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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren für Steuerung einer Lademaschine.
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Priorität wird für die japanische Patentanmeldung Nr.
2018-087762 beansprucht, die am 27. April 2018 eingereicht wurde und deren Inhalt hier durch Verweis aufgenommen wird.
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Technischer Hintergrund
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In Patentdokument 1 wird ein Verfahren offenbart, mit dem Überlauf in Bezug auf eine eingestellte Stopp-Position bei automatischer Stopp-Steuerung von Schwenken einer Lademaschine verhindert wird. Gemäß Patentdokument 1 bestimmt eine Vorrichtung für Steuerung einer Lademaschine eine Soll-Schwenkgeschwindigkeit auf Basis einer Abweichung zwischen der eingestellten Stopp-Position und der aktuellen Position, erhöht die Schwenkgeschwindigkeit, wenn die Schwenkgeschwindigkeit niedriger als die Soll-Schwenkgeschwindigkeit ist, und führt Rückführregelung durch, um die Schwenkgeschwindigkeit zu reduzieren, wenn die Schwenkgeschwindigkeit höher ist als die Soll-Schwenkgeschwindigkeit. Um Überlauf zu verhindern, wird dabei ein Integralausdruck einer Rückführgröße vergrößert, wenn die Schwenkgeschwindigkeit niedriger ist als ein Sollwert, und verringert, wenn die Schwenkgeschwindigkeit genauso hoch ist wie oder höher als der Sollwert.
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Liste der Anführungen
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Patentdokumente
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Patentdokument 1
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Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Erstveröffentlichungs-Nr.
62-258025 -
Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Bei der in Patentdokument 1 beschriebenen Erfindung wird Rückführregelung immer so durchgeführt, dass die Schwenkgeschwindigkeit eines Schwenkkörpers nahe an der Soll-Schwenkgeschwindigkeit liegt. Ein Hydraulikmotor, der den Schwenkkörper schwenkt, kann jedoch keine Bremskraft ausüben, die einen Entlastungsdruck eines in einem Hydraulikkreis vorhandenen Entlastungsventils übersteigt. Daher verringert die Rückführregelung die Schwenkgeschwindigkeit, wenn die Schwenkgeschwindigkeit höher ist als die Soll-Schwenkgeschwindigkeit. Wenn der Schwenkkörper jedoch in einem Zustand gebremst wird, in dem ein Innendruck des Hydraulikkreises den Entlastungsdruck erreicht, kann die Schwenkgeschwindigkeit nicht nahe an der Soll-Schwenkgeschwindigkeit liegen. In diesem Fall vergrößert die Rückführregelung der Schwenkgeschwindigkeit den Integralausdruck der Rückführregelung unabhängig vom Grad der Schwenkgeschwindigkeit, und nachdem der Schwenkkörper jenseits einer eingestellten Stopp-Position zum Halten gekommen ist, wird die Schwenkgeschwindigkeit durch die Rückführregelung umgekehrt und versucht, an die eingestellte Stopp-Position zurückzukehren, jedoch ist es möglich, dass der Integralausdruck extrem groß wird und der Schwenkkörper die eingestellte Stopp-Position wieder überschreitet.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Vorrichtung für Steuerung einer Lademaschine und eines Verfahrens für Steuerung, mit dem eine Azimut-Richtung gesteuert wird, in die ein Schwenkkörper weist, indem bei Bedarf Schwenksteuerung durchgeführt wird.
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Lösung des Problems
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung für Steuerung einer Lademaschine geschaffen, die einen Schwenkmotor und einen Schwenkkörper enthält, der durch Drehung des Schwenkmotors um einen Schwenk-Mittelpunkt geschwenkt wird, wobei die Vorrichtung eine Einheit für Einstellungs-Feststellung, die auf Basis einer Azimut-Richtung, einer Schwenkgeschwindigkeit und einer Soll-Stopp-Azimut-Richtung des Schwenkkörpers beim Bremsen des Schwenkmotors feststellt, ob ein Winkel, der durch die Azimut-Richtung des Schwenkkörpers beim Anhalten des Schwenkkörpers und die Soll-Stopp-Azimut-Richtung gebildet wird, kleiner ist als ein zulässiger Winkel, sowie eine Einheit für Ausgabe eines Betätigungs-Signals einschließt, die ein Schwenksteuerungs-Signal zum Antreiben des Schwenkmotors ausgibt, wenn festgestellt wird, dass der durch die Azimut-Richtung des Schwenkkörpers beim Anhalten des Schwenkkörpers und die Soll-Stopp-Azimut-Richtung gebildete Winkel genauso groß ist wie oder größer als der zulässige Winkel.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Gemäß wenigstens einem der oben beschriebenen Aspekte kann die Steuerungsvorrichtung die Azimut-Richtung, in die der Schwenkkörper weist, steuern, indem sie bei Bedarf eine Schwenksteuerung durchführt.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Ansicht, die einen Aufbau einer Lademaschine gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
- 2 ist eine schematische Ansicht eines Hydraulikkreises, die eine Konfiguration zeigt, die zum Schwenken eines Schwenkkörpers in einer Hydraulik-Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform beiträgt.
- 3 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
- 4 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Löffel-Weges gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
- 5 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einer Schwenkgeschwindigkeit und einem zulässigen Winkeldifferenz-Bereich darstellt.
- 6 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine Funktion einer Einheit für Festlegung einer Regelgröße darstellt.
- 7 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren für automatische Lade-Steuerung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
- 8 ist ein Flussdiagramm, das das Verfahren für automatische Lade-Steuerung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
- 9 ist eine Ansicht, die ein erstes Beispiel einer Schwenk-Steuerungsfunktion der Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
- 10 ist eine Ansicht, die ein zweites Beispiel der Schwenk-Steuerungsfunktion der Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Im Folgenden werden Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Erste Ausführungsform
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Aufbau einer Lademaschine
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1 ist eine schematische Ansicht, die einen Aufbau einer Lademaschine gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
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Eine Lademaschine 100 ist eine Arbeitsmaschine zum Laden von Erde auf ein Belade-Objekt 200, wie beispielsweise ein Transportfahrzeug. Die Lademaschine 100 gemäß der ersten Ausführungsform ist ein Hydraulikbagger. Darüber hinaus kann es sich bei der Lademaschine 100 gemäß einer anderen Ausführungsform um eine andere Lademaschine 100 als einen Hydraulikbagger handeln. Darüber hinaus kann, obwohl die in 2 dargestellte Lademaschine 100 ein Hochlöffelbagger ist, sie auch ein Tieflöffelbagger oder ein Seilbagger sein. Beispiele für das Belade-Objekt 200 schließen ein Transportfahrzeug und einen Fülltrichter ein.
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Die Lademaschine 100 enthält ein Fahrwerk 110, einen von dem Fahrwerk 110 getragenen Schwenkkörper 120 sowie Arbeitsausrüstung 130, die mittels Hydraulikdruck betätigt und von dem Schwenkkörper 120 getragen wird. Der Schwenkkörper 120 wird von dem Fahrwerk 110 so getragen, dass er um einen Schwenk-Mittelpunkt herum geschwenkt werden kann.
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Die Arbeitsausrüstung 130 schließt einen Ausleger 131, einen Stiel 132, einen Löffel 133, einen Auslegerzylinder 134, einen Stielzylinder 135, einen Löffelzylinder 136, einen Ausleger-Winkelsensor 137, einen Stiel-Winkelsensor 138 sowie einen Löffel-Winkelsensor 139 ein.
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Ein hinterer Endabschnitt des Auslegers 131 ist über einen Bolzen an dem Schwenkkörper 120 angebracht. Der Stiel 132 verbindet den Ausleger 131 und den Löffel 133 miteinander. Ein hinterer Endabschnitt des Stiels 132 ist über einen Bolzen an einem vorderen Endabschnitt des Auslegers 131 angebracht. Der Löffel 133 enthält eine Schneide zum Ausheben von Erde und einen Behälter zum Aufnehmen des Erdaushubs. Ein hinterer Endabschnitt des Löffels 133 ist über einen Bolzen an dem vorderen Endabschnitt des Stiels 132 angebracht.
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Der Auslegerzylinder 134 ist ein Hydraulikzylinder zum Betätigen des Auslegers 131. Ein hinterer Endabschnitt des Auslegerzylinders 134 ist an dem Schwenkkörper 120 angebracht. Ein vorderer Endabschnitt des Auslegerzylinders 134 ist an dem Ausleger 131 angebracht.
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Der Stielzylinder 135 ist ein Hydraulikzylinder zum Antreiben des Stiels 132. Ein hinterer Endabschnitt des Stielzylinders 135 ist an dem Ausleger 131 angebracht. Ein vorderer Endabschnitt des Stielzylinders 135 ist an dem Stiel 132 angebracht.
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Der Löffelzylinder 136 ist ein Hydraulikzylinder zum Antreiben des Löffels 133. Ein hinterer Endabschnitt des Löffelzylinders 136 ist an dem Ausleger 131 angebracht. Ein vorderer Endabschnitt des Löffelzylinders 136 ist an dem Löffel 133 angebracht.
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Der Ausleger-Winkelsensor 137 ist an dem Ausleger 131 angebracht und ermittelt einen Neigungswinkel des Auslegers 131.
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Der Stiel-Winkelsensor 138 ist an dem Stiel 132 angebracht und ermittelt einen Neigungswinkel des Stiels 132.
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Der Löffel-Winkelsensor 139 ist an dem Löffel 133 angebracht und ermittelt einen Neigungswinkel des Löffels 133.
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Der Ausleger-Winkelsensor 137, der Stiel-Winkelsensor 138 und der Löffel-Winkelsensor 139 gemäß der ersten Ausführungsform ermitteln den Neigungswinkel in Bezug auf eine Bodenebene. Darüber hinaus ist der Winkelsensor gemäß einer anderen Ausführungsform nicht darauf beschränkt und kann den Neigungswinkel in Bezug auf eine andere Bezugsebene ermitteln. In einer anderen Ausführungsform kann der Winkelsensor beispielsweise einen relativen Drehwinkel mit einem Potentiometer ermitteln, das an den unteren Endabschnitten des Auslegers 131, des Stiels 132 und des Löffels 133 vorhanden ist, oder den Neigungswinkel durch Messen der Zylinderlängen des Auslegerzylinders 134, des Stielzylinders 135 sowie des Löffelzylinders 136 und Umwandeln der Zylinderlänge in einen Winkel ermitteln.
