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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Arbeitsmaschine, ein System, das eine Arbeitsmaschine einschließt, sowie ein Verfahren zum Steuern einer Arbeitsmaschine.
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Technischer Hintergrund
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In Verbindung mit einer Arbeitsmaschine offenbart die
japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2017-008719 (Patentdokument 1) ein System zum Steuern von Aushub mit einem Hydraulikbagger, wobei das System Unterbrechung von Aushub-Beschränkungssteuerung anzeigt, wenn ein Ausleger abgesenkt wird, während der Hydraulikbagger gedreht wird.
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Liste der Anführungen
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Patentdokumente
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Patentdokument 1:
Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2017-008719 -
Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Um automatische Steuerung bei einer Arbeitsmaschine mit einer Funktion zur automatischen Steuerung von Arbeitsvorgängen einer Arbeitsausrüstung aufzuheben, musste eine Bedienungsperson, mit Ausnahme eines oben erwähnten Falls, herkömmlicherweise einen Unterbrechungsvorgang durchführen. Beim Fahren ist automatische Steuerung von Arbeitsvorgängen der Arbeitsausrüstung nicht erforderlich, so dass die Bedienungsperson jedes Mal den Aufhebungsvorgang durchführen musste.
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Mit der vorliegenden Offenbarung werden eine Arbeitsmaschine, ein System, das eine Arbeitsmaschine einschließt, sowie ein Verfahren zum Steuern einer Arbeitsmaschine geschaffen, mit denen Arbeitsvorgänge einer Bedienungsperson beim Fahren eingespart werden können.
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Lösung des Problems
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird eine Arbeitsmaschine geschaffen, die einen Fahrzeug-Hauptkörper, der eine Fahr-Einheit enthält, eine an dem Fahrzeug-Hauptkörper angebrachte Arbeitsausrüstung sowie eine Steuerungseinrichtung enthält, die Arbeitsvorgänge der Arbeitsausrüstung automatisch steuert. Die Steuerungseinrichtung hebt auf Basis eines Fahrzustandes der Fahr-Einheit automatische Steuerung von Arbeitsvorgängen der Arbeitsausrüstung auf.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung können Arbeitsvorgänge einer Bedienungsperson beim Fahren einer Arbeitsmaschine eingespart werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Ansicht eines äußeren Erscheinungsbildes eines Hydraulikbaggers auf Basis einer Ausführungsform.
- 2 ist ein Blockdiagramm, das eine System-Konfiguration des Hydraulikbaggers auf Basis der Ausführungsform darstellt.
- 3 ist eine schematische Seitenansicht, die Steuerung von Bodeneinebnung mit dem Hydraulikbagger darstellt.
- 4 ist ein Flussdiagramm, das Verarbeitung zum Aufheben automatischer Steuerung darstellt.
- 5 ist eine schematische Darstellung, die ein beispielhaftes Bild zeigt, das an einer Anzeigeeinrichtung angezeigt wird.
- 6 ist eine schematische Darstellung der Anzeigeeinrichtung, die mit Aufhebung automatischer Steuerung zusammenhängende Benachrichtigungsanzeige ausgibt.
- 7 ist ein Flussdiagramm, das Verarbeitung zum Wiederaufnehmen automatischer Steuerung darstellt.
- 8 ist eine schematische Darstellung der Anzeigeeinrichtung, die mit Wiederaufnehmen automatischer Steuerung zusammenhängende Benachrichtigungsanzeige ausgibt.
- 9 ist ein Flussdiagramm, das Verarbeitung zum Aufheben automatischer Steuerung auf Basis einer zweiten Ausführungsform darstellt.
- 10 ist ein Flussdiagramm, das Verarbeitung zum Aufheben automatischer Steuerung auf Basis einer dritten Ausführungsform darstellt.
- 11 ist eine schematische Darstellung eines Systems, das den Hydraulikbagger einschließt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Im Folgenden wird eine Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden den gleichen Elementen die gleichen Bezugszeichen zugeordnet, und ihre Bezeichnungen und Funktionen sind ebenfalls die gleichen. Daher werden diese nicht nochmals ausführlich beschrieben.
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Erste Ausführungsform
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1 ist eine schematische Ansicht eines äußeren Erscheinungsbildes eines Hydraulikbaggers 100 auf Basis einer Ausführungsform. Bei dem vorliegenden Beispiel wird, wie in 1 gezeigt, vorwiegend ein Hydraulikbagger 100 als Beispiel für eine Arbeitsmaschine beschrieben.
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Hydraulikbagger 100 schließt einen Haupt-Körper 1 und eine hydraulisch betätigte Arbeitsausrüstung 2 ein. Haupt-Körper 1 enthält eine Dreh-Einheit 3 und eine Fahr-Einheit 5. Fahr-Einheit 5 enthält ein Paar Raupenketten 5Cr und einen Fahr-Motor 5M. Hydraulikbagger 100 kann fahren, wenn sich die Raupenketten 5Cr drehen. Fahr-Motor 5M dient als eine Antriebsquelle für Fahr-Einheit 5. Fahr-Motor 5M ist ein hydraulisch betätigter Hydraulikmotor. Fahr-Einheit 5 kann Räder (Reifen) enthalten.
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Dreh-Einheit 3 ist an Fahr-Einheit 5 angeordnet und wird von Fahr-Einheit 5 getragen. Dreh-Einheit 3 kann sich in Bezug auf Fahr-Einheit 5 um eine Drehachse RX herum drehen. Dreh-Einheit 3 enthält ein Führerhaus 4. Ein Fahrer (Bedienungsperson) von Hydraulikbagger 100 sitzt in Führerhaus 4 und steuert Hydraulikbagger 100. Führerhaus 4 ist mit einem Fahrersitz 4S versehen, auf dem eine Bedienungsperson sitzt. Die Bedienungsperson kann Hydraulikbagger 100 in Führerhaus 4 bedienen. Die Bedienungsperson kann Arbeitsausrüstung 2 bedienen, kann einen Vorgang zum Drehen von Dreh-Einheit 3 in Bezug auf Fahr-Einheit 5 Durchführen und kann einen Vorgang zum Fahren von Hydraulikbagger 100 mittels Fahr-Einheit 5 durchführen.
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Dreh-Einheit 3 enthält einen Motorraum 9, der einen Motor aufnimmt, sowie ein Gegengewicht, das sich in einem hinteren Abschnitt von Dreh-Einheit 3 befindet. In Motorraum 9 sind ein Motor 31 und eine Hydraulikpumpe 33 angeordnet, die weiter unten beschrieben werden.
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An Dreh-Einheit 3 befindet sich ein Handlauf 19 vor Motorraum 9. Eine Antenne 21 befindet sich an Handlauf 19. Antenne 21 ist beispielsweise eine Antenne für globale Satellitennavigationssysteme (global navigation satellite systems - GNSS). Antenne 21 schließt eine erste Antenne 21A und eine zweite Antenne 21 B ein, die sich an Dreh-Einheit 3 befinden und voneinander in einer Breitenrichtung eines Fahrzeugs beabstandet sind.
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Arbeitsausrüstung 2 wird von Dreh-Einheit 3 getragen. Arbeitsausrüstung 2 enthält einen Ausleger 6, einen Stiel 7 und einen Löffel 8. Ausleger 6 ist schwenkbar mit Dreh-Einheit 3 gekoppelt. Stiel 7 ist schwenkbar mit Ausleger 6 gekoppelt. Löffel 8 ist schwenkbar mit Stiel 7 gekoppelt. Löffel 8 enthält eine Vielzahl von Zähnen. Ein vorderes Ende von Löffel 8 wird als eine Schneidkante 8a bezeichnet.
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Löffel 8 muss keinen Zahn enthalten. Das vordere Ende von Löffel 8 kann aus einer Stahlplatte in einer geraden Form bestehen.
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Ein hinteres Ende von Ausleger 6 ist mit Dreh-Einheit 3 gekoppelt, wobei ein Auslegerbolzen 13 dazwischen angeordnet ist. Ein hinteres Ende von Stiel 7 ist mit einem vorderen Ende von Ausleger 6 gekoppelt, wobei ein Stielbolzen 14 dazwischen angeordnet ist. Löffel 8 ist mit einem vorderen Ende von Stiel 7 gekoppelt, wobei ein Löffelbolzen 15 dazwischen angeordnet ist.
