DE112016000064T5

DE112016000064T5 - Steuervorrichtung für Arbeitsmaschine, Arbeitsmaschine und Verfahren zur Steuerung der Arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE112016000064T5
Application number: DE112016000064.2T
Authority: DE
Inventors: Toru Matsuyama; Yuki Shimano; Masashi Ichihara; Yoshiki Kami
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2016-03-29
Filing date: 2016-03-29
Publication date: 2017-03-02
Anticipated expiration: 2036-03-30
Also published as: KR101862735B1; JP6096988B2; KR20170112998A; US9938694B2; WO2016129708A1; US20170284070A1; CN106068354A; CN106068354B; DE112016000064B4; JPWO2016129708A1

Abstract

Eine Steuervorrichtung für eine Arbeitsmaschine ist eine Vorrichtung zum Steuern einer Arbeitseinheit einer Arbeitsmaschine zum Ausgraben eines auszugrabenden Objekts. Die Steuervorrichtung umfasst eine Steuereinheit zum Steuern der Arbeitseinheit, um zu verhindern, dass ein Arbeitsgerät der Arbeitseinheit ein vorbestimmtes Zielprofil überquert, und eine Schalteinheit zum Definieren des Zielprofils als um einen vorbestimmten Abstand von einem Zielgrabungsprofil getrenntes Versatzprofil, das ein Zielprofil zur Endbearbeitung des auszugrabenden Objekts oder das Zielgrabungsprofil ist, auf der Grundlage einer Stellung des Arbeitsgerätes relativ zum Zielgrabungsprofil.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für eine Arbeitsmaschine, die zur Steuerung einer Arbeitsmaschine einschließlich einer Arbeitseinheit konfiguriert ist, eine Arbeitsmaschine und ein Verfahren zur Steuerung einer Arbeitsmaschine.
Hintergrund
Beschrieben wird eine Baumaschine einschließlich einer Arbeitseinheit, wobei, wenn die Art von Betrieb als Formungsvorgang bestimmt wird, ein Löffel entlang einer konstruierten Fläche bewegt wird, die ein Zielprofil eines auszugrabenden Objekts angibt, und wenn die Art von Betrieb als Zahnspitzen-Positionierungsvorgang bestimmt wird, der Löffel an einer vorbestimmten Position relativ zu der konstruierten Fläche gestoppt wird (z. B. siehe Patentliteratur 1).
Entgegenhaltung
Patentliteratur

Patentliteratur 1: WO 2012/127912 A1

Kurzfassung
Technisches Problem
Wenn ein Hang geformt wird, wird davon ausgegangen, dass der Löffel bewegt wird, um den Hang als Zielprofil zu formen. Wenn der Hang geformt wird sind zwei Betriebsprozesse erforderlich, d.h., das Ausgraben des Objekts und das Verdichten der abgegrabenen Fläche. In diesem Fall wird davon ausgegangen, dass das Objekt ausgegraben wird, um eine Verdichtungstoleranz aufzuweisen, und dass dann der Löffel mit der Verdichtungstoleranz auf eine Zielposition des Hangs gedrückt wird. Wenn die Arbeitseinheit so gesteuert wird, dass sie zur Fertigstellung des auszugrabenden Objekts ein Zielprofil nicht überquert, wird davon ausgegangen, dass das Zielprofil zur Fertigstellung ein Zielprofil zum Ausgraben, einschließlich Verdichtungstoleranz und Zielprofil des Hangs aufweist. In einer solchen Situation muss die Bedienperson der Arbeitsmaschine eine Vielzahl von Zielprofilen zur Fertigstellen einstellen und die Bedienung ist kompliziert.
Es ist eine Aufgabe eines Aspektes der vorliegenden Erfindung, eine Arbeitsmaschine bereitzustellen, mit der eine komplizierte Bedienung einer Arbeitsmaschinen-Bedienperson beim Formen eines Hangs verringert wird.
Lösung des Problems
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Steuervorrichtung für eine Arbeitsmaschine, wobei die Steuervorrichtung zur Steuerung einer Arbeitseinheit der Arbeitsmaschine zum Ausgraben eines auszugrabenden Objekts konfiguriert ist, wobei die Steuervorrichtung folgendes aufweist: Eine Steuereinheit, die zur Steuerung der Arbeitseinheit konfiguriert ist, um zu verhindern, dass ein Arbeitsgerät der Arbeitseinheit ein vorbestimmtes Zielprofil überquert; und eine Schalteinheit, die konfiguriert ist, um das Zielprofil als Versatzprofil, um einen vorbestimmten Abstand von einem Zielgrabungsprofil getrennt, zu definieren, das ein Zielprofil zur Fertigstellung des auszugrabenden Objekts oder das Zielgrabungsprofil ist, auf der Grundlage einer Stellung des Arbeitsgerätes relativ zum Zielgrabungsprofil.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Arbeitsmaschine die Steuervorrichtung für eine Arbeitsmaschine gemäß dem ersten Aspekt auf.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Steuerung einer Arbeitsmaschine, wobei das Verfahren eine Arbeitseinheit der Arbeitsmaschine zum Ausgraben eines auszugrabenden Objekts steuert, wobei das Verfahren folgendes aufweist: Definieren eines vorbestimmten Zielprofils als Versatzprofil, um einen vorbestimmten Abstand von einem Zielgrabungsprofil getrennt, das ein Zielprofil zur Fertigstellung des auszugrabenden Objekts ist, oder des Zielgrabungsprofils auf der Grundlage einer Stellung des Arbeitsgeräts relativ zum Zielgrabungsprofil, und Steuern der Arbeitseinheit, so dass sie das Zielprofil nicht überquert, während die Arbeitseinheit das auszugrabende Objekt ausgräbt.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Arbeitsmaschine die komplizierte Arbeit einer Arbeitsmaschinen-Bedienperson verringern, wenn ein Hang geformt wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Arbeitsmaschine gemäß einer Ausführungsform.
2 ist ein Blockschaubild und erläutert eine Konfiguration eines Steuersystems und eines Hydrauliksystems eines Baggers.
3 ist ein Blockschaubild einer Arbeitseinheitsteuerung.
4 ist ein Schaubild und erläutert ein Zielgrabungsprofil 43I und einen Löffel 8.
5 ist ein Schaubild und erläutert eine Ausleger-Grenzgeschwindigkeit.
6 ist ein Diagramm und erläutert ein Beispiel für eine Grabung zum Formen eines Hangs.
7 ist ein Schaubild und erläutert ein Beispiel für eine Grabung zum Formen eines Hangs.
8 ist ein Schaubild und erläutert ein Verfahren zum Bestimmen eines Winkels einer bodenseitigen Fläche eines Löffels.
9 ist ein Schaubild und erläutert ein Verfahren zum Bestimmen eines Winkels zwischen einem Zielgrabungsprofil und einer bodenseitigen Fläche eines Löffels.
10 ist ein Graph und erläutert ein Kennfeld einschließlich eines Schwellenwerts zum Einschalten eines Versatzkoeffizienten.
11 ist ein Graph und erläutert ein Kennfeld einschließlich eines Schwellenwerts zum Einschalten eines Versatzkoeffizienten.
12 ist ein Schaubild und erläutert die Bewegung des Löffels, wobei ein Zielprofil in der Interventionssteuerung ein Versatzprofil ist.
13 ist ein Ablaufdiagramm und erläutert ein Verfahren zur Steuerung einer Arbeitsmaschine gemäß einer Ausführungsform.
14 ist ein Diagramm und erläutert ein Beispiel zum Ausgraben gemäß einer Ausführungsform, wobei ein Zielgrabungsprofil über einem aktuellen Bodenprofil positioniert ist.
Beschreibung von Ausführungsformen
Eine optimale Art und Weise zur Durchführung der vorliegenden Erfindung (Ausführungsform) wird nachstehend 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 eines Hydrauliksystems 300 eines Baggers 100. Der Bagger 100, der die Arbeitsmaschine ist, weist einen Fahrzeugkörper 1 und eine Arbeitseinheit 2 auf. Der Fahrzeugkörper 1 weist einen oberen Schwenkkörper 3 als Schwenkkörper und eine Fortbewegungseinheit 5 als Fahrwerk auf. Der obere Schwenkkörper 3 besitzt einen Motorraum 3EG, der innen einen Verbrennungsmotor als Stromerzeugungsvorrichtung und eine Vorrichtung, wie eine Hydraulikpumpe beherbergt. In der Ausführungsform verwendet der Bagger 100 als Stromerzeugungsvorrichtung für den Verbrennungsmotor beispielsweise einen Dieselmotor, allerdings ist die Stromerzeugungsvorrichtung nicht auf eine solche Konfiguration begrenzt.
Der obere Schwenkkörper 3 weist ein Fahrerhaus 4 auf. Der obere Schwenkkörper 3 ist auf der Fortbewegungseinheit 5 angebracht. Die Fortbewegungseinheit 5 weist Gleisketten 5a und 5b auf. Die Fortbewegungseinheit 5 besitzt Verfahrmotoren 5c, die auf der rechten und linken Seite der Fortbewegungseinheit 5 bereitgestellt sind, und einer oder beide der Verfahrmotoren 5c treibt die Gleisketten 5a und 5b drehbar an, um zu bewirken, dass sich der Bagger 100 fortbewegt.
Der obere Schwenkkörper 3 weist eine Vorderseite, auf der die Arbeitseinheit 2 und das Fahrerhaus 4 angeordnet sind, und eine Rückseite, auf der der Motorraum 3EG angeordnet ist, auf. Die linke Seite in Richtung der Vorderseite entspricht der linken Seite des oberen Schwenkkörpers 3 und die rechte Seite in Richtung der Vorderseite entspricht der rechten Seite des oberen Schwenkkörpers 3. Die rechte und linke Richtung des oberen Schwenkkörpers 3 werden auch als Breite-Richtung bezeichnet. In dem Bagger 100 oder dem Fahrzeugkörper 1 ist das Fahrwerk unter dem oberen Schwenkkörper 3 angebracht, und der obere Schwenkkörper 3 ist auf dem Fahrwerk 5 angebracht. Wenn der Bagger 100 auf einer horizontalen Ebene positioniert ist, stellt eine Unterseite eine vertikale Richtung dar, d.h. eine Schwerkraftwirkrichtung und eine obere Seite stellt eine Richtung entgegengesetzt zur vertikalen Richtung dar.
Die Arbeitseinheit 2 weist einen Ausleger 6, einen Arm 7, einen Löffel 8 als Arbeitsgerät, einen Auslegerzylinder 10, einen Armzylinder 11 und einen Löffelzylinder 12 auf. Der Ausleger 6 weist einen Basisendteil auf, der an einen vorderen Teil des Fahrzeugkörpers 1 über einen Auslegerbolzen 13 befestigt ist. Der Arm 7 besitzt einen Basisendteil, der an einem Endteil des Auslegers 6 über einen Armbolzen 14 befestigt ist. Der Arm 7 besitzt einen Endteil, an dem der Löffel 8 über einen Löffelbolzen 15 angebracht ist. Der Löffel 8 bewegt sich um den Löffelbolzen 15. Der Löffel 8 besitzt eine Vielzahl von Zähnen 8BD, die auf einer dem Löffelbolzen 15 gegenüberliegenden Seite angebracht sind. Die Zähne 8BD besitzen jeweils eine Zahnspitze 8T an deren Ende.
In der Ausführungsform stellt das Anheben der Arbeitseinheit 2 einen Vorgang des Bewegens der Arbeitseinheit 2 von einer Kontaktfläche des Baggers 100 zum oberen Schwenkkörper 3 davon dar. Das Absenken der Arbeitseinheit 2 stellt einen Vorgang der Bewegung der Arbeitseinheit 2 vom oberen Schwenkkörper 3 des Baggers 100 zu einer Kontaktfläche davon dar. Der Bagger 100 weist die Kontaktfläche auf, die eine Ebene ist, die durch mindestens drei Punkte in einem Teil definiert ist, der den Kontakt mit dem Boden von jeder der Gleisketten 5a und 5b herstellt. Die mindestens drei Punkte, die zur Definition der Kontaktfläche verwendet werden, können an einer oder an beiden der zwei Gleisketten 5a und 5b positioniert sein.
Wenn die Arbeitsmaschine keinen oberen Schwenkkörper 3 aufweist, stellt das Anheben der Arbeitseinheit 2 einen Vorgang des Bewegens der Arbeitseinheit 2 in einer Richtung weg von der Kontaktfläche der Arbeitsmaschine dar. Das Absenken der Arbeitseinheit 2 stellt einen Vorgang des Bewegens der Arbeitseinheit 2 in einer Richtung der Annäherung an den Kontaktbereich der Arbeitsmaschine dar. Wenn die Arbeitsmaschine Räder anstelle der Gleisketten aufweist, ist der Kontaktbereich eine Ebene, die durch mindestens drei Teile eines Rads definiert ist, die den Kontakt mit dem Boden herstellen.
