DE69831713T2

DE69831713T2 - Kollisionsverhütungsvorrichtung für einen hydraulischen Bagger mit einem zweiteiligen Arm

Info

Publication number: DE69831713T2
Application number: DE69831713T
Authority: DE
Inventors: Ei Tsuchiura-shi Takahashi; Kazuhiro Tsuchiura-shi SUNAMURA; Yusuke Ushiku-shi KAJITA
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1997-01-07
Filing date: 1998-01-06
Publication date: 2006-05-18
Anticipated expiration: 2018-01-07
Also published as: EP0915208A4; CN1076422C; EP0915208A1; CN1216079A; KR20000064551A; JP3759961B2; US6230090B1; WO1998030759A1; EP0915208B1; KR100281009B1; DE69831713D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kollisionsverhütungssystem für einen hydraulischen Bagger mit einem zweiteiligen Ausleger, das der Begrenzung der Bewegungen eines vorderen Arbeitsaufbaus bei einer Annäherung einer vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus an den Baggerkörper dient.
Der vordere Arbeitsaufbau eines hydraulischen Baggers ist aus vorderen Elementen, wie einem Ausleger und einem Arm, die vertikal beweglich sind, und einem Arbeitselement, beispielsweise einer Schaufel, aufgebaut, das am vorderen Ende des Arms befestigt ist. Der Ausleger des vorderen Arbeitsaufbaus ist in einem bestimmten Winkel gebogen und wird normalerweise von einem einzelnen Mono-Ausleger gebildet. Bei einigen hydraulischen Baggern ist der Ausleger in zwei Teile, d.h. einen ersten Ausleger und einen zweiten Ausleger, unterteilt. Diese hydraulischen Bagger werden als hydraulische Bagger mit zweiteiligem Ausleger bezeichnet.
Wenn bei einem hydraulischen Bagger mit einem zweiteiligen Ausleger die vorderen Elemente, wie der ersten Ausleger, der zweite Ausleger und der Arm mittels jeweiliger Steuerhebel betätigt werden, kann der Bediener den zwischen dem ersten Ausleger und dem zweiten Ausleger gebildeten Winkel frei verändern; daher besteht abhängig von dem zwischen dem ersten Ausleger und dem zweiten Ausleger gebildeten Winkel die Gefahr, daß die Schaufel mit dem Baggerkörper, insbesondere mit dem Bedienungsraum (der Kabine), zusammenstößt. Aus diesem Grund ist in der JP-A-2-308018 ein Kollisionsverhütungssystem zum Verhindern derartiger Zusammenstöße vorgeschlagen.
Bei diesem bekannten Kollisionsverhütungssystem sind an den schwenkbaren Gelenkabschnitten des ersten Auslegers, des zweiten Auslegers und des Arms Potentiometer zur Erfassung der relativen Winkel der jeweiligen Gelenkverbindungen vorgesehen, und anhand der Ausgänge der Potentiometer wird die Position des Endes des Arms berechnet. Wenn die berechnete Position des Endes des Arms in einen vorab eingestellten Gefahrenbereich eintritt, wird ein Signal zur Aktivierung einer Warnvorrichtung ausgegeben. Ebenso gibt eine Kollisionsverhütungssteuereinheit ein Signal zum Verschieben eines zwischen einem Stellglied zum Betätigen jedes vorderen Elements und einem Steuerventil installierten Schaltventils in die ausgeschaltete Position aus, wenn die berechnete Position des Endes des Arms in den vorab eingestellten Gefahrenbereich eintritt, wodurch die Bewegung des betätigten vorderen Elements automatisch beendet wird.
Wenn der Arm beim Stand der Technik in den Gefahrenbereich eintritt, wird die Bewegung der vorderen Elemente so begrenzt, daß sie angehalten werden. Eine derartige Steuerung zum Anhalten der vorderen Elemente ist jedoch dadurch nachteilig, daß es schwierig ist, eine Arbeit, die eine Bewegung des vorderen Arbeitsaufbaus in der Richtung zum Bediener (zur Kabine), beispielsweise ein Graben und ein Ausschütten von Erde, durchgehend gleichmäßig auszuführen, wenn der Bediener in der Nähe der Kabine Arbeiten ausführt, was zu einer erheblichen Verringerung der Arbeitseffizienz führt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kollisionsverhütungssystem für einen hydraulischen Bagger mit einem zweiteiligen Ausleger zu schaffen, durch das Arbeiten, die eine Bewegung des vorderen Arbeitsaufbaus in der Richtung zum Bediener erfordern, durchgehend gleichmäßig und sicher ausgeführt werden können und durch das die Arbeitseffizienz verbessert wird.
