Mr so festgelegt, dass er kleiner ist als der Bedienbetrag M. Der Wert zu der Zeit t0n, der der Startpunkt des Grenzmusters S4 ist, das erläutert in 35 erläutert ist, ist M2, der Wert unmittelbar vor der Zeit t3, die der Startpunkt des Grenzmusters S4 ist, ist M3, und der Wert zu der Zeit t3 ist 0.
Auf diese Weise ist in der vorliegenden Ausführungsform der begrenzte Bedienbetrag Mr in der ersten Hälfte des vorbestimmten Zeitraums Tu kleiner als der begrenzte Bedienbetrag Mr in der zweiten Hälfte des vorbestimmten Zeitraums Tu.
Die Arm-Steuereinheit 263 vergleicht den Bedienbetrag M mit dem zurückgesetzten begrenzten Bedienbetrag Mr (Schritt SC10).
Wenn in Schritt SC10 bestimmt wird, dass der Bedienbetrag M gleich oder kleiner ist als der begrenzte Bedienbetrag Mr (d.h. Schritt SC10: Nein), wählt die Arm-Steuereinheit 263 den Bedienbetrag M aus und verwendet denselben als Bedienbetrag Mf. Der Arm-Steuereinheit 263 erzeugt kein Steuersignal N. Der Arm 7 wird mit dem Pilotdruck angetrieben, der auf der Basis des Bedienbetrags M der Bedienvorrichtung 25 eingestellt wird (Schritt SC11).
Wenn in Schritt SC10 bestimmt wird, dass der Bedienbetrag M größer ist als der begrenzte Bedienbetrag Mr (d.h. Ja in Schritt SC10), wählt die Arm-Steuereinheit 263 den zurückgesetzten begrenzten Bedienbetrag Mr aus, der durch die Linie S4 angegeben ist, und verwendet denselben als Bedienbetrag Mf. Die Arm-Steuereinheit 263 erzeugt das Steuersignal N auf der Basis des ausgewählten begrenzten Bedienbetrags Mr. Damit wird die Arm-Grenzgeschwindigkeitssteuerung auf der Basis des begrenzten Bedienbetrags Mr durchgeführt (Schritt SC12).
In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 34 und 35 erläutert, ist der Bedienbetrag M größer als der begrenzte Bedienbetrag Mr, der durch die Linie S4 angegeben ist. Somit führt die Arm-Steuereinheit 263 die Arm-Grenzgeschwindigkeitssteuerung auf der Basis des begrenzten Bedienbetrags Mr durch.
36 erläutert ein Beispiel für das Profil des Bedienbetrags Mf gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Das Profil des Bedienbetrags Mf wird durch die Linie Sc angegeben. Wie in 36 erläutert, wird in einem vorbestimmten Zeitraum Ts zwischen der Zeit t0 und der Zeit t10, der Arm 7 mit dem Pilotdruck bedient, der gemäß dem Bedienbetrag M eingestellt wird, wie durch die Linie Sc angegeben. D.h. der Bedienbetrag Mf nimmt von 0 auf den Wert M1u zu der Zeit t0 zu und nimmt von dem Wert M1u auf den Wert M2 zu der Zeit t0n zu, nach dem Halten des Werts M1u bis zu der Zeit t0n. Danach hält der Bedienbetrag Mf den Wert M2 für einen vorbestimmten Zeitraum, nimmt nach und nach zu bis zum Erreichen des Werts M3 zu der Zeit t2, und hält den Wert M3 bis zu der Zeit t3.
[Wirkungen]
Wie vorstehend beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wenn der Bedienbetrag M der Bedienvorrichtung 25 abrupt zu während des Bedienens der Bedienvorrichtung 25 zunimmt, die Zeitmessung des Timers 261 zurückgesetzt und neu gestartet, und das Grenzmuster S4, bei dem der Wert am Startpunkt (Zeit t0n) M2 ist, wird festgelegt (zurückgesetzt). Somit wird der Arm 7 glatt gesteuert, und eine Abnahme in der Grabgenauigkeit wird unterdrückt.
Wenn zum Beispiel die Bewegung des Arms 7 auf der Basis des Grenzmuster S2 begrenzt wird, das im Voraus ohne Zurücksetzten des Grenzmusters S4 festgelegt wird, kann der Bedienbetrag (das Profil Sc) auf den Wert M3 auf der Basis des Grenzmuster S2ni zu der Zeit t0n abrupt zunehmen. Als Ergebnis kann die Geschwindigkeit des Arms 7 abrupt zunehmen, die Interventionsgeschwindigkeit des Auslegers 6 kann langsamer sein als die Hebegeschwindigkeit des Arms 7, und die Grabgenauigkeit kann abnehmen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn die Bedienvorrichtung 25 abrupt bedient wird, so dass der Bedienbetrag M während des Bedienens der Bedienvorrichtung 25 abrupt zunimmt, die Zeitmessung des Timers 261 zurückgesetzt, um die Zeitmessung neu zu starten, und ein Teil des Grenzmusters S2 wird geändert, um ein neues Grenzmuster S4 festzulegen. Somit ist es möglich, den Arm 7 glatt zu bewegen und eine Abnahme in der Grabgenauigkeit zu unterdrücken.
[Steuerung des Arms (Fünfte Ausführungsform)]
Als Nächstes wird eine fünfte Ausführungsform der Steuerung des Arms 7 (oder des Löffels 8) beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden gleiche oder entsprechende Teile wie diejenigen der oben beschriebenen Ausführungsformen mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und die Beschreibung davon wird vereinfacht oder weggelassen.
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben, in dem die Bedienvorrichtung 25 bedient wird, so dass der Bedienbetrag M in dem vorbestimmten Zeitraum Ts von der Startzeit der Zeitmessung des Timers 261 abnimmt.