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In der vorliegenden Ausführungsform wird Positionsbeziehung zwischen Komponenten von Hydraulikbagger 100 beschrieben, wobei Arbeitsausrüstung 2 als der Bezugspunkt dient. Ausleger 6 von Arbeitsausrüstung 2 wird in Bezug auf Dreh-Einheit 3 um Auslegerbolzen 13 herum geschwenkt, der sich an dem hinteren Ende von Ausleger 6 befindet. Bewegung eines bestimmten Abschnitts von Ausleger 6, der in Bezug auf Dreh-Einheit 3 geschwenkt wird, beispielsweise des vorderen Endes von Ausleger 6, beschreibt eine Bahn in einer Bogenform, und eine den Bogen einschließende Ebene ist vorgegeben. Bei Draufsicht auf Hydraulikbagger 100 stellt sich die Ebene als eine gerade Linie dar. Eine Richtung, in der diese gerade Linie verläuft, ist als eine Längsrichtung von Hauptkörper 1 von Hydraulikbagger 100 oder Dreh-Einheit 3 definiert, und wird im Folgenden kurz auch als die Längsrichtung bezeichnet. Eine Querrichtung (eine Fahrzeug-Breitenrichtung) von Hauptkörper 1 von Hydraulikbagger 100 oder eine Querrichtung von Dreh-Einheit 3 ist in einer Draufsicht rechtwinklig zu der Längsrichtung und wird im Folgenden kurz auch als die Querrichtung bezeichnet. Eine Höhenrichtung des Fahrzeug-Hauptkörpers bzw. eine Höhenrichtung von Dreh-Einheit 3 ist eine Richtung im rechten Winkel zu der Ebene, die durch die Längsrichtung und die Querrichtung gebildet wird, und wird im Folgenden der kurz auch als die Höhenrichtung bezeichnet.
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Eine Seite, an der Arbeitsausrüstung 2 von Hauptkörper 1 von Hydraulikbagger 100 in der Längsrichtung vorsteht, ist die Vorwärts-Richtung, und eine Richtung entgegengesetzt zu der Vorwärts-Richtung ist die Rückwärts-Richtung. Eine rechte Seite und eine linke Seite der Querrichtung sind bei Blick nach vorn nach rechts gerichtet bzw. nach links gerichtet. Eine Seite in der Höhenrichtung, an der sich der Boden befindet, ist als eine untere Seite definiert, und eine Seite, an der sich der Himmel befindet, ist als eine obere Seite definiert.
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Die Längsrichtung bezieht sich auf eine Längsrichtung einer Bedienungsperson, die auf Fahrersitz 4S in Führerhaus 4 sitzt. Eine Richtung, in die die auf Fahrersitz 4S sitzende Bedienungsperson blickt, ist als die Vorwärtsrichtung definiert, und eine Richtung hinter der auf Fahrersitz 4S sitzenden Bedienungsperson ist als die Rückwärtsrichtung definiert. Die Querrichtung bezieht sich auf eine Querrichtung der Bedienungsperson, die auf Fahrersitz 4S sitzt. Eine rechte Seite und eine linke Seite für die auf Fahrersitz 4S sitzende und nach vorn gewandte Bedienungsperson sind als nach rechts gerichtet bzw. nach links gerichtet definiert. Die Höhenrichtung bezieht sich auf die Höhenrichtung der Bedienungsperson, die auf Fahrersitz 4S sitzt. Eine Seite der Füße der auf Fahrersitz 4S sitzenden Bedienungsperson wird als die untere Seite bezeichnet und eine Seite des Kopfes wird als die obere Seite bezeichnet.
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Löffel 6 kann um Löffelbolzen 13 herum geschwenkt werden. Stiel 7 kann um Stielbolzen 14 herum geschwenkt werden. Löffel 8 kann um Löffelbolzen 15 herum geschwenkt werden. Stiel 7 und Löffel 8 sind jeweils ein bewegliches Element, das an der Seite eines vorderen Endes von Ausleger 6 bewegt werden kann. Auslegerbolzen 13, Stielbolzen 14 und Löffelbolzen 15 erstrecken sich in der Querrichtung.
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Arbeitsausrüstung 2 enthält einen Auslegerzylinder 10, einen Stielzylinder11 und einen Löffelzylinder 12. Auslegerzylinder 10 treibt Ausleger 6 an. Stielzylinder 11 treibt Stiel 7 an. Löffelzylinder 12 treibt Löffel 8 an. Auslegerzylinder 10, Stielzylinder 11 sowie Löffelzylinder 12 werden jeweils durch einen mit Hydrauliköl angetriebenen Hydraulikzylinder gebildet. Löffelzylinder 12 ist an Stiel 7 angebracht. Wenn Löffelzylinder 12 ausfährt und einfährt, wird Löffel 8 in Bezug auf Stiel 7 geschwenkt. Arbeitsausrüstung 2 umfasst eine Löffelkoppel. Löffelkoppel koppelt Löffelzylinder 12 und Löffel 8 miteinander.
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Eine Steuerungseinrichtung 26 ist an Hydraulikbagger 100 installiert. Details von Steuerungseinrichtung 26 werden weiter unten beschrieben.
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2 ist ein Blockdiagramm, das eine System-Konfiguration von Hydraulikbagger 100 auf Basis der Ausführungsform darstellt. Ein Steuerungssystem 200 ist, wie in 2 gezeigt, an Hydraulikbagger 100 installiert.
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Steuerungssystem 200 schließt eine Antenne 21, einen Abschnitt 23 zur Verarbeitung globaler Koordinaten, eine inertiale Mess-Einheit (IMU) 24, eine Betätigungsvorrichtung 25, eine Steuerungseinrichtung 26, einen Druck-Sensor 66 und einen Druck-Sensor 67, ein Steuerventil 27, ein Richtungssteuerventil 64 sowie einen Mensch-Maschinen-Schnittstellen-Abschnitt 32 ein. Steuerungseinrichtung 26 enthält einen Speicher 261. In Speicher 261 ist ein Programm zum Steuern verschiedener Arbeitsvorgänge von Hydraulikbagger 100 gespeichert. Steuerungseinrichtung 26 führt verschiedenartige Verarbeitungsvorgänge zum Steuern von Arbeitsvorgängen von Hydraulikbagger 100 auf Basis des in Speicher 261 gespeicherten Programms durch. Speicher 261 ist ein nichtflüchtiger Speicher und dient als ein Bereich zum Speichern erforderlicher Daten. Steuerungseinrichtung 26 enthält einen Timer 262 zum Zählen vorgegebener Zeit. Antenne 21 gibt ein Signal entsprechend empfangenen Funkwellen (GNSS-Funkwelle) an Abschnitt 23 zur Verarbeitung globaler Koordinaten aus. Abschnitt 23 zur Verarbeitung globaler Koordinaten erfasst eine Installationsposition von Antenne 21 in einem globalen Koordinatensystem. Das globale Koordinatensystem ist ein dreidimensionales Koordinatensystem, das auf einer in einem Arbeitsbereich festgelegten Bezugsposition basiert. Die Bezugsposition kann eine Position eines vorderen Endes einer Bezugsmarkierung sein, die in dem Arbeitsbereich festgelegt ist.
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IMU 24 befindet sich in Dreh-Einheit 3. Bei dem vorliegenden Beispiel ist IMU 24 in einem unteren Abschnitt von Führerhaus 4 angeordnet. An Dreh-Einheit 3 ist ein hochsteifer Rahmen in dem unteren Abschnitt von Führerhaus 4 angeordnet. IMU 24 ist an diesem Rahmen angeordnet. IMU 24 kann seitlich (rechts oder links) von Drehachse RX von Dreh-Einheit 3 angeordnet sein. IMU 24 misst eine Beschleunigung von Dreh-Einheit 3 in der Längsrichtung, der Querrichtung und der Höhenrichtung sowie eine Winkelgeschwindigkeit von Dreh-Einheit 3 um die Längsrichtung, die Querrichtung und die Höhenrichtung herum.
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Betätigungsvorrichtung 25 ist in Führerhaus 4 angeordnet. Die Bedienungsperson betätigt Betätigungsvorrichtung 25. Betätigungsvorrichtung 25 nimmt eine Betätigung zum Fahren von Hydraulikbagger 100 (Fahr-Einheit 5) durch die Bedienungsperson an. Betätigungsvorrichtung 25 nimmt eine Betätigung zum Antreiben von Arbeitsausrüstung 2 durch die Bedienungsperson an. Betätigungsvorrichtung 25 erzeugt ein Betätigungssignal entsprechend einer Betätigung durch die Bedienungsperson. Bei dem vorliegenden Beispiel ist Betätigungsvorrichtung 25 eine Betätigungsvorrichtung eines Vorsteuer-Hydrauliktyps.