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Der Schwenkkörper 120 ist mit einem Bedienungsraum 121 versehen. Im Inneren des Bedienungsraums 121 sind ein Fahrersitz 122, auf dem eine Bedienungsperson sitzt, eine Betätigungsvorrichtung 123 zum Bedienen der Lademaschine 100 und eine Ermittlungsvorrichtung 124 zum Ermitteln einer dreidimensionalen Position eines in einer Ermittlungsrichtung befindlichen Objekts vorhanden. In Reaktion auf eine Betätigung durch die Bedienungsperson erzeugt die Betätigungsvorrichtung 123 ein Betätigungs-Signal für den Auslegerzylinder 134, ein Betätigungs-Signal für den Stielzylinder 135, ein Betätigungs-Signal für den Löffelzylinder 136, ein Betätigungs-Signal zum Schwenken des Schwenkkörpers 120 nach links und nach rechts sowie ein Betätigungs-Signal für Vorwärts-und Rückwärtsfahrt des Fahrwerks 110 und gibt die Betätigungs-Signale an eine Steuerungsvorrichtung 128 aus. Des Weiteren erzeugt die Betätigungsvorrichtung 123 entsprechend der Betätigung durch die Bedienungsperson ein Lade-Befehls-Signal, mit dem die Arbeitsausrüstung 130 veranlasst wird, automatische Lade-Steuerung zu starten, und gibt das Lade-Befehls-Signal an die Steuerungsvorrichtung 128 aus. Das Lade-Befehls-Signal ist ein Beispiel für einen Befehl zum Starten automatischer Bewegung des Löffels 133. Die Betätigungsvorrichtung 123 ist beispielsweise mit einem Hebel, einem Schalter und einem Pedal ausgeführt. Für das Lade-Befehls-Signal wird ein Schalter betätigt. Wenn beispielsweise der Schalter gedrückt wird, wird ein Lade-Befehls-Signal ausgegeben. Die Betätigungsvorrichtung 123 ist in der Nähe des Fahrersitzes 122 angeordnet. Die Betätigungsvorrichtung 123 ist innerhalb eines Bereiches positioniert, in dem sie die Bedienungsperson betätigen kann, wenn die Bedienungsperson auf dem Fahrersitz 122 sitzt.
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Beispiele für die Ermittlungsvorrichtung 124 schließen eine Stereokamera, einen Laser-Scanner sowie eine Ultrabreitband-Abstandsmessvorrichtung ein. Die Ermittlungsvorrichtung 124 ist beispielsweise so eingerichtet, dass die Ermittlungsrichtung zur Vorderseite des Bedienungsraums 121 der Lademaschine 100 gewandt ist. Die Ermittlungsvorrichtung 124 bestimmt die dreidimensionale Position des Objekts in einem Koordinatensystem mit der Position der Ermittlungsvorrichtung 124 als einer Bezugsgröße.
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Darüber hinaus wird die Lademaschine 100 gemäß der ersten Ausführungsform entsprechend der Bedienung durch die auf dem Fahrersitz 122 sitzende Bedienungsperson betätigt, ist jedoch in einer anderen Ausführungsform nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Lademaschine 100 gemäß einer anderen Ausführungsform mittels einer Fernbedienung betätigt werden.
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Die Lademaschine 100 enthält eine Vorrichtung 125 für Berechnung einer Position sowie einer Azimut-Richtung, eine Neigungs-Messvorrichtung 126, eine Hydraulik-Vorrichtung127 sowie die Steuerungsvorrichtung 128.
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Die Vorrichtung 125 für Berechnung einer Position sowie einer Azimut-Richtung berechnet eine Position des Schwenkkörpers 120 und eine Azimut-Richtung, in die der Schwenkkörper 120 zeigt. Die Vorrichtung 125 für Berechnung einer Position sowie einer Azimut-Richtung umfasst zwei Empfänger, die Positionierungs-Signale von künstlichen Satelliten empfangen, die ein GNSS bilden. Die zwei Empfänger sind jeweils an unterschiedlichen Positionen an dem Schwenkkörper 120 installiert. Auf Basis des durch den Empfänger empfangenen Positionierungs-Signals ermittelt die Vorrichtung 125 für Berechnung einer Position sowie einer Azimut-Richtung die Position des repräsentativen Punktes (der Ursprung des Bagger-Koordinatensystems) des Schwenkkörpers 120 in einem Baustellen-Koordinatensystem.
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Die Vorrichtung 125 für Berechnung einer Position sowie einer Azimut-Richtung berechnet die Azimut-Richtung, in die der Schwenkkörper 120 weist, als eine Beziehung zwischen einer Installationsposition eines Empfängers und einer Installationsposition des anderen Empfängers unter Verwendung jedes durch die zwei Empfänger empfangenen Positionierungs-Signals.
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Die Neigungs-Messvorichtung 126 misst eine Beschleunigung und eine Winkelgeschwindigkeit (Schwenkgeschwindigkeit) des Schwenkkörpers 120 und erfasst anhand des Messergebnisses die Stellung (z.B. Rollwinkel, Nickwinkel, Gierwinkel) des Schwenkkörpers 120. Die Neigungs-Messvorichtung 126 ist beispielsweise an einer Unterseite des Schwenkkörpers 120 installiert. Zum Beispiel kann eine inertiale Mess-Einheit (IMU) als die Neigungs-Messvorichtung 126 eingesetzt werden.
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Die Hydraulik-Vorrichtung 127 führt dem Schwenkkörper 120, dem Fahrwerk 110, dem Auslegerzylinder 134, dem Stielzylinder 135 sowie dem Löffelzylinder 136 Hydrauliköl zu. Die Menge des Hydrauliköls, die dem Schwenkkörper 120, dem Fahrwerk 110, dem Auslegerzylinder 134, dem Stielzylinder 135 und dem Löffelzylinder 136 von der Hydraulik-Vorrichtung 127 zugeführt wird, wird durch die Steuerungsvorrichtung 128 gesteuert.
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Die Steuerungsvorrichtung 128 empfängt das Betätigungs-Signal von der Betätigungsvorrichtung 123. Die Steuerungsvorrichtung 128 treibt die Arbeitsausrüstung 130, den Schwenkkörper 120 oder das Fahrwerk 110 an, indem sie das Betätigungs-Signal an die Hydraulik-Vorrichtung 127 ausgibt.
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Konfiguration der Hydraulik-Vorrichtung
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2 ist eine schematische Ansicht eines Hydraulikkreises, die eine Konfiguration zeigt, die zum Schwenken des Schwenkkörpers 120 in einer Hydraulik-Vorrichtung 127 gemäß der ersten Ausführungsform beiträgt.
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Die Hydraulik-Vorrichtung 127 schließt einen Hydrauliköltank 701, eine Hydraulikpumpe 702, einen Schwenkmotor 703, ein Richtungs-Steuerventil 704, ein erstes Rückschlagventil 705, ein zweites Rückschlagventil 706, ein drittes Rückschlagventil 707, ein viertes Rückschlagventil 708, ein erstes Entlastungsventil 709 und ein zweites Entlastungsventil 710 ein.
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Der Hydrauliköltank 701 speichert Hydrauliköl.
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Die Hydraulikpumpe 702 wird von einer Antriebsmaschine (nicht dargestellt) der Lademaschine 100 angetrieben und fördert das in dem Hydrauliköltank 701 gespeicherte Hydrauliköl.
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Der Schwenkmotor 703 wird mit dem Hydrauliköl angetrieben, das über eine erste Haupt-Rohrleitung 711 oder eine zweite Haupt-Rohrleitung 712 zugeführt wird, und bewirkt, dass der Schwenkkörper 120 um einen Schwenk-Mittelpunkt geschwenkt wird.
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Das Richtungs-Steuerventil 704 befindet sich zwischen der Hydraulikpumpe 702 und dem Schwenkmotor 703. Das Richtungs-Steuerventil 704 und der Schwenkmotor 703 sind über die erste Haupt-Rohrleitung 711 und die zweite Haupt-Rohrleitung 712 miteinander verbunden. Das Richtungs-Steuerventil 704 schaltet eine Fließrichtung des von der Hydraulikpumpe 702 zugeführten Hydrauliköls um. Das Richtungs-Steuerventil 704 ist ein 4-Wege-3-Positions-Magnetventil. Das Richtungs-Steuerventil 704 schaltet die Fließrichtung um, indem es den linken und rechten Elektromagneten entsprechend dem von der Steuerungsvorrichtung 128 eingegebenen Betätigungs-Signal ansteuert und einen inneren Steuerkolben verschiebt. Wenn sich der Steuerkolben des Richtungs-Steuerventils 704 in einer neutralen Stellung befindet, wird das Hydrauliköl in den Hydrauliköltank 701 abgeleitet, ohne dem Schwenkmotor 703 zugeführt zu werden. Wenn der linke Elektromagnet des Richtungs-Steuerventils 704 durch das Betätigungs-Signal erregt wird, wird das Hydrauliköl über die erste Haupt-Rohrleitung 711 dem Schwenkmotor 703 zugeführt und über die zweite Haupt-Rohrleitung 712 in den Hydrauliköltank 701 abgeleitet. Dementsprechend dreht sich der Schwenkmotor 703 nach rechts. Wenn hingegen der rechte Elektromagnet des Richtungs-Steuerventils 704 durch das Betätigungs-Signal erregt wird, wird das Hydrauliköl über die zweite Haupt-Rohrleitung 712 dem Schwenkmotor 703 zugeführt und über die erste Haupt-Rohrleitung 711 in den Hydrauliköltank 701 abgeleitet. Dementsprechend dreht sich der Schwenkmotor 703 nach links. Des Weiteren variiert die Öffnungsfläche des Richtungs-Steuerventils 704 in Abhängigkeit von der Position des Steuerkolbens des Richtungs-Steuerventils 704. Daher kann das Richtungs-Steuerventil 704 die Strömungsmenge des Hydrauliköls entsprechend einer Stärke des Betätigungs-Signals anpassen. Das heißt, das Richtungs-Steuerventil 704 ist ein Hauptventil, das die Strömungsmenge des dem Schwenkmotor 703 zugeführten Hydrauliköls steuert.