Zur Lösung der oben genannten Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung ein Kollisionsverhütungssystem für einen hydraulischen Bagger mit einem zweiteiligen Ausleger geschaffen, das in ei nem hydraulischen Bagger mit einem zweiteiligen Ausleger installiert ist, der einen Baggerkörper, einen auf dem Baggerkörper montierten, vorderen Arbeitsaufbau mit mehreren vorderen Elementen einschließlich eines ersten und eines zweiten Auslegers und eines Arms, die vertikal beweglich sind, einen ersten Auslegerzylinder zum Antreiben des ersten Auslegers, einen zweiten Auslegerzylinder zum Antreiben des zweiten Auslegers, einen Armzylinder zum Antreiben des Arms, ein Stromventil für den ersten Ausleger zum Steuern der Strömungsmenge des dem ersten Auslegerzylinder zugeführten Hydraulikfluids nach Maßgabe eines Betätigungssignals von einer Betätigungseinrichtung für den ersten Ausleger, ein Stromventil für den zweiten Ausleger zum Steuern der Strömungsmenge des dem zweiten Auslegerzylinder zugeführten Hydraulikfluids nach Maßgabe eines Betätigungssignals von einer von einer Betätigungseinrichtung für den zweiten Ausleger und ein Stromventil für den Arm zum Steuern der Strömungsmenge des dem Armzylinder zugeführten Hydraulikfluids nach Maßgabe eines Betätigungssignals von einer Betätigungseinrichtung für den Arm umfaßt, wobei das zur Begrenzung der Bewegung des vorderen Arbeitsaufbaus bei einer Annäherung einer vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus an den Baggerkörper dienende Kollisionsverhütungssystem eine Stellungserfassungseinrichtung zur Erfassung der Stellung des vorderen Arbeitsaufbaus und eine Steuereinrichtung zum Empfangen von Erfassungssignalen von der Stellungserfassungseinrichtung und zum Ausgeben eines Befehlssignals zum Ausfahren des zweiten Auslegers an das Stromventil für den zweiten Ausleger bei einer Annäherung der vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus an den Baggerkörper umfaßt.
Da der zweite Ausleger bei der so konstruierten vorliegenden Erfindung ausgefahren wird, wenn die vorgegebene Position des vorderen Arbeitsaufbaus in die Nähe des Baggerkörpers gelangt, wird verhindert, daß der vordere Arbeitsaufbau mit dem Baggerkörper bzw. der Kabine zusammenstößt, ohne daß er angehalten wird, und Arbeiten, bei denen der vordere Arbeitsaufbau auf den Bediener (die Kabine) zu bewegt werden muß, können durchgehend gleichmäßig ausgeführt werden.
Da die vorstehend beschriebene Steuerung durch Ausfahren des zweiten Auslegers, der bei der tatsächlichen Arbeit weniger häufig verwendet wird, anstelle des Arms erfolgt, kann eine Kollisionsverhütungssteuerung realisiert werden, wodurch der Bediener bei der Betätigung weniger umständlich vorgehen kann.
Wenn der erste Ausleger über die Betätigungseinrichtung für den ersten Ausleger angehoben wird, führt die Steuereinrichtung eine Steuerung aus, durch die der zweite Ausleger ausgefahren wird, während der erste Ausleger weiter angehoben wird.
Durch dieses Merkmal wird die vorgegebene Position des vorderen Arbeitsaufbaus bei einer Annäherung der vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus an den Baggerkörper so gesteuert, daß sie bewegt wird, wobei sie den Baggerkörper (die Kabine) durch eine Kombination aus einem Anheben des ersten Auslegers und einem Ausfahren des zweiten Auslegers umgeht. Dadurch können Arbeiten, bei denen der vordere Arbeitsaufbau auf den Bediener (die Kabine) zu bewegt werden muß, durchgehend gleichmäßig ausgeführt werden, wobei ein Zusammenstoßen des vorderen Arbeitsaufbaus mit dem Baggerkörper verhindert wird.
Vorzugsweise empfängt die Steuereinrichtung ein von der Betätigungseinrichtung für den ersten Ausleger ausgegebenes Betätigungssignal zum Anheben des ersten Auslegers und modifiziert das Betätigungssignal zum Anheben des ersten Auslegers so, daß der Vorgang des Anhebens des ersten Auslegers bei einer Annäherung der vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus an den Baggerkörper verlangsamt wird, worauf der Vorgang des Anhebens des ersten Auslegers mit einer verringerten Geschwindigkeit fortgesetzt wird.