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Steuerungssystem 200 ist so konfiguriert, dass das von Hydraulikpumpe 33 aufgrund von Antrieb von Hydraulikpumpe 33 durch Motor 31 abgegebene Hydrauliköl über Richtungssteuerventil 64 entsprechend einer Betätigung an Betätigungsvorrichtung 25 durch die Bedienungsperson verschiedenen Hydraulik-Stellgliedern 60 zugeführt wird. Wenn ein Hydraulikdruck auf das/von dem Hydraulik-Stellglied 60 ausgeübt bzw. abgelassen wird, werden ein Arbeitsvorgang von Arbeitsausrüstung 2, Drehung von Dreh-Einheit 3 und ein Fahrvorgang von Fahr-Einheit 5 gesteuert. Hydraulik-Stellglied 60 schließt Auslegerzylinder 10, Stielzylinder 11, Löffelzylinder 12 und den in 1 gezeigten Fahr-Motor 5M sowie einen nicht dargestellten Dreh-Motor ein.
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Motor 31 ist ein Dieselmotor. Wenn Steuerungseinrichtung 26 eine Menge an in Motor 31 eingespritztem Kraftstoff steuert, wird Ausgangsleistung von Motor 31 gesteuert.
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Hydraulikpumpe 33 ist mit Motor 31 gekoppelt. Wenn Dreh-Antriebskraft von Motor 31 auf Hydraulikpumpe 33 übertragen wird, wird Hydraulikpumpe 33 angetrieben. Hydraulikpumpe 33 ist eine Verstell-Hydraulikpumpe, die eine Taumelscheibe enthält und ein Fördervolumen mit Änderung des Neigungswinkels der Taumelscheibe ändert. Druck von Hydraulikpumpe 33 geförderten Hydrauliköls wird durch ein Druckreduzierventil auf einen bestimmten Druck reduziert und Richtungssteuerventil 64 zugeführt.
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Richtungssteuerventil 64 ist ein Kolbenventil, das eine Strömungsrichtung von Hydrauliköl durch Bewegung eines stangenförmigen Kolbens umschaltet. Wenn sich der Kolben axial bewegt, wird eine Menge von Hydraulik-Stellglied 60 zugeführtem Hydrauliköl reguliert. Richtungssteuerventil 64 ist mit einem Kolbenhub-Sensor 65 versehen, der einen Hub des Kolbens (KolbenHub) erfasst. Ein Erfassungssignal von Kolbenhub-Sensor 65 wird an-Steuereinrichtung 26 ausgegeben.
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In dem vorliegenden Beispiel wird Öl, das Hydraulik-Stellglied 60zugeführt wird, um Hydraulik-Stellglied 60 zu aktivieren, als Hydrauliköl bezeichnet. Öl, das Richtungssteuerventil 64 zugeführt wird, um Richtungssteuerventil 64 zu aktivieren, wird als Vorsteueröl bezeichnet. Ein Druck des Vorsteueröls wird auch als ein Vorsteueröl-Druck bezeichnet.
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Hydrauliköl und Vorsteueröl können von der gleichen Hydraulikpumpe abgegeben werden. Beispielsweise kann ein Druck eines Teils von der Hydraulikpumpe abgegebenen Hydrauliköls über ein Druckreduzierventil reduziert werden, und das Hydrauliköl, dessen Druck reduziert worden ist, kann als Vorsteueröl eingesetzt werden. Separat von Hydraulikpumpe 33, die Hydrauliköl abgibt (eine Haupt-Hydraulikpumpe), kann eine Hydraulikpumpe vorhanden sein, die Vorsteueröl abgibt (eine Vorsteuer-Hydraulikpumpe).
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Betätigungsvorrichtung 25 enthält einen ersten Fahr-Bedienhebel 251, einen zweiten Fahr-Bedienhebel 252 und einen Arbeitsausrüstungs-Hebel 253. Der erste Fahr-Bedienhebel 251 und der zweite Fahr-Bedienhebel 252 sind beispielsweise vor Fahrersitz 4S angeordnet. Arbeitsausrüstungs-Hebel 253 ist beispielsweise seitlich von Fahrersitz 4S angeordnet. Paarige Fahr-Bedienhebel 251 und 252 sind Elemente, die von einer Bedienungsperson betätigt werden, um Fahrt von Hydraulikbagger 100 (Fahr-Einheit 5) zu steuern. Arbeitsausrüstungs-Hebel 253 ist ein Element, das von der Bedienungsperson betätigt wird, um Arbeitsvorgänge von Arbeitsausrüstung 2, das heißt Ausleger 6, Stiel 7 und Löffel 8 zu steuern.
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Von der Hydraulikpumpe abgegebenes Vorsteueröl, dessen Druck durch das Druckreduzierventil reduziert worden ist, wird Betätigungsvorrichtung 25 zugeführt. Der Vorsteueröl-Druck wird auf Basis eines Maßes der Betätigung von Betätigungsvorrichtung 25 reguliert. Betätigungsvorrichtung 25 und Richtungssteuerventil 64 sind über Vorsteueröl-Weg 450 miteinander verbunden. Vorsteueröl wird Richtungssteuerventil 64 über Vorsteueröl-Weg 450 zugeführt. Steuerventil 27, Druck-Sensor 66 und Druck-Sensor 67 sind an Vorsteueröl-Weg 450 angeordnet.
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Steuerventil 27 reguliert einen Vorsteueröl-Druck auf Basis eines Steuersignals (eines EPC-Stroms) von Steuerungseinrichtung 26. Steuerventil 27 ist ein elektromagnetisches Proportional-Steuerventil und wird auf Basis eines Steuerungs-Signals von Steuerungseinrichtung 26 gesteuert. Steuerventil 27 reguliert einen Vorsteueröl-Druck von jeder eines Paars von Druckaufnahme-Kammern von Richtungssteuerventil zugeführtem Vorsteueröl so, dass eine Zuführmenge von Hydraulik-Stellglied 60 über Richtungssteuerventil 64 zugeführtem Hydrauliköl reguliert werden kann.
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Druck-Sensor 66 und Druck-Sensor 67 erfassen den Vorsteueröl-Druck. Druck-Sensor 66 ist an Vorsteueröl-Weg 450 zwischen Betätigungsvorrichtung 25 und Steuerventil 27 angeordnet. Druck-Sensor 66 erfasst einen Vorsteueröl-Druck vor Regulierung durch Steuerventil 27. Druck-Sensor 67 ist an Vorsteueröl-Weg 450 zwischen Steuerventil 27 und Richtungssteuerventil 64 angeordnet. Druck-Sensor 67 erfasst einen durch Steuerventil 27 regulierten Vorsteueröl-Druck. Ergebnisse der Erfassung durch Druck-Sensor 66 und Druck-Sensor 67 werden an Steuerungseinrichtung 26 ausgegeben.
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Wenn der erste Fahr-Bedienhebel 251 betätigt wird, wird ein Vorsteueröl-Druck, der einem Maß der Betätigung entspricht, Richtungssteuerventil 64 zugeführt. Richtungssteuerventil 64 reguliert eine Strömungsrichtung und eine Strömungsgeschwindigkeit von dem rechten Fahr-Motor 5M zugeführtem Hydrauliköl. Zufuhr von Hydrauliköl zu dem rechten Fahr-Motor 5M wird so gesteuert, um Ausgangsleistung von einer rechten Fahrvorrichtung zu steuern.
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Wenn der zweite Fahr-Bedienhebel 252 betätigt wird, wird ein Vorsteueröl-Druck, der einem Maß der Betätigung entspricht, Richtungssteuerventil 64 zugeführt. Richtungssteuerventil 64 reguliert eine Strömungsrichtung und eine Strömungsgeschwindigkeit von dem linken Fahr-Motor 5M zugeführtem Hydrauliköl. Zufuhr von Hydrauliköl zu dem linken Fahr-Motor 5M wird so gesteuert, um Ausgangsleistung von einer linken Fahrvorrichtung zu steuern.