37 ist ein Diagramm und erläutert ein Beispiel für den Bedienbetrag M und den begrenzten Bedienbetrag Mr. Wie vorstehend beschrieben wird, wenn der Bedienbetrag M, der sich aus dem Detektierwert der Detektiervorrichtung 70 ableitet, den begrenzten Bedienbetrag Mr übersteigt, der Arm 7 auf der Basis des begrenzten Bedienbetrags Mr bedient. Wie in 37 erläutert, kann in einem Zeitraum, in dem der begrenzte Bedienbetrag Mr zunimmt, die Bedienvorrichtung 25 bedient werden, so dass der Bedienbetrag M abnimmt. Wenn der Bedienbetrag M größer ist als der begrenzte Bedienbetrag Mr, wird der Arm 7 sogar wenn die Bedienvorrichtung 25 bedient wird, so dass der Bedienbetrag M abnimmt, angetrieben, so dass er beschleunigt wird. Dabei kann der Maschinenführer ein Gefühl der Inkongruenz verspüren.
Somit bestimmt in der vorliegenden Ausführungsform im vorbestimmten Zeitraum Ts von der Startzeit t0 der Zeitmessung des Timers 261, wenn die Bedienvorrichtung 25 bedient wird, so dass der Bedienbetrag M abnimmt, der Arbeitsmaschinen-Steuerung 26, dass der Bedienbetrag abgenommen hat und hält den begrenzten Bedienbetrag Mr bei einem bestimmten Wert von der verminderten Startzeit tg. Wenn die Bedienvorrichtung 25 bedient wird, so dass der Bedienbetrag M abnimmt, ist es möglich, da der begrenzte Bedienbetrag Mr bei einem bestimmten Wert gehalten wird, das Gefühl der Inkongruenz, das der Maschinenführer verspüren könnte, zu unterdrücken.
38 ist ein funktionelles Blockdiagramm und erläutert ein Beispiel für das Steuersystem 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 39 ist ein Flussdiagramm zum Beschreiben eines Beispiels für das Bedienen des Steuersystems 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 40, 41, und 42 sind Zeitdiagramme zum Beschreiben eines Beispiels für das Bedienen des Steuersystems 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. In 40, 41 und 42 ist die horizontale Achse die Zeit und die vertikale Achse ist der Bedienbetrag (M, Mr, und Mf) des Arms 7 und der Zählwert des Timers.
Wie in 38 erläutert, weist in der vorliegenden Ausführungsform die Arm-Steuereinheit 263 eine Vergleichseinheit 263A auf. Die Vergleichseinheit 263A vergleicht den Bedienbetrag M mit dem begrenzten Bedienbetrag Mr gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform.
Wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform, wenn die Bedienvorrichtung 25 das Bedienen des Arms 7 startet, startet die Zeitmessung des Timers 261 (Schritt SD1). Wenn der Arm 7 abgesenkt wird, damit der Löffel 8 einen Grabbetrieb durchführt, wird die Ausleger-Interventionssteuerung einschließlich Hebebetrieb des Auslegers 6 gemäß dem Abstand d zwischen der konstruierten Zielgeländeform U und der Schneidkante 8a (Schritt SD2) ausgeführt.
Der Bedienbetrag M der Bedienvorrichtung 25 zum Antreiben des Arms 7 wird von der Detektiervorrichtung 70 (Drucksensor 661) detektiert (Schritt SD3).
Wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird das Detektierergebnis des Bedienbetrags M an die Vergleichseinheit 263A der Arm-Steuereinheit 263 ausgegeben. Ferner werden Informationen über den begrenzten Bedienbetrag Mr aus der Grenzwerteinstelleinheit 262 an die Vergleichseinheit 263A der Arm-Steuereinheit 263 ausgegeben. Die Arm-Steuereinheit 263 vergleicht den Bedienbetrag M mit dem begrenzten Bedienbetrag Mr gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform (Schritt SD4).
Wenn in Schritt SD4 bestimmt wird, dass der Bedienbetrag M größer ist als der begrenzte Bedienbetrag Mr (d.h. Ja in Schritt SD4), wählt die Arm-Steuereinheit 263 den begrenzten Bedienbetrag Mr aus und verwendet denselben als Bedienbetrag Mf. Die Arm-Steuereinheit 263 erzeugt das Steuersignal N auf der Basis des ausgewählten begrenzten Bedienbetrags Mr. Damit wird die Arm-Grenzgeschwindigkeitssteuerung auf der Basis des begrenzten Bedienbetrags Mr durchgeführt (Schritt SD5).
Wenn in Schritt SD4 bestimmt wird, dass der Bedienbetrag M gleich oder kleiner ist als der begrenzte Bedienbetrag Mr (d.h. Nein in Schritt SD4), wählt die Arm-Steuereinheit 263 den Bedienbetrag M aus und verwendet denselben als Bedienbetrag Mf. Die Arm-Steuereinheit 263 erzeugt kein Steuersignal N. Der Arm 7 wird angetrieben, wobei der Pilotdruck auf der Basis des Bedienbetrags M der Bedienvorrichtung 25 eingestellt wird (Schritt SD6).
40 erläutert ein Beispiel für das Profil des Bedienbetrags M gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Das Profil des Bedienbetrags M wird durch die Linie S1 angegeben. Wie in 40 erläutert, wird zu der Zeit to die Bedienvorrichtung 25 durch den Maschinenführer zum Antreiben des Arms 7 bedient. Der Timer 261 startet die Zeitmessung. In der vorliegenden Ausführungsform wird als Beispiel, wie durch die Linie S1 von 40 angedeutet, ein Fall betrachtet, wobei die Bedienvorrichtung 25 vom Maschinenführer bedient wird, so dass der Bedienbetrag M von 0 auf den Wert M3v zunimmt.
Der Wert M3v ist größer als der untere Grenzwert M1 des durch den begrenzten Bedienbetrag Mr erzeugten Bedienbetrags, der Wert M2 des begrenzten Bedienbetrags und der Wert M3 des größten Bedienbetrags. Der Bedienbetrag M hält den Wert M3v für einen bestimmten Zeitraum nachdem Erreichen der Wert M3v. In der vorliegenden Ausführungsform hält in einem Zeitraum zwischen der Zeit t0 und der Zeit tg der Bedienbetrag M den Wert M3v. Die Zeit tg ist die Zeit, die auftritt, nachdem der vorbestimmte Zeitraum Ts von der Startzeit t0 verstrichen ist.
