DE112015000238T5

DE112015000238T5 - Arbeitsmaschine und Steuerverfahren für Arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE112015000238T5
Application number: DE112015000238.3T
Authority: DE
Inventors: Yoshiro Iwasaki; Masashi Ichihara
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2015-11-19
Filing date: 2015-11-19
Publication date: 2016-09-15
Anticipated expiration: 2035-11-20
Also published as: US9834908B2; DE112015000238B4; JPWO2016056678A1; JP6001808B2; KR20170059427A; KR101855970B1; WO2016056678A1; CN105874131B; CN105874131A; US20170145662A1

Abstract

Eine Arbeitsmaschine weist einen hydraulischen Zylinder, eine Detektiervorrichtung, eine Bediensignaldetektiereinheit, ein Steuerventil, eine Berechnungseinheit, eine Einstelleinheit und eine Steuereinheit auf. Der hydraulische Zylinder treibt eine Arbeitseinheit in einem bewegbaren Bereich an. Die Detektiervorrichtung weist eine Stellung der Arbeitseinheit nach. Die Bediensignaldetektiereinheit weist ein Bediensignal zu der Zeit nach, zu der Arbeitseinheit bedient wird. Das Steuerventil ist in der Lage, die Menge eines dem hydraulischen Zylinder zugeführten Arbeitsöls einzustellen. Die Berechnungseinheit bestimmt, ob die Arbeitseinheit die Bewegung aus einer Stopp-Position im bewegbaren Bereich auf der Grundlage des durch die Bediensignaldetektiereinheit detektierten Bediensignals begonnen hat. Die Einstelleinheit stellt einen Abbremsabschnitt einschließlich einer Endposition des bewegbaren Bereichs und ein Abbremsverhältnis der Arbeitseinheit im Abbremsabschnitt auf der Grundlage der Stellung der Arbeitseinheit in einem in der Stopp-Position angehaltenen Zustand und eines im Voraus bestimmten Schwellenwerts ein. Die Steuereinheit gibt ein Befehlssignal an das Steuerventil aus, so dass sich die Arbeitseinheit auf der Grundlage des Abbremsabschnitts und des Abbremsverhältnisses aus der Stopp-Position in die Endposition bewegt.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Arbeitsmaschine und ein Steuerverfahren für eine Arbeitsmaschine.
Hintergrund
Auf dem technischen Gebiet einer Arbeitsmaschine ist ein Tieflöffelbagger, wie in Patentliteratur 1 offenbart, bekannt. Der in Patentliteratur 1 offenbarte Tieflöffelbagger ist mit einer Dämpfungssteuerungsvorrichtung bereitgestellt, die einen Ausleger nach und nach um eine vorbestimmte Abbremscharakteristik, die im Voraus in der Nähe einer erhöhten Stopp-Endposition in einer erhöhten Stellung eingestellt wird, abbremst, und den Ausleger in der erhöhten Stopp-Endposition trotz des Hubvorgangs des Auslegers durch einen Bedienhebel, der den Ausleger bedient, automatisch stoppt.
Entgegenhaltungen
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 2000-199243

Kurzdarstellung
Technisches Problem
Der in Patentliteratur 1 offenbarte Tieflöffelbagger ist konfiguriert, um einen Ausleger durch Bedienen eines Bedienhebels in eine Neutralstellung zu stoppen, während der Ausleger durch eine Abbremscharakteristik der Dämpfungssteuerungsvorrichtung mitten in einem Abbremsbereich abgebremst wird. Danach wird zur Aktivierung des Auslegers durch den Hubvorgang des Bedienhebels und zur Bewegung des Auslegers in Richtung einer erhöhten Stopp-Endposition der Tieflöffelbagger konfiguriert, um den Ausleger langsam zu beschleunigen, bis die Geschwindigkeit eine auf der Abbremscharakteristik basierende Geschwindigkeit erreicht, und um dann den Ausleger in der erhöhten Stopp-Endposition des Auslegers durch schrittweises Abbremsen des Auslegers gemäß der Abbremscharakteristik automatisch zu stoppen, wenn das Erhöhen der Geschwindigkeit des Auslegers die auf der Abbremscharakteristik basierende Geschwindigkeit erreicht. Wie in der einschlägigen Technik, bewirkt allerdings ein Verfahren der langsamen Beschleunigung des Auslegers bis die Geschwindigkeit eine auf der Abbremscharakteristik basierende Geschwindigkeit erreicht, dass die Bewegung des Auslegers ausgesprochen langsam ist und es lange dauert, bis sich der Ausleger, nachdem er aktiviert ist, in die erhöhte Stopp-Endposition bewegt. Folglich ist die Arbeitsleistung der Arbeitsmaschine herabgesetzt.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung hat eine Aufgabe der Bereitstellung einer Arbeitsmaschine und eines Steuerverfahrens für eine Arbeitsmaschine, die die Herabsetzung in der Arbeitsleistung unterdrücken kann. Lösung des Problems
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Arbeitsmaschine folgendes auf: einen hydraulischen Zylinder, der eine Arbeitseinheit in einem bewegbaren Bereich antreibt; eine Detektiervorrichtung, die eine Stellung der Arbeitseinheit detektiert; eine Bediensignaldetektiereinheit, die ein Bediensignal detektiert, wenn die Arbeitseinheit bedient wird; ein Steuerventil, das in der Lage ist, eine Menge eines dem hydraulischen Zylinder zugeführten Arbeitsöls einzustellen; eine Berechnungseinheit, die bestimmt, ob die Arbeitseinheit in der Stopp-Position im bewegbaren Bereich damit begonnen hat, sich auf der Grundlage des durch die Bediensignaldetektiereinheit detektierten Bediensignals zu bewegen; eine Einstelleinheit, die einen Abbremsabschnitt einschließlich einer Endposition des bewegbaren Bereichs und ein Abbremsverhältnis der Arbeitseinheit im Abbremsabschnitt auf der Grundlage der Stellung der Arbeitseinheit in einem angehaltenen Zustand in der Stopp-Position und eines im Voraus bestimmten Schwellenwerts einstellt; und eine Steuereinheit, die ein Befehlssignal an das Steuerventil so ausgibt, dass sich die Arbeitseinheit auf der Grundlage des Abbremsabschnitts und des Abbremsverhältnisses aus der Stopp-Position in die Endposition bewegt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Steuerverfahren für eine Arbeitsmaschine folgendes auf: Detektieren einer Stellung einer durch einen hydraulischen Zylinder in einem bewegbaren Bereich angetriebenen Arbeitseinheit; Bestimmen ob die Arbeitseinheit in einer Stopp-Position des bewegbaren Bereichs damit begonnen hat, sich auf der Grundlage einer Bedienung der Arbeitseinheit zu bewegen; Einstellen eines Abbremsabschnitts einschließlich einer Endposition des bewegbaren Bereichs und eines Abbremsverhältnisses der Arbeitseinheit in dem Abbremsabschnitt auf der Grundlage der Stellung der Arbeitseinheit in einem angehaltenen Zustand in der Stopp-Position und eines im Voraus bestimmten Schwellenwerts; und Ausgeben eines Befehlssignals an ein Steuerventil, das in der Lage ist, eine Menge eines dem hydraulischen Zylinder zugeführten Arbeitsöls so einzustellen, dass sich die Arbeitseinheit auf der Grundlage des Abbremsabschnitts und des Abbremsverhältnisses aus der Stopp-Position in die Endposition bewegt.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung werden eine Arbeitsmaschine und ein Steuerverfahren für eine Arbeitsmaschine, die die Herabsetzung in der Arbeitsleistung unterdrücken kann, bereitgestellt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht und erläutert ein Beispiel eines Baggers gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
2 ist eine Seitenansicht und erläutert ein Beispiel des Baggers gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
3 ist eine schematische Seitenansicht und erläutert ein Beispiel des Baggers gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
4 ist ein schematisches Schaubild und erläutert ein Beispiel eines hydraulischen Systems gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
5 ist ein Funktionsblockschaubild und erläutert ein Beispiel eines Steuersystems gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
6 ist ein Schaubild zur Erläuterung eines Beispiels einer Bedienung einer Arbeitsmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
7 ist ein Ablaufdiagramm und erläutert ein Beispiel eines Steuerverfahrens für die Arbeitsmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
8 ist ein Schaubild und erläutert eine Beziehung zwischen einem Zylinderhub und einem Gewinn gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
9 ist ein Schaubild und erläutert eine Beziehung zwischen dem Zylinderhub und einem Versatzbetrag gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
10 ist ein Schaubild zur Erläuterung eines Beispiels einer Bedienung der Arbeitsmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
11 ist ein Schaubild zur Erläuterung eines Beispiels einer Bedienung der Arbeitsmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Beschreibung von Ausführungsformen
Im Folgenden wird eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahmen auf die Zeichnungen beschrieben, die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Die Komponenten der nachstehend beschriebenen Ausführungsform können entsprechend kombiniert werden. Zudem kann der Fall vorkommen, wobei einige der Komponenten nicht verwendet werden.
[Arbeitsmaschine]
1 ist eine perspektivische Ansicht und erläutert ein Beispiel einer Arbeitsmaschine 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 2 ist eine Seitenansicht und erläutert ein Beispiel der Arbeitsmaschine 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Bagger (Tieflöffelbagger) beschrieben, der ein Beispiel der Arbeitsmaschine 100 ist. In der folgenden Beschreibung wird die Arbeitsmaschine 100 entsprechend als Bagger 100 bezeichnet.
Wie in 1 ist der Bagger 100 mit einer Arbeitseinheit 1, die durch hydraulischen Druck betätigt wird, einem hydraulischen Zylinder 20, der die Arbeitseinheit 1 antreibt, einem oberen Schwenkkörper 2, der die Arbeitseinheit 1 trägt, und einem unteren Fahrkörper 3, der den oberen Schwenkkörper 2 trägt, bereitgestellt. Der obere Schwenkkörper 2 ist in einem Zustand des Getragen Werdens durch den unteren Fahrkörper 3 um eine Schwenkachse RX schwenkbar.
Die Arbeitseinheit 1 wird durch den oberen Schwenkkörper 2 getragen. Die Arbeitseinheit 1 weist einen Löffel 11, einen mit dem Löffel 11 gekoppelten Arm 12 und einen mit dem Arm 12 gekoppelten Ausleger 13 auf. Der Löffel 11 und der Arm 12 sind über einen Löffelbolzen gekoppelt. Der Löffel 11 wird durch den Arm 12 getragen, so dass er um eine Rotationsachse AX1 drehbar ist. Der Arm 12 und der Ausleger 13 sind über einen Armbolzen gekoppelt. Der Arm 12 wird durch den Ausleger 13 getragen, so dass er um eine Rotationsachse AX2 drehbar ist. Der Ausleger 13 und der obere Schwenkkörper 2 sind über einen Auslegerbolzen gekoppelt. Der Ausleger 13 wird durch den oberen Schwenkkörper 2 getragen, so dass er um die Rotationsachse AX3 drehbar ist.
Die Rotationsachse AX1, die Rotationsachse AX2, und die Rotationsachse AX3 sind parallel zueinander. Die Rotationsachsen AX1, AX2, und AX3 sind senkrecht zu einer zur Schwenkachse RX parallelen Achse. In der Beschreibung, die folgt, wird die axiale Richtung von jeder der Rotationsachsen AX1, AX2 und AX3 entsprechend als Fahrzeugbreiterichtung des oberen Schwenkkörpers 2 bezeichnet. Zudem wird die Richtung orthogonal sowohl zu den Rotationsachsen AX1, AX2, und AX3 als auch zur Schwenkachse RX als Vorwärts-rückwärts-Richtung des oberen Schwenkkörpers 2 bezeichnet.
Der hydraulische Zylinder 20 treibt die Arbeitseinheit 1 in einem bewegbaren Bereich der Arbeitseinheit 1 an. Der hydraulische Zylinder 20 wird durch ein zugeführtes Arbeitsöl angetrieben. Der hydraulische Zylinder 20 weist einen Löffelzylinder 21, der den Löffel 11 antreibt, einen Armzylinder 22, der den Arm 12 antreibt, und einen Auslegerzylinder 23, der den Ausleger 13 antreibt, auf. Der Löffel 11 ist um die Rotationsachse AX1 in einem bewegbaren Bereich des Löffels 11 drehbar. Der Arm 12 ist um die Rotationsachse AX2 in einem bewegbaren Bereich des Arms 12 drehbar. Der Ausleger 13 ist um die Rotationsachse AX3 in einem bewegbaren Bereich des Auslegers 13 drehbar.
Der obere Schwenkkörper 2 weist eine Schwenkbasis 4, ein Gegengewicht 5, einen Geräteraum 6, einen Maschinenraum 7 und ein Fahrerhaus 8, wo eine Bedienperson einsteigt, auf.
Die Schwenkbasis 4 wird durch den unteren Fahrkörper 3 schwenkbar getragen. Die Schwenkbasis 4 baut einen Fahrzeugkörperrahmen des Baggers 100 auf. Das Gegengewicht 5, der Geräteraum 6, der Maschinenraum 7 und das Fahrerhaus 8 sind auf der Schwenkbasis 4 angeordnet. Die Arbeitseinheit 1 ist an der Schwenkbasis 4 vor dem Geräteraum 6 angeordnet.
