DE112016000011B4

DE112016000011B4 - Arbeitsmaschinensteuervorrichtung, Arbeitsmaschine und Arbeitsmaschinensteuerverfahren

Info

Publication number: DE112016000011B4
Application number: DE112016000011.1T
Authority: DE
Inventors: Toru Matsuyama; Masashi Ichihara
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2016-02-29
Filing date: 2016-02-29
Publication date: 2020-10-01
Anticipated expiration: 2036-03-01
Also published as: US20170247861A1; KR101838120B1; US10156061B2; KR20170102416A; CN107306500B; WO2016111384A1; CN107306500A; JPWO2016111384A1; DE112016000011T5; JP6209276B2

Abstract

Arbeitsmaschinensteuervorrichtung (25), die konfiguriert ist, eine Zwischensteuerung zum Steuern einer Bewegungsgeschwindigkeit einer Arbeitseinheit (2) einer Arbeitsmaschine (100) basierend auf einem Abstand zwischen der Arbeitseinheit (2) und einem Zielgrabgelände (431) auszuführen, wobei die Arbeitsmaschinensteuervorrichtung (26) eine Steuereinheit (26CNT) aufweist, die konfiguriert ist, zu bestimmen, ob die Arbeitseinheit (2) in einem Bereich positioniert ist, aus dem das Zielgrabgelände (43I) heraustritt, und konfiguriert ist, von der Zwischensteuerung zu einer Steuerung der Arbeitseinheit (2) auf der Grundlage eines Bedienbefehls von einer Bedienvorrichtung (25) umzuschalten, wenn bestimmt wird, dass die Arbeitseinheit (2) in dem Bereich positioniert ist, und konfiguriert ist, zu bestimmen, ob die Bewegungsgeschwindigkeit zu einem Zeitpunkt des Umschaltens ein Schwellenwert ist oder darüber liegt, und konfiguriert ist, die Bewegungsgeschwindigkeit so zu ändern, dass eine Abnahmerate der Bewegungsgeschwindigkeit auf eine Abnahmerate für einen Fall, in dem die Bewegungsgeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Umschaltens der Schwellenwert ist, oder, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Umschaltens der Schwellenwert ist oder darüber liegt, auf einen höheren Wert eingestellt wird.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Arbeitsmaschinensteuervorrichtung, die zur Steuerung einer Arbeitsmaschine, die mit einer Arbeitseinheit ausgestattet ist, konfiguriert ist und ein Arbeitsmaschinensteuerverfahren.
Hintergrund
WO 95/30059 A1 offenbart beispielsweise eine Baumaschine mit einem Frontgerät, einschließlich eines Löffels, wobei die Steuerung der Bewegung des Löffels entlang einer Grenzfläche, die eine Zielform eines Konstruktionsgegenstands angibt, vorgeschlagen wird. Diese Steuerung wird als Zwischensteuerung bezeichnet.
Patentliteratur

WO 95/30059 A1
JP 2013 - 217 137 A
JP H05- 272 154 A
JP 5 732 598 B1
JP H04- 319 127 A

Kurzdarstellung
Technisches Problem
Bei der Zwischensteuerung wird in einem Fall, wobei zum Beispiel die Zielform des Konstruktionsgegenstands verschwunden ist oder dergleichen, die Ausführung von Zwischensteuerung unnötig. Demnach wird die Ausführung von Steuerung des Anhebens der Arbeitseinheit, um zu verhindern, dass die Arbeitseinheit die Zielform untergräbt, unnötig. In einem Fall, wobei diese Steuerung während der Ausführung von Steuerung des Anhebens der Arbeitseinheit unnötig wird, könnte die Arbeitseinheit plötzlich herabfallen. Demnach wäre es praktisch, das schrittweise Aufheben der Steuerung des Anhebens der Arbeitseinheit in Betracht zu ziehen. Allerdings könnte in einem Fall, wobei die Steuerung des Anhebens der Arbeitseinheit schrittweise aufgehoben wird, wenn die Ausführung der Steuerung unnötig wird, die Arbeitseinheit abhängig von einer Hebegeschwindigkeit der Arbeitseinheit angehoben werden. Dieses Anheben der Arbeitseinheit könnte bei einer Bedienperson ein Gefühl der Unsicherheit aufkommen lassen.
In einem Fall, wobei eine Bedienperson einer Arbeitsmaschine die Konstruktion vor Ort, wo keine Zielform eines Konstruktionsgegenstands existiert, durch Bedienen einer Bedienvorrichtung der Arbeitseinheit durchführt, wird die Steuerung des Anhebens der Arbeitseinheit dann ausgeführt, wenn sich die Arbeitseinheit dorthin bewegt, wo die Zielform des Konstruktionsgegenstands existiert. In einem Fall, wobei die Steuerung des Anhebens der Arbeitseinheit notwendig wird, wenn die Bedienperson den Absenkbetrieb der Arbeitseinheit ausführt, könnte die Arbeitseinheit plötzlich angehoben werden. Demnach wäre es praktisch, das schrittweise Ausführen der Steuerung des Anhebens der Arbeitseinheit in Betracht zu ziehen. Allerdings könnte es in einem Fall, wobei die Steuerung des Anhebens der Arbeitseinheit schrittweise ausgeführt wird, Zeit erfordern, bevor die Arbeitseinheit vom Absenken zum Anheben in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit übergeht, bei der die Arbeitseinheit abgesenkt wird, wenn diese Steuerung notwendig wird. Dies könnte bei einer Bedienperson ein Gefühl der Unsicherheit aufkommen lassen.
Ein Gegenstand in einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Unterdrückung des Gefühls der Unsicherheit bei der Bedienperson zum Zeitpunkt des Umschaltens zwischen der Zwischensteuerung und der Steuerung der Arbeitseinheit durch Bedienen der Bedienvorrichtung der Arbeitseinheit.
Lösung des Problems
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Arbeitsmaschinensteuervorrichtung, die konfiguriert ist, eine Zwischensteuerung zum Steuern einer Bewegungsgeschwindigkeit einer Arbeitseinheit einer Arbeitsmaschine basierend auf einem Abstand zwischen der Arbeitseinheit und einem Zielgrabgelände auszuführen, eine Steuereinheit auf, die konfiguriert ist, zu bestimmen, ob die Arbeitseinheit in einem Bereich positioniert ist, aus dem das Zielgrabgelände heraustritt, und konfiguriert ist, von der Zwischensteuerung zu einer Steuerung der Arbeitseinheit auf der Grundlage eines Bedienbefehls von einer Bedienvorrichtung umzuschalten, wenn bestimmt wird, dass die Arbeitseinheit in dem Bereich positioniert ist, und konfiguriert ist, zu bestimmen, ob die Bewegungsgeschwindigkeit zu einem Zeitpunkt des Umschaltens ein Schwellenwert ist oder darüber liegt, und konfiguriert ist, die Bewegungsgeschwindigkeit so zu ändern, dass eine Abnahmerate der Bewegungsgeschwindigkeit auf eine Abnahmerate für einen Fall, in dem die Bewegungsgeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Umschaltens der Schwellenwert ist, oder, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Umschaltens der Schwellenwert ist oder darüber liegt, auf einen höheren Wert eingestellt wird.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, in der Arbeitsmaschinensteuervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt, ist die Zwischensteuerung die Steuerung des Anhebens der Arbeitseinheit, die Bewegungsgeschwindigkeit der Arbeitseinheit ist eine Hebegeschwindigkeit der Arbeitseinheit und die Steuereinheit ist konfiguriert, um zu bestimmen, ob die Hebegeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Umschaltens ein Schwellenwert ist oder darüber liegt, und konfiguriert ist, die Hebegeschwindigkeit so zu ändern, dass eine Abnahmerate der Hebegeschwindigkeit auf einen Wert für einen Fall, in dem die Hebegeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Umschaltens der Schwellenwert ist, oder, in einem Fall, in dem die Hebegeschwindigkeit der Schwellenwert ist oder darüber liegt, auf einen höheren Wert eingestellt wird.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung, in der Arbeitsmaschinensteuervorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt, erhöht die Steuereinheit die Abnahmerate, wenn die Hebegeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Umschaltens erhöht ist.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung, in der Arbeitsmaschinensteuervorrichtung gemäß dem dritten Aspekt, stellt in einem Fall, wobei die Hebegeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Umschaltens unter dem Schwellenwert liegt, die Steuereinheit die Abnahmerate auf einen vorbestimmten Wert ein, ohne Rücksicht auf eine Größe der Hebegeschwindigkeit zur Referenzzeit.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung, in der Arbeitsmaschinensteuervorrichtung gemäß einem der zweiten bis vierten Aspekte, stellt in einem Fall, wobei die Arbeitseinheit durch einen Bedienbefehl abgesenkt wird, die Steuereinheit eine Änderungsrate einer Absenkgeschwindigkeit der Arbeitseinheit auf einen vorbestimmten Wert ein.
Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung, in der Arbeitsmaschinensteuervorrichtung gemäß einem der zweiten bis fünften Aspekte, weist die Arbeitsmaschine einen mit der Arbeitseinheit ausgestatteten Schwenkkörper auf.
Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Arbeitsmaschine die Arbeitsmaschinensteuervorrichtung gemäß einem der ersten bis sechsten Aspekte auf.
Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wird ein Steuerverfahren für eine Arbeitsmaschine vorgeschlagen, wobei das Steuerverfahren das Ausführen einer Zwischensteuerung zum Steuern einer Bewegungsgeschwindigkeit einer Arbeitseinheit einer Arbeitsmaschine basierend auf einem Abstand zwischen der Arbeitseinheit und einem Zielgrabgelände umfasst , wobei das Steuerverfahren
das Bestimmen, ob die Arbeitseinheit in einem Bereich positioniert ist, aus dem das Zielgrabgelände heraustritt, das Umschalten von der Zwischensteuerung zu einer Steuerung der Arbeitseinheit auf der Grundlage eines Bedienbefehls von einer Bedienvorrichtung , wenn bestimmt wird, dass die Arbeitseinheit in dem Bereich positioniert ist,
das Bestimmen, ob die Bewegungsgeschwindigkeit zu einem Zeitpunkt des Umschaltens ein Schwellenwert ist oder darüber liegt, und
das Ändern der Bewegungsgeschwindigkeit derart, dass eine Abnahmerate der Bewegungsgeschwindigkeit auf eine Abnahmerate für einen Fall, in dem die Bewegungsgeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Umschaltens der Schwellenwert ist, oder, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Umschaltens der Schwellenwert ist oder darüber liegt, auf einen höheren Wert eingestellt wird, umfasst.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das Gefühl der Unsicherheit, das von der Bedienperson während des Umschaltens zwischen der Zwischensteuerung und der Steuerung der Arbeitseinheit wahrgenommen wird, durch Bedienen einer Bedienvorrichtung der Arbeitseinheit zu unterdrücken.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht einer Arbeitsmaschine gemäß einer Ausführungsform.
2 ist ein Blockschaubild und erläutert eine Struktur eines Steuersystems und eines Hydrauliksystems eines Baggers.
3 ist ein Diagramm und erläutert einen beispielhaften Hydraulikkreis eines Auslegerzylinders.
4 ist ein Blockschaubild einer Arbeitseinheit-Steuerung.
5 ist ein Schaubild zur Erläuterung Zielgrabgeländedaten und einen Löffel.
6 ist ein Diagramm zur Erläuterung eine Auslegergrenzgeschwindigkeit.
7 ist ein Diagramm zur Erläuterung eine Grenzgeschwindigkeit.
8 ist ein Schaubild und erläutert eine Beziehung zwischen dem Löffel und dem Zielgrabgelände.
9 ist ein Schaubild und erläutert eine Beziehung zwischen dem Löffel und dem Zielgrabgelände.
10 ist ein Diagramm und erläutert eine Beziehung zwischen einer Auslegergeschwindigkeit, nämlich einer Geschwindigkeit, bei der der Ausleger arbeitet, und der Zeit.
11 ist ein Schaubild und erläutert eine Beziehung zwischen Löffel und Zielgrabgelände.
12 ist ein Schaubild und erläutert eine Beziehung zwischen Löffel und Zielgrabgelände.
13 ist ein Ablaufdiagramm und erläutert ein Arbeitsmaschinensteuerverfahren gemäß einer Ausführungsform.
14 ist ein Schaubild zur Erläuterung einen beispielhaften Fall, in dem Handbetrieb auf Zwischensteuerung umgeschaltet wird.
15 ist ein Diagramm und erläutert eine Beziehung zwischen einer Auslegergeschwindigkeit, bei der der Ausleger arbeitet, und der Zeit. Beschreibung von Ausführungsformen

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
<Gesamtkonfiguration der Arbeitsmaschine>
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Arbeitsmaschine gemäß einer Ausführungsform. 2 ist ein Blockschaubild und erläutert eine Konfiguration eines Steuersystems 200 und eine Hydrauliksystems 300 eines Baggers 100. Die Bagger 100 als Arbeitsmaschine weist einen Fahrzeughauptkörper 1 und eine Arbeitseinheit 2 auf. Der Fahrzeugkörper 1 weist einen oberen Schwenkkörper 3 als Schwenkkörper und eine Fahrvorrichtung 5 als Fortbewegungskörper auf. Der obere Schwenkkörper 3 beherbergt Vorrichtungen, wie einen Verbrennungsmotor als Stromgenerator und eine Hydraulikpumpe innerhalb eines Motorraums 3EG. Die Motorraum 3EG ist auf einer Endseite des oberen Schwenkkörpers 3 angeordnet.
In der Ausführungsform verwendet der Bagger 100 zum Beispiel einen Dieselmotor als Verbrennungsmotor als Stromgenerator, obwohl der Stromgenerator nicht auf diesen beschränkt ist. Der Stromgenerator des Baggers 100 kann eine Hybridvorrichtung sein, die zum Beispiel einen Verbrennungsmotor, einen Generatormotor und eine Batteriespeichereinheit kombiniert. Alternativ kann der Stromgenerator des Baggers 100 eine Kombination einer Batteriespeichereinheit und eines Generatormotors, ohne Verwendung eines Verbrennungsmotors, sein.
Der obere Schwenkkörper 3 weist ein Führerhaus 4 auf. Das Führerhaus 4 ist an einer andern Endseite des oberen Schwenkkörpers 3 angeordnet. D.h. das Führerhaus 4 ist auf einer Seite gegenüber der Seite angeordnet, auf der der Motorraum 3EG angeordnet ist. Im Inneren des Führerhauses 4 sind eine Anzeigevorrichtung 29 und eine Bedienvorrichtung 25, die in 2 erläutert ist, angeordnet. Ein Handlauf 9 ist über dem oberen Schwenkkörper 3 angebracht.
Die Fahrvorrichtung 5 weist den oberen Schwenkkörper 3 auf. Die Fahrvorrichtung 5 weist Gleisketten 5a und 5b auf. Die Fahrvorrichtung 5 ermöglicht dem Bagger 100 die Fortbewegung, indem einer oder beide Fahrmotoren 5c, die jeweils auf der linken und rechten Seite bereitgestellt sind, zum Antreiben und Rotieren der Gleisketten 5a und 5b gebracht werden. Die Arbeitseinheit 2 ist auf einer Seite des Führerhauses 4 des oberen Schwenkkörpers 3 angebracht.
Die Bagger 100 kann Reifen an Stelle der Gleisketten 5a und 5b und eine Fahrvorrichtung aufweisen, die in der Lage ist, sich durch Übertragen einer Antriebskraft eines Motors auf die Reifen über ein Getriebe fortzubewegen. Beispiele des Baggers 100 mit dieser Form umfassen einen Rad-Bagger. Alternativ kann der Bagger 100 zum Beispiel ein Baggerlader sein.
Auf dem oberen Schwenkkörper 3 ist eine Seite, auf der die Arbeitseinheit 2 und das Führerhaus 4 angeordnet sind, als Front definiert, und eine Seite, auf der der Motorraum 3EG angeordnet ist, ist als Heck definiert Eine linke Seite in einer Richtung zur Front hin, ist als links vom oberen Schwenkkörper 3 definiert, und eine rechte Seite in einer Richtung zur Front hin ist als rechts vom oberen Schwenkkörper 3 definiert. Eine Links-rechts-Richtung des oberen Schwenkkörpers 3 wird auch als Breiterichtung bezeichnet. An dem Bagger 100 oder Fahrzeughauptkörper 1 ist eine Seite, auf der die Fahrvorrichtung 5 vorhanden ist, als Boden, bezogen auf den oberen Schwenkkörper 3, definiert, und eine Seite, auf der der oberen Schwenkkörper 3 vorhanden ist, ist als Oberseite, bezogen auf die Fahrvorrichtung 5, definiert. Mit Bezug auf den Bagger 100 ist eine Vorwärts-rückwärts-Richtung als eine x-Richtung definiert, eine Breiterichtung ist als eine y-Richtung definiert und eine Auf-ab-Richtung ist als eine z-Richtung definiert. In einem Fall, wobei der Bagger 100 auf einer horizontalen Fläche aufgestellt ist, gibt der Boden die vertikale Richtung an, nämlich eine Richtung der Schwerkraftwirkung, und die Oberseite gibt die Gegenrichtung der vertikalen Richtung an.