Das Arbeitsgerät braucht nicht die Vielzahl von Zähnen 8BD aufzuweisen, d. h. das Arbeitsgerät kann einen Löffel, der keine Zähne 8BD hat, aufweisen, wie in 1 erläutert, aber mit einer Kante, die aus einer geraden Stahlplatte hergestellt ist. Die Arbeitseinheit 2 kann beispielsweise einen Kipplöffel mit einem einzigen Zahn aufweisen. Der Kipplöffel weist einen Löffel-Kippzylinder auf, und der Löffel kippt nach rechts und nach links. Somit ist es möglich, auch wenn sich der Bagger auf einem geneigten Grund befindet, dass der Löffel einen Hang oder einen flachen Boden zu einer gewünschten Form formt und planiert. Zusätzlich kann die Arbeitseinheit 2 einen Hangbearbeitungslöffel als Arbeitsgerät anstelle des Löffels 8 aufweisen.
Der Auslegerzylinder 10, der Armzylinder 11 und der Löffelzylinder 12, die in 1 erläutert sind, sind jeweils Hydraulikzylinder, der von einem Hydraulikfluiddruck (hierin in folgenden entsprechend als hydraulischer Druck bezeichnet) angetrieben wird. Der Auslegerzylinder 10 treibt den Ausleger 6 an, sodass der Ausleger 6 angehoben und abgesenkt wird. Der Armzylinder 11 treibt den Arm 7 an, sodass der Arm 7 um den Armbolzen 14 herum betrieben wird. Der Löffelzylinder 12 treibt den Löffel 8 an, sodass der Löffel 8 um den Löffelbolzen 15 herum betrieben wird.
Ein Richtungssteuerventil 64, das in 2 erläutert ist, ist zwischen den Hydraulikzylindern bereitgestellt, wie der Auslegerzylinder 10, der Armzylinder 11 und der Löffelzylinder 12 und die Hydraulikpumpen 36 und 37, die in 2 erläutert sind. Das Richtungssteuerventil 64 steuert eine Fließrate von Hydraulikfluid, das dem Auflegerzylinder 10, dem Armzylinder 11 und dem Löffelzylinder 12 oder dergleichen aus den Hydraulikpumpen zugeführt wird, und schaltet eine Flussrichtung des Hydraulikfluids.
Eine Arbeitseinheitsteuerung 26, die in 2 erläutert ist, steuert ein Steuerventil 27, das in 2 erläutert ist, zur Steuerung eines Pilotdrucks von Hydraulikfluid, das dem Richtungssteuerventil 64 aus einer Bedienvorrichtung 25 zugeführt wird. Das Steuerventil 27 ist für ein Hydrauliksystem des Auslegerzylinders 10, des Armzylinders 11 und des Löffelzylinders 12 bereitgestellt. Die Arbeitseinheitssteuerung 26 steuert das Steuerventil 27, das in einem Pilotölkanal 450 bereitgestellt ist, zur Steuerung der Bedienung des Auslegerzylinders 10, des Armzylinder 11 und des Löffelzylinders 12. In der Ausführungsform steuert die Arbeitseinheitssteuerung 26 das Schließen des Steuerventils 27 zur Steuerung des Auslegerzylinders 10, des Armzylinders 11 und des Löffelzylinders 12, um eine reduzierte Geschwindigkeit aufzuweisen.
Der obere Schwenkkörper 3 besitzt einen oberen Teil, an dem Antennen 21 und 22 befestigt sind. die Antennen 21 und 22 werden zum Nachweis einer aktuellen Position des Baggers 100 verwendet. Die Antennen 21 und 22 sind mit einer Positionsnachweisvorrichtung 19, wie in 2 erläutert ist, elektrisch verbunden. die Positionsnachweisvorrichtung 19 ist eine Positionsnachweiseinheit zum Nachweisen der aktuellen Position des Baggers 100.
Die Positionsnachweisvorrichtung 19 verwendet Echtzeitkinematik-Globale Navigationssatellitensysteme RTK-GMSS, (GMFS bedeutet Globales Navigationssatellitensystem), um die aktuelle Position des Baggers 100 nachzuweisen. In der folgenden Beschreibung werden die Antennen 21 und 22 entsprechend als GMSS-Antennen 21 und 22 bezeichnet. Die Positionsnachweisvorrichtung 19 empfängt ein Signal gemäß einer GMSS-Radiowelle, die von den GMSS-Antennen 21 und 22 empfangen wird. Die Positionsnachweisvorrichtung 19 weist die Aufstellpositionen der GMSS-Antennen 21 und 22 nach. Die Positionsnachweisvorrichtung 19 weist beispielsweise einen dreidimensionalen Positionssensor auf.
<Hydrauliksystem 300>
Wie in 2 erläutert, weist das Hydrauliksystem 300 des Baggers 100 einen Verbrennungsmotor 35 als Stromerzeugungsquelle und die Hydraulikpumpen 36 und 37 auf. Die Hydraulikpumpen 36 und 37 werden durch den Verbrennungsmotor 35 angetrieben und stoßen das Hydraulikfluid aus. Das aus den Hydraulikpumpen 36 und 37 ausgestoßene Hydraulikfluid wird dem Auslegerzylinder 10, dem Armzylinder 11 und dem Löffelzylinder 12 zugeführt.
Der Bagger 100 weist einen Schwenkmotor 38 auf. Der Schwenkmotor 38 ist ein Hydraulikmotor und wird durch das aus den Hydraulikpumpen 36 und 37 ausgestoßene Hydraulikfluid angetrieben. Der Schwenkmotor 38 schwenkt den oberen Schwenkkörper 3. Zu beachten ist, dass in 2 zwei Hydraulikpumpen 36 und 37 erläutert sind, jedoch kann auch nur eine Hydraulikpumpe bereitgestellt sein. Der Schwenkmotor 38 ist nicht auf den Hydraulikmotor begrenzt und kann einen Elektromotor verwenden.
<Steuersystem 200>
Das Steuersystem 200 als Steuersystem der Arbeitsmaschine weist die Positionsnachweisvorrichtung 19, ein Globalkoordinaten-Berechnungssystem 300, die Bedienvorrichtung 25, die Arbeitseinheitssteuerung 26 als Steuervorrichtung für eine Arbeitsmaschine gemäß der Ausführungsform, eine Sensorsteuerung 39, eine Anzeigesteuerung 28 und eine Anzeigeeinheit 29 auf. Die Bedienvorrichtung 25 ist eine Vorrichtung zum Bedienen der Arbeitseinheit 2 und des oberen Schwenkkörpers 3, der in 2 erläutert ist. Die Bedienvorrichtung 25 ist eine Vorrichtung zum Bedienen der Arbeitseinheit 2. Die Bedienvorrichtung 25 nimmt die Bedienung der Bedienperson zum Antreiben der Arbeitseinheit 2 auf und gibt einen hydraulischen Pilotdruck gemäß dem Betrag der Bedienperson-Bedienung aus.
Der hydraulische Pilotdruck gemäß dem Betrag der Bedienperson-Bedienung stellt einen Bedienbefehl dar. Der Bedienbefehl ist ein Befehl zum Bedienen der Arbeitseinheit 2. Der Bedienbefehl wird von der Bedienvorrichtung 25 erzeugt. Da die Bedienvorrichtung 25 von der Bedienperson bedient wird, stellt der Bedienbefehl einen Befehl zum Bedienen der Arbeitseinheit 2 durch manuelle Bedienung, d.h. durch Bedienperson-Bedienung, dar. Die Steuerung der Arbeitseinheit 2 durch manuelle Bedienung stellt die Steuerung der Arbeitseinheit 2 auf der Grundlage des Bedienbefehls aus der Bedienvorrichtung 25 dar, d. h. die Arbeitseinheit 2 wird durch Bedienen der Bedienvorrichtung 25 der Arbeitseinheit 2 gesteuert.
In der Ausführungsform besitzt die Bedienvorrichtung 25 einen linken Bedienhebel 25L, der links von der Bedienperson angeordnet ist, und einen rechten Bedienhebel 25R, der rechts von der Bedienperson angeordnet ist. die Vorwärts- und Rückwärts- und Rechts- und Links-Bedienung des linken Bedienhebels 25L und des rechten Bedienhebels 25R entsprechen der Zweiachsen-Bedienung des Arms und dem Schwenken. Beispielsweise entspricht die Vorwärts- und Rückwärts-Bedienung des rechten Bedienhebels 25R der Bedienung des Auslegers 6, wenn der rechte Bedienhebel 25R nach vorne bedient wird, wird der Ausleger 6 abgesenkt, und wenn der rechte Bedienhebel 25R nach hinten bedient wird, wird der Ausleger 6 angehoben. Der Hebe- und Senk-Betrieb des Auslegers 6 wird gemäß der Vorwärts- und Rückwärts-Bedienung durchgeführt. Die Rechts- und Links-Bedienung des rechten Bedienhebel 25R entspricht der Bedienung des Löffels 8, wenn der rechte Bedienhebel 25R nach links bedient wird, führt der Löffel 8 eine Grabung durch, und wenn der rechte Bedienhebel 25R nach rechts bedient wird, führt der Löffel 8 Auskippen durch. Die Grabungs- oder Öffnungsbewegung des Löffels 8 wird gemäß der Rechts- und Links-Bedienung durchgeführt. Die Vorwärts- und Rückwärts-Bedienung des linken Bedienhebels 25L entspricht dem Schwenken des Arms 7. Wenn der linke Bedienhebel 25L nach vorne bedient wird, führt der Arm 7 Auskippen durch, und wenn der linke Bedie3nhebel 25L nach hinten bedient wird, führt der Arm 7 Grabung durch. Rechts- und Linksbedienung des linken Bedienhebels 25L entsprechen dem Schwenken des oberen Schwenkkörpers 3. Wenn der linke Bedienhebel 25L nach links bedient wird, schwenkt der obere Schwenkkörper 3 nach links, und wenn der linke Bedienhebel 25L nach rechts bedient wird, schwenkt der obere Schwenkkörper 3 nach rechts.
In der Ausführungsform wird die Bedienvorrichtung 25 durch hydraulischen Pilotdruck betätigt. Das Hydraulikfluid wird durch ein Druckreduzierventil 25V auf einen vorbestimmten Pilotdruck entspannt und aus der Hydraulikpumpe 36 auf der Grundlage der Bedienung des Auslegers, des Löffels, des Arms oder des Schwenkens der Bedienvorrichtung 25 zugeführt.
In der Ausführungsform werden der linke Bedienhebel 25L und der rechte Bedienhebel 25R der Bedienvorrichtung 25 durch den hydraulischen Pilotdruck betätigt, können aber auch elektrisch betätigt werden. Wenn der linke Bedienhebel (265 l) und der rechte Bedienhebel 25R elektrisch betätigt werden, wird ein Bedienbetrag von jedem Bedienhebel durch ein Potentiometer nachgewiesen. Die Bedienbeträge des linken Bedienhebels 25L und des rechten Bedienhebels 25R die durch die Potentiometer nachgewiesen werden, werden durch die Arbeitseinheitssteuerung 26 erhalten. Die Arbeitseinheitssteuerung 26, die ein Bediensignal aus einem elektrisch betätigten Bedienhebel nachweist, führt eine Steuerung entsprechend der Steuerung durch einen durch den hydraulischen Pilotdruck betätigten Bedienhebel durch.
Hydraulischer Pilotdruck wird dem Pilotölkanal 450 gemäß der Vorwärts- und Rückwärts-Bedienung des rechten Bedienhebels 25R zugeführt, und die Bedienperson-Bedienung des Auslegers 6 wird aufgenommen. Eine Ventilvorrichtung des rechten Bedienhebels 25R wird gemäß dem Bedienbetrag des rechten Bedienhebels 25R geöffnet, und dem Pilotölkanal 450 wird Hydraulikfluid zugeführt. Ferner weist ein Drucksensor 66 zu dieser Zeit als Pilotdruck einen hydraulischen Fluiddruck in dem Pilotölkanal 450 nach. Der Drucksensor 66 überträgt den nachgewiesenen Pilotdruck als Ausleger-Bedienbetrag MB an die Arbeitseinheitssteuerung 26. Hierin im Folgenden wird der Betrag der Vorwärts- und Rückwärts-Bedienung des rechten Bedienhebels 25R entsprechend als Ausleger-Bedienbetrag MB bezeichnet. Ein Pilotölkanal 50 ist mit einem Steuerventil (hierin im Folgenden entsprechend als Interventionsventil) 27C und einem Wechselventil 51 bereitgestellt.
Hydraulischer Pilotdruck wird dem Pilotölkanal 450 gemäß der rechten und linken Bedienung des rechten Bedienhebels 25R zugeführt, und die Bedienperson-Bedienung des Löffels 8 wird aufgenommen. Die Ventilvorrichtung des rechten Bedienhebels 25R wird gemäß dem Bedienbetrag des rechten Bedienhebels 25R geöffnet, und dem Pilotölkanal 450 wird Hydraulikfluid zugeführt. Der Drucksensor 66 weist zu dieser Zeit als Pilotdruck einen hydraulischen Fluiddruck in dem Pilotölkanal 450 nach. Der Drucksensor 66 überträgt den nachgewiesenen Pilotdruck als Löffelbedienbetrag MT an die Arbeitseinheitssteuerung 26. Hierin im Folgenden wird der Betrag der linken und rechten Bedienung des rechten Bedienhebels 25R entsprechend als Löffelbedienbetrag MT bezeichnet.