Das Gegengewicht 5 ist hinter dem Maschinenraum 7 angeordnet. Das Gegengewicht 5 wird gebildet, indem Eisen, Zement oder dergleichen in einen zum Beispiel unter Verwendung von Stahlplatten zusammengefügten Kasten eingefüllt wird. Das Gegengewicht 5 ist in einem hinteren Teil des oberen Schwenkkörpers 2 angeordnet und wird verwendet, um das Fahrzeugkörper-Gleichgewicht bei der Grabarbeit oder dergleichen zu halten.
Der Geräteraum 6 ist vor dem Maschinenraum 7 angeordnet. Der Geräteraum 6 beherbergt einen Arbeitsöltank, einen Kraftstofftank und dergleichen.
Der Maschinenraum 7 ist hinter dem Geräteraum 6 angeordnet. Der Maschinenraum 7 beherbergt einen Motor, eine Abgas-Behandlungsvorrichtung und dergleichen.
Das Fahrerhaus 8 ist ein Betriebsraum, in den die Bedienperson des Baggers 100 einsteigt. Das Fahrerhaus 8 ist vor dem Maschinenraum 7 und auf der Seite der Arbeitseinheit 1 angeordnet, so dass die Bedienperson die Bewegung der Arbeitseinheit 1 sehen kann.
Der unteren Fahrkörper 3 weist ein Paar von jeweils unabhängig drehbaren Gleisketten 9 auf. Der Bagger 100 bewegt sich durch die Rotation der Gleisketten 9. Der untere Fahrkörper 3 kann Räder (Reifen) haben.
Der Bagger 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein sogenannter “rückwärts schwingender Bagger mit kleinem Schwingradius (definiert durch Japanese Industrial Standards (JIS A 8340-4)”, und erfüllt die folgenden Formeln (1) und (2). (Hinterend-Schwingradius × 2) × 100/(volle Breite des unteren Fahrkörpers) ≤ 120 (1) (vorderer minimaler Schwingradius oder maximaler Abstand vom Schwingzentrum des vorderen Teils des Maschinenkörpers × 2) × 100/(volle Breite des unteren Fahrkörpers) ≥ 120 (2)
Daher ist in dem rückwärts schwingenden Minibagger mit kleinem Schwingradius der vom unteren Fahrkörper 3 vorstehende Betrag des Endteils des Gegengewichts 5 zum Zeitpunkt des Schwingens gleich oder kleiner als ein vorbestimmtes Verhältnis der Breite des unteren Fahrkörpers 3.
Der “Hinterend-Schwingradius” ist ein Schwingradius des hinteren Endteils des oberen Schwenkkörpers 2 einschließlich Arbeitseinheit 1. Der “vordere minimaler Schwingradius” ist ein minimaler Schwingradius an der Front des oberen Schwenkkörpers 2. Die “volle Breite des unteren Fahrkörpers” ist eine volle Breite des unteren Fahrkörpers 3 in der Fahrzeug-Breiterichtung des unteren Fahrkörpers 3. Das Gegengewicht 5 ist in einer vorbestimmten mit dem Schwingradius des oberen Schwenkkörpers 2 zusammenhängenden Dimension definiert.
Wie in 2 erläutert, gibt es den Fall, wobei der Bagger 100 Erdreich mit dem Löffel 11 schöpft und dann mit dem oberen Schwenkkörper 2 schwingt, während der Ausleger 13 durch Heben des Auslegers 13 in eine obere Endposition des bewegbaren Bereichs des Auslegers 13 in eine erhobene Stellung gebracht wird. Nach dem Schwenken des oberen Schwenkkörpers 2 wird das Erdreich im Löffel 11 entladen, zum Beispiel auf eine Lasttrageplattform eines Kipplasters. Der Bagger 100 kann den oberen Schwenkkörper 2 innerhalb eines kleinen Raums schwenken, indem der Ausleger 13 in die erhobene Stellung gebracht wird. Auch der Abstand zwischen der Bedienperson im Fahrerhaus 8 und dem Löffel 11 wird klein. Daher bestätigt die Bedienperson den Zustand des Löffels 11 unschwer.
In der folgenden Beschreibung, wie in 2 erläutert, wird eine Stellung der Arbeitseinheit 1, in der der Ausleger 13 in die obere Endposition des bewegbaren Bereichs bewegt und der Arm 12 näher zum Ausleger 13 gebracht wird, entsprechend als schwingungsarme Stellung bezeichnet.
3 ist eine Seitenansicht, und erläutert schematisch der Bagger 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Wie in 3 erläutert, ist der Bagger 100 mit einer Detektiervorrichtung 10, einer Bedienvorrichtung 40, und einer Steuervorrichtung 50 bereitgestellt. Die Detektiervorrichtung 10 weist eine Stellung der Arbeitseinheit 1 nach. Der Bedienvorrichtung 40 dient dem Bedienen der Arbeitseinheit 1. Die Steuervorrichtung 50 steuert die Arbeitseinheit 1. In der vorliegenden Ausführungsform weist die Stellung der Arbeitseinheit 1 einen Winkel der Arbeitseinheit 1 auf. Die Detektiervorrichtung 10 weist den Winkel der Arbeitseinheit 1 nach.
Die Steuervorrichtung 50 weist eine Computeranlage auf. Die Steuervorrichtung 50 weist einen Prozessor wie einen Zentralprozessor (CPU), eine Speichereinheit wie einen Nurlesespeicher (ROM) oder einen Dirketzugriffspeicher (RAM) und eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelleneinheit auf.
Die Detektiervorrichtung 10 weist einen Löffelstellungsdetektor 14, einen Armstellungsdetektor 15 und einen Auslegerstellungsdetektor 16 auf. Der Löffelstellungsdetektor 14 weist einen Winkel θ11 des Löffels 11 um die Mittelachse AX1 nach. Der Armstellungsdetektor 15 weist einen Winkel θ12 des Arms 12 um die Mittelachse AX2 nach. Der Auslegerstellungsdetektor 16 weist einen Winkel θ13 von Ausleger 13 um die Mittelachse AX3 nach.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Löffelstellungsdetektor 14 ein am Löffelzylinder 21 angeordneter Löffelzylinder-Hubsensor. Der Löffelzylinder-Hubsensor weist eine Löffelzylinderlänge nach, die eine Hublänge des Löffelzylinders 21 ist. Ein Nachweissignal aus dem Löffelstellungsdetektor 14 wird an die Steuervorrichtung 50 ausgegeben. In der vorliegenden Ausführungsform berechnet die Steuervorrichtung 50 den Winkel θ11 des Löffels 11 relativ zum Arm 12 auf der Grundlage der durch den Löffelstellungsdetektor 14 detektierten Löffelzylinderlänge. Der Winkel θ11 des Löffels 11 und die Löffelzylinderlänge des Löffelzylinders 21 werden in Beziehung gesetzt. Korrelationsdaten zwischen dem Winkel θ11 des Löffels 11 und der Löffelzylinderlänge sind bekannte Daten. Die Steuervorrichtung 50 berechnet den Winkel θ11 des Löffels 11 auf der Grundlage der durch den Löffelstellungsdetektor 14 detektierten Löffelzylinderlänge des Löffelzylinders 21 und die Korrelationsdaten.
Der Armstellungsdetektor 15 ist ein am Armzylinder 22 angeordneter Armzylinderhubsensor. Der Winkel θ12 des Arms 12 wird im gleichen Berechnungsvorgang wie der Winkels θ11 des Löffels 11 berechnet.
Der Auslegerstellungsdetektor 16 ist ein am Auslegerzylinder 23 angeordneter Auslegerzylinderhubsensor. Der Winkel θ13 des Auslegers 13 wird im gleichen Berechnungsvorgang wie derjenige des Winkels θ11 des Löffel 11 berechnet.
Die Steuervorrichtung 50 berechnet die Zylindergeschwindigkeit des hydraulischen Zylinders 20 auf der Grundlage eines Nachweissignals aus der Detektiervorrichtung 10. Die Steuervorrichtung 50 führt die Berechnungsverarbeitung auf der Grundlage des Nachweissignals aus dem Löffelstellungsdetektor 14 durch und berechnet die Zylindergeschwindigkeit des Löffelzylinders 21. Die Steuervorrichtung 50 führt die Berechnungsverarbeitung auf der Grundlage eines Nachweissignals aus dem Armstellungsdetektor 15 durch und berechnet die Zylindergeschwindigkeit des Armzylinders 22. Die Steuervorrichtung 50 führt die Berechnungsverarbeitung auf der Grundlage eines Nachweissignals aus dem Auslegerstellungsdetektor 16 durch und berechnet die Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 23.
Wie vorstehend beschrieben, funktionieren in der vorliegenden Ausführungsform die Stellungsdetektoren 14, 15, und 16 einschließlich der Zylinderhubsensoren jeweils als Winkelsensor, Hubsensor und Zylindergeschwindigkeitssensor.
Die Detektiervorrichtung 10 kann einen Winkelsensor wie ein Potentiometer aufweisen. Durch einen solchen Winkelsensor können der Winkel θ11 des Löffels 11, der Winkel θ12 des Arms 12 und der Winkel θ13 des Auslegers 13 detektiert werden, und die Winkelgeschwindigkeit des Löffel 11, die Winkelgeschwindigkeit des Arms 12 und die Winkelgeschwindigkeit des Auslegers 13 können detektiert werden.
Auf dem Bagger 100 können eine GPS-Antenne, die die Position des oberen Schwenkkörpers 2 erfasst, und eine IMU, die die Neigung des oberen Schwenkkörper 2 detektiert, bereitgestellt sein. GPS bezieht sich auf ein globales Positionierungssystem. IMU bezieht sich auf eine Trägheitsmesseinheit.
Die Bedienvorrichtung 40 ist im Fahrerhaus 8 angeordnet. Die Bedienvorrichtung 40 weist linke und rechte von der Bedienperson des Baggers 100 bediente Bedienelemente auf. Die Bedienelemente weisen Bedienhebel oder Steuerkeulen auf. Die Arbeitseinheit 1 wird durch Bedienen der Bedienelemente bedient.
Die Bedienvorrichtung 40 bedient den hydraulischen Zylinder 20. Die Arbeitseinheit 1 wird durch den Betrieb des hydraulischen Zylinders 20, der durch die Bedienvorrichtung 40 durchgeführt wird, bedient. Durch das Bedienen der Bedienvorrichtung 40 werden ein Kippvorgang des Löffels 11, ein Grabvorgang des Löffels 11, ein Kippvorgang des Arms 12, ein Grabvorgang des Arms 12, ein Hubvorgang des Auslegers 13, und ein Senkvorgang des Auslegers 13 ausgeführt.
In der vorliegenden Ausführungsform weist die Bedienvorrichtung 40 einen rechten Bedienhebel und einen linken Bedienhebel auf, die auf der rechten Seite bzw. der linken Seite der Bedienperson, die auf dem Fahrersitz des Fahrerhauses 8 sitzt, angeordnet sind. Wenn der rechte Bedienhebel in Vorwärts-rückwärts-Richtung bedient wird, führt der Ausleger 13 den Senk- und Hubvorgang durch. Wenn der rechte Bedienhebel in Links-rechts-Richtung (Fahrzeug-Breiterichtung) bedient wird, führt der Löffel 11 den Grab- und Kippvorgang durch. Wenn der linke Bedienhebel in Vorwärts-rückwärts-Richtung bedient wird, führt der Arm 12 den Kipp- und Grabvorgang durch. Wenn der linke Bedienhebel in Links-rechts-Richtung bedient wird, schwingt der obere Schwenkkörper 2 nach links bzw. rechts. Der oberen Schwenkkörper 2 kann nach rechts und links schwingen, wenn der linke Bedienhebel in Vorwärts-rückwärts-Richtung bedient wird. Zudem kann der Arm 12 den Kipp- und Grabvorgang durchführen, wenn der linke Bedienhebel in Links-rechts-Richtung bedient wird.
In der vorliegenden Ausführungsform werden der Löffel 11 und der Arm 12 auf der Grundlage der Bedienung der Bedienvorrichtung 40 durch die Bedienperson angetrieben. Der Ausleger 13 wird auf der Grundlage der Bedienung der Bedienvorrichtung 40 durch die Bedienperson und/oder der Steuerung durch die Steuervorrichtung 50 angetrieben.
[Hydrauliksystem]
Als Nächstes wird ein Beispiel eines Hydrauliksystems 300 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Der hydraulische Zylinder 20, der den Löffelzylinder 21, den Armzylinder 22 und den Auslegerzylinder 23 aufweist, wird durch das Hydrauliksystem 300 betätigt. Der hydraulische Zylinder 20 wird durch die Bedienvorrichtung 40 bedient.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Bedienvorrichtung 40 eine Bedienvorrichtung eines hydraulischen Pilotdrucksystems. In der folgenden Beschreibung wird das Öl, das dem hydraulischen Zylinder 20 (Löffelzylinder 21, Armzylinder 22 und Auslegerzylinder 23) zum Betätigen des hydraulischen Zylinders 20 zugeführt wird, entsprechend als Arbeitsöl bezeichnet. Die Menge des dem hydraulischen Zylinder zugeführten Arbeitsöls 20 wird durch ein Richtungssteuerventil 41 eingestellt. Das Richtungssteuerventil 41 wird in Abhängigkeit des ihm zugeführten Öls betätigt. In der folgenden Beschreibung wird das Öl, das dem Richtungssteuerventil 41 zum Betätigen des Richtungssteuerventils 41 zugeführt wird, entsprechend als Pilotöl bezeichnet. Der Druck des Pilotöls wird entsprechend als hydraulischer Pilotdruck bezeichnet.