Die Arbeitseinheit 2 weist einen Ausleger 6, einen Arm 7, eine Schaufel 8 als ein Arbeitswerkzeug, einen Auslegerzylinder 10, einen Armzylinder 11 und einen Schaufelzylinder 12 auf. Ein proximales Ende des Auslegers 6 ist über einen Auslegerbolzen 13 an einem vorderen Teil des Fahrzeug-Hauptkörpers 1 angebracht. Ein proximales Ende 1 des Arms 7 ist über einen Armbolzen 14 an einem distalen Ende des Auslegers 6 angebracht. Der Löffel 8 ist am distalen Ende des Arms 7 über einen Löffelbolzen 15 befestigt. Der Löffel 8 bewegt sich um den Löffelbolzen 15 als Zentrum. Eine Vielzahl von Schneiden 8B ist an der Schaufel 8 auf einer Seite dem Löffelbolzen 15 gegenüber angebracht. Eine Schneidkante 8T ist eine Kante der Schneide 8B.
In einer Ausführungsform ist der Hebebetrieb der Arbeitseinheit 2 als Betrieb definiert, wodurch sich die Arbeitseinheit 2 in einer Richtung von einer Bodenkontaktfläche des Baggers 100 hin zum oberen Schwenkkörper 3 bewegt. Der Senkbetrieb der Arbeitseinheit 2 ist als Betrieb definiert, wodurch sich die Arbeitseinheit 2 in einer Richtung vom oberen Schwenkkörper 3 des Baggers 100 hin zur Bodenkontaktfläche bewegt. Die Bodenkontaktfläche des Baggers 100 ist eine Ebne, die definiert ist durch mindestens drei Punkte in Erdungsteilen der Gleisketten 5a und 5b. Die mindestens drei Punkte, die zur Definition der Bodenkontaktfläche verwendet werden, können in einer oder in allen zwei Gleisketten 5a und 5b mitumfasst sein.
In einem Fall, wobei die Arbeitsmaschine den oberen Schwenkkörper 3 nicht aufweist, ist der Hebebetrieb der Arbeitseinheit 2 als Betrieb definiert, wodurch sich die Arbeitseinheit 2 in einer Richtung der Trennung von der Bodenkontaktfläche der Arbeitsmaschine bewegt. Der Senkbetrieb der Arbeitseinheit 2 ist als Betrieb definiert, wodurch sich die Arbeitseinheit 2 in einer Richtung der Annäherung an die Bodenkontaktfläche der Arbeitsmaschine bewegt. In einem Fall, wobei die Arbeitsmaschine Räder statt Gleisketten aufweist, ist die Bodenkontaktfläche eine Ebene, die durch einen Teil definiert ist, wo mindestens drei Räder den Boden kontaktieren.
Der Löffel 8 braucht keine Vielzahl von Schneiden 8B aufzuweisen. Genauer, braucht der Löffel 8 die Schneiden 8B nicht aufzuweisen, die in 1 erläutert sind, sondern kann eine Schneidkante aufweisen, die unter Verwendung einer Stahlplatte zu einer geraden Form geformt ist. Die Arbeitseinheit 2 kann zum Beispiel ein Kipplöffel mit einer einzigen Schneide aufweisen. Der Kipplöffel ist ein Löffel einschließlich eines Löffel-Kippzylinders. Durch Kippbedienung des Löffels in Links-rechts-Richtungen ist der Kipplöffel in der Lage, geneigte und flache Stelle nach Belieben zu formen und abstufen, und ist in der Lage, Verdichtungsarbeit unter Verwendung einer Bodenplatte durchzuführen, auch wenn der Bagger an einer geneigten Stelle abgestellt ist. Alternativ kann die Arbeitseinheit 2 statt des Löffels 8 einen Hanggeländelöffel oder einen Bohraufsatz mit einer Bohrspitze als Arbeitswerkzeug aufweisen.
Die Auslegerzylinder 10, der Armzylinder 11 und der Schaufelzylinder 12, die in 1 erläutert sind, sind Hydraulikzylinder, die durch die Druck von Betriebsöl (hier im Folgenden gegebenenfalls als hydraulischer Druck bezeichnet) angetrieben werden. Der Auslegerzylinder 10 treibt den Ausleger 6 an, um angehoben und abgesenkt zu werden. Der Armzylinder 11 treibt den Arm 7 zum Betrieb um den Armbolzen 14 an. Der Löffelzylinder 12 treibt den Löffel 8 zum Betrieb um den Löffelbolzen 15 an.
Zwischen den Hydraulikzylindern, darunter der Auslegerzylinder 10, der Armzylinder 11 und der Löffelzylinder 12, und den Hydraulikpumpen 36 und 37, die in 2 erläutert sind, ist ein Richtungssteuerventil 64 bereitgestellt, das in 2 erläutert ist. Das Richtungssteuerventil 64 steuert eine Durchflussrate des Hydrauliköls, das aus den Hydraulikpumpen 36 und 37 dem Auslegerzylinder 10, dem Armzylinder 11 und dem Löffelzylinder 12, oder dergleichen zugeführt wird, und schaltet eine Fließrichtung des Hydrauliköls um. Das Richtungssteuerventil 64 weist ein Richtungssteuerventil zum Fortbewegen, das konfiguriert ist, um den Fahrmotor 5c anzutreiben, und ein Richtungssteuerventil für eine Arbeitseinheit, die zur Steuerung eines Schwenkmotors konfiguriert ist, der den Auslegerzylinder 10, den Armzylinder 11, den Löffelzylinder 12 und den oberen Schwenkkörper 3 schwenkt, auf.
Durch Bedienen einer Arbeitseinheit-Steuerung 26, die in 2 erläutert ist, zur Steuerung eines Steuerventils 27, das in 2 erläutert ist, wird ein Pilotdruck des Hydrauliköls, das dem Richtungssteuerventil 64 aus der Bedienvorrichtung 25 zugeführt wird, gesteuert. Das Steuerventil 27 ist jeweils in einem Hydrauliksystem des Auslegerzylinders 10, des Armzylinders 11 und des Löffelzylinders 11 vorgesehen. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 kann den Betrieb des Auslegerzylinders 10, des Armzylinders 11 und des Löffelzylinders 12 durch Steuern des in einem Pilotölpfad 450 bereitgestellten Steuerventils 27 steuern. In einer Ausführungsform kann die Arbeitseinheit-Steuerung 26 eine Steuerung der Verlangsamung des Auslegerzylinders 10, des Armzylinders 11 und des Löffelzylinders 12 durch Ausführen der Steuerung des Schließens des Steuerventils 27 ausführen.
An einem oberen Teil des oberen Schwenkkörpers 3 sind Antennen 21 und 22 angebracht. Die Antennen 21 und 22 werden zum Nachweis einer aktuellen Position des Baggers 100 verwendet. Die Antennen 21 und 22 sind mit einer Positionsdetektionsvorrichtung 19 elektrisch verbunden, nämlich einer Positionsnachweiseinheit, die konfiguriert ist, um die aktuelle Position des Baggers 100 nachzuweisen, wie es in 2 erläutert ist.
Die Positionsdetektionsvorrichtung 19 weist die aktuelle Position des Baggers 100 unter Verwendung von Echtzeit-kinematischen globalen Navigationssatellitensystemen (RTK-GNSS) nach. Hierin folgend werden die Antennen 21 und 22 entsprechend als GNSS-Antennen 21 und 22 bezeichnet. Ein Signal, das GNSS-Radiowellen entspricht, die durch die GNSS-Antennen 21 und 22 empfangen werden, wird in die Positionsdetektionsvorrichtung 19 eingegeben. Die Positionsdetektionsvorrichtung 19 weist die Aufstellpositionen der GNSS-Antennen 21 und 22 nach. Die Positionsdetektionsvorrichtung 19 umfasst zum Beispiel einen dreidimensionalen Positionssensor.
<Hydrauliksystem 300>
Wie in 2 erläutert, umfasst ein Hydrauliksystem 300 des Baggers 100 den Motor 35 als eine Stromerzeugungsquelle und die Hydraulikpumpen 36 und 37. Die Hydraulikpumpen 36 und 37 werden durch den Motor 35 angetrieben und stoßen das Arbeitsöl aus. Das aus den Hydraulikpumpen 36 und 37 ausgestoßene Hydrauliköl wird dem Auslegerzylinder 10, dem Armzylinder 11, und dem Löffelzylinder 12 zugeführt.
Die Bagger 100 weist einen Schwenkmotor 38 auf. Die Schwenkmotor 38 ist ein Hydraulikmotor, und wird durch das aus den Hydraulikpumpen 36 und 37 ausgestoßene Arbeitsöl angetrieben. Die Schwenkmotor 38 bewirkt, dass der oberen Schwenkkörper 3 ausschwenkt. Obwohl zwei Hydraulikpumpen 36 und 37 in 2 erläutert sind, kann die Anzahl der bereitgestellten Hydraulikpumpen eins sein. Die Schwenkmotor 38 ist nicht auf den Hydraulikmotor beschränkt, und kann auch ein Elektromotor sein.
<Steuersystem 200>
Ein Steuersystem 200 als Steuersystem der Arbeitsmaschine weist die Positionsdetektionsvorrichtung 19, eine Globalkoordinaten-Berechnungseinheit 23, die Bedienvorrichtung 25, die Arbeitseinheit-Steuerung 26 als Arbeitsmaschinensteuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform, eine Sensorsteuerung 39, eine Anzeigesteuerung 28 und die Anzeigevorrichtung 29 auf. Die Bedienvorrichtung 25 ist ein Vorrichtung, die zum Bedienen der Arbeitseinheit 2 und des oberen Schwenkkörpers 3, der in 1 erläutert ist, verwendet wird. Die Bedienvorrichtung 25 ist eine Vorrichtung, die zum Bedienen der Arbeitseinheit 2 verwendet wird. Die Bedienvorrichtung 25 empfängt die Bedienung durch eine Bedienperson, um die Arbeitseinheit 2 anzutreiben, und gibt einen hydraulischen Pilotdruck entsprechend einem Bedienbetrag aus.
Der dem Bedienbetrag entsprechende hydraulische Pilotdruck ist ein Bedienbefehl. Der Bedienbefehl ist ein Befehl, der verwendet wird, um zu bewirken, dass die Arbeitseinheit 2 in Betrieb ist. Der Bedienbefehl wird durch die Bedienvorrichtung 25 erzeugt. Die Bedienvorrichtung 25 wird durch eine Bedienperson bedient, und somit ist der Bedienbefehl ein Befehl, der zur manuellen Bedienung verwendet wird, nämlich ein Befehl, um zu bewirken, dass die Arbeitseinheit 2 durch Bedienen von der Bedienperson arbeitet. Das Steuern der Arbeitseinheit 2 mit manueller Bedienung entspricht der Steuerung der Arbeitseinheit 2 auf der Grundlage des Bedienbefehls aus der Bedienvorrichtung 25, es entspricht nämlich der Steuerung der Arbeitseinheit 2 durch Bedienen der Bedienvorrichtung 25 der Arbeitseinheit 2.
In einer Ausführungsform weist die Bedienvorrichtung 25 einen linken Bedienhebel 25L, der auf einer linken Seite der Bedienperson eingerichtet ist, und einen rechten Bedienhebel 25R, der auf einer rechten Seite der Bedienperson eingerichtet ist, auf. Vorwärts-rückwärts- und Links-rechts-Betrieb des linken Bedienhebels 25L und des rechten Bedienhebels 25R entsprechen einem Zwei-Achsen-Betrieb des Arms 7 und dem Schwenkbetrieb. Beispielsweise entspricht die Bedienung des rechten Bedienhebels 25R in einer Vorwärts-rückwärts-Richtung dem Betrieb des Auslegers 6. Wenn der rechte Bedienhebel 25R nach vorne bedient wird, wird der Ausleger 6 abgesenkt. Wenn der rechte Bedienhebel 25R nach hinten bedient wird, wird der Ausleger 6 angehoben. Der Hebe- und Senkbetrieb des Auslegers 6 wird als Reaktion auf die Bedienung in Vorwärts-rückwärts-Richtung ausgeführt. Die Bedienung des rechten Bedienhebels 25R in einer Links-rechts-Richtung entspricht dem Betrieb des Löffels 8. Wenn der rechte Bedienhebel 25R nach links bedient wird, führt der Löffel 8 das Graben durch. Wenn der rechte Bedienhebel 25R nach rechts bedient wird, führt der Löffel 8 das Auskippen durch. Der Grab- oder Öffnungsbetrieb des Löffels 8 wird als Reaktion auf den Betrieb in Links-rechts-Richtung ausgeführt. Die Bedienung des linken Bedienhebels 25L in Vorwärts-rückwärts-Richtung entspricht dem Schwenken des Arms 7. Wenn der linke Bedienhebel 25L vorwärts bedient wird, führt der Arm 7 das Auskippen durch. Wenn der linke Bedienhebel 25L rückwärts bedient wird, führt der Arm 7 das Graben durch. Die Bedienung des linken Bedienhebels 25L in Links-rechts-Richtung entspricht dem Schwenken des oberen Schwenkkörpers 3. Wenn der linke Bedienhebel 25L nach links bedient wird, schwenkt der obere Schwenkkörper 3 nach links. Wenn der linke Bedienhebel 25L nach rechts bedient wird, schwenkt der obere Schwenkkörper 3 nach rechts.
In einer Ausführungsform verwendet die Bedienvorrichtung 25 ein hydraulisches Pilotdrucksystem. Hydrauliköl wird durch ein Dekompressionsventil 25V auf einen vorbestimmten Pilotdruck dekomprimiert, und das dekomprimierte Hydrauliköl wird der Bedienvorrichtung 25 auf der Grundlage von Auslegerbetrieb, Löffelbetrieb, Armbetrieb und Schwenkbetrieb aus der Hydraulikpumpe 36 zugeführt.
Das Anlegen von hydraulischem Pilotdruck an den Pilotölpfad 450 wird als Reaktion auf den Betrieb des rechten Bedienhebels 25R in der Vorwärts-rückwärts-Richtung aktiviert, und die Bedienung des Auslegers 6 von der Bedienperson wird zugelassen. Eine im rechten mitumfasste Bedienhebel 25R-Ventilvorrichtung öffnet sich als Reaktion auf den Bedienbetrag am rechten Bedienhebel 25R, und dem Pilotölpfad 450 wird Hydrauliköl zugeführt. Ein Drucksensor 66 weist einen Druck des Hydrauliköls im Inneren des Pilotölpfads 450 dann als Pilotdruck nach. Der Drucksensor 66 überträgt den nachgewiesenen Pilotdruck auf die Arbeitseinheit-Steuerung 26 als Ausleger-Bedienbetrag MB. Hierin folgend wird der Bedienbetrag am rechten Bedienhebel 25R in der Vorwärts-rückwärts-Richtung entsprechend als Ausleger-Bedienbetrag MB bezeichnet. In einem Pilotölpfad 50 sind eine Stellgröße (hierin folgend gegebenenfalls als Zwischenventil bezeichnet) 27C und eine Wechselventil 51 bereitgestellt. Das Zwischenventil 27C und das Wechselventil 51 sind nachstehend beschrieben.
Das Anlegen von hydraulischem Pilotdruck an den Pilotölpfad 450 wird als Reaktion auf den Betrieb des rechten Bedienhebels 25R in der Links-rechts-Richtung aktiviert, und die Bedienung des Löffels 8 von der Bedienperson wird zugelassen. Die im rechten Bedienhebel 25R mitumfasste Ventilvorrichtung öffnet sich als Reaktion auf den Bedienbetrag am rechten Bedienhebel 25R, und dem Pilotölpfad 450 wird Hydrauliköl zugeführt. Der Drucksensor 66 weist einen Druck des Hydrauliköls im Inneren des Pilotölpfads 450 dann als Pilotdruck nach. Der Drucksensor 66 überträgt den nachgewiesenen Pilotdruck auf die Arbeitseinheitsteuerung 26 als ein Löffel-Bedienbetrag MT. Hierin folgend wird der Bedienbetrag am rechten Bedienhebel 25R in Links-rechts-Richtung gegebenenfalls als Löffel-Bedienbetrag MT bezeichnet.