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Das erste Rückschlagventil 705 befindet sich in einer ersten Abzweig-Rohrleitung 713, die von der ersten Haupt-Rohrleitung 711 abzweigt und mit dem Hydrauliköltank 701 verbunden ist. Das erste Rückschlagventil 705 verhindert nicht, dass das Hydrauliköl von dem Hydrauliköltank 701 zu der ersten Haupt-Rohrleitung 711 strömt. Dementsprechend kann das erste Rückschlagventil 705 verhindern, dass sich die erste Haupt-Rohrleitung 711 in einem Unterdruckzustand befindet.
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Das zweite Rückschlagventil 706 befindet sich in einer zweiten Abzweig-Rohrleitung 714, die von der zweiten Haupt-Rohrleitung 712 abzweigt und mit dem Hydrauliköltank 701 verbunden ist. Das zweite Rückschlagventil 706 verhindert nicht, dass das Hydrauliköl von dem Hydrauliköltank 701 zu der zweiten Haupt-Rohrleitung 712 strömt. Dementsprechend kann das zweite Rückschlagventil 706 verhindern, dass sich die zweite Haupt-Rohrleitung 712 in einem Unterdruckzustand befindet.
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Das dritte Rückschlagventil 707 befindet sich in einer dritten Abzweig-Rohrleitung 715, die von der ersten Haupt-Rohrleitung 711 abzweigt und über das zweite Entlastungsventil 710 mit dem Hydrauliköltank 701 verbunden ist. Das dritte Rückschlagventil 707 verhindert nicht, dass das Hydrauliköl von der ersten Haupt-Rohrleitung 711 zu dem zweiten Entlastungsventil 710 strömt.
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Das vierte Rückschlagventil 708 befindet sich in einer vierten Abzweig-Rohrleitung 716, die von der zweiten Haupt-Rohrleitung 712 abzweigt und über das zweite Entlastungsventil 710 mit dem Hydrauliköltank 701 verbunden ist. Das vierte Rückschlagventil 708 verhindert nicht, dass das Hydrauliköl von der zweiten Haupt-Rohrleitung 712 zu dem zweiten Entlastungsventil 710 strömt.
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Das erste Entlastungsventil 709 befindet sich zwischen einer Drucköffnung der Hydraulikpumpe 702 und dem Hydrauliköltank 701 und leitet das Hydrauliköl zu dem Hydrauliköltank 701 ab, wenn der auf das erste Entlastungsventil 709 ausgeübte Druck einen eingestellten Entlastungsdruck erreicht oder überschreitet. Dementsprechend kann das erste Entlastungsventil 709 verhindern, dass der Druck des von der Hydraulikpumpe 702 abgegebenen Hydrauliköls extrem hoch wird.
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Das zweite Entlastungsventil 710 befindet sich zwischen der dritten Abzweig-Rohrleitung 715 und der vierten Abzweig-Rohrleitung 716 und dem Hydrauliköltank 701 und leitet das Hydrauliköl zu dem Hydrauliköltank 701 ab, wenn der auf das zweite Entlastungsventil 710 ausgeübte Druck einen eingestellten Entlastungsdruck erreicht oder überschreitet. Dementsprechend kann das zweite Entlastungsventil 710 verhindern, dass ein Innendruck der ersten Haupt-Rohrleitung 711 oder der zweiten Haupt-Rohrleitung 712 extrem hoch wird. Da das zweite Entlastungsventil 710 vorhanden ist, entspricht ein Maximalwert der Bremskraft des Schwenkmotors 703 dem Entlastungsdruck des zweiten Entlastungsventils 710.
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Konfiguration der Steuerungsvorrichtung
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Die Steuerungsvorrichtung 128 empfängt das Betätigungs-Signal von der Betätigungsvorrichtung 123. Die Steuerungsvorrichtung 128 betätigt die Arbeitsausrüstung 130, den Schwenkkörper 120 oder das Fahrwerk 110, indem sie das Betätigungs-Signal an die Hydraulik-Vorrichtung 127 ausgibt.
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3 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
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Die Steuerungsvorrichtung 128 ist ein Computer, der einen Prozessor 1100, einen Hauptspeicher 1200, einen Speicher 1300 und eine Schnittstelle 1400 enthält. Der Speicher 1300 speichert ein Programm. Der Prozessor 1100 liest das Programm aus dem Speicher 1300, lädt das Programm in den Hauptspeicher 1200 und führt Verarbeitung auf Basis des Programms durch.
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Beispiele für den Speicher 1300 schließen HDD, SSD, Magnetplatten, magneto-optische Platten, CD-ROM, DVD-ROM und dergleichen ein. Der Speicher 1300 kann ein internes Medium sein, das direkt an eine gemeinsame Kommunikationsleitung der Steuerungsvorrichtung 128 angeschlossen ist, oder kann ein externes Medium sein, das über die Schnittstelle 1400 an die Steuerungsvorrichtung 128 angeschlossen ist. Der Speicher 1300 ist ein Speichermedium vom nicht-flüchtigen Typ.
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Der Prozessor 1100 wird mittels eines Programms ausgeführt und schließt eine Einheit 1101 für Erfassung von Fahrzeug-Informationen, eine Einheit 1102 für Erfassung von Ermittlungs-Informationen, eine Einheit 1103 für Eingabe eines Betätigungs-Signals, eine Einheit 1104 für Bestimmung einer Löffel-Position, eine Einheit 1105 für Bestimmung einer Belade-Position, eine Einheit 1106 für Bestimmung einer Vermeidungs-Position, eine Einheit 1107 für Bewegungs-Verarbeitung, eine Einheit 1108 für Bestimmung einer Winkeldifferenz, eine Einheit 1109 für Einstellungs-Feststellung, eine Einheit 1110 für Festlegung einer Regelgrö-ße sowie eine Einheit 1111 für Ausgabe eines Betätigungs-Signals ein.
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Die Einheit 1101 für Erfassung von Fahrzeug-Informationen erfasst die Schwenkgeschwindigkeit, die Position sowie die Azimut-Richtung des Schwenkkörpers 120, die Neigungswinkel des Auslegers 131, des Stiels 132 sowie des Löffels 133, die Fahrgeschwindigkeit des Fahrwerks 110 und die Stellung des Schwenkkörpers 120. Im Folgenden werden die durch die Einheit 1101 für Erfassung von Fahrzeug-Informationen erfassten Informationen über die Lademaschine 100 als Fahrzeug-Informationen bezeichnet.
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Die Einheit 1102 für Erfassung von Ermittlungs-Informationen erfasst dreidimensionale Positions-Informationen von der Ermittlungsvorrichtung 124 und bestimmt eine Position sowie eine Form des Belade-Objekts 200 (beispielsweise eines Transportfahrzeugs oder eines Fülltrichters).
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Die Einheit 1103 für Eingabe eines Betätigungs-Signals empfängt ein über die Betätigungsvorrichtung 123 eingegebenes Betätigungs-Signal. Ein Betätigungs-Signal für den Ausleger 131, ein Betätigungs-Signal für den Stiel 132, ein Betätigungs-Signal für den Löffel 133, ein Betätigungs-Signal zum Schwenken des Schwenkkörpers 120, ein Fahr-Betätigungs-Signal für das Fahrwerk 110 sowie ein Lade-Befehls-Signal für die Lademaschine 100 sind eingeschlossen.
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Auf Basis der durch die Einheit 1101 für Erfassung von Fahrzeug-Informationen erfassten Fahrzeug-Informationen bestimmt die Einheit 1104 für Bestimmung einer Löffel-Position eine Position P des vorderen Endes des Stiels 132 in dem Bagger-Koordinatensystem und eine Höhe Hb von dem vorderen Ende des Stiels 132 bis zu dem tiefsten Punkt des Löffels 133. Der tiefste Punkt des Löffels 133 ist ein Punkt an der äußeren Form des Löffels 133, der den kürzesten Abstand zu einer Bodenfläche hat. Das heißt, die Einheit 1104 für Bestimmung einer Löffel-Position bestimmt die Position P des vorderen Endes des Stiels 132 als eine Aushub-Abschlussposition P10, wenn die Eingabe des Lade-Befehls-Signals empfangen wird. 4 ist eine Ansicht, die ein Beispiel eines Löffel-Weges gemäß der ersten Ausführungsform zeigt. Das heißt, die Einheit 1104 für Bestimmung einer Löffel-Position ermittelt vertikale Richtungskomponenten und horizontale Richtungskomponenten der Länge des Auslegers 131 auf Basis des Neigungswinkels des Auslegers 131 und der bekannten Länge des Auslegers 131 (der Abstand von dem Bolzen an dem hinteren Endabschnitt zu dem Bolzen an dem vorderen Endabschnitt). Desgleichen ermittelt die Einheit 1104 für Bestimmung einer Löffel-Position die vertikalen Richtungskomponenten und die horizontalen Richtungskomponenten der Länge des Stiels 132. Die Einheit 1104 für Bestimmung einer Löffel-Position bestimmt eine Position, die von der Position der Lademaschine 100 um die Summe der vertikalen Richtungskomponenten und die Summe der horizontalen Richtungskomponenten der Längen des Auslegers 131 und des Stiels 132 in der Richtung getrennt ist, die anhand der Azimut-Richtung und der Stellung der Lademaschine 100 bestimmt wird, als die Position P des vorderen Endes des Stiels 132 (in 1 gezeigte Position P des Bolzens des vorderen Endabschnitts des Stiels 132). Weiterhin bestimmt die Einheit 1104 für Bestimmung einer Löffel-Position den tiefsten Punkt des Löffels 133 in der vertikalen Richtung auf Basis des Neigungswinkels des Löffels 133 sowie der bekannten Form des Löffels 133 und bestimmt die Höhe Hb von dem vorderen Ende des Stiels 132 bis zu dem tiefsten Punkt.