In 40 wird das Profil des begrenzten Bedienbetrags Mr durch die Linie S2 angegeben. Der begrenzte Bedienbetrag Mr, der durch die Linie S2 angegeben ist, ist der gleiche wie der begrenzte Bedienbetrag Mr, der mit Bezug auf 23 oder dergleichen beschrieben ist. Eine ausführliche Beschreibung des begrenzten Bedienbetrags Mr, der durch die Linie S2 angegeben ist, ist nicht vorgesehen.
Zu der Zeit t0 hat der begrenzte Bedienbetrag Mr, der durch die Linie S2 angegeben ist, den Wert M2. Im Zeitraum zwischen der Zeit t0 und der Zeit ta ist der begrenzte Bedienbetrag Mr kleiner als der Wert M3v des Bedienbetrags M. D.h. in dem Beispiel, das in 40 erläutert ist, übersteigt der Bedienbetrag im Zeitraum zwischen der Zeit t0 und der Zeit ta M den begrenzten Bedienbetrag Mrn der durch die Linie S2 angegeben ist. Somit wird der Arm 7 auf der Basis des begrenzten Bedienbetrags Mr angetrieben.
Zu der Zeit tg wird im vorbestimmten Zeitraum Ts die Bedienvorrichtung 25 bedient, so dass der Bedienbetrag M abnimmt. D.h. in einem Zustand, in dem der Arm 7 auf der Basis des begrenzten Bedienbetrags Mr angetrieben wird, kann die Bedienvorrichtung 25 abrupt bedient werden, so dass der Bedienbetrag M zu der Zeit tg abrupt abnimmt, wie durch die Linie S1 von 40 angegeben, und kleiner wird als der begrenzte Bedienbetrag Mr, der durch die Linie S2 angegeben ist, zu der Zeit ta.
In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 40 erläutert, wird die Bedienvorrichtung 25 zu der Zeit tg abrupt bedient und der Bedienbetrag M nimmt abrupt ab. Wie in 40 erläutert, nimmt in der vorliegenden Ausführungsform der Bedienbetrag M von Wert M3v auf den Wert M1v abrupt ab. Der Wert M1v des Bedienbetrags M ist größer als der Wert M1 und kleiner ist als der Wert M2 des begrenzten Bedienbetrags Mr.
Wenn der Bedienbetrag M abrupt abnimmt (fällt), wird Änderung im Bedienbetrag M von der Detektiervorrichtung 70 detektiert (Schritt SD7). Das Detektierergebnis der Detektiervorrichtung 70 wird an eine Detektiereinheit 262A der Grenzwerteinstelleinheit 262 ausgegeben. Die Detektiereinheit 262A bestimmt, ob eine Abnahmerate (Betrag von Abnahme pro Zeiteinheit) des Bedienbetrags M einen zulässigen Wert überschreitet (Schritt SD8).
Wenn in Schritt SD8 bestimm wird, dass die Abnahmerate gleich oder kleiner ist als der zulässige Wert (d.h. Nein in Schritt SD8), kehrt der Ablauf zurück zu Schritt SD4, und die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 vergleicht den verminderten Bedienbetrag M mit dem begrenzten Bedienbetrag Mr und führt den oben beschriebenen Prozess aus.
Wenn in Schritt SD8 bestimmt wird, dass die Abnahmerate des Bedienbetrags M den zulässigen Wert übersteigt (d.h. Ja in Schritt SD8), hält die Grenzwerteinstelleinheit 262 der Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 den begrenzten Bedienbetrag Mr bei der verminderten Startzeit tg auf einem bestimmten Wert M4 (Schritt SD9). Der begrenzte Bedienbetrag Mr wird von der Zeit tg an auf dem Wert M4 gehalten, wie durch die Linie S2a von 40 angegeben. Der Arm 7 wird auf der Basis des geänderten Grenzmusters S2a angetrieben. Damit ist es möglich, das Gefühl der Inkongruenz zu unterdrücken, das der Maschinenführer verspüren könnte.
Wenn die Bedienvorrichtung 25 bedient wird, so dass der Bedienbetrag M abnimmt, wird der Bedienbetrag M kleiner als der begrenzte Bedienbetrag Mr (der Wert M4). Die Arm-Steuereinheit 263 vergleicht den Bedienbetrag M mit dem zurückgesetzten begrenzten Bedienbetrag Mr der durch die Linie S2 angegeben ist (Schritt SD10).
Wenn in Schritt SD10 bestimmt wird, dass der Bedienbetrag M gleich oder kleiner ist als der begrenzte Bedienbetrag Mr (d.h. Nein in Schritt SD10), wählt die Arm-Steuereinheit 263 den Bedienbetrag M aus und verwendet denselben als Bedienbetrag Mf. Die Arm-Steuereinheit 263 erzeugt kein Steuersignal N. Der Arm 7 wird angetrieben, wobei der Pilotdruck auf der Basis des Bedienbetrags M der Bedienvorrichtung 25 eingestellt wird (Schritt SD11).
Wenn in Schritt SD10 bestimmt wird, dass der Bedienbetrag M größer ist als der begrenzte Bedienbetrag Mr (d.h. Ja in Schritt SD10), wählt die Arm-Steuereinheit 263 den begrenzten Bedienbetrag Mr aus und verwendet denselben als Bedienbetrag Mf. Die Arm-Steuereinheit 263 erzeugt das Steuersignal N auf der Basis des ausgewählten begrenzten Bedienbetrags Mr. Damit wird die Arm-Grenzgeschwindigkeitssteuerung auf der Basis des begrenzten Bedienbetrags Mr durchgeführt (Schritt SD12).