Das Anlegen von hydraulischem Pilotdruck an den Pilotölpfad 450 wird als Reaktion auf die Bedienung des linken Bedienhebels 25L in Vorwärts-rückwärts-Richtung aktiviert, und der Betrieb des Arms 7 von der Bedienperson wird zugelassen. Eine im linken Bedienhebel 25L mitumfasste Ventilvorrichtung öffnet sich als Reaktion auf den Bedienbetrag am linken Bedienhebel 25L, und Hydrauliköl wird dem Pilotölpfad 450 zugeführt. Der Drucksensor 66 weist einen Druck des Hydrauliköls im Inneren des Pilotölpfads 450 dann als Pilotdruck nach. Der Drucksensor 66 überträgt den nachgewiesenen Pilotdruck als Arm-Bedienbetrag MA auf die Arbeitseinheit-Steuerung 26. Hierin folgend wird der Bedienbetrag am linken Bedienhebel 25L in Links-rechts-Richtung gegebenenfalls als Arm-Bedienbetrag MA bezeichnet.
Mit Betrieb des rechten Bedienhebels 25R liefert die Bedienvorrichtung 25 einen hydraulischen Pilotdruck mit einer Größe, der dem Bedienbetrag des rechten Bedienhebels 25R für das Richtungssteuerventil 64 entspricht. Mit Betrieb des linken Bedienhebels 25L liefert die Bedienvorrichtung 25 einen hydraulischen Pilotdruck mit einer Größe, die dem Bedienbetrag am linken Bedienhebel 25L für das Richtungssteuerventil 64 entspricht. Das Richtungssteuerventil 64 arbeitet durch den hydraulischen Pilotdruck, der über die Bedienvorrichtung 25 an das Richtungssteuerventil 64 angelegt wird.
Das Steuersystem 200 umfasst einen ersten Hubsensor 16, einen zweiten Hubsensor 17 und einen dritten Hubsensor 18. Beispielsweise ist der erste Hubsensor 16 am Auslegerzylinder 10 bereitgestellt, der zweite Hubsensor 17 ist am Armzylinder 11 bereitgestellt, und der dritte Hubsensor 18 ist am Löffelzylinder 12 bereitgestellt.
Die Sensor-Steuerung 39 weist eine Speichereinheit, wie einen Direktzugriffsspeicher (RAM) und einen Nurlesespeicher (ROM) und eine Verarbeitungseinheit, wie eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) auf. Auf der Grundlage einer durch die ersten Hubsensor 16 nachgewiesenen Auslegerzylinderlänge LS1 berechnet die Sensor-Steuerung 39 einen Neigungswinkel θ1 des Auslegers 6 mit Bezug auf eine Richtung (z-Richtung) orthogonal zu einer horizontalen Fläche (xy-Ebene) in einem Lokalkoordinatensystem des Baggers 100, genauer in einem Lokalkoordinatensystem des Fahrzeughauptkörpers 1 und gibt den Neigungswinkel 91 der Arbeitseinheit-Steuerung 26 und die Anzeige-Steuerung 28 aus. Auf der Grundlage einer durch den zweiten Hubsensor 17 nachgewiesenen Armzylinderlänge LS2 berechnet die Sensor-Steuerung 39 einen Neigungswinkel θ2 des Arms 7 bezüglich des Auslegers 6 und gibt den Neigungswinkel θ2 der Arbeitseinheit-Steuerung 26 und die Anzeige-Steuerung 28 aus. Auf der Grundlage einer durch den dritten Hubsensor 18 nachgewiesenen Löffelzylinderlänge LS3 berechnet die Sensor-Steuerung 39 einen Neigungswinkel θ3 der Schneidkante 8T des Löffels 8, die am Löffel 8 bereitgestellt ist, bezüglich des Arms 7, und gibt den Neigungswinkel θ3 an die Arbeitseinheit-Steuerung 26 und die Anzeige-Steuerung 28 aus. Die Neigungswinkels θ1, θ2, und θ3 können, neben dem ersten Hubsensor 16, dem zweiten Hubsensor 17 und dem dritten Hubsensor 18, durch andere Sensoren nachgewiesen werden. Beispielsweise können WinkelSensoren wie ein Potentiometer auch die Neigungswinkel 91, θ2, und θ3 nachweisen.
Die Sensor-Steuerung 39 ist mit einer Trägheitsmesseinheit (IMU; Englisch: Inertial Measurement Unit) 24 verbunden. Die IMU 24 erhält Informationen bezüglich der Neigung eines Fahrzeugkörpers, wie Längsneigung um die y-Achse, und ein Rollen um die x-Achse des Baggers 100, der in 1 erläutert ist, und gibt die auf der Sensorsteuerung 39 anzeigten Zustandsinformationen aus.
Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 weist eine Speichereinheit 26M wie eine RAM und einen Nurlesespeicher (ROM) und eine Verarbeitungseinheit 26P wie eine CPU auf. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 steuert das Zwischenventil 27C und das Steuerventil 27 auf der Grundlage des Ausleger-Bedienbetrags MB, des Löffel-Bedienbetrags MT und des Arm-Bedienbetrags MA, was in 2 erläutert ist.
Das Richtungssteuerventil 64, das zum Beispiel in 2 erläutert ist, ist ein Proportionalsteuerventil und wird durch Hydrauliköl gesteuert, das aus der Bedienvorrichtung 25 zugeführt wird. Das Richtungssteuerventil 64 ist zwischen Hydraulikaktoren und den Hydraulikpumpen 36 und 37 angeordnet. Beispiele der Hydraulikaktoren umfassen den Auslegerzylinder 10, den Armzylinder 11, den Löffelzylinder 12 und den Schwenkmotor 38. Das Richtungssteuerventil 64 steuert die Durchflussrate und -richtung des Hydrauliköls, das von den Hydraulikpumpen 36 und 37 dem Auslegerzylinder 10, dem Armzylinder 11, dem Löffelzylinder 12 und dem Schwenkmotor 38 zugeführt wird.
Die auf dem Steuersystem 200 bereitgestellte Positionsdetektionsvorrichtung 19 weist die oben beschriebenen GNSS-Antennen 21 und 22 auf. Ein Signal entsprechend GNSS-Radiowellen, die über die GNSS-Antennen 21 und 22 empfangen werden, wird in die Globalkoordinaten-Berechnungseinheit 23 eingespeist. Die GNSS-Antenne 21 empfängt Referenzpositionsdaten P1, die eine eigene Position angeben, von einem Positionierungssatelliten. Die GNSS-Antenne 22 empfängt Referenzpositionsdaten P2, die eine eigene Position angeben, von einem Positionierungssatelliten. Die GNSS-Antennen 21 und 22 empfangen die Referenzpositionsdaten P1 und P2 in vorbestimmten Zyklen. Die Referenzpositionsdaten P1 und P2 sind Informationen an einer Position, an der die GNSS-Antenne aufgestellt ist. Immer wenn Referenzpositionsdaten P1 und P2 über die GNSS-Antennen 21 und 22 empfangen werden, geben die GNSS-Antennen 21 und 22 die Daten auf der Globalkoordinaten-Berechnungseinheit 23 aus.
Die Globalkoordinaten-Berechnungseinheit 23 weist eine Speichereinheit wie eine RAM und eine ROM und eine Verarbeitungseinheit wie eine CPU auf. Auf der Grundlage der Referenzpositionsdaten P1 und P2 erzeugt die Globalkoordinaten-Berechnungseinheit 23 Schwenkkörper-Anordnungsdaten, die die Anordnung des oberen Schwenkkörpers 3 angeben. In der vorliegenden Ausführungsform umfassen die Schwenkkörper-Anordnungsdaten die Referenzpositionsdaten P, nämlich eine der Referenzpositionsdaten P1 und P2 und Schwenkkörper-Orientierungsdaten Q, die auf der Grundlage der Referenzpositionsdaten P1 und P2 erzeugt werden. Die Schwenkkörper-Orientierungsdaten Q geben die Orientierung des oberen Schwenkkörpers 3, nämlich die Orientierung der Arbeitseinheit 2 an. Immer wenn die Referenzpositionsdaten P1 und P2 aus den GNSS-Antennen 21 und 22 in einem vorbestimmten Zyklus erhalten werden, aktualisiert die Globalkoordinaten-Berechnungseinheit 23 die Schwenkkörper-Anordnungsdaten, nämlich die Referenzpositionsdaten P und die Schwenkkörper-Orientierungsdaten Q, und gibt die aktualisierten Daten an die Anzeige-Steuerung 28 aus.
Die Anzeige-Steuerung 28 weist eine Speichereinheit wie eine RAM und eine ROM und eine Verarbeitungseinheit wie eine CPU auf. Die Anzeige-Steuerung 28 erhält die Referenzpositionsdaten P und die Schwenkkörper-Orientierungsdaten Q als Schwenkkörper-Anordnungsdaten aus der Globalkoordinaten-Berechnungseinheit 23. In einer Ausführungsform erzeugt die Anzeige-Steuerung 28 Löffel-Schneidkantenpositionsdaten S, die die dreidimensionale Position der Schneidkante 8T des Löffels 8 als Arbeitseinheit-Positionsdaten angeben. Im Anschluss daran erzeugt die Anzeige-Steuerung 28 Zielgrabgeländedaten U unter Verwendung der Löffel-Schneidkantenpositionsdaten S und der Zielkonstruktionsinformationen T.
Die Zielkonstruktionsinformationen T sind Informationen, die in einer Ausführungsform einen Fertigungs-Zielzustand eines Arbeitsgegenstand oder eines Grabungsgegenstands der Arbeitseinheit 2, die den Bagger 100 aufweist, darstellen. Die Zielkonstruktionsinformationen T umfassen zum Beispiel Konstruktionsinformationen eines Konstruktionsgegenstands des Baggers 100. Ein beispielhafter Arbeitsgegenstand der Arbeitseinheit 2 ist Erdboden. Beispiele für Arbeiten der Arbeitseinheit 2 können umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Grabungsarbeit und Erdbodennivellierarbeit.
Die Anzeige-Steuerung 28 berechnet Zielgrabgeländedaten Ua zum Anzeigen auf der Grundlage der Zielgrabgeländedaten U. Auf der Grundlage der Zielgrabgeländedaten Ua zum Anzeigen ermöglicht es die Anzeige-Steuerung 28, dass eine Zielform, z.B. ein Gelände, des Arbeitsgegenstands der Arbeitseinheit 2 auf der Anzeigevorrichtung 29 angezeigt wird.
Die Anzeigevorrichtung 29 kann eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung aufweisen, die eine Eingabe von einem Sensorbildschirm empfängt, ist aber nicht darauf beschränkt. In einer Ausführungsform ist ein Schalter 29S neben der Anzeigevorrichtung 29 angebracht. Die Schalter 29S ist eine Eingabevorrichtung, die verwendet wird, um eine Zwischensteuerung (Englisch: intervention control; kann auch als Interventionssteuerung oder als Eingriffsteuerung bezeichnet werden) auszuführen, die nachstehend beschrieben wird, und um die Zwischensteuerung in der Ausführung zu unterbrechen.
Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 erhält den Ausleger-Bedienbetrag MB, den Löffel-Bedienbetrag MT und den Arm-Bedienbetrag MA aus dem Drucksensor 66. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 erhält den Neigungswinkel θ1 des Auslegers 6, den Neigungswinkel θ2 des Arms 7 und den Neigungswinkel θ3 des Löffels 8 aus der Sensor-Steuerung 39.
Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 erhält die Zielgrabgeländedaten U aus der Anzeige-Steuerung 28. Die Zielgrabgeländedaten U von den Zielkonstruktionsinformationen T sind Informationen über einen Bereich, in dem geplant ist, dass der Bagger 100 arbeitet. D.h. die Zielgrabgeländedaten U sind Teil der Zielkonstruktionsinformationen T. Demnach geben die Zielgrabgeländedaten U ähnlich wie die Zielkonstruktionsinformationen T eine Form an, die einen Fertigungs-Zielzustand des Arbeitsgegenstands der Arbeitseinheit 2 angeben. Hierin folgend wird die Form, die einen Fertigungs-Zielzustand angibt, gegebenenfalls als Zielgrabgelände bezeichnet.
Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 berechnet eine Position (hierin folgend gegebenenfalls als eine Schneidkantenposition bezeichnet) der Schneidkante 8T des Löffels 8 auf der Grundlage der aus der Sensor-Steuerung 39 erhaltenen Winkel der Arbeitseinheit 2. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 steuert den Betrieb der Arbeitseinheit 2 so, dass sich die Schneidkante 8T des Löffels 8 entlang der Zielgrabgeländedaten U bewegt, auf der Grundlage eines Abstands zwischen den Zielgrabgeländedaten U und der Schneidkante 8T des Löffels 8, und auf der Grundlage einer Geschwindigkeit der Arbeitseinheit 2. In diesem Fall steuert die Arbeitseinheit-Steuerung 26 so, dass die Geschwindigkeit in der Richtung, in der sich die Arbeitseinheit 2 einem Konstruktionsgegenstand nähert, eine Grenzgeschwindigkeit ist oder darunter liegt. Diese Steuerung der Geschwindigkeit wird durchgeführt, um das Untergraben der Form der Zielgrabgeländedaten U, nämlich eine Zielform des Arbeitsgegenstands der Arbeitseinheit 2 durch die Löffel 8 zu unterdrücken. Diese Steuerung wird gegebenenfalls als Zwischensteuerung bezeichnet(Englisch: intervention control; kann auch als Interventionssteuerung oder als Eingriffsteuerung bezeichnet werden). Die Zwischensteuerung wird ausgeführt, wenn zum Beispiel eine Bedienperson des Baggers 100 die Ausführung von Zwischensteuerung unter Verwendung des Schalters 29S gewählt hat, der in 2 erläutert ist. Bei der Berechnung des Abstands zwischen Zielgrabgelände und Löffel 8, wie nachstehend beschrieben, ist eine Referenzposition des Löffels 8 nicht auf die Schneidkante 8T begrenzt, sondern kann willkürlich bestimmt werden.
Bei der Zwischensteuerung erzeugt die Arbeitseinheit-Steuerung 26 zur Steuerung der Arbeitseinheit 2 so, dass sich die Schneidkante 8T des Löffels 8 entlang der Zielgrabgeländedaten U bewegt, ein Auslegerbefehlssignal CBI und gibt das Signal an das Zwischenventil 27C aus, das in 2 erläutert ist. Der Ausleger 6 arbeitet als Reaktion auf das Auslegerbefehlssignal CBI. Demnach ist die Geschwindigkeit der Arbeitseinheit 2, genauer des Löffels 8, bei der Annäherung an die Zielgrabgeländedaten U je nach Abstand zwischen Löffel 8 und Zielgrabgeländedaten U begrenzt.
3 ist ein Diagramm und erläutert einen beispielhaften Hydraulikkreis 301 des Auslegerzylinders 10. In dem Hydraulikkreis 301 ist der Pilotölpfad 450 zwischen Bedienvorrichtung 25 und Richtungssteuerventil 64 bereitgestellt. Das Richtungssteuerventil 64 ist ein Ventil zur Steuerung einer Fließrichtung des Hydrauliköls, das dem Auslegerzylinder 10 zugeführt wird. In einer Ausführungsform ist das Richtungssteuerventil 64 ein Spulenventil, das eine Fließrichtung des Hydrauliköls durch Bewegung einer stabförmigen Spule 64S schaltet. Die Spule 64S bewegt sich durch das Hydrauliköl, das aus der Bedienvorrichtung 25 zugeführt wird, die in 2 erläutert ist. Die Richtungssteuerventil 64 liefert das Hydrauliköl (hierin folgend gegebenenfalls als Pilotöl bezeichnet) an den Auslegerzylinder 10 zusammen mit der Bewegung der Spule 64S und bewirkt dadurch den Betrieb des Auslegerzylinders 10.
Der Pilotölpfad 50 und ein Pilotölpfad 450B sind mit dem Wechselventil 51 verbunden. Das Wechselventil 51 ist über einen Ölpfad 452B mit einem Ende des Richtungssteuerventils 64 verbunden. Das andere Ende des Richtungssteuerventils 64 ist über einen Pilotölpfad 450A mit der Bedienvorrichtung 25 verbunden. Das Zwischenventil 27C ist in dem Pilotölpfad 50 bereitgestellt. Das Zwischenventil 27C regelt einen Pilotdruck des Pilotölpfads 50.