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Die Einheit 1105 für Bestimmung einer Belade-Position bestimmt eine Belade-Position P13 auf Basis der Position und der Form des Belade-Objekts 200, die durch die Einheit 1102 für Erfassung von Ermittlungs-Informationen bestimmt werden, wenn das Lade-Befehls-Signal in die Einheit 1103 für Eingabe eines Betätigungs-Signals eingegeben wird. Die Einheit 1105 für Bestimmung einer Belade-Position wandelt einen Belade-Punkt P21, der durch die Positions-Informationen des Belade-Objekts 200 angegeben wird, auf Basis der Position, der Azimut-Richtung und der Stellung des Schwenkkörpers 120, die durch die Einheit 1101 für Erfassung von Fahrzeug-Informationen erfasst werden, von dem Baustellen-Koordinatensystem in das Bagger-Koordinatensystem um. Die Einheit 1105 für Bestimmung einer Belade-Position bestimmt eine Position, die von dem Belade-Punkt P21 um einen Abstand D1 von der Mitte des Löffels 133 bis zu dem vorderen Ende des Stiels 132 in der Richtung getrennt ist, in die der Schwenkkörper 120 der Lademaschine 100 weist, als eine Ebenen-Position der Belade-Position P13. Das heißt, wenn sich das vordere Ende des Stiels 132 an der Belade-Position P13 befindet, ist die Mitte des Löffels 133 an dem Belade-Punkt P21 positioniert. Daher kann die Steuerungsvorrichtung 128 die Mitte des Löffels 133 zu dem Belade-Punkt P21 bewegen, indem sie das vordere Ende des Stiels 132 so steuert, dass es sich an die Belade-Position P13 bewegt. Im Folgenden wird die Richtung, in die der Schwenkkörper 120 weist, wenn sich das vordere Ende des Stiels 132 an der Belade-Position P13 befindet, auch als eine Soll-Stopp-Azimut-Richtung bezeichnet. Die Einheit 1105 für Bestimmung einer Belade-Position bestimmt eine Höhe der Belade-Position P13, indem sie die durch die Einheit 1104 für Bestimmung einer Löffel-Position bestimmte Höhe Hb von dem vorderen Ende des Stiels 132 bis zu dem tiefsten Punkt und die Höhe für den Steuerungs-Spielraum des Löffels 133 zu einer Höhe Ht des Belade-Objekts 200 addiert. In einer anderen Ausführungsform kann die Einheit 1105 für Bestimmung einer Belade-Position die Belade-Position P13 bestimmen, ohne die Höhe für den Steuerungs-Spielraum zu addieren. Das heißt, die Einheit 1105 für Bestimmung einer Belade-Position kann die Höhe der Belade-Position P13 bestimmen, indem sie die Höhe Hb zu der Höhe Ht addiert.
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Die Einheit 1106 für Bestimmung einer Vermeidungs-Position bestimmt eine Position P12 zur Vermeidung von Behinderung, die ein Punkt ist, an dem die Arbeitsausrüstung 130 und das Belade-Objekt 200 einander in einer Draufsicht von oben nicht behindern, auf Basis der durch die Einheit 1105 für Bestimmung einer Belade-Position bestimmten Belade-Position P13, der durch die Einheit 1101 für Erfassung von Fahrzeug-Informationen erfassten Position der Lademaschine 100 sowie der Position und der Form des Belade-Objekts 200, die durch die Einheit 1102 für Erfassung von Ermittlungs-Informationen bestimmt werden. Die Position P12 zur Vermeidung von Behinderung hat die gleiche Höhe wie die Belade-Position P13, der Abstand zu dem Schwenk-Mittelpunkt des Schwenkkörpers 120 ist genauso groß wie der Abstand von dem Schwenk-Mittelpunkt zu der Belade-Position P13, und die Position P12 zur Vermeidung von Behinderung ist eine Position, in der das Belade-Objekt 200 sich nicht darunter befindet. Die Einheit 1106 für Bestimmung einer Vermeidungs-Position bestimmt beispielsweise einen Kreis, dessen Mittelpunkt der Schwenk-Mittelpunkt des Schwenkkörpers 120 ist und dessen Radius der Abstand zwischen dem Schwenk-Mittelpunkt und der Belade-Position P13 ist, und bestimmt von den Positionen auf dem Kreis eine Position, an der die äußere Form des Löffels 133 das Belade-Objekt 200 in Draufsicht von oben nicht behindert und die der Belade-Position P13 am nächsten liegt, als die Position P12 zur Vermeidung von Behinderung. Die Einheit 1106 für Bestimmung einer Vermeidungs-Position kann auf Basis der Position und der Form des Belade-Objekts 200 sowie der bekannten Form des Löffels 133 feststellen, ob das Belade-Objekt 200 und der Löffel 133 einander behindern. Dabei sind die Formulierungen „die gleiche Höhe“ und „die Abstände sind gleich“ nicht notwendigerweise auf die Fälle beschränkt, in denen die Höhen oder Abstände vollständig übereinstimmen, und einige Abweichungen und Toleranzen sind zulässig.
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Wenn die Einheit 1103 für Eingabe eines Betätigungs-Signals die Eingabe des Lade-Befehls-Signals empfängt, erzeugt die Einheit 1107 für Bewegungs-Verarbeitung das Betätigungs-Signal zum Bewegen des Löffels 133 an die Belade-Position P13 auf Basis der durch die Einheit 1105 für Bestimmung einer Belade-Position bestimmten Belade-Position P13 sowie der durch die Einheit 1106 für Bestimmung einer Vermeidungs-Position bestimmten Position P12 zur Vermeidung von Behinderung. Das heißt, die Einheit 1107 für Bewegungs-Verarbeitung erzeugt das Betätigungs-Signal, um die Belade-Position P13 von der Aushub-Abschlussposition P10 über eine Schwenk-Anfangsposition und die Position P12 zur Vermeidung von Behinderung zu erreichen. Des Weiteren erzeugt die Einheit 1107 für Bewegungs-Verarbeitung das Betätigungs-Signal für den Löffel133, so dass sich ein Boden-Winkel des Löffels 133 auch dann nicht ändert, wenn der Ausleger 131 und der Stiel 132 angetrieben werden.
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Die Einheit 1108 für Bestimmung einer Winkeldifferenz bestimmt eine Schwenk-Winkeldifferenz, die einen Winkel repräsentiert, der durch die Azimut-Richtung, in die der Schwenkkörper 120 aktuell weist, und die Soll-Stopp-Azimut-Richtung gebildet wird. Die Schwenk-Winkeldifferenz hat einen negativen Wert, wenn die Azimut-Richtung, in die der Schwenkkörper 120 aktuell weist, in der Schwenkrichtung hinter der Soll-Stopp-Azimut-Richtung liegt. Die Schwenk-Winkeldifferenz hat einen positiven Wert, wenn die Azimut-Richtung, in die der Schwenkkörper 120 aktuell weist, in der Schwenkrichtung vor der Soll-Stopp-Azimut-Richtung liegt.
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Die Azimut-Richtung, in die der Schwenkkörper 120 aktuell weist, kann durch Aktualisieren der Azimut-Richtung ermittelt werden, die durch die Vorrichtung 125 für Berechnung einer Position sowie einer Azimut-Richtung auf Basis der durch die Neigungs-Messvorichtung 126 ausgegebenen Schwenkgeschwindigkeit des Schwenkkörpers 120 berechnet wird.
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Die Einheit 1109 für Einstellungs-Feststellung stellt auf Basis der Schwenk-Winkeldifferenz und der Schwenkgeschwindigkeit beim Abbremsen des Schwenkmotors 703 fest, ob die Schwenk-Winkeldifferenz beim Anhalten des Schwenkkörpers 120 innerhalb eines zulässigen Bereiches RE liegt. Die Absolut-Werte eines oberen Grenzwertes REsup und eines unteren Grenzwertes REinf des zulässigen Bereiches RE sind Beispiele für den zulässigen Winkel. Insbesondere stellt die Einheit 1109 für Einstellungs-Feststellung dann fest, dass die Schwenk-Winkeldifferenz beim Anhalten des Schwenkkörpers 120 den zulässigen Bereich RE überschreitet, wenn die Schwenkgeschwindigkeit unter einem vorgegebenen Geschwindigkeits-Schwellenwert Sth liegt und die Schwenk-Winkeldifferenz einen anhand der Schwenkgeschwindigkeit bestimmten zulässigen Winkeldifferenz-Bereich RD überschreitet. Wenn die Schwenk-Winkeldifferenz innerhalb des zulässigen Winkeldifferenz-Bereiches RD liegt, stellt die Einheit 1109 für Einstellungs-Feststellung fest, dass die Schwenk-Winkeldifferenz beim Anhalten des Schwenkkörpers 120 den zulässigen Bereich RE nicht überschreitet.
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5 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen der Schwenkgeschwindigkeit und dem zulässigen Winkeldifferenz-Bereich darstellt. Das Verhältnis zwischen der Schwenkgeschwindigkeit und dem zulässigen Winkeldifferenz-Bereich RD wird vorab in einem Hauptspeicher oder dergleichen gespeichert.
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Ein oberer Grenzwert RDsup des zulässigen Winkeldifferenz-Bereiches RD ist ein Wert, der um einen Winkel größer ist als der obere Grenzwert REsup des zulässigen Bereiches RE, der einem Rückschwenk-Winkel θb des Schwenkkörpers 120 entspricht. Das Rückschwenken ist eine Erscheinung, bei der es nach Ende des Schwenkens aufgrund einer Reaktion, die durch Faktoren, wie beispielsweise Trägheit des Schwenkkörpers 120, Spiel mechanischer Elemente sowie Kompressibilität des Hydrauliköls, verursacht wird, zu einem Schwenken in der entgegengesetzten Richtung kommt. Das heißt, selbst wenn die Schwenk-Winkeldifferenz des Schwenkkörpers 120 an einem bestimmten Punkt während des Bremsens den oberen Grenzwert REsup des zulässigen Bereiches RE überschreitet, liegt, wie in einem Schwenk-Muster P1 in 5 dargestellt, wenn die Schwenk-Winkeldifferenz innerhalb des zulässigen Winkeldifferenz-Bereiches RD liegt, die Schwenk-Winkeldifferenz des Schwenkkörpers 120, wenn der Schwenkkörper 120 zum Halten kommt, aufgrund des Rückschwenkens nach dem Anhalten innerhalb des zulässigen Bereiches RE. Der Absolutwert des oberen Grenzwertes RDsup des zulässigen Winkeldifferenz-Bereiches RD ist ein Beispiel für einen Winkel-Schwellenwert auf der Vorderseite.
