DE112016007307T5

DE112016007307T5 - Arbeitsfahrzeug und Verfahren zum Steuern des Arbeitsfahrzeugs

Info

Publication number: DE112016007307T5
Application number: DE112016007307.0T
Authority: DE
Inventors: Nobuyoshi YAMANAKA; Shunsuke Mori; Toshiaki Kumagai
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2016-11-28
Filing date: 2016-11-28
Publication date: 2019-06-19
Also published as: JPWO2018096667A1; JP6871946B2; KR20190029740A; CN109642407A; US20190203443A1; WO2018096667A1

Abstract

Ein Arbeitsfahrzeug enthält einen Fahrzeugkörper, eine Arbeitsausrüstung sowie eine Steuerungseinrichtung. Die Arbeitsausrüstung weist einen Ausleger, der in Bezug auf den Fahrzeugkörper geschwenkt werden kann, einen Löffelstiel, der in Bezug auf den Ausleger geschwenkt werden kann, sowie einen Löffel auf, der in Bezug auf den Löffelstiel geschwenkt werden kann. Die Steuerungseinrichtung berechnet eine Richtung einer Schneidkante des Löffels und bestimmt eine Richtung, in der sich die Schneidkante zu einer offenen Seite des Löffels fortbewegt, so, dass die berechnete Richtung der Schneidkante des Löffels und die Richtung, in der sich die Schneidkante zu der offenen Seite des Löffels fortbewegt, einen vorgegebenen Aushub-Winkel bilden, und die Steuerungseinrichtung damit veranlasst, dass eine Betätigung der Arbeitsausrüstung in der Richtung durchgeführt wird, in der sich die Schneidkante fortbewegt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Arbeitsfahrzeug.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Ein Arbeitsfahrzeug, wie beispielsweise ein Hydraulikbagger, umfasst eine Arbeitsausrüstung, die einen Ausleger, einen Löffelstiel und einen Löffel aufweist. Wenn der Hydraulikbagger einen Aushubvorgang beginnt, wird der Löffelstiel bedient, um zu bewirken, dass der Löffel in Erde eindringt. Wenn der Löffel weiter arbeitet, dringt der Löffel tief in die Erde ein, der Widerstand der Erde nimmt zu, und dementsprechend wird der Ausleger bedient, um einen zusätzlichen Vorgang zum Anheben des Löffels auszuführen und die Aushubtiefe des Löffels entsprechend anzupassen. Weiterhin werden der Löffelstiel und der Löffel bedient, und wenn ausreichend Erde in den Löffel eingefüllt worden ist, wird der Löffel bedient, um die Erde anzuheben, und wird weiterhin der Ausleger bedient, um den Löffel nach oben zu führen.
Für einen Aushubvorgang eines Hydraulikbaggers ist es erforderlich, Bedienhebel dreier Achsen des Auslegers, des Löffelstiels bzw. des Löffels zu bewegen, um den Löffel in seiner Bewegung zu bedienen, so dass effiziente Durchführung des Aushubvorgangs schwierig ist und Geschicklichkeit erfordert.
In dieser Hinsicht offenbart beispielsweise die Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 61-225429 ein Verfahren zum Korrigieren der Stellung eines Löffels durch Erfassen einer Kollision einer Rückseite des Löffels mit einer Aushubfläche, durch das eine Last bei Aushub reduziert wird.
Des Weiteren offenbart die Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 62-189222 ein Verfahren zum Anpassen einer Aushubtiefe eines Löffels durch Messen des Gewichtes der Erde in dem Löffel.
LISTE DER ANFÜHRUNGEN
PATENTDOKUMENTE

PATENTDOKUMENT 1: Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 61-225429
PATENTDOKUMENT 2: Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 62-189222

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Jedoch erfordert der Aushubvorgang den oben aufgeführten Veröffentlichungen zufolge verschiedene Berechnungen und möglicherweise komplizierte Steuerung.
Die vorliegende Erfindung ist angesichts des oben aufgeführten Problems gemacht worden, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Arbeitsfahrzeug, das auf einfache Weise zulässt, dass eine Arbeitsausrüstung effizient arbeitet, sowie ein Verfahren zum Steuern des Arbeitsfahrzeugs zu schaffen.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Ein Arbeitsfahrzeug gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen Fahrzeugkörper, eine Arbeitsausrüstung, sowie eine Steuerungseinrichtung. Die Arbeitsausrüstung weist einen Ausleger, der in Bezug auf den Fahrzeugkörper geschwenkt werden kann, einen Löffelstiel, der in Bezug auf den Ausleger geschwenkt werden kann, sowie einen Löffel auf, der in Bezug auf den Löffelstiel geschwenkt werden kann. Die Steuerungseinrichtung berechnet eine Richtung einer Schneidkante des Löffels und bestimmt eine Richtung, in der sich die Schneidkante zu einer offenen Seite des Löffels fortbewegt, so, dass die berechnete Richtung der Schneidkante des Löffels und die Richtung, in der sich die Schneidkante zu der offenen Seite des Löffels fortbewegt, einen vorgegebenen Aushub-Winkel bilden, und die Steuerungseinrichtung veranlasst, dass eine Betätigung der Arbeitsausrüstung in der Richtung durchgeführt wird, in der sich die Schneidkante fortbewegt.
Vorzugsweise bestimmt die Steuerungseinrichtung die Richtung, in der sich die Schneidkante zu der offenen Seite des Löffels fortbewegt, so, dass die berechnete Richtung der Schneidkante des Löffels und die Richtung, in der sich die Schneidkante zu der offenen Seite des Löffels fortbewegt, für einen vorgegebenen Zeitraum den vorgegebenen Aushub-Winkel bilden, und veranlasst die Steuerungseinrichtung, dass die Betätigung der Arbeitsausrüstung in der Richtung durchgeführt wird, in der sich die Schneidkante fortbewegt.
Vorzugsweise umfasst das Arbeitsfahrzeug des Weiteren einen ersten und einen zweiten Bedienhebel. Der erste Bedienhebel wird betätigt, um einen ersten Bedienungs-Befehl zum Anpassen eines Maßes des Schwenkens des Löffels in Bezug auf den Löffelstiel an die Steuerungseinrichtung auszugeben. Der zweite Bedienhebel wird betätigt, um einen zweiten Bedienungs-Befehl zum Anpassen eines Maßes der Bewegung des Löffels in der Richtung an die Steuerungseinrichtung auszugeben, in der sich die Schneidkante von der Richtung der Schneidkante ausgehend zu der offenen Seite des Löffels fortbewegt.
Vorzugsweise bestimmt die Steuerungseinrichtung, ob veranlasst wird, dass die Betätigung der Arbeitsausrüstung durchgeführt wird. Wenn die Steuerungseinrichtung bestimmt, dass veranlasst wird, dass die Betätigung der Arbeitsausrüstung durchgeführt wird, nimmt die Steuerungseinrichtung einen ersten und einen zweiten Bedienungs-Befehl von dem ersten und dem zweiten Bedienhebel an.
Vorzugsweise bestimmt die Steuerungseinrichtung, ob veranlasst wird, dass die Betätigung der Arbeitsausrüstung entsprechend einer Bedienungs-Anweisung einer Bedienungsperson durchgeführt wird.
Vorzugsweise umfasst das Arbeitsfahrzeug des Weiteren einen Last-Detektor. Der Last-Detektor erfasst eine auf die Arbeitsausrüstung aufgebrachte Last. Die Steuerungseinrichtung bestimmt entsprechend einem Ergebnis von Erfassung durch den Last-Detektor, ob veranlasst wird, dass die Betätigung der Arbeitsausrüstung durchgeführt wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern eines Arbeitsfahrzeugs ein Verfahren, mit dem ein Arbeitsfahrzeug gesteuert wird, das eine Arbeitsausrüstung enthält, die einen Ausleger, der in Bezug auf einen Fahrzeugkörper geschwenkt werden kann, einen Löffelstiel, der in Bezug auf den Ausleger geschwenkt werden kann, sowie einen Löffel aufweist, der in Bezug auf den Löffelstiel geschwenkt werden kann, wobei es umfasst, dass eine Richtung einer Schneidkante des Löffels berechnet wird und veranlasst wird, dass eine Betätigung der Arbeitsausrüstung so durchgeführt wird, dass die berechnete Richtung der Schneidkante des Löffels und die Richtung, in der sich die Schneidkante zu der offenen Seite des Löffels fortbewegt, einen vorgegebenen Aushub-Winkel bilden.
VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
Das vorliegende Arbeitsfahrzeug ermöglicht es auf einfache Weise, dass eine Arbeitsausrüstung effizient arbeitet.
Figurenliste

1 ist eine Perspektivansicht eines Beispiels eines Arbeitsfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform.