Der hydraulische Pilotdruck wird dem Pilotölkanal 450 gemäß der Vorwärts- und Rückwärts-Bedienung des linken Bedienhebels 25L zugeführt, und die Bedienperson-Bedienung des Arms 7 wird aufgenommen. Eine Ventilvorrichtung des linken Bedienhebels 25L wird gemäß einem Bedienbetrag des linken Bedienhebels 25L geöffnet, und dem Pilotölkanal 450 wird Hydraulikfluid zugeführt. Der Drucksensor 66 weist zu dieser Zeit als Pilotdruck einen hydraulischen Fluiddruck in dem Pilotölkanal 450 nach. Der Drucksensor 66 überträgt den nachgewiesenen Pilotdruck als Armbedienbetrag MA an die Arbeitseinheitssteuerung 26. Hierin im Folgenden wird der Betrag der Vorwärts- und Rückwärtsbedienung des linken Bedienhebels 25L entsprechend als Armbedienbetrag MA bezeichnet.
Die Bedienung des rechten Bedienhebels 25R bewirkt, dass die Bedienvorrichtung 25 dem Richtungssteuerventil 64 hydraulischen Pilotöldruck mit einer Größe gemäß dem Bedienbetrag des rechten Bedienhebels 25R zuführt. Die Bedienung des linken Bedienhebels 25L bewirkt, dass die Bedienvorrichtung 25 dem Richtungssteuerventil 64 hydraulischen Pilotdruck mit einer Größe gemäß dem Bedienbetrag des linken Bedienhebels 25L zuführt. Der dem Richtungssteuerventil 64 aus der Bedienvorrichtung 25 zugeführte hydraulische Pilotdruck bedient das Richtungssteuerventil 64.
Das Steuersystem 300 besitzt einen ersten Hubsensor 16, einen zweiten Hubsensor 17 und einen dritten Hubsensor 18. Beispielswiese ist der erste Hubsensor 16 am Auslegerzylinder 10, der zweite Hubsensor 17 am Armzylinder 11 und der dritte Hubsensor 18 am Löffelzylinder 12 bereitgestellt.
Die Sensorsteuerung 39 weist eine Verarbeitungseinheit, wie eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) und eine Speichereinheit, wie einen Direktzugriffsspeicher RAM und einen Nurlesespeicher ROM, auf. Die Sensorsteuerung 39 berechnet einen Kippwinkel θ1 des Auslegers 6 in einer Richtung senkrecht zu einer horizontalen Ebene in einem lokalen Koordinatensystem des Baggers 100, insbesondere einem lokalen Koordinatensystem des Fahrzeugkörpers 1, auf der Grundlage einer Länge des durch den ersten Hubsensor 16 nachgewiesenen Auslegerzylinders und gibt den berechneten Kippwinkel θ1 an die Arbeitseinheitssteuerung 26 und die Anzeigesteuerung 28 aus. Die Sensorsteuerung 39 berechnet einen Kippwinkel θ2 des Arms 7 zum Ausleger 6 auf der Grundlage einer Länge des durch den zweiten Hubsensor 17 nachgewiesenen Armzylinders und gibt den berechneten Kippwinkel θ2 an die Arbeitseinheitssteuerung 26 und die Anzeigesteuerung 28 aus. Die Sensorsteuerung 39 berechnet einen Kippwinkel θ3 einer Zahnspitze 8T des Löffels 8 mit dem Arm 7 auf der Grundlage einer durch den dritten Hubsensor 18 nachgewiesenen Länge des Löffelzylinders und gibt den berechneten Kippwinkel θ3 an die Arbeitseinheitssteuerung 26 und die Anzeigesteuerung 28 aus. Die Kippwinkel θ1, θ2 und θ3 können durch einen Sensor nachgewiesen werden, der anders ist als der erste Hubsensor 16, der zweite Hubsensor 17 und der dritte Hubsensor 18. Beispielsweise kann ein Winkelsensor wie ein Potentiometer die Kippwinkel θ1, θ2 und θ3 nachweisen.
Mit der Sensorsteuerung 39 ist eine Trägheitsmesseinheit (IMU) 24 verbunden. Die IMU 24 erhält Kippinformationen eines Fahrzeugkörpers, wie Steigen und Rollen des Baggers 100, der in 1 erläutert ist, und gibt die erhaltene Kippinformation an die Sensorsteuerung 39 aus.
Die Arbeitseinheitssteuerung 26 besitzt eine Verarbeitungseinheit 26P, wie eine CPU, und eine Speichereinheit 26M, wie ein RAM und einen Nurlesespeicher (ROM). Die Arbeitseinheitssteuerung 26 steuert das Interventionsventil 27C und das Steuerventil 27 auf der Grundlage des Auslegerbedienbetrags MB, des Löffelbedienbetrags MT und des Armbedienbetrags MA, die in 2 erläutert sind.
Das Richtungssteuerventil 64, das in 2 erläutert ist, ist beispielsweise ein Proportionalsteuerventil und wird durch aus der Bedienvorrichtung 25 zugeführtes Hydraulikfluid gesteuert. Das Richtungssteuerventil 64 ist zwischen einem Hydraulikaktor wie der Auslegerzylinder 10, der Armzylinder 11 und der Löffelzylinder 12 und der Schwenkmotor und die Hydraulikpumpen 36 und 37 angeordnet. Das Richtungssteuerventil 64 steuert Durchflussrate und -richtung des aus den Hydraulikpumpen (36, 37) dem Auslegerzylinder 10, dem Armzylinder 11, dem Löffelzylinder 12 und dem Schwenkmotor 38 zugeführten Hydraulikfluids.
Die Positionsnachweisvorrichtung 19 des Steuersystems 200 weist die GMSS-Antennen 21 und 22 auf, die vorstehend beschrieben sind. Das Signal gemäß der GMSS-Radiowelle, die durch die GMSS-Antennen 21 und 22 empfangen wird, wird in die Globalkoordinatenberechnungseinheit 23 eingegeben. Die GMSS-Antenne 21 empfängt Referenzpositionsdaten P1, die ihre eigene Position angeben, aus einem Positionierungssatelliten. Die GMSS-Antenne 22 empfängt Referenzpositionsdaten P2, die ihre eigene Position angeben, aus einem Positionierungssatelliten. Die GMSS-Antennen 21 und 22 empfangen die Referenzpositionsdaten P1 und P2 in vorbestimmten Zeitintervallen. Die Referenzpositionsdaten P1 und P2 stellen Informationen über die Aufstellpositionen der GMSS-Antennen dar. Die GMSS-Antennen 21 und 22 geben die Referenzpositionsdaten P1 und P2 an die Globalkoordinatenberechnungseinheit 23 immer dann aus, wenn die Referenzpositionsdaten P1 und P2 empfangen werden.
Die Globalkoordinatenberechnungseinheit 23 weist eine Verarbeitungseinheit wie eine CPU und eine Speichereinheit wie ein RAM und ein ROM auf. Die Globalkoordinatenberechnungseinheit 23 erzeugt Schwenkkörperlagedaten, die eine Lage des oberen Schwenkkörpers 3, auf der Grundlage der beiden Sätze von Referenzpositionsdaten P1 und P2 angeben. In der bevorzugten Ausführungsform weisen die Schwenkkörperortdaten Referenzpositionsdaten P, die einer der beiden Sätze von Referenzpositionsdaten P1 und P2 sind, und Schwenkkörperorientierungsdaten Q, die auf der Grundlage der beiden Sätze von Referenzpositionsdaten P1 und P2 erzeugt werden, auf. Die Schwenkkörperorientierungsdaten stellen eine Orientierung des oberen Schwenkkörpers 3 dar, d.h. der Arbeitseinheit 2. Die Globalkoordinatenberechnungseinheit 23 aktualisiert die Schwenkkörperlagedaten, d. h. die Referenzpositionsdaten P und die Schwenkkörperorientierungsdaten Q und gibt die Schwenkkörperlagedaten an die Anzeigesteuerung 28 immer dann aus, wenn die zwei Sätze von Referenzpositionsdaten P1 und P2 aus den GMSS-Antennen 21 und 22 zu vorbestimmten erhalten werden.
Die Anzeigesteuerung 28 besitzt eine Verarbeitungseinheit wie eine CPU und eine Speichereinheit wie ein RAM und ein ROM. Die Anzeigesteuerung 28 erhält die Referenzpositionsdaten P und die Schwenkkörperorientierungsdaten Q, die Schwenkkörperlagedaten sind, aus der Globalkoordinatenberechnungseinheit 23. In der Ausführungsform erzeugt die Anzeigesteuerung 28 als Arbeitseinheitspositionsdaten, Löffelzahnspitzenpositionsdaten S, die eine dreidimensionale Position der Löffelspitzen 8P des Löffels 8 darstellen. Anschließend verwendet die Anzeigesteuerung 28 die Löffelzahnspitzenpositionsdaten S und die Zielausgrabungsinformationen T zur Erzeugung von Zielgrabungsprofildaten U.
Die Zielgrabungsinformationen sind Informationen, die eine Zielbearbeitung des durch die Arbeitseinheit 2 des Baggers 100 auszugrabenden Objekts (hierin im Folgenden entsprechend als auszugrabendes Objekt bezeichnet) darstellen. Die Zielgrabungsinformationen T umfassen beispielsweise Konstruktionsinformationen über das durch den Bagger 100 auszugrabende Objekt. Das durch die Arbeitseinheit 2 ausgegrabene Objekt ist beispielsweise der Boden. Ein Vorgang, der an dem auszugrabenden Objekt durch die Arbeitseinheit 2 durchgeführt wird, schließt beispielsweise einen Grabungsvorgang und einen Bodenplaniervorgang ein, ist jedoch nicht auf diesen Vorgang begrenzt.
Die Anzeigesteuerung 28 leitet Zielgrabungsprofildaten UA, die auf der Grundlage der Zielgrabungsprofildaten U anzuzeigen sind, ab und bewirkt, dass die Anzeigeeinheit 26 das Zielprofil des durch die Arbeitseinheit 2 auszugrabenden Objekts, beispielsweise eines Bodenprofils, auf der Grundlage der anzuzeigenden Zielgrabungsprofildaten UA anzeigt.
Die Anzeigeeinheit 29 ist beispielsweise eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die Eingabe aus einem interaktiven Bedienfeld empfängt, ist jedoch nicht auf die Flüssigkristallanzeigevorrichtung begrenzt. In der Ausführungsform ist ein Schalter 29S neben der Anzeigeeinheit 29 befestigt. Der Schalter 29S ist eine Eingabevorrichtung zur Durchführung der unten erwähnten Interventionssteuerung oder zum Stoppen der Interventionssteuerung, die durchgeführt wird.
Die Arbeitseinheitsteuerung 26 erhält den Auslegerbetrag MA, den Löffelbedienbetrag MT und den Armbedienbetrag MA aus dem Drucksensor 66. Die Arbeitseinheitssteuerung 26 erhält den Kippwinkel θ1 des Auslegers 6, den Kippwinkel θ2 des Arms 7 und den Kippwinkel θ3 des Löffels 8 aus der Sensorsteuerung 39.
Die Arbeitseinheitssteuerung 26 erhält die Zielgrabungsprofildaten U aus der Anzeigesteuerung 28. Die Zielgrabungsprofildaten U sind Informationen, die in den Zielgrabungsinformationen T mitumfasst sind, die einen Bereich von Arbeit, die durch den Bagger 100 durchzuführen sind, darstellen. D. h. die Zielgrabungsprofildaten U sind ein Teil der Zielgrabungsinformationen. Somit stellen die Zielgrabungsprofildaten U ähnlich den Zielgrabungsinformationen T das Zielprofil zur Endbearbeitung des durch die Arbeitseinheit 2 auszugrabenden Objekts dar. Hierin im Folgenden wird das Ziel zur Endbearbeitung entsprechend als Zielgrabungsprofil bezeichnet.