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Ein unterer Grenzwert RDinf des zulässigen Winkeldifferenz-Bereiches RD wird anhand der Schwenkgeschwindigkeit des Schwenkkörpers 120 festgelegt. Das heißt, ein Wert, der um einen Winkel, der dem Rückschwenk-Winkel θb des Schwenkkörpers 120 entspricht, größer ist als der untere Grenzwert REinf des zulässigen Bereiches RE, dient als ein Achsenabschnitt einer Schwenk-Winkeldifferenz-Achse, und von dem mittels einer Bremsfunktion bestimmten Winkel, der die gleiche Neigung wie die Neigung der Änderung der Schwenk-Winkeldifferenz in Bezug auf die Schwenkgeschwindigkeit des Schwenkkörpers 120 hat, und dem unteren Grenzwert REinf des zulässigen Bereiches RE wird der kleinere als der untere Grenzwert RDinf des zulässigen Winkeldifferenz-Bereiches RD festgelegt. Das heißt, selbst wenn die Schwenk-Winkeldifferenz des Schwenkkörpers 120 an einem bestimmten Punkt während des Bremsens den oberen Grenzwert REinf des zulässigen Bereiches RE unterschreitet, liegt, wie in einem Schwenk-Muster P2 in 5 gezeigt, wenn die Schwenk-Winkeldifferenz innerhalb des zulässigen Winkeldifferenz-Bereiches RD liegt, die Schwenk-Winkeldifferenz des Schwenkkörpers 120, wenn der Schwenkkörper 120 zum Halten kommt, aufgrund der Drehung des Schwenkkörpers 120 innerhalb des zulässigen Bereiches RE. Der Absolutwert des unteren Grenzwertes RDinf des zulässigen Winkeldifferenz-Bereiches RD ist ein Beispiel für einen Winkel-Schwellenwert auf der Rückseite.
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Die Einheit 1110 für Festlegung einer Regelgröße auf Basis der Schwenk-Winkeldifferenz des Schwenkkörpers 120 erzeugt ein Betätigungs-Signal, das einen Hubbetrag (Regelgröße) eines Steuerkolbens des Richtungs-Steuerventils 704 anzeigt. 6 ist ein schematisches Blockdiagramm, das die Funktion der Einheit für Festlegung einer Regelgröße darstellt. Das heißt, die Einheit 1110 für Festlegung einer Regelgröße legt die Öffnungsfläche zwischen der Hydraulikpumpe 702 des Richtungs-Steuerventils 704 und dem Schwenkmotor 703 fest, indem sie die Schwenk-Winkeldifferenz des Schwenkkörpers 120 mit einem vorgegebenen Verstärkungsfaktor (B1) multipliziert. Anschließend wandelt die Einheit 1110 für Festlegung einer Regelgröße die Öffnungsfläche in den Hubbetrag des Steuerkolbens des Richtungs-Steuerventils 704 (B2) um. Anschließend begrenzt die Einheit 1110 für Festlegung einer Regelgröße den umgewandelten Hubbetrag auf einen Wert zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert des Hubbewegungs-Bereiches des Steuerkolbens (B3).
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Die Einheit 1111 für Ausgabe eines Betätigungs-Signals gibt das in die Einheit 1103 für Eingabe eines Betätigungs-Signals eingegebene Betätigungssignal, das durch die Einheit 1107 für Bewegungs-Verarbeitung erzeugte Betätigungs-Signal oder das durch die Einheit 1110 für Festlegung einer Regelgröße erzeugte Betätigungs-Signal aus. Insbesondere gibt die Einheit 1111 für Ausgabe eines Betätigungs-Signals das durch die Einheit 1107 für Bewegungs-Verarbeitung erzeugte Betätigungs-Signal dann aus, wenn die automatische Lade-Steuerung durchgeführt wird und der Schwenkkörper 120 beschleunigt. Des Weiteren gibt die Einheit 1111 für Ausgabe eines Betätigungs-Signals das durch die Einheit 1110 für Festlegung einer Regelgröße erzeugte Betätigungs-Signal aus, wenn die automatische Lade-Steuerung durchgeführt wird und der Schwenkkörper 120 abbremst und die Einheit 1109 für Einstellungs-Feststellung feststellt, dass die Schwenk-Winkeldifferenz den zulässigen Bereich RE überschreitet, wenn der Schwenkkörper 120 zum Halten kommt. Des Weiteren gibt die Einheit 1111 für Ausgabe eines Betätigungs-Signals das durch die Einheit 1107 für Bewegungs-Verarbeitung erzeugte Betätigungs-Signal aus, wenn die automatische Lade-Steuerung durchgeführt wird und der Schwenkkörper 120 abbremst und die Einheit 1109 für Einstellungs-Feststellung nicht feststellt, dass die Schwenk-Winkeldifferenz den zulässigen Bereich RE überschreitet, wenn der Schwenkkörper 120 zum Halten kommt. Des Weiteren gibt die Einheit 1111 für Ausgabe eines Betätigungs-Signals das durch die Einheit 1103 für Eingabe eines Betätigungs-Signals erzeugte Betätigungs-Signal dann aus, wenn die automatische Lade-Steuerung nicht durchgeführt wird.
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Betätigung
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Wenn die Bedienungsperson der Lademaschine 100 feststellt, dass sich die Lademaschine 100 und das Belade-Objekt 200 in einer Positionsbeziehung befinden, die Belade-Verarbeitung ermöglicht, schaltet die Bedienungsperson die Betätigungsvorrichtung 123 an. Dementsprechend erzeugt die Betätigungsvorrichtung 123 ein Lade-Befehls-Signal und gibt es aus.
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7 und 8 sind Flussdiagramme, die ein Verfahren für automatische Lade-Steuerung gemäß der ersten Ausführungsform darstellen. Wenn die Steuerungsvorrichtung 128 die Eingabe des Lade-Befehlssignals von der Bedienungsperson empfängt, führt die Steuerungsvorrichtung 128 die in 7 und 8 dargestellte automatische Lade-Steuerung durch.
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Die Einheit 1101 für Erfassung von Fahrzeug-Informationen erfasst die Position und die Azimut-Richtung des Schwenkkörpers 120, die Neigungswinkel des Auslegers 131, des Stiels 132 und des Löffels 133, die Stellung des Schwenkkörpers 120 (Schritt S1). Die Einheit 1101 für Erfassung von Fahrzeug-Informationen bestimmt die Position des Schwenk-Mittelpunkts des Schwenkkörpers 120 auf Basis der erfassten Position und Azimut-Richtung des Schwenkkörpers 120 (Schritt S2). Dann erfasst die Einheit 1102 für Erfassung von Ermittlungs-Informationen die dreidimensionalen Positions-Informationen des Belade-Objekts 200 von der Ermittlungsvorrichtung 124 und bestimmt die Position sowie die Form des Belade-Objekts 200 anhand der dreidimensionalen Positions-Informationen (Schritt S3).
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Auf Basis der durch die Einheit 1101 für Erfassung von Fahrzeug-Informationen erfassten Fahrzeug-Informationen bestimmt die Einheit 1104 für Bestimmung einer Löffel-Position die Position P des vorderen Endes des Stiels 132, wenn das Lade-Befehls-Signal eingegeben wird, und die Höhe von dem vorderen Ende des Stiels 132 bis zu dem tiefsten Punkt des Löffels 133 (Schritt S4). Die Einheit 1104 für Bestimmung einer Löffel-Position bestimmt die Position P als die Aushub-Abschlussposition P10.
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Die Einheit 1105 für Bestimmung einer Belade-Position wandelt die durch die Einheit 1102 für Erfassung von Ermittlungs-Informationen erfassten Positions-Informationen des Belade-Objekts 200 auf Basis der Position, der Azimut-Richtung und der Stellung des Schwenkkörpers 120, die in Schritt S1 erfasst werden, von dem Baustellen-Koordinatensystem in das Bagger-Koordinatensystem um. Die Einheit 1105 für Bestimmung einer Belade-Position bestimmt die Ebenen-Position der Belade-Position P13 auf Basis der Position und der Form des Belade-Objekts 200, die durch die Einheit 1102 für Erfassung von Ermittlungs-Informationen bestimmt werden (Schritt S5). Dabei bestimmt die Einheit 1105 für Bestimmung einer Belade-Position die Höhe der Belade-Position P13, indem sie die In Schritt S4 bestimmte Höhe Hb von dem vorderen Ende des Stiels 132 bis zu dem tiefsten Punkt des Löffels 133 und die Höhe für den Steuerungs-Spielraum des Löffels 133 zu der Höhe Ht des Belade-Objekts 200 addiert (Schritt S6).
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Die Einheit 1106 für Bestimmung einer Vermeidungs-Position bestimmt den Ebenen-Abstand von dem Schwenk-Mittelpunkt zu der Belade-Position P13 (Schritt S7). Die Einheit 1106 für Bestimmung einer Vermeidungs-Position bestimmt die Position, die von dem Schwenk-Mittelpunkt um den bestimmten Ebenen-Abstand getrennt ist, d.h. die Position, an der es in Draufsicht nicht zu gegenseitiger Behinderung zwischen der äußeren Form des Löffels 133 und dem Belade-Objekt 200 kommt und die der Belade-Position P13 am nächsten liegt, als die Position P12 zur Vermeidung von Behinderung (Schritt S8).