2 stellt schematisch ein Arbeitsfahrzeug CM gemäß einer Ausführungsform dar.
3 ist ein Funktions-Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Steuerungs-Systems 200 zum Steuern von Arbeitsfahrzeug CM gemäß einer Ausführungsform darstellt.
4 stellt eine Beziehung zwischen einem Aushub-Winkel eines Löffels 8 und Widerstand von Erde gemäß einer Ausführungsform dar.
5 ist ein Flussdiagramm eines Betriebsablaufs eines Aushubvorgangs von Arbeitsfahrzeug CM gemäß einer Ausführungsform.
6 ist ein Funktions-Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Steuerungssystems 200# auf Basis einer ersten Abwandlung einer Ausführungsform darstellt.
7 stellt ein Prinzip eines Arbeitsfahrzeug-Systems auf Basis einer anderen Ausführungsform dar.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei jedoch die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Bestandteile jeder im Folgenden beschriebenen Ausführungsform können gegebenenfalls kombiniert werden. Es ist auch möglich, dass einige Bestandteile nicht zum Einsatz kommen.
Allgemeiner Aufbau des Arbeitsfahrzeugs
1 ist eine Perspektivansicht eines Beispiels eines Arbeitsfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform.
Bei dem vorliegenden Beispiel wird, wie in 1 gezeigt, ein Arbeitsfahrzeug unter Bezugnahme auf einen Hydraulikbagger CM als ein Beispiel beschrieben, der eine hydraulisch betätigte Arbeitsausrüstung 2 als eine Arbeitsausrüstung enthält.
Hydraulikbagger CM enthält einen Fahrzeug-Hauptkörper 1 sowie eine Arbeitsausrüstung 2. Fahrzeug Körper 1 weist eine Dreh-Einheit 3, eine Fahrerkabine 4 sowie eine Fahr-Einheit 5 auf.
Dreh-Einheit 3 ist an einer Fahr-Einheit 5 angeordnet. Fahr-Einheit 5 trägt Dreh-Einheit 3. Dreh-Einheit 3 kann sich um eine Achse AX herum drehen. Ein Fahrersitz 4S, auf dem eine Bedienungsperson sitzt, befindet sich in Fahrerkabine 4. Die Bedienungsperson bedient Hydraulikbagger CM in Fahrerkabine 4. Fahr-Einheit 5 weist ein Paar Raupenketten 5Cr auf. Hydraulikbagger CM fährt, wenn sich die Raupenketten 5Cr drehen. Es ist anzumerken, dass Fahr-Einheit 5 aus Fahrzeugrädern (bzw. Reifen) bestehen kann.
In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Positionsbeziehung jedes Teils unter Bezugnahme auf eine auf Fahrersitz 4S in der Fahrerkabine sitzende Bedienungsperson beschrieben.
Eine Längsrichtung ist eine Längsrichtung in Bezug auf die auf Fahrersitz 4S sitzende Bedienungsperson. Eine Querrichtung ist eine Querrichtung in Bezug auf die auf Fahrersitz 4S sitzende Bedienungsperson. Die Querrichtung entspricht der Breitenrichtung des Fahrzeugs (einer Fahrzeug-Breitenrichtung). Wenn die Bedienungsperson auf Fahrersitz 4S sitzt und nach vorn gewandt ist, blickt die Bedienungsperson nach vorn, und eine Richtung entgegengesetzt zu der Vorwärts-Richtung ist die Rückwärts-Richtung. Wenn die Bedienungsperson auf Fahrersitz 4S sitzt und nach vorn gewandt ist, wird eine Richtung an einer rechten Seite der Bedienungsperson als die Rechts-Richtung bezeichnet und wird eine Richtung an einer linken Seite der Bedienungsperson als die Links-Richtung bezeichnet. Die Längsrichtung ist eine Richtung entlang der X-Achse, und die Querrichtung ist eine Richtung entlang der Y-Achse. Wenn die Bedienungsperson auf Fahrersitz 4S sitzt und nach vorn gewandt ist, blickt die Bedienungsperson nach vorn (bzw. in einer +x-Richtung), und eine Richtung entgegengesetzt zu der Vorwärts-Richtung ist die Rückwärts-Richtung (bzw. eine -x-Richtung). Wenn die Bedienungsperson auf Fahrersitz 4S sitzt und nach vorn gewandt ist, ist eine Richtung an einer Seite der Bedienungsperson in der Fahrzeug-Breitenrichtung die Rechts-Richtung (bzw. eine +z-Richtung) und ist eine Richtung an der anderen Seite der Bedienungsperson in der Fahrzeug-Breitenrichtung die Links-Richtung (bzw. eine -z-Richtung).
Dreh-Einheit 3 weist einen Motorraum 9, in dem ein Motor aufgenommen ist, sowie ein Gegengewicht auf, das sich in einem hinteren Abschnitt von Dreh-Einheit 3 befindet. Dreh-Einheit 3 ist mit einem Handlauf 19 vor Motorraum 9 versehen. Der Motor, eine Hydraulikpumpe usw. sind in Motorraum 9 angeordnet.
Arbeitsausrüstung 2 ist mit Dreh-Einheit 3 verbunden.
Arbeitsausrüstung 2 weist einen Ausleger 6, einen Löffelstiel 7, einen Löffel 8, einen Auslegerzylinder 10, einen Löffelstielzylinder 11 sowie einen Löffelzylinder 12 auf.
Ausleger 6 ist über einen Löffelbolzen 13 mit Dreh-Einheit 3 verbunden. Löffelstiel 7 ist über einen Löffelstielbolzen 14 mit Ausleger 6 verbunden. Löffel 8 ist über einen Löffelbolzen 15 mit Löffelstiel 7 verbunden. Auslegerzylinder 10 treibt Ausleger 6 an. Löffelstielzylinder 11 treibt Löffelstiel 7 an. Löffelzylinder 12 treibt Löffel 8 an. Ein hinteres Ende (bzw. ein Auslegerfuß) von Ausleger 6 ist mit Dreh-Einheit 3 verbunden. Ein vorderes Ende (bzw. ein Auslegerkopf) von Ausleger 6 ist mit einem hinteren Ende von Löffelstiel 7 verbunden. Ein vorderes Ende (bzw. ein Löffelstielkopf) von Löffelstiel 7 ist mit einem hinteren Ende von Löffel 8 verbunden. Auslegerzylinder 10, Löffelstielzylinder 11 sowie Löffelzylinder 12 sind jeweils ein Hydraulikzylinder, der mit Hydrauliköl angetrieben wird.
Ausleger 6 kann in Bezug auf Dreh-Einheit 3 um Auslegerbolzen 13 herum geschwenkt werden, der als ein Drehpunkt dient. Löffelstiel 7 kann in Bezug auf Ausleger 6 um Löffelstielbolzen 14 herum geschwenkt werden, der als ein Drehpunkt parallel zu Auslegerbolzen 13 dient. Löffel 8 kann in Bezug auf Löffelstiel 7 um Löffelbolzen 15 herum geschwenkt werden, der als ein Drehpunkt parallel zu Auslegerbolzen 13 und Löffelstielbolzen 14 dient.
Auslegerbolzen 13, Löffelstielbolzen 14 und Löffelbolzen 15 sind jeweils parallel zu der z-Achse. Ausleger 6, Löffelstiel 7 und Löffel 8 können jeweils um eine Achse parallel zu der z-Achse herum geschwenkt werden.
2 stellt schematisch Arbeitsfahrzeug CM gemäß einer Ausführungsform dar. Arbeitsfahrzeug CM ist, wie in 2 gezeigt, mit einem Auslegerzylinder-Hubsensor 16, einem Löffelstielzylinder-Hubsensor 17 sowie einem Löffelzylinder-Hubsensor 18 versehen.
Auslegerzylinder-Hubsensor 16 ist an Auslegerzylinder 10 angeordnet und erfasst eine Länge eines Hubs von Auslegerzylinder 10 (eine Auslegerzylinder-Länge). Löffelstielzylinder-Hubsensor 17 ist an Löffelstielzylinder 11 angeordnet und erfasst eine Länge eines Hubs von Löffelstielzylinder11 (eine Löffelstielzylinder-Länge). Löffel-Hubsensor 18 ist an Löffelzylinder 12 angeordnet und erfasst eine Länge eines Hubs von Löffelzylinder 12 (Löffelzylinder-Länge).
In der folgenden Beschreibung wird eine Länge eines Hubs von Auslegerzylinder 10 auch als eine Auslegerzylinder-Länge bzw. ein Ausleger-Hub bezeichnet. Eine Länge eines Hubs eines Löffelstielzylinders 11 wird auch als eine Löffelstielzylinder-Länge bzw. ein Löffelstiel-Hub bezeichnet. Eine Länge eines Hubs von Löffelzylinder 12 wird auch als eine Löffelzylinder-Länge bzw. ein Löffel-Hub bezeichnet.