Da durch dieses Merkmal der Vorgang des Anhebens des ersten Auslegers bei einer Annäherung der vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus an den Baggerkörper verlangsamt wird, kann dem zweiten Auslegerzylinder das Hydraulikfluid selbst dann mit einer ausreichenden Strömungsmenge zugeführt werden, wenn die maximale Kapazität der Hydraulikpumpe begrenzt ist. Dementsprechend kann der zweite Ausleger rasch ausgefahren werden, und eine Kollision des vorderen Arbeitsaufbaus mit dem Baggerkörper kann sicher verhindert werden.
Da der Vorgang des Anhebens des ersten Auslegers verlangsamt wird, wird auch der zwischen der vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus und dem Baggerkörper verbleibende Abstand bei einer Annäherung der zuerst genannten an den zuletzt genannten unterdrückt, und daher kann eine Kollision des vorderen Arbeitsaufbaus mit dem Baggerkörper durch das Ausfahren des zweiten Auslegers sicher verhindert werden.
Vorzugsweise empfängt die Steuereinrichtung ein von der Betätigungseinrichtung für den zweiten Ausleger ausgegebenes Betätigungssignal zum Anziehen des zweiten Auslegers und ein von der Betätigungseinrichtung für den Arm ausgegebenes Betätigungssignal zum Anziehen des Arms und modifiziert das Betätigungssignal zum Anziehen des zweiten Auslegers und das Betätigungssignal zum Anziehen des Arms so, daß der vordere Arbeitsaufbau bei einer Annäherung der vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus an den Baggerkörper verlangsamt wird und der vordere Arbeitsaufbau an schließend angehalten wird, wenn der erste Ausleger nicht angehoben wird.
Durch dieses Merkmal wird der vordere Arbeitsaufbau bei nicht durch Anheben des ersten Auslegers, sondern durch Anziehen des zweiten Auslegers und/oder des Arms ausgeführten Arbeiten so gesteuert, daß er bei einer Annäherung der vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus an den Baggerkörper nur verlangsamt und angehalten wird. Dadurch wird verhindert, daß der vordere Arbeitsaufbau durch ein Ausfahren des zweiten Auslegers vom Baggerkörper entfernt wird.
Hierbei beabsichtigt der Bediener bei Arbeiten, die ohne ein Anheben des ersten Auslegers durch ein Anziehen des zweiten Auslegers und/oder des Arms ausgeführt werden, häufig, Arbeiten auszuführen, bei denen der vordere Arbeitsaufbau auf den Bediener (die Kabine) zu bewegt werden muß. Wenn der vordere Arbeitsaufbau bei derartigen Arbeiten durch Ausfahren des zweiten Auslegers vom Baggerkörper weg bewegt würde, wäre die Bewegung des vorderen Arbeitsaufbaus für den Bediener unvorhersehbar, und wenn sich ein Objekt, wie eine Wand, in der Ausfahrrichtung befände, könnte der vordere Arbeitsaufbau mit dem Objekt kollidieren. Durch das vorstehend erwähnte Verlangsamen und Anhalten des vorderen Arbeitsaufbaus werden eine für den Bediener unvorhersehbare Bewegung verhindert und eine gute Bedienbarkeit sichergestellt.
Vorzugsweise empfängt die Steuereinrichtung ein von der Betätigungseinrichtung für den Arm ausgegebenes Betätigungssignal für ein Anziehen des Arms und modifiziert das Betätigungssignal für ein Anziehen des Arms so, daß der Vorgang des Anziehens des Arms bei einer Annäherung der vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus an den Baggerkörper verlangsamt und anschließend mit einer verringerten Geschwindigkeit fortgesetzt wird, wenn der erste Ausleger angehoben wird.
Durch dieses Merkmal kann der Vorgang des Anziehens des Arms bei einer Annäherung der vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus an den Baggerkörper während des Anhebens des ersten Auslegers und des Anziehens des Arms nach der Verlangsamung mit einer bestimmten Geschwindigkeit fortgesetzt werden. Dadurch wird verhindert, daß das Anziehen des Arms bei der Rückführsteuerung mittels eines Ausfahrens des zweiten Auslegers wiederholt beendet und verlangsamt wird, und eine gleichmäßige Kollisionsverhütungssteuerung kann realisiert werden.
Vorzugsweise berechnet die Steuereinrichtung eine Sollgeschwindigkeit des zweiten Auslegers in der Ausfahrrichtung, die der Bewegungsgeschwindigkeit der vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus entspricht, und führt eine Steuerung aus, durch die der zweite Ausleger mit der berechneten Sollgeschwindigkeit bewegt wird.