Ein Drucksensor 66B und ein Steuerventil 27B sind in Pilotölpfad 450B bereitgestellt. In Pilotölpfad 450A ist ein Drucksensor 66A zwischen einem Steuerventil 27A und der Bedienvorrichtung 25 bereitgestellt. Ein Nachweiswert des Drucksensors 66 wird durch die Arbeitseinheit-Steuerung 26 erhalten, die in 2 erläutert ist und zur Steuerung des Auslegerzylinders 10 verwendet wird. Der Drucksensor 66B entspricht dem Drucksensor 66, der in 2 erläutert ist. Ein Drucksensor entsprechend Drucksensor 66A ist in 2 weggelassen. Das Steuerventil 27B entspricht dem Steuerventil 27, das in 2 erläutert ist. Ein Steuerventil, das dem Steuerventil 27A entspricht, ist in 2 weggelassen.
Das aus den Hydraulikpumpen 36 und 37 zugeführte Hydrauliköl wird dem Auslegerzylinder 10 über das Richtungssteuerventil 64 zugeführt. Durch eine Bewegung der Spule 64S in axialer Richtung wird die Zufuhr des Hydrauliköls zum Auslegerzylinder 10 zwischen Zufuhr in Richtung einer kappenseitigen Ölkammer 48R und Zufuhr in Richtung einer stabseitigen Ölkammer 47R umgeschaltet. Durch die Bewegung der Spule 64S in der axialen Richtung wird die Menge an Hydraulikölzufuhr, nämlich die Durchflussrate in Richtung des Auslegerzylinders 10 pro Zeiteinheit eingestellt. Eine Betriebsgeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10 wird gemäß der eingestellten Durchflussrate des Hydrauliköls in Richtung des Auslegerzylinders 10 eingestellt.
Wenn sich die Spule 64S des Richtungssteuerventils 64 in eine ersten Richtung bewegt, wird Hydrauliköl aus dem Richtungssteuerventil 64 der kappenseitigen Ölkammer 48R zugeführt. Wenn das Hydrauliköl aus der stabseitigen Ölkammer 47R zum Richtungssteuerventil 64 zurück fließt, bewegt sich ein Kolben 10P des Auslegerzylinders 10 von der kappenseitigen Ölkammer 48R zur stabseitigen Ölkammer 47R. Als Ergebnis erstreckt sich eine Stange 10L, die mit dem Kolben 10P verbunden ist, vom Auslegerzylinder 10 aus.
Wenn sich die Spule 64S des Richtungssteuerventil 64 in eine zweite Richtung, die eine zur ersten Richtung entgegengesetzte Richtung ist, auf der Grundlage eines Befehls aus der Bedienvorrichtung 25 bewegt, fließt Hydrauliköl aus der kappenseitigen Ölkammer 48R zum Richtungssteuerventil 64 zurück. Wenn das aus dem Richtungssteuerventil 64 zugeführte Hydrauliköl der stabseitigen Ölkammer 47R zugeführt wird, bewegt sich der Kolben 10P des Auslegerzylinders 10 von der stabseitigen Ölkammer 47R zur kappenseitigen Ölkammer 48R. Als Ergebnis wird die Stange 10L, die mit dem Kolben 10P verbunden ist, zum Auslegerzylinder 10 zurückgezogen. Aus diese Weise wird die Betriebsrichtung des Auslegerzylinders 10 gemäß der Einstellung der Bewegungsrichtung der Spule 64S des Richtungssteuerventils 64 geändert. Die Einstellung des Bewegungsbetrags der Spule 64S des Richtungssteuerventils 64 würde die Durchflussrate des Hydrauliköls ändern, das dem Auslegerzylinder 10 zugeführt wird und vom Auslegerzylinder 10 zum Richtungssteuerventil 64 zurückfließt. Demnach wird die Betriebsgeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10, nämlich die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolben 10P und der Stange 10L geändert.
Wie vorstehend beschrieben, wird der Betrieb des Richtungssteuerventils 64 durch die Bedienvorrichtung 25 gesteuert. Das Hydrauliköl, das von der Hydraulikpumpe 36 ausgestoßen und dann durch das Dekompressionsventil 25V dekomprimiert wird, das in 2 erläutert ist, wird der Bedienvorrichtung 25 als Pilotöl zugeführt. Die Bedienvorrichtung 25 stellt einen hydraulischen Pilotdruck auf der Grundlage des Betriebs eines jeden Bedienhebels ein. Das Richtungssteuerventil 64 wird durch den eingestellten hydraulischen Pilotdruck angetrieben. Größe und Richtung des hydraulischen Pilotdrucks werden durch die Bedienvorrichtung 25 eingestellt, und demgemäß werden der Betrag an Bewegung und die Bewegungsrichtung der Spule 64S bezüglich der axialen Richtung eingestellt. Als Ergebnis werden Betriebsgeschwindigkeit und Betriebsrichtung des Auslegerzylinders 10 geändert.
Auf der Grundlage des Zielgrabgeländes (Zielgrabgeländedaten U), die das konstruierte Terrain als eine Zielform des Grabungsgegenstands angeben, und auf der Grundlage der eingestellten Neigungswinkel θ1, θ2, und θ3 zum Erhalt der Position des Löffels 8, begrenzt die Arbeitseinheit-Steuerung 26, in Zwischensteuerung, wie vorstehend beschrieben, die Geschwindigkeit des Auslegers 6 so, dass die Geschwindigkeit, bei der sich der Löffel 8 dem Zielgrabgelände 431 nähert, gemäß einem Abstand zwischen Zielgrabgelände 43I und Löffel 8 abnimmt.
In einer Ausführungsform erzeugt in einem Fall, wobei die Arbeitseinheit 2 auf der Grundlage des Betriebs der Bedienvorrichtung 25 arbeitet, die Arbeitseinheit-Steuerung 26 einen Auslegerbefehlssignal CBI und steuert den Betrieb des Auslegers 6 unter Verwendung dieses Signals, so dass es nicht ermöglicht wird, dass die Schneidkante 8T des Löffels 8 das Zielgrabgelände 43I untergräbt. Genauer hebt die Arbeitseinheit-Steuerung 26 den Ausleger 6 an, so dass es, in Zwischensteuerung, nicht ermöglicht wird, dass die Schneidkante 8T das Zielgrabgelände 431 untergräbt. Die in Zwischensteuerung ausgeführte Steuerung des Anhebens des Auslegers 6 wird gegebenenfalls als Ausleger-Zwischensteuerung bezeichnet.
In der vorliegenden Ausführungsform erzeugt, um Ausleger-Zwischensteuerung durch die Arbeitseinheit-Steuerung 26 zu erreichen, die Arbeitseinheit-Steuerung 26 ein Auslegerbefehlssignal CBI im Zusammenhang mit Ausleger-Zwischensteuerung und gibt das Signal an das Zwischenventil 27C aus. Das Zwischenventil 27C kann den hydraulischen Pilotdruck des Pilotölpfads 50 einstellen. Das Wechselventil 51 weist zwei Einlässe 511a und 511b und einen Auslass 51E auf. Einer der Einlässe, nämlich der Einlass 511a, ist mit dem Zwischenventil 27C verbunden. Der andere Einlass, nämlich der Einlass 511b, ist mit dem Steuerventil 27B verbunden. Ein Auslass 51IE ist mit dem Ölpfad 452B verbunden, der mit dem Richtungssteuerventil 64 verbunden ist.
Das Wechselventil 51 verbindet den Ölpfad 452B mit einem mit höherem hydraulischem Pilotdruck der zwei Einlässe 511a und 511b. Beispielsweise verbindet in einem Fall, wobei der hydraulische Pilotdruck am Einlass 511a höher ist als der hydraulische Pilotdruck am Einlass 511b, das Wechselventil 51 das Zwischenventil 27C mit dem Ölpfad 452B. Als Ergebnis wird das Pilotöl, das durch das Zwischenventil 27C geströmt ist, dem Ölpfad 452B über das Wechselventil 51 zugeführt. In einem Fall, wobei der hydraulische Pilotdruck am Einlass 511b höher ist als der hydraulische Pilotdruck am Einlass 511a, verbindet das Wechselventil 51 das Steuerventil 27B mit dem Ölpfad 452B. Als Ergebnis wird das Pilotöl, das durch das Zwischenventil 27B geströmt ist, dem Ölpfad 452B über das Wechselventil 51 zugeführt.
Wenn die Ausleger-Zwischensteuerung nicht ausgeführt wird, wird das Richtungssteuerventil 64 auf der Grundlage des hydraulischen Pilotdrucks angetrieben, der durch Bedienen der Bedienvorrichtung 25 eingestellt wird. Beispielsweise steuert die Arbeitseinheit-Steuerung 26 das Steuerventil 27B, um einen Pilotölpfad 451B zu öffnen (völlig zu öffnen), und steuert damit zusammen das Zwischenventil 27C, um den Pilotölpfad 50 so zu schließen, dass das Richtungssteuerventil 64 auf der Grundlage des hydraulischen Pilotdrucks, der durch Bedienen der Bedienvorrichtung 25 eingestellt wird, angetrieben wird.
Wenn die Ausleger-Zwischensteuerung ausgeführt wird, steuert die Arbeitseinheit-Steuerung 26 das Steuerventil 27 so, dass das Richtungssteuerventil 64 auf der Grundlage des hydraulischen Pilotdrucks, der durch das Zwischenventil 27C eingestellt wird, angetrieben wird. Beispielsweise steuert, wenn Zwischensteuerung ausgeführt wird, nämlich Steuerung der Begrenzung der Bewegung des Löffels 8 auf dem Zielgrabgelände 43I, die Arbeitseinheit-Steuerung 26 das Zwischenventil 27C so, dass der hydraulische Pilotdruck des Pilotölpfads 50, der durch das Zwischenventil 27C eingestellt wird, größer wird als der hydraulische Pilotdruck des Pilotölpfads 451B, der durch die Bedienvorrichtung 25 eingestellt wird. Mit dieser Steuerung wird das Pilotöl aus dem Zwischenventil 27C dem Richtungssteuerventil 64 über das Wechselventil 51 zugeführt.
Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 erzeugt, zum Beispiel wenn sie Zwischensteuerung ausführt, ein Auslegerbefehlssignal CBI als Geschwindigkeitsbefehl, zum Heben des Auslegers 6 und steuert das Zwischenventil 27C. Mit diese Steuerung führt das Richtungssteuerventil 64 des Auslegerzylinders 10 dem Auslegerzylinder 10 Hydrauliköl so zu, dass der Ausleger 6 mit einer Geschwindigkeit entsprechend dem Auslegerbefehlssignal CBI angehoben wird, wodurch der Auslegerzylinder 10 den Ausleger 6 anhebt.
Der Hydraulikkreis 301 des Auslegerzylinders 10 wurde bereits beschrieben. Der Hydraulikkreis des Armzylinders 11 und der Hydraulikkreis des Löffelzylinders 12 weisen jeweils einen Aufbau entsprechend einem Aufbau des Hydraulikkreises 301 des Auslegerzylinders 10, ausschließlich Zwischenventil 27C, Wechselventil 51 und Pilotölpfad 50, auf.
Die Ausleger-Zwischensteuerung ist eine Steuerung des Anhebens des Auslegers 6, die in Zwischensteuerung ausgeführt wird. In der Zwischensteuerung kann die Arbeitseinheit-Steuerung 26 konfiguriert sein, um mindestens einen des Arms 7 und des Löffels 8 zusätzlich zum Anheben des Auslegers 6 oder statt des Anhebens des Auslegers 6 anzuheben. Genauer, bewegt in der Zwischensteuerung die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Arbeitseinheit 2 in einer Richtung der Trennung von der Zielform des Arbeitsgegenstands der Arbeitseinheit 2, d.h. in einer Ausführungsform der Trennung vom Zielgrabgelände 43I, durch Anheben mindestens eines des Auslegers 6, des Arms 7 und des Löffels 8, die in der Arbeitseinheit 2 mitumfasst sind.
In einer Ausführungsform wird in einem Fall, wobei die Arbeitseinheit 2 auf der Grundlage der Bedienung der Bedienvorrichtung 25 arbeitet, die Steuerung durch die Arbeitseinheit-Steuerung 26 zur Bewirkung, dass mindestens einer von Ausleger 6, Arm 7 und Löffel 8, die in der Arbeitseinheit 2 mitumfasst sind, arbeitet, als Zwischensteuerung bezeichnet. Mit andern Worten, ist Zwischensteuerung eine Steuerung, wodurch die Arbeitseinheit-Steuerung 26 den Betrieb der Arbeitseinheit in einem Fall bewirkt, wobei die Arbeitseinheit 2 auf der Grundlage der Bedienung der Bedienvorrichtung 25 arbeitet, nämlich auf der Grundlage von manueller Bedienung. Die oben beschriebene Ausleger-Zwischensteuerung ist ein Aspekt der Zwischensteuerung.
4 ist ein Blockschaubild der Arbeitseinheit-Steuerung 26. 5 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Zielgrabgeländedaten U und des Löffels 8. 6 ist ein Diagramm zur Erläuterung einer Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm. 7 ist ein Diagramm zur Erläuterung einer Grenzgeschwindigkeit Vc_lmt. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 weist eine Bestimmungseinheit 26J und eine Steuereinheit 26CNT auf. Die Steuereinheit 26CNT weist eine Relativpositionsberechnungseinheit 26A, eine Abstandsberechnungseinheit 26B, eine Zielgeschwindigkeitsberechnungseinheit 26C, eine Zwischengeschwindigkeitsberechnungseinheit 26D, eine Zwischenbefehlsberechnungseinheit 26E und eine Zwischengeschwindigkeitsmodifikationseinheit 26F auf. Die Funktionen der Bestimmungseinheit 26J, der Relativpositionsberechnungseinheit 26A, der Abstandsberechnungseinheit 26B, der Zielgeschwindigkeitsberechnungseinheit 26C, der Zwischengeschwindigkeitsberechnungseinheit 26D und der Zwischenbefehlsberechnungseinheit 26E werden durch die Verarbeitungseinheit 26P der Arbeitseinheit-Steuerung 26, die in 2 erläutert ist, realisiert.
Bei der Ausführung von Zwischensteuerung erzeugt die Arbeitseinheit-Steuerung 26 ein Auslegerbefehlssignal CBI, das für die Zwischensteuerung erforderlich ist, unter Verwendung des Ausleger-Bedienbetrags MB, des Arm-Bedienbetrags MA, des Löffel-Bedienbetrags MT, der Zielgrabgeländedaten U, die aus der Anzeige-Steuerung 28, den Löffel-Schneidkantenpositionsdaten S und den Neigungswinkeln θ1, θ2, und θ3 erhalten werden, die aus der Sensor-Steuerung 39 erhalten werden, und erzeugt gegebenenfalls zusätzlich ein Armbefehlssignal und ein Löffelbefehlssignal. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 treibt das Steuerventil 27 und das Zwischenventil 27C zur Steuerung der Arbeitseinheit 2 an.
Die Relativpositionsberechnungseinheit 26A erhält die Löffel-Schneidkantenpositionsdaten S aus der Anzeige-Steuerung 28, und erhält die Neigungswinkels θ1, θ2, und θ3 aus der Sensor-Steuerung 39. Die Relativpositionsberechnungseinheit 26A erhält eine Schneidkantenposition Pb, nämlich eine Position der Schneidkante 8T des Löffels 8, aus den erhaltenen Neigungswinkeln θ1, θ2, und θ3.
Auf der Grundlage der durch die Relativpositionsberechnungseinheit 26A erhaltenen Schneidkantenposition Pb und auf der Grundlage der Zielgrabgeländedaten U, die aus der Anzeige-Steuerung 28 erhalten werden, berechnet die Abstandsberechnungseinheit 26B einen Abstand d, nämlich den kürzesten Abstand zwischen der Schneidkante 8T des Löffels 8 und Zielgrabgelände 43I. Das Zielgrabgelände 431 wird durch die Zielgrabgeländedaten U dargestellt, welche Teil der Zielkonstruktionsinformationen T sind. Der Abstand d ist ein Abstand zwischen der Schneidkantenposition Pb und einer Position Pu, bei der sich eine Linie, die orthogonal zum Zielgrabgelände 431 ist und die durch die Schneidkantenposition Pb verläuft, mit den Zielgrabgeländedaten U schneidet.