Die Arbeitseinheitssteuerung 26 berechnet die Position einer Zahnspitze 8T des Löffels 8 (hierin im Folgenden entsprechend als Zahnspitzenposition bezeichnet) auf der Grundlage der aus der Sensorsteuerung 29 erhaltenen Stellung und Größe der Arbeitseinheit 2. Die Arbeitseinheitssteuerung 26 steuert die Bedienung der Arbeitseinheit 2 auf der Grundlage des Abstands zwischen Zielgrabungsprofildaten U und der Zahnspitze 8T des Löffels 8 und der Geschwindigkeit der Arbeitseinheit 2, so dass die Zahnspitze 8T des Löffels 8 sich gemäß der Zielgrabungsprofildaten U bewegt. In dieser Konfiguration steuert die Arbeitseinheitssteuerung 26 die Arbeitseinheit 2, um eine Geschwindigkeit von nicht mehr als eine Grenzgeschwindigkeit in einer sich dem auszugrabenden Objekt annähernden Richtung aufzuweisen, um den Löffel 8 daran zu hindern, ein vorbestimmtes Zielprofil zu überqueren. Diese Steuerung wird entsprechend als Interventionssteuerung bezeichnet. Das Zielprofil in der Interventionssteuerung weist beispielsweise die Zielgrabungsprofildaten U auf, d. h. das Zielgrabungsprofil, das ein Zielprofil des durch die Arbeitseinheit 2 auszugrabenden Objekts ist, und ein um einen vorbestimmten Abstand von dem Zielgrabungsprofil getrenntes Bodenprofil.
Die Interventionssteuerung wird beispielsweise durchgeführt, wenn die Bedienperson des Baggers 100 die Durchführung der Interventionssteuerung unter Verwendung des in 2 erläuterten Schalters 29S wählt. D. h. die Interventionssteuerung stellt die Steuerung zum Bedienen der Arbeitseinheit durch die Arbeitseinheitssteuerungseinheit 26 beim Bedienen der Arbeitseinheit 2 auf der Grundlage einer Bedienung der Bedienvorrichtung 25, d. h. Bedienperson-Bedienung. dar. Wenn die Arbeitseinheitssteuerung den Abstand zwischen dem Zielgrabungsprofil und dem Löffel berechnet, ist eine Referenzposition des Löffels 8 nicht auf die Zahnspitze 8T begrenzt und kann an einem beliebigen Abschnitt definiert sein.
In der Interventionssteuerung erzeugt, um die Arbeitseinheit 2 so zu steuern, dass der Löffel 8 gemäß den Zielgrabungsprofildaten U bedient wird, die Arbeitseinheitssteuerung ein Auslegerbefehlssignal CBI und gibt das Auslegerbefehlssignal CBI an das in 2 erläuterte Interventionsventil aus. Der Ausleger 6 wird gemäß den Auslegerbefehlssignal CBI bedient, und somit ist eine Geschwindigkeit der Arbeitseinheit 2, insbesondere des Löffels 8, der auf die Zielgrabungsprofildaten U zugreift, gemäß dem Abstand zwischen Löffel 8 und Zielgrabungsprofildaten U begrenzt.
In der Interventionssteuerung steuert die Arbeitseinheitssteuerung 26 die Geschwindigkeit des Auslegers auf der Grundlage der Zielgrabungsprofildaten U, die ein konstruiertes Bodenprofil darstellen, das das Zielprofil des auszugrabenden Objekts ist, und die Kippwinkel θ1, θ2 und θ3 zum Bestimmen der Position des Löffels 8. Die Geschwindigkeit des Auslegers wird so gesteuert, dass die Geschwindigkeit des Löffels 8, der sich dem Zielgrabungsprofil nähert, gemäß dem Abstand zwischen dem Zielgrabungsprofil und dem Löffel reduziert ist.
In der Ausführungsform erzeugt, wenn die Arbeitseinheit 2 auf der Grundlage der Bedienperson-Bedienung der Bedienvorrichtung 25 bedient wird, die Arbeitseinheitssteuerung 26 das Ausleger-Befehlssignal CBI zur Steuerung der Bedienung des Auslegers 6 unter Verwendung des Auslegerbefehlssignals CBI, so dass die Zahnspitze 8T des Löffels 8 das Zielgrabungsprofil nicht überquert. Speziell hebt die Arbeitseinheitssteuerung 26 den Ausleger 6 an, um zu verhindern, dass die Zahnspitze 8T des Löffels 8 das Zielgrabungsprofil in der Interventionssteuerung überquert. Die Steuerung zum Anheben des Auslegers 6, die in der Interventionssteuerung durchgeführt wird, wird entsprechend als Ausleger-Interventionssteuerung bezeichnet.
In der vorliegenden Ausführungsform erzeugt zum Erreichen der Ausleger-Interventionssteuerung, die durch die Arbeitseinheitssteuerung 26 durchgeführt wird, die Arbeitseinheitssteuerung 26 das Ausleger-Befehlssignal CBI, das die Ausleger-Interventionssteuerung betrifft, und gibt das Auslegersignal CBI an das Interventionsventil 27C aus. Das Interventionsventil 27C stellt den hydraulischen Pilotdruck in dem Pilotölkanal 50 ein.
Die Auslager-Interventionssteuerung ist die Steuerung zum Anheben des Auslegers in der Interventionssteuerung, jedoch kann die Arbeitseinheitssteuerung 26 in der Interventionssteuerung mindestens einen des Arms 7 und des Löffels 8 zusätzlich zu oder anstelle des Anhebens des Auslegers 6 anheben. D. h. in der Interventionssteuerung hebt die Arbeitseinheitssteuerung 26 mindestens eines des Auslegers 6, des Arms 7 und des Löffels 8 an, die die Arbeitseinheit 2 aufbauen, um die Arbeitseinheit 2 in einer Richtung weg vom Zielprofil, in dieser Ausführungsform das Zielgrabungsprofil 43I, des durch die Arbeitseinheit 2 auszugrabenden Objekts zu bewegen. Die Auslegerinterventionssteuerung ist eine Art der Interventionssteuerung.
<Ausführliche Beschreibung der Arbeitseinheitssteuerung 26>
3 ist ein Blockschaubild der Arbeitseinheitssteuerung 26. 4 ist ein Schaubild und erläutert das Zielgrabungsprofil 43I und den Löffel 8. 5 ist ein Schaubild und erläutert eine Ausleger-Geschwindigkeitsgrenze Vcy_bm. Die Arbeitseinheitssteuerung 26 weist eine Steuereinheit 26CNT und eine Schalteinheit 26J auf. Die Steuereinheit 26CNT und die Schalteinheit 26J sind in der Verarbeitungseinheit 26P der Arbeitseinheitssteuerung 26 mit umfasst. Die Verarbeitungseinheit 26P verwirklicht die Funktionen der Steuereinheit 26CNT und der Schalteinheit 26J.
Die Verarbeitungseinheit der Arbeitseinheitssteuerung führt ein Computerprogramm zum Steuern der Arbeitseinheit 2 durch. Die Steuerung der Arbeitseinheit 2 umfasst die Interventionssteuerung und die Steuerung durch ein Verfahren der Steuerung einer Arbeitsmaschine gemäß einer Ausführungsform. Die Speichereinheit 26M speichert ein Computerprogramm zum Steuern der Arbeitseinheit 2.
Die Steuereinheit CNT weist eine Relativpositionsberechnungseinheit 26A, eine Abstandsberechnungseinheit 26B, eine Zielgeschwindigkeitsberechnungseinheit 26C und eine Interventionsgeschwindigkeitsberechnungseinheit 26D, eine Interventionsbefehlsberechnungseinheit 26E und eine Interventionsgeschwindigkeitskorrektureinheit 26F auf. Die Steuereinheit 26CNT führt die Interventionssteuerung durch. In der Ausführungsform steuert die Steuereinheit 26CNT die Arbeitseinheit 2, um zu verhindern, dass der Löffel das Zielprofil während der Interventionssteuerung überquert. In der Ausführungsform ist das Zielprofil in der Interventionssteuerung das Zielgrabungsprofil 43I, das in 5 erläutert ist, oder ein Versatzprofil 43Iv, das von dem Zielgrabungsprofil 43I um einen vorbestimmten Abstand verschoben getrennt ist.
Zur Durchführung der Interventionssteuerung verwendet die Arbeitseinheitssteuerung 26 den Ausleger-Bedienbetrag MB, den Arm-Bedienbetrag MA, den Löffel-Bedienbetrag MT, die aus der Anzeigesteuerung 28 erhaltenen Zielgrabungsprofildaten U, die aus der Sensorsteuerung erhaltenen Kippwinkel θ1, θ2 und θ3, eine Form des Löffels 8, um das Ausleger-Befehlssignal CBI, das für die Interventionssteuerung erforderlich ist, ein Arm-Befehlssignal und ein Löffel-Befehlssignal zu erzeugen, sofern notwendig, und um das Steuerventil 27 und das Interventionsventil 27C zu bedienen und die Arbeitseinheit 2 zu steuern.
Die Relativpositionsberechnungseinheit 26A erhält die Löffelzahnspitzenpositionsdaten aus der Anzeigesteuerung 28 und die Kippwinkel θ1, θ2 und θ3 aus der Sensorsteuerung 39. Die Relativpositionsberechnungseinheit 26A bestimmt die Zahnspitzenposition Pb, die eine Position der Zahnspitze 8T des Löffels 8 ist, aus den erhaltenen Kippwinkeln θ1, θ2 und θ3.
Die Abstandsberechnungseinheit 26B berechnet einen kürzesten Abstand d zwischen der Zahnspitze 8T des Löffels 8 und dem Zielgrabungsprofil 43I, das durch die Zielgrabungsprofildaten U dargestellt wird, die ein Teil der Zielgrabungsinformationen T sind, auf der Grundlage der Zahnspitzenposition Pb, die durch die Relativpositionsberechnungseinheit 26A bestimmt wird, und der Zielgrabungsprofildaten U, die aus der Anzeigesteuerung 28 erhalten werden. Der Abstand d ist ein Abstand zwischen der Zahnspitzenposition Pb und einer Position Pu, bei der eine gerade Linie, die senkrecht zum Zielgrabungsprofil 43I ist und durch die Zahnspitzenposition Pb hindurchläuft, die Zielgrabungsprofildaten U schneidet.
Wenn das Zielprofil in der Interventionssteuerung das Versatzprofil 43Iv ist, erhält die Abstandsberechnungseinheit 26B den Abstand versetzt von der Anzeigesteuerung 28, addiert den Abstand versetzt zu einer Position des Zielgrabungsprofils 43I und bestimmt das Versatzprofil 43Iv. Die Abstandsberechnungseinheit 26B berechnet den kürzesten Abstand d zwischen der Zahnspitze 8T des Löffels 8 und dem Versatzprofil 43Iv. Der Abstand der versetzt ist, wird durch die Bedienperson des Baggers 100 über das Interaktive Bedienfeld der Anzeigeeinheit 29, die in 2 erläutert ist, eingegeben und in der Anzeigesteuerung 28 gespeichert.
Das Zielgrabungsprofil 43I kann aus den Schnittpunkten zwischen einer Arbeitsebene der Arbeitseinheit 2 und den Zielgrabungsinformationen T, die durch eine Vielzahl von Zielgrabungsebenen dargestellt werden, bestimmt werden. Die Arbeitsebene der Arbeitseinheit 2 ist eine Ebene, die in einer Vorwärts- und Rückwärtsrichtung des oberen Schwenkkörpers 3 definiert ist und durch die Grabungsposition Pdg hindurch läuft, und auf der Ebene wird die Arbeitseinheit 2 zur Bewegung in die Vorwärts- und Rückwärtsrichtung des oberen Schwenkkörpers 3 angetrieben, um die Grabungsposition Pdg auszugraben. Genauer gesagt, weisen die Schnittpunkte einen oder mehrere Wendepunkte vor und hinter der Grabungsposition Pdg der Zielgrabungsinformationen T und Linien, die sich nach vorne und hinten von den Wendepunkten aus erstrecken, auf. Der eine oder die mehreren Wendepunkte und Linien stellen das Zielgrabungsprofil 43I dar. In einem in 5 erläuterten Beispiel stellen die beiden Wendepunkte PV1 und PV2 und die Linien, die sich von den Wendepunkten aus nach vorne und hinten erstrecken, das Zielgrabungsprofil 43I dar. Die Grabungsposition Pdg ist ein Punkt unmittelbar unterhalb der Position der Zahnspitze 8T des Löffels 8, d. h. die Zahnspitzenposition Pb. Wie vorstehend beschrieben, ist das Zielgrabungsprofil 43I Teil der Zielgrabungsinformationen T. Das Zielgrabungsprofil 43I wird durch die Anzeigesteuerung 28 erzeugt, die in 2 erläutert ist.
Die Ziel-Geschwindigkeitsberechnungseinheit 26V bestimmt eine Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm, eine Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am und eine Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bm. Die Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm stellt eine Geschwindigkeit der Zahnspitze 8T beim Antreiben des Auslegerzylinders 10 dar. Die Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am stellt eine Geschwindigkeit der Zahnspitze 8T beim Antreiben des Armzylinders 11 dar. Die Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt stellt eine Geschwindigkeit der Zahnspitze 8T beim Antreiben des Löffelzylinders 12 dar. Die Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm wird gemäß Ausleger-Bedienbetrag MB berechnet. Die Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am wird gemäß Arm-Bedienbetrag MA berechnet. Die Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt wird gemäß Löffel-Bedienbetrag MT berechnet.