Durch dieses Merkmal werden bei einer Steuerung des zweiten Auslegers, durch die dieser ausgefahren wird, eine der Bewegungsgeschwindigkeit der vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus entsprechende Ausfahrgeschwindigkeit des zweiten Auslegers und eine gleichmäßige Kollisionsverhütungssteuerung realisiert.
Vorzugsweise berechnet die Steuereinrichtung die Sollgeschwindigkeit des zweiten Auslegers in der Ausfahrrichtung, um einen höheren Sollgeschwindigkeitswert zu liefern, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit der vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus zunimmt.
Vorzugsweise berechnet die Steuereinrichtung eine Sollgeschwindigkeit des zweiten Auslegers in der Ausfahrrichtung, die bei einer Annäherung der vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus an den Baggerkörper zunimmt, und führt eine Steuerung aus, durch die der zweite Ausleger mit der berechneten Sollgeschwindigkeit bewegt wird.
Durch diese Merkmale wird die Ausfahrgeschwindigkeit des zweiten Auslegers bei einer Annäherung der vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus an den Baggerkörper erhöht, und eine Kollision des vorderen Arbeitsaufbaus mit dem Baggerkörper kann sicher verhindert werden.
Vorzugsweise umfaßt die Stellungserfassungseinrichtung eine Einrichtung zum Berechnen des Abstands zwischen der vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus und einem vorab eingestellten Bereich um den Baggerkörper, und die Steuereinrichtung modifiziert die Betätigungssignale von den Betätigungseinrichtungen so, daß der vordere Arbeitsaufbau bei einer Verkleinerung des berechneten Abstands allmählich verlangsamt wird, wenn der berechnete Abstand nicht größer als ein vorab eingestellter erster Abstand für den Beginn einer Steuerung ist, modifiziert die Betätigungssignale von den Betätigungseinrichtungen so, daß die vorderen Elemente mit Ausnahme zumindest des Vorgangs des Anhebens des ersten Auslegers angehalten werden, wenn der berechnete Abstand einen vorab eingestellten zweiten Abstand für den Beginn einer Steuerung erreicht, der kleiner als der erste Abstand für den Beginn einer Steuerung ist, und führt eine Steuerung aus, durch die der zweite Ausleger ausgefahren wird, wenn der berechnete Abstand nicht größer als der zweite Abstand für den Beginn einer Steuerung ist.
Durch dieses Merkmal wird der vordere Arbeitsaufbau bei einer Annäherung der vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus an den Baggerkörper zunächst so gesteuert, daß die vorderen Ele mente verlangsamt und dann mit Ausnahme zumindest des Vorgangs des Anhebens des ersten Auslegers angehalten werden, wenn der berechnete Abstand nicht größer als der erste Abstand für den Beginn einer Steuerung ist. Wenn der berechnete Abstand nicht größer als der zweite Abstand für den Beginn einer Steuerung ist, wird der zweite Ausleger anschließend so gesteuert, daß er ausgefahren wird. Dem zweiten Auslegerzylinder kann daher das Hydraulikfluid selbst dann in einer ausreichenden Strömungsmenge zugeführt werden, wenn die maximale Kapazität der Hydraulikpumpe begrenzt ist. Dementsprechend kann der zweite Ausleger rasch ausgefahren werden, und eine Kollision des vorderen Arbeitsaufbaus mit dem Baggerkörper wird sicher verhindert.
Da die vorderen Elemente verlangsamt werden, bevor die Steuerung des zweiten Auslegers beginnt, durch die er ausgefahren wird, wird die Eintrittsstrecke, um die die vorgegebene Position des vorderen Arbeitsaufbaus über den zweiten Abstand für den Beginn einer Steuerung hinausgelangt, unterdrückt, und eine Kollision des vorderen Arbeitsaufbaus mit dem Baggerkörper kann sicher verhindert werden.
Vorzugsweise modifiziert die Steuereinrichtung die Betätigungssignale von den Betätigungseinrichtungen so, daß die vorderen Elemente mit Ausnahme der Vorgänge des Anhebens des ersten Auslegers und des Anziehens des Arms angehalten werden, wenn der berechnete Abstand den vorab eingestellten zweiten Abstand für den Beginn einer Steuerung erreicht, der kleiner als der erste Abstand für den Beginn einer Steuerung ist.