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Die Drehrichtung des rechten Fahr-Motors 5M wird entsprechend der Betätigungsrichtung des ersten Fahr-Bedienhebels 251 umgeschaltet. Die Drehrichtung des linken Fahr-Motors 5M wird entsprechend der Betätigungsrichtung des zweiten Fahr-Bedienhebels 252 umgeschaltet. Hydraulikbagger 100 kann sich durch Drehung des linken und des rechten Fahr-Motors 5M in der gleichen Richtung vorwärts oder rückwärts bewegen, und Hydraulikbagger 100 kann sich durch Drehung des linken und des rechten Fahr-Motors 5M in zueinander entgegengesetzten Richtungen drehen.
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Die Bedienungsperson kann, wie oben ausgeführt, einen Fahrvorgang von Hydraulikbagger 100 durch Betätigen des ersten Fahr-Bedienhebels 251 und des zweiten Fahr-Bedienhebels 252 steuern.
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Wenn Arbeitsausrüstungs-Hebel 253 betätigt wird, wird ein Vorsteueröl-Druck, der Inhalt dieser Betätigung entspricht, Richtungssteuerventil 64 zugeführt. Eine Strömungsrichtung und eine Strömungsgeschwindigkeit von Auslegerzylinder 10, Stielzylinder 11, Löffelzylinder 12 und dem Dreh-Motor zugeführtem Hydrauliköl werden so reguliert, um Arbeitsvorgänge von Arbeitsausrüstung 2 sowie einen Drehvorgang von Dreh-Einheit 3 zu steuern. Mensch-Maschinen-Schnittstellen-Abschnitt 32 enthält einen Eingabe-Abschnitt 321 und eine Anzeigeeinrichtung (einen Monitor) 322. Bei dem vorliegenden Beispiel schließt Eingabe-Abschnitt 321 Betätigungsknöpfe ein, die um Anzeigeeinrichtung- 322 herum angeordnet sind. Eingabe-Abschnitt 321 kann einen Touchscreen einschließen. Mensch-Maschinen-Schnittstellen-Abschnitt 32 wird auch als ein Multi-Monitor bezeichnet.
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Eingabe-Abschnitt 321 wird von einer Bedienungsperson betätigt. Ein in Reaktion auf eine Betätigung an Eingabe-Abschnitt 321 erzeugtes Befehls-Signal wird an Steuerungseinrichtung 26 ausgegeben. Anzeigeeinrichtung 322 zeigt eine Kraftstoff-Restmenge sowie eine KühlmittelTemperatur als grundlegende Informationen an.
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Automatische Steuerung von Arbeitsausrüstung 2 bei Bodeneinebnungs-Arbeiten mit Hydraulikbagger 100, der wie oben dargestellt konstruiert ist, wird im Folgenden beschrieben. 3 ist eine schematische Seitenansicht, die Steuerung von Bodeneinebnung mit Hydraulikbagger 100 darstellt. 3 zeigt Hydraulikbagger 100, aktuelle Topographie C, die ein mit Arbeitsausrüstung 2 zu bearbeitendes Objekt ist, und geplante Topographie D. Die geplante Topographie D ist eine beabsichtigte Form des mit der Arbeitsausrüstung 2 zu bearbeitenden Objekts gemäß im Voraus in Speicher 261 von Steuerungseinrichtung 26 gespeicherter Ausführungs-Planungsdaten. In 3 gezeigte geplante Topographie D ist eine Böschung. In 3 gezeigte geplante Topographie D ist eben.
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Steuerungssystem 200 steuert Arbeitsvorgänge von Arbeitsausrüstung 2 für die geplante Topographie D. Steuerungssystem 200 steuert Verarbeitung für Aushub mit Arbeitsausrüstung 2. In dem vorliegenden Beispiel schließt Steuerung von Verarbeitung für Aushub Bodeneinebnungs-Steuerung ein. Bodeneinebnungs-Steuerung steht für automatische Steuerung von Bodeneinebnungs-Arbeiten, mit denen Boden verschoben und eingeebnet wird, der durch Bewegung von Löffel 8 entlang der geplanten Topographie in Kontakt mit Löffel 8 kommt, und eine Ebene in Übereinstimmung mit der geplanten Topographie hergestellt wird, und sie wird auch als beschränkte Aushub-Steuerung bezeichnet.
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Bodeneinebnungs-Steuerung wird ausgeführt, wenn die Bedienungsperson Stiel 7 betätigt und wenn ein Abstand zwischen Schneidkante 8a von Löffel 8 und der geplanten Topographie D sowie eine Geschwindigkeit von Schneidkante 8a jeweils innerhalb eines Bezugsbereiches liegen. Steuerungseinrichtung 26 führt Bodeneinebnungs-Steuerung auf Basis von Ausführungs-Planungsdaten und Informationen über eine aktuelle Position von Arbeitsausrüstung 2 aus.
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Die Bedienungsperson, die Arbeitsausrüstung 2 betätigt, führt einen Vorgang durch, mit dem Stiel 7 in Richtung von Hauptkörper 1 nach oben gezogen wird. Bei einem Beispiel, bei dem die geplante Topographie D eine plane Fläche aufweist, bewegt sich, wenn Arbeitsausrüstung 2 entsprechend einer Bedienung durch die Bedienungsperson betätigt wird, Schneidkante 8a von Löffel 8 möglicherweise unter die geplante Topographie D und gräbt zu stark, da Schneidkante 8a von Löffel 8 bei Bewegung eine Bahn in einer Bogenform beschreibt. In diesem Fall gibt Steuerungseinrichtung 26 einen Befehl zum zwangsweisen Anheben von Ausleger 6 aus. Wenn es wahrscheinlich ist, dass sich Schneidkante 8a von Löffel 8 unter die geplante Topographie D bewegt, steuert Steuerungseinrichtung 26 Ausleger 6 so, dass er sich automatisch nach oben bewegt und sich Schneidkante 8a von Löffel 8 nicht unter die geplante Topographie D bewegt.
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Wenn Arbeitsausrüstung 2, wie in 3 mit einem Pfeil dargestellt, so betätigt wird, dass sich Schneidkante 8a von Löffel 8 entlang der geplanten Topographie D bewegt, ebnet Schneidkante 8a von Löffel 8 die aktuelle Topographie C der Böschung ein, so dass eine Bodeneinebnung in Übereinstimmung mit der geplanten Topographie D ausgeführt wird.
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Steuerung von Verarbeitung für Aushub mit Arbeitsausrüstung 2 kann neben der oben beschriebenen Bodeneinebnungs-Steuerung Unterbrechungs-Steuerung einschließen, mit der Arbeitsvorgänge von Arbeitsausrüstung 2 an einer Stelle automatisch unterbrochen werden, an der Arbeitsausrüstung 2 (z. B. ein Teil von Löffel 8, wie die Schneidkante 8a) mit der geplanten Topographie D in Kontakt kommt. Automatische Steuerung von Arbeitsausrüstung 2 kann halbautomatische Steuerung sein, die in Kombination mit einer manuellen Betätigung durch die Bedienungsperson ausgeführt wird, wie sie oben beschrieben ist. Als Alternative dazu kann automatische Steuerung von Arbeitsausrüstung 2 vollautomatische Steuerung ohne manuelle Betätigung durch die Bedienungsperson sein.
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Im Folgenden wird Steuerung zum Aufheben automatischer Steuerung von Arbeitsvorgängen von Arbeitsausrüstung 2 auf Basis eines Fahrzustandes von Fahr-Einheit 5 beschrieben. 4 ist ein Flussdiagramm, das Verarbeitung zum Aufheben automatischer Steuerung zeigt.
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Wie in 4 gezeigt, wird in Schritt S1 festgestellt, ob automatische Steuerung von Arbeitsvorgängen von Arbeitsausrüstung 2 aktiv ist. Automatische Steuerung von Arbeitsvorgängen von Arbeitsausrüstung 2 wird durch eine Betätigung seitens der Bedienungsperson aktiviert. Die Bedienungsperson kann automatische Steuerung von Arbeitsvorgängen von Arbeitsausrüstung 2 aktivieren, indem sie den in 2 gezeigten Eingabeabschnitt 321 von Mensch-Maschine-Schnittstellen-Abschnitt 32 betätigt, oder kann automatische Steuerung zum manuellen Betätigen von Arbeitsausrüstung 2 deaktivieren.
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Eine Betätigung an Eingabeabschnitt 321 durch die Bedienungsperson wird von Mensch-Maschine-Schnittstellen-Abschnitt 32 an Steuerungseinrichtung 26 ausgegeben. Steuerungseinrichtung 26 stellt auf Basis der Betätigung an Eingabeabschnitt 321 durch die Bedienungsperson fest, ob automatische Steuerung von Arbeitsvorgängen von Arbeitsausrüstung 2 aktiv ist.