Weiterhin werden die Auslegerzylinder-Länge, die Löffelstielzylinder-Länge und die Löffelzylinder-Länge zusammen auch als Zylinderlängen-Daten bezeichnet.
Ausleger 6 hat eine Länge L1, die ein Abstand zwischen Auslegerbolzen 13 und Löffelstielbolzen 14 ist. Löffelstiel 7 hat eine Länge L2, die ein Abstand zwischen Löffelstielbolzen 14 und Löffelbolzen 15 ist. Löffel 8 hat eine Länge L3, die ein Abstand zwischen Löffelbolzen 15 und einer Schneidkante 8a von Löffel 8 ist. Löffel 8 weist eine Vielzahl von Zähnen auf, und bei dem vorliegenden Beispiel wird ein vorderer Abschnitt von Löffel 8 als eine Schneidkante 8a bezeichnet. Es ist anzumerken, dass es möglich ist, dass Löffel 8 keinen Zahn aufweist. Der vordere Abschnitt von Löffel 8 kann aus einer Stahlplatte bestehen, die eine gerade Form hat.
Bei dem vorliegenden Beispiel ist ein Fahrzeugkörper-Koordinatensystem mit x- und y-Achse und Auslegerbolzen 13 als einem Bezugspunkt (bzw. einer Bezugsposition) dargestellt.
Ein Neigungswinkel θ1 von Ausleger 6 in Bezug auf eine horizontale Richtung in dem Fahrzeugkörper-Koordinatensystem wird anhand durch Auslegerzylinder-Hubsensor 16 erfasster Zylinderlängen-Daten berechnet.
Ein Neigungswinkel θ2 von Löffelstiel 7 in Bezug auf Ausleger 6 wird anhand durch Löffelstielzylinder-Hubsensor 17 erfasster Zylinderlängen-Daten berechnet.
Ein Neigungswinkel θ3 von Schneidkante 8a von Löffel 8 in Bezug auf Löffelstiel 7 wird anhand durch Löffelzylinder-Hubsensor 18 erfasster Zylinderlängen-Daten berechnet.
Auf Basis von Längen L1 bis L3 sowie Neigungswinkeln θ1 bis θ3 von Ausleger 6, Löffelstiel 7 und Löffel 8 können eine Position von Schneidkante 8a von Löffel 8 sowie ein Winkel von Schneidkante 8a von Löffel 8 (die Richtung der Schneidkante) in dem Fahrzeugkörper-Koordinatensystem mit x- und y-Achse berechnet werden.
Bei dem vorliegenden Beispiel sind Positionskoordinaten [x1, y1] von Schneidkante 8a von Löffel 8 und ein Schneidkanten-Winkel [α] von Schneidkante 8a von Löffel 8 in Bezug auf die horizontale Richtung dargestellt.
Obwohl bei dem vorliegenden Beispiel ein Verfahren beschrieben wird, bei dem eine Hublänge unter Verwendung eines Hubsensors erfasst wird und Neigungswinkel θ berechnet wird, kann der Neigungswinkel unter Verwendung eines Winkelsensors, wie beispielsweise eines Drehgebers, berechnet werden.
Aufbau des Hydrauliksystems
3 ist ein Funktions-Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Steuerungs-Systems 200 zum Steuern von Arbeitsfahrzeug CM gemäß einer Ausführungsform darstellt.
Steuerungssystem 200 gemäß der Ausführungsform steuert, wie in 3 gezeigt, einen Aushub-Prozess unter Verwendung von Arbeitsausrüstung 2.
Steuerungssystem 200 schließt Auslegerzylinder-Hubsensor 16, Löffelstielzylinder-Hubsensor 17, Löffelzylinder-Hubsensor 18, eine Bedienungseinrichtung 25, eine Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26, einen Hydraulikzylinder 60, ein Richtungs-Steuerventil 64 sowie einen Drucksensor 66 ein.
Bedienungseinrichtung 25 ist in Fahrerkabine 4 angeordnet. Bedienungseinrichtung 25 wird durch die Bedienungsperson betätigt. Bedienungseinrichtung 25 empfängt einen Bedienungs-Befehl von der Bedienungsperson zum Antreiben von Arbeitsausrüstung 2. Bedienungseinrichtung 25 ist als ein Beispiel eine Bedienungseinrichtung eines Vorsteuer-Hydrauliksystems.
Richtungs-Steuerventil 64 reguliert eine Hydraulikzylinder 60 zugeführte Menge an Hydrauliköl. Richtungs-Steuerventil 64 wird durch zugeführtes Öl betätigt. Bei dem vorliegenden Beispiel wird Öl, das einem Hydraulikzylinder (Auslegerzylinder 10, Löffelstielzylinder 11 und Löffelzylinder 12) zugeführt wird, um den Hydraulikzylinder zu betätigen, auch als Hydrauliköl bezeichnet. Des Weiteren wird Öl, das Richtungs-Steuerventil 64 zugeführt wird, um Richtungs-Steuerventil 64 zu betätigen, als Vorsteuer-Öl bezeichnet. Des Weiteren wird der Druck des Vorsteuer-Öls als Vorsteuer-Öldruck bezeichnet.
Das Hydrauliköl und das Vorsteuer-Öl können von der gleichen Hydraulikpumpe gepumpt werden. Beispielsweise kann Druck eines Teils des von der Hydraulikpumpe gepumpten Hydrauliköls durch ein Reduzierventil reduziert werden, und das Hydrauliköl mit reduziertem Druck kann als das Vorsteuer-Öl verwendet werden. Weiterhin können eine Hydraulikpumpe (eine Haupt-Hydraulikpumpe) zum Pumpen des Hydrauliköls und eine Hydraulikpumpe (eine Vorsteuer-Hydraulikpumpe) zum Pumpen des Vorsteuer-Öls verschiedene Hydraulikpumpen sein.
Weiterhin wird bei dem vorliegenden Beispiel das von der Haupt-Hydraulikpumpe gepumpte Vorsteuer-Öl mit durch das Reduzierventil reduziertem Druck Bedienungseinrichtung 25 zugeführt.
Der Vorsteuer-Öldruck wird auf Basis des Maßes der Betätigung von Bedienungseinrichtung 25 reguliert. Drucksensor 66 ist mit Bedienungseinrichtung 25 verbunden. Drucksensor 66 erfasst einen Vorsteuer-Öldruck, der in Reaktion auf Betätigung eines Hebels von Bedienungseinrichtung 25 erzeugt wird, und gibt ihn an Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 aus.
In Reaktion auf den durch Drucksensor 66 erfassten Vorsteuer-Öldruck steuert Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 Richtungs-Steuerventil 64 an, das das Hydrauliköl durchlässt, das Hydraulikzylinder 60 (Auslegerzylinder 10, Löffelstielzylinder 11 und Löffelzylinder 12) zugeführt wird.
Bedienungseinrichtung 25 enthält einen ersten Bedienhebel 25R, einen zweiten Bedienhebel 25L sowie einen Schalter 25P zum Einstellen eines Aushub-Modus. Der erste Bedienhebel 25R ist beispielsweise an der rechten Seite von Fahrersitz 4S angeordnet. Der zweite Bedienhebel 25L ist beispielsweise an der linken Seite von Fahrersitz 4S angeordnet. Bei dem ersten Bedienhebel 25R und dem zweiten Bedienhebel 25L entspricht Betätigung nach vorn, nach hinten, nach rechts und nach links Bedienungsvorgängen entlang zweier Achsen.
Schalter 25P zum Einstellen eines Aushub-Modus ist ein Einstell-Schalter zum Einstellen eines Aushub-Modus. Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 geht in Reaktion auf eine Anweisung, die erteilt wird, wenn die Bedienungsperson Schalter 25P zum Einstellen eines Aushub-Modus drückt, von einem Normal-Modus zu dem Aushub-Modus über. Des Weiteren geht Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 in Reaktion auf eine Anweisung, die erteilt wird, wenn die Bedienungsperson Schalter 25P zum Einstellen eines Aushub-Modus erneut drückt, von dem Aushub-Modus zu dem Normal-Modus über.
Bei dem vorliegenden Beispiel kann mit dem ersten Bedienhebel 25R und dem zweiten Bedienhebel 25L von Bedienungseinrichtung 25 eine Funktion entsprechend einer Betätigung zwischen dem Normal-Modus und dem Aushub-Modus umgestellt werden.
In dem Normal-Modus wird der erste Bedienhebel 25R betätigt, um Ausleger 6 und Löffel 8 zu bedienen.
Eine Betätigung des ersten Bedienhebels 25R nach vorn/hinten entspricht einer Bedienung von Ausleger 6, und in Reaktion auf die Betätigung nach vorn/hinten wird Ausleger 6 angehoben/abgesenkt. Der Hebel wird betätigt, um Ausleger 6 zu bedienen.