Durch dieses Merkmal kann der Vorgang des Anziehens des Arms bei einer Annäherung der vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus an den Baggerkörper während des Anhebens des ers ten Auslegers und des Anziehens des Arms bis zu einem Punkt, an dem der berechnete Abstand nicht größer als der zweite Abstand für den Beginn einer Steuerung ist, mit einer bestimmten Geschwindigkeit fortgesetzt werden. Dadurch werden ein wiederholtes Unterbrechen und Verlangsamen des Vorgangs des Anziehens des Arms bei der Rückführsteuerung durch das Ausfahren des zweiten Auslegers verhindert, und eine gleichmäßige Kollisionsverhütungssteuerung kann realisiert werden.
Vorzugsweise empfängt die Steuereinrichtung die Betätigungssignale von den Betätigungseinrichtungen und modifiziert die Betätigungssignale von den Betätigungseinrichtungen so, daß der Grad der Verlangsamung bei einer Erhöhung der Ausschlaggrößen verringert wird, mit denen die Betätigungseinrichtungen betätigt werden.
Durch dieses Merkmal kann die Verlangsamungssteuerung unabhängig von den Ausschlaggrößen der Betätigungseinrichtungen stets eingeleitet werden, wenn die Nähe des ersten Abstands für den Beginn einer Steuerung erreicht ist, und eine gleichmäßige Kollisionsverhütungssteuerung kann realisiert werden.
Vorzugsweise gibt die Steuereinrichtung bei einer Annäherung der vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus an den Baggerkörper Befehlssignale an das Stromventil für den zweiten Ausleger und das Stromventil für den Arm aus, durch die sowohl der zweite Ausleger als auch der Arm ausgefahren werden.
Durch dieses Merkmal kann eine rasche Kollisionsverhütungssteuerung mit einem guten Ansprechverhalten realisiert werden.
Vorzugsweise gibt die Steuereinrichtung bei einer Annäherung der vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus an den Baggerkörper ein Befehlssignal an das Stromventil für den Arm aus, durch das anstelle des zweiten Auslegers der Arm ausgefahren wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht, die ein Kollisionsverhütungssystem für einen hydraulischen Bagger mit einem zweiteiligen Ausleger gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung eines Kollisionsverhütungssteuerungsprozesses gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine Ansicht, die Abmessungen, Winkel und ein Koordinatensystem des vorderen Arbeitsaufbaus zeigt;
4 ist ein funktionales Blockdiagramm, das einen Steuerungsalgorithmus einer Steuereinheit zeigt;
5 ist eine Ansicht zur Erläuterung einer Methode zur Berechnung der Abweichung ΔZ des Abstands zwischen der Position des Endes des Arms und der Grenzlinie eines Rückführbereichs;
6 ist ein funktionales Blockdiagramm, das Einzelheiten der Verlangsamungssteuerung zeigt;
7 ist ein Satz von Diagrammen, die jeweils die in einem Steuerungsverstärkungsblock eingestellte Beziehung zwischen der Abweichung ΔZ und der Verstärkung der Verlangsamung im vergrößerten Maßstab zeigen;
8 ist ein Satz von Diagrammen, die jeweils zeigen, wie sich die eingestellte Beziehung zwischen der Abweichung ΔZ und der Verstärkung der Verlangsamung abhängig vom Steuerdruck verändert;
9 ist ein funktionales Blockdiagramm, das Einzelheiten der Rückführsteuerung zeigt;
10 ist ein Satz von Diagrammen, die die Beziehung zwischen der Abweichung ΔZ und einer im Steuerungsverstärkungsblock eingestellten Rückführungsverstärkung und die Beziehung zwischen der Sollgeschwindigkeit des zweiten Auslegerzylinders und einer in einem Rückkopplungsverstärkungsblock eingestellten Rückkopplungsverstärkung in vergrößertem Maßstab zeigen;
11 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Verfahrens zur Bestimmung der Sollgeschwindigkeit des Endes des Arms;
12 ist eine schematische Ansicht, die ein Kollisionsverhütungssystem für einen hydraulischen Bagger mit einem zweiteiligen Ausleger gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
13 ist ein funktionales Blockdiagramm, das Einzelheiten der Rückführsteuerung zeigt;
14 ist eine schematische Ansicht, die ein Kollisionsverhütungssystem für einen hydraulischen Bagger mit einem zweiteiligen Ausleger gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
15 ist ein funktionales Blockdiagramm, das einen Steuerungsalgorithmus einer Steuereinheit zeigt;
16 ist eine schematische Ansicht, die ein Kollisionsverhütungssystem für einen hydraulischen Bagger mit einem zweiteiligen Ausleger gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
17 ist ein funktionales Blockdiagramm, das Einzelheiten der Verlangsamungssteuerung zeigt; und
18 ist ein funktionales Blockdiagramm, das Einzelheiten der Rückführungssteuerung zeigt.
BESTER MODUS ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Nachstehend werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung be schrieben.