Die Interventionsgeschwindigkeitsberechnungseinheit 26D bestimmt die Ausleger-Geschwindigkeitsgrenze Vcy_bm, die die Geschwindigkeitsgrenze des Auslegers 6 ist, auf der Grundlage des Abstands d zwischen der Zahnspitze 8T des Löffels 8 und dem Zielgrabungsprofil 43I. Die Interventionsgeschwindigkeitsberechnungseinheit 26D subtrahiert die Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am und die Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt von der Geschwindigkeitsgrenze Vc_lmt der gesamten Arbeitseinheit 2, die in 1 erläutert ist, um die Ausleger-Geschwindigkeitsgrenze Vcy_bm zu bestimmen. Die Geschwindigkeitsgrenze Vc_lmt stellt eine zulässige Bewegungsgeschwindigkeit der Zahnspitze 8T in einer Richtung dar, in der sich die Zahnspitze 8T des Löffels 8 dem Zielgrabungsprofil 43I nähert.
Wenn der Abstand einen positiven Wert aufweist, weist die Grenzgeschwindigkeit Vc_lmt einen negativen Wert auf, das heißt, eine Absenkgeschwindigkeit der Arbeitseinheit 2, die sich absenkt, wird dargestellt, und wenn der Abstand d einen negativen Wert aufweist, weist die Geschwindigkeitsgrenze Vc_lmt einen positiven Wert auf, d.h. eine Hebegeschwindigkeit der Arbeitseinheit 2 wird dargestellt. Der negative Wert des Abstands d stellt einen Zustand dar, in dem der Löffel 8 das Zielgrabungsprofil 43I überquert. Die Geschwindigkeitsgrenze Vc_lmt besitzt einen absoluten Wert der Geschwindigkeit, die reduziert ist, wenn der Abstand d reduziert ist, und wenn der Abstand d einen negativen Wert aufweist, erhöht sich der absolute Wert der Geschwindigkeit, da sich der absolute Wert des Abstands d erhöht.
Die Interventionsbefehlsberechnungseinheit 26E erzeugt das Ausleger-Befehlssignal CBI auf der Grundlage der durch die Interventionsgeschwindigkeitskorrektureinheit 26F bestimmten Ausleger-Geschwindigkeitsgrenze Vcy_bm. Das Ausleger-Befehlssignal CBI ist ein Befehl zur Änderung einer Öffnung des Interventionsventils 27C auf eine zum Anlegen des Pilotdrucks an das Wechselventil 51 erforderliche Größe. Der Pilotdruck ist zum Anheben des Auslegers 6 bei der Ausleger-Geschwindigkeitsgrenze Vcy_bm erforderlich. In der Ausführungsform ist das Ausleger-Befehlssignal CBI ein aktueller Wert gemäß einer Ausleger-Befehlsgeschwindigkeit.
Die Schalteinheit 26J definiert das Zielprofil in der Interventionssteuerung als Versatzprofil 43Iv, das von dem Zielgrabungsprofil 43I um einen vorbestimmten Abstand verschoben oder vom Zielgrabungsprofil 43I getrennt ist, auf der Grundlage einer Stellung des Löffels relativ zum Zielgrabungsprofil 43I. In dieser Konfiguration erhält die Schalteinheit 26J einen Arm-Bedienbefehl Sga aus der Bedienvorrichtung 25, die Kippwinkel θ1, θ2 und θ3 aus der Sensorsteuerung und einen Interventionssteuerzustand Cas oder einen Stoppsteuerzustand Cst aus der Steuereinheit 26CNT und gibt einen Versatzkoeffizienten K und eine Feststellflag Ff an die Abstandsberechnungseinheit 26B aus.
Der Arm-Bedienbefehl Sga stellt ein Signal dar, das zeigt, ob der linke Bedienhebel 25L, der ein Hebel zum Bedienen des Arms ist, beim Bedienen des Arms 7 neutral ist. Wenn der linke Bedienhebel 25L beim Bedienen des Arms 7 neutral ist, wird der Arm 7 gestoppt. Der Interventionssteuerzustand Cas stellt die Durchführung der Interventionssteuerung dar und der Stoppsteuerzustand Cst stellt die Durchführung der Stoppsteuerung dar. Die Stoppsteuerung ist eine der Interventionssteuerungen und ist die Steuerung zum Stoppen der Arbeitseinheit 2, wenn der Löffel 8 in der Interventionssteuerung das Zielprofil überquert, d. h. das Zielgrabungsprofil 43I oder das Versatzprofil 43Iv. Die Stoppsteuerung ist zur Steuerung der Arbeitseinheit 2 konfiguriert, um das Zielprofil während der Interventionssteuerung nicht zu überqueren.
Der Versatzkoeffizient K ist ein Koeffizient zum Schalten eines Zielbodenprofils in der Grabungssteuerung auf das Zielgrabungsprofil 43I und das Versatzprofil 43Iv. Die Feststellflag Ff ist eine Flag um zu bewirken, dass die Steuereinheit 26CNT insbesondere die Abstandsberechnungseinheit 26B das Zielprofil am Start der Ausgrabung des Zielprofils während eines Zeitraums vom Start der Ausgrabung des Zielprofils durch die Arbeitseinheit 2 bis zum Ende einer Satzes einer Ausgrabungsserie aufrechterhält. Wenn die Feststellflag Ff 1 ist, behält die Steuereinheit 26CNT das Zielprofil am Start der Ausgrabung des Zielprofils während eines Zeitraums vom Start der Ausgrabung des Zielprofils durch die Arbeitseinheit bis zum Ende der Ausgrabungsserie bei.
Wenn beispielsweise das Zielprofil am Start der Ausgrabung des Zielprofils das Versatzprofil 43Iv ist, behält die Steuereinheit 26CNT das Zielprofil als Versatzprofil 43Iv während eines Zeitraums vom Start der Ausgrabung des Zielprofils durch die Arbeitseinheit 2 bis zum Ende einer Ausgrabungsserie bei. Wenn das Zielprofil am Start der Ausgrabung des Zielprofils das Zielgrabungsprofil 43I ist, definiert die Steuereinheit 26CNT das Zielprofil als Zielgrabungsprofil 43I während eines Zeitraums vom Start der Ausgrabung des Zielprofils durch die Arbeitseinheit 2 bis zum Ende der Ausgrabungsserie.
Die 6 und 7 sind Schaubilder und erläutern Beispiele der Grabung zum Formen eines Hangs. Wenn der Bagger 100 einen Hang formt, gräbt der Bagger 100 das auszugrabende Objekt aus und presst dann das auszugrabende Objekt bis zum Zielgrabungsprofil 43I mit einer Bodenfläche 8B des Löffels 8 und stellt den Hang fertig. Die Arbeitseinheitssteuerung 26 definiert das Zielprofil in der Interventionssteuerung als Versatzprofil 43Iv, das von dem Zielgrabungsprofil 43I um einen vorbestimmten Abstand versetzt (hierin im Folgenden als Versatz bezeichnet) getrennt ist, und eine Pauschale für die Verdichtung kann sichergestellt werden, um den Hang abzugraben. In der Ausführungsform kann die Bedienperson den Versatz gemäß dem Betrieb des Baggers 100 auf Off einstellen, gemäß der Bedienung des Baggers 100 vom interaktiven Bedienfeld der Anzeigeeinheit 29 aus, die in 2 erläutert ist.
Wenn der Hang in dem auszugrabenden Objekt geformt wird, bewirkt das Einstellen des Versatzes auf Off durch die Bedienperson, dass die Arbeitseinheitssteuerung 26 das Versatzprofil 43Iv als Zielprofil in der Interventionssteuerung einstellt. Wenn der Löffel oberflächlichen Boden SHP des auszugrabenden Objekts abträgt, führt die Arbeitseinheitssteuerung 26 die Interventionssteuerung durch, so dass der Löffel 8 das Versatzprofil 43Iv nicht überquert. Nachdem das auszugrabende Objekt bis zum Versatzprofil 43Iv ausgegraben wurde, schaltet die Bedienperson den Versatz Off aus. Während der Versatz Off ausgeschaltet ist, presst der Bagger 100 die bodenseitige Fläche 8B des Löffels 8 gegen das auszugrabende Objekt und stellt die Oberfläche des auszugrabenden Objekts an der Position des Zielgrabungsprofils 43I fertig.
Bei der Fertigstellung schaltet die Bedienperson den Versatz Off vom interaktiven Bedienfeld auf der in 2 erläuterten Anzeigeeinheit 29 aus. Die Arbeitseinheitssteuerung 26 definiert das Zielprofil in der Interventionssteuerung als Zielgrabungsprofil 43I. Wenn der Löffel 8 gegen das auszugrabende Objekt gepresst wird, steuert die Arbeitseinheitssteuerung 26 die Interventionssteuerung, so dass die bodenseitige Fläche 8B des Löffels 8 das Zielgrabungsprofil 43I nicht überqueren kann. Die oberflächliche Erde SHB einer Menge entsprechend dem Versatz Off wird während der Endbearbeitung gegen das Zielgrabungsprofil 43I gepresst, die Oberfläche des auszugrabenden Objekts wird verdichtet und der Hang ist fertig.
Ist ein Hang an einer Stelle geformt, formt der Bagger 100 einen Hang gleichermaßen an der nächsten Stelle. In diesen Fall stellt die Bedienperson wieder den Versatz Off ein. Weiterhin muss, wenn ein Hang geformt wird, der Versatz Off wieder beim Graben und bei der Endbearbeitung des oberflächlichen Bodens SHP eingestellt werden. Somit ist die Bedienung für die Bedienperson kompliziert, um einen Hang zu formen.
Um die Komplikation bei der Bedienung für die Bedienperson beim Formen eines Hangs zu hemmen, schaltet die Arbeitseinheitssteuerung 26 das Zielprofil in der Interventionssteuerung zwischen dem Versatzprofil 43Iv und dem Zielgrabungsprofil 43I auf der Grundlage der Stellung des Löffels 8 relativ zum Zielgrabungsprofil 43I um. Insbesondere schaltet, wie in 7 erläutert, die Schalteinheit 26J der Arbeitseinheitssteuerung 26 das Zielprofil in der Interventionssteuerung zwischen dem Versatzprofil 43Iv und dem Zielgrabungsprofil 43I um, beispielsweise auf der Grundlage eines Winkels α zwischen dem Zielgrabungsprofil 43I und der bodenseitigen Fläche 8B des Löffels.
Wenn der Winkel α einen großen absoluten Wert aufweist, kann der Löffel 8 angewiesen werden, das auszugrabende Objekt auszugraben. Weiterhin kann, wenn der Winkel α einen kleinen absoluten Wert aufweist, der Löffel 8 angewiesen werden, die bodenseitige Fläche 8B gegen das auszugrabende Objekt zu pressen. Wenn beispielsweise der Absolutwert des Winkels α größer ist als ein absoluter Wert eines vorgegebenen Schwellenwerts αc, definiert die Schalteinheit 26J das Zielprofil in der Interventionssteuerung als Versatzprofil 43Iv. Wenn der Absolutwert des Winkels α nicht größer ist als der Absolutwert des vorgegebenen Schwellenwerts αc, definiert die Schalteinheit das Zielprofil in der Interventionssteuerung als Zielgrabungsprofil 43I.
Aufgrund einer solchen Verarbeitung wird das Zielprofil in der Interventionssteuerung automatisch zwischen Graben und Endbearbeitung des oberflächlichen Bodens SHP umgeschaltet. Als Ergebnis muss beim Formen eines Hangs die Bedienperson den Versatz Off beim Graben des oberflächlichen Bodens SHP und bei der Endbearbeitung des auszugrabenden Objekts nicht erneut auf Off setzen, und die Kompliziertheit der Bedienung der Bedienperson wird bei der Bildung des Hangs unterbunden.