4 ist ein schematisches Schaubild und erläutert ein Beispiel des Hydrauliksystems 300, das den Auslegerzylinder 23 betätigt. Der Ausleger 13 führt die Bedienung der Bedienvorrichtung 40 in zwei Typen von Vorgängen durch, d.h. dem Hubvorgang und dem Senkvorgang. Der Ausleger 13 wird angehoben, wenn der Auslegerzylinder 23 ausgefahren wird, und der Ausleger 13 wird abgesenkt, wenn der Auslegerzylinder 23 eingezogen wird.
Wie in 4 erläutert, ist das Hydrauliksystem 300, das den Auslegerzylinder 23 betätigt, mit dem Richtungssteuerventil 41, einer hydraulischen Hauptpumpe 42, einer hydraulischen Pilotpumpe 43, der Bedienvorrichtung 40, den Ölkanälen 44A und 44B, den Steuerventilen 45A und 45B, den Drucksensoren 46A und 46B und der Steuervorrichtung 50 bereitgestellt. Die hydraulische Hauptpumpe 42 ist eine variable Verdrängerpumpe, die dem Auslegerzylinder 23 das Arbeitsöl über das Richtungssteuerventil 41 zuführt. Die hydraulische Pilotpumpe 43 liefert das Pilotöl. Die Bedienvorrichtung 40 stellt den hydraulischen Pilotdruck auf das Richtungssteuerventil 41 ein. Das Pilotöl fließt durch die Ölkanäle 44A und 44B. Die Steuerventile 45A und 45B und die Drucksensoren 46A und 46B sind in den Ölkanälen 44A bzw. 44B angeordnet. Die Steuervorrichtung 50 steuert die Steuerventile 45A und 45B. Die hydraulische Hauptpumpe 42 wird durch eine Antriebsmaschine wie den Motor (nicht erläutert) angetrieben.
Das Richtungssteuerventil 41 weist eine erste Druckaufnahmekammer und eine zweite Druckaufnahmekammer (nicht erläutert) auf. Durch den hydraulischen Pilotdruck des Ölkanals 44A wird eine Spule angetrieben, und die erste Druckaufnahmekammer ist mit der hydraulischen Hauptpumpe 42 verbunden. Dann wird das Arbeitsöl an die erste Druckaufnahmekammer geliefert. Durch den hydraulischen Pilotdruck des Ölkanal 44B wird eine Spule angetrieben, und die zweite Druckaufnahmekammer ist mit der hydraulischen Hauptpumpe 42 verbunden. Dann wird das Arbeitsöl an die zweite Druckaufnahmekammer geliefert.
Das Richtungssteuerventil 41 steuert die Richtung, in die das Arbeitsöl fließt. Das aus der hydraulischen Hauptpumpe 42 gelieferte Arbeitsöl wird dem Auslegerzylinder 23 über das Richtungssteuerventil 41 zugeführt. Das Richtungssteuerventil 41 ist ein Spulenventil, das die Richtung, in die das Arbeitsöl fließt, durch Bewegen der stabförmigen Spule umschaltet. Durch Bewegen der Spule in axialer Richtung werden die Zufuhr des Arbeitsöls zu einer kappenseitigen Ölkammer 20A (Ölkanal 47B) des Auslegerzylinders 23 und die Zufuhr des Arbeitsöls zu einer stabseitigen Ölkammer 20B (Ölkanal 47A) des Auslegerzylinders 23 umgeschaltet. Wenn das Arbeitsöl der ersten Druckaufnahmekammer zugeführt wird, wird das Arbeitsöl der stabseitigen Ölkammer 20B über den Ölkanal 47A zugeführt und der Auslegerzylinder 23 wird eingezogen. Daher wird der Ausleger 13 abgesenkt. Alternative wird, wenn das Arbeitsöl der zweiten Druckaufnahmekammer zugeführt wird, das Arbeitsöl der kappenseitigen Ölkammer 20A über den Ölkanal 47B zugeführt, und der Auslegerzylinder 23 wird ausgefahren. Daher wird der Ausleger 13 angehoben.
Die kappenseitige Ölkammer 20A ist der Raum zwischen einer Zylinderkopfabdeckung und einem Kolben. Die stabseitige Ölkammer 20B ist der Raum, in dem die Kolbenstange angeordnet ist. Durch Bewegen der Spule in axialer Richtung wird die Menge des Arbeitsöl, die dem Auslegerzylinder 23 zugeführt wird (pro Zeiteinheit zugeführte Menge) eingestellt. Die Zylindergeschwindigkeit wird durch Einstellen der dem Auslegerzylinder 23 zugeführten Menge des Arbeitsöl eingestellt.
Das Richtungssteuerventil 41 wird durch die Bedienvorrichtung 40 bedient. Das aus der hydraulischen Pilotpumpe 43 zugeführte Pilotöl wird der Bedienvorrichtung 40 zugeführt. Das aus der hydraulischen Hauptpumpe 42 zugeführte und durch ein Dekompressionsventil dekomprimierte Pilotöl kann der Bedienvorrichtung 40 zugeführt werden. Die Bedienvorrichtung 40 weist ein hydraulisches Pilotdruckeinstellventil auf. Der hydraulische Pilotdruck wird auf der Grundlage des Bedienbetrags der Bedienvorrichtung 40 eingestellt. Durch Bedienen der Bedienvorrichtung 40 wirkt der hydraulische Pilotdruck, der dem Bedienbetrag der Bedienvorrichtung 40 entspricht, auf das Richtungssteuerventil 41. Das Richtungssteuerventil 41 wird durch einen solchen hydraulischen Pilotdruck angetrieben. Die Spule des Richtungssteuerventils 41 bewegt sich gemäß dem hydraulischen Pilotdruck. Die Menge des pro Zeiteinheit aus der hydraulische Hauptpumpe 42 über das Richtungssteuerventil 41 an den Auslegerzylinder 23 zugeführten Arbeitsöls wird auf der Grundlage des Bewegungsbetrags der Spule eingestellt. Der hydraulische Pilotdruck wird durch die Bedienvorrichtung 40 eingestellt. Daher werden der Bewegungsbetrag und die Bewegungsgeschwindigkeit der Spule in axialer Richtung eingestellt.
Wenn der Bedienhebel der Bedienvorrichtung 40 aus der Neutralstellung zur Seite des Ölkanals 44A bedient wird, wirkt der hydraulische Pilotdruck, der dem Bedienbetrag eines solchen Bedienhebels entspricht, auf die erste Druckaufnahmekammer der Spule des Richtungssteuerventils 41. Alternativ wirkt, wenn der Bedienhebel der Bedienvorrichtung 40 aus der Neutralstellung zur Seite des Ölkanals 44B bedient wird, der hydraulische Pilotdruck, der dem Bedienbetrag eines solchen Bedienhebels entspricht, auf die zweite Druckaufnahmekammer der Spule des Richtungssteuerventils 41.
Der Drucksensor 46A weist den hydraulischen Pilotdruck des Ölkanals 44A nach. Der Drucksensor 46B weist den hydraulischen Pilotdruck des Ölkanals 44B nach. Die Nachweissignale aus den Drucksensoren 46A und 46B werden an die Steuervorrichtung 50 ausgegeben.
Die Steuerventile 45A und 45B sind elektromagnetische Proportionalsteuerventile. Die Steuerventile 45A und 45B stellen den hydraulischen Pilotdruck auf der Grundlage eines Befehlssignals aus der Steuervorrichtung 50 ein. Das Steuerventil 45A stellt den hydraulischen Pilotdruck des Ölkanals 44A ein. Das Steuerventil 45B stellt den hydraulischen Pilotdruck des Ölkanals 44B ein.
Die Steuervorrichtung 50 ist zur Dekompressionseinstellung des hydraulischen Pilotdrucks, der auf die erste Druckaufnahmekammer wirkt, durch Steuern des Steuerventils 45A in der Lage. Die Steuervorrichtung 50 ist zur Dekompressionseinstellung des hydraulischen Pilotdrucks, der auf die zweite Druckaufnahmekammer wirkt, durch Steuern des Steuerventils 45B in der Lage. In dem Beispiel, das in 4 erläutert ist, wird der durch den Betrieb der Bedienvorrichtung 40 eingestellte hydraulische Pilotdruck durch das Steuerventil 45A reduziert. Daher wird das dem Richtungssteuerventil 41 zugeführte Pilotöl begrenzt. Der hydraulische Pilotdruck, der auf der Richtungssteuerventil 41 wirkt, wird durch das Steuerventil 45A reduziert. Daher wird der Absenkvorgang des Auslegers 13 begrenzt. Gleichermaßen wird der durch den Betrieb der Bedienvorrichtung 40 eingestellte hydraulische Pilotdruck durch das Steuerventil 45B reduziert. Daher wird der dem Richtungssteuerventil 41 zugeführte Pilotöl begrenzt. Der hydraulische Pilotdruck, der auf das Richtungssteuerventil 41 wirkt, wird durch das Steuerventil 45B reduziert. Daher wird der Hubvorgang des Auslegers 13 begrenzt. Die Steuervorrichtung 50 steuert das Steuerventil 45A auf der Grundlage des Nachweissignals aus dem Drucksensor 46A. Die Steuervorrichtung 50 steuert das Steuerventil 45B auf der Grundlage des Nachweissignals aus dem Drucksensor 46B.
Das Hydrauliksystem 300, das den Armzylinder 22 und den Löffelzylinder 21 betätigt, weist die gleich Konfiguration auf wie das Hydrauliksystem 300, das den Auslegerzylinder 23 betätigt. Der Arm 12 führt zwei Arten von Vorgängen, d.h. den Grabvorgang und den Kippvorgang, durch den Betrieb der Bedienvorrichtung 40 durch. Der Arm 12 führt das Graben durch, wenn der Armzylinder 22 ausgefahren wird, und der Arm 12 führt das Auskippen durch, wenn der Armzylinder 22 eingezogen wird. Der Löffel 11 führt zwei Arten von Vorgängen, d.h. den Grabvorgang und den Kippvorgang, durch den Betrieb der Bedienvorrichtung 40 durch. Der Löffel 11 führt das Graben durch, wenn der Löffelzylinder 21 ausgezogen wird, und der Löffel 11 führt das Auskippen durch, wenn der Löffelzylinder 21 eingezogen wird. Eine ausführliche Beschreibung des Hydrauliksystems 300, das den Armzylinder 22 und den Löffelzylinder 21 betätigt, ist weggelassen.
[Steuersystem]
Als Nächstes wird ein Steuersystem 200 des Baggers 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. 5 ist ein Funktionsblockschaubild und erläutert ein Beispiel des Steuersystems 200 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
Wie in 5 erläutert, ist das Steuersystem 200 mit der Steuervorrichtung 50, der Detektiervorrichtung 10, einem Drucksensor 46 (46A und 46B) und einem Steuerventil 45 (45A und 45B) bereitgestellt. Die Steuervorrichtung 50 steuert die Arbeitseinheit 1. Die Detektiervorrichtung 10 weist den Winkel der Arbeitseinheit 1 und einen Zylinderhub des hydraulischen Zylinders 20 durch Detektieren einer Hublänge des hydraulischen Zylinders 20 nach. Der Drucksensor 46 (46A und 46B) detektiert den hydraulischen Pilotdruck eines Ölkanals 44 (44A und 44B). Das Steuerventil 45 (45A und 45B) ist in der Lage, die Menge des dem hydraulischen Zylinder zugeführten Arbeitsöls 20 einzustellen.
Die Steuervorrichtung 50 weist eine Bediensignalerfassungseinheit 51, eine Berechnungseinheit 52, eine Einstelleinheit 53, eine Steuereinheit 54, eine Speichereinheit 61, und eine Eingabe/Ausgabeeinheit 62 auf. Die Bediensignalerfassungseinheit 51 erfasst ein aus dem Drucksensor 46 ausgegebenes Bediensignal, wenn die Bedienvorrichtung 40 bedient wird. Die Berechnungseinheit 52 bestimmt, ob die Arbeitseinheit 1 in einem angehaltenen Zustand in der Stopp-Position im bewegbaren Bereich der Arbeitseinheit 1 auf der Grundlage des Nachweissignals der Detektiervorrichtung 10 vorliegt. Der Einstelleinheit 53 stellt einen Abbremsabschnitt einschließlich einer Endposition des bewegbaren Bereichs und ein Abbremsverhältnis der Arbeitseinheit 1 im Abbremsabschnitt auf der Grundlage des Winkels der Arbeitseinheit 1 im angehaltenen Zustand in der Stopp-Position im bewegbaren Bereich der Arbeitseinheit 1 und auf der Grundlage eines zuvor bestimmten Schwellenwerts ein. Die Steuereinheit 54 gibt ein Befehlssignal an das Steuerventil 45 aus, so dass sich die Arbeitseinheit 1 auf der Grundlage des Abbremsabschnitts und des Abbremsverhältnisses aus der Stopp-Position in die Endposition bewegt. Die Speichereinheit 61 speichert verschiedene Arten von Daten.