Das Zielgrabgelände 431 ist in einer Vorwärts-rückwärts-Richtung des oberen Schwenkkörpers 3 definiert und wird durch einen Schnittpunkt, der durch eine Ebene der Arbeitseinheit 2 gebildet wird, die durch eine Grabungsgegenstandsposition Pdg verläuft, und durch die Zielkonstruktionsinformationen T, die durch eine Vielzahl von Zielkonstruktionsflächen gebildet werden, erhalten. Noch genauer gesagt entsprechen an dem oben beschriebenen Schnittpunkt einer oder mehrere Wendepunkte von vorne nach hinten bei der Grabungsgegenstandsposition Pdg den Zielkonstruktionsinformationen T, und eine Linie von vorne nach hinten der Wendepunkte entspricht dem Zielgrabgelände 43I. In einem Beispiel, das in 5 erläutert ist, entsprechen zwei Wendepunkte Pv1 und Pv2 und ihre Vorwärts-rückwärts-Line dem Zielgrabgelände 43I. Die Grabungsgegenstandsposition Pdg ist eine Position der Schneidkante 8T des Löffels 8, nämlich ein Punkt unmittelbar unterhalb der Schneidkantenposition Pb. Aus diese Weise ist das Zielgrabgelände 431 Teil der Zielkonstruktionsinformationen T. Das Zielgrabgelände 431 wird durch die Anzeige-Steuerung 28 erzeugt, die in 2 erläutert ist.
Die Zielgeschwindigkeitsberechnungseinheit 26C bestimmt eine Auslegerzielgeschwindigkeit Vc_bm, eine Armzielgeschwindigkeit Vc_am und eine Löffelzielgeschwindigkeit Vc_bkt. Die Auslegerzielgeschwindigkeit Vc_bm ist eine Geschwindigkeit der Schneidkante 8T, wenn der Auslegerzylinder 10 angetrieben wird. Die Armzielgeschwindigkeit Vc_am ist eine Geschwindigkeit der Schneidkante 8T, wenn der Armzylinder 11 angetrieben wird. Die Löffelzielgeschwindigkeit Vc bkt ist eine Geschwindigkeit der Schneidkante 8T, wenn der Löffelzylinder 12 angetrieben wird. Die Auslegerzielgeschwindigkeit Vc_bm wird gemäß dem Ausleger-Bedienbetrag MB berechnet. Die Armzielgeschwindigkeit Vc_am wird gemäß dem Arm-Bedienbetrag MA berechnet. Die Schaufel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt wird gemäß dem Schaufel-Bedienbetrag MT berechnet.
Die Zwischengeschwindigkeitsberechnungseinheit 26D erhält eine Grenzgeschwindigkeit (Auslegergrenzgeschwindigkeit) Vcy_bm des Auslegers 6 auf der Grundlage des Abstands d zwischen Schneidkante 8T des Löffels 8 und Zielgrabgelände 43I. Wie in 6 erläutert, erhält die Zwischengeschwindigkeitsberechnungseinheit 26D eine Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm durch Subtrahieren der Armzielgeschwindigkeit Vc_am und der Löffelzielgeschwindigkeit Vc_bkt von einer Grenzgeschwindigkeit Vc_lmt der Gesamtarbeitseinheit 2, die in 1 erläutert ist. Die Grenzgeschwindigkeit Vc_lmt ist eine Bewegungsgeschwindigkeit der Schneidkante 8T, die in einer Richtung erlaubt ist, wo sich die Schneidkante 8T des Löffels 8 dem Zielgrabgelände 431 nähert.
Wie in 7 erläutert, nimmt die Grenzgeschwindigkeit Vc_lmt einen negativen Wert an, wenn der Abstand d positiv ist, und somit einer Absenkgeschwindigkeit entspricht, wenn die Arbeitseinheit 2 abgesenkt wird. Die Grenzgeschwindigkeit Vc_lmt nimmt einen positiven Wert an, wenn der Abstand d negativ ist, und somit einer Hebegeschwindigkeit entspricht, wenn die Arbeitseinheit 2 angehoben wird. Ein Zustand, wo der Abstand d einen negativen Wert annimmt, entspricht einem Zustand, wo der Löffel 8 das Zielgrabgelände 43I untergraben hat. Die Grenzgeschwindigkeit Vc_lmt ändert ihren Absolutwert so, dass der Absolutwert der Geschwindigkeit abnimmt, wenn der Abstand d abnimmt, und dass nach Übergang des Abstands d auf einen negativen Wert der Absolutwert der Geschwindigkeit erhöht ist, wenn der Absolutwert des Abstands d erhöht ist.
Die Bestimmungseinheit 26J bestimmt, ob die Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm korrigiert werden wird. In einem Fall, wobei die Bestimmungseinheit 26J bestimmt hat, dass die Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm korrigiert werden wird, korrigiert die Zwischengeschwindigkeitsmodifikationseinheit 26F die Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm und gibt den korrigierten Wert aus. Die Auslegergrenzgeschwindigkeit wird nach der Korrektur durch Vcy_bm' dargestellt. In einem Fall, wobei die Bestimmungseinheit 26J bestimmt hat, dass die Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm nicht korrigiert werden wird, gibt die Zwischengeschwindigkeitsmodifikationseinheit 26F die Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm ohne Durchführung der Korrektur aus. Die Zwischenbefehlsberechnungseinheit 26E erzeugt ein Auslegerbefehlssignal CBI auf der Grundlage der Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm, die durch die Zwischengeschwindigkeitsmodifikationseinheit 26F erhalten wird. Das Auslegerbefehlssignal CBI ist ein Befehl zur Einstellung einer Öffnungsgröße des Zwischenventils 27C auf eine Größe, die benötigt wird, um zu ermöglichen, dass der Pilotdruck, der erforderlich ist, um den Ausleger 6 bei der Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm anzuheben, auf das Wechselventil 51 wirkt. Die Auslegerbefehlssignal CBI ist ein aktueller Wert, der, in einer Ausführungsform, der Auslegersteuerbefehlsgeschwindigkeit entspricht.
8 und 9 sind jeweils Schaubilder und erläutert eine Beziehung zwischen Löffel 8 und Zielgrabgelände 43I. Wie vorstehend beschrieben, ist Zwischensteuerung Steuerung der Bewegung des Löffels 8 so, dass der Löffel 8 das Zielgrabgelände 431 nicht untergraben kann. In einem Fall, wobei die Arbeitseinheit-Steuerung 26 Zwischensteuerung ausgeführt hat, wenn der Löffel 8 anstößt, um das Zielgrabgelände 43I zu untergraben, führt die Arbeitseinheit-Steuerung 26 Ausleger-Zwischensteuerung aus.
Wie in 8 erläutert, wird Zwischensteuerung in einem Fall ausgeführt, wobei der Löffel 8 oberhalb des Zielgrabgeländes 431 vorhanden ist. Wie in 9 erläutert, wird Zwischensteuerung nicht ausgeführt, wenn der Löffel 8 sich in der Pfeil Y- Richtung, die in 8 erläutert ist, heraus aus einem Bereich, in dem der das Zielgrabgelände 431 vorliegt, bewegt hat, um in einen Bereich überzugehen, in dem das Zielgrabgelände 431 nicht vorliegt. Kurz gesagt, wird, wenn der Löffel 8 den Bereich verlässt, in dem das Zielgrabgelände 431 vorliegt, Zwischensteuerung unnötig. Die Zielgrabgelände 431 ist Teil der Zielkonstruktionsinformationen T, und somit gibt es in einem Fall, wobei keine Zielkonstruktionsinformationen T vorhanden sind, einen Bereich, in dem kein Zielgrabgelände 431 vorliegt ist.
In einigen Fällen führt eine Bedienperson des Baggers 100 die Bedienung aus, um die Arbeitseinheit 2 und den Löffel 8 nach unten zu bewegen, wenn die Arbeitseinheit-Steuerung 26 Zwischensteuerung ausführt. In diesem Fall könnte, wie in 9 erläutert, wenn die Zwischensteuerung zu einem Zeitpunkt abgesetzt wird, wenn der Löffel 8 den Bereich verlässt, in dem das Zielgrabgelände 431 vorliegt, der Löffel 8 sich plötzlich in eine Richtung bewegen, die durch den Pfeil D in 9 angegeben ist. Diese plötzliche Bewegung könnte bei der Bedienperson ein Gefühl der Unsicherheit aufkommen lassen.
10 ist ein Diagramm und erläutert eine Beziehung zwischen Auslegergeschwindigkeit Vbm, nämlich eine Geschwindigkeit, bei der der Ausleger 6 arbeitet, und Zeit t. Die vertikale Achse in 10 stellt die Auslegergeschwindigkeit Vbm dar, und die horizontale Achse stellt die Zeit t dar. Die Auslegergeschwindigkeit Vbm stellt, wenn sie einen positiven Wert annimmt, eine Hebegeschwindigkeit dar, nämlich die Geschwindigkeit, bei der der Ausleger 6 angehoben wird. Die Auslegergeschwindigkeit Vbm stellt, wenn sie einen negativen Wert annimmt, eine Absenkgeschwindigkeit dar, nämlich die Geschwindigkeit, bei der der Ausleger 6 abgesenkt wird. Da der Ausleger 6 Teil der Arbeitseinheit 2 ist, ist die Auslegergeschwindigkeit Vbm eine Geschwindigkeit der Arbeitseinheit 2. Demnach entspricht die Hebegeschwindigkeit des Auslegers 6 der Hebegeschwindigkeit der Arbeitseinheit 2; die Absenkgeschwindigkeit des Auslegers 6 entspricht der Absenkgeschwindigkeit der Arbeitseinheit 2. In einer Ausführungsform werden jeweils die Hebe- und Absenkgeschwindigkeit der Arbeitseinheit 2 als Bewegungsgeschwindigkeit der Arbeitseinheit 2 bezeichnet. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Arbeitseinheit 2 nimmt einen positiven Wert ein, wenn die Arbeitseinheit 2 angehoben wird. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Arbeitseinheit 2 nimmt einen negativen Wert ein, wenn die Arbeitseinheit 2 abgesenkt wird.
In einer Ausführungsform verringert in einem Fall, wobei der Löffel 8 den Bereich verlässt, in dem das Zielgrabgelände 431 vorliegt, d.h. in einem Fall, wobei Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird, die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Geschwindigkeit der Arbeitseinheit 2, genauer gesagt verringert sie die Auslegergeschwindigkeit Vbm des Auslegers 6 während des Verstreichens der Zeit t, auf die Auslegergeschwindigkeit Vbop, die durch Bedienen durch eine Bedienperson des Baggers 100 bestimmt wird. In einem Beispiel, das in 10 erläutert ist, verringert die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Auslegergeschwindigkeit Vbm mit vorgeschriebener Änderungsrate VRC, die durch die durchbrochene Linie A angegeben wird, auf die Auslegergeschwindigkeit Vbop ab dem Zeitpunkt, an dem die Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird. Der Zeitpunkt, an dem die Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird, ist ein Zeitpunkt des Umschaltens zwischen Zwischensteuerung bezüglich der Arbeitseinheit 2 und Steuerung der Arbeitseinheit 2 auf der Grundlage eines Bedienbefehls aus der Bedienvorrichtung 25.
Die Änderungsrate VRC ist ein Wert, der erhalten wird durch Dividieren des Änderungsbetrags bis zu dem Punkt, an dem die Auslegergeschwindigkeit Vbm null wird, zu dem Zeitpunkt, an dem die Zwischensteuerung, oder Ausleger-Zwischensteuerung in diesem Beispiel, unnötig wird, durch die Zeit bevor die Auslegergeschwindigkeit Vbm null wird, zu dem Zeitpunkt, an dem die Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird. Wenn die Auslegergeschwindigkeit Vbm zu dem Zeitpunkt, an dem Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird, als eine Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm2 definiert ist, und wenn die Zeit, bevor die Auslegergeschwindigkeit Vbm null wird, als t = tt definiert ist, kann die Änderungsrate durch Formel (1) erhalten werden. Die Zeitpunkt, an dem die Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird, ist der Zeitpunkt t = 0, der in einem Beispiel in 10 erläutert ist. Da die Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm2 ein positiver Wert ist, ist die aus Formel (1) erhaltene Änderungsrate VRC ein negativer Wert. $VRC = (0 - Vcy_bm 2) / (tt - 0)$
In einem Fall, wobei der Ausleger 6 angehoben wird, nämlich in einem Fall, wobei die Auslegergeschwindigkeit Vbm positiv ist, wird die Hebegeschwindigkeit verringert, wenn die Auslegergeschwindigkeit Vbm mit der Änderungsrate VRC geändert wird. Demnach gibt die Änderungsrate VRC eine Abnahmerate der Hebegeschwindigkeit an. In einem Fall, wobei der Ausleger 6 abgesenkt wird, nämlich in einem Fall, wobei die Auslegergeschwindigkeit Vbm negativ ist, wird die Absenkgeschwindigkeit erhöht, wenn die Auslegergeschwindigkeit Vbm mit der Änderungsrate VRC geändert wird. Demnach gibt die Änderungsrate VRC eine Zunahmerate der Absenkgeschwindigkeit an.
Während der Ausführung der Ausleger-Zwischensteuerung und Betreiben der Absenkung der Ausleger 6 durch eine Bedienperson, wenn der Löffel 8 den Bereich verlässt, in dem das Zielgrabgelände 431 vorliegt, beginnt der Ausleger 6 an dem Zeitpunkt mit einer Auslegergeschwindigkeit Vbop, die von einer Bedienperson angegeben wird, zu arbeiten. Wenn der Löffel 8 den Bereich, in dem das Zielgrabgelände 431 vorliegt, während/bei der Ausführung von Ausleger-Zwischensteuerung verlässt, wird die Steuerung von der Ausleger-Zwischensteuerung auf die Steuerung der Arbeitseinheit 2 auf der Grundlage eines Bedienbefehls aus der Bedienvorrichtung 25 umgeschaltet.
Als Ergebnis des Umschaltens auf die Steuerung der Arbeitseinheit 2 auf der Grundlage des Bedienbefehls aus der Bedienvorrichtung 25, wird der Ausleger 6 plötzlich abgesenkt, was bei der Bedienperson ein Gefühl der Unsicherheit aufkommen lassen könnte. In einer Ausführungsform verringert, wenn Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird, die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Auslegergeschwindigkeit Vbm von dem Zeitpunkt an, an dem die Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird, bei einer vorgeschriebenen Änderungsrate VRC, auf eine Auslegergeschwindigkeit Vbop, die von der Bedienperson angegeben wird. Mit dieser Verfahrensweise ändert sich, während/bei der Ausführung von Ausleger-Zwischensteuerung und während des Betriebs von der Bedienperson der Absenkung des Auslegers 6, wenn der Löffel 8 den Bereich verlässt, in dem das Zielgrabgelände 431 vorliegt und die Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird, die Auslegergeschwindigkeit Vbm schrittweise von der Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm2 bis zu der Auslegergeschwindigkeit Vbop, die von der Bedienperson angegeben wird. Als Ergebnis wäre das plötzliche Absenken des Auslegers 6 gemildert, was es möglich macht, das Gefühl der Unsicherheit, das die Bedienperson verspürt, zu verringern.
11 und 12 sind Schaubilder, die jeweils eine Beziehung zwischen Löffel 8 und Zielgrabgelände 43I erläutern. Wenn eine Bedienperson des Baggers 100 plötzlich den Löffel 8 bedient oder bewirkt, dass der obere Schwenkkörper 3 während Ausführung von Zwischensteuerung durch die Arbeitseinheit-Steuerung 26 schwenkt, könnte die Ausleger-Zwischensteuerung den Zeitpunkt in einigen Fällen verpassen. In diesem Fall könnte, wie in 11 erläutert, der Löffel 8 das Zielgrabgelände 431 deutlich untergraben. In einer Ausführungsform nimmt, wenn ein Ausmaß des Untergrabens des Zielgrabgeländes 431 durch den Löffel 8 zunimmt, die Geschwindigkeit, bei der die Arbeitseinheit-Steuerung 26 den Ausleger 6 in Ausleger-Zwischensteuerung anhebt, ebenfalls zu. In diesem Fall befindet sich der rechte Bedienhebel 25R zur Steuerung von Anheben/Absenken des Auslegers 6 in einem Absenk- oder Neutralzustand.
Bei Ausleger-Zwischensteuerung wird, wenn der Löffel 8 das Zielgrabgelände 431 deutlich untergraben hat, die Hebegeschwindigkeit des Auslegers 6 relativ hoch. Wie in 12 erläutert, wird, wenn der Löffel 8 deutlich den Bereich verlässt, in dem das Zielgrabgelände 431 vorliegt, die Zwischensteuerung aufgehoben. Wie vorstehend beschrieben, verringert in einem Fall, wobei die Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird, die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Auslegergeschwindigkeit Vbm bei einer vorgeschriebenen Änderungsrate VRC von dem Zeitpunkt, an dem die Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird, nämlich der Zeitpunkt, an dem die Zwischensteuerung aufgehoben wurde. In diesem Fall werden der Ausleger 6 und der Löffel 8 weiterhin angehoben (Bewegung in der Richtung, die durch den Pfeil AUF in 12 angeben ist) bis die Auslegergeschwindigkeit Vbm als Reaktion auf den Hebe- oder Neutralbetrieb des Auslegers 6 null wird, und somit könnte diese Bewegung bei der Bedienperson ein Gefühl der Unsicherheit aufkommen lassen.