8 ist ein Schaubild und erläutert ein Verfahren zum Bestimmen eines Winkels θb der bodenseitige Fläche 8B des Löffels 8. In der Ausführungsform ist, wie in 8 erläutert, der Winkel (hierin im Folgenden entsprechend als bodenseitiger Flächenwinkel bezeichnet) θb der bodenseitigen Fläche 8B des Löffels 8 parallel zu einer Xm-Ym-Ebene in einem Fahrzeugkörperkoordinatensystem und ein Vorzeichen ist – (negativ) auf der Seite des Löffels 8 und + (positiv) auf der Gegenseite des Löffels 8, bezogen auf eine Ebene PH, die den Kontakt mit der Zahnspitze 8T des Löffels 8 herstellt. Eine horizontale Ebene ist beispielsweise eine Xg-Yg-Ebene eines globalen Koordinatensystems (Xg, Yg, Z). Der bodenseitige Flächenwinkel θb ist ein Winkel zwischen der bodenseitigen Fläche 8B des Löffels 8 und der Ebene PH. Die bodenseitige Fläche 8B des Löffels 8 ist zwischen der Zahnspitze 8T des Löffels 8 und dem Endteil 8pB auf der Seite der Zahnspitze 8T eine Rückseite 8H des Löffels 8. Die Rückseite 8H ist ein äußerer gebogener Teil des Löffels 8. Der Winkel θb kann unter Verwendung der Formel (1) berechnet werden. θb = –270 + θ1 + θ2 + θ3 + β (1)
Der Kippwinkel des Auslegers 6 wird mit θ1 bezeichnet, der Kippwinkel des Armes 7 wird mit θ2 bezeichnet, der Kippwinkel des Löffels 8 wird mit θ3 bezeichnet, und ein Winkel der Zahnspitze 8T wird mit β bezeichnet. Der Kippwinkel θ1 ist ein Winkel zwischen einer Achse Zb und einer Achse, die eine Achse des Auslegerbolzens 13 und eine Achse des Armbolzens 14 verbindet. Die Achse Zb ist eine gerade Linie senkrecht zu einer Zm-Achse des Fahrzeugkörper-Koordinatensystems (Xm, Ym, Zm) des Baggers 100 und durchläuft die Achse des Auslegerbolzens 13. Der Kippwinkel θ2 ist ein Winkel zwischen einer geraden Linie, die die Achse des Auslegerbolzens 13 und die Achse des Armbolzens 14 verbindet, und einer gerade Linie, die die Achse des Armbolzens 14 und eine Achse des Löffelbolzens 15 verbinden. Der Kippwinkel θ3 ist ein Winkel zwischen der geraden Linie, die die Achse des Armbolzens 14 und die Achse des Löffelbolzens 15 verbindet, und einer geraden Linie, die die Achse des Löffelbolzens 15 und die Zahnspitze des Löffels 8 verbindet. Der Winkel β der Zahnspitze 8T ist ein Winkel zwischen der Linie, die die Achse des Löffelbolzens 15 und die Zahnspitze des Löffels 8 verbindet, und der bodenseitigen Fläche 8B des Löffels 8. Der Winkel β der Zahnspitze 8T ist ein Wert, der gemäß dem Typ des Löffels 8 bestimmt wird und wird in der Speichereinheit 26M der Arbeitseinheitssteuerung 26 gespeichert.
9 ist ein Schaubild und erläutert ein Verfahren zur Bestimmung des Winkels α zwischen dem Zielgrabungsprofil 43I und der bodenseitigen Fläche 8B des Löffels 8. Der Winkel α zwischen dem Zielgrabungsprofil 43I und der bodenseitigen Fläche 8B des Löffels 8 kann unter Verwendung von Formel (2) berechnet werden. Ein Winkel γ ist ein Neigungswinkel des Zielgrabungsprofils 43I relativ zur Ebene PH, die vorstehend beschrieben ist. Der Winkel γ besitzt ein – (negatives) Vorzeichen in einer Richtung der Rotation hin zur bodenseitige Fläche 8B des Löffels 8, relativ zur Ebene PH, und besitzt ein + (positives) Vorzeichen in einer Richtung der Rotation weg von der bodenseitigen Fläche 8B des Löffels 8, relativ zur Ebene PH. α = θb – γ (2)
10 und 11 sind Graphen und erläutern die Kennfelder MPA und MPB, einschließlich der Schwellenwerte α1 und α2 zum Schalten des Versatzkoeffizienten K. In jedem der Kennfelder MPA und dem Kennfeld MPB stellt die vertikale Achse den Versatzkoeffizienten K dar und die Horizontalachse stellt den Winkel α dar. Der Winkel α besitzt ein negatives Vorzeichen. Der Schwellenwert α1 besitzt einen absoluten Wert, der kleiner ist als derjenige des Schwellenwerts α2. In dem Kennfeld MPA wird, wenn der absolute Wert des Winkels α nicht größer ist als der absolute Wert des Schwellenwerts α1, der Versatzkoeffizient von 1 auf 0 geändert. Wenn der absolute Wert des Winkels α größer ist als der absolute Wert des Schwellenwerts α1 und größer als der absolute Wert des Schwellenwerts α2, wird der Versatzkoeffizient K von 0 auf 1 geändert.
In dem Kennfeld MPB wird, wenn der absolute Wert des Winkels α nicht größer ist als der absolute Wert des Schwellenwerts α2, der Versatzkoeffizient K nach und nach von 1 reduziert, wenn der absolute Wert des Winkels α reduziert wird. Wenn der absolute Wert des Winkels α nicht mehr als der absolute Wert des Schwellenwerts α1 beträgt, ist der Versatzkoeffizient K 0.
Das Kennfeld MPA oder das Kennfeld MPB werden in der Speichereinheit 26M der Arbeitseinheitssteuerung 26, die in 3 erläutert ist, gespeichert. Die Schalteinheit 26J der Arbeitseinheitssteuerung 26 liest das Kennfeld MPA oder das Kennfeld MPB aus der Speichereinheit 26M, nachdem der Winkel α bestimmt worden ist, und erhält den Versatzkoeffizienten K entsprechend dem bestimmten Winkel α aus dem Kennfeld MPA oder dem Kennfeld MPB. Die Schalteinheit 26J gibt den erhaltenen Versatzkoeffizienten an die Abstandsberechnungseinheit 26B weiter.
Die Abstandsberechnungseinheit 26B multipliziert den Versatz Off, der von der Bedienperson durch den Versatzkoeffizienten K eingestellt wird, der aus der Schalteinheit 26J empfangen wird, um einen Versatz Offc zu erhalten, der zur Interventionssteuerung verwendet wird. D. h. die folgende Formel ist erfüllt: Offc = K × Off. Die Abstandsberechnungseinheit 26B addiert den Versatz Offc zu der Position des Zielgrabungsprofils 43I, damit bei der Interventionssteuerung das Zielprofil vorliegt. Nun wird der Versatzkoeffizient K, der unter Verwendung des Kennfelds MPA bestimmt wird, beschrieben. Wenn das Zielprofil in der Interventionssteuerung das Versatzprofil 43Iv ist, da der Versatzkoeffizient 1 ist, ist das Zielprofil in der Interventionssteuerung das Versatzprofil 43Iv. Wenn das Zielprofil in der Interventionssteuerung das Zielgrabungsprofil 43I ist, ist, da der Versatzkoeffizient K 0 ist, das Zielprofil in der Interventionssteuerung das Zielgrabungsprofil 43I.
Das Kennfeld MPA weist Hysterese a zwischen der Änderung des Versatzkoeffizienten K von 0 auf 1 auf, d.h. bei der Änderung des Versatzprofils 43Iv zum Zielgrabungsprofil 43I und der Änderung des Versatzkoeffizienten K von 0 auf 1, d.h. Änderung des Zielgrabungsprofils 43I zum Versatzprofil 43Iv. Eine solche Konfiguration hemmt das durch Ändern des Versatzkoeffizienten K verursachte Herumsuchen. Speziell wird ein Ereignis des Anhebens und Fallenlassens des Löffels 8, das durch die Änderung des Versatzkoeffizienten K verursacht wird, gehemmt. Das Kennfeld MPA braucht bei der Änderung des Versatzkoeffizienten K keine Hysterese aufzuweisen. D.h. der Versatzkoeffizient kann unter Verwendung des Schwellenwerts αc allein eingeschaltet werden.
Wenn der Versatzkoeffizient K aus dem Kennfeld MPB bestimmt wird, wird der Versatzkoeffizient K zwischen den Schwellenwerten α2 und α1 gemäß der Größe des Winkels α geändert. Somit weist das Zielprofil in der Interventionssteuerung ein Bodenprofil zwischen dem Zielgrabungsprofil 43I und dem Versatzprofil 43Iv auf.
12 ist ein Schaubild und erläutert die Bewegung des Löffels, wobei das Zielprofil in der Interventionssteuerung das Versatzprofil 43Iv ist. Wenn der Löffel 8 den oberflächlichen Boden SHP des auszugrabenden Objekts unter Bildung des Hangs abgräbt, ist das Zielprofil in der Interventionssteuerung das Versatzprofil 43Iv. Wenn der Löffel 8 den oberflächlichen Boden SHP abgräbt, ändert sich die Stellung des Löffels 8 zwischen einer Startposition SP auf eine Endposition EP des Grabens. Das Versatzprofil 43Iv ist in einem Teil, der sich von der Startposition SP des Grabens zu einer unteren Endposition HS auf einer unteren Endseite des Hangs erstreckt, und einem Teil, der sich von der unteren Endposition HS zur oberen Endposition EP erstreckt, positioniert.
An dieser Stelle gräbt der Löffel 8 kontinuierlich das auszugrabende Objekt von der Startposition SP bis zur Endposition EP über die untere Endposition HS ab. Beim Graben besteht die Bedienung der Bedienperson hauptsächlich in der Bedienung des Arms, und die Bedienung des Löffels 8 wird selten generiert. Daher nähert sich der Löffel 8 der unteren Endposition HS an, während nach und nach die Zahnspitze 8T von der Startposition SP aus abgelegt wird, d.h. während der Verminderung des absoluten Werts des Winkels α zwischen der bodenseitigen Fläche 8B des Löffels 8 und dem Zielgrabungsprofil 43I (Zustände A und B in 12). Das Zielprofil in der Interventionssteuerung ist das Versatzprofil 43Iv.
Wenn der absolute Wert des Winkels α nicht mehr als der Schwellenwert beträgt, wenn sich der Löffel 8 der unteren Endposition HS nähert, ist der Versatzkoeffizient K 0, und damit fällt die Zahnspitze 8T auf das Zielgrabungsprofil 43I herab, wie im Zustand C von 12 erläutert. Wenn sich die Zahnspitze 8T des Löffels 8 über der unteren Endposition HS befindet und das Zielgrabungsprofil 43I, das sich unmittelbar unter der Zahnspitze 8T befindet, sich in den Hang umändert, wie in einem Zustand D von 12 erläutert, nimmt der absolute Wert des Winkels α über den absoluten Wert des Schwellenwerts hinaus zu und der Versatzkoeffizient K wird 1. Als Ergebnis wird die Zahnspitze 8T zum Versatzprofil 43Iv angehoben, wie in einem Zustand E von 12 erläutert.
Wie in einem Zustand F von 12 erläutert, gräbt der Löffel 8 den Hang, so dass er das Versatzprofil 43Iv nicht überquert. Wie in einem Zustand G von 12 erläutert, wenn die Zahnspitze 8T eine vorbestimmte Position des Hangs durchläuft, während der Löffel 8 in Richtung der Endposition EP bewegt wird, wird der absolute Wert des Winkels α reduziert. Wenn der absolute Wert des Winkels α nicht mehr als der absolute Wert des Schwellenwerts beträgt, ist der Versatzkoeffizient K 0 und die Zahnspitze 8T fällt auf das Zielgrabungsprofil 43I herab, wie in einem Zustand H von 12 erläutert.
Wie vorstehend beschrieben kann es, während der Löffel 8 von der Startposition SP zur Endposition EP bewegt wird, zum Ereignis des Anhebens und Herabfallens des Löffels 8 kommen. Um dieses Ereignis zu vermeiden, veranlasst die Schalteinheit 26J die Steuereinheit 26CNT, das Zielprofil zu Beginn des Grabens des Zielprofils während eines Zeitraums vom Start der Ausgrabung des Zielprofils in der Interventionssteuerung durch die Arbeitseinheit 2 bis zum Ende der Grabungsserie aufrecht zu erhalten. Wenn beispielsweise das Zielprofil in der Interventionssteuerung das Versatzprofil 43Iv ist, setzt die Schalteinheit 26J den Versatzkoeffizienten K auf 1 und die Feststellflag Ff auf 1 und gibt den Versatzkoeffizienten und die Feststellflag Ff an die Abstandsberechnungseinheit 26B der Steuereinheit 26CNT aus.
Beim Empfangen der Feststellflag Ff = 1 hält die Abstandsberechnungseinheit 26B den Versatzkoeffizienten K = 1 aufrecht, bis sich die Feststellflag Ff auf 0 geändert hat. In der Ausführungsform stellt, wenn sich der linke Bedienhebel 25L beim Betrieb des Armes 7 in der neutralen Position befindet, d.h. der Arm ist gestoppt und befindet sich nicht unter der Stoppsteuerung, die Schalteinheit 26J setzt die Feststellflag Ff auf 0. Dieser Zustand entspricht der Bewegung des Löffels 8 bis zum Ende einer Grabungsserie des Hangs, d.h. von der Startposition SP bis zur Endposition EP.
Aufgrund einer solchen Konfiguration hält die Steuereinheit 26CNT vor der Beendigung der Grabungsserie des Hangs das Zielprofil in der Interventionssteuerung am Offsetprofil 43Iv während eines Zeitraums vom Start der Grabung des Versatzprofils 43Iv als Zielprofil in der Interventionssteuerung bis zum Ende der Grabungsserie aufrecht. Somit wird das Ereignis des Anhebens und Fallenlassens des Löffels 8 vermieden, während der Löffel von der Startposition SP zur Endposition EP bewegt wird.