Die Bediensignalerfassungseinheit 51 erfasst das aus dem Drucksensor 46 ausgegebene Bediensignal, wenn die Bedienvorrichtung 40 bedient wird. Die Bediensignalerfassungseinheit 51 kann durch Erfassen des Bediensignals den Zeitpunkt erkennen, wann der Bedienhebel der Bedienvorrichtung 40 aus der Neutralstellung bedient wird, so dass der Ausleger 13 angehoben wird. Ein Fall, wobei der Bedienhebel der Bedienvorrichtung 40, in welcher der Nachweis des Drucksensors 46 geringer ist als ein vorbestimmter Wert, der fast null ist, auf die Neutralstellung eingestellt ist, gibt an, dass der Ausleger 13 (Auslegerzylinder 23) im angehaltenen Zustand vorliegt. Daher kann die Bediensignalerfassungseinheit 51 durch Erfassen des Bediensignals den Zeitpunkt erkennen, wann der Ausleger 13 im angehaltenen Zustand den Hubvorgang startet. Ein Winkelnachweissensor wie ein Potentiometer ist am Bedienhebel bereitgestellt, der ein Elektrohebel der Bedienvorrichtung 40 ist, der ein elektrisches Signal ausgibt. Die Bediensignalerfassungseinheit 51 erfasst einen detektierten Wert als Bediensignal.
Die Berechnungseinheit 52 führt die Berechnungsverarbeitung auf der Grundlage des Nachweissignals aus der Detektiervorrichtung 10 durch. Die Berechnungseinheit 52 berechnet die Winkel θ11, θ12, und θ13 und die Zylindergeschwindigkeiten des Löffelzylinders 21, des Armzylinders 22 und des Auslegerzylinders 23 auf der Grundlage der Nachweissignale des Stellungsdetektors 14, 15 bzw. 16 der Detektiervorrichtung 10. Die Berechnungseinheit 52 kann durch die Berechnung der Zylindergeschwindigkeit des hydraulischen Zylinders 20 bestimmen, ob die Arbeitseinheit 1 in einem angehaltenen Zustand im bewegbaren Bereich der Arbeitseinheit 1 vorliegt.
Die Einstelleinheit 53 stellt das Abbremsverhältnis der Arbeitseinheit 1 ein. In der vorliegenden Ausführungsform stellt die Einstelleinheit 53 ein Abbremsverhältnis des Auslegers 13 ein. Das Abbremsverhältnis ist ein Verhältnis einer abgebremsten Geschwindigkeit des Auslegers 13, wenn die maximale Geschwindigkeit, bei der sich Ausleger 13 bewegen kann, auf 100 [%] eingestellt wird. Mit anderen Worten ist das Abbremsverhältnis des Auslegers 13 die abgebremste Geschwindigkeit des Auslegers 13, die die mögliche maximale Geschwindigkeit für den Ausleger 13 als Referenz heranzieht. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Auslegers 13 ist proportional zur Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 23. Das Abbremsverhältnis des Auslegers 13 wird durch Einstellen eines Abbremsverhältnisses des Auslegerzylinders 23 eingestellt. Das Abbremsverhältnis des Auslegerzylinders 23 ist ein Verhältnis der Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 23, wenn der maximale Wert der Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 23 (hierin im Folgenden als maximale Zylindergeschwindigkeit bezeichnet) auf 100 [%] eingestellt wird. Mit anderen Worten ist das Abbremsverhältnis des Auslegerzylinders 23 die Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 23, die die maximale Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 23 als Referenz heranzieht.
Die Einstelleinheit 53 stellt einen Abbremsabschnitt des Auslegers 13 innerhalb des bewegbaren Bereichs des Auslegers 13 und das Abbremsverhältnis des Auslegers 13 in einem solchen Abbremsabschnitt ein. Der Abbremsabschnitt des Auslegers 13 ist ein Abschnitt einschließlich einer oberen Endposition des bewegbaren Bereichs des Auslegers 13. Wie mit Bezugnahme auf 2 beschrieben, gibt es einen Fall, wobei der Ausleger 13 bis zur oberen Endposition des bewegbaren Bereichs des Auslegers 13 angehoben wird, um den Ausleger 13 in die Stellung mit kleiner Schwingung zu versetzen. Die Einstelleinheit 53 stellt den Abbremsabschnitt ein, wobei der Ausleger 13 unmittelbar vor der oberen Endposition abbremst, wenn der Ausleger 13 angehoben wird und sich in die obere Endposition des bewegbaren Bereichs bewegt. Zusätzlich stellt die Einstelleinheit 53 das Abbremsverhältnis des Auslegers 13 im Abbremsabschnitt ein. Das Abbremsverhältnis des Auslegers 13 im Abbremsabschnitt weist Bewegungsgeschwindigkeitsbedingungen (Bewegungsgeschwindigkeitsverteilung und Bewegungsgeschwindigkeitsprofil) des Auslegers 13 im Abbremsabschnitt auf.
Der bewegbare Bereich des Auslegers 13 ist zu einem bewegbaren Bereich des Auslegerzylinders 23 äquivalent und entspricht ihm ein-zu-eins. In der vorliegenden Ausführungsform ist, wenn sind der Auslegerzylinder 23 maximal ausdehnt, der Ausleger 13 in der oberen Endposition des bewegbaren Bereichs angeordnet. In der folgenden Beschreibung wird eine Endposition des Auslegerzylinders 23, wenn sich der Auslegerzylinder 23 maximal ausdehnt und der Ausleger 13 in der oberen Endposition des bewegbaren Bereichs angeordnet ist, entsprechend als Zylinderhubende bezeichnet. Zudem wird die Position des Auslegerzylinders 23 vom Zylinderhubende (Hublänge) entsprechend als Zylinderhub bezeichnet. Der Zylinderhub bezieht sich auf die vorstehen beschriebene Auslegerzylinderlänge und wird durch den Auslegerstellungsdetektor 16 der Detektiervorrichtung 10 detektiert.
In der vorliegenden Ausführungsform stellt die Einstelleinheit 53 den Abbremsabschnitt des Auslegerzylinders 23 innerhalb des bewegbaren Bereichs des Auslegerzylinders 23 und das Abbremsverhältnis des Auslegerzylinders 23 in einem solchen Abbremsabschnitt ein. Der Abbremsabschnitt des Auslegerzylinders 23 ist ein Abschnitt einschließlich des Zylinderhubendes des bewegbaren Bereichs des Auslegerzylinders 23. Die Einstelleinheit 53 stellt den Abbremsabschnitt für den Auslegerzylinder 23 zur Abbremsung unmittelbar vor dem Zylinderhubende ein, wenn sich der Auslegerzylinder 23 zum Zylinderhubende bewegt. Zudem stellt die Einstelleinheit 53 das Abbremsverhältnis des Auslegerzylinders 23 im Abbremsabschnitt ein. Das Abbremsverhältnis des Auslegerzylinders 23 im Abbremsabschnitt weist die Zylindergeschwindigkeitsbedingungen (Zylindergeschwindigkeitsverteilung und Zylindergeschwindigkeitsprofil) des Auslegerzylinders 23 im Abbremsabschnitt auf.
In der folgenden Beschreibung ist der Winkel θ13 des Auslegers 13 durch den Nachweis des Zylinderhubs (Hublänge) des Auslegerzylinders 23 durch den Auslegerstellungsdetektor 10 nachzuweisen. Zusätzlich sind die Bewegungsgeschwindigkeit einschließlich Abbremsverhältnis des Auslegers 13 und der bewegbare Bereich einschließlich Abbremsabschnitt des Auslegers 13 durch Einstellen der Zylindergeschwindigkeit einschließlich Abbremsverhältnis des Auslegerzylinders 23 bzw. bewegbarer Bereich einschließlich Abbremsabschnitt des Auslegerzylinders 23 einzustellen. Mit anderen Worten können zum Beispiel der Zylinderhub, das Abbremsverhältnis, die Zylindergeschwindigkeit, der Abbremsabschnitt und der bewegbare Bereich des Auslegerzylinders 23 durch den Winkel θ13, das Abbremsverhältnis, die Winkelgeschwindigkeit, den Abbremsabschnitt bzw. den bewegbaren Bereich des Auslegers 13 ersetzt werden.
6 ist ein Schaubild und erläutert ein Beispiel des Abbremsabschnitts und des durch die Einstelleinheit 53 eingestellten Abbremsverhältnisses. Wie in 6 erläutert, stellt die Einstelleinheit 53 die Tabellenwerte ein, die die Beziehung zwischen dem Zylinderhub vom Zylinderhubende und das Abbremsverhältnis des Auslegerzylinders 23 angeben. In 6 stellt die horizontale Achse den Zylinderhub vom Zylinderhubende dar, und die vertikale Achse stellt das Abbremsverhältnis des Auslegerzylinders 23 dar.
Ein Fall, wobei der Zylinderhub 0 [mm] beträgt, gibt an, dass der Auslegerzylinder 23 maximal ausgezogen und am Zylinderhubende positioniert ist (Ausleger 13 ist in der oberen Endposition positioniert). Wenn der Wert des Zylinderhubs größer wird, kontrahiert der Auslegerzylinder 23 stärker und ist in einer Position weiter getrennt vom Zylinderhubende positioniert (Ausleger 13 ist in einer Position in Absenkrichtung positioniert).
Ein Fall, wobei das Abbremsverhältnis 100 [%] beträgt, gibt an, dass sich der Auslegerzylinder 23 mit der maximalen Zylindergeschwindigkeit bewegt. Andererseits gibt ein Fall, wobei das Abbremsverhältnis 0 [%] ist, an, dass der Auslegerzylinder 23 stoppt.
In dem Beispiel, das in 6 erläutert ist, weist der Abbremsabschnitt das Zylinderhubende auf, und der Zylinderhub wird in einem Abschnitt von 0 [mm] bis zu einem ersten Abbremsabstand eingestellt. Zudem weist der Abbremsabschnitt einen ersten Abbremsabschnitt und einen zweiten Abbremsabschnitt auf. Der erste Abbremsabschnitt ist ein Abschnitt, wobei die Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 23 mit einer voreingestellten Abbremsung abgebremst wird (negative Beschleunigung). Der zweite Abbremsabschnitt ist ein Abschnitt, wobei der Auslegerzylinder 23 mit einem konstanten minimalen Abbremsverhältnis (minimale Zylindergeschwindigkeit) zum Zylinderhubende bewegt wird. Der erste Abbremsabschnitt wird auf einen Abschnitt eingestellt, wobei der Zylinderhub von einem zweiten Abbremsabstand bis zum ersten Abbremsabstand reicht. Im ersten Abbremsabschnitt kann eine Vielzahl von Abbremsverhältnissen eingestellt werden. Der zweite Abbremsabschnittwird auf einen Abschnitt eingestellt, wobei der Zylinderhub 0 [mm] bis zum zweiten Abbremsabstand beträgt. Der Wert des Zylinderhubs des ersten Abbremsabstands ist größer als der des zweiten Abbremsabstands.
Die Daten, die die Beziehung zwischen dem Zylinderhub vom Zylinderhubende und dem Abbremsverhältnis, das durch die Einstelleinheit 53 eingestellt wird, die unter Bezugnahme auf 6 beschrieben ist, sind in der Speichereinheit 61 gespeichert. In der folgenden Beschreibung werden die Daten, die Abbremsbedingungen der Zylindergeschwindigkeit angeben, die unter Bezugnahme auf 6 beschrieben ist, entsprechend als begrenzte Geschwindigkeitsdaten bezeichnet. In 6 gibt eine Linie Lr die begrenzten Geschwindigkeitsdaten an. Die begrenzten Geschwindigkeitsdaten Lr, die in 6 erläutert sind, sind bloß ein Beispiel.
Die Steuereinheit 54 gibt das Befehlssignal an das Steuerventil 45B aus, so dass sich der Auslegerzylinder 23, auf der Grundlage des Abbremsabschnitts und des Abbremsverhältnisses, die durch die Einstelleinheit 53 eingestellt werden, in Richtung des Zylinderhubendes bewegt. Die Steuereinheit 54 gibt das Befehlssignal an das Steuerventil 45B auf der Grundlage der Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 23 aus. Die Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 23 basiert auf der Bedienung der Bedienvorrichtung 40 beruht aber im Abbremsabschnitt auf dem Abbremsverhältnis der begrenzten Geschwindigkeitsdaten (begrenzte Geschwindigkeit).