Ein Fall im Zielgrabgelände 43I, das in 8 und 9 erläutert ist, wo die Arbeitseinheit 2 das Zielgrabgelände 431 verlässt, wenn die Arbeitseinheit 2 in Richtung der Bagger 100-Seite bedient wird, wird besprochen. In dieser Arbeit gibt es einen Fall, wobei eine Bedienperson die Arbeitseinheit 2 bedient, während die Arbeitseinheit-Steuerung 26 Ausleger-Zwischensteuerung ausführt. In diesem Fall wird, wenn der Löffel 8 den Bereich verlässt, in dem das Zielgrabgelände 431 vorliegt, die Zwischensteuerung aufgehoben. Unter dieser Bedingung bedient die Bedienperson den Ausleger 6 normalerweise nach unten. Als Reaktion auf diesen Betrieb arbeitet die Ausleger-Zwischensteuerung, um zu bewirken, dass der Ausleger 6 und der Löffel 8 kontinuierlich angehoben werden, bis die Auslegergeschwindigkeit Vbm null wird. Dieser Betrieb könnte bei der Bedienperson ein Gefühl der Unsicherheit aufkommen lassen.
Wie vorstehend beschrieben verringert, in einem Fall, wobei die Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird, die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Auslegergeschwindigkeit Vbm zu dem Zeitpunkt, an dem die Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird, bei einer vorgeschriebenen Änderungsrate VRC der Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm. In einem Fall, wobei die Hebegeschwindigkeit des Auslegers 6 hoch ist, würde dies ein Phänomen erzeugen, dass der Ausleger 6 und der Löffel 8 weiterhin angehoben werden, wie vorstehend beschrieben. Um dies zu beheben, ändert die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Abnahmerate der Hebegeschwindigkeit der Arbeitseinheit 2, genauer des Auslegers 6, zu dem Zeitpunkt, an dem Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird.
Genauer erhält die Zwischengeschwindigkeitsberechnungseinheit 26D der Arbeitseinheit-Steuerung, die in 4 erläutert ist, die Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm. Als Nächste vergleicht die Bestimmungseinheit 26J der Arbeitseinheit-Steuerung 26, die in 4 erläutert ist, die Hebegeschwindigkeit der Arbeitseinheit 2 oder die Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm, die im vorliegenden Beispiel durch die Zwischengeschwindigkeitsberechnungseinheit 26D erhalten wird, mit einem Schwellenwert Vbmc, zu dem Zeitpunkt, an dem Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird. In einem Fall, wobei die Bestimmungseinheit 26J bestimmt hat, dass die Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm der Schwellenwert Vbmc oder größer ist, erhält die Zwischengeschwindigkeitsmodifikationseinheit 26F der Steuereinheit 26CNT eine Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm' nach Korrektur, während die Abnahmerate der Hebegeschwindigkeit auf einen Wert eines Fall, wobei die Hebegeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt, an dem Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird, der Schwellenwert Vbmc ist, oder auf einen höheren Wert eingestellt wird und gibt den Wert an die Zwischenbefehlsberechnungseinheit 26E der Steuereinheit 26CNT aus. Die Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm, die der Schwellenwert Vbmc ist oder darüber liegt, bedeutet, dass der Absolutwert der AuslegerGrenzgeschwindigkeit Vcy_bm der Absolutwert oder ein höherer Wert des Schwellenwerts Vbmc ist.
Die Zwischenbefehlsberechnungseinheit 26E der Steuereinheit 26CNT erzeugt nach Korrektur ein Auslegerbefehlssignal CBI unter Verwendung der Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm' und steuert das Zwischenventil 27C. Mit dieser Verfahrensweise ändert die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Hebegeschwindigkeit des Auslegers 6. In einem Fall, wobei die Bestimmungseinheit 26J bestimmt hat, dass die Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm unter dem Schwellenwert Vbmc liegt, erzeugt die Zwischenbefehlsberechnungseinheit 26E ein Auslegerbefehlssignal CBI unter Verwendung der Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm, die durch die Zwischengeschwindigkeitsberechnungseinheit 26D erhalten wird, und steuert das Zwischenventil 27C.
Die Abnahmerate der Hebegeschwindigkeit ist die Änderungsrate der Auslegergeschwindigkeit Vbm, wenn der Ausleger 6 angehoben wird. In einer Ausführungsform entspricht die Abnahmerate der Hebegeschwindigkeit, wenn die Hebegeschwindigkeit bei t = 0 in 10 der Schwellenwert Vbmc ist, VRC. Der Zeitpunkt, an dem die Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird, ist t = 0. Ein Fall, wobei die Hebegeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt, an dem die Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird, der Schwellenwert Vbmc ist oder darüber liegt, entspricht einem Fall, wobei die Auslegergeschwindigkeit Vbm die Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm1, Vcy_bm1 ist. Die Änderungsrate in einem Fall, wobei die Auslegergeschwindigkeit Vbm die Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm1 ist, ist VR1. Die Änderungsrate in einem Fall, wobei die Auslegergeschwindigkeit Vbm die Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm2 ist, ist VR2. In beiden Fällen ist die Änderungsrate die Änderungsrate VRC oder liegt darüber. In diesem Fall ist der Absolutwert von jeder der Änderungsraten VR1 und VR2 der Absolutwert der Änderungsrate VRC oder der Wert über diesem Absolutwert.
Die Änderungsrate für einem Fall, wobei die Hebegeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt, an dem die Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird, der Schwellenwert Vbmc ist oder darüber liegt, ist ein Wert, der durch Dividieren der Hebegeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt erhalten wird, an dem die Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird, nämlich der Schwellenwert Vbmc als ein positiver Wert, durch die Zeit tc, nämlich die Zeit, bevor die Auslegergeschwindigkeit Vbm null wird. Wenn die Änderungsrate groß ist, wird da Anheben des Auslegers 6 unverzüglich gestoppt, wenn die Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird. Allerdings bewirkt dies, dass die Änderung in der Auslegergeschwindigkeit Vbm plötzlich wird, was zur Erzeugung von Erschütterung oder einem Gefühl der Unsicherheit bei der Bedienperson führt. Um dies zu beheben, wird die Zeit tc bis zum Erhalt der Änderungsrate für einem Fall, wobei die Hebegeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt, an dem die Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird, der Schwellenwert Vbmc ist oder darüber liegt, innerhalb eines Bereichs eingestellt, in dem fortgesetzter Anstieg des Auslegers 6 und Löffels 8 unterdrückt werden können und die Änderung in der Auslegergeschwindigkeit Vbm nicht zu plötzlich sein kann. In einer Ausführungsform wird die Zeit tc zum Beispiel durch sensorische Bewertung durch die Bedienperson bestimmt, obwohl das Verfahren zur Bestimmung dieser Zeit tc nicht auf dieses Verfahren beschränkt ist. Bei der sensorischen Bewertung durch die Bedienperson wird die Zeit tc durch einen Standard definiert, der durch das Bedienen der Bedienperson bestimmt wird. Alternativ kann die Zeit tc durch die Masse der Arbeitseinheit 2, nicht durch sensorische Bewertung durch die Bedienperson, bestimmt werden.
Die Zeit tc wird in der Speichereinheit 26M der Arbeitseinheit-Steuerung 26 gespeichert, die in 2 erläutert ist. In einer Ausführungsform ist die Zeit tc ein vorgeschriebener Wert. Demnach nimmt die Änderungsrate verschiedene Werte an, in Abhängigkeit von der Hebegeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt, an dem die Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird. Genauer erhöht, wenn die Hebegeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt, an dem die Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird, die Zwischengeschwindigkeitsberechnungseinheit 26D der Steuereinheit 26CNT die Änderungsrate, nämlich die Abnahmerate der Hebegeschwindigkeit. Je höher die Hebegeschwindigkeit in einem Fall ist, wobei Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird, desto länger ist die Zeit während der der Ausleger 6 weiterhin angehoben wird, nachdem die Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird. Durch Erhöhen der Abnahmerate der Hebegeschwindigkeit zusammen mit dem Erhöhen der Hebegeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt, an dem die Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird, ist es möglich, das Anheben des Auslegers 6 unverzüglich zu stoppen, nachdem die Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird.
Obwohl die Zeit tc in einer Ausführungsform ein feststehender vorgeschriebener Wert ist, ist es zulässig, so zu konfigurieren, dass die Zeit tc geändert werden kann. Beispielsweise ist es zulässig, so zu konfigurieren, dass ein Einstellbildschirm der Zeit tc auf der Anzeigevorrichtung 29 angezeigt wird, die in 2 erläutert ist, und die Bedienperson die Zeit tc des Einstellbildschirms ändert. Es ist auch zulässig, so zu konfigurieren, dass die Zwischengeschwindigkeitsberechnungseinheit 26D die Zeit tc in Abhängigkeit der Arbeitsumgebung ändert. Beispielsweise können in einem Fall, wobei der Bagger 100 in einer Umgebung mit einem Aufbau über der Arbeitseinheit 2 arbeitet, Informationen über diese Umgebung von der Bedienperson in die Arbeitseinheit-Steuerung 26 eingegeben werden. Die Zwischengeschwindigkeitsberechnungseinheit 26D erhält die Information, dass ein Aufbau darüber vorhanden ist, und stellt als Reaktion hierauf die Zeit tc auf die Zeit ein, die kürzer ist, als die aktuelle Einstellung. Mit dieser Verfahrensweise kann die Arbeitseinheit-Steuerung 26 unverzüglicher das Anheben des Auslegers 6 stoppen, nachdem die Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird, was es möglich macht, eine Störung zwischen dem Aufbau über der Arbeitseinheit 2 mit der Arbeitseinheit 2 zu unterdrücken.
In einem Fall, wobei die Hebegeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt, an dem die Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird, unter dem Schwellenwert Vbmc liegt, stellt die Zwischengeschwindigkeitsberechnungseinheit 26D der Steuereinheit 26CNT die Änderungsrate, nämlich die Abnahmerate der Hebegeschwindigkeit, auf einen vorgeschriebenen Wert VRC ein, gleich welche Größe die Hebegeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt aufweist, an dem Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird. In dem Fall, wobei die Hebegeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt, an dem Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird, unter dem Schwellenwert Vbmc liegt, wäre die Zeit, während der der Ausleger 6 weiterhin angehoben wird, nachdem die Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird, kurz, und somit wäre diese Einstellung zulässig. Demnach wird eine plötzliche Änderung in die Auslegergeschwindigkeit Vbm durch Einstellen der Abnahmerate der Hebegeschwindigkeit auf einen vorgeschriebenen Wert VRC unterdrückt.
In einem Fall, wobei der Ausleger 6 abgesenkt wird, zum Beispiel durch einen Bedienbefehl aus der Bedienvorrichtung 25, stellt die Zwischengeschwindigkeitsberechnungseinheit 26D der Steuereinheit 26CNT die Geschwindigkeit für die Zeit, wenn der Ausleger 6 abgesenkt wird, nämlich die Änderungsrate (Zunahmerate) einer negativen Auslegergeschwindigkeit Vbm, auf einen vorgeschriebenen Wert ein. In einem Fall, wobei die Bedienvorrichtung 25 einen elektrischen Bedienhebel aufweist, wird der Bedienbefehl zur Senkung des Auslegers 6 durch die Arbeitseinheit-Steuerung 26 erzeugt, die in 2 erläutert ist.
In einer Ausführungsform entspricht die Änderungsrate (Zunahmerate) der negativen Auslegergeschwindigkeit Vbmto einem Wert, wenn die Hebegeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt, an dem die Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird, der Schwellenwert Vbmc ist, d.h. sie entspricht VRC. Durch Einstellen der Änderungsrate einer Geschwindigkeit für die Zeit, wenn der Ausleger 6 auf einen vorgeschriebenen Wert abgesenkt wird, ist es möglich, eine plötzliche Absenkung des Auslegers 6 zu unterdrücken, wenn die Zwischensteuerung während des Betriebs der Absenkung des Ausleger 6 von der Bedienperson aufgehoben wird. Eine wünschenswerte Größe der Änderungsrate der Geschwindigkeit für die Zeit, wenn der Ausleger 6 abgesenkt wird, wäre zum Beispiel eine Größe, wobei eine plötzliche Absenkung des Auslegers 6 auf einen zulässigen Bereich in einem Fall unterdrückt werden kann, wobei die Bedienperson den Betrieb zur Absenkung des Auslegers 6 bei einer maximalen Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm (Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm1 in einem in 8 erläuterten Beispiel) unterdrücken kann.
Der Zeitpunkt, an dem Zwischensteuerung einschließlich Ausleger-Zwischensteuerung unnötig werden, kann die Zeit sein, bei der die Zwischensteuerung unnötig wird, oder kann die Zeit vor oder nach der Zeit sein, bei der die Zwischensteuerung durch eine Steuerung aus mehreren Zyklen durch die Arbeitseinheit-Steuerung 26 unnötig wird. Indes bestimmt die Bestimmungseinheit 26J vorab einen Zeitpunkt, an dem sich der Löffel 8 zu einer Position in einem Bereich bewegt, aus dem das Zielgrabgelände 431 heraustritt, nämlich der Zeitpunkt, an dem Zwischensteuerung unnötig wird. Es ist zulässig so zu konfigurieren, dass die Zwischengeschwindigkeitsmodifikationseinheit 26F Steuerung der schrittweise Vermindern der Hebegeschwindigkeit des Auslegers 6 zu dem Zeitpunkt ausführt, zu dem Zwischensteuerung, die aus der Bestimmungseinheit 26J erhalten wird, unnötig wird.
Ein Verfahren der Vorab-Bestimmung des Zeitpunkts, an dem Zwischensteuerung unnötig wird, ist wie folgt. Die Bestimmungseinheit 26J erhält die Geschwindigkeit des Löffels 8 der Arbeitseinheit 2 aus der Betriebsgeschwindigkeit des Auslegerzylinders 10, des Armzylinders 11 und des Löffelzylinders 12. Die Bestimmungseinheit 26J erhält einen Zeitpunkt, an dem sich der Löffel 8 zu einer Position in einem Bereich bewegt, aus dem das Zielgrabgelände 431 heraustritt, unter Verwendung der erhaltenen Geschwindigkeit des Löffels 8, der Zielgrabgeländedaten U und der aus der Anzeige-Steuerung 28 erhaltenen Löffel-Schneidkantenpositionsdaten S.
<Steuerverfahren der Arbeitsmaschine gemäß Ausführungsformen>
13 ist ein Ablaufdiagramm und erläutert ein Arbeitsmaschinensteuerverfahren gemäß einer Ausführungsform. Das Arbeitsmaschinensteuerverfahren gemäß einer Ausführungsform wird durch die Arbeitseinheit-Steuerung 26 erreicht. In Schritt S101 bestimmt die Bestimmungseinheit 26J der Arbeitseinheit-Steuerung 26, die in 4 erläutert ist, ob Ausleger-Zwischensteuerung unnötig ist. In einem Fall, wobei die Bestimmungseinheit 26J bestimmt hat, dass Ausleger-Zwischensteuerung unnötig ist (Schritt S101, Ja), vergleicht die Zwischengeschwindigkeitsmodifikationseinheit 26F in Schritt S102 die Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm zum Zeitpunkt der Bestimmung von Schritt S101, nämlich dem Zeitpunkt, an dem Zwischensteuerung unnötig wird, mit dem Schwellenwert Vbmc.
In Schritt S102, in einem Fall, wobei die Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm als Schwellenwert Vbmc bestimmt wurde oder darüber liegt (Schritt S102, Ja), stellt die Zwischengeschwindigkeitsmodifikationseinheit 26F der Steuereinheit 26CNT der Arbeitseinheit-Steuerung 26 in Schritt S103 die Änderungsrate VR, nämlich die Abnahmerate der Hebegeschwindigkeit des Auslegers 6, auf die Änderungsrate VRC für den Fall des Schwellenwert Vbmc ein. Im Anschluss daran erhält die Zwischengeschwindigkeitsmodifikationseinheit 26F die Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm' nach Korrektur auf der Grundlage der eingestellten Änderungsrate VR und gibt den Wert an die Zwischenbefehlsberechnungseinheit 26E der Steuereinheit 26CNT aus. Beim Einstellen der Änderungsrate VR erhält die Zwischengeschwindigkeitsmodifikationseinheit 26F die Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm zu dem Zeitpunkt, an dem Zwischensteuerung unnötig wird, aus der Zwischengeschwindigkeitsberechnungseinheit 26D, und erhält zusammen damit die Zeit tc der Speichereinheit 26M und die Änderungsrate VR. Die Änderungsrate VR ist ein Wert, der erhalten wird durch Dividieren des Änderungsbetrags bis die Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm zu dem Zeitpunkt, an dem Zwischensteuerung unnötig wird, null wird, durch die Zeit tc, nämlich den Wert -Vcy_bm/tc. Die Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm zu dem Zeitpunkt, an dem Zwischensteuerung unnötig wird, kann durch die Zwischengeschwindigkeitsberechnungseinheit 26D erhalten werden.