Wenn das Zielprofil in der Interventionskontrolle das Zielgrabungsprofil 43I ist, stellt die Schalteinheit 26J den Versatzkoeffizienten auf K = null und die Feststellflag auf Ff = 1 ein und gibt den Versatzkoeffizienten K = null und die Feststellflag Ff = 1 an die Abstandsberechnungseinheit 26B der Steuereinheit 26CNT aus. In dieser Konfiguration erhält, wenn die Feststellflag Ff = 1 erhalten wird, die Abstandsberechnungseinheit 26B den Versatzkoeffizienten K = 1 aufrecht, bis die Feststellflag Ff auf null geändert wird. Aufgrund dieser Verarbeitung vor dem Ende der Ausgrabungsserie des Hangs behält die Steuereinheit 26CNT das Zielprofil in der Interventionssteuerung am Zielgrabungsprofil 43I während eines Zeitraums vom Start des Ausgrabens des Zielgrabungsprofil 43I als Zielprofil in der Interventionssteuerung bis zum Ende der Ausgrabungsserie bei. Somit wird vermieden, dass Anheben und Fallenlassen des Löffels 8 auftreten, während der Löffel 8 von der Startposition sp zur Endposition ep bewegt wird.
<Verfahren zur Steuerung der Arbeitsmaschine gemäß der Ausführungsform>
13 ist ein Ablaufdiagramm und erläutert ein Beispiel des Verfahrens zur Steuerung einer Arbeitsmaschine gemäß einer Ausführungsform. Das Verfahren zur Steuerung einer Arbeitsmaschine gemäß einer Ausführungsform wird durch die Arbeitseinheitssteuerung 26 verwirklicht. Vor Beginn des Grabens eines Hangs bedient die Bedienperson des Baggers 100 den Schalter 29S, der in 2 erläutert ist, um einen Befehl zur Durchführung der Interventionssteuerung einzugeben. Weiterhin gibt die Bedienperson den Versatz Off von dem Interaktiven Bedienfeld der Anzeigeeinheit 29 ein, die in 2 erläutert ist. Der Versatz Off kann zuvor in der Speichereinheit 26M der Arbeitseinheitssteuerung 26 gespeichert und von der Speichereinheit 26M durch die Bedienung der Bedienperson des interaktiven Bedienfelds der Anzeigeeinheit 29 gelesen werden. Die Interventionssteuerung wird durch Bedienen des Arms 7 gestartet, d. h. durch Bedienen des linken Bedienhebels 25L in einer Bedienrichtung des Arms 7.
In Schritt S101 bestimmt insbesondere die Schalteinheit 26J den Winkel α. In diesem Fall erhält die Schalteinheit 26J die Kippwinkel θ1, θ2 und θ3 aus der Sensorsteuerung 39 und den Winkel ß der Zahnspitze 8T aus der Speichereinheit 26M und berechnet den Winkel θb der bodenseitigen Fläche unter Verwendung einer Formel (1). Ferner erhält die Schalteinheit 26J die Zielgrabungsprofildaten U aus der Anzeigesteuerung 28, um das Zielgrabungsprofil 43I zu bestimmen, und den Winkel γ aus dem bestimmten Zielgrabungsprofil 43I. Die Schalteinheit 26J ersetzt den Winkel γ und den Winkel θb der bodenseitigen Fläche in der Formel (2) und berechnet den Winkel α.
In Schritt S102 vergleicht die Schalteinheit 26J den Winkel α und den in Schritt S101 bestimmten Schwellenwert αc. In der oben erwähnten Beschreibung bestimmt die Schalteinheit 26J den Versatzkoeffizienten K unter Verwendung des Kennfelds MPA oder des Kennfeld MPB, um das Zielbodenprofil in der Interventionssteuerung zu bestimmen, jedoch wird hier der Einfachheit halber die Beschreibung eines Beispiels des Vergleichs zwischen dem Winkel α und dem Schwellenwert αc zur Bestimmung des Zielbodenprofils in der Interventionssteuerung in der Beschreibung vorgenommen.
Wenn der Absolutwert des in Schritt S101 bestimmten Winkels α nicht mehr als der Absolutwert des Schwellenwerts beträgt (Schritt S102 Ja), definiert die Schalteinheit 26J das Zielbodenprofil in der Interventionssteuerung als Zielgrabungsprofil 43I in Schritt S103. D.h. die Schalteinheit 26J stellt den Versatzkoeffizienten K auf 0 ein. Wenn der in Schritt S101 bestimmte absolute Wert des Winkels α größer ist als der absolute Wert des Schwellenwerts (Schritt S102 Nein), definiert die Schalteinheit 26J das Zielbodenprofil in der Interventionssteuerung als das Versatzprofil 43Iv in Schritt S104. D. h. die Schalteinheit 26J stellt den Versatzkoeffizienten K auf 1 ein.
In Schritt S103 bestimmt, wenn das Zielbodenprofil in der Interventionssteuerung das Zielgrabungsprofil 43I ist, die Schalteinheit 26J die Feststellflag Ff in Schritt S105. In der Ausführungsform wird die Feststellflag Ff bestimmt, wie im Folgenden (1) bis (4) beschrieben. Hier erhält die Schalteinheit 26J den Armbedienbefehl Sga aus der Bedienvorrichtung 25 und den Interventionssteuerungszustand Cas oder den Stopp-Steuerungszustand Cst aus der Steuereinheit 26CNT.

(1) Wenn die Feststellflag Ff einen letzten Wert von 1 aufweist, ist unter der Bedingung, dass der linke Bedienhebel 25L beim Bedienen des Arms 7 neutral ist und nicht der Stopp-Steuerung unterliegt, d. h. nicht im Stopp-Steuerzustand Cst vorliegt, setzt die Schalteinheit 26J die Feststellflag Ff auf 0.
(2) Wenn die Feststellflag Ff einen letzten Wert von 1 aufweist, stellt unter der Bedingung, dass der linke Bedienhebel 25L beim Bedienen des Arms 7 nicht neutral ist oder nicht der Stopp-Steuerung unterliegt, die Schalteinheit 26J die Feststellflag Ff auf 1 ein.
(3) Wenn die Feststellflag Ff einen letzten Wert von 0 aufweist, stellt unter der Bedingung, dass der letzte Steuerzustand die Interventionssteuerung ist, d. h. der Interventionssteuerzustand chs, die Schalteinheit 26J die Feststellflag Ff auf 1 ein.
(4) Wenn die Feststellflag Ff einen letzten Wert von 0 aufweist, stellt unter der Bedingung, dass der letzte Steuerzustand nicht die Interventionssteuerung ist, d. h. nicht der Interventionssteuerzustand Cas, die Schalteinheit 26J die Feststellflag Ff auf 0 ein.

Die Schalteinheit 26J gibt den in Schritt S103 bestimmten Versatzkoeffizienten K und die in Schritt S105 bestimmte Feststellflag Ff an die Abstandsberechnungseinheit 26B weiter. Wenn die Feststellflag Ff 0 ist (Schritt S106 Ja), wird das aktuelle Zielbodenprofil nicht aufrechterhalten, und somit definiert die Abstandsberechnungseinheit 26B das Zielbodenprofil in der Interventionssteuerung als Zielgrabungsprofil 43I gemäß dem in Schritt S103 bestimmten Versatzkoeffizienten K in Schritt S107.
Wenn die Feststellflag Ff 1 ist (Schritt S106 Nein), wird das aktuelle Zielbodenprofil aufrechterhalten, und somit behält die Abstandsberechnungseinheit 26B das Zielbodenprofil in der Interventionssteuerung als den letzten Wert in Schritt S108 bei. Wenn der letzte Wert das Versatzprofil 43Iv ist, ist das Zielbodenprofil in der Interventionssteuerung das Versatzprofil 43Iv, und wenn der letzte Wert das Zielgrabungsprofil 43I ist, ist das Zielbodenprofil in der Interventionssteuerung das Zielgrabungsprofil 43I.
In Schritt S104 bestimmt, wenn das Zielbodenprofil in der Interventionssteuerung das Versatzprofil 43Iv ist, die Schalteinheit 26J die Feststellflag Ff in Schritt S109. Die Bestimmung der Feststellflag Ff wird wie vorstehend beschrieben durchgeführt.
Die Schalteinheit 26J gibt den in Schritt S104 bestimmten Versatzkoeffizienten K und die in Schritt S109 bestimmte Feststellflag Ff an die Abstandsberechnungseinheit 26B aus. Wenn die Feststellflag Ff null ist (Schritt S110 Ja), wird das aktuelle Zielbodenprofil nicht aufrechterhalten, und somit definiert die Abstandsberechnungseinheit 26B das Zielbodenprofil in der Interventionssteuerung als Versatzprofil 43Iv gemäß dem in Schritt S104 bestimmten Versatzkoeffizienten K in Schritt S111. Wenn die Feststellflag Ff 1 ist (Schritt S110 Nein), wird das aktuelle Zielbodenprofil aufrechterhalten, und somit behält die Abstandsberechnungseinheit 26B das Zielbodenprofil in der Interventionssteuerung als den letzten Wert in Schritt S112 bei.
In Schritt S102 wurde die Beschreibung des Vergleichs zwischen dem Winkel α und dem Schwellenwert αc vorgenommen. Hier wird ein Beispiel der Bestimmung des Zielbodenprofils in der Interventionssteuerung beschrieben, wobei die Schalteinheit 26J das Kennfeld MPA zur Bestimmung des Versatzkoeffizienten K verwendet. In Schritt S102 liest die Schalteinheit 26J das Kennfeld MPA aus der Speichereinheit 26M und bestimmt den Versatzkoeffizienten K entsprechend dem in Schritt S101 bestimmten Winkel α. Die Bestimmung des Versatzkoeffizienten K unter Verwendung des Kennfeldes MPA wird wie im Folgenden (1) bis (4) beschrieben durchgeführt.

(1) Wenn das aktuelle Zielbodenprofil das Versatzprofil 43Iv ist, wird unter der Bedingung, dass der absolute Wert des Winkels α nicht mehr als der absolute Wert des Schwellenwerts α1 beträgt, ein Ja-Ergebnis in Schritt S102 erhalten. In dieser Konfiguration stellt die Schalteinheit 26J den Versatzkoeffizienten K auf 0 ein. D. h. in Schritt S103 ist das Zielbodenprofil das Zielgrabungsprofil 43I.
(2) Wenn das aktuelle Zielbodenprofil das Versatzprofil 43Iv ist, wird unter der Bedingung, dass der absolute Wert des Winkels α mehr als der absolute Wert des Schwellenwerts α2 beträgt, ein Nein-Ergebnis in Schritt S102 erhalten. In dieser Konfiguration stellt die Schalteinheit 26J den Versatzkoeffizienten K auf 1 ein. D. h. in Schritt S104 definiert die Schalteinheit 26J das Zielbodenprofil als Versatzprofil 43Iv.
(3) Wenn das aktuelle Zielbodenprofil das Zielgrabungsprofil 43I ist, wird unter der Bedingung, dass der absolute Wert des Winkels α nicht mehr als der absolute Wert des Schwellenwerts α1 beträgt, ein Ja-Ergebnis in Schritt S102 erhalten. In dieser Konfiguration stellt die Schalteinheit 26J den Versatzkoeffizienten K auf 0 ein. D. h. in Schritt S103 ist das Zielbodenprofil das Zielgrabungsprofil 43I.
(4) Wenn das aktuelle Zielbodenprofil das Versatzprofil 43Iv ist, wird unter der Bedingung, dass der absolute Wert des Winkels α mehr als der absolute Wert des Schwellenwerts α2 beträgt, ein Nein-Ergebnis in Schritt S102 erhalten. In dieser Konfiguration stellt die Schalteinheit 26J den Versatzkoeffizienten K auf 0 ein. D. h. in Schritt S104 ist das Zielbodenprofil das Versatzprofil 43Iv.

< Falls ein Zielgrabungsprofil 43I über dem aktuellen Bodenprofil positioniert ist>
14 ist ein Schaubild und erläutert ein Beispiel für das Graben gemäß einer Ausführungsform, wobei das Zielgrabungsprofil 43I über dem aktuellen Bodenprofil positioniert ist. Wenn beispielsweise ein Hang durch Auffüllen geformt wird, wird das Zielgrabungsprofil 43I über dem aktuellen Bodenprofil positioniert. In dieser Konfiguration füllt der Bagger 100 den oberflächlichen Erdboden SHP des auszugrabenden Objekts auf und wiederholt dann das Auffüllen und Formen des Zielgrabungsprofils 43I, während die bodenseitige Fläche 8B des Löffels 8 zum Formen gegen den aufgefüllten Teil drückt.
Wenn das Zielgrabungsprofil 43I über dem aktuellen Zielbodenprofil positioniert ist, ist ein Versatzprofil 43Ivf unter dem Zielgrabungsprofil 43I positioniert. In dieser Situation kann die Arbeitseinheitssteuerung 26, insbesondere die Schalteinheit 26J, das Zielprofil in der Interventionssteuerung als Versatzprofil 43Ivf definieren.