Wie in 6 erläutert, werden die begrenzten Geschwindigkeitsdaten Lr erzeugt, um die Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 23 innerhalb des ersten Abbremsabstands einzuschränken. In 6 geben die Linien Ld1 und Ld2 die Zylindergeschwindigkeiten des Auslegerzylinders 23 an, die auf die Bedienung der Bedienvorrichtung 40 beruhen. Die Linie Ld1 gibt die Zylindergeschwindigkeit davon an, wenn das Bediensignal, das aus dem Drucksensor 46 ausgegeben wird, den maximalen Wert angibt, wenn die Bedienvorrichtung 40 bedient wird. Die Linie Ld2 gibt die Zylindergeschwindigkeit davon an, wenn das Bediensignal, das aus dem Drucksensor 46 ausgegeben wird, den Zwischenwert angibt, der zwischen dem maximalen Wert und dem minimalen Wert davon liegt, wenn die Bedienvorrichtung 40 bedient wird. D.h. die Linie Ld1 gibt die Zylindergeschwindigkeit davon an, wenn sich die Bedienvorrichtung 40 in einem sogenannten Betrieb bei vollen Hebelausschlag befindet. Die Linie Ld2 gibt die Zylindergeschwindigkeit davon an, wenn sich die Bedienvorrichtung 40 in einem Betrieb bei halbem Hebelausschlag befindet.
Wenn die Bedienvorrichtung 40 im Betrieb bei vollen Hebelausschlag befindet, gibt die Steuereinheit 54 ein Befehlssignal Ya1 an das Steuerventil 45B aus. Das Befehlssignal Ya1 wird auf der Grundlage der Bedienung der Bedienvorrichtung 40 bis der Zylinderhub den ersten Abbremsabstand erreicht, ausgegeben. Das Befehlssignal Ya1 wird auf der Grundlage der begrenzten Geschwindigkeitsdaten Lr, wenn der Zylinderhub näher am Hubende statt am ersten Abbremsabstand vorliegt, ausgegeben. Wie vorstehend beschrieben reduziert, wenn das Befehlssignal Ya1 aus der Steuereinheit 54 an das Steuerventil 45B in einem Zustand ausgegeben wird, wobei der Zylinderhub näher am Hubende statt am ersten Abbremsabstand vorliegt, das Steuerventil 45B den hydraulischen Pilotdruck, der durch den Betrieb der Bedienvorrichtung 40 eingestellt wird, auf der Grundlage des Befehlssignals Ya1 aus der Steuereinheit 54. Daher ist das dem Richtungssteuerventil 41 des Auslegerzylinders 23 zugeführte Pilotöl begrenzt. Der hydraulische Pilotdruck, der auf das Richtungssteuerventil 41 wirkt, wird durch das Steuerventil 45B reduziert. Daher ist die Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 23 im Hubvorgang des Auslegers 13 begrenzt. Die Steuereinheit 52 gibt das Befehlssignal an das Steuerventil 45B aus, so dass sich der Auslegerzylinder 23 gemäß dem Abbremsverhältnis (begrenzte Geschwindigkeit) der begrenzten Geschwindigkeitsdaten bewegt. Daher bewegt sich der Auslegerzylinder 23 entlang dem Zylindergeschwindigkeitsprofil, das durch die Linie Ld1 angegeben wird, und der Stoß bei Erreichen des Zylinderhubendes wird reduziert.
Wenn die Bedienvorrichtung 40 im Betrieb mit halbem Hebelausschlag vorliegt, gibt die Steuereinheit 54 ein Befehlssignal Ya2 an das Steuerventil 45B aus. Das Befehlssignal Ya2 wird auf der Grundlage der Bedienung der Bedienvorrichtung 40 ausgegeben, bis der Zylinderhub den ersten Abbremsabstand erreicht. Das Befehlssignal Ya2 wird auf der Grundlage der begrenzten Geschwindigkeitsdaten Lr ausgegeben, wenn der Zylinderhub näher am Hubende statt am ersten Abbremsabstand vorliegt. Wie vorstehend beschrieben reduziert, wenn das Befehlssignal Ya2 aus der Steuereinheit 54 an das Steuerventil 45B in einem Zustand ausgegeben wird, wo der Zylinderhub näher am Hubende statt am ersten Abbremsabstand vorliegt, das Steuerventil 45B den hydraulischen Pilotdruck, der durch den Betrieb der Bedienvorrichtung 40 eingestellt wird, auf der Grundlage des Befehlssignals Ya2 aus der Steuereinheit 54. Daher ist das dem Richtungssteuerventil 41 des Auslegerzylinders 23 zugeführte Pilotöl begrenzt. Der hydraulische Pilotdruck, der auf das Richtungssteuerventil 41 wirkt, wird durch das Steuerventil 45B reduziert. Daher ist die Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 23 im Hubvorgang des Auslegers 13 begrenzt. Die Steuereinheit 52 gibt das Befehlssignal an das Steuerventil 45B aus, so dass sich der Auslegerzylinder 23 gemäß dem Abbremsverhältnis (begrenzte Geschwindigkeit) der begrenzten Geschwindigkeitsdaten bewegt. Daher bewegt sich der Auslegerzylinder 23 entlang dem Zylindergeschwindigkeitsprofil, das durch die Linie Ld1 angegeben wird, und der Stoß bei Erreichen des Zylinderhubendes ist reduziert.
Indes gibt es einen Fall, wobei die Bedienvorrichtung 40 bedient wird, so dass der Ausleger 13 angehoben wird, der Auslegerzylinder 23 (Ausleger 13) gestoppt wird, da der Bedienhebel der Bedienvorrichtung 40 wieder in die Neutralstellung zurückgesetzt wurde, wenn sich der Auslegerzylinder 23 zum Zylinderhubende bewegt hat, und dann die Bedienung der Bedienvorrichtung 40 wieder aufgenommen wird, so dass der Ausleger 13 angehoben wird.
Zum Beispiel bedient, wenn die Arbeitseinheit 1 in die Stellung mit kleiner Schwingung gebracht wird, wie in 2 erläutert, die Bedienperson die Bedienvorrichtung 40, so dass sich der Auslegerzylinder 23 aus dem Zylinderhubende in eine Position nahe am und unmittelbar vor dem ersten Abbremsabstand bewegt. Dann setzt die Bedienperson den Bedienhebel der Bedienvorrichtung 40 in die Neutralstellung zurück, um die Bewegung des Auslegerzylinders 23 vorübergehend zu stoppen. Danach nimmt die Bedienperson die Bedienung der Bedienvorrichtung 40 wieder auf, so dass sich der Auslegerzylinder 23 in die Nähe des Zylinderhubendes bewegt. In einem Fall, wobei der Auslegerzylinder 23, in einem angehaltenen Zustand in einer Position vom Zylinderhubende bis zum ersten Abbremsabstand, die Bewegung durch den Betrieb der Bedienvorrichtung 40 beginnt, beschleunigt sich der Auslegerzylinder 23 in Richtung des Zylinderhubendes auf der Grundlage der Bedienung der Bedienvorrichtung 40. Dann wird das Befehlssignal an das Steuerventil 45 auf der Grundlage des in der Position nahe am Zylinderhubende (zum Beispiel nahe am ersten Abbremsabstand) eingestellten Abbremsverhältnisses ausgegeben. Allerdings ist der Abstand vom Zylinderhubende zum Auslegerzylinder 23, wenn das Befehlssignal ausgegeben wird, kurz, und der Auslegerzylinder 23 befindet sich in Beschleunigung; daher wird die Möglichkeit eines unzureichenden Abbremsens in der Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 23 groß, da die Reduktion durch das Steuerventil 45 des hydraulischen Pilotdruck, die auf die Bedienung der Bedienvorrichtung 40 beruht, nicht rechtzeitig erfolgt. Als Ergebnis erreicht der Auslegerzylinder 23 das Zylinderhubende bei hoher Zylindergeschwindigkeit. Daher wird der Stoß, der beim Erreichen des Zylinderhubendes verursacht wird, stark.
Es könnte den Fall geben, wobei der Auslegerzylinder 23 vorübergehend in einer Position gestoppt wird, in der der Abstand vom Zylinderhubende kurz ist (zum Beispiel eine Position zwischen dem Zylinderhubende und nahe am zweiten Abbremsabstand), wenn die Bedienperson die Bewegung des Auslegers 13 im Hubvorgang vorübergehend unterbricht. D.h. die Bedienperson bedient die Bedienvorrichtung 40, so dass sich der Auslegerzylinder 23 vom Zylinderhubende in eine Position nahe am zweiten Abbremsabstand bewegt. Dann setzt die Bedienperson den Bedienhebel der Bedienvorrichtung 40 wieder in die Neutralstellung zurück, um die Bewegung des Auslegerzylinders 23 zu stoppen. Danach nimmt die Bedienperson die Bedienung der Bedienvorrichtung 40 wieder auf, so dass sich der Auslegerzylinder 23 in Richtung des Zylinderhubendes bewegt. In einem Fall, wobei der Auslegerzylinder 23, in einem angehaltenen Zustand in einer Position zwischen dem Zylinderhubende und nahe am zweiten Abbremsabstand, die Bewegung durch den Betrieb der Bedienvorrichtung 40 startet, versucht der Auslegerzylinder 23, der sich in einem angehaltenen Zustand in einer Stopp-Position zwischen dem Zylinderhubende und dem zweiten Abbremsabstand befindet, in Richtung des Zylinderhubendes auf der Grundlage der Bedienung der Bedienvorrichtung 40 zu beschleunigen. Allerdings gibt im zweiten Abbremsabschnitt die Steuereinheit 50 das Befehlssignal an das Steuerventil 45B auf der Grundlage des Befehls des minimalen Abbremsverhältnisses aus. Daher ist die Zylindergeschwindigkeit niedrig genug, ohne Rücksicht auf die Beschleunigung des Auslegerzylinders 23 aus der Stopp-Position. Auch wenn der hydraulische Pilotdruck durch das Steuerventil 45B nicht reduziert wird, ist die Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 23 beim Erreichen des Zylinderhubendes niedrig. D.h. der Auslegerzylinder 23 bewegt sich unnötig langsam, wenn der durch den Betrieb der Bedienvorrichtung 40 eingestellte hydraulische Pilotdruck durch das Steuerventil 45B reduziert wird, ohne Rücksicht auf den bei Erreichen des Zylinderhubendes verursachten Stoß, der auch ohne eine Herabsetzung des hydraulischen Pilotdrucks durch das Steuerventil 45B reduziert wird.
In der vorliegenden Ausführungsform stellt die Einstelleinheit 53 den Abbremsabschnitt und das Abbremsverhältnis des Auslegers 13 im Abbremsabschnitt auf der Grundlage des Winkels θ13 des Auslegers 13 im angehaltenen Zustand in der Stopp-Position im bewegbaren Bereich des Auslegers 13 und einen im Voraus bestimmten Schwellenwert ein. In der vorliegenden Ausführungsform ändert die Einstelleinheit 53 mindestens einen Teil der unter Bezugnahme auf 6 beschriebenen begrenzten Geschwindigkeitsdaten Lr auf der Grundlage des Zylinderhubs vom Zylinderhubende des Auslegerzylinders 23, der gestoppt hat, und eines im Voraus bestimmten Schwellenwerts.
In der vorliegenden Ausführungsform weist die Änderung in den begrenzten Geschwindigkeitsdaten die Ausweitung des Abbremsabschnitts und/oder den Gewinn des minimalen Abbremsverhältnisses auf.
[Steuerverfahren für Bagger]
Als Nächstes wird ein Steuerverfahren für den Bagger 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit Bezugnahme auf 7 bis 11 beschrieben. 7 ist ein Ablaufdiagramm und erläutert das Steuerverfahren für den Bagger 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 8 und 9 sind Schaubilder und erläutern die Schwellenwerte gemäß dem Zylinderhub der vorliegenden Ausführungsform. 10 und 11 sind Schaubilder und erläutern Beispiele der geänderten begrenzten Geschwindigkeitsdaten. In der folgenden Beschreibung wird die Bedienung durch die Bedienperson zum Kippen des Bedienhebels der Bedienvorrichtung 40, so dass der Ausleger 13 angehoben wird, mit “Bedienvorrichtung 40 wird bedient” bezeichnet, und die Bedienung durch die Bedienperson zum Zurücksetzen des Bedienhebels der Bedienvorrichtung 40 in die Neutralstellung wird mit “Bedienung der Bedienvorrichtung 40 wird gestoppt” bezeichnet. Wenn die Bedienvorrichtung 40 bedient wird, wird der Auslegerzylinder 23 angetrieben und der Ausleger 13 wird angehoben. Wenn die Bedienung der Bedienvorrichtung 40 gestoppt wird, stoppt der Antrieb des Auslegerzylinders 23 und der Hubvorgang des Auslegers 13 wird unterbrochen. Zusätzlich wird das Starten des Antriebs des Auslegerzylinders 23, der sich in einem angehaltenen Zustand befand, mit “Auslegerzylinder 23 hat Bewegung begonnen” bezeichnet.
Der Auslegerstellungsdetektor 16 weist den Zylinderhub des Auslegerzylinders 23 nach. Die Berechnungseinheit 52 nimmt das Nachweissignal aus dem Auslegerstellungsdetektor 16 auf (Schritt S10).
Die Berechnungseinheit 52 berechnet den Zylinderhub des Auslegerzylinders 23 vom Zylinderhubende auf der Grundlage des Nachweissignals aus dem Auslegerstellungsdetektor 16. Ein maximaler Hub des Auslegerzylinders 23 ist bekannt; daher berechnet die Berechnungseinheit 52 den Zylinderhub vom Zylinderhubende auf der Grundlage des Zylinderhubs und des maximalen Hubs, der aus dem Nachweissignal aus dem Auslegerstellungsdetektor 16 abgeleitet wird (Schritt S20).