Der Bedienbetrag M, der durch die Linie S1 von 40 angegeben ist, nimmt zu der Zeit tb abrupt zu. Wenn der Bedienbetrag M abrupt zunimmt, startet die Zeitmessung des Timers 261 neu und das Grenzmuster S4a wird gemäß der Ausführungsform, die mit Bezug auf 29 bis 36 beschrieben ist, zurückgesetzt. 41 erläutert ein Beispiel für das zurückgesetzte Grenzmuster S4a.
42 erläutert ein Beispiel für das Profil des Bedienbetrags Mf gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Das Profil des Bedienbetrags Mf wird durch die Linie Sc angegeben. Wie in 42 erläutert, wird der Arm 7 im Zeitraum Ts zwischen der Zeit t0 und der Zeit ta bedient, wobei der Pilotdruck gemäß dem begrenzten Bedienbetrag Mr eingestellt wird, wie durch die Linie Sc angegeben. Im Zeitraum nach der Zeit ta, wird der Arm 7 bedient, wobei der Pilotdruck gemäß dem Bedienbetrag M eingestellt wird. Im Zeitraum nach der Zeit tb, wird der Arm 7 bedient, wobei der Pilotdruck gemäß dem begrenzten Bedienbetrag Mr eingestellt wird.
[Auswirkungen]
Wie vorstehend beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wenn der Arm 7 auf der Basis des Grenzmuster S2 angetrieben wird, der Arm 7 so bewegt, dass er beschleunigt wird, und die Bedienvorrichtung 25 wird so bedient, dass sie verlangsamt wird, ein Teil des Grenzmusters S2 wird geändert, um das Grenzmuster S2a zu erfassen, so dass der begrenzte Bedienbetrag Mr bei einem bestimmten Wert gehalten wird, ohne dass er erhöht wird. Somit, ist es möglich, das Gefühl der Inkongruenz zu unterdrücken, das der Maschinenführer verspüren könnte.
[Steuerung des Arms (Sechste Ausführungsform)]
Als Nächstes wird eine sechste Ausführungsform der Steuerung des Arms 7 (oder der Löffel 8) beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden gleiche oder entsprechende Teile wie diejenigen der oben beschriebenen Ausführungsformen mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und die Beschreibung davon wird vereinfacht oder weggelassen.
43 ist ein funktionelles Blockdiagramm des Steuersystems 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Wie in 43 erläutert, hat in der vorliegenden Ausführungsform die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 eine Abstandsbestimmungseinheit 262B.
44 ist eine schematische Ansicht und erläutert ein Beispiel für den Bagger 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Wie in 44 erläutert, umfasst der Bagger 100 den Fahrzeugkörper 1 und die Arbeitsmaschine 2. Die Fahrzeugkörper 1 trägt den Ausleger 6. Wenn die Arbeitsmaschine 2 angetrieben wird, ändert sich der Abstand x zwischen dem Referenzposition P2 des Fahrzeugkörpers 1 und die Position P3 der Schneidkante 8a des Löffels 8. Der Abstand x kann der Abstand zwischen dem Position des Auslegerbolzens und der Position der Schneidkante 8a sein und kann der Abstand zwischen der installierten Position P1 und der Schneidkante 8a sein.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der Abstand x zwischen der Referenzposition P2 und der Position P3 aus den Stellungswinkeln θ1 bis θ3 der Arbeitsmaschinen, die aus der Sensor-Steuerung 30 ausgegeben werden, berechnet, und der begrenzte Bedienbetrag Mr, wenn die Arbeitsmaschine 2 angetrieben wird, so dass der Abstand x zwischen der Referenzposition P2 und der Position P3 ein erster Abstand ist, ist kleiner als der begrenzte Bedienbetrag Mr, wenn die Arbeitsmaschine 2 angetrieben wird, so dass der Abstand x zwischen der Referenzposition P2 und der Position P3 ein zweiter Abstand ist, der kürzer ist als der erste Abstand.
45 ist ein Zeitdiagramm zum Beschreiben eines Beispiels für das Bedienen des Steuersystems 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. In 45 ist die horizontale Achse die Zeit und die vertikale Achse ist der Bedienbetrag M (begrenzter Bedienbetrag Mr) des Arms 7 und der Zählwert des Timers.
Wie in 45 erläutert, wird, wenn der Abstand x ein erster Abstand ist, ein solches Grenzmuster, wie durch die Linie S2 angegeben, festgelegt. Wenn der Abstand x ein zweiter Abstand ist, ein solches Grenzmuster, wie durch die Linie S5 angegeben, festgelegt. Der begrenzte Bedienbetrag Mr des Grenzmusters, der durch die Linie S2 angegeben wird, ist kleiner als der begrenzte Bedienbetrag Mr des Grenzmusters, der durch die Linie S5 angegeben wird.
46 erläutert ein Beispiel für das Profil des Bedienbetrags Mf, das auf der Basis des Grenzmusters S2 bestimmt wird. 47 erläutert ein Beispiel für das Profil des Bedienbetrags Mf, das auf der Basis des Grenzmusters S5 bestimmt wird.
Je länger der Abstand x, desto größer der Impuls der Arbeitsmaschine 2, und desto höher ist die Möglichkeit des Auftretens einer Folgeverzögerung des Auslegers 6. In der vorliegenden Ausführungsform ist der begrenzte Bedienbetrag Mr, wenn der Abstand x der erste Abstand ist, der lang ist, kleiner ist als der begrenzte Bedienbetrag Mr, wenn der Abstand x der zweite Abstand ist, der kurz ist. D.h. im ersten Abstandszustand ist die Bewegung des Arms 7 stärker begrenzt als im zweiten Abstandszustand. Damit wird das Auftreten der Folgeverzögerung des Auslegers 6 unterdrückt. Somit wird eine Abnahme in der Grabgenauigkeit unterdrückt.