Eine Betätigung des ersten Bedienhebels 25R nach rechts/links entspricht einer Bedienung von Löffel 8, und in Reaktion auf die Betätigung nach rechts/links wird Löffel 8 zum Ausheben und Entladen von Erde bedient. Der Hebel wird betätigt, um Löffel 8 zu bedienen.
Der zweite Bedienhebel 25L wird betätigt, um Löffelstiel 7 und Dreh-Einheit 3 zu bedienen. Eine Betätigung des zweiten Bedienhebels 25L nach vorn/hinten entspricht Bedienung von Löffelstiel 7, und in Reaktion auf die Betätigung nach vorn/hinten wird Löffelstiel 7 angehoben/abgesenkt. Der Hebel wird betätigt, um Löffelstiel 7 zu bedienen.
Eine Betätigung des zweiten Bedienhebels 25L nach rechts/links entspricht Drehung von Dreh-Einheit 3, und in Reaktion auf die Betätigung nach rechts/links dreht sich Dreh-Einheit 3 nach rechts und nach links.
In Reaktion auf ein Maß der Betätigung des ersten Bedienhebels 25R in der Längsrichtung (ein Maß der Bedienung des Auslegers) steuert auf Basis eines Ergebnisses von Erfassung durch Drucksensor 66 Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 Richtungs-Steuerventil 64 an, das Hydrauliköl durchlässt, das Auslegerzylinder 10 zum Antreiben von Ausleger 6 zugeführt wird.
In Reaktion auf ein Maß der Betätigung des ersten Bedienhebels 25R in der Querrichtung (ein Maß der Bedienung des Löffels) steuert auf Basis eines Ergebnisses von Erfassung durch Drucksensor 66 Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 Richtungs-Steuerventil 64 an, das Hydrauliköl durchlässt, das Löffelzylinder 12 zum Antreiben von Löffel 8 zugeführt wird.
In Reaktion auf ein Maß der Betätigung des zweiten Bedienhebels 25L in der Längsrichtung (ein Maß der Bedienung des Löffelstiels) steuert auf Basis eines Ergebnisses von Erfassung durch Drucksensor 66 Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 Richtungs-Steuerventil 64 an, das Hydrauliköl durchlässt, das Löffelstielzylinder 11 zum Antreiben von Löffelstiel 7 zugeführt wird.
In Reaktion auf ein Maß der Betätigung des zweiten Bedienhebels 25L in der Querrichtung steuert auf Basis eines Ergebnisses von Erfassung durch Drucksensor 66 Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 Richtungs-Steuerventil 64 an, das Hydrauliköl durchlässt, das einem Hydraulik-Stellglied zum Antreiben von Dreh-Einheit 3 zugeführt wird.
Es ist anzumerken, dass eine Betätigung des ersten Bedienhebels 25R nach rechts/links einer Bedienung von Ausleger 6 entsprechen kann und eine Betätigung desselben nach vorn/hinten der von Löffel 8 entsprechen kann. Es ist anzumerken, dass eine Betätigung des zweiten Bedienhebels 25L nach rechts/links einer Bedienung von Löffelstiel 7 entsprechen kann und eine Betätigung desselben nach vorn/hinten der von Dreh-Einheit 3 entsprechen kann.
In dem Aushub-Modus wird der erste Bedienhebel 25R betätigt, um Löffel 8 zu bedienen. Eine Betätigung des ersten Bedienhebels 25R nach rechts/links entspricht einer Bedienung von Löffel 8, und in Reaktion auf die Betätigung nach rechts/links wird Löffel 8 gedreht. Die Betätigung des ersten Bedienhebels 25R nach vorn/hinten wird deaktiviert. Dementsprechend wird keine Betätigung des Hebels zum Bedienen von Ausleger 6 angenommen.
In dem Aushub-Modus wird der zweite Bedienhebel 25L betätigt, um ein Maß der Bewegung von Schneidkante 8a von Löffel 8 anzupassen. Nach vorn gerichtete Betätigung des zweiten Bedienhebels 25L entspricht Steuern eines Maßes der Bewegung von Schneidkante 8a von Löffel 8. Wenn der zweite Bedienhebel 25L stark nach vorn geneigt wird, wird Schneidkante 8a von Löffel 8 in stärkerem Maß bewegt. Wenn der zweite Bedienhebel 25L geringfügig nach vorn geneigt wird, wird Schneidkante 8a von Löffel 8 in geringerem Maß bewegt.
Betätigung des zweiten Bedienhebels 25L in einer anderen Richtung wird deaktiviert. Dementsprechend wird keine Betätigung des Hebels zum Bedienen von Löffelstiel 7 und Dreh-Einheit 3 angenommen.
Widerstand von Erde
4 stellt eine Beziehung zwischen einem Aushub-Winkel von Löffel 8 und Widerstand von Erde gemäß einer Ausführungsform dar.
Bei dem vorliegenden Beispiel stellt ein Aushub-Winkel einen Winkel zwischen einer Richtung von Schneidkante 8a von Löffel 8 und einer Richtung dar, in der sich Schneidkante 8 bei Bewegung von Löffel 8 bewegt. Bezüglich der Richtung von Schneidkante 8a von Löffel 8 hat, wenn sich Löffel 8 bewegt und sich Schneidkante 8a in einer Richtung zu der offenen Seite von Löffel 8 fortbewegt, der Winkel einen positiven Wert, während, wenn sich die Schneidkante in der entgegengesetzten Richtung bewegt, der Winkel einen negativen Wert hat.
Ein Aushub-Winkel von Löffel 8 von ungefähr 0° ist, wie in 4 gezeigt, als ein Grenz-Winkel gekennzeichnet.
Wenn Löffel 8 einen Aushub-Winkel hat, der kleiner ist als der Grenz-Winkel, wird die Außen- bzw. Rückseite von Löffel 8 an Erde gepresst, wodurch ein Wert des Widerstandes von Erde gegenüber Löffel 8 schnell zunimmt.
Hingegen zeigt die Figur, dass Widerstand von Erde mit einem minimalen Wert gegenüber Löffel 8 wirkt, wenn Löffel 8 einen Aushub-Winkel hat, der ein vorgegebener Winkel Q ist.
Es ist anzumerken, dass der Grenz-Winkel und der vorgegebene Winkel Q lediglich Beispiele sind und je nach der Form des Löffels 8 auf unterschiedliche Werte festgelegt werden können.
Arbeitsfahrzeug CM gemäß der vorliegenden Ausführungsform führt einen Aushub-Prozess in einem Aushub-Winkel mit einem geringen Wert des Widerstandes von Erde durch, um eine Arbeitsausrüstung auf einfache Weise effizient zu betätigen. Das heißt, Arbeitsfahrzeug CM führt den Aushub-Prozess so durch, dass der Aushub-Winkel der vorgegebene Winkel Q ist. Es ist anzumerken, dass dies bei dem vorliegenden Beispiel nicht unbedingt bedeutet, dass er dem vorgegebenen Winkel Q vollständig entspricht, und auch einen Wert einschließt, der dem vorgegebenen Winkel Q annähernd entspricht.
Betriebsablauf
5 ist ein Flussdiagramm eines Betriebsablaufs eines Aushubvorgangs von Arbeitsfahrzeug CM gemäß einer Ausführungsform.
Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 stellt, wie in 5 gezeigt, fest, ob der Aushub-Modus eingestellt ist (Schritt S2). Das heißt, Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 stellt fest, ob über den Schalter zum Einstellen eines Aushub-Modus in Reaktion auf einen Bedienungs-Befehl der Bedienungsperson eine Einstell-Anweisung dahingehend empfangen wird, den Aushub-Modus einzustellen.
Wenn in Schritt S2 Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 feststellt, dass der Aushub-Modus eingestellt ist, berechnet Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 Schneidkanten-Daten (Schritt S4).
Das heißt, Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 berechnet eine Auslegerzylinder-Länge, eine Löffelstielzylinder-Länge sowie eine Löffelzylinder-Länge auf Basis von Auslegerzylinder-Hubsensor 16, Löffelstielzylinder-Hubsensor 17 und Löffelzylinder-Hubsensor 18 ermittelter Erfassungsergebnisse. Neigungswinkel θ1 von Ausleger 6 in Bezug auf die horizontale Richtung wird anhand der Auslegerzylinder-Länge berechnet. Neigungswinkel θ2 von Löffelstiel 7 in Bezug auf Ausleger 6 wird anhand der Löffelstielzylinder-Länge berechnet. Neigungswinkel θ3 von Schneidkante 8a von Löffel 8 in Bezug auf Löffelstiel 7 wird anhand der Löffelzylinder-Länge berechnet. So werden Schneidkanten-Daten [x1, y1, α1] berechnet, die eine Position von Löffel 8 und eine Richtung von Schneidkante 8a von Löffel 8 (die Richtung der Schneidkante) in dem Fahrzeugkörper-Koordinatensystem mit x- und y-Achse anzeigen.