Die Berechnungseinheit 52 berechnet den Winkel des Auslegers 13 und die Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 23 auf der Grundlage des Nachweissignals aus dem Auslegerstellungsdetektor 16. Die Berechnungseinheit 52 ist in der Lage, auf der Grundlage des Nachweissignals aus dem Auslegerstellungsdetektor 16 zu bestimmen, ob der Ausleger 13 und der Auslegerzylinder 23 im angehaltenen Zustand vorliegen.
Wenn die Bedienperson die Bedienung der Bedienvorrichtung 40 stoppt, stoppen der Ausleger 13 und der Auslegerzylinder 23 in der Stopp-Position im bewegbaren Bereich. Der Drucksensor 46 weist das Bediensignal nach, wenn die Bedienperson die Bedienvorrichtung 40 in einem Zustand bedient, wobei der Auslegerzylinder 23 gestoppt wird. Das durch den Drucksensor 46 detektierte Bediensignal wird durch die Bediensignalerfassungseinheit 51 aufgenommen (Schritt S30).
Die Berechnungseinheit 52 bestimmt auf der Grundlage des durch den Drucksensor 46 detektierten Bediensignals, ob der Auslegerzylinder 23 die Bewegung begonnen hat (Schritt S35). In Schritt S35 bestimmt, wenn bestimmt wird, dass der Auslegerzylinder 23 die Bewegung begonnen hat (Schritt S35: Ja), die Berechnungseinheit 52 einen Zeitpunkt, zu dem das Bediensignal durch den Drucksensor 46 detektiert und dann durch die Bediensignalerfassungseinheit 51 erfasst worden ist, als Zeitpunkt, zu dem der Auslegerzylinder 23 im angehaltenen Zustand die Bewegung begonnen hat. Außerdem bestimmt die Berechnungseinheit 52 eine Position des Auslegerzylinders 23, wobei das Bediensignal durch den Drucksensor 46 ausgegeben und dann durch die Bediensignalerfassungseinheit 51 erfasst worden ist, als Position, wobei das Antreiben des Auslegerzylinders 23 begonnen wurde, d.h. eine Position, wobei die Bewegung begonnen wurde. Mit anderen Worten bestimmt die Berechnungseinheit 52 den Zylinderhub vom Zylinderhubende, wenn das Antreiben des Auslegerzylinders 23 begonnen wurde, d.h., wenn der Auslegerzylinder 23 die Bewegung begonnen hat. Der Zylinderhub zu dem Zeitpunkt, wenn der Auslegerzylinder 23 die Bewegung begonnen hat, wird durch die Berechnungseinheit 52, als Zylinderhub vom Zylinderhubende berechnet, wenn die Bewegung begonnen hat, und wird in der Speichereinheit 61 gespeichert (Schritt S40). In Schritt S35, wenn bestimmt wird, dass der Auslegerzylinder 23 die Bewegung noch nicht begonnen hat (Schritt S35: Nein), geht die Verarbeitung zu Schritt S50 über.
Die Position, wobei die Bewegung beginnt, die durch den Zylinderhub vom Zylinderhubende angegeben wird, wenn die Bewegung beginnt, ist die gleiche wie die Stopp-Position des Auslegerzylinders 23, der sich im angehaltenen Zustand im bewegbaren Bereich befunden hat. Der Zylinderhub vom Zylinderhubende, wenn die Bewegung beginnt, entspricht in einer eins-zu-eins-Beziehung dem Winkel θ13 des Auslegers 13 im angehaltenen Zustand in der Stopp-Position des bewegbaren Bereichs.
Die Einstelleinheit 53 vergleicht den Zylinderhub vom Zylinderhubende, wenn die Bewegung begonnen hat, mit dem im Voraus bestimmten Schwellenwert. Der Schwellenwert gibt einen Schwellenwert des Zylinderhubs vom Zylinderhubende an, wenn die Bewegung beginnt. Schwellenwert-Daten, die den Schwellenwert angeben, werden in der Speichereinheit 61 gespeichert. In der vorliegenden Ausführungsform weist der Schwellenwert einen ersten Schwellenwert und einen zweiten Schwellenwert auf, der kleiner ist als der erste Schwellenwert. Der erste Schwellenwert ist ein Schwellenwert zur Ausweitung des Abbremsabschnitts. Wenn der Zylinderhub gleich oder kleiner ist als der erste Schwellenwert wird der Abbremsabschnitt erweitert. Der zweite Schwellenwert ist ein Schwellenwert zur Erhöhung des minimalen Abbremsverhältnisses. Wenn der Zylinderhub gleich oder kleiner ist als der zweite Schwellenwert, wird das minimale Abbremsverhältnis erhöht.
8 ist ein Schaubild und erläutert erste Schwellenwertdaten, einschließlich des ersten Schwellenwerts. In 8 stellt die horizontale Achse den Zylinderhub vom Zylinderhubende dar, wenn die Bewegung beginnt, und die vertikale Achse stellt der Gewinn dar. Wie in 8 erläutert, wird der erste Schwellenwert des Zylinderhubs vom Zylinderhubende, wenn die Bewegung begonnen hat, als Tabellenwert eingestellt. Der Gewinn ist eine Vergrößerung zur Ausweitung des Abbremsabschnitts. Wenn der Zylinderhub größer ist als der erste Schwellenwert, ist der Gewinn 1. D.h. wenn der Zylinderhub größer ist als der erste Schwellenwert, wird der Abbremsabschnitt weder erweitert noch verringert, und der Abbremsabschnitt der begrenzten Geschwindigkeitsdaten wird beibehalten. Wenn andererseits der Zylinderhub gleich oder kleiner ist als der erste Schwellenwert, ist der Gewinn größer als 1. In der vorliegenden Ausführungsform erhöht sich der Gewinn nach und nach von 1 in einem ersten vorbestimmten Bereich, in dem der Zylinderhub vom Zylinderhubende, wenn die Bewegung begonnen hat, den ersten Schwellenwert aufweist, wobei der erste vorbestimmte Bereich kleiner ist als der erste Schwellenwert. Zudem kann der Gewinn auf einen willkürlichen Wert in einem zweiten vorbestimmte Bereich eingestellt werden, in dem der Zylinderhub vom Zylinderhubende, wenn die Bewegung begonnen hat, 0 [mm] einschließt, wobei der zweite vorbestimmte Bereich größer ist als 0 [mm]. Die Abweichung kann statt des Gewinns bereitgestellt werden. Wenn der Zylinderhub gleich oder kleiner ist als der erste Schwellenwert, wird der Abbremsabschnitt der begrenzten Geschwindigkeitsdaten gemäß dem Gewinn erweitert.
9 ist ein Schaubild und erläutert zweite Schwellenwertdaten, einschließlich des zweiten Schwellenwerts. In 9 stellt die horizontale Achse den Zylinderhub vom Zylinderhubende dar, wenn die Bewegung beginnt, und die vertikale Achse stellt den Versatzbetrag des minimalen Abbremsverhältnisses dar. Wie in 9 erläutert, wird der zweite Schwellenwert des Zylinderhubs vom Zylinderhubende, wenn die Bewegung begonnen hat, als Tabellenwert eingestellt. Der Versatzbetrag ist der erhöhte Betrag, um den das minimale Abbremsverhältnis erhöht wird. Wenn der Zylinderhub größer ist als der zweite Schwellenwert, ist der Versatzbetrag 0. D.h. wenn der Zylinderhub größer ist als der zweite Schwellenwert, wird das minimale Abbremsverhältnis weder erhöht noch reduziert, und das minimale Abbremsverhältnis der begrenzten Geschwindigkeitsdaten wird aufrechterhalten. Wenn andererseits der Zylinderhub gleich oder kleiner ist als der zweite Schwellenwert, wird der Versatzbetrag größer als 0. In der vorliegenden Ausführungsform nimmt der Versatzbetrag nach und nach von 0 in einem dritten vorbestimmten Bereich zu, in dem der Zylinderhub vom Zylinderhubende, wenn die Bewegung begonnen hat, den zweiten Schwellenwert aufweist, wobei der dritte vorbestimmte Bereich kleiner ist als der zweite Schwellenwert. Zudem kann der Versatzbetrag auf einen willkürlichen Wert in einem vierten vorbestimmten Bereich eingestellt werden, in dem der Zylinderhub vom Zylinderhubende, wenn die Bewegung begonnen hat, 0 [mm] einschließt, wobei der vierte vorbestimmte Bereich größer ist als 0 [mm]. Wenn der Zylinderhub gleich oder kleiner ist als der zweite Schwellenwert, wird das minimale Abbremsverhältnis der begrenzten Geschwindigkeitsdaten gemäß dem Versatzbetrag erhöht.
Wird nun wieder auf 7 Bezug genommen, so bestimmt die Einstelleinheit 53, ob der Zylinderhub vom Zylinderhubende, wenn die Bewegung beginnt, gleich oder kleiner ist als der erste Schwellenwert (Schritt S50).
In Schritt S50 werden, wenn bestimmt wird, dass der Zylinderhub vom Zylinderhubende, wenn die Bewegung begonnen hat, größer ist als der erste Schwellenwert (Schritt S50: Nein), die begrenzten Geschwindigkeitsdaten nicht geändert (Schritt S70).
Die Steuereinheit 54 gibt ein Steuersignal an das Steuerventil 45B aus, so dass die Bewegung des Auslegerzylinders 23 nicht begrenzt ist und sich der Auslegerzylinder 23 gemäß den begrenzten Geschwindigkeitsdaten bewegt (Schritt S100). Zum Beispiel bewegt sich der Auslegerzylinder 23, wie durch einen Pfeil Ya2 in 6 erläutert.
In Schritt S50, wenn bestimmt wird, dass der Zylinderhub vom Zylinderhubende, wenn die Bewegung begonnen hat, gleich oder kleiner ist als der erste Schwellenwert (Schritt S50: Ja), erweitert die Einstelleinheit 53 den Abbremsabschnitt der begrenzten Geschwindigkeitsdaten (Schritt S55). Die Einstelleinheit 53 erweitert den Abbremsabschnitt der begrenzten Geschwindigkeitsdaten gemäß dem mit Bezugnahme auf 8 beschriebenen Gewinn.
Die Einstelleinheit 53 bestimmt, ob der Zylinderhub vom Zylinderhubende, wenn die Bewegung beginnt, gleich oder kleiner ist als der zweite Schwellenwert (Schritt S60).
In Schritt S30 gibt, wenn bestimmt wird, dass der Zylinderhub vom Zylinderhubende, wenn die Bewegung begonnen hat, größer ist als der zweite Schwellenwert (Schritt S60: Nein), d.h. wenn bestimmt wird, dass der Zylinderhub vom Zylinderhubende, wenn die Bewegung begonnen hat, größer ist als der zweite Schwellenwert und gleich oder kleiner ist als der erste Schwellenwert, die Steuereinheit 54 das Steuersignal an das Steuerventil 45B aus (Schritt S100).
10(A) gibt die begrenzten Geschwindigkeitsdaten des erweiterten Abbremsabschnitts an, und 10(B) ist eine Zeittafel davon, wann der Abbremsabschnitt erweitert wird. 10(A) erläutert ein Beispiel, wobei der Zylinderhub vom Zylinderhubende, wenn die Bewegung begonnen hat (Position der Ausgangsbewegung), länger ist als der erste Abbremsabstand. Die Position, wobei die Bewegung begonnen hat, ist die gleiche wie die Stopp-Position. Wie in 10(A) erläutert, werden, wenn der Zylinderhub vom Zylinderhubende, wenn die Bewegung beginnt, gleich oder kleiner ist als der erste Schwellenwert, die begrenzten Geschwindigkeitsdaten Lr1 mit dem erweiterten Abbremsabschnitt bezüglich des Abbremsabschnitts der begrenzten Geschwindigkeitsdaten Lr eingestellt.
Wie vorstehend beschrieben, weist der Abbremsabschnitt der begrenzten Geschwindigkeitsdaten Lr den ersten Abbremsabschnitt und den zweiten Abbremsabschnitt auf. Der erste Abbremsabschnitt ist ein Abschnitt, wobei der Auslegerzylinder 23 mit der voreingestellten Abbremsung abgebremst wird. Der zweite Abbremsabschnitt ist ein Abschnitt, wobei der Auslegerzylinder 23 mit dem konstanten minimalen Abbremsverhältnis zum Zylinderhubende bewegt wird. Die Einstelleinheit 53 erweitert den Abbremsabschnitt durch Erweitern des erste Abbremsabschnitts und des zweiten Abbremsabschnitts.
In der vorliegenden Ausführungsform weisen die begrenzten Geschwindigkeitsdaten Lr einen Knickpunkt P1, einen Endpunkt P2 und eine gerade Linie auf, die den Knickpunkt P1 und den Endpunkt P2 verbindet. Die Einstelleinheit 53 multipliziert jeden der Werte der Zylinderhübe des Knickpunkts P1 bzw. des Endpunkts P2 mit dem Gewinn und definiert einen Knickpunkt P1a bzw. einen Endpunkt P2a. Zudem stellt die Einstelleinheit 53 die begrenzten Geschwindigkeitsdaten Lr1 durch Verbinden des Knickpunkts P1a und des Endpunkts P2a mit einer geraden Linie ein.