In Schritt S104 erzeugt die Zwischenbefehlsberechnungseinheit 26E der Arbeitseinheit-Steuerung 26 ein Auslegerbefehlssignal CBI der Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm' nach Korrektur, das durch die Zwischengeschwindigkeitsmodifikationseinheit 26F erhalten wird, und gibt das Signal an das Zwischenventil 27C aus und steuert dadurch das Zwischenventil 27C.
Wiederum in Schritt S101, steuert in einem Fall, wobei die Bestimmungseinheit 26J bestimmt hat, dass Ausleger-Zwischensteuerung notwendig ist (Schritt S101, Nein), die Steuereinheit 26CNT in Schritt S105 das Zwischenventil 27C auf der Grundlage des Auslegerbefehlssignals CBI der Zwischensteuerung. Wiederum in Schritt S102 erzeugt in einem Fall, wobei die Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm als unter dem Schwellenwert Vbmc bestimmt wird, die Steuereinheit 26CNT in Schritt S106 ein Auslegerbefehlssignal CBI unter Verwendung der unkorrigierten Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm und steuert das Zwischenventil 27C.
In Schritt S103 kann die Zwischenbefehlsberechnungseinheit 26E die Änderungsrate VR unter Verwendung der Auslegergeschwindigkeit Vbm zu dem Zeitpunkt erhalten, an dem Zwischensteuerung unnötig wird, statt unter Verwendung der Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm zu dem Zeitpunkt, an dem Zwischensteuerung unnötig wird. Die Auslegergeschwindigkeit Vbm kann zum Beispiel aus einer Geschwindigkeit erhalten werden, mit welcher sich Auslegerzylinder 10 ausstreckt. Die Geschwindigkeit, mit der sich der Auslegerzylinder 10 ausstreckt, kann aus einem Nachweiswert des ersten Hubsensors 16 erhalten werden.
<Umschalten von manueller Bedienung auf Zwischensteuerung>
Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 hat die Änderungsrate der Bewegungsgeschwindigkeit der Arbeitseinheit 2 zu dem Zeitpunkt geändert, an dem Zwischensteuerung auf manuelle Steuerung umgeschaltet wird. Die Konfiguration ist nicht auf diese Steuerung begrenzt und kann so sein, dass die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Änderungsrate der Bewegungsgeschwindigkeit der Arbeitseinheit 2 zu einem Zeitpunkt ändert, an dem manuelle Steuerung auf Zwischensteuerung umgeschaltet wird.
14 ist ein Diagramm zur Erläuterung eines beispielhaften Falls, in dem Handbetrieb auf Zwischensteuerung umgeschaltet wird. 15 ist ein Diagramm und erläutert eine Beziehung zwischen einer Auslegergeschwindigkeit, bei der der Ausleger arbeitet, und der Zeit. In einigen Fällen ist der Löffel 8 über einem Zielgrabgelände 43Is auf einem Gefälle positioniert, wenn eine Bedienperson des Baggers 100 den Löffel 8 absenkt, während bewirkt wird, dass der obere Schwenkkörper 3 durch manuelle Bedienung schwenkt. In diesem Fall führt die Arbeitseinheit-Steuerung 26 Zwischensteuerung aus und hebt den Löffel 8. Dies ist ein Beispiel, in dem manuelle Bedienung auf Zwischensteuerung umgeschaltet wird.
In einem Beispiel, das in 14 erläutert ist, bewegt sich der Löffel 8 in der Pfeil D-Richtung durch manuelle Bedienung der Absenkung, und der Löffel 8 bewegt sich in der Pfeil R-Richtung durch manuelle Bedienung des Schwenkens über dem Bereich, in dem die Zielkonstruktionsinformationen T nicht vorhanden sind. Durch Schwenkbetrieb bewegt sich der Löffel 8 von einer Position P1 über dem Bereich, in dem die Zielkonstruktionsinformationen T nicht vorhanden sind, zu einer Position P2 über den Zielkonstruktionsinformationen T. Im Anschluss daran bewegt sich der Löffel 8 in der Pfeil U-Richtung in 14 durch Zwischensteuerung, die durch die Arbeitseinheit-Steuerung 26 auf der Grundlage von Zielgrabgelände-Informationen 43Is ausgeführt wird, die auf der Grundlage der Zielkonstruktionsinformationen T und der Position der Schneidkante 8T des Löffels 8 bestimmt werden. In ein Beispiel, das in 15 erläutert ist, entspricht der Zeitpunkt des Umschaltens zwischen Steuerung durch manuelle Bedienung, nämlich Steuerung der Arbeitseinheit 2 auf der Grundlage eines Bedienbefehls aus der Bedienvorrichtung 25, und Zwischensteuerung bezüglich der Arbeitseinheit 2, dem Zeitpunkt, an dem die Ausleger-Zwischensteuerung notwendig wird. Dieser Zeitpunkt entspricht der Zeit t = 0.
Die Änderungsrate VRC' ist ein Wert, der erhalten wird durch Dividieren des Änderungsbetrags bis zu der Zeit, wenn die Auslegergeschwindigkeit Vbm null wird, an dem Zeitpunkt, wenn die Zwischensteuerung, oder in diesem Beispiel die Ausleger-Zwischensteuerung, notwendig wird, durch die Zeit, bevor die Auslegergeschwindigkeit Vbm null wird, an dem Zeitpunkt, an dem die Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird. Wenn die Auslegergeschwindigkeit Vbm zu dem Zeitpunkt, an dem die Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird, als eine manuelle Bediengeschwindigkeit Vbopc definiert ist, und wenn die Zeit vor der Auslegergeschwindigkeit Vbm null wird, als t = tc definiert ist, kann die Änderungsrate durch die Formel (2) erhalten werden. Der Zeitpunkt, an dem die Ausleger-Zwischensteuerung unnötig wird, ist in einem Beispiel, das in 10 erläutert ist, der Zeitpunkt t = 0. Da die manuelle Bediengeschwindigkeit Vbopc ein negativer Wert ist, ist die Änderungsrate VRC', die aus der Formel (2) erhalten wird, ein positiver Wert. $VRC' = (0 - Vbopc) / (tc - 0)$
In einem Fall, wobei der Ausleger 6 abgesenkt wird, nämlich in einem Fall, wobei die Auslegergeschwindigkeit Vbm negativ ist, nimmt die Absenkgeschwindigkeit ab, wenn die Auslegergeschwindigkeit Vbm mit der Änderungsrate VRC' geändert wird. Demnach gibt die Änderungsrate VRC' die Abnahmerate der Absenkgeschwindigkeit an. In einem Fall, wobei der Ausleger 6 angehoben wird, nämlich in einem Fall, wobei die Auslegergeschwindigkeit Vbm positiv ist, wird die Hebegeschwindigkeit vergrößert, wenn die Auslegergeschwindigkeit Vbm mit der Änderungsrate VRC' geändert wird. Demnach gibt die Änderungsrate VRC' die Zunahmerate der Hebegeschwindigkeit an.
Wenn der Löffel 8 über dem Bereich positioniert ist, in dem das Zielgrabgelände 43Is während manueller Bedienung der Absenkung und Schwenkung durch die Bedienperson vorliegt, wird zu diesem Zeitpunkt Ausleger-Zwischensteuerung notwendig. Demnach führt die Arbeitseinheit-Steuerung 26 Ausleger-Zwischensteuerung aus. In diesem Fall stellt die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Auslegergeschwindigkeit Vbm auf die Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm2 ein.
Als Ergebnis des Umschaltens von Steuerung durch manuelle Bedienung, nämlich Steuerung der Arbeitseinheit 2 auf der Grundlage des Bedienbefehls aus der Bedienvorrichtung 25 auf die Ausleger-Zwischensteuerung, wird der Ausleger 6 plötzlich angehoben, und könnte Erschütterung oder ein Gefühl der Unsicherheit bei der Bedienperson aufkommen lassen. In einer Ausführungsform verringert, wenn Ausleger-Zwischensteuerung notwendig wird, die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Auslegergeschwindigkeit Vbm, in diesem Fall die Absenkgeschwindigkeit, mit einer vorgeschriebenen Änderungsrate VRC' von dem Zeitpunkt, an dem die Ausleger-Zwischensteuerung notwendig wird, auf null. Danach erhöht die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Auslegergeschwindigkeit Vbm, in diesem Fall die Hebegeschwindigkeit bei einer vorgeschriebenen Geschwindigkeit, so dass sie die Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm2 ist.
Mit dieser Verfahrensweise ändert, wenn Ausleger-Zwischensteuerung notwendig wird, wenn der Löffel 8 den Bereich erreicht hat, aus dem das Zielgrabgelände 43Is während der Steuerung durch manuelle Bedienung heraustritt, die Auslegergeschwindigkeit Vbm die Absenkgeschwindigkeit nach Erreichen bis auf den Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm2. Als Ergebnis wird das plötzliche Anheben des Auslegers 6 abgemildert, was es möglich macht, die Erschütterung und das Gefühl der Unsicherheit, das die Bedienperson verspürt, zu verringern.
Wenn Ausleger-Zwischensteuerung notwendig wird, vermindert die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Auslegergeschwindigkeit Vbm bei einer vorgeschriebenen Änderungsrate VRC' der Absenkgeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt, an dem die Ausleger-Zwischensteuerung notwendig wird. Wenn die Absenkgeschwindigkeit des Auslegers 6 in diesem Fall hoch ist, erzeugt dies ein Phänomen, in dem der Ausleger 6 und der Löffel 8 weiterhin abgesenkt werden, ohne Rücksicht auf die Ausführung von Ausleger-Zwischensteuerung. Als Ergebnis ist es möglich, dass die Bedienperson ein Gefühl der Unsicherheit verspürt und der Löffel 8 das Zielgrabgelände 43Is untergraben könnte. Um dies zu beheben, ändert die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Abnahmerate der Absenkgeschwindigkeit der Arbeitseinheit 2, genauer des Auslegers 6, zu dem Zeitpunkt, an dem Ausleger-Zwischensteuerung notwendig wird.
Genauer erhält die Zwischengeschwindigkeitsberechnungseinheit 26D der Arbeitseinheit-Steuerung, die in 4 erläutert ist, die Absenkgeschwindigkeit des Auslegers 6 zu dem Zeitpunkt, zu dem Ausleger-Zwischensteuerung notwendig wird. Als Nächstes vergleicht die Bestimmungseinheit 26J der Arbeitseinheit-Steuerung 26, die in 4 erläutert ist, die Absenkgeschwindigkeit der Arbeitseinheit 2, oder die Absenkgeschwindigkeit des Auslegers 6, die in dem vorliegende Beispiel durch die Zwischengeschwindigkeitsberechnungseinheit 26D erhalten wird, mit einem Schwellenwert Vbopc zu dem Zeitpunkt, an dem Ausleger-Zwischensteuerung notwendig wird.
In einem Fall, wobei die Bestimmungseinheit 26J bestimmt hat, dass die Absenkgeschwindigkeit des Auslegers 6 der Schwellenwert Vbopc ist oder darunter liegt, erhält die Zwischengeschwindigkeitsmodifikationseinheit 26F der Steuereinheit 26CNT eine Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm' nach Korrektur, während die Abnahmerate der Absenkgeschwindigkeit des Auslegers 6 auf einen Wert für einen Fall, wobei die Absenkgeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt, an dem Ausleger-Zwischensteuerung notwendig wird, der Schwellenwert Vbopc ist, oder auf einen geringeren Wert eingestellt wird, und gibt den Wert an die Zwischenbefehlsberechnungseinheit 26E der Steuereinheit 26CNT aus. Die Absenkgeschwindigkeit des Auslegers 6, die der Schwellenwert Vbopc ist oder darunter liegt, bedeutet, dass der Absolutwert der Absenkgeschwindigkeit des Auslegers 6 der Absolutwert oder ein höherer Wert des Schwellenwerts Vbopc ist.
Die Zwischenbefehlsberechnungseinheit 26E der Steuereinheit 26CNT erzeugt ein Auslegerbefehlssignal CBI unter Verwendung der Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm' nach Korrektur und steuert das Zwischenventil 27C. Mit dieser Verfahrensweise ändert die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Absenkgeschwindigkeit des Auslegers 6. In einem Fall, wobei die Bestimmungseinheit 26J bestimmt hat, dass die Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm über dem Schwellenwert Vbopc liegt, erzeugt die Zwischenbefehlsberechnungseinheit 26E ein Auslegerbefehlssignal CBI unter Verwendung der Auslegergrenzgeschwindigkeit Vcy_bm, die durch die Zwischengeschwindigkeitsberechnungseinheit 26D erhalten wird, und steuert das Zwischenventil 27C.
Die Abnahmerate der Absenkgeschwindigkeit ist die Änderungsrate der Auslegergeschwindigkeit Vbm, wenn der Ausleger 6 abgesenkt wird. In einer Ausführungsform ist die Abnahmerate der Absenkgeschwindigkeit VRC' in einem Fall, wobei die Absenkgeschwindigkeit des Auslegers 6 zu der Zeit t = 0, wie in 15 erläutert, der Schwellenwert Vbopc ist. Der Zeitpunkt, an dem die Ausleger-Zwischensteuerung notwendig wird, ist t = 0. Ein Fall, wobei die Absenkgeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt, an dem Ausleger-Zwischensteuerung notwendig wird, der Schwellenwert Vbopc ist oder darunter liegt, ist ein Fall, wobei die Auslegergeschwindigkeit Vbm eine Absenkgeschwindigkeit Vbop1 ist. Die Änderungsrate in einem Fall, wobei die Auslegergeschwindigkeit Vbm die Absenkgeschwindigkeit Vcop1 ist, ist VR1', die gleich oder kleiner als die Änderungsrate VRC ist. In diesem Fall ist der Absolutwert der Absenkgeschwindigkeit Vbop1 der Absolutwert des Schwellenwerts Vbopc oder liegt darüber. Der Absolutwert der Änderungsrate VR1' ist der Absolutwert der Änderungsrate VRC oder liegt darüber.
Die Änderungsrate für einem Fall, wobei die Absenkgeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt, an dem die Ausleger-Zwischensteuerung notwendig wird, unter dem Schwellenwert Vbopc liegt, ist ein Wert, der erhalten wird durch Dividieren der Absenkgeschwindigkeit zu einem Zeitpunkt, an dem die Ausleger-Zwischensteuerung notwendig wird, nämlich der Schwellenwert Vbopc als ein negativer Wert, durch die Zeit tc, nämlich die Zeit bevor die Auslegergeschwindigkeit Vbm null wird.
Wenn die Änderungsrate groß ist, wird die Absenkung des Auslegers 6 unverzüglich gestoppt, wenn die Ausleger-Zwischensteuerung notwendig wird. Allerdings bewirkt dies, dass die Änderung in der Auslegergeschwindigkeit Vbm plötzlich wird, was zur Erzeugung von Erschütterung oder einem Gefühl der Unsicherheit bei der Bedienperson führt. Um dies zu beheben, wird die Zeit tc, die verwendet wird, um die Änderungsrate für einen Fall zu erhalten, wobei die Absenkgeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt, an dem die Ausleger-Zwischensteuerung notwendig wird, der Schwellenwert Vbopc ist oder darunter liegt, so eingestellt, dass sie innerhalb eines Bereichs liegt, in dem fortgesetzte Absenkung des Auslegers 6 und des Löffels 8 unterdrückt werden kann und die Änderung in der Auslegergeschwindigkeit Vbm nicht zu plötzlich sein kann. Das Verfahren zur Bestimmung der Zeit tc ist wie vorstehend beschrieben.