Anschließend berechnet Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 einen Aushub-Richtungsvektor (Schritt S6).
Bei dem vorliegenden Beispiel wird der Aushub-Richtungsvektor so berechnet, dass ein Aushub-Winkel, der zwischen einer Richtung, in der sich Schneidkante 8a von Löffel 8 fortbewegt, und einer Richtung von Schneidkante 8a von Löffel 8 gebildet wird, der vorgegebene Winkel Q ist. So wird eine Richtung bestimmt, in der sich Schneidkante 8a von Löffel 8 zu der offenen Seite von Löffel 8 fortbewegt.
Der Aushub-Richtungsvektor in dem Fahrzeugkörper-Koordinatensystem des vorliegenden Beispiels wird mittels Einheitsvektoren dx und dy entlang der x- bzw. der y-Achse angegeben, die durch die folgenden Ausdrücke repräsentiert werden: $dx = - cos (α 1 + Q)$
$dy = - sin (α 1 + Q) .$
Anschließend nimmt Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 eine Eingabe über einen Bedienhebel an (Schritt S8).
Bei dem vorliegenden Beispiel werden Bedienungs-Eingaben über den ersten Bedienhebel 25R und den zweiten Bedienhebel 25L angenommen.
Der erste Bedienhebel 25R wird, wie oben beschrieben, in dem Aushub-Modus betätigt, um Löffel 8 zu drehen. Der zweite Bedienhebel 25L wird betätigt, um den Löffel in einer Aushub-Richtung zu bewegen.
Anschließend berechnet Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 ein Maß des Schwenkens des Löffels sowie ein Maß der Bewegung des Löffels für Aushub entsprechend über die Bedienhebel empfangener Bedienungs-Eingaben (Schritt S10).
Das heißt, Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 berechnet das Maß der Drehung des Löffels auf Basis eines Drucks, der in Reaktion auf die Bedienungs-Eingabe über den ersten Bedienhebel 25R erzeugt wird und durch Drucksensor 66 erfasst und von ihm ausgegeben wird. Des Weiteren berechnet Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 das Maß der Bewegung des Löffels für Aushub auf Basis eines Drucks, der in Reaktion auf die Bedienungs-Eingabe über den zweiten Bedienhebel 25L erzeugt wird und durch Drucksensor 66 erfasst und von ihm ausgegeben wird.
Bei dem vorliegenden Beispiel werden das Maß der Drehung des Löffels sowie das Maß der Bewegung des Löffels für Aushub auf Basis eines Ergebnisses von durch Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 durchgeführter Berechnung mit Δd bzw. Δe dargestellt.
Anschließend berechnet Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 Soll-Schneidkanten-Daten für Schneidkante 8a von Löffel 8, der sich in Reaktion auf eine Eingabe über einen Bedienhebel bewegt (Schritt S12).
Das heißt, Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 berechnet Soll-Schneidkanten-Daten [x2, y2, a2]. $x2 = x1 + Δ d \times dx$
$y2 = y1 + Δ d \times dy$
$α 2 = α 1 + Δ e$
Die Soll-Schneidkanten-Daten [x2, y2, a2] können anhand der oben aufgeführten Gleichungen berechnet werden.
Anschließend betätigt Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 die Arbeitsausrüstung auf Basis der Soll-Schneidkanten-Daten (Schritt S14).
Das heißt, Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 berechnet einen Neigungswinkel θ1' von Ausleger 6, einen Neigungswinkel θ2' von Löffelstiel 7 sowie einen Neigungswinkel θ3' von Löffel 8 entsprechend den Soll-Schneidkanten-Daten [x2, y2, a2] von Schneidkante 8a von Löffel 8 in dem Fahrzeugkörper-Koordinatensystem mit x- und y-Achse. Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 berechnet eine Auslegerzylinder-Länge, eine Löffelstielzylinder-Länge sowie eine Löffelzylinder-Länge auf Basis von Neigungswinkeln θ1' to θ3' von Ausleger 6, Löffelstiel 7 und Löffel 8.
Dann steuert Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 Richtungs-Steuerventil 64 so an, dass Hydraulikzylinder 60 zugeführtes Hydrauliköl so reguliert wird, dass die berechneten Längen des Auslegerzylinders, des Löffelstielzylinders und des Löffelzylinders erreicht werden.
So werden Ausleger 6, Löffelstiel 7 und Löffel 8 automatisch so gesteuert, dass Schneidkante 8a von Löffel 8 eine Position und eine Richtung hat, wie sie durch die Soll-Schneidkanten-Daten angegeben werden.
Anschließend stellt Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 fest, ob ein Arbeitsvorgang beendet ist (Schritt S16). Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 stellt beispielsweise fest, dass der Arbeitsvorgang beendet ist, wenn der Motor abgeschaltet wird.
Wenn in Schritt S16 Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 feststellt, dass der Arbeitsvorgang beendet ist (JA in Schritt S16), beendet Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 den Prozess (ENDE).
Wenn hingegen Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 in Schritt S16 feststellt, dass der Arbeitsvorgang nicht beendet ist (NEIN in Schritt S16), kehrt Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 zu Schritt S2 zurück und wiederholt den oben beschriebenen Prozess.
Wenn Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 in Schritt S2 hingegen feststellt, dass der Aushub-Modus nicht eingestellt ist, nimmt Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 eine Eingabe über einen Bedienhebel an (Schritt S18).
Bei dem vorliegenden Beispiel werden Bedienungs-Eingaben über den ersten Bedienhebel 25R und den zweiten Bedienhebel 25L angenommen.
Der erste Bedienhebel 25R wird, wie bereits erläutert, in dem Normal-Modus betätigt, um Ausleger 6 und Löffel 8 zu bedienen. Des Weiteren wird der zweite Bedienhebel 25L betätigt, um Löffelstiel 7 und Dreh-Einheit 3 zu bedienen.
Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 betätigt damit die Arbeitsausrüstung (Schritt S20).
In Reaktion auf ein Maß der Betätigung des ersten Bedienhebels 25R in der Längsrichtung (ein Maß der Bedienung des Auslegers) steuert auf Basis eines Ergebnisses von Erfassung durch Drucksensor 66 Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 Richtungs-Steuerventil 64 an, das Hydrauliköl durchlässt, das Auslegerzylinder 10 zum Antreiben von Ausleger 6 zugeführt wird.
In Reaktion auf ein Maß der Betätigung des ersten Bedienhebels 25R in der Querrichtung (ein Maß der Bedienung des Löffels) steuert auf Basis eines Ergebnisses von Erfassung durch Drucksensor 66 Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 Richtungs-Steuerventil 64 an, das Hydrauliköl durchlässt, das Löffelzylinder 12 zum Antreiben von Löffel 8 zugeführt wird.
In Reaktion auf ein Maß der Betätigung des zweiten Bedienhebels 25L in der Längsrichtung (ein Maß der Bedienung des Löffelstiels) steuert auf Basis eines Ergebnisses von Erfassung durch Drucksensor 66 Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 Richtungs-Steuerventil 64 an, das Hydrauliköl durchlässt, das Löffelstielzylinder 11 zum Antreiben von Löffelstiel 7 zugeführt wird.
In Reaktion auf ein Maß der Betätigung des zweiten Bedienhebels 25L in der Querrichtung steuert auf Basis eines Ergebnisses von Erfassung durch Drucksensor 66 Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 Richtungs-Steuerventil 64 an, das Hydrauliköl durchlässt, das dem Hydraulik-Stellglied zum Antreiben von Dreh-Einheit 3 zugeführt wird.
Anschließend geht der Steuerungsprozess zu Schritt S16 über.
Der auf den Schritt folgende Prozess gleicht dem oben beschriebenen und wird dementsprechend nicht erneut ausführlich beschrieben.
Bei dem vorliegenden Beispiel wird eine Richtung von Schneidkante 8a von Löffel 8 berechnet und wird ein Aushub-Richtungsvektor (eine Richtung, in der sich Schneidkante 8a von Löffel 8 zu der offenen Seite von Löffel 8 fortbewegt) so berechnet, dass ein Aushub-Winkel, der zwischen der Richtung, in der sich Schneidkante 8a von Löffel 8 fortbewegt, und der Richtung von Schneidkante 8a von Löffel 8 gebildet wird, der vorgegebene Winkel Q ist. Es wird automatische Steuerung vorgenommen, um Schneidkante 8a von Löffel 8 entsprechend dem Aushub-Richtungsvektor zu bewegen, und Widerstand von Erde gegenüber Löffel 8 wird verringert. Verringerter Widerstand (bzw. Last) von Erde gegenüber Löffel 8 ermöglicht es auf einfache Weise, dass die Arbeitsausrüstung effizient arbeitet.