[Wirkungen]
Wie vorstehend beschrieben, ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform der begrenzte Bedienbetrag Mr, wenn die Arbeitsmaschine 2 angetrieben wird, so dass der Abstand zwischen dem Referenzposition des Fahrzeugkörpers 1 und des Löffels 8 der erste Abstand ist, kleiner als der begrenzte Bedienbetrag Mr, wenn die Arbeitsmaschine 2 angetrieben wird, so dass der Abstand zwischen der Referenzposition des Fahrzeugkörpers 1 und des Löffels 8 der zweite Abstand ist, der kürzer ist als der erste Abstand. Somit ist es möglich, eine Abnahme in der Grabgenauigkeit zu unterdrücken, während eine Abnahme im betrieblichen Wirkungsgrad unterdrückt wird.
[Steuerung des Arms (Siebte Ausführungsform)]
Als Nächstes wird eine siebte Ausführungsform der Steuerung des Arms 7 (oder des Löffels 8) beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden gleiche oder entsprechende Teile wie diejenigen der oben beschriebenen Ausführungsformen mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und die Beschreibung davon wird vereinfacht oder weggelassen.
48 ist ein funktionelles Blockdiagramm und erläutert ein Beispiel eines Steuersystems 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform umfasst das Steuersystem 200 eine Anzeige-Steuerung 28, eine Arbeitsmaschinen-Steuerung 26, eine Bedienvorrichtung 25, die zum Antreiben eines beweglichen Elements bedient wird, das mindestens eines von Arm 7 und Löffel 8 umfasst, und eine Detektiervorrichtung 70, die den Bedienbetrag M der Bedienvorrichtung 25 detektiert.
Die Anzeige-Steuerung 28 umfasst eine Zielkonstruktionsinformationsspeichereinheit 28A, eine Löffelpositionsdatenerzeugungseinheit 28B, und eine Zielgrabgeländeformdatenerzeugungseinheit 28C. Löffelpositionsdatenerzeugungseinheit 28B erzeugt Schneidkantenpositionsdaten S, die die 3-dimensionale Position des Löffels 8 angeben, auf der Basis der Stellungswinkel θ1, θ2 und θ3 des Auslegers 6, des Arms 7 und des Löffels 8, die die Detektierergebnisse des ersten, zweiten und dritten Zylinder-Hubsensors 16, 17 und 18 sind.
Die Zielgrabgeländeformdatenerzeugungseinheit 28C erzeugt die Zielgrabgeländeform U, die die Zielform des durch die Arbeitsmaschine 2 auszugrabenden Grabobjekts angibt, auf der Basis der aus der Zielkonstruktionsinformationsspeichereinheit 28A ausgegebenen Zielkonstruktionsinformationen T und der aus der Löffelpositionsdatenerzeugungseinheit 28B ausgegebenen Schneidkantenpositionsdaten.
Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 umfasst folgendes: eine Abstandserfassungseinheit 53, die die Zielgrabgeländeform U aus der Zielgrabgeländeformdatenerzeugungseinheit 28C erfasst und den Abstand d zwischen der Schneidkante 8a des Löffels 8 und der Zielgrabgeländeform U auf der Basis der Schneidkantenpositionsdaten S und der Zielgrabgeländeform U berechnet; einen Timer 261, der die Zeitmessung auf der Basis des Detektierergebnisses der Detektiervorrichtung 70 startet; eine Grenzwerteinstelleinheit 262, die den begrenzten Bedienbetrag Mr zur Begrenzung der Geschwindigkeit des Arms 7 auf der Basis des durch die Abstandserfassungseinheit 53 berechneten Abstands d einstellt; eine Armsteuereinheit 263, die ein Steuersignal N an das Steuerventil 27 auf der Basis des Detektierergebnisses der Detektiervorrichtung 70 ausgibt, so dass der Arm 7 mit dem begrenzten Bedienbetrag Mr angetrieben wird, wenn die Bedienung der Bedienvorrichtung 25 gestartet wird, um im Grabbetrieb des Löffels 8 den Ausleger 6 anzuheben und den Arm 7 zu senken; und eine Speichereinheit 264.
In der vorliegenden Ausführungsform stellt die Grenzwerteinstelleinheit 262 den begrenzten Bedienbetrag Mr ein, so dass je größer der Abstand d ist, desto größer der begrenzte Bedienbetrag Mr ist. D.h. die Grenzwerteinstelleinheit 262 stellt den begrenzten Bedienbetrag Mr ein, so dass je größer der Abstand d ist, desto mehr wird die Begrenzung bei der Bedienung des Arms 7 abgeschwächt.
49 ist ein Diagramm und erläutert schematisch ein Beispiel für Daten, die in der Speichereinheit 264 gespeichert sind. Wie in 49 erläutert, ist ein Versatzbetrag des begrenzten Bedienbetrags Mr in Relation zum Abstand d zum Abschwächen des begrenzten Bedienbetrags Mr in der Speichereinheit 264 gespeichert. Der Versatzbetrag nimmt proportional zum Abstand d zu, wenn der Abstand d zwischen 0 und eines vorbestimmten Werts d1 liegt. Der Versatzbetrag ist konstant, wenn der Abstand d größer ist als der vorbestimmte Wert d1. Die Armsteuereinheit 263 addiert den Versatzbetrag zu dem begrenzten Bedienbetrag Mr.
50 ist ein Flussdiagramm zum Beschreiben eines Beispiels für das Bedienen des Steuersystems 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Im Grabbetrieb wird die Bedienvorrichtung 25 durch den Maschinenführerbedient (Schritt SE1). Der Maschinenführer bedient die Bedienvorrichtung 25, um den Arm 7 anzutreiben. Die Bedienvorrichtung 25 wird so bedient, dass der Arm 7 abgesenkt wird.
Die Detektiervorrichtung 70 weist den Bedienbetrag M der Bedienvorrichtung 25 (Schritt SE2) nach. Die Detektiervorrichtung 70 umfasst den Drucksensor 66 und weist den Bedienbetrag M der Bedienvorrichtung 25 durch Detektieren des durch die Bedienvorrichtung 25 eingestellten Pilotdrucks nach.
Der Detektierwert der Detektiervorrichtung 70 wird an den Timer 261 ausgegeben. Der Timer 261 startet die Zeitmessung auf der Basis des Detektierergebnisses der Detektiervorrichtung 70 (Schritt SE3).