Die Steuereinheit 54 gibt das Befehlssignal an das Steuerventil 45B aus, so dass sich der Auslegerzylinder 23 gemäß den begrenzten Geschwindigkeitsdaten Lr1 mit dem erweiterten Abbremsabschnitt bewegt (Schritt S100).
In 10(A) gibt eine Linie Ld3 die Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 23 an, die auf der Bedienung der Bedienvorrichtung 40 beruht. In dem in 10(A) erläuterten Beispiel gibt die Steuereinheit 54 das Befehlssignal an das Steuerventil 45B gemäß dem Abbremsverhältnis der begrenzten Geschwindigkeitsdaten aus. Das Steuerventil 45B wird betätigt, um die Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 23 im Hubvorgang des Auslegers 13 auf der Grundlage des Befehlssignals aus der Steuereinheit 54 zu begrenzen. In der vorliegenden Ausführungsform ist der erste Abbremsabschnitt verschoben, so dass er vom Zylinderhubende getrennt ist, und der Zeitpunkt, bei dem der Auslegerzylinder 23 das Abbremsen auf der Grundlage des Befehlssignals aus der Steuereinheit 54 beginnt, wird vorgezogen. Daher wird die Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 23 ausreichend abgebremst. Demnach bewegt sich der Auslegerzylinder 23 entlang dem Zylindergeschwindigkeitsprofil, das durch die Linie Ld3 in 10(A) angegeben wird und erreicht das Hubende zn einem Zeitpunkt T4, der in 10(B) erläutert ist. Zudem wird der Stoß, der beim Erreichen des Zylinderhubendes verursacht wird, reduziert.
Eine gepunktete Linie Ld3′ in 10(A) gibt ein Zylindergeschwindigkeitsprofil gemäß einen Vergleichsbeispiel an, und eine gepunktete Linie in 10(B) gibt eine Zeittafel gemäß dem Vergleichsbeispiel an. In dem Vergleichsbeispiel ist der Abbremsabschnitt nicht erweitert, der Auslegerzylinder 23 stoppt nicht zum Zeitpunkt T4, und der Stoß, der beim Erreichen des Zylinderhubendes verursacht wird, ist nicht reduziert.
Wird nun wieder auf 7 Bezug genommen, so erhöht in Schritt S60, wenn bestimmt wird, dass der Zylinderhub vom Zylinderhubende, wenn die Bewegung begonnen hat, gleich oder kleiner ist als der zweite Schwellenwert (Schritt S60: Ja), die Einstelleinheit 53 das minimale Abbremsverhältnis (Schritt S90). Die Einstelleinheit 53 erhöht das minimale Abbremsverhältnis der begrenzten Geschwindigkeitsdaten gemäß dem Versatzbetrag, der unter Bezugnahme auf 9 beschrieben ist.
11(A) gibt die begrenzten Geschwindigkeitsdaten des erhöhten minimalen Abbremsverhältnisses an, und 11(B) ist eine Zeittafel davon, wann der das minimale Abbremsverhältnis erhöht wird. 11(A) erläutert ein Beispiel, wobei der Zylinderhub vom Zylinderhubende, wenn die Bewegung begonnen hat (Position der Ausgangsbewegung) im Wesentlichen der gleiche ist wie der zweite Abbremsabstand. Wie in 11(A) erläutert, werden, wenn der Zylinderhub vom Zylinderhubende, wenn die Bewegung beginnt, gleich oder kleiner ist als der zweite Schwellenwert, die begrenzten Geschwindigkeitsdaten Lr2, wobei das minimale Abbremsverhältnis zusätzlich um einen vorbestimmten Betrag verschoben ist, bezüglich des minimalen Abbremsverhältnisses der begrenzten Geschwindigkeitsdaten Lr eingestellt.
Die Steuereinheit 54 gibt das Befehlssignal an das Steuerventil 54 aus, so dass sich der Auslegerzylinder 23 gemäß den begrenzten Geschwindigkeitsdaten Lr2 mit dem erhöhten minimalen Abbremsverhältnis bewegt (Schritt S100).
In 11(A) gibt eine Linie Ld4 die Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 23 an, die auf der Bedienung der Bedienvorrichtung 40 beruht. In dem Beispiel von 11(A) beginnt sich der Auslegerzylinder 23 auf der Grundlage der Bedienung der Bedienvorrichtung 40 aus der Position zu bewegen, wo der Zylinderhub die Bewegung beginnt. Zum Beispiel ändert sich die Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 23, die auf der Bedienung der Bedienvorrichtung 40 beruht, wie durch die Linie Ld4 in 11(A) erläutert. Der Auslegerzylinder 23 beschleunigt in einem angehaltenen Zustand in der Stopp-Position in einem vorbestimmten Abstand vom Zylinderhubende in Richtung des Zylinderhubendes auf der Grundlage der Bedienung der Bedienvorrichtung 40. Ferner erhöht sich die Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 23, die auf der Bedienung der Bedienvorrichtung 40 beruht, von dem Abbremsverhältnis des zweiten Abbremsabschnitts in einer Position Pd4 sehr nahe am Zylinderhubende. Daher wird der Zylinderhub 23 durch den Betrieb der Bedienvorrichtung 40 beschleunigt. Der Auslegerzylinder 23 bewegt sich entlang dem Zylindergeschwindigkeitsprofil, das durch die Linie Ld4 in 11(A) angegeben ist. Die Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 23 ist nicht sehr stark begrenzt, und somit bewegt sich der Auslegerzylinder 23 nicht unnötig langsam.
Eine gepunktete Linie Ld4′ in 11(A) gibt ein Zylindergeschwindigkeitsprofil gemäß einem Vergleichsbeispiel an, und eine gepunktete Linie in 11(B) gibt eine Zeittafel gemäß dem Vergleichsbeispiel an. In dem Vergleichsbeispiel ist das minimale Abbremsverhältnis nicht erhöht, und somit bewegt sich der Auslegerzylinder 23 unnötig langsam.
In der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn die Steuereinheit 54 das Steuersignal an das Steuerventil 45B ausgibt, ein begrenzter Wert der Zylindergeschwindigkeit auf der Grundlage der maximalen Zylindergeschwindigkeit und des aus den begrenzten Geschwindigkeitsdaten erhaltenen Abbremsverhältnisses bestimmt. Tabellenwerte, die die Beziehung zwischen dem Spulenhub des Richtungssteuerventils 41 und der Zylindergeschwindigkeit angeben, sind in der Speichereinheit 61 gespeichert. Die Steuereinheit 54 berechnet einen begrenzten Wert des Spulenhubs auf der Grundlage solcher Tabellenwerte und der bestimmten Zylindergeschwindigkeit. Zusätzlich sind Tabellenwerte, die die Beziehung zwischen dem Spulenhub und dem Druck des Ölkanals 44 (PPC-Druck), wo das Pilotöl fließt, angeben, in der Speichereinheit 61 gespeichert. Die Steuereinheit 54 berechnet einen begrenzten Wert des PPC-Drucks auf der Grundlage solcher Tabellenwerte und des berechneten Spulenhubs. Außerdem ist der Tabellenwert, der die Beziehung zwischen dem PPC-Druck und dem Strom, der dem Steuerventil 45 zugeführt wird, angibt, um einen solchen PPC-Druck einzustellen, in der Speichereinheit 61 gespeichert. Die Steuereinheit 54 berechnet einen begrenzten Wert des Stroms auf der Grundlage eines solchen Tabellenwerts und berechneten PPC-Drucks. Diese Tabellenwerte sind bekannte Daten, die sich aus Experimenten oder einer Simulation ableiten, die im Voraus durchgeführt werden. Die Steuereinheit 54 gibt den Strom als Befehlssignal an das Steuerventil 45 aus. Dann wird das Richtungssteuerventil 41 angetrieben, so dass sich der Auslegerzylinder 23 mit der bestimmten Zylindergeschwindigkeit bewegt.
In diesen Zeittafeln gibt die Hebelflag den Zeitpunkt an, bei dem die Bedienvorrichtung 40 in der Bediensignalerfassungseinheit 51 auf der Grundlage des Nachweises des Drucksensors 46 betrieben wurde. Wenn die Bedienvorrichtung 40 bedient wird, wird ein Bediensignal (Flagsignal) aus einer Bediensignalausgabeeinheit 49 ausgegeben. Wenn andererseits die Bedienung der Bedienvorrichtung 40 gestoppt wird, wird die Hebelflag nicht ausgegeben. Die Zylindergeschwindigkeit ist eine Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 23, die durch den Auslegerstellungsdetektor 16 detektiert wird. Der Zylinderhub ist der Abstand vom Zylinderhubende zum Auslegerzylinder 23. Das Abbremsverhältnis ist die begrenzte Geschwindigkeit (Zielgeschwindigkeit) der Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 23, die die maximale Zylindergeschwindigkeit als Referenz heranzieht. Der Zylinderhub ist, wenn die Bewegung beginnt, der Abstand vom Zylinderhubende zum Auslegerzylinder 23, wenn sich der Auslegerzylinder 23 im angehaltenen Zustand zu bewegen beginnt. Der Gewinn ist eine Vergrößerung zur Ausweitung des Abbremsabschnitts. Der Versatzbetrag ist die erhöhte Menge des minimalen Abbremsverhältnisses.
Die Bedienvorrichtung 40 wird zum Zeitpunkt T1 bedient. Der Betrieb der Bedienvorrichtung 40 wird zum Zeitpunkt T2 gestoppt. Der Betrieb der Bedienvorrichtung 40 wird zum Zeitpunkt T3 wiederaufgenommen. In einem Fall, wobei die Bedienvorrichtung 40 zum Zeitpunkt T1 bedient wird, stoppt der Auslegerzylinder 23, wenn die Zylindergeschwindigkeit 0 [mm/s] ist.
Der Zylinderhub verkürzt sich schrittweise vom Zylinderhubende durch Bedienen der Bedienvorrichtung 40 und Antreiben des Auslegerzylinders 23.
Der Zeitpunkt T1, wobei das Bediensignal aus der Bediensignalausgabeeinheit 49 ausgegeben wurde, ist dann, wenn der Auslegerzylinder 23 sich zu bewegen beginnt. Der Zylinderhub des Zeitpunkts T1 wird als Zylinderhub vom Zylinderhubende bestimmt, wenn die Bewegung begonnen hat, und wird in der Speichereinheit 61 gespeichert. In dem Beispiel, das in 10 erläutert ist, ist der Zylinderhub vom Zylinderhubende, wenn die Bewegung begonnen hat (Zeitpunkt T3), ein Wert nahe am ersten Schwellenwert. In dem Beispiel, das in 11 erläutert ist, ist der Zylinderhub vom Zylinderhubende, wenn die Bewegung begonnen hat, ein Wert nahe am zweiten Schwellenwert.
In dem Beispiel, das in 10 erläutert ist, wird die Position, wobei die Bewegung begonnen hat, die der Zylinderhub vom Zylinderhubende, wenn die Bewegung begonnen hat (Zeitpunkt T3), ist, mit dem ersten Schwellenwert und dem zweiten Schwellenwert verglichen. In dem Beispiel, das in 10 erläutert ist, ist die Position, wobei die Bewegung begonnen hat, geringer als der erste Schwellenwert. Daher wird der Gewinn auf einen Wert von größer als 1 eingestellt. Die Position, wobei die Bewegung begonnen hat, ist größer als der zweite Schwellenwert. Daher wird kein Versatzbetrag eingestellt.
In 10 gibt das Abbremsverhältnis, das durch eine gepunktete Linie Da angegeben wird, das Abbremsverhältnis davon an, wenn der Abbremsabschnitt und das minimale Abbremsverhältnis nicht geändert werden (Abbremsverhältnis auf der Grundlage einer Abbremstabelle Lr), ohne Rücksicht auf den Zylinderhub vom Zylinderhubende, wenn die Bewegung beginnt. Das Abbremsverhältnis, das durch eine durchgezogene Linie Sa angegeben wird, gibt das Abbremsverhältnis davon, wann der Abbremsabschnitt erweitert ist. Durch Erweitern des Abbremsabschnitts, wie durch die durchgezogene Linie Sa angegeben (auf der Grundlage das Abbremstabelle Lr1), wird der Zeitpunkt des Abbremsens bezüglich des Abbremsverhältnisses, in dem der Abbremsabschnitt nicht geändert ist, vorgezogen. Zudem wird die Zylindergeschwindigkeit zum Zeitpunkt T4 auf Pd eingestellt, und das Abbremsen durch die Abbremstabelle Lr1 beginnt.
In 11 werden der erste Schwellenwert und der zweite Schwellenwert eingestellt, und der Zylinderhub vom Zylinderhubende, wenn die Bewegung begonnen hat (Zeitpunkt T3) (Position der Anfangsbewegung), wird mit dem ersten Schwellenwert und dem zweiten Schwellenwert verglichen. In dem Beispiel, das in 11 erläutert ist, ist die Position, wobei die Bewegung begonnen hat, geringer als der erste Schwellenwert und der zweiten Schwellenwert. Der variable Gewinn wird auf einen Wert von größer als 1 eingestellt, und somit wird die Position der Anfangsbewegung kleiner als der zweite Schwellenwert zum Zeitpunkt T3. Daher wird der Versatz auf den vorbestimmten Betrag eingestellt.