Die Zeit tc wird in der Speichereinheit 26M der Arbeitseinheit-Steuerung 26 gespeichert, die in 2 erläutert ist. In einer Ausführungsform ist die Zeit tc ein vorgeschriebener Wert. Demnach nimmt die Änderungsrate verschiedene Werte ein, in Abhängigkeit von der Hebegeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt, an dem die Ausleger-Zwischensteuerung notwendig wird. Noch genauer gesagt erhöht, wenn die Absenkgeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt, an dem die Ausleger-Zwischensteuerung notwendig wird, erhöht ist, die Zwischengeschwindigkeitsberechnungseinheit 26D der Steuereinheit 26CNT die Änderungsrate, nämlich die Abnahmerate der Absenkgeschwindigkeit. Je höher die Absenkgeschwindigkeit in einem Fall, wobei Ausleger-Zwischensteuerung notwendig wird, desto länger ist die Zeit während der der Ausleger 6 weiterhin abgesenkt wird, nachdem die Ausleger-Zwischensteuerung notwendig wird. Durch Erhöhen der Abnahmerate der Absenkgeschwindigkeit zusammen mit dem Erhöhen der Absenkgeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt, an dem die Ausleger-Zwischensteuerung notwendig wird, ist es möglich, die Absenkung des Auslegers 6 unverzüglich zu stoppen, nachdem die Ausleger-Zwischensteuerung notwendig wird. Als Ergebnis ist es möglich, die Möglichkeit zu verringern, dass die Bedienperson ein Gefühl der Unsicherheit verspürt und der Löffel 8 das Zielgrabgelände 43Is untergräbt.
In einem Fall, wobei die Absenkgeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt, an dem die Ausleger-Zwischensteuerung notwendig wird, über dem Schwellenwert Vbopc liegt, zum Beispiel gleich der Absenkgeschwindigkeit Vbop2 in 15 ist, stellt die Zwischengeschwindigkeitsberechnungseinheit 26D der Steuereinheit 26CNT die Änderungsrate, nämlich die Abnahmerate der Absenkgeschwindigkeit, auf einen vorgeschriebenen Wert VRC' ein, ohne Rücksicht auf die Größe der Absenkgeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt, an dem Ausleger-Zwischensteuerung notwendig wird. In dem Fall, wobei die Absenkgeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt, an dem Ausleger-Zwischensteuerung notwendig wird, über dem Schwellenwert Vbopc liegt, wäre die Zeit während der der Ausleger 6 weiterhin abgesenkt wird, nachdem die Ausleger-Zwischensteuerung notwendig wird, kurz, und somit wäre diese Einstellung zulässig. Demnach wird eine plötzliche Änderung in der Auslegergeschwindigkeit Vbm durch Einstellen der Abnahmerate der Absenkgeschwindigkeit auf einen vorgeschriebenen Wert VRC' unterdrückt.
In einem Fall, wobei Umschalten von manueller Bedienung zum Absenkung der Arbeitseinheit 2 auf Ausleger-Zwischensteuerung durchgeführt wird, entspricht die Änderungsrate (Zunahmerate) der Hebegeschwindigkeit des Auslegers 6, nämlich die positive Auslegergeschwindigkeit Vbm, einem Wert, wenn die Absenkgeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt, an dem Ausleger-Zwischensteuerung notwendig wird, der Schwellenwert Vbopc ist, d.h. er entspricht VRC. In einem Fall, wobei Umschalten von manueller Bedienung zum Absenken der Arbeitseinheit 2 auf die Ausleger-Zwischensteuerung durch Einstellen der Änderungsrate einer Geschwindigkeit für die Zeit, wenn der Ausleger 6 auf einen vorgeschriebenen Wert angehoben wird, durchgeführt wird, ist es möglich, ein plötzliches Anheben des Auslegers 6 zu unterdrücken, wenn der Betrieb der Absenkung des Auslegers 6 von der Bedienperson während der Ausführung von Ausleger-Zwischensteuerung aufgehoben wird.
<Elektrischer Bedienhebel>
In einer Ausführungsform weist die Bedienvorrichtung 25 einen hydraulischen Pilotdruck-Bedienhebel auf. Alternativ kann die Bedienvorrichtung 25 einen elektrischen linken Bedienhebel 25La und einen elektrischen rechten Bedienhebel 25Ra aufweisen. In einem Fall, wobei der linke Bedienhebel 25La und der rechte Bedienhebel 25Ra elektrisch sind, wird der Bedienbetrag jeweils durch ein einzelnes Potentiometer nachgewiesen. Die Bedienbetrag jeweils am linke Bedienhebel 25La und rechten Bedienhebel 25Ra, der durch das Potentiometer nachgewiesen wird, wird durch die Arbeitseinheit-Steuerung 26 erhalten. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26, die ein Bediensignal des elektrischen Bedienhebels nachgewiesen hat, führt Steuerung aus d.h. entsprechend dem Fall in der Art des hydraulischen Pilotdrucks.
Wie vorstehend beschrieben, wird in einer Ausführungsform in einem Fall, wobei die Hebegeschwindigkeit der Arbeitseinheit 2 ein Schwellenwert ist oder darüber liegt, zu einem Zeitpunkt, an dem Zwischensteuerung unnötig wird, eine Hebegeschwindigkeit der Arbeitseinheit 2 geändert, während die Abnahmerate der Hebegeschwindigkeit der Arbeitseinheit auf einen Wert für den Fall, wobei die Hebegeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt, an dem Zwischensteuerung unnötig wird, der Schwellenwert ist, oder auf einen höheren Wert eingestellt wird. Mit dieser Verfahrensweise ist es in einer Ausführungsform möglich, die Abnahmerate der Hebegeschwindigkeit in einem Fall relativ zu verringern, wobei die Hebegeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt, an dem Zwischensteuerung unnötig wird, relativ hoch ist. Demnach ist es möglich, das Anheben der Arbeitseinheit 2 sofort zu unterdrücken. Auf diese Weise ist es in einer Ausführungsform möglich, das Anheben der Arbeitseinheit 2, nachdem Zwischensteuerung unnötig wird, zu unterdrücken. Mit dieser Konfiguration, ist es möglich, das von der Bedienperson verspürte Gefühl der Unsicherheit, das durch einen Zustand hervorgerufen wird, in dem das Anheben der Arbeitseinheit 2 nicht gestoppt wird, zu unterdrücken. Gleichzeitig ist es in einem Fall, wobei der Bagger 100 in einer Umgebung arbeitet, wo sich ein Objekt über der Arbeitseinheit 2 befindet, möglich, die Möglichkeit einer gegenseitigen Störung von Objekt und Arbeitseinheit 2 zu verringern.
In einem Fall, wobei Umschalten von der Steuerung der Arbeitseinheit 2 auf der Grundlage des Bedienbefehls aus der Bedienvorrichtung 25 auf die Zwischensteuerung durchgeführt wird, wenn die Absenkgeschwindigkeit der Arbeitseinheit 2 ein Schwellenwert ist oder darunter liegt, wird zu einem Zeitpunkt, an dem Zwischensteuerung notwendig wird, die Absenkgeschwindigkeit der Arbeitseinheit 2 geändert, während die Abnahmerate der Absenkgeschwindigkeit der Arbeitseinheit auf einen Wert für den Fall, wobei die Hebegeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt, an dem Zwischensteuerung unnötig wird, der Schwellenwert ist, oder auf einen geringeren Wert eingestellt wird. Mit dieser Verfahrensweise ist es in einer Ausführungsform möglich, die Abnahmerate der Absenkgeschwindigkeit in einem Fall relativ zu erhöhen, wobei die Absenkgeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt, an dem Zwischensteuerung notwendig wird, relativ hoch ist. Demnach ist es möglich, die Absenkung der Arbeitseinheit 2 sofort zu unterdrücken. Aus diese Weise ist es in einer Ausführungsform möglich, die Absenkung der Arbeitseinheit 2, nachdem Zwischensteuerung notwendig wird, zu unterdrücken. Mit diesem Aufbau, ist es möglich, das Gefühl der Unsicherheit bei der Bedienperson, das durch einen Zustand verursacht wird, in dem das Anheben der Arbeitseinheit 2 nicht gestoppt wird, zu unterdrücken und die Möglichkeit zu verringern, dass die Arbeitseinheit 2 das Zielgrabgelände 43Is untergräbt.
Auf diese Weise wird in einer Ausführungsform die Änderungsrate der Bewegungsgeschwindigkeit der Arbeitseinheit 2 gemäß der Bewegungsgeschwindigkeit der Arbeitseinheit 2 zum Zeitpunkt des Umschaltens zwischen der Zwischensteuerung bezüglich der Arbeitseinheit 2 und der Steuerung der Arbeitseinheit 2 auf der Grundlage des Bedienbefehls aus der Bedienvorrichtung 25 geändert. Mit dieser Konfiguration ist es in einer Ausführungsform möglich, das von der Bedienperson verspürte Gefühl der Unsicherheit, das durch die Zustand hervorgerufen wird, dass die Arbeitseinheit 2 nicht in einer Richtung arbeitet, in der die Arbeitseinheit 2 durch geschaltete Steuerung arbeiten sollte, zu einer Zeit des Umschaltens zwischen Zwischensteuerung und Steuerung der Arbeitseinheit 2 auf der Grundlage des Bedienbefehls aus der Bedienvorrichtung 25 zu unterdrücken.
Es wurden vorstehend Ausführungsformen beschrieben, obwohl die Ausführungsformen nicht durch die Beschreibung beschränkt sind. Die vorstehend beschriebenen Bestandteile umfassen Bestandteile, die sich ein Fachmann leicht ausdenken kann, und Bestandteile, die im Wesentlichen im Umfang identisch oder äquivalent sind. Weiterhin ist es möglich, die oben beschriebenen Bestandteile gegebenenfalls zu kombinieren. Weiterhin ist es möglich, mindestens eine von verschiedenen Typen von Streichungen, Substitutionen und Modifikationen der Bestandteile innerhalb des Umfangs der Ausführungsformen durchzuführen. Beispielsweise sind, obwohl die Arbeitseinheit 2 den Ausleger 6, den Arm 7, und den Löffel 8 aufweist, Aufsätze, die auf die Arbeitseinheit 2 aufgesetzt werden, nicht auf diese und nicht auf den Löffel 8 begrenzt. Es ist nur erforderlich, dass die Arbeitsmaschine eine Arbeitseinheit aufweist und ist nicht auf den Bagger 100 begrenzt.
Bezugszeichenliste

1: FAHRZEUGHAUPTKÖRPER
2: ARBEITSEINHEIT
3: OBERER SCHWENKKÖRPER
5: FAHRVORRICHTUNG
6: AUSLEGER
7: ARM
8: SCHAUFEL
10: AUSLEGERZYLINDER
11: ARMZYLINDER
12: SCHAUFELZYLINDER
19: POSITIONSDETEKTIONSVORRICHTUNG
23: GLOBALKOORDINATENBERECHNUNGSEINHEIT
25, 25a: BEDIENVORRICHTUNG
26: ARBEITSEINHEIT-STEUERUNG
26A: RELATIVPOSITIONSBERECHNUNGSEINHEIT
26B: ABSTANDSBERECHNUNGSEINHEIT
26CNT: STEUEREINHEIT
26C: ZIELGESCHWINDIGKEITSBERECHNUNGSEINHEIT
26D: ZWISCHENGESCHWINDIGKEITSBERECHNUNGSEINHEIT
26E: ZWISCHENBEFEHLSBERECHNUNGSEINHEIT
26J: BESTIMMUNGSEINHEIT
26M: SPEICHEREINHEIT
26P: VERARBEITUNGSEINHEIT
27C: ZWISCHENVENTIL
27: STEUERVENTIL
28: ANZEIGESTEUERUNG
39: SENSORSTEUERUNG
431: ZIELGRABTERRAIN
51: WECHSELVENTIL
64, 64A, 64B, 64BK: RICHTUNGSSTEUERVENTIL
100: BAGGER
200: STEUERSYSTEM
300: HYDRAULIKSYSTEM
301, 302: HYDRAULIKREIS

Claims

Arbeitsmaschinensteuervorrichtung (25), die konfiguriert ist, eine Zwischensteuerung zum Steuern einer Bewegungsgeschwindigkeit einer Arbeitseinheit (2) einer Arbeitsmaschine (100) basierend auf einem Abstand zwischen der Arbeitseinheit (2) und einem Zielgrabgelände (431) auszuführen, wobei die Arbeitsmaschinensteuervorrichtung (26) eine Steuereinheit (26CNT) aufweist, die konfiguriert ist, zu bestimmen, ob die Arbeitseinheit (2) in einem Bereich positioniert ist, aus dem das Zielgrabgelände (43I) heraustritt, und konfiguriert ist, von der Zwischensteuerung zu einer Steuerung der Arbeitseinheit (2) auf der Grundlage eines Bedienbefehls von einer Bedienvorrichtung (25) umzuschalten, wenn bestimmt wird, dass die Arbeitseinheit (2) in dem Bereich positioniert ist, und konfiguriert ist, zu bestimmen, ob die Bewegungsgeschwindigkeit zu einem Zeitpunkt des Umschaltens ein Schwellenwert ist oder darüber liegt, und konfiguriert ist, die Bewegungsgeschwindigkeit so zu ändern, dass eine Abnahmerate der Bewegungsgeschwindigkeit auf eine Abnahmerate für einen Fall, in dem die Bewegungsgeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Umschaltens der Schwellenwert ist, oder, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Umschaltens der Schwellenwert ist oder darüber liegt, auf einen höheren Wert eingestellt wird.
Arbeitsmaschinensteuervorrichtung (26) nach Anspruch 1, wobei die Zwischensteuerung Steuerung des Anhebens der Arbeitseinheit (2) ist, die Bewegungsgeschwindigkeit der Arbeitseinheit (2) eine Hebegeschwindigkeit der Arbeitseinheit (2) ist und die Steuereinheit (26CNT) konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob die Hebegeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Umschaltens ein Schwellenwert ist oder darüber liegt, und konfiguriert ist, die Hebegeschwindigkeit so zu ändern, dass eine Abnahmerate der Hebegeschwindigkeit auf einen Wert für einen Fall, in dem die Hebegeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Umschaltens der Schwellenwert ist, oder, in einem Fall, in dem die Hebegeschwindigkeit der Schwellenwert ist oder darüber liegt, auf einen höheren Wert eingestellt wird.
Arbeitsmaschinensteuervorrichtung (26) nach Anspruch 2, wobei die Steuereinheit (26CNT) die Abnahmerate erhöht, wenn die Hebegeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Umschaltens erhöht ist.
Arbeitsmaschinensteuervorrichtung (26) nach Anspruch 3, wobei in einem Fall, wobei die Hebegeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Umschaltens unter dem Schwellenwert liegt, die Steuereinheit (26CNT) die Abnahmerate auf einen vorbestimmten Wert verringert, ohne Rücksicht auf eine Größe der Hebegeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Umschaltens.
Arbeitsmaschinensteuervorrichtung (26) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei, in einem Fall, wobei die Arbeitseinheit (2) durch einen Bedienbefehl abgesenkt wird, die Steuereinheit (26CNT) eine Änderungsrate einer Absenkgeschwindigkeit der Arbeitseinheit (2) auf einen vorbestimmten Wert einstellt.
Arbeitsmaschinensteuervorrichtung (26)nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Arbeitsmaschine (100) einen mit der Arbeitseinheit ausgestatteten Schwenkkörper aufweist.
Arbeitsmaschine (100), die die Arbeitsmaschinensteuervorrichtung (26) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 aufweist.
Steuerverfahren für eine Arbeitsmaschine (100), wobei das Steuerverfahren das Ausführen einer Zwischensteuerung zum Steuern einer Bewegungsgeschwindigkeit einer Arbeitseinheit (2) einer Arbeitsmaschine (100) basierend auf einem Abstand zwischen der Arbeitseinheit (2) und einem Zielgrabgelände (431) umfasst, wobei das Steuerverfahren das Bestimmen, ob die Arbeitseinheit (2) in einem Bereich positioniert ist, aus dem das Zielgrabgelände (431) heraustritt, das Umschalten von der Zwischensteuerung zu einer Steuerung der Arbeitseinheit (2) auf der Grundlage eines Bedienbefehls von einer Bedienvorrichtung (25), wenn bestimmt wird, dass die Arbeitseinheit (2) in dem Bereich positioniert ist, das Bestimmen, ob die Bewegungsgeschwindigkeit zu einem Zeitpunkt des Umschaltens ein Schwellenwert ist oder darüber liegt, und das Ändern der Bewegungsgeschwindigkeit derart, dass eine Abnahmerate der Bewegungsgeschwindigkeit auf eine Abnahmerate für einen Fall, in dem die Bewegungsgeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Umschaltens der Schwellenwert ist, oder, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Umschaltens der Schwellenwert ist oder darüber liegt, auf einen höheren Wert eingestellt wird, umfasst.