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Wenn festgestellt wird, dass automatische Steuerung von Arbeitsausrüstung 2 aktiv ist (JA in Schritt S1), wird in Schritt S2 eine Zeitdauer von Fahrt initialisiert. Steuerungseinrichtung 26 stellt eine Zeitdauer T1 ein, während der Fahr-Einheit 5 kontinuierlich gefahren ist. Steuerungseinrichtung 26 liest die aktuelle Zeit aus Timer 262 aus und setzt zu diesem Auslese-Zeitpunkt T1 = 0 t. Steuerungseinrichtung 26 veranlasst Speicher 261, den Zeitpunkt aufzuzeichnen, zu dem T1 = 0 gesetzt wird.
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Dann wird in Schritt S3 Feststellung hinsichtlich Fahrt getroffen. Steuerungseinrichtung 26 stellt auf Basis eines Ergebnisses von Erfassung eines Vorsteueröl-Drucks durch Druck-Sensor 66 zwischen dem ersten Fahr-Bedienhebel 251 und Richtungssteuerventil 64 sowie Druck-Sensor 66 zwischen dem zweiten Fahr-Bedienhebel 252 und Richtungssteuerventil 64 fest, ob sich Fahr-Einheit 5 in einem Fahrzustand befindet. Das heißt, wenn Druck-Sensor 66 einen Vorsteueröl-Druck erfasst, der auf oder über einem vorgeschriebenen Schwellenwert legt, wird festgestellt, dass die Bedienungsperson den ersten Fahr-Bedienhebel 251 oder/und dem zweiten Fahr-Bedienhebel 252 betätigt hat und ein Betätigungsvorgang zum Betreiben von Fahr-Einheit 5 durchgeführt wird.
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Der Fahrzustand bezieht sich dabei auf einen Zustand, in dem die Bedienungsperson einen Betätigungsvorgang zum Betreiben von Fahr-Einheit 5 (Hydraulikbagger 100) durchführt. Ein Zustand, in dem infolge der Betätigung durch die Bedienungsperson wenigstens einer von dem ersten Fahr-Bedienhebel 251 und dem zweiten Fahr-Bedienhebel 252 aus einer neutralen Stellung bewegt und in eine andere Position als die neutrale Stellung eingestellt worden ist, ist als der Fahrzustand definiert. Ein Zustand, in dem sowohl der erste Fahr-Bedienhebel 251 als auch der zweite Fahr-Bedienhebel 252 in die neutrale Stellung eingestellt sind, gilt nicht als der Fahrzustand.
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Von der Betätigung des Fahr-Bedienhebels durch die Bedienungsperson bei stillstehender Fahr-Einheit 5 bis zum Auftreten eines Stroms von Hydrauliköl und dem tatsächlichen Beginn von Fahrt der Fahr-Einheit 5 liegt eine gewisse zeitliche Verzögerung. Es ist anzumerken, dass sich der Fahrzustand nicht auf einen Zustand bezieht, in dem die Fahr-Einheit 5 tatsächlich fährt, sondern auch einen Fall einschließen kann, in dem die Fahr-Einheit 5 nicht tatsächlich fährt, obwohl sie sich in dem Fahrzustand befindet.
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Wenn bei Feststellung in Schritt S3 festgestellt wird, dass sich Fahr-Einheit 5 nicht in dem Fahrzustand befindet (NEIN in Schritt S3), kehrt der Prozess zur Feststellung in Schritt S1 zurück.
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Wenn bei Feststellung in Schritt S3 festgestellt wird, dass sich Fahr-Einheit 5 in dem Fahrzustand befindet (JA in Schritt S3), geht der Prozess zu Schritt S4 über, und es wird festgestellt, ob Fahrt von Fahr-Einheit 5 unterbrochen worden ist. Steuerungseinrichtung 26 stellt auf Basis eines Ergebnisses der oben beschriebenen Erfassung des Vorsteueröl-Drucks durch Druck-Sensor 66 fest, ob eine Betätigung zum Betreiben von Fahr-Einheit 5 durch die Bedienungsperson unterbrochen worden ist. Wenn der Vorsteueröl-Druck unter dem vorgeschriebenen Schwellenwert liegt, bedeutet dies, dass sich sowohl der erste Fahr-Bedienhebel 251 als auch der zweite Fahr-Bedienhebel 252 in der neutralen Stellung befindet und die Bedienungsperson weder den ersten Fahr-Bedienhebel 251 noch den zweiten Fahr-Bedienhebel 252 betätigt. Steuerungseinrichtung 26 ermittelt einen Zustand, in dem der durch Druck-Sensor 66 erfasste Vorsteueröl-Druck unter dem vorgeschriebenen Schwellenwert liegt, als Unterbrechung von Fahrt.
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Wenn festgestellt wird, dass Fahrt von Fahr-Einheit 5 nicht unterbrochen wurde (NEIN in Schritt S4), geht der Prozess zu Schritt S5 über und eine Zeitdauer von Unterbrechung der Fahrt wird initialisiert. Steuerungseinrichtung 26 stellt eine Zeitdauer T2 ein, während der Fahrt von Fahr-Einheit 5 unterbrochen ist. Wenn in Schritt S3 festgestellt wird, dass sich Fahr-Einheit 5 in dem Fahrzustand befindet, und wenn in Schritt S4 festgestellt wird, dass Fahrt von Fahr-Einheit 5 nicht unterbrochen worden ist, bedeutet dies, dass Fahr-Einheit 5 den Fahrzustand fortsetzt. In diesem Fall liest Steuerungseinrichtung 26 die aktuelle Zeit aus Timer 262 aus und setzt zu diesem Auslese-Zeitpunkt T2 = 0. Steuerungseinrichtung 26 veranlasst Speicher 261, den Zeitpunkt aufzuzeichnen, zu dem T2 = 0 gesetzt wird.
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Dann wird in Schritt S6 die Zeitdauer der Fahrt hochgezählt. Steuerungseinrichtung 26 liest die aktuelle Zeit aus Timer 262 aus. Steuerungseinrichtung 26 addiert zu Zeitdauer T1 eine Zeitspanne von dem Zeitpunkt, zu dem in Schritt S2 T1 = 0 gesetzt wurde, bis zu dem in Schritt S6 aus dem Timer 262 ausgelesenen Zeitpunkt, um Zeitdauer T1 zu aktualisieren.
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Dann wird in Schritt S7 festgestellt, ob die Zeitdauer von Fahrt auf oder über einem Schwellenwert liegt. Steuerungseinrichtung 26 liest aus Speicher 261 den Schwellenwert für die Zeitdauer aus, über die Fahrt von Fahr-Einheit 5 fortgesetzt wurde. Steuerungseinrichtung 26 vergleicht die in Schritt S6 aktualisierte Zeitdauer T1 mit dem Schwellenwert für die Zeitdauer von Fahrt und stellt fest, ob Zeitdauer T1 auf oder über dem Schwellenwert für die Zeitdauer von Fahrt liegt. Steuerungseinrichtung 26 stellt fest, ob Fahrt von Fahr-Einheit 5 über eine vorgegebene Zeitspanne fortgesetzt wurde. Der Schwellenwert für Zeitdauer T1, während der die Fahr-Einheit 5 Fahren fortgesetzt hat, kann beispielsweise nicht unter zwei Minuten und nicht über fünf Minuten liegen.
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Wenn Zeitdauer T1, während der Fahr-Einheit 5 fahren fortgesetzt hat, bei Feststellung in Schritt S7 unter dem Schwellenwert liegt (NEIN in Schritt S7), kehrt der Prozess zu Schritt S4 zurück und es wird erneut festgestellt, ob Fahrt von Fahr-Einheit 5 unterbrochen worden ist.
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Wenn bei Feststellung in Schritt S4 festgestellt wird, dass Fahrt von Fahr-Einheit 5 unterbrochen worden ist (JA in Schritt S4), geht der Prozess zu Schritt S8 über und die Zeitdauer von Unterbrechung der Fahrt wird hochgezählt. Steuerungseinrichtung 26 liest die aktuelle Zeit aus Timer 262 aus. Zeitdauer T2 wurde in Schritt S5 initialisiert. Steuerungseinrichtung 26 addiert zu Zeitdauer T2 eine Zeitspanne von dem Zeitpunkt, zu dem in Schritt S5 T2 = 0 gesetzt wurde, bis zu dem in Schritt S8 aus dem Timer 262 gelesenen Zeitpunkt, um Zeitdauer T2 zu aktualisieren.