Zunächst wird unter Bezugnahme auf die 1–11 eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Gemäß 1 umfaßt ein hydraulischer Bagger 40 mit einem zweiteiligen Ausleger, auf den die vorliegende Erfindung angewendet wird, einen Baggerkörper 41 und einen vorderen Arbeitsaufbau 42 mit mehreren Gelenken. Der Baggerkörper 41 umfaßt einen unteren Raupenaufbau 41A, einen drehbar auf dem unteren Raupenaufbau 41A montierten, drehbaren oberen Aufbau 41B und eine auf dem drehbaren oberen Aufbau 41B vorgesehene Kabine 41C. Der vordere Arbeitsaufbau 42 umfaßt einen vertikal schwenkbar an einem vorderen Abschnitt des drehbaren oberen Aufbaus 41B befestigten ersten Ausleger 1, einen vertikal schwenkbar am ersten Ausleger 1 befestigten zweiten Ausleger 2, einen vertikal schwenkbar am zweiten Ausleger 2 befestigten Arm 3 und ein vertikal schwenkbar am Arm 3 befestigtes Arbeitselement, beispielsweise eine Schaufel 4.
Der erste Ausleger 1, der zweite Ausleger 2, der Arm 3 und die Schaufel 4 werden jeweils von einem ersten Auslegerzylinder 1A, einen zweiten Auslegerzylinder 2A, einem Armzylinder 3A und einem Schaufelzylinder 4A angetrieben.
Ein hydraulischer Antriebskreislauf des hydraulischen Baggers 40 ist in der unteren Hälfte von 1 gezeigt. Der hydraulische Antriebskreislauf umfaßt den ersten Auslegerzylinder 1A, den zweiten Auslegerzylinder 2A und den Armzylinder 3A, die vorstehend erwähnt wurden, Hydraulikpumpen 29 und 30, die jeweils Mechanismen 29A und 30A zur Verstellung des Verdrängungsvolumens aufweisen, ein Stromventil 10 für den ersten Ausleger und ein Stromventil 11 für den zweiten Ausleger zum Steuern der jeweiligen Strömungsmengen des dem ersten Auslegerzylinder 1A und dem zweiten Auslegerzylinder 2A von der Hydraulikpumpe 29 zugeführten Hydraulikfluids, ein Stromventil 12 für den Arm zum Steuern der Strömungsmenge des dem Armzylinder 3A von der Hydraulikpumpe 30 zugeführten Hydraulikfluids, Steuerventile 19, 20 zum Ausgeben von als Betätigungssignale dienenden Steuerdrücken an das Stromventil 10 für den ersten Ausleger, Steuerventile 21, 22 zum Ausgeben von als Betätigungssignale dienenden Steuerdrücken an das Stromventil 11 für den zweiten Ausleger und Steuerventile 23, 24 zum Ausgeben von als Betätigungssignale dienenden Steuerdrücken an das Stromventil 12 für den Arm. Die Steuerventile 19, 20 werden abhängig von der Richtung, in der ein gemeinsamer Steuerhebel betätigt wird, selektiv betätigt und geben abhängig von der Eingangsgröße, um die der Steuerhebel betätigt wird, als Befehlssignale dienende Steuerdrücke aus. Ebenso wird jedes der Steuerventilpaare 21, 22 und 23, 24 abhängig von der Richtung der Betätigung eines gemeinsamen Steuerhebels selektiv betätigt und gibt abhängig von der Eingangsgröße, um die der Steuerhebel betätigt wird, als Befehlssignale dienende Steuerdrücke aus. Die Stromventile 10, 11, 12 werden jeweils so von dem vom Steuerventil ausgegebenen Steuerdruck gesteuert, daß sie einen Öffnungsgrad aufweisen, der der Ausschlaggröße des Steuerhebels (dem Steuerdruck) entspricht. So werden die Strömungsmenge und die Richtung der Zufuhr des Hydraulikfluids gesteuert.
In 1 sind nur die Abschnitte des hydraulischen Antriebskreislaufs gezeigt, die dem ersten Auslegerzylinder 1A, dem zweiten Auslegerzylinder 2A und dem Armzylinder 3A zugeordnet sind, woge gen auf die Darstellung der dem Schaufelzylinder 4A und den Stellgliedern für das Schwenken und Fahren zugeordneten Abschnitte verzichtet wird.