Die Löffelpositionsdatenerzeugungseinheit 28B erzeugt die Schneidkantenpositionsdaten S, die die 3-dimensionale Position des Löffels 8 angeben, auf der Basis der Zylinder-Stellungsdaten θ1, θ2 und θ3, die das Detektierergebnis des ersten, zweiten und dritten Zylinder-Hubsensors 16, 17 und 18 ist (Schritt SE4).
Die Abstandserfassungseinheit 53 berechnet den Abstand d zwischen der Schneidkante 8a des Löffels 8 und der Zielgrabgeländeform U auf der Basis der Schneidkantenpositionsdaten S und der Zielgrabgeländeform U (Schritt SE5).
Die Armsteuereinheit 263 stellt den begrenzten Bedienbetrag Mr entsprechend dem Abstand d auf der Basis des in Schritt SE5 berechneten Abstands d und die Relation zwischen dem Abstand d und dem Versatzbetrag des in der Speichereinheit 264 gespeicherten begrenzten Bedienbetrags Mr ein, was mit Bezug auf 49 beschrieben ist (Schritt SE6). Genauer addiert die Armsteuereinheit 263 den Versatzbetrag des begrenzten Bedienbetrags Mr zu dem durch die Detektiervorrichtung 70 detektierten Bedienbetrag M.
Die Armsteuereinheit 263 vergleicht den Bedienbetrag M und den begrenzten Bedienbetrag Mr, zu dem der Versatzbetrag addiert wird, um den kleineren Bedienbetrag zu wählen, und erzeugt das Steuersignal N auf der Basis des gewählten Bedienbetrags Mf. Das erzeugte Steuersignal N wird an das Steuerventil 27 ausgegeben (Schritt ES7). Wie vorstehend beschrieben, wird in der vorliegenden Ausführungsform die Bedienung des Arms 7 begrenzt, wenn der Abstand d klein ist, und die Begrenzung bei der Bedienung des Arms 7 wird abgeschwächt, wenn der Abstand d groß ist. Ferner wird die Bedienung des Arms 7 nicht begrenzt, wenn der Abstand d größer ist als der vorbestimmten Wert d1 und der Arm 7 auf der Basis des Bedienbetrags M der Bedienvorrichtung 25 arbeitet.
[Auswirkungen]
Wie vorstehend beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Bedienung des Arms 7 zu Beginn der Grabung begrenzt.
Da die Zeit begrenzt ist, bei der die Bedienung des Arms 7 auf die Grabungsstartzeit begrenzt ist, wird die Abnahme in dem durch die Baumaschine 100 durchgeführten Arbeitsbetrag unterdrückt.
Ferner stellt in der vorliegenden Ausführungsform die Grenzwerteinstelleinheit 262 den begrenzten Bedienbetrag Mr ein, so dass je größer der Abstand d ist, umso größer der begrenzten Bedienbetrag Mr ist (d.h. je größer der Abstand d, umso mehr wird die Begrenzung bei der Bedienung des Arms 7 abgeschwächt). Da die Bedienung des Arms 7 genügend begrenzt ist, wenn der Abstand d klein ist und die Begrenzung bei der Bedienung des Arms 7 abgeschwächt wird, wenn der Abstand d groß ist, kann die Schneidkante 8a entlang der Zielgrabgeländeform U bewegt werden, während die Abnahme im durchgeführten Arbeitsbetrag unterdrückt wird.
Ferner ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsform, da die Bedienung des Arms 7 begrenzt und Begrenzung gemäß dem Abstand d abgeschwächt wird, es möglich, die Abnahme im Arbeitsbetrag, der von der Baumaschine 100 durchgeführt wird, und das Einfallen der Schneidkante 8a zu unterdrücken.
Obgleich die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen begrenzt, und es können verschiedene Änderungen vorgenommen werden, ohne vom Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Zum Beispiel ist in den oben beschriebenen Ausführungsformen die Bedienvorrichtung 25 eine hydraulische Pilotbedienvorrichtung. Die Bedienvorrichtung 25 kann eine elektrische Hebel-Bedienvorrichtung sein. Zum Beispiel kann eine Bedienhebel-Detektiereinheit, die einen Bedienbetrag des Bedienhebels der Bedienvorrichtung 25 mit Hilfe eines Potentiometers oder dergleichen und die einen Detektierwert entsprechend dem Bedienbetrag der Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 ausgibt, vorgesehen sein. Die Arbeitsmaschinen-Steuerung 26 kann ein Steuersignal für das Richtungssteuerventil 64 auf der Basis des Detektierergebnisses der Bedienhebel-Detektiereinheit ausgeben, um die an den hydraulischen Zylinder gelieferte Menge eine Betriebsöl einzustellen. Die Steuerung gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch andere Regler wie die Sensor-Steuerung 30 sowie einen Arbeitsmaschinen-Steuerung 226 durchgeführt werden.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist, obwohl ein Bagger als Beispiel für die Baumaschine beschrieben wurde, die Baumaschine nicht auf den Bagger begrenzt, und die vorliegende Erfindung kann mit anderen Baumaschinentypen ausgeübt werden.
Die Position des Baggers CM in dem Globalkoordinatensystem kann durch andere Positionsmessmittel detektiert werden, ohne auf GNSS begrenzt zu sein. Somit kann der Abstand d zwischen der konstruierten Geländeform und der Schneidkante 8a durch andere Positionsmessmittel gewonnen werden, ohne auf GNSS begrenzt zu sein.