Des Weiteren wird bei dem vorliegenden Beispiel, wenn ein Aushub-Modus entsprechend einer Anweisung eingestellt wird, die ausgegeben wird, wenn eine Bedienungsperson Schalter 25P zum Einstellen eines Aushub-Modus drückt, die Arbeitsausrüstung effizient mit einer geringen Last betätigt, wenn sich Schneidkante 8a von Löffel 8 entsprechend einem vorgegebenen Aushub-Richtungsvektor bewegt, und kann der Kraftstoffverbrauch verbessert werden.
Des Weiteren kann bei dem vorliegenden Beispiel der Aushub-Modus in Reaktion auf eine Anweisung eingestellt werden, die ausgegeben wird, wenn eine Bedienungsperson Schalter 25P zum Einstellen eines Aushub-Modus drückt, und kann die Arbeitsausrüstung effizient betätigt werden und dabei die Absicht der Bedienungsperson berücksichtigt werden.
Des Weiteren wird bei dem vorliegenden Beispiel in dem Aushub-Modus der erste Bedienhebel 25R betätigt, um Löffel 8 zu drehen. Des Weiteren wird der zweite Bedienhebel 25L betätigt, um den Löffel in einer Aushub-Richtung zu bewegen. So wird ein Aushub-Prozess in Reaktion auf Bedienungs-Befehle über zwei Bedienhebel durchgeführt.
Bei einem Aushubvorgang eines herkömmlichen Hydraulikbaggers müssen Bedienhebel dreier Achsen für einen Ausleger, einen Löffelstiel bzw. einen Löffel bewegt werden, um den Löffel in seiner Bewegung zu bedienen, so dass sich dies als schwierig erweist und Geschicklichkeit erfordert, während es bei dem vorliegenden System des vorliegenden Beispiels möglich ist, den Löffel in seiner Bewegung über zwei Bedienungs-Befehle zu bedienen, so dass ein effizienter Aushub-Prozess mittels einer einfachen Bedienung durchgeführt werden kann.
Erste Abwandlung
Ein Arbeitsfahrzeug gemäß einer ersten Abwandlung der Ausführungsform ist nicht auf Steuerung mittels einer Bedienungs-Anweisung einer Bedienungsperson beschränkt, und Arbeitsfahrzeug CM kann in dem Aushub-Modus autonom gesteuert werden.
Das heißt, Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 stellt fest, ob Arbeitsausrüstung 2 einen Aushubvorgang durchführt.
In der ersten Abwandlung wird ein Fall beschrieben, in dem in Abhängigkeit von einer auf Arbeitsausrüstung 2 aufgebrachten Last festgestellt wird, ob Arbeitsausrüstung 2 einen Aushubvorgang durchführt.
6 ist ein Funktions-Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Steuerungssystems 200# auf Basis der ersten Abwandlung einer Ausführungsform darstellt.
Steuerungssystem 200# unterscheidet sich, wie in 6 gezeigt, von Steuerungssystem 200 dadurch, dass des Weiteren ein Lastsensor vorhanden ist. Weiterhin unterscheidet sich Erstes von Letzterem dadurch, dass Bedienungseinrichtung 25 gegen eine Bedienungseinrichtung 25# ausgetauscht ist.
Bedienungseinrichtung 25# weist im Unterschied zu Bedienungseinrichtung 25 eine Konfiguration auf, die Schalter 25B zum Einstellen eines Aushub-Modus ausschließt. Ansonsten gleicht die Konfiguration der unter Bezugnahme auf 3 beschriebenen und wird daher nicht nochmals ausführlich beschrieben.
Bei dem vorliegenden Beispiel wird als ein Beispiel angenommen, dass Lastsensor 28 an Löffel 8 angebracht ist.
Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 stellt mittels Lastsensor 28, der an Löffel 8 angebracht ist, fest, ob Arbeitsausrüstung 2 einen Aushubvorgang durchführt.
Wenn Löffel 8 Aushub von Erde durchführt, d. h., wenn Löffel 8 einen Aushubvorgang ausführt, zeigt Lastsensor 8 einen erhöhten Wert an. Wenn Löffel 8 keinen Aushub von Erde durchführt, d. h., wenn Löffel 8 keinen Aushubvorgang ausführt, zeigt Lastsensor 8 einen verringerten Wert an.
Bei dem vorliegenden Beispiel stellt Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 fest, ob ein Wert einer Last entsprechend einem Ergebnis von Erfassung durch Lastsensor 28 ein vorgegebener oder ein höherer Wert ist.
Wenn Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 feststellt, dass ein Wert einer Last entsprechend einem Ergebnis von Erfassung durch Lastsensor 8 ein vorgegebener oder ein höherer Wert ist, stellt Arbeitsausrüstung 26 fest, dass der Aushubvorgang durchgeführt wird und stellt den Aushub-Modus ein.
Wenn Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 den Aushub-Modus einstellt und der erste Bedienhebel 25R betätigt wird, wird Löffel 8 gedreht. Des Weiteren wird, wenn der zweite Bedienhebel 25L betätigt wird, der Löffel in einer Aushub-Richtung bewegt. So wird ein Aushub-Prozess in Reaktion auf zwei Bedienungs-Befehle durchgeführt.
Hingegen stellt, wenn ein Wert einer Last entsprechend einem Ergebnis von Erfassung durch Lastsensor 28 unter dem vorgegebenen Wert liegt, Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 den Aushub-Modus nicht ein. In diesem Fall arbeitet Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 in dem Normal-Modus.
Wenn Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 den Normal-Modus einstellt und der erste Bedienhebel 25R betätigt wird, werden Ausleger 6 und Löffel 8 bedient. Des Weiteren werden, wenn der zweite Bedienhebel 25L betätigt wird, Löffelstiel 7 und Dreh-Einheit 3 bedient.
Das Arbeitsfahrzeug gemäß der ersten Abwandlung der Ausführungsform weist ein System auf, mit dem Arbeitsfahrzeug CM in dem Aushub-Modus entsprechend einem Ergebnis von Erfassung durch Lastsensor 28 autonom gesteuert wird.
Dies ermöglicht es auf einfache Weise, die Arbeitsausrüstung effizient zu betätigen.
Obwohl in der vorliegenden Ausführungsform eine Konfiguration beschrieben worden ist, bei der Lastsensor 28 an Löffel 8 angebracht ist, ist es auch möglich, eine Konfiguration einzusetzen, bei der eine Last von einem Sensor erfasst wird, der Öldruck in dem Hydraulikzylinder misst. Beispielsweise kann der Öldruck des Löffelzylinders 12 zugeführten Hydrauliköls mit einem Sensor gemessen werden, um den Betrag einer auf Löffel 8 aufgebrachten Last zu bestimmen.
Obwohl in der oben stehenden Beschreibung ein Verfahren erläutert worden ist, bei dem in dem Aushub-Modus Löffel 8 In Schritt S8 entsprechend Bedienungs-Anweisungen von einer Bedienungsperson über den ersten Bedienhebel 25R und den zweiten Bedienhebel 25L bedient wird, gilt dies nicht ausschließlich, und Löffel 8 kann automatisch gesteuert werden. Das heißt, Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 kann Löffel 8 automatisch steuern, indem ein Maß der Drehung des Löffels und ein Maß der Bewegung des Löffels für Aushub auf einen zu vorprogrammierten und damit festgelegten vorgegebenen Wert eingestellt werden. Der vorgegebene Wert ist nicht auf einen festen Wert beschränkt. Beispielsweise kann der vorgegebene Wert im Verlauf der Zeit nach Beginn des Aushub-Modus geändert werden. Beispielsweise kann der vorgegebene Wert über einen vorgegebenen Zeitraum nach Beginn des Aushub-Modus, d. h., während ein Aushub-Prozess durchgeführt wird, um Erde in Löffel 8 einzufüllen, auf einen ersten vorgegebenen Wert festgelegt werden, während, wenn der Aushub-Prozess zum Ausschaben von Erde aus Löffel 8 durchgeführt wird, der vorgegebene Wert auf einen zweiten vorgegebenen Wert festgelegt werden kann.
Andere Ausführungsform
7 ist eine schematische Ansicht, die ein Prinzip eines Arbeitsfahrzeug-Systems auf Basis einer anderen Ausführungsform darstellt.
Das Arbeitsfahrzeug-System gemäß der anderen Ausführungsform weist, wie in 7 gezeigt, ein Steuerungssystem auf, mit dem Arbeitsfahrzeug CM von einer externen Basisstation 300 aus gesteuert wird. Das heißt, es handelt sich um eine Konfiguration, bei der eine Funktion von Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 und Bedienungseinrichtung 25, wie sie in 3 beschrieben sind, in der externen Basisstation 300 oder dergleichen implementiert ist.