In dem vorstehend beschriebenen hydraulischen Bagger mit einem zweiteiligen Ausleger ist ein erfindungsgemäßes Kollisionsverhütungssystem installiert. Das Kollisionsverhütungssystem umfaßt einen in einem Verbindungsabschnitt zwischen dem drehbaren oberen Aufbau 41B und dem ersten Ausleger 1 vorgesehenen Winkelsensor 5 für den ersten Ausleger zur Erfassung des relativen Winkels zwischen dem drehbaren oberen Aufbau 41B und dem ersten Ausleger 1, einen in einem Verbindungsabschnitt zwischen dem ersten Ausleger 1 und dem zweiten Ausleger 2 vorgesehenen Winkelsensor 6 für den zweiten Ausleger zur Erfassung des relativen Winkels zwischen dem ersten Ausleger 1 und dem zweiten Ausleger 2, einen in einem Verbindungsabschnitt zwischen dem zweiten Ausleger 2 und dem Arm 3 vorgesehenen Armwinkelsensor 7 zur Erfassung des relativen Winkels zwischen dem zweiten Ausleger 2 und dem Arm 3, Drucksensoren 25, 26 zur Erfassung der jeweiligen, von den Steuerventilen 19, 20 ausgegebenen Steuerdrücke, einen Drucksensor 27 zur Erfassung des vom Steuerventil 21 ausgegebenen Steuerdrucks, einen Drucksensor 28 zur Erfassung des vom Steuerventil 23 ausgegebenen Steuerdrucks, elektromagnetische Proportionaldruckreduzierventile 13, 14 zum Verringern der jeweiligen, von den Steuerventilen 19, 20 ausgegebenen Steuerdrücke, ein elektromagnetisches Proportionaldruckreduzierventil 16 zum Verringern des vom Steuerventil 21 ausgegebenen Steuerdrucks, ein elektromagnetisches Proportionaldruckreduzierventil 17 zum Verringern des vom Steuerventil 22 ausgegebenen Steuerdrucks, ein elektromagnetisches Proportionaldruckreduzierventil 18 zum Verringern des vom Steuerventil 23 ausgegebenen Steuerdrucks, ein Wechselventil 33 zum Auswählen des höhe ren der von dem Steuerventil 22 und dem elektromagnetischen Proportionaldruckreduzierventil 17 ausgegebenen Steuerdrücke und zum Aufbringen des ausgewählten Steuerdrucks auf das Stromventil 11 sowie eine Steuereinheit 50, die aus einer Eingangs- und Ausgangseinheit 50a, einer CPU 50b und einem Speicher 50c aufgebaut ist.
Die Steuereinheit 50 empfängt Signale von den Winkelsensoren 5, 6, 7 und den Drucksensoren 25, 26, 27, 28 und gibt auf der Grundlage der empfangenen Winkelsignale und Drucksignale Steuersignale zum Steuern des vorderen Arbeitsaufbaus 42 an die elektromagnetischen Proportionaldruckreduzierventile 13, 14, 16, 17, 18 aus.
31 bezeichnet ein Reservoir.
Nachstehend wird ein Steuerungsprozeß zur Kollisionsverhütung gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform sind, wie in 1 gezeigt, ein Verlangsamungsbereich R1 und ein Rückführbereich R2 eingestellt. Im Verlangsamungsbereich R1 wird eine Verlangsamungssteuerung und im Rückführbereich R2 eine Rückführsteuerung ausgeführt.
Hierbei bezeichnet K1 eine Grenzlinie, die die Grenze zwischen dem Verlangsamungsbereich R1 und dem Rückführbereich R2 repräsentiert, und K2 bezeichnet eine Grenzlinie, die die Grenze zwischen dem Verlangsamungsbereich R1 und einem Bereich, in dem keine Steuerung ausgeführt wird, d.h. die Linie repräsentiert, an der die Verlangsamung beginnt.
2 ist ein Ablaufdiagramm, das den Steuerungsprozeß zur Kollisionsverhütung skizziert.