Bezugszeichenliste

1: FAHRZEUGKÖRPER
2: ARBEITSMASCHINE
3: DREHSTRUKTUR
4: FAHRERHAUS
5: FORTBEWEGUNGSGERÄT
5Cr: GLEISKETTE
6: AUSLEGER
7: ARM
8: SCHAUFEL
9: MOTORRAUM
10: AUSLEGERZYLINDER
11: ARMZYLINDER
12: SCHAUFELZYLINDER
13: AUSLEGERBOLZEN
14: ARMBOLZEN
15: SCHAUFELBOLZEN
16: ERSTER ZYLINDER-HUBSENSOR
17: ZWEITER ZYLINDER-HUBSENSOR
18: DRITTER ZYLINDER-HUBSENSOR
19: HANDLAUF
20: POSITIONSDETEKTIERVORRICHTUNG
21: ANTENNE
23: GLOBALKOORDINATENBERECHNUNGSEINHEIT
24: IMU
25: BEDIENVORRICHTUNG
25L: ZWEITER BEDIENHEBEL
25R: ERSTER BEDIENHEBEL
26: ARBEITSMASCHINENSTEUERUNG
27: STEUERVENTIL
28: ANZEIGESTEUERUNG
29: ANZEIGEEINHEIT
31: AUSLEGER-BEDIENAUSGABEEINHEIT
32: LÖFFEL-BEDIENAUSGABEEINHEIT
33: ARM-BEDIENAUSGABEEINHEIT
34: DREHBEDIENAUSGABEEINHEIT
40A: FAHRERHAUSSEITIGE ÖLKAMMER
40B: STANGENSEITIGE ÖLKAMMER
41: HYDRAULISCHE PUMPE
41A: TAUMELSCHEIBE
45: ÖLABGABEPASSAGE
47: ÖLPASSAGE
48: ÖLPASSAGE
49: PUMPENSTEUERUNG
50: ÖLPASSAGE
51: WECHSELVENTIL
60: HYDRAULIKZYLINDER
63: UMLAUFMOTOR
64: RICHTUNGSSTEUERVENTIL
65: SPULENHUBSENSOR
66: DRUCKSENSOR
67: DRUCKSENSOR
70: DETEKTIERVORRICHTUNG
71: FILTERVORRICHTUNG
100: BAUMASCHINE (BAGGER)
161: DREHWALZE
162: ZENTRALE DREHWELLE
163: DREHSENSORTEIL
164: KASTEN
200: STEUERSYSTEM
300: HYDRAULIKSYSTEM
AX: UMLAUFACHSE
Q: UMLAUFSTRUKTURRICHTUNGSDATEN
S: SCHNEIDKANTENPOSITIONSDATEN
T: KONSTRUKTIONSZIELINFORMATION
U: ZIELGRABGELÄNDEFORM

Claims

Baumaschinensteuersystem, umfassend: einen Detektor (16, 17, 18), der eine Stellung einer Arbeitsmaschine (2) detektiert, die einen Ausleger (6), einen Arm (7) und einen Löffel (8) umfasst; eine Bedienvorrichtung (25), die zum Antreiben eines beweglichen Elements bedient wird, das mindestens eines von dem Arm (7) und dem Löffel (8) umfasst; eine Detektiervorrichtung (70), die einen Bedienbetrag (MA) der Bedienvorrichtung (25) detektiert; ein Steuerventil (27), das eine Menge an Betriebsöl einstellt, das einem Hydraulikzylinder (10, 11, 12) zugeführt wird, der die Arbeitsmaschine (2) antreibt; eine Löffelpositionsdatenerzeugungseinheit (28B), die Schneidkantenpositionsdaten (S) erzeugt, die eine Position einer Schneidkante (8a) des Löffels (8) auf der Basis eines Detektierergebnisses des Detektors (16, 17, 18) angeben; eine Abstandserfassungseinheit (53), die eine Zielgrabgeländeform (U) erfasst, die eine Zielform eines durch die Arbeitsmaschine (2) zu grabenden Grabobjekts angibt und einen Abstand (d) zwischen der Schneidkante (8a) des Löffels (8) und der Zielgrabgeländeform (U) auf der Basis der Schneidkantenpositionsdaten (S) und der Zielgrabgeländeform (U) berechnet; eine Grenzwerteinstelleinheit (262), die einen begrenzten Bedienbetrag (Mr) zum Begrenzen einer Geschwindigkeit des beweglichen Elements auf der Basis eines Detektierergebnisses der Detektiervorrichtung (70) einstellt; eine Steuereinheit (26) für das bewegliche Element, die ein Steuersignal an das Steuerventil (27) ausgibt, so dass das bewegliche Element mit dem begrenzten Bedienbetrag (Mr) angetrieben wird; und einen Timer (261), der eine Zeitmessung auf der Basis des Detektierergebnisses der Detektiervorrichtung (70) startet, wobei die Grenzwerteinstelleinheit (262) den begrenzten Bedienbetrag (Mr) einstellt, sodass der begrenzte Bedienbetrag (Mr) umso größer ist je länger eine Zeit von einer Startzeit (t0) der Zeitmessung des Timers (261) verstrichen ist.
Baumaschinensteuersystem nach Anspruch 1, wobei die Grenzwerteinstelleinheit (262) den begrenzten Bedienbetrag (Mr) einstellt, so dass je größer der Abstand (d) ist, desto größer der begrenzte Bedienbetrag (Mr) ist.
Baumaschinensteuersystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuereinheit (26) des beweglichen Elements ein Steuersignal (N) ausgibt, so dass das bewegliche Element in einem vorbestimmten Zeitraum (Ts) von der Startzeit (t0) der Zeitmessung des Timers (261) mit dem begrenzten Bedienbetrag (Mr) angetrieben wird.
Baumaschinensteuersystem nach Anspruch 3, wobei die Startzeit (t0) der Zeitmessung des Timers (261) mindestens eines von einer Startzeit einer Bedienung der Bedienvorrichtung (25), einer Zeit, bei der ein Detektierwert der Detektiervorrichtung (70) einen Schwellenwert überschreitet, und einer Zeit, bei der ein Zunahmebetrag pro Zeiteinheit des Detektierwerts der Detektiervorrichtung (70) einen zulässigen Wert überschreitet, umfasst.
Baumaschinensteuersystem nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Antrieb auf der Basis des begrenzten Bedienbetrags (Mr) deaktiviert ist, wenn der vorbestimmte Zeitraum (Ts) von der Startzeit (t0) der Zeitmessung verstrichen ist.
Baumaschinensteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der begrenzte Bedienbetrag (Mr) in einer ersten Hälfte des vorbestimmten Zeitraums (Ts) kleiner ist als der begrenzte Bedienbetrag (Mr) in einer zweiten Hälfte.
Baumaschinensteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiterhin folgendes umfassend: eine Auslegerbegrenzungseinheit die eine Grenzgeschwindigkeit (Vc_bm_Imt) gemäß dem Abstand (d) bestimmt und eine Geschwindigkeit des Auslegers (6) begrenzt, so dass eine Geschwindigkeit, bei der die Arbeitsmaschine (2) sich der Zielgrabgeländeform (U) annähert, gleich oder kleiner ist als die Grenzgeschwindigkeit (Vc_bm_Imt); und ein hydraulisches System, das einen ersten hydraulischen Aktor zum Antreiben des Auslegers (6), einen zweiten hydraulischen Aktor zum Antreiben des beweglichen Elements und das Steuerventil (27), das eine Menge an Betriebsöl einstellt, die an den zweiten hydraulischen Aktor geliefert wird, umfasst, wobei bei einem Grabbetrieb des Löffels (8) das hydraulische System bedient wird, so dass der Ausleger (6) angehoben und der Arm (7) abgesenkt wird, und der Arm (7) mit dem begrenzten Bedienbetrag (Mr) angetrieben wird, wenn der Arm (7) abgesenkt wird.
Baumaschinensteuersystem nach Anspruch 7, wobei das hydraulische System umfasst: eine hydraulische Pumpe (41), die Betriebsöl liefert; und eine Pumpen-Steuereinheit (49), die die hydraulische Pumpe (41) so steuert, dass das Betriebsöl mit einer ersten größten Abflussleistung von der hydraulischen Pumpe (41) in einem ersten Betriebsmodus geliefert wird und das Betriebsöl mit einer zweiten größten Abflussleistung, die kleiner ist als die erste größte Abflussleistung, von der hydraulischen Pumpe (41) in einem zweiten Betriebsmodus geliefert wird, und der begrenzte Bedienbetrag (Mr) im zweiten Betriebsmodus kleiner ist als der begrenzte Bedienbetrag (Mr) im ersten Betriebsmodus.
Baumaschinensteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das bewegliche Element austauschbar ist, und der begrenzte Bedienbetrag (Mr), wenn das bewegliche Element eines ersten Gewichts, das mit dem Ausleger (6) verbunden ist, kleiner ist als der begrenzte Bedienbetrag (Mr), wenn das bewegliche Element eines zweiten Gewichts, das kleiner ist als das erste Gewicht, angeschlossen ist.
Baumaschinensteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Ausgabe des Steuersignals gestartet wird, so dass das bewegliche Element mit dem begrenzten Bedienbetrag (Mr) angetrieben wird, wenn ein Zunahmebetrag pro Zeiteinheit des Detektierwerts der Detektiervorrichtung (70) einen zulässigen Wert überschreitet, und der Zunahmebetrag eine Differenz zwischen dem Bedienbetrag (MA) der Bedienvorrichtung (25) und einem durch Tiefpassfiltern des Bedienbetrags (MA) erzeugten Verarbeitungsbetrag (R) umfasst.
Baumaschinensteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Baumaschine (100) einen Fahrzeugkörper (1) umfasst, der den Ausleger (6) trägt, und der begrenzte Bedienbetrag (Mr), wenn die Arbeitsmaschine (2) angetrieben wird, so dass ein Abstand (x) zwischen dem Löffel (8) und einer Referenzposition (P2) des Fahrzeugkörpers (1) ein erster Abstand ist, kleiner ist als der begrenzte Bedienbetrag (Mr), wenn die Arbeitsmaschine (2) angetrieben wird, so dass der Abstand (x) zwischen dem Löffel (8) und der Referenzposition (P2) ein zweiter Abstand ist, der kürzer ist als der erste Abstand.
Verfahren zur Steuerung einer Baumaschine (100), das folgendes umfasst: Detektieren durch einen Detektor (16, 17, 18) einer Stellung einer Arbeitsmaschine (2), die einen Ausleger (6), einen Arm (7) und einen Löffel (8) umfasst; Bedienen einer Bedienvorrichtung (25) zum Antreiben eines beweglichen Elements, das mindestens eines von Arm (7) und Löffel (8) umfasst; Detektieren eines Bedienbetrags (MA) der Bedienvorrichtung (25) durch eine Detektiervorrichtung (70); Erzeugen von Schneidkantenpositionsdaten (S), die eine Position einer Schneidkante (8a) des Löffels (8) angeben, auf der Basis eines Detektierergebnisses des Detektors (16, 17, 18); Erfassen einer Zielgrabgeländeform (U), die eine Zielform eines durch die Arbeitsmaschine (2) zu grabenden Grabobjekts angibt, und Berechnen eines Abstands (d) zwischen der Schneidkante (8a) des Löffels (8) und der Zielgrabgeländeform (U) auf der Basis der Schneidkantenpositionsdaten (S) und der Zielgrabgeländeform (U); Festsetzen eines begrenzten Bedienbetrags (Mr) zum Begrenzen einer Geschwindigkeit des beweglichen Elements auf der Basis eines Detektierergebnisses der Detektiervorrichtung (70); Ausgeben eines Steuersignals an ein Steuerventil (27), das eine Menge an Betriebsöl einstellt, das einem Hydraulikzylinder (10, 11, 12) zugeführt wird, der die Arbeitsmaschine (2) antreibt, so dass das bewegliche Element mit dem begrenzten Bedienbetrag (Mr) angetrieben wird; und Durchführen einer Zeitmessung, die auf der Basis des Detektierergebnisses der Detektiervorrichtung (70) gestartet wird, wobei der begrenzte Bedienbetrag (Mr) so eingestellt wird, dass der begrenzte Bedienbetrag (Mr) umso größer ist je länger eine Zeit von einer Startzeit (t0) der Zeitmessung verstrichen ist.