In 11 gibt das Abbremsverhältnis, das durch eine gepunktete Linie Da angegeben ist, das Abbremsverhältnis dann an, wenn der Abbremsabschnitt und das minimale Abbremsverhältnis nicht geändert werden, ohne Rücksicht auf den Zylinderhub vom Zylinderhubende, wenn die Bewegung beginnt. Das Abbremsverhältnis, das durch eine durchgezogene Linie Sa angegeben ist, gibt das Abbremsverhältnis dann an, wenn der Abbremsabschnitt erweitert und das minimale Abbremsverhältnis erhöht wird.
Durch Erweitern der Abbremsabschnitt und Erhöhen des Abbremsverhältnisses, wie durch die durchgezogene Linie Sa angegeben, wird der Zeitpunkt des Abbremsens vorgezogen, und die übermäßige Reduktion im Abbremsverhältnis dann, wenn die Bewegung neu begonnen wird (Zeitpunkt T3), wird unterdrückt.
[Wirkung]
Wie vorstehend beschrieben, werden gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Abbremsabschnitt einschließlich der oberen Endposition des bewegbaren Bereichs (Zylinderhubende) und das Abbremsverhältnis des Auslegers 13 im Abbremsabschnitt auf der Grundlage des Winkels θ13 (Zylinder hub) im angehaltenen Zustand in der Stopp-Position im bewegbaren Bereich des Auslegers 13 (Auslegerzylinder 23) und eines im Voraus bestimmten Schwellenwerts eingestellt. Das Befehlssignal wird auf der Grundlage eines solchen Abbremsabschnitts und Abbremsverhältnisses an das Steuerventil 45B ausgegeben, so dass sich der Ausleger 13 (Auslegerzylinder 23) aus der Stopp-Position in die obere Endposition (Zylinderhubende) bewegt. Der Stoß, der verursacht wird, wenn der Ausleger 13 die obere Endposition erreicht, wird reduziert, und die übermäßig langsame Bewegung des Auslegers 13 wird unterdrückt. Daher wird die Reduktion in der Arbeitsleistung des Baggers 100 unterdrückt.
In der vorliegenden Ausführungsform, wie durch die Linie Ld3 in 10 und die Linie Ld4 in 11 erläutert, weist der bewegbare Bereich des Auslegerzylinders 23 zwischen dem Zylinderhub (Stopp-Position) vom Zylinderhubende, wenn die Bewegung beginnt, und dem Zylinderhubende (Endposition) einen Beschleunigungsabschnitt und den Abbremsabschnitt auf. Der Beschleunigungsabschnitt weist den Zylinderhub vom Zylinderhubende, wenn die Bewegung beginnt, auf, und der Auslegerzylinder 23 bewegt sich, während der Beschleunigungsabschnitt mindestens teilweise beschleunigt wird, auf der Grundlage der Bedienung der Bedienvorrichtung 40. Der Abbremsabschnitt weist das Zylinderhubende auf, und der Auslegerzylinder 23 bewegt sich während des Abbremsens auf der Grundlage des durch die Steuereinheit 54 im Abbremsabschnitt ausgegebenen Befehlssignals. Im Beschleunigungsabschnitt arbeitet der Auslegerzylinder 23 (Ausleger 13) auf der Grundlage der Bedienung der Bedienvorrichtung 40, und daher wird das unnötige Abbremsen in die Zylindergeschwindigkeit des Auslegerzylinders 23 (Bewegungsgeschwindigkeit des Auslegers 13) unterdrückt. Daher wird die Reduktion in der Arbeitsleistung unterdrückt. Andererseits bremst der Auslegerzylinder 23 (Ausleger 13) im Abbremsabschnitt auf der Grundlage der Steuerung durch den Steuereinheit 54 ab, und daher wird der Stoß, der verursacht wird, wenn der Auslegerzylinder 23 das Zylinderhubende erreicht und der Ausleger 13 die obere Endposition erreicht, reduziert.
Zusätzlich wird in der vorliegenden Ausführungsform, wenn der Zylinderhub des Auslegerzylinders 23 (Winkel θ13 des Auslegers 13) in einem angehaltenen Zustand gleich oder kleiner ist als der erste Schwellenwert, der Abbremsabschnitt erweitert. Daher ist sogar in einen Fall, wobei der Auslegerzylinder 23 die Bewegung aus dem angehaltenen Zustand neu beginnt, der Stoß, der verursacht wird, wenn der Auslegerzylinder 23 das Zylinderhubende erreicht und der Ausleger 13 die obere Endposition erreicht, reduziert.
Außerdem weist in der vorliegenden Ausführungsform der Abbremsabschnitt den ersten Abbremsabschnitt und den zweiten Abbremsabschnitt auf. Der erste Abbremsabschnitt ist ein Abschnitt, wobei der Auslegerzylinder 23 bei der voreingestellten Abbremsung abgebremst wird. Der zweite Abbremsabschnitt ist ein Abschnitt, wobei der Auslegerzylinder 23 mit dem konstanten minimalen Abbremsverhältnis zum Zylinderhubende (oberen Endposition) bewegt wird. Die Einstelleinheit 53 erweitert den Abbremsabschnitt durch Erweitern des zweiten Abbremsabschnitts ohne Ändern des ersten Abbremsabschnitts. Demnach ist es möglich, den Stoß dadurch zu reduzieren, dass das Abbremsen immer konstant vorgenommen wird, wenn der Auslegerzylinder 23 (Ausleger 13) abgebremst wird.
Außerdem ist in der vorliegenden Ausführungsform, wenn der Zylinderhub des Auslegerzylinders 23 (Winkel θ13 des Auslegers 13) im angehaltenen Zustand gleich oder kleiner ist als der zweite Schwellenwert, der kleiner ist als der erste Schwellenwert, das minimale Abbremsverhältnis erhöht. Daher sind in der Nähe des Zylinderhubendes (obere Endposition) die unnötig langsame Bewegung des Auslegerzylinders 23 (Ausleger 13) und somit die Reduktion in der Arbeitsleistung unterdrückt.
In der oben beschriebenen Ausführungsform war die Arbeitsmaschine 100 der Bagger 100. Allerdings können die Steuervorrichtung 50 und das Steuerverfahren, die in der obigen Ausführungsform beschrieben sind, auf jede Arbeitsmaschine, die anders ist als der Bagger 100, die eine Arbeitseinheit aufweist, angewendet werden.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wurde die Bewegungsgeschwindigkeit des Auslegers 13 in der Nähe der oberen Endposition begrenzt, wenn der Ausleger 13 angehoben wurde. Allerdings kann die Bewegungsgeschwindigkeit des Auslegers 13 in der Nähe der unteren Endposition begrenzt werden, wenn der Ausleger 13 abgesenkt wird, oder die Bewegungsgeschwindigkeit des Arms kann in der Nähe des Hubendes kann begrenzt werden.
Der in der obigen Ausführungsform beschriebene Bagger 100 ist nicht auf den rückwärts schwingenden Bagger vom Typ mit kleinem Schwingradius beschränkt. Bezugszeichenliste
Bezugszeichenliste

1: Arbeitseinheit
2: Oberer Schwenkkörper
3: Unterer Fahrkörper
4: Schwenkbasis
5: Gegengewicht
6: Geräteraum
7: Motorraum
8: Fahrerhaus
9: Gleiskette
10: Detektiervorrichtung
11: Löffel
12: Arm
13: Ausleger
14: Löffelstellungsdetektor
15: Armstellungsdetektor
16: Auslegerstellungsdetektor
20: Hydraulikzylinder
20A: Fahrerhausseitige Ölkammer
20B: Stangenseitige Ölkammer
21: Löffelzylinder
22: Armzylinder
23: Auslegerzylinder
40: Bedienvorrichtung
41: Richtungssteuerventil
42: Hydraulische Hauptpumpe
43: Hydraulische Pilotpumpe
44A, 44B, 44C: Ölkanal
45A, 45B, 45C: Steuerventil
46A, 46B: Drucksensor
47A, 47B: Ölkanal
48: Wechselventil
50: Steuervorrichtung
51: Bediensignalerfassungseinheit
52: Berechnungseinheit
53: Einstelleinheit
54: Steuereinheit
61: Speichereinheit
62: Eingabe/Ausgabe-Einheit
100: Bagger (Arbeitsmaschine)
200: Steuersystem
300: Hydrauliksystem
AX1: Rotationsachse
AX2: Rotationsachse
AX3: Rotationsachse
RX: Schwenkachse
θ11: Winkel
θ12: Winkel
θ13: Winkel

Claims

Arbeitsmaschine, die folgendes aufweist: einen hydraulischen Zylinder der eine Arbeitseinheit in einem bewegbaren Bereich antreibt; eine Detektiervorrichtung, die eine Stellung der Arbeitseinheit detektiert; eine Bediensignaldetektiereinheit, die ein Bediensignal detektiert, wenn die Arbeitseinheit bedient wird; ein Steuerventil, das in der Lage ist, eine Menge eines dem hydraulischen Zylinder zugeführten Arbeitsöls einzustellen; eine Berechnungseinheit, die auf der Grundlage des durch die Bediensignaldetektiereinheit detektierten Bediensignals bestimmt, ob die Arbeitseinheit in einer Stopp-Position im bewegbaren Bereich die Bewegung begonnen hat; eine Einstelleinheit, die einen Abbremsabschnitt einschließlich einer Endposition des bewegbaren Bereichs und ein Abbremsverhältnis der Arbeitseinheit in dem Abbremsabschnitt, auf der Grundlage der Stellung der Arbeitseinheit in einem in der Stopp-Position angehaltenen Zustand und eines im Voraus bestimmten Schwellenwerts einstellt; und eine Steuereinheit, die auf der Grundlage des Abbremsabschnitts und des Abbremsverhältnisses ein Befehlssignal an das Steuerventil so ausgibt, dass sich die Arbeitseinheit aus der Stopp-Position in die Endposition bewegt.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, die eine Bedienvorrichtung aufweist, die den hydraulischen Zylinder bedient, wobei der bewegbare Bereich zwischen der Stopp-Position und der Endposition folgendes aufweist: einen Abschnitt, der die Stopp-Position aufweist, und wobei sich die Arbeitseinheit auf der Grundlage der Bedienung der Bedienvorrichtung bewegt; und den Abbremsabschnitt, der die Endposition aufweist, und wobei sich die Arbeitseinheit auf der Grundlage des von der Steuereinheit ausgegebenen Befehlssignals bewegt.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Stellung der Arbeitseinheit einen Winkel der Arbeitseinheit aufweist, der Schwellenwert einen ersten Schwellenwert aufweist, und die Einstelleinheit den Abbremsabschnitt erweitert, wenn der Winkel der Arbeitseinheit im angehaltenen Zustand gleich oder kleiner ist als der erste Schwellenwert.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 3, wobei der Abbremsabschnitt einen ersten Abbremsabschnitt, wobei die Arbeitseinheit mit einer vorbestimmten Abbremsung abgebremst wird, und ein zweiten Abbremsabschnitt, wobei die Arbeitseinheit mit einem konstanten minimalen Abbremsverhältnis in die Endposition bewegt wird, aufweist, und die Einstelleinheit den Abbremsabschnitt durch Erweitern des zweiten Abbremsabschnitts ohne Änderung des ersten Abbremsabschnitts erweitert.
Arbeitsmaschine nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Schwellenwert einen zweiten Schwellenwert, der kleiner ist als der erste Schwellenwert, aufweist, und die Einstelleinheit das minimale Abbremsverhältnis erhöht, wenn der Winkel der Arbeitseinheit im angehaltenen Zustand gleich oder kleiner ist als der zweite Schwellenwert.
Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Endposition eine obere Endposition ist, wenn die Arbeitseinheit angehoben wird.
Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die ein rückwärts schwingender Bagger vom Typ mit kleinem Schwingradius ist, der einen unteren Fahrkörper und einen oberen Schwenkkörper aufweist, wobei ein in einem hinteren Teil des oberen Schwenkkörpers angeordnetes Gegengewicht in einer vorbestimmten mit einem Schwingradius des oberen Schwenkkörpers zusammenhängenden Dimension definiert ist.
Steuerverfahren für eine Arbeitsmaschine, das folgendes aufweist: Detektieren einer Stellung einer durch einen hydraulischen Zylinder in einem bewegbaren Bereich angetriebenen Arbeitseinheit; Bestimmen, ob die Arbeitseinheit in einer Stopp-Position des bewegbaren Bereichs die Bewegung auf der Grundlage eines Betriebs der Arbeitseinheit begonnen hat; Einstellen eines Abbremsabschnitts einschließlich einer Endposition des bewegbaren Bereichs und eines Abbremsverhältnisses der Arbeitseinheit in dem Abbremsabschnitt auf der Grundlage der Stellung der Arbeitseinheit in einem in der Stopp-Position angehaltenen Zustand und eines im Voraus bestimmten Schwellenwerts; und Ausgeben eines Befehlssignals an ein Steuerventil, das in der Lage ist, eine Menge eines dem hydraulischen Zylinder zugeführten Arbeitsöls auf der Grundlage des Abbremsabschnitts und des Abbremsverhältnisses so einzustellen, dass sich die Arbeitseinheit aus der Stopp-Position in die Endposition bewegt.