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Dann wird in Schritt S9 festgestellt, ob die Zeitdauer von Unterbrechung der Fahrt auf oder über dem Schwellenwert liegt. Steuerungseinrichtung 26 liest aus Speicher 261 den Schwellenwert für die Zeitdauer, über die Fahrt von Fahr-Einheit 5 unterbrochen ist. Steuerungseinrichtung 26 vergleicht die in Schritt S8 aktualisierte Zeitdauer T2 mit dem Schwellenwert für die Zeitdauer von Unterbrechung der Fahrt und stellt fest, ob Zeitdauer T2 auf oder über dem Schwellenwert für die Zeitdauer von Unterbrechung der Fahrt liegt. Steuerungseinrichtung 26 stellt fest, ob Unterbrechung der Fahrt von Fahr-Einheit 5 über eine vorgegebene Zeitspanne fortgesetzt wurde.
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Der Schwellenwert für Zeitdauer T2, während der Fahren von Fahr-Einheit 5 unterbrochen ist, darf beispielsweise nicht kürzer als 0,1 Sekunde und nicht länger als 1 Sekunde sein.
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Wenn festgestellt wird, dass Zeitdauer T2, während der Fahren von Fahr-Einheit 5 unterbrochen ist, unter dem Schwellenwert liegt (NEIN in Schritt S9), geht der Prozess zu Schritt S7 über, in dem festgestellt wird, ob die Zeitdauer von Fahren auf oder über dem Schwellenwert liegt.
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Bei zweiter oder späterer Verarbeitung zum Hochzählen der Zeitdauer der Fahrt in Schritt S6 wird eine Zeitspanne von dem aus Timer 262 bei der vorhergehenden Verarbeitung in Schritt S6 ausgelesenen Zeitpunkt bis zu dem aus Timer 262 bei der aktuellen Verarbeitung in Schritt S6 ausgelesenen Zeitpunkt zu Zeitdauer T1 addiert, um Zeitdauer T1 zu aktualisieren.
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Wenn bei Feststellung in Schritt S4 festgestellt wird, dass Fahrt von Fahr-Einheit 5 zwei oder mehr Mal hintereinander unterbrochen worden ist, wird bei zweiter oder späterer Verarbeitung zum Hochzählen der Zeitdauer von Unterbrechung der Fahrt in Schritt S8 eine Zeitspanne von dem aus Timer 262 bei der vorhergehenden Verarbeitung in Schritt S8 ausgelesenen Zeitpunkt bis zu dem aus Timer 262 bei der aktuellen Verarbeitung in Schritt S8 ausgelesenen Zeitpunkt zu Zeitdauer T2 addiert, um Zeitdauer T2 zu aktualisieren.
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Wenn bei Feststellung in Schritt S4 festgestellt wird, dass Fahrt von Fahr-Einheit 5 unterbrochen worden ist und bei Feststellung in Schritt S9 festgestellt wird, dass die Zeitdauer von Unterbrechung der Fahrt unter dem Schwellenwert legt und anschließend bei Feststellung in dem nächsten Schritt S4 festgestellt wird, dass Fahren von Fahr-Einheit 5 nicht unterbrochen worden ist (festgestellt wird, dass Fahr-Einheit 5 fährt), wird, wie oben beschrieben, in Schritt S5 die Zeitdauer von Unterbrechung der Fahrt initialisiert. Wenn Fahrt von Fahr-Einheit 5 unterbrochen wird und die Zeitdauer von Unterbrechung der Fahrt (Zeitdauer T2) unter dem Schwellenwert liegt, stellt Steuerungseinrichtung 26 fest, dass Fahr-Einheit 5 weiter fährt.
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Wenn Zeitdauer T1, während der Fahr-Einheit 5 weiter gefahren ist, bei Feststellung in Schritt S7 auf oder über dem Schwellenwert liegt (JA in Schritt S7), geht der Prozess zu Schritt S10 über und Steuerungseinrichtung 26 hebt automatische Steuerung von Arbeitsausrüstung 2 auf. Automatische Steuerung von Arbeitsausrüstung 2 wird dadurch automatisch deaktiviert, und Arbeitsausrüstung 2 wird in einem manuellen Modus angetrieben. In diesem Fall wird, obwohl ein Befehl zum Betätigen von Stiel 7 erkannt wird, während sich Schneidkante 8a von Löffel 8 unterhalb der geplanten Topographie D befindet, kein Befehls-Signal zum zwangsweisen Anheben von Ausleger 6 ausgegeben.
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Anschließend wird in Schritt S11 die Bedienungsperson über Aufhebung automatischer Steuerung von Arbeitsvorgängen von Arbeitsausrüstung 2 informiert.
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5 ist eine schematische Darstellung, die ein beispielhaftes Bild zeigt, das auf Anzeigeeinrichtung 322 gezeigt wird. Die in 5 dargestellte Anzeigeeinrichtung 322 zeigt Hydraulikbagger 100 und die Böschung, die das mit Arbeitsausrüstung 2 zu bearbeitende Objekt ist. 6 ist eine schematische Darstellung von Anzeigeeinrichtung 322, die mit Aufhebung automatischer Steuerung zusammenhängende Benachrichtigungsanzeige 322A ausgibt. Die in 6 dargestellte Anzeigeeinrichtung 322 gibt Benachrichtigungsanzeige 322A so aus, dass sie die in 5 dargestellte Anzeigeeinrichtung überlagert. Die Bedienungsperson kann Aufhebung automatischer Steuerung von Arbeitsvorgängen von Arbeitsausrüstung 2 über visuelle Wahrnehmung der an Anzeigeeinrichtung 322 ausgegebenen Benachrichtigungsanzeige 322A erkennen. Anzeigeeinrichtung 322 erfüllt eine Funktion als eine Benachrichtigungs-Einheit, die die Bedienungsperson über Aufhebung automatischer Steuerung von Arbeitsausrüstung 2 durch Steuerungseinrichtung 26 informiert, wenn Steuerungseinrichtung 26 diese vollzieht.
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Die Benachrichtigungs-Einheit, die die Bedienungsperson über Aufhebung automatischer Steuerung von Arbeitsausrüstung 2 informiert, ist nicht auf die in 6 an Anzeigeeinrichtung 322 gezeigte Benachrichtigungsanzeige 322A beschränkt. Hydraulikbagger 100 kann eine andere Vorrichtung enthalten, die die Bedienungsperson visuell über Aufhebung automatischer Steuerung informiert, beispielsweise eine Anzeige in Führerhaus 4. Hydraulikbagger 100 kann als die Benachrichtigungs-Einheit eine akustische Vorrichtung, die die Bedienungsperson über Aufhebung automatischer Steuerung mittels Sprache und Ton informiert, beispielsweise einen Summer oder einen Lautsprecher, in Führerhaus 4 enthalten.
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Anschließend endet der Prozess (ENDE).
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Wenn bei Feststellung in Schritt S1 festgestellt wird, dass automatische Steuerung von Arbeitsausrüstung 2 inaktiv ist (NEIN in Schritt S1), endet der Prozess unverändert ohne Aufhebung automatischer Steuerung (ENDE). Wenn bei Feststellung in Schritt S9 festgestellt wird, dass Zeitdauer T2, während der Fahrt von Fahr-Einheit 5 unterbrochen worden ist, auf oder über dem Schwellenwert liegt (JA in Schritt S9), wird festgestellt, dass Fahr-Einheit 5 angehalten worden ist, und der Prozess endet ohne Aufhebung automatischer Steuerung (ENDE).
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Im Folgenden wird Steuerung zum Wiederaufnehmen automatischer Steuerung von Arbeitsvorgängen von Arbeitsausrüstung 2 nach der unter Bezugnahme auf 4 beschriebenen Verarbeitung zum Aufheben automatischer Steuerung von Arbeitsvorgängen von Arbeitsausrüstung 2 beschrieben. 7 ist ein Flussdiagramm, das Verarbeitung zum Wiederaufnehmen automatischer Steuerung zeigt.