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Die Einheit 1107 für Bewegungs-Verarbeitung stellt fest, ob die Position des vorderen Endes des Stiels 132 die Belade-Position P13 erreicht hat (Schritt S9). Wenn die Position des vorderen Endes des Stiels 132 die Belade-Position P13 nicht erreicht hat (Schritt S9: NEIN), stellt die Einheit 1107 für Bewegungs-Verarbeitung fest, ob sich die Position des vorderen Endes des Stiels 132 in der Nähe der Position P12 zur Vermeidung von Behinderung befindet. Beispielsweise stellt die Einheit 1107 für Bewegungs-Verarbeitung fest, ob eine Differenz zwischen einer Höhe des vorderen Endes des Stiels 132 und einer Höhe der Position P12 zur Vermeidung von Behinderung unter einem vorgegebenen Schwellenwert liegt, oder ob eine Differenz zwischen dem Ebenen-Abstand von dem Schwenk-Mittelpunkt des Schwenkkörpers 120 zu dem vorderen Ende des Stiels 132 und dem Ebenen-Abstand von dem Schwenk-Mittelpunkt zu der Position P12 zur Vermeidung von Behinderung unter einem vorgegebenen Schwellenwert liegt (Schritt S10). Wenn sich die Position des vorderen Endes des Stiels 132 nicht in der Nähe der Position P12 zur Vermeidung von Behinderung befindet (Schritt S10: NEIN), erzeugt die Einheit 1107 für Bewegungs-Verarbeitung das Betätigungs-Signal für den Ausleger 131 und den Stiel 132, durch den das vordere Ende des Stiels 132 an die Position P12 zur Vermeidung von Behinderung bewegt wird (Schritt S11). Dabei erzeugt die Einheit 1107 für Bewegungs-Verarbeitung das Betätigungs-Signal auf Basis der Positionen sowie Geschwindigkeiten des Auslegers 131 und des Stiels 132.
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Darüber hinaus berechnet die Einheit 1107 für Bewegungs-Verarbeitung eine Summe der Winkelgeschwindigkeiten des Auslegers 131 und des Stiels 132 auf Basis der erzeugten Betätigungs-Signale für den Ausleger 131 sowie den Stiel 132 und erzeugt das Betätigungs-Signal zum Drehen des Löffels 133 mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Summe der Winkelgeschwindigkeiten (Schritt S12). Dementsprechend kann die Einheit 1107 für Bewegungs-Verarbeitung das Betätigungs-Signal zum Halten des Boden-Winkels des Löffels 133 erzeugen. In einer anderen Ausführungsform kann die Einheit 1107 für Bewegungs-Verarbeitung das Betätigungs-Signal zum Drehen des Löffels 133 so erzeugen, dass der durch Berechnung aus den erfassten Werten des Ausleger-Winkelsensors 137, des Stiel-Winkelsensors 138 und des Löffel-Winkelsensors 139 ermittelte Boden-Winkel des Löffels 133 genauso groß wird wie der Boden-Winkel, wenn automatische Steuerung gestartet wird.
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Wenn sich die Position des vorderen Endes des Stiels 132 in der Nähe der Position P12 zur Vermeidung von Behinderung befindet (Schritt S10: JA), erzeugt die Einheit 1107 für Bewegungs-Verarbeitung nicht die Betätigungs-Signale für den Ausleger 131, den Stiel 132 und den Löffel 133.
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Die Einheit 1107 für Bewegungs-Verarbeitung stellt auf Basis der von der Einheit 1101 für Erfassung von Fahrzeug-Informationen erfassten Fahrzeug-Informationen fest, ob die Schwenkgeschwindigkeit des Schwenkkörpers 120 niedriger ist als eine vorgegebene Geschwindigkeit (Schritt S13). Das heißt, die Einheit 1107 für Bewegungs-Verarbeitung stellt fest, ob der Schwenkkörper 120 geschwenkt wird.
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Wenn die Schwenkgeschwindigkeit des Schwenkkörpers 120 niedriger ist als die vorgegebene Geschwindigkeit (Schritt S13: JA), bestimmt die Einheit 1107 für Bewegungs-Verarbeitung eine Anstiegszeit, die eine Zeit ist, die die Höhe des Löffels 133 benötigt, um von der Höhe der Aushub-Abschlussposition P10 aus die Höhe der Position P12 zur Vermeidung von Behinderung zu erreichen (Schritt S14). Wenn das Schwenk-Betätigungs-Signal zu dem aktuellen Zeitpunkt auf Basis der Anstiegszeit des Löffels 133 ausgegeben wird, stellt die Einheit 1107 für Bewegungs-Verarbeitung fest, ob das vordere Ende des Stiels 132 die Position P12 zur Vermeidung von Behinderung oder einen Punkt durchläuft, der höher liegt als die Position P12 zur Vermeidung von Behinderung (Schritt S15). Wenn das Schwenk-Betätigungs-Signal zu dem aktuellen Zeitpunkt ausgegeben wird, und wenn das vordere Ende des Stiels 132 die Position P12 zur Vermeidung von Behinderung oder den Punkt durchläuft, der höher liegt als die Position P12 zur Vermeidung von Behinderung (Schritt S15: JA), erzeugt die Einheit 1107 für Bewegungs-Verarbeitung das Schwenk-Betätigungs-Signal, mit dem das Öffnen des Richtungs-Steuerventils 704 auf die maximale Öffnung gesteuert wird (Schritt S16).
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Wenn das Schwenk-Betätigungs-Signal zu dem aktuellen Zeitpunkt ausgegeben wird, und wenn das vordere Ende des Stiels 132 einen Punkt durchläuft, der tiefer liegt als die Position P12 zur Vermeidung von Behinderung (Schritt S15: NEIN) erzeugt die Einheit 1107 für Bewegungs-Verarbeitung das Schwenk-Betätigungs-Signal nicht.
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Wenn die Schwenkgeschwindigkeit des Schwenkkörpers 120 genauso hoch ist wie oder höher als die vorgegebene Geschwindigkeit (Schritt S13: NEIN), bestimmt die Einheit 1108 für Bestimmung einer Winkeldifferenz die Schwenk-Winkeldifferenz, die der Winkel ist, der durch die Azimut-Richtung, in die der Schwenkkörper 120 aktuell weist, und die Soll-Stopp-Azimut-Richtung gebildet wird (Schritt S17).
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Wenn die Ausgabe des Schwenk-Betätigungs-Signals von der aktuellen Zeit an angehalten wird, stellt die Einheit 1107 für Bewegungs-Verarbeitung fest, ob der Schwenk-Winkel des Schwenkkörpers 120 bis zum Anhalten genauso groß ist wie oder größer als die Schwenk-Winkeldifferenz (Schritt S18). Nachdem die Ausgabe des Schwenk-Betätigungs-Signals unterbrochen worden ist, wird der Schwenkkörper 120 aufgrund von Trägheit unter Abbremsen weiter geschwenkt und kommt dann zum Halten. Wenn die Ausgabe des Schwenk-Betätigungs-Signals von der aktuellen Zeit an angehalten wird und wenn nicht festgestellt wird, dass der Schwenk-Winkel des Schwenkkörpers 120 bis zum Anhalten genauso groß ist wie oder größer als die Schwenk-Winkeldifferenz, das heißt, wenn nicht festgestellt wird, dass das vordere Ende des Stiels 132 die Belade-Position P13 erreicht (Schritt S18: NEIN), erzeugt die Einheit 1107 für Bewegungs-Verarbeitung ein Schwenk-Betätigungs-Signal (Schritt S19). Dementsprechend wird der Schwenkkörper 120 weiter geschwenkt.
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Wenn festgestellt wird, dass der Schwenk-Winkel des Schwenkkörpers 120 bis zum Anhalten genauso groß ist wie oder größer als die Schwenk-Winkeldifferenz (Schritt S18: JA), stellt die Einheit 1109 für Einstellungs-Feststellung fest, ob die Schwenkgeschwindigkeit unter einem vorgegebenen Geschwindigkeits-Schwellenwert Sth liegt (Schritt S20). Wenn die Schwenkgeschwindigkeit auf oder über dem Geschwindigkeits-Schwellenwert Sth liegt (Schritt S20: NEIN), veranlasst die Einheit 1109 für Einstellungs-Feststellung die Steuerungsvorrichtung 128 nicht, das Betätigungs-Signal zum Schwenken des Schwenkkörpers 120 zu erzeugen. Dementsprechend bremst der Schwenkkörper 120 ab.
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Wenn die Schwenkgeschwindigkeit unter dem Geschwindigkeits-Schwellenwert Sth liegt (Schritt S20: JA), stellt die Einheit 1109 für Einstellungs-Feststellung fest, ob die Schwenk-Winkeldifferenz den zulässigen Winkeldifferenz-Bereich RD überschreitet (Schritt S21). Wenn die Schwenk-Winkeldifferenz den zulässigen Winkeldifferenz-Bereich RD nicht überschreitet (Schritt S21: NEIN), stellt die Einheit 1109 für Einstellungs-Feststellung fest, dass die Schwenk-Winkeldifferenz innerhalb des zulässigen Bereiches RE liegt, wenn der Schwenkkörper 120 zum Halten kommt, und erzeugt die Steuerungsvorrichtung 128 kein Betätigungs-Signal zum Drehen des Schwenkkörpers 120.
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Wenn hingegen die Schwenk-Winkeldifferenz den zulässigen Winkeldifferenz-Bereich RD überschreitet (Schritt S21: JA), stellt die Einheit 1109 für Einstellungs-Feststellung fest, dass die Schwenk-Winkeldifferenz den zulässigen Bereich RE überschreitet, wenn der Schwenkkörper 120 zum Halten kommt. Wenn die Einheit 1109 für Einstellungs-Feststellung feststellt, dass die Schwenk-Winkeldifferenz den zulässigen Bereich RE überschreitet, wenn der Schwenkkörper 120 zum Halten kommt, legt die Einheit 1110 für Festlegung einer Regelgrö-ße, wie in 6 gezeigt, den Hubbetrag auf Basis der Schwenk-Winkeldifferenz fest und erzeugt das Steuerungs-Signal für das Richtungs-Steuerventil 704 (Schritt S22).
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Wenn mittels der Verarbeitung von Schritt S9 bis Schritt S22 die Betätigungs-Signale für den Ausleger 131, den Stiel 132 und den Löffel 133 oder/und das Betätigungs-Signal für das Richtungs-Steuerventil 704 erzeugt wird, gibt die Einheit 1111 für Ausgabe eines Betätigungs-Signals das erzeugte Betätigungs-Signal an die Hydraulik-Vorrichtung 127 aus (Schritt S23).