Wenn ferner das Versatzprofil 43Ivf unter dem Zielgrabungsprofil 43I positioniert ist, kann die Schalteinheit 26J das Zielprofil in der Interventionssteuerung als von dem Versatzprofil 43Ivf in Richtung des Zielgrabungsprofils 43I um einen vorbestimmten Abstand Off2 getrenntes Bodenprofil auf der Grundlage der Stellung des Löffels 8 relativ zum Zielgrabungsprofil 43I definieren. In der Ausführungsform wird ein Versatzprofil 43Ivf, das unter dem Zielgrabungsprofil 43I positioniert ist, entsprechend als erstes Versatzprofil 43Ivf bezeichnet. Ein Bodenprofil, das von dem ersten Versatzprofil 43Ivf in Richtung des Zielgrabungsprofil 43I um einen vorbestimmten Abstand Off2 getrennt ist, wird entsprechend als zweites Versatzprofil 43Ivs bezeichnet.
Das erste Versatzprofil 43Ivf ist ein um einen Abstand Off1 nach unten von dem Zielgrabungsprofil 43I getrenntes Bodenprofil. Der Abstand Off1 wird durch die Bedienperson vom interaktiven Bedienfeld der Anzeigeeinheit 29, die in 2 erläutert ist, eingestellt. Der Abstand Off2 zum Definieren des zweiten Versatzprofils 43Ivs wird durch die Bedienperson vom interaktiven Bedienfeld in der Anzeigeeinheit 29, die in 2 erläutert ist, eingestellt. Das zweite Versatzprofil 43Ivs wird mit dem Versatzkoeffizienten K multipliziert. Wenn der Versatzkoeffizient K 0 ist, ist das Zielbodenprofil der Interventionssteuerung das erste Versatzprofil 43Ivf. Wenn der Versatzkoeffizient K 1 ist, ist das Zielbodenprofil in der Interventionssteuerung das zweite Versatzprofil 43Ivs. Die Bedingungen der Änderung des Versatzkoeffizienten K sind die gleichen wie diejenigen, die vorstehend beschrieben sind.
Wenn der Absolutwert des Winkels α größer ist als der Schwellenwert, befüllt der Bagger 100 die Oberfläche des auszugrabenden Objekts mit Erde auf, planiert die aufgefüllte Erde oder entfernt zu viel Erde. Wenn somit der absolute Wert des Winkels α größer ist als der Schwellenwert, stellt die Schalteinheit 26J den Versatzkoeffizienten K auf 1 ein und definiert das Zielbodenprofil in der Interventionssteuerung als zweites Versatzprofil 3Ivs.
Wenn der absolute Wert des Winkels α nicht mehr als der Schwellenwert beträgt, drückt der Bagger 100 das auszugrabende Objekt mit der bodenseitige Fläche 8B des Löffels 8 und verfestigt die Oberfläche des auszugrabenden Objekts bis zu der Position des ersten Versatzprofils 43Ivf. Wenn somit der absolute Wert des Winkels α nicht mehr als der Schwellenwert beträgt, stellt die Schalteinheit 26J den Versatzkoeffizienten K auf 0 ein und definiert das Zielbodenprofil in der Interventionssteuerung als das erste Versatzprofil 43Ivf.
Wie vorstehend beschrieben, wird in der Ausführungsform das Zielprofil in der Interventionssteuerung als Versatzprofil 43Ivf, vom Zielgrabungsprofil 43I um einen vorbestimmten Abstand Off getrennt, oder als Zielgrabungsprofil 43I auf der Grundlage der Stellung des Löffels 8 relativ zum Zielgrabungsprofil definiert. Eine solche Bearbeitung beseitigt das Erfordernis der Stellung des Abstands Off jedes Mal, wenn ein Hang oder dergleichen gegraben wird, nachdem der Abstand Off einmal durch die Bedienperson des Baggers zur Stellung des Versatzprofils 43Ivf eingestellt worden ist, und eine komplizierte Bedienung durch die Bedienperson beim Formen eines Hangs oder dergleichen wird vermindert.
In der Ausführungsform wird das Zielprofil zu Beginn des Grabens des Zielprofils während eines Zeitraums vom Start des Grabens des Zielprofils in der Interventionssteuerung durch die Arbeitseinheit bis zum Ende der Ausgrabungsserie aufrechterhalten. In der Ausführungsform kann durch eine solche Bedienung das Anheben und Herabfallen des Löffels 8 während des Grabens eines Hangs eingeschränkt werden, der Rollverdichtungsbetrieb stellt einen konstanten Betrag an Rollverdichtung bereit, und ein ungleichmäßiger Hang kann vermindert werden.
In der Ausführungsform wird, wenn der Arm 7 gestoppt wird und die Stopp-Steuerung zum Stoppen der Arbeitseinheit 2 nicht in der Interventionssteuerung durchgeführt wird, das aufrechterhaltene Zielprofil zu Beginn des Grabens außer Kraft gesetzt. Aufgrund einer solchen Verarbeitung wird ein Zielprofil in der Interventionssteuerung auf der Grundlage einer neuen Stellung des Löffels 8 nach einem Zeitraum vom Start des Grabens des Zielprofils in der Interventionssteuerung durch die Arbeitseinheit 2 bis zum Ende der Ausgrabungsserie eingestellt und die Bedienung der Bedienperson der Arbeitseinheit kann gemäß der Absicht der Bedienperson verwirklicht werden.
In der Ausführungsform kann, wenn das Versatzprofil 43Ivf unterhalb des Zielgrabungsprofil 43I positioniert ist, das Zielprofil in der Interventionssteuerung als Versatzprofil 43Ivf definiert werden. Eine solche Verarbeitung vereinfacht die Steuerung.
In der Ausführungsform kann, wenn das Versatzprofil 43Ivf unterhalb des Zielgrabungsprofil 43I positioniert ist, das Zielprofil in der Interventionssteuerung als zweites von dem ersten Versatzprofil 43Ivf in Richtung des Zielgrabungsprofil 43I um einen vorbestimmten Abstand Off2 getrenntes Versatzprofil 43Ivs auf der Grundlage der Stellung des Löffels 8 relativ zum Zielgrabungsprofil 43I definiert werden. Wenn Erde, mit der die Oberfläche des auszugrabenden Objekts aufgefüllt wird, planiert wird oder wenn zu viel aufgefüllte Erde entfernt wird, kann ein solches Arbeiten verhindern, dass der Löffel 8 das erste Versatzprofil 43Ivf überquert.
In der Ausführungsform setzt das Arbeitsgerät den Löffel 8 ein, jedoch kann das Arbeitsgerät einen Kipplöffel einsetzen. In dieser Konfiguration ist beispielsweise ein Winkel zwischen dem Zielgrabungsprofil 43I und einer bodenseitige Fläche eines Querschnitts des Kipplöffels entlang einer Ebene senkrecht zu einer Breiterichtung des Kipplöffels als Winkel α in der Ausführungsform definiert.
Die Ausführungsform wurde, wie oben beschrieben, verwirklicht, jedoch ist die Ausführungsform nicht auf die oben beschriebenen Inhalte begrenzt. Ferner umfassen die oben erwähnten Komponenten eine Komponente, die von Fachleuten ersonnen wird, eine im Wesentlichen identische Komponente und eine sogenannte äquivalente Komponente. Ferner können die oben erwähnten Komponenten entsprechend miteinander kombiniert werden. Ferner kann mindestens eine von verschiedenen Substitutionsänderungen und Änderungen der Komponenten ohne Abweichungen vom Geist der Erfindung vorgenommen werden.
Bezugszeichenliste

1: FAHRZEUGKÖRPER
2: ARBEITSEINHEIT
6: AUSLEGER
7: ARM
8: LÖFFEL
8B: RÜCKSEITE
8BD: ZAHN
8T: ZAHNSPITZE
8B: BODENFLÄCHE
13: AUSLEGERBOLZEN
14: ARMBOLZEN
15: LÖFFELBOLZEN
16: ERSTER HUBSENSOR
17: ZWEITER HUBSENSOR
18: DRITTER HUBSENSOR
25: BEDIENVORRICHTUNG
25L: LINKER BEDIENHEBEL
26R: RECHTER BEDIENHEBEL
26: ARBEITSEINHEITSSTEUERUNG
26A: RELATIVPOSITIONSBERECHNUNGSEINHEIT
26B: ABSTANDSBERECHNUNGSEINHEIT
26C: ZIELGESCHWINDIGKEITSBERECHNUNGSEINHEIT
26: CNT STEUEREINHEIT
26D: INTERVENTIONSGESCHWINDIGKEITSBERECHNUNGSEINHEIT
26E: INTERVENTIONSBEFEHLSBERECHNUNGSEINHEIT
26F: INTERVENTIONSGESCHWINDIGKEITSKORREKTUREINHEIT
26M: SPEICHEREINHEIT
26P: VERARBEITUNGSEINHEIT
26J: SCHALTEINHEIT
27C: INTERVENTIONSVENTIL
28: ANZEIGESTEUERUNG
29S: SCHALTER
39: SENSORSTEUERUNG
43I: ZIELGRABUNGSPROFIL
43IV: VERSATZPROFIL
43IVF: ERSTES VERSATZPROFIL (VERSATZPROFIL)
43IVS: ZWEITES VERSATZPROFIL (VERSATZPROFIL)
100: BAGGER
Cas, Cst: STEUERZUSTAND
CBI: AUSLEGERBEFEHLSSIGNAL
d: ABSTAND
Ff: FESTSTELLFLAG
K: VERSATZKOEFFIZIENT
MPA, MPB: KENNFELD
Off, Offc: VERSATZ
Sga: ARMBEDIENBEFEHL
α1, α2, α3: SCHWELLENWERT
θ1, θ2, θ3: KIPPWINKEL
θb: BODENFLÄCHENWINKEL

Claims

Steuervorrichtung für eine Arbeitsmaschine, wobei die Steuervorrichtung zur Steuerung einer Arbeitseinheit der Arbeitsmaschine zum Ausgraben eines auszugrabenden Objekts konfiguriert ist, wobei die Steuervorrichtung Folgendes ausweist: eine zur Steuerung der Arbeitseinheit konfigurierte Steuereinheit, um zu verhindern, dass ein Arbeitsgerät der Arbeitseinheit ein vorbestimmtes Zielprofil überquert; und eine Schalteinheit, die zur Definition des Zielprofils als ein um einen vorbestimmten Abstand von einem Zielgrabungsprofil getrenntes Versatzprofil konfiguriert ist, das ein Zielprofil zur Endbearbeitung des auszugrabenden Objekts oder das Zielgrabungsprofil ist, auf der Grundlage einer Stellung des Arbeitsgerätes relativ zum Zielgrabungsprofil.
Steuervorrichtung für eine Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, wobei die Schalteinheit bewirkt, dass die Steuereinheit das Zielprofil zu Beginn des Ausgrabens des Zielprofils während eines Zeitraums vom Start der Grabung des Zielprofils durch die Arbeitseinheit bis zu einem Ende einer Ausgrabungsreihe aufrechterhält.
Steuervorrichtung für eine Arbeitsmaschine nach Anspruch 2, wobei die Arbeitseinheit einen an dem Arbeitsgerät befestigten Arm aufweist, die Steuereinheit Steuerung zum Stoppen der Arbeitseinheit durchführt, wenn das Arbeitsgerät das Zielprofil überquert und die Schalteinheit das aufrechterhaltene Zielprofil außer Kraft setzt, wenn der Arm gestoppt und das Steuern der Arbeitseinheit das Zielprofil nicht zu überqueren durchgeführt wird.
Steuervorrichtung für eine Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei wenn das Versatzprofil unterhalb des Zielgrabungsprofils positioniert ist, die Schalteinheit das Zielprofil als Versatzprofil definiert.
Steuervorrichtung für eine Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei wenn das Versatzprofil unterhalb des Zielgrabungsprofils positioniert ist, die Schalteinheit das Zielprofil als um einen vorbestimmten Abstand von dem Versatzprofil in Richtung des Zielgrabungsprofils getrenntes Bodenprofil definiert, das ein Zielprofil zur Endbearbeitung des auszugrabenden Objekts ist, auf der Grundlage der Stellung des Arbeitsgeräts relativ zum Zielgrabungsprofil.
Arbeitsmaschine umfassend die Steuervorrichtung für eine Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
Verfahren zum Steuern einer Arbeitsmaschine, wobei das Verfahren eine Arbeitseinheit der Arbeitsmaschine zum Ausgraben eines auszugrabenden Objekts steuert, wobei das Verfahren folgendes umfasst: Definieren eines vorbestimmten Zielprofils als ein um einen vorbestimmten Abstand von einem Zielgrabungsprofil getrenntes Versatzprofil, das ein Zielprofil zur Endbearbeitung des auszugrabenden Objekts oder das Zielgrabungsprofil ist, auf der Grundlage einer Stellung des Arbeitsgerätes relativ zum Zielgrabungsprofil; und Steuern der Arbeitseinheit, das Zielprofil nicht zu überqueren, während die Arbeitseinheit das auszugrabende Objekt ausgräbt.