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In Schritt S21wird, wie in 7 gezeigt, Feststellung hinsichtlich Fahren getroffen. Feststellung hinsichtlich Fahren erfolgt wie bei der oben beschriebenen Feststellung in Schritt S3. Wenn bei Feststellung in Schritt S21 festgestellt wird, dass sich Fahr-Einheit 5 in dem Fahrzustand befindet (JA in Schritt S21), wird Feststellung in Schritt S21 wiederholt. Selbst wenn bei Feststellung in Schritt S21 festgestellt wird, dass sich Fahr-Einheit 5 nicht in dem Fahrzustand befindet (NEIN in Schritt S21), wird automatische Steuerung von Arbeitsvorgängen von Arbeitsausrüstung 2 zu diesem Zeitpunkt nicht in Gang gesetzt.
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Dann wird in Schritt S22 eine Betätigung durch die Bedienungsperson durchgeführt. Die Bedienungsperson betätigt den in 2 gezeigten Eingabeabschnitt 321 von Mensch-Maschine-Schnittstellen-Abschnitt 32, um automatische Steuerung von Arbeitsvorgängen von Arbeitsausrüstung 2 einzustellen. Anschließend aktiviert in Schritt S23 Steuerungseinrichtung 26, die eine Ausgabe von Mensch-Maschine-Schnittstellen-Abschnitt 32 erhalten hat, automatische Steuerung von Arbeitsvorgängen von Arbeitsausrüstung 2.
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Obwohl der Fahrzustand in Schritt S21 nicht aktiv ist, wird automatische Steuerung von Arbeitsvorgängen von Arbeitsausrüstung 2 nicht automatisch aktiviert, sondern wird automatische Steuerung von Arbeitsvorgängen von Arbeitsausrüstung 2 erst nach Annahme der Betätigung durch die Bedienungsperson in Schritt S22 aktiviert.
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Anschließend wird in Schritt S24 die Bedienungsperson über Beginn automatischer Steuerung von Arbeitsvorgängen von Arbeitsausrüstung 2 informiert.
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8 ist eine schematische Darstellung von Anzeigeeinrichtung 322, die mit Wiederaufnahme automatischer Steuerung zusammenhängende Benachrichtigungsanzeige 322B ausgibt. Die in 8 dargestellte Anzeigeeinrichtung 322 gibt Benachrichtigungsanzeige 322A so aus, dass sie die in 5 dargestellte Anzeigeeinrichtung überlagert. Die Bedienungsperson kann Wiederaufnahme automatischer Steuerung von Arbeitsvorgängen von Arbeitsausrüstung 2 über visuelle Wahrnehmung der auf Anzeigeeinrichtung 322 ausgegebenen Benachrichtigungsanzeige 322B erkennen.
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Danach endet der Prozess (ENDE).
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Charakteristische Merkmale sowie Funktionen und Effekte der Arbeitsmaschine gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform werden im Folgenden zusammengefasst. Strukturelementen in der Ausführungsform sind beispielhaft Bezugszeichen zugewiesen. Hydraulikbagger 100 enthält, wie in 2 gezeigt, Steuerungseinrichtung 26. Steuerungseinrichtung 26 steuert automatisch Arbeitsvorgänge von Arbeitsausrüstung 2. Steuerungseinrichtung 26 hebt, wie in 4 gezeigt, automatische Steuerung von Arbeitsvorgängen von Arbeitsausrüstung 2 auf Basis des Fahrzustandes von Fahr-Einheit 5 auf. Das heißt, Steuerungseinrichtung 26 hebt automatische Steuerung von Arbeitsvorgängen von Arbeitsausrüstung 2 unter der Bedingung auf, dass Fahr-Einheit 5 über eine vorgegebene Zeitspanne fortgesetzt gefahren ist.
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Steuerungseinrichtung 26 stellt auf Basis eines Betriebszustandes von Fahr-Einheit 5 fest, dass ein aktiver Zustand automatischer Steuerung von Arbeitsvorgängen von Arbeitsausrüstung 2 nicht aufrechterhalten werden muss, und hebt automatische Steuerung von Arbeitsausrüstung 2 automatisch auf. Die Bedienungsperson kann Arbeitsausrüstung 2 beim Fahren frei bedienen, ohne einen Vorgang zum manuellen Aufheben automatischer Steuerung von Arbeitsausrüstung 2 durchzuführen. Daher wird mit Hydraulikbagger 100 mit den Merkmalen in der Ausführungsform Einsparung von Arbeitsvorgängen für die Bedienungsperson erreicht, wenn Fahr-Einheit 5 fährt.
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Steuerungseinrichtung 26 stellt, wie in 4 gezeigt, fest, dass Fahren fortgesetzt wird, wenn eine Zeitdauer von Unterbrechung der Fahrt von Fahr-Einheit 5 unter einem Schwellenwert liegt. Der Fahr-Bedienhebel kann vorübergehend in die neutrale Stellung zurückkehren, beispielsweise bei einer Richtungsänderung beim Fahren. Auch wenn eine solche Unterbrechung von Fahrt über eine kurze Zeitspanne erfasst wird, wird festgestellt, dass Fahren eigentlich nicht unterbrochen wurde, sondern fortgesetzt wird. Dadurch kann Fortsetzung von Fahrt von Fahr-Einheit 5 über eine vorgegebene Zeitspanne genauer erfasst werden. Benachrichtigungsanzeige 322Awird, wie in 6 gezeigt, an Anzeigeeinrichtung 322 ausgegeben, so dass die Bedienungsperson über Aufhebung automatischer Steuerung von Arbeitsausrüstung 2 informiert wird. Die Bedienungsperson kann Aufhebung automatischer Steuerung über visuelle Wahrnehmung der auf Anzeigeeinrichtung 322 ausgegebenen Benachrichtigungsanzeige 322A erkennen.
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Zweite Ausführungsform
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9 ist ein Flussdiagramm, das Verarbeitung zum Aufheben automatischer Steuerung auf Basis einer zweiten Ausführungsform zeigt. Die in 9 gezeigte Verarbeitung zum Aufheben automatischer Steuerung von Arbeitsausrüstung 2 in der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der der unter Bezugnahme auf 4 beschriebenen in ersten Ausführungsform dadurch, dass eine Fahrstrecke anstelle einer Zeitdauer von Fahrt bei Feststellung hinsichtlich des Fahrzustandes von Fahr-Einheit 5 verwendet wird. Das heißt, nach Feststellung in Schritt S1 dahingehend, ob automatische Steuerung aktiv ist, wird in Schritt S32 die Fahrstrecke initialisiert. Steuerungseinrichtung 26 stellt eine Strecke TD kontinuierlicher Fahrt von Fahr-Einheit 5 ein. Steuerungseinrichtung 26 setzt zu einem Zeitpunkt, zu dem sie Verarbeitung in Schritt S32 durchführt, TD = 0.
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Steuerungseinrichtung 26 kann eine aktuelle Position von Hydraulikbagger 100 erfassen und an dieser aktuellen Position TD = 0 setzen. Die aktuelle Position von Hydraulikbagger 100 kann beispielsweise ermittelt werden, indem eine Installationsposition von Antenne 21 in dem globalen Koordinatensystem zu dem aktuellen Zeitpunkt erfasst wird. Als Alternative dazu kann die aktuelle Position von Hydraulikbagger 100 beispielsweise ermittelt werden, indem ein Abstand zu einer vorgeschriebenen Bezugsposition am Einsatzort gemessen wird. Als Alternative dazu kann die aktuelle Position von Hydraulikbagger 100 beispielsweise ermittelt werden, indem ein mittels Bildaufnahme von Hydraulikbagger 100 mit einer Kamera gewonnenes Bild analysiert wird. Die Kamera kann an einem vorgeschriebenen Punkt des Einsatzortes angeordnet oder an einer Drohne installiert werden. Die aktuelle Position von Hydraulikbagger 100 kann auf Basis einer Position von Hydraulikbagger 100 relativ zu der geplanten Topographie D ermittelt werden.
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Als Alternative dazu kann Steuerungseinrichtung 26 eine Fahrgeschwindigkeit von Fahr-Einheit 5 auf Basis einer Ausgabe der in 2 gezeigten IMU 24 berechnen, die aktuelle Zeit aus dem Timer 262 auslesen und eine Fahrstrecke von Fahr-Einheit 5 durch Multiplizieren der Geschwindigkeit mit einer Zeitspanne berechnen.