Basisstation 300 schließt eine Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26#, deren Funktion der von Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 gleicht, sowie eine Bedienungseinrichtung 25# ein, deren Funktion der von Bedienungseinrichtung 25 gleicht.
Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26# empfängt einen Bedienungs-Befehl über Bedienungseinrichtung 25# und gibt einen Bedienungs-Befehl zum Steuern von Arbeitsfahrzeug CM aus. Arbeitsfahrzeug CM arbeitet in Reaktion auf den von Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26# erteilten Bedienungs-Befehl. Das heißt, Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26# gibt einen Bedienungs-Befehl zum Ansteuern von Richtungs-Steuerventil 64 aus, wie es in 3 beschrieben ist. Des Weiteren empfängt Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26# Informationen von Auslegerzylinder-Hubsensor 16, Löffelstielzylinder-Hubsensor 17 sowie Löffelzylinder-Hubsensor 18.
Diese Konfiguration ermöglicht es auch, den in der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 5 beschriebenen Prozess zum Durchführen des Aushubvorgangs mit Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26# durchzuführen.
So kann, selbst wenn das Arbeitsfahrzeug von der entfernten Basisstation 300 aus gesteuert wird, die Konfiguration gemäß der vorliegenden Ausführungsform zum Durchführen eines effizienten Aushubvorgangs angewendet werden.
Obwohl in der vorliegenden Ausführungsform eine Konfiguration beschrieben wird, bei der eine Bedienungsperson Arbeitsfahrzeug CM entsprechend einer Bedienungs-Eingabe über einen Bedienhebel steuert, der eine Bedienungseinrichtung ist, kann die vorliegende Erfindung auch bei einer Konfiguration eingesetzt werden, bei der keine Bedienungseinrichtung vorhanden ist und Arbeitsfahrzeug CM autonom gesteuert wird. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung auch in einem Fall eingesetzt werden, in dem ein Bedienungs-Befehl zum Durchführen eines Aushubvorgangs vorprogrammiert ist und die Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung in Reaktion auf den programmierten Bedienungs-Befehl arbeitet. Das heißt, es reicht aus, einen Prozess zu integrieren, bei dem, wenn ein Programm für autonome Steuerung zum autonomen Steuern von Arbeitsfahrzeug CM entsprechend einer Benutzer-Anweisung gestartet wird und die Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung in Reaktion auf den programmierten Bedienungs-Befehl arbeitet, eine Richtung der Schneidkante des Löffels berechnet wird und eine Richtung, in der sich die Schneidkante von der Richtung der Schneidkante ausgehend zu der offenen Seite des Löffels fortbewegt, so bestimmt wird, dass die Richtung der Schneidkante des Löffels und die Richtung, in der sich die Schneidkante zu der offenen Seite des Löffels fortbewegt, einen vorgegebenen Aushub-Winkel bilden und die Arbeitsausrüstung entsprechend betätigt wird.
Des Weiteren gilt, obwohl in der oben stehenden Beschreibung ein Fall erläutert worden ist, indem ein vorgegebener Winkel Q eingesetzt wird, bei dem Widerstand von Erde einen Minimalwert hat, dies nicht ausschließlich und kann Arbeitsausrüstung 2 mit jedem beliebigen vorgegebenen Winkel als dem eingestellten Aushub-Winkel gesteuert werden. Der Wert des Aushub-Winkels ist ebenfalls nicht auf einen festen Wert beschränkt. Beispielsweise kann der Wert des Aushub-Winkels im Verlauf der Zeit nach Beginn des Aushub-Modus geändert werden. Beispielsweise kann der Aushub-Winkel über einen vorgegebenen Zeitraum nach Beginn des Aushub-Modus, d. h., während ein Aushub-Prozess durchgeführt wird, um Erde in Löffel 8 einzufüllen, auf einen ersten Aushub-Winkel festgelegt werden, während, wenn der Aushub-Prozess zum Ausschaben von Erde aus Löffel 8 durchgeführt wird, der Aushub-Winkel auf einen zweiten Aushub-Winkel festgelegt werden kann.
Funktion und Effekt
Im Folgenden werden eine Funktion und ein Effekt der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält, wie in 1 gezeigt, Arbeitsfahrzeug CM Fahrzeugkörper 1 sowie Arbeitsausrüstung 2. Arbeitsausrüstung 2 weist Ausleger 6, der in Bezug auf Fahrzeugkörper 1 geschwenkt werden kann, Löffelstiel 7, der in Bezug auf Ausleger 6 geschwenkt werden kann, sowie Löffel 8 auf, der in Bezug auf Löffelstiel 7 geschwenkt werden kann. Arbeitsfahrzeug CM ist, wie in 3 gezeigt, mit Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 versehen. Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 berechnet eine Richtung von Schneidkante 8a von Löffel 8 und bestimmt einen Aushub-Richtungsvektor (eine Richtung, in der sich Schneidkante 8a zu der offenen Seite des Löffels fortbewegt), so, dass die Richtung von Schneidkante 8a von Löffel 8 und die Richtung, in der sich Schneidkante 8a zu der offenen Seite von Löffel 8 fortbewegt, einen Aushub-Winkel mit einem vorgegebenen Winkel Q bilden, und Arbeitsausrüstung Steuerungseinrichtung 26 veranlasst, dass eine Betätigung der Arbeitsausrüstung in der Richtung durchgeführt wird, in der sich die Schneidkante fortbewegt.
Wenn Arbeitsausrüstung 2, wie in 4 gezeigt, veranlasst wird, einen Aushubvorgang in dem Aushub-Winkel mit dem vorgegebenen Winkel Q durchzuführen, bei dem Widerstand von Erde einen Minimalwert hat, ermöglicht dies auf einfache Weise, dass die Arbeitsausrüstung effizient arbeitet.
Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 bestimmt einen Aushub-Richtungsvektor so, dass die berechnete Richtung von Schneidkante 8a von Löffel 8 und die Richtung, in der sich Schneidkante 8a zu der offenen Seite von Löffel 8 fortbewegt, für einen vorgegebenen Zeitraum einen Aushub-Winkel mit dem vorgegebenen Winkel Q bilden, und die Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 veranlasst, dass eine Betätigung der Arbeitsausrüstung in der Richtung durchgeführt wird, in der sich die Schneidkante fortbewegt.
Durchführen eines Aushub-Prozesses in einem Aushub-Winkel mit einem geringen Wert des Widerstandes von Erde über einen vorgegebenen Zeitraum ermöglicht es der Arbeitsausrüstung, wie in 4 gezeigt, effizient zu arbeiten, und den Kraftstoffverbrauch zu verbessern.
Arbeitsfahrzeug CM ist mit dem ersten Bedienhebel 25R, der betätigt wird, um einen ersten Bedienungs- zum Anpassen eines Maßes des Schwenkens von Löffel 8 in Bezug auf Löffelstiel 7 Befehl an Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 auszugeben, sowie dem zweiten Bedienhebel 25L versehen, der betätigt wird, um einen zweiten Bedienungs-Befehl zum Anpassen eines Maßes der Bewegung von Löffel 8 in einer Richtung an Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 auszugeben, in der sich Schneidkante 8a von der Richtung von Schneidkante 8a ausgehend zu der offenen Seite von Löffel 8 fortbewegt.
Wenn ein Aushub-Prozess in Reaktion auf Bedienungs-Befehle über zwei Bedienhebel durchgeführt wird, kann der Aushub-Prozess mittels einer einfacheren Bedienung effizienter als bei einem Aushubvorgang eines herkömmlichen Hydraulikbaggers durchgeführt werden, bei dem Bedienhebel dreier Achsen für einen Ausleger, einen Löffelstiel bzw. einen Löffel bewegt werden, um den Löffel in seiner Bewegung zu bedienen.
Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 stellt fest, ob der aktuelle Modus ein Aushub-Modus ist, in dem Arbeitsausrüstung 2 einen Arbeitsvorgang derselben durchführt, bei dem es sich um einen Aushubvorgang handelt. Wenn Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 feststellt, dass der aktuelle Modus der Aushub-Modus ist, in dem Arbeitsausrüstung 2 einen Aushubvorgang durchführt, nimmt Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 einen ersten und einen zweiten Bedienungs-Befehl über den ersten Bedienhebel 25R und den zweiten Bedienhebel 25L an.
Wenn Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 feststellt, dass der aktuelle Modus der Aushub-Modus ist, nimmt Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 einen ersten und einen zweiten Bedienungs-Befehl über zwei Bedienhebel zum Bedienen von Löffel 8 an, und kann der Aushub-Prozess effizient durchgeführt werden.
Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 stellt entsprechend einer Anweisung, die erteilt wird, wenn die Bedienungsperson Schalter 25P zum Einstellen eines Aushub-Modus drückt, fest, ob der aktuelle Modus ein Aushub-Modus ist, in dem Arbeitsausrüstung 2 einen Arbeitsvorgang derselben durchführt, der ein Aushubvorgang ist.