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Dann erfasst die Einheit 1101 für Erfassung von Fahrzeug-Informationen die Fahrzeug-Informationen (Schritt S24). Dementsprechend kann die Einheit 1101 für Erfassung von Fahrzeug-Informationen die Fahrzeug-Informationen nach Betätigung durch das ausgegebene Betätigungs-Signal erfassen. Die Steuerungsvorrichtung 128 führt den Prozess zu Schritt S9 zurück und führt wiederholt die Erzeugung des Betätigungs-Signals aus.
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Wenn die Position des vorderen Endes des Stiels 132 hingegen in Schritt S9 die Belade-Position P13 erreicht hat (Schritt S9: JA), erzeugt die Einheit 1107 für Bewegungs-Verarbeitung das Betätigungs-Signal, das den Löffel 133 veranlasst, einen Ladevorgang durchzuführen (Schritt S25). Beispiele für das Betätigungs-Signal, mit dem der Löffel 133 veranlasst wird, den Ladevorgang durchzuführen, schließen ein Betätigungs-Signal zum Drehen des Löffels 133 in einer Richtung zur Entnahme von Boden sowie ein Betätigungs-Signal zum Öffnen der Greiferschalen ein, wenn es sich bei dem Löffel 133 um einen Zweischalengreifer handelt. Die Einheit 1111 für Ausgabe eines Betätigungs-Signals gibt das erzeugte Betätigungs-Signal an die Hydraulik-Vorrichtung 127 aus (Schritt S26). Dann beendet die Steuerungsvorrichtung 128 die automatische Lade-Steuerung.
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Funktionsbeispiel
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Im Folgenden wird die Schwenk-Steuerungsfunktion der Steuerungsvorrichtung 128 gemäß der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. 9 ist eine Ansicht, die ein erstes Beispiel der Schwenk-Steuerungsfunktion der Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
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Wenn das Schwenken des Schwenkkörpers 120 durch die automatische Lade-Steuerung abgebremst wird und die Schwenkgeschwindigkeit zu Zeitpunkt T1 unter den Geschwindigkeits-Schwellenwert Sth fällt, stellt die Einheit 1109 für Einstellungs-Feststellung der Steuerungsvorrichtung 128 fest, ob die Schwenk-Winkeldifferenz den zulässigen Winkeldifferenz-Bereich RD überschreitet. Zu Zeitpunkt T1 erzeugt die Einheit 1110 für Festlegung einer Regelgröße, da die Schwenk-Winkeldifferenz den zulässigen Winkeldifferenz-Bereich RD in der negativen Richtung überschreitet (die Schwenk-Winkeldifferenz liegt unter dem unteren Grenzwert RDinf des zulässigen Winkeldifferenz-Bereiches RD), ein Steuerungs-Signal des Hubbetrags entsprechend der Schwenk-Winkeldifferenz. Dementsprechend erhöht der Schwenkkörper 120 die Schwenkgeschwindigkeit. Danach erzeugt die Steuerungsvorrichtung 128, wenn die Schwenkgeschwindigkeit den Geschwindigkeits-Schwellenwert Sth zu dem Zeitpunkt T2 erreicht oder überschreitet, das Steuerungs-Signal nicht. Dementsprechend wird das Schwenken des Schwenkkörpers 120 erneut abgebremst.
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Wenn danach die Schwenkgeschwindigkeit zu Zeitpunkt T3 unter den Geschwindigkeits-Schwellenwert Sth fällt, stellt die Einheit 1109 für Einstellungs-Feststellung der Steuerungsvorrichtung 128 fest, ob die Schwenk-Winkeldifferenz den zulässigen Winkeldifferenz-Bereich RD überschreitet. Da die Schwenk-Winkeldifferenz den zulässigen Winkeldifferenz-Bereich zu Zeitpunkt T3 nicht überschreitet, erzeugt die Steuerungsvorrichtung 128 das Steuerungs-Signal nicht. Danach erzeugt, da die Schwenk-Winkeldifferenz den zulässigen Winkeldifferenz-Bereich nicht überschreitet, die Steuerungsvorrichtung 128 das Steuerungs-Signal nicht. Danach wird, wenn die Schwenkgeschwindigkeit zu Zeitpunkt T4 Null erreicht, der Schwenkkörper 120 durch Rückschwenken in die entgegengesetzte Richtung geschwenkt. Da der untere Grenzwert RDinf des zulässigen Winkeldifferenz-Bereiches RD auf Basis einer Bremsfunktion bestimmt wird, bei der ein Wert, der um einen Winkel größer ist als der untere Grenzwert REinf des zulässigen Bereiches RE, der dem Rückschwenk-Winkel θb des Schwenkkörpers 120 entspricht, als ein Achsenabschnitt festgelegt ist, liegt die Schwenk-Winkeldifferenz nach Zurückschwenken innerhalb des zulässigen Bereiches RE.
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Auf diese Weise kann die Steuerungsvorrichtung 128 die Häufigkeit verringern, mit der das Schwenk-Steuerungs-Signal beim Bremsen des Schwenkkörpers 120 ausgegeben wird, und kann die Schwenk-Winkeldifferenz innerhalb des zulässigen Bereiches RE halten.
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Im Folgenden wird die Schwenk-Steuerungsfunktion der Steuerungsvorrichtung 128 bei dem Überlauf gemäß der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 10 beschrieben. 10 ist eine Ansicht, die ein zweites Beispiel der Schwenk-Steuerungsfunktion der Steuerungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
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Wenn das Schwenken des Schwenkkörpers 120 durch die automatische Lade-Steuerung abgebremst wird und die Schwenkgeschwindigkeit zu Zeitpunkt T5 unter den Geschwindigkeits-Schwellenwert Sth fällt, stellt die Einheit 1109 für Einstellungs-Feststellung der Steuerungsvorrichtung 128 fest, ob die Schwenk-Winkeldifferenz den zulässigen Winkeldifferenz-Bereich RD überschreitet. Da die Schwenk-Winkeldifferenz den zulässigen Winkeldifferenz-Bereich zu Zeitpunkt T5 nicht überschreitet, erzeugt die Steuerungsvorrichtung 128 das Steuerungs-Signal nicht. Danach überschreitet zu Zeitpunkt T6 die Schwenk-Winkeldifferenz den zulässigen Winkeldifferenz-Bereich RD in der positiven Richtung (die Schwenk-Winkeldifferenz überschreitet den oberen Grenzwert RDsup des zulässigen Winkeldifferenz-Bereiches RD). Daher erzeugt die Einheit 1110 für Festlegung einer Regelgröße ein Steuerungs-Signal zum Drehen des Schwenkmotors 703 in der der Schwenkrichtung entgegengesetzten Richtung, d.h. in der negativen Richtung. Da der Schwenkmotor 703 jedoch mit der Bremskraft arbeitet, die äquivalent zu dem Entlastungsdruck des zweiten Entlastungsventils 710 ist, nimmt die Verringerung der Schwenkgeschwindigkeit nicht zu.
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Wenn danach die Schwenkgeschwindigkeit zu Zeitpunkt T7 Null erreicht, beginnt der Schwenkmotor 703 aufgrund des durch die Einheit 1110 für Festlegung einer Regelgröße erzeugten Steuerungs-Signals Drehung in der zur vorherigen Schwenkrichtung entgegengesetzten Richtung. Das heißt, wenn die Schwenk-Winkeldifferenz den oberen Grenzwert RDsup des zulässigen Winkeldifferenz-Bereiches RD überschreitet, wird das Steuerungs-Signal zum Drehen des Schwenkmotors 703 in der negativen Richtung im Voraus erzeugt. Daher ist es, wenn die Schwenkgeschwindigkeit des Schwenkkörpers 120 Null erreicht, möglich, den Schwenkkörper 120 sofort in die negative Richtung zu schwenken.
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Nach Zeitpunkt T7 gibt die Steuerungsvorrichtung 128 das Schwenk-Steuerungs-Signal aus, bis die Schwenk-Winkeldifferenz zu Zeitpunkt T8 innerhalb des zulässigen Bereiches RE liegt.
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Nach dem Zeitpunkt T8 erzeugt die Steuerungsvorrichtung 128, wenn die Schwenk-Winkeldifferenz innerhalb des zulässigen Bereiches RE liegt, das Steuerungs-Signal nicht. Danach wird der Schwenkkörper 120 durch Trägheit abgebremst, und wenn die Schwenkgeschwindigkeit zu Zeitpunkt T9 Null wird, wird der Schwenkkörper 120 aufgrund des Rückschwenkens in der der negativen Richtung entgegengesetzten Richtung, d.h. wieder in der positiven Richtung, geschwenkt. Da der Schwenk-Winkel, bei dem der Schwenkkörper 120 durch das Rückschwenken nach T9 in der positiven Richtung geschwenkt wird, als kleiner betrachtet wird als der Schwenk-Winkel, bei dem sich der Schwenkkörper 120 nach T8 durch Trägheit dreht, liegt die Schwenk-Winkeldifferenz nach Rückschwenken innerhalb des zulässigen Bereiches RE.
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Auf diese Weise kann die Steuerungsvorrichtung 128, selbst wenn der Schwenkkörper 120 überläuft, den Schwenkkörper 120 sofort in der entgegengesetzten Richtung schwenken und kann die Schwenk-Winkeldifferenz innerhalb des zulässigen Bereiches RE halten.
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Funktion und Effekt
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Auf diese Weise stellt die Steuerungsvorrichtung 128 gemäß der ersten Ausführungsform auf Basis der Azimut-Richtung, der Schwenkgeschwindigkeit und der Soll-Stopp-Azimut-Richtung des Schwenkkörpers 120 beim Abbremsen des Schwenkmotors 703 fest, ob die Schwenk-Winkeldifferenz innerhalb des zulässigen Bereiches RE liegt, wenn der Schwenkkörper 120 zum Halten kommt. Wenn dann festgestellt wird, dass die Schwenk-Winkeldifferenz beim Anhalten des Schwenkkörpers 120 den zulässigen Bereich RE überschreitet, gibt die Steuerungsvorrichtung 128 ein Schwenk-Steuerungs-Signal aus, um den Schwenkmotor 703 zu veranlassen, der Steuerungsvorrichtung 127 Hydrauliköl zuzuführen. Dementsprechend kann die Steuerungsvorrichtung 128 die Häufigkeit reduzieren, mit der das Schwenk-Steuerungs-Signal beim Bremsen des Schwenkkörpers 120 ausgegeben wird. Das heißt, die Steuerungsvorrichtung 128 kann die Azimut-Richtung des Schwenkkörpers 120 steuern, indem sie bei Bedarf Schwenksteuerung durchführt.