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Nach Verarbeitung zum Initialisieren der Zeitdauer von Unterbrechung der Fahrt in Schritt S5 wird in Schritt S36 die Fahrstrecke hochgezählt. Steuerungseinrichtung 26 kann die aktuelle Position zu dem Zeitpunkt erfassen, zu dem sie Verarbeitung in Schritt S36 durchführt, eine Entfernung von der Position, an der in Schritt S32 TD = 0 gesetzt wurde, zu Fahrstrecke TD addieren und Fahrstrecke TD aktualisieren. Als Alternative dazu kann Steuerungseinrichtung 26 die aktuelle Zeit aus Timer 262 lesen, eine Entfernung berechnen, indem sie eine Zeitspanne von dem Zeitpunkt, zu dem in Schritt S32 TD = 0 gesetzt wurde, bis zu dem aus Timer 262 gelesenen Zeitpunkt mit der Fahrgeschwindigkeit von Fahr-Einheit 5 multipliziert, die berechnete Entfernung zu Fahrstrecke TD addieren und Fahrstrecke TD aktualisieren.
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Im Anschluss wird in Schritt S37 festgestellt, ob Fahrstrecke TD auf oder über einem Schwellenwert liegt. Steuerungseinrichtung 26 liest aus Speicher 261 den Schwellenwert für die Strecke kontinuierlicher Fahrt von Fahr-Einheit 5 aus. Steuerungseinrichtung 26 vergleicht die in Schritt S36 aktualisierte Fahrstrecke TD mit dem Schwellenwert für die Strecke und stellt fest, ob Fahrstrecke TD auf oder über dem Schwellenwert liegt. Steuerungseinrichtung 26 stellt fest, ob Fahr-Einheit 5 die vorgegebene Strecke kontinuierlich gefahren ist.
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Der Schwellenwert für die Strecke kontinuierlicher Fahrt von Fahr-Einheit 5 kann beispielsweise auf zehn Meter oder mehr, vorzugsweise fünfzig Meter oder mehr, eingestellt werden.
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Wenn bei Feststellung in Schritt S37 festgestellt wird, dass die Strecke kontinuierlicher Fahrt von Fahr-Einheit 5 unter dem Schwellenwert liegt (NEIN in Schritt S37), kehrt der Prozess zu Schritt S4 zurück und es wird erneut festgestellt, ob Fahrt von Fahr-Einheit 5 unterbrochen worden ist. Wenn bei Feststellung in Schritt S37 festgestellt wird, dass die Strecke kontinuierlicher Fahrt von Fahr-Einheit 5 auf oder über dem Schwellenwert liegt (JA in Schritt S37), geht der Prozess zu Schritt S10 über und Steuerungseinrichtung 26 hebt automatische Steuerung von Arbeitsausrüstung 2 auf.
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Dritte Ausführungsform
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10 ist ein Flussdiagramm, das Verarbeitung zum Aufheben automatischer Steuerung auf Basis einer dritten Ausführungsform zeigt. Verarbeitung zum Aufheben automatischer Steuerung von Arbeitsausrüstung 2 in der in 10 gezeigten dritten Ausführungsform unterscheidet sich von der in der ersten und zweiten Ausführungsform dadurch, dass bei Feststellung hinsichtlich des Fahrtzustandes von Fahr-Einheit 5 ein Ort verwendet wird, an dem Fahr-Einheit 5 fährt.
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Das heißt, es wird nicht die Zeitdauer der Fahrt verwendet, und daher müssen Verarbeitung zum Initialisieren der Zeitdauer der Fahrt in Schritt S2 und Verarbeitung zum Hochzählen der Zeitdauer der Fahrt in Schritt S6, wie sie in 4 dargestellt sind, nicht durchgeführt werden. Da die Fahrstrecke nicht verwendet wird, müssen Verarbeitung zum Initialisieren der Fahrstrecke in Schritt S32 und Verarbeitung zum Hochzählen der Fahrstrecke in Schritt S36, wie sie in 9 dargestellt sind, nicht durchgeführt werden.
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Daher wird, wenn bei Feststellung in Schritt S1 festgestellt wird, dass automatische Steuerung von Arbeitsvorgängen von Arbeitsausrüstung 2 aktiv ist, anschließend Feststellung in Schritt S3 durchgeführt. Wenn bei Feststellung in Schritt S4 festgestellt wird, dass Fahrt von Fahr-Einheit 5 nicht unterbrochen ist, geht der Prozess zu Schritt S47 über und es wird festgestellt, ob Fahr-Einheit 5 innerhalb eines Arbeitsbereiches fährt. Steuerungseinrichtung 26 vergleicht den in Speicher 261 aufgezeichneten Arbeitsbereich mit der aktuellen Position von Hydraulikbagger 100 und stellt fest, wo Hydraulikbagger 100 in dem Fahrzustand fährt.
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Wenn bei Feststellung in Schritt S47 festgestellt wird, dass Fahr-Einheit 5 innerhalb des Arbeitsbereiches fährt (JA in Schritt S47), kehrt der Prozess zu Schritt S4 zurück, und es wird erneut festgestellt, ob Fahrt von Fahr-Einheit 5 unterbrochen worden ist. Wenn bei Feststellung in Schritt S47 festgestellt wird, dass Fahr-Einheit 5 außerhalb des Arbeitsbereiches fährt (NEIN in Schritt S47), geht der Prozess zu Schritt S10 über und Steuerungseinrichtung 26 hebt automatische Steuerung von Arbeitsausrüstung 2 auf.
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In der Beschreibung der Ausführungsformen wird ein Beispiel beschrieben, bei dem Hydraulikbagger 100 Steuerungseinrichtung 26 enthält und die an Hydraulikbagger 100 installierte Steuerungseinrichtung 26 automatische Steuerung von Arbeitsvorgängen von Arbeitsausrüstung 2 aufhebt. Die Steuerungseinrichtung, die automatische Steuerung von Arbeitsvorgängen von Arbeitsausrüstung 2 aufhebt, muss nicht notwendigerweise an Hydraulikbagger 100 installiert sein.
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11 ist eine schematische Darstellung eines Systems, das Hydraulikbagger 100 einschließt. Eine externe Steuerungseinrichtung 260, die separat von der an Hydraulikbagger 100 installierten Steuerungseinrichtung 26 vorhanden ist, kann ein System zum Steuern von Aufhebung automatischer Steuerung von Arbeitsvorgängen von Arbeitsausrüstung 2 bilden. Steuerungseinrichtung 260 kann an dem Einsatzort von Hydraulikbagger 100 oder an einem von dem Einsatzort von Hydraulikbagger 100 entfernten Ort angeordnet sein.
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Es 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 und nicht durch die oben stehende Beschreibung definiert und soll jegliche Abwandlungen innerhalb des Schutzumfangs und der Bedeutung äquivalent zu den Vorgaben der Ansprüche einschließen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hauptkörper;
- 2
- Arbeitsausrüstung;
- 3
- Dreh-Einheit;
- 4
- Führerhaus;
- 4S
- Fahrersitz;
- 5
- Fahr-Einheit;
- 5Cr
- Raupenkette;
- 5M
- Fahr-Motor;
- 6
- Ausleger;
- 7
- Stiel;
- 8
- Löffel;
- 8a
- Schneidkante;
- 10
- Auslegerzylinder;
- 11
- Stielzylinder;
- 12
- Löffelzylinder;
- 21
- Antenne;
- 21A
- erste Antenne;
- 21B
- zweite Antenne;
- 23
- Abschnitt zur Verarbeitung globalerKoordinaten;
- 25
- Betätigungsvor-richtung;
- 26, 260
- Steuerungseinrichtung;
- 27
- Steuerventil;
- 31
- Motor;
- 32
- Mensch-Maschine-Schnittstellen-Abschnitt;
- 33
- Hydraulikpumpe;
- 60
- Hydraulik-Stellglied;
- 64
- Richtungssteuerventil;
- 65
- Kolbenhub-Sensor;
- 66, 67
- Druck-Sensor;
- 100
- Hydraulikbagger;
- 200
- Steuerungssystem;
- 251
- erster Fahr-Bedienhebel;
- 252
- zweiter Fahr-Bedienhebel;
- 253
- Arbeitsausrüstungs-Hebel;
- 261
- Speicher;
- 262
- Timer;
- 321
- Eingabeabschnitt;
- 322
- Anzeigeeinrichtung;
- 322A, 322B
- Benach-richtigungsanzeige;
- 450
- Vorsteueröl-Weg;
- C
- aktuelle Topographie;
- D
- geplante Topographie;
- RX
- Drehachse;
- T1, T2
- Zeitdauer;
- TD
- Fahrstrecke
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2017008719 [0002, 0003]