Ob der aktuelle Modus der Aushub-Modus ist, kann entsprechend einer Anweisung festgestellt werden, die erteilt wird, wenn die Bedienungsperson Schalter 25P zum Einstellen eines Aushub-Modus drückt, und die Arbeitsausrüstung kann effizient betätigt werden und dabei die Absicht der Bedienungsperson berücksichtigt werden.
Arbeitsfahrzeug CM ist mit Lastsensor 28 zum Erfassen einer auf Löffel 8 aufgebrachten Last versehen. Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung 26 stellt entsprechend einem Ergebnis von Erfassung durch Lastsensor 28 fest, ob der aktuelle Modus ein Arbeits-Modus ist, in dem Arbeitsausrüstung 2 einen Arbeitsvorgang derselben durchführt, bei dem es sich um einen Aushubvorgang handelt.
Da entsprechend einem Ergebnis von Erfassung durch Lastsensor 28 festgestellt werden kann, ob der aktuelle Modus der Arbeits-Modus ist, ist der Bedienungs-Befehl der Bedienungsperson nicht erforderlich, und kann die Arbeitsausrüstung auf einfache Weise effizient betätigt werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält, wie in 1 gezeigt, Arbeitsfahrzeug CM Fahrzeugkörper 1 sowie Arbeitsausrüstung 2. Arbeitsausrüstung 2 weist Ausleger 6, der in Bezug auf Fahrzeugkörper 1 geschwenkt werden kann, Löffelstiel 7, der in Bezug auf Ausleger 6 geschwenkt werden kann, sowie Löffel 8 auf, der in Bezug auf Löffelstiel 7 geschwenkt werden kann. Ein Verfahren zum Steuern von Arbeitsfahrzeug CM umfasst die Schritte, in denen eine Richtung von Schneidkante 8a von Löffel 8 berechnet wird und veranlasst wird das eine Betätigung einer Arbeitsausrüstung in einer Richtung, in der sich Schneidkante 8a zu der offenen Seite von Löffel 8 fortbewegt, so durchgeführt wird, dass die berechnete Richtung von Schneidkante 8a von Löffel 8 und die Richtung, in der sich Schneidkante 8a zu der offenen Seite von Löffel 8 fortbewegt, einen Aushub-Winkel mit einem vorgegebenen Winkel Q bilden.
Es ist, wie in 4 gezeigt, möglich, Arbeitsausrüstung 2 zu veranlassen, einen Aushubvorgang in dem Aushub-Winkel mit dem vorgegebenen Winkel Q durchzuführen, bei dem Widerstand von Erde einen Minimalwert hat, und möglich, die Arbeitsausrüstung auf einfache Weise effizient zu betätigen.
Obwohl bei dem vorliegenden Beispiel ein Hydraulikbagger als ein Arbeitsfahrzeug beschrieben worden ist, können als das Arbeitsfahrzeug auch eine Planierraupe, ein Radlader und andere ähnliche Arbeitsfahrzeuge eingesetzt werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Ausführungsformen beschrieben worden ist, sollte klar sein, dass die hier offenbarten Ausführungsformen in jeder Hinsicht veranschaulichend und nicht einschränkend sind. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die Vorgaben der Ansprüche definiert und soll etwaige Abwandlungen innerhalb der Bedeutung und des Schutzumfangs äquivalent zu den Vorgaben der Ansprüche einschließen.
Bezugszeichenliste
1 Fahrzeugkörper, 2 Arbeitsausrüstung, 3 Dreh-Einheit, 4 Fahrerkabine, 4s Fahrersitz, 5 Fahr-Einheit, 5Cr Raupenkette, 6 Ausleger, 7 Löffelstiel, 8 Löffel, 8a Schneidkante, 9 Motorraum, 10 Auslegerzylinder, 11 Löffelstielzylinder, 12 Löffelzylinder, 13 Auslegerbolzen, 14 Löffelstielbolzen, 15 Löffelbolzen, 16 Auslegerzylinder-Hubsensor, 17 Löffelstielzylinder-Hubsensor, 18 Löffelzylinder-Hubsensor, 19 Handlauf, 25, 25# Bedienungseinrichtung, 25L zweiter Bedienhebel, 25P Schalter zum Einstellen eines Aushub-Modus, 25R erster Bedienhebel, 26, 26# Arbeitsausrüstungs-Steuerungseinrichtung, 28 Lastsensor, 60 Hydraulikzylinder, 64 Richtungs-Steuerventil, 66 Drucksensor, 200, 200#, Steuerungssystem, 300 Basisstation.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 61225429 [0004, 0005]
JP 62189222 [0005]

Claims

Arbeitsfahrzeug, das umfasst: einen Fahrzeugkörper; eine Arbeitsausrüstung, die einen Ausleger, der in Bezug auf den Fahrzeugkörper geschwenkt werden kann, einen Löffelstiel, der in Bezug auf den Ausleger geschwenkt werden kann, und einen Löffel aufweist, der in Bezug auf den Löffelstiel geschwenkt werden kann; sowie eine Steuerungseinrichtung, die eine Richtung einer Schneidkante des Löffels berechnet und eine Richtung, in der sich die Schneidkante zu einer offenen Seite des Löffels fortbewegt, so bestimmt, dass die berechnete Richtung der Schneidkante des Löffels und die Richtung, in der sich die Schneidkante zu der offenen Seite des Löffels fortbewegt, einen vorgegebenen Aushub-Winkel bilden, und die veranlasst, dass eine Betätigung der Arbeitsausrüstung in der Richtung durchgeführt wird, in der sich die Schneidkante fortbewegt.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerungseinrichtung die Richtung, in der sich die Schneidkante zu einer offenen Seite des Löffels fortbewegt, so bestimmt, dass die berechnete Richtung der Schneidkante des Löffels und die Richtung, in der sich die Schneidkante zu der offenen Seite des Löffels fortbewegt, für einen vorgegebenen Zeitraum den vorgegebenen Aushub-Winkel bilden, und die Steuerungseinrichtung veranlasst, dass die Betätigung der Arbeitsausrüstung in der Richtung durchgeführt wird, in der sich die Schneidkante fortbewegt.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 1, das des Weiteren einen ersten Bedienhebel, der betätigt wird, um einen ersten Bedienungs-Befehl zum Anpassen eines Maßes des Schwenkens des Löffels in Bezug auf den Löffelstiel an die Steuerungseinrichtung auszugeben, sowie einen zweiten Bedienhebel umfasst, der betätigt wird, um einen zweiten Bedienungs-Befehl zum Anpassen eines Maßes der Bewegung des Löffels in der Richtung an die Steuerungseinrichtung auszugeben, in der sich die Schneidkante von der Richtung der Schneidkante ausgehend zu der offenen Seite des Löffels fortbewegt.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 3, wobei die Steuerungseinrichtung bestimmt, ob veranlasst wird, dass die Betätigung der Arbeitsausrüstung durchgeführt wird, und wenn die Steuerungseinrichtung bestimmt, dass veranlasst wird, dass die Betätigung der Arbeitsausrüstung durchgeführt wird, die Steuerungseinrichtung einen ersten und einen zweiten Bedienungs-Befehl von dem ersten und dem zweiten Bedienhebel annimmt.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 4, wobei die Steuerungseinrichtung bestimmt, ob veranlasst wird, dass die Betätigung der Arbeitsausrüstung entsprechend einer Bedienungs-Anweisung einer Bedienungsperson durchgeführt wird.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 5, das des Weiteren einen Last-Detektor umfasst, der eine auf die Arbeitsausrüstung aufgebrachte Last erfasst, wobei die Steuerungseinrichtung entsprechend einem Ergebnis von Erfassung durch den Last-Detektor bestimmt, ob veranlasst wird, dass die Betätigung der Arbeitsausrüstung durchgeführt wird.
Verfahren zum Steuern eines Arbeitsfahrzeugs, das eine Arbeitsausrüstung enthält, die einen Ausleger, der in Bezug auf den Fahrzeugkörper geschwenkt werden kann, einen Löffelstiel, der in Bezug auf den Ausleger geschwenkt werden kann, sowie einen Löffel aufweist, der in Bezug auf den Löffelstiel geschwenkt werden kann, wobei es umfasst: Berechnen einer Richtung einer Schneidkante des Löffels; und Veranlassen, dass eine Betätigung der Arbeitsausrüstung in einer Richtung, in der sich die Schneidkante zu einer offenen Seite des Löffels fortbewegt, so durchgeführt wird, dass die berechnete Richtung der Schneidkante des Löffels und die Richtung, in der sich die Schneidkante zu der offenen Seite des Löffels fortbewegt, einen vorgegebenen Aushub-Winkel bilden.