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Des Weiteren stellt, wenn die Schwenkgeschwindigkeit des Schwenkkörpers 120 unter dem vorgegebenen Schwellenwert liegt, die Steuerungsvorrichtung 128 gemäß der ersten Ausführungsform fest, ob die Schwenk-Winkeldifferenz innerhalb des zulässigen Bereiches RE liegt, wenn der Schwenkkörper 120 zum Halten kommt. Das heißt, die Steuerungsvorrichtung 128 führt die Schwenk-Steuerung nicht durch, wenn eine Möglichkeit dahingehend besteht, dass die Geschwindigkeit des Schwenkkörpers 120 hoch ist und der Einfluss der Schwenk-Steuerung durch die Einheit 1110 für Festlegung einer Regelgröße zu groß wird. Dementsprechend kann die Steuerungsvorrichtung 128 die Häufigkeit reduzieren, mit der das Schwenk-Steuerungs-Signal beim Bremsen des Schwenkkörpers 120 ausgegeben wird, und die Möglichkeit von Überlauf des Schwenkkörpers 120 verringern. Des Weiteren kann die Steuerungsvorrichtung 128 gemäß einer anderen Ausführungsform unabhängig von der Schwenkgeschwindigkeit des Schwenkkörpers 120 feststellen, ob die Schwenk-Winkeldifferenz innerhalb des zulässigen Bereiches RE liegt, wenn der Schwenkkörper 120 zum Halten kommt.
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Des Weiteren gibt die Steuerungsvorrichtung 128 gemäß der ersten Ausführungsform, wenn die Schwenk-Winkeldifferenz unter dem unteren Grenzwert RDinf des zulässigen Winkeldifferenz-Bereiches RD liegt, das Schwenk-Steuerungs-Signal zum Zuführen des Hydrauliköls aus, um den Schwenkmotor 703 mit einer Ölmenge entsprechend der Schwenk-Winkeldifferenz des Schwenkkörpers 120 in der aktuellen Drehrichtung zu drehen. Das heißt, wenn die Azimut-Richtung des Schwenkkörpers 120 auf der Rückseite der Soll-Stopp-Azimut-Richtung in Schwenkrichtung liegt, und wenn der Absolutwert der Schwenk-Winkeldifferenz größer ist als der Absolutwert des unteren Grenzwertes RD des zulässigen Winkeldifferenz-Bereiches RD, gibt die Steuerungsvorrichtung 128 das Schwenk-Steuerungs-Signal zum Drehen des Schwenkmotors 703 in der aktuellen Drehrichtung aus. Dementsprechend kann die Steuerungsvorrichtung 128 die Häufigkeit verringern, mit der das Schwenk-Steuerungs-Signal beim Bremsen des Schwenkkörpers 120 ausgegeben wird, und kann die Schwenk-Winkeldifferenz innerhalb des zulässigen Bereiches RE halten.
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Des Weiteren liegt der untere Grenzwert RDinf des zulässigen Winkeldifferenz-Bereiches RD gemäß der ersten Ausführungsform auf oder unter dem unteren Grenzwert REinf des zulässigen Bereiches RE und wird mit zunehmender Schwenkgeschwindigkeit kleiner. Das heißt, der Absolutwert des unteren Grenzwertes RDinf des zulässigen Winkeldifferenz-Bereiches RD ist genauso groß wie oder größer als der Absolutwert des unteren Grenzwertes REinf des zulässigen Bereiches RE und wird mit zunehmender Schwenkgeschwindigkeit größer. Dementsprechend kann die Steuerungsvorrichtung 128 das Schwenken so steuern, dass die Schwenk-Winkeldifferenz des Schwenkkörpers 120 nach Rückschwenken innerhalb des zulässigen Bereiches RE liegt.
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Des Weiteren gibt, wenn die Azimut-Richtung des Schwenkkörpers 120 auf der Vorderseite der Soll-Stopp-Azimut-Richtung in der Schwenkrichtung liegt, und wenn der durch die Azimut-Richtung des Schwenkkörpers 120 und die Soll-Stopp-Azimut-Richtung gebildete Winkel über dem oberen Grenzwert RDsup des zulässigen Winkeldifferenz-Bereiches RD liegt, die Steuerungsvorrichtung 128 gemäß der ersten Ausführungsform das Schwenk-Steuerungs-Signal zum Zuführen des Hydrauliköls aus, um den Schwenkmotor 703 in der der aktuellen Drehrichtung entgegengesetzten Richtung mit einer Ölmenge entsprechend der Schwenk-Winkeldifferenz des Schwenkkörpers 120 zu drehen. Dementsprechend kann die Steuerungsvorrichtung 128 die Häufigkeit verringern, mit der das Schwenk-Steuerungs-Signal beim Bremsen des Schwenkkörpers 120 ausgegeben wird, und kann den Schwenkkörper 120 sofort in der entgegengesetzten Richtung schwenken, wenn es zum Überlauf beim Schwenken des Schwenkkörpers 120 kommt.
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Des Weiteren ist der obere Grenzwert RDsup des zulässigen Winkeldifferenz-Bereiches RD gemäß der ersten Ausführungsform ein Wert, der ermittelt wird, indem der obere Grenzwert REsup des zulässigen Bereiches RE und der Rückschwenk-Winkel θb des Schwenkkörpers 120 addiert werden. Dementsprechend liegt, selbst wenn die Schwenk-Winkeldifferenz des Schwenkkörpers 120 an einem bestimmten Punkt während des Bremsens den oberen Grenzwert REsup des zulässigen Bereiches RE überschreitet, wenn die Schwenk-Winkeldifferenz innerhalb des zulässigen Winkeldifferenz-Bereiches RD liegt, die Schwenk-Winkeldifferenz des Schwenkkörpers 120, wenn der Schwenkkörper 120 zum Halten kommt, aufgrund des Rückschwenkens nach dem Anhalten innerhalb des zulässigen Bereiches RE.
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Oben ist die Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben worden, die konkrete Konfiguration ist jedoch nicht auf die oben beschriebene beschränkt, und es können verschiedene konstruktive Änderungen vorgenommen werden.
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Beispielsweise gibt die Steuerungsvorrichtung 128 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform das Schwenk-Steuerungs-Signal aus, durch das die Drehrichtung des Schwenkmotors 703 umgekehrt wird, wenn es zu Überlauf des Schwenkkörpers 120 kommt, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann, wenn das zweite Entlastungsventil 710 gemäß einer anderen Ausführungsform den Entlastungsdruck einstellen kann, wenn die Schwenk-Winkeldifferenz des Schwenkkörpers 120 den oberen Grenzwert RDsup des zulässigen Winkeldifferenz-Bereiches RD überschreitet, zusätzlich zu der Ausgabe des Schwenk-Steuerungs-Signals zum Umkehren der Drehrichtung des Schwenkmotors 703 ein Steuerungs-Signal ausgegeben werden, durch das der Entlastungsdruck erhöht wird. Dabei kann der Schwellenwert der Schwenk-Winkeldifferenz des Schwenkkörpers 120 zum Ausgeben des Signals zum Erhöhen des Entlastungsdrucks niedriger sein als der obere Grenzwert RDsup des zulässigen Winkeldifferenz-Bereiches RD.
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Der Schwenkmotor gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ist ein hydraulischer Schwenkmotor, der mit von einer Hydraulik-Vorrichtung zugeführtem Hydrauliköl angetrieben wird, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann der Schwenkmotor gemäß einer anderen Ausführungsform ein Elektromotor sein, der mit von einer Energiespeichervorrichtung oder einer externen Stromquelle zugeführter elektrischer Energie angetrieben wird. Des Weiteren kann der Schwenkmotor gemäß einer anderen Ausführungsform ein Schwenkmotor sein, bei dem ein Elektromotor und ein Hydraulikmotor verbunden sind.
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Industrielle Einsatzmöglichkeiten
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Die erfindungsgemäße Steuerungsvorrichtung kann die Azimut-Richtung des Schwenkkörpers steuern, indem sie bei Bedarf Schwenksteuerung durchführt.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Lademaschine
- 110
- Fahrwerk
- 120
- Schwenkkörper
- 123
- Betätigungsvorrichtung
- 125
- Vorrichtung für Berechnung einer Position sowie einer Azimut-Richtung
- 126
- Neigungs-Messvorichtung
- 127
- Hydraulik-Vorrichtung
- 128
- Steuerungsvorrichtung
- 130
- Arbeitsausrüstung
- 131
- Ausleger
- 132
- Stiel
- 133
- Löffel
- 134
- Auslegerzylinder
- 135
- Stielzylinder
- 136
- Löffelzylinder
- 701
- Hydrauliköltank
- 702
- Hydraulikpumpe
- 703
- Schwenkmotor
- 704
- Richtungs-Steuerventil
- 709
- erstes Entlastungsventil
- 710
- zweites Entlastungsventil
- 720
- variables Entlastungsventil
- 1101
- Einheit für Erfassung von Fahrzeug-Informationen
- 1102
- Einheit für Erfassung von Ermittlungs-Informationen
- 1103
- Einheit für Eingabe eines Betätigungs-Signals
- 1104
- Einheit für Bestimmung einer Löffel-Position
- 1105
- Einheit für Bestimmung einer Belade-Position
- 1106
- Einheit für Bestimmung einer Vermeidungs-Position
- 1107
- Einheit für Bewegungs-Verarbeitung
- 1108
- Einheit für Bestimmung einer Winkeldifferenz
- 1109
- Einheit für Einstellungs-Feststellung
- 1110
- Einheit für Festlegung einer Regelgröße
- 1111
- Einheit für Ausgabe eines Betätigungs-Signals
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2018087762 [0002]
- JP 62258025 [0004]