Zunächst wird auf der Grundlage der Signale von den Winkelsensoren 5, 6, 7 die Position des Endes des Arms berechnet (Schritt 11). Die Position des Endes des Arms wird als Werte auf einem XY-Koordinatensystem berechnet, als dessen Ursprung das untere Ende des ersten Auslegers 1 definiert ist, wie in 3 gezeigt. Die Formel für die Berechnung ist durch die folgende Gleichung (1) gegeben: X = L1cosθ1 + L2cos(θ1 + θ2) + L3cos(θ1 + θ2 + θ3) Y = L1sinθ1 + L2sin(θ1 + θ2) + L3sin(θ1 + θ2 + θ3)

L1:: Länge des ersten Auslegers 1
L2:: Länge des zweiten Auslegers 2
L3:: Länge des Arms 3
θ1:: vom Winkelsensor 5 für den ersten Ausleger erfaßter Winkel
θ2:: vom Winkelsensor 6 für den zweiten Ausleger erfaßter Winkel
θ3:: vom Winkelsensor 7 für den Arm erfaßter Winkel

Anschließend wird festgestellt, ob der erste Ausleger gerade angehoben wird oder nicht (Schritt 12). Ist die Antwort ja, wird festgestellt, ob die Position des Endes des Arms über die Grenzlinie K2 hinausbewegt wurde und in den Verlangsamungsbereich R1 eingetreten ist oder nicht (Schritt 13). Ist die Antwort nein, wird ebenfalls festgestellt, ob die Position des Endes des Arms über die Grenzlinie K2 hinaus bewegt wurde und in den Verlangsamungsbereich R1 eingetreten ist oder nicht (Schritt 17). Wurde die Position des Endes des Arms noch nicht über die Grenzlinie K2 hinaus in den Verlangsamungsbereich R1 bewegt, wird der Prozeßablauf mit dem Beginn fortgesetzt, ohne daß eine Steuerung ausgeführt wird (Schritt 19).
Wurde die Position des Endes des Arms über die Grenzlinie K2 hinaus in den Verlangsamungsbereich R1 bewegt, während der erste Ausleger angehoben wird, erfolgt eine Verlangsamungssteuerung, bei der die elektromagnetischen Proportionaldruckreduzierventile 13, 14, 16, 18 so betätigt werden, daß die jeweiligen Steuerdrücke zur Verlangsamung der Zylinder 1A, 2A, 3A des ersten Auslegers 1, des zweiten Auslegers 2 und des Arms 3 verringert werden, wodurch die Stellglieder verlangsamt und dann angehalten werden, wodurch das Ende des Arms an der Grenzlinie K1 angehalten wird (Schritte 12, 17 und 18). Die Einzelheiten der Verlangsamungssteuerung werden später beschrieben.
Wurde die Position des Endes des Arms über die Grenzlinie K2 hinaus in den Verlangsamungsbereich R1 bewegt, während der erste Ausleger nicht angehoben wird, erfolgt eine Verlangsamungssteuerung, bei der die elektromagnetischen Proportionaldruckreduzierventile 13, 14, 16, 18 so betätigt werden, daß die jeweiligen Steuerdrücke zur Verlangsamung der Zylinder 1A, 2A, 3A des ersten Auslegers, des zweiten Auslegers 2 und des Arms verringert werden, wodurch die Position des Endes des Arms im Verlangsamungsbereich R1 verlangsamt und die Geschwindigkeit des Endes des Arms auf eine vorgegebene Geschwindigkeit verringert werden (Schritte 12, 13 und 14).
Als nächstes wird festgestellt, ob die Position des Endes des Arms noch nicht über die Grenzlinie K1 hinaus in den Rückführbereich R2 bewegt wurde oder nicht (Schritt 15). Wurde das Ende des Arms nicht über die Grenzlinie K1 hinaus in den Rückführbereich R2 bewegt, wird der Prozeßablauf mit dem Anfang fortgesetzt (Schritt 19).
Wurde das Ende des Arms über die Grenzlinie K1 hinaus in den Rückführbereich R2 bewegt, wird eine Rückführsteuerung ausgeführt, bei der das elektromagnetische Proportionaldruckreduzierventil 17 so betätigt wird, daß der Steuerdruck verringert wird, wodurch eine Steuerung zum automatischen Ausfahren des zweiten Auslegers 2 erfolgt, durch die die Position des Endes des Arms in den Verlang samungsbereich R1 außerhalb der Grenzlinie K1 zurück bewegt wird. Durch diesen Vorgang wird verhindert, daß die vorgegebene Position des vorderen Arbeitsaufbaus 42, beispielsweise die Schaufel 4, mit der Kabine 41C kollidiert. Die Einzelheiten der der Rückführsteuerung werden später beschrieben.
Die vorstehend beschriebene Verarbeitung wird von der Steuereinheit 50 ausgeführt. Ein Steuerungsalgorithmus der Steuereinheit 50 wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 4 bis 11 beschrieben.
Zunächst wird unter Bezugnahme auf 4 der gesamte Steuerungsalgorithmus der Steuereinheit 50 beschrieben.
Gemäß 4 empfängt die Steuereinheit in einem Block B9 die Signale von den Winkelsensoren 5, 6, 7 und berechnet auf der Grundlage der erfaßten Winkel θ1, θ2, θ3 die Position des Endes des Arms. Dann berechnet sie in einem Block B10 die durch den kürzesten Abstand zwischen der Position des Endes des Arms, d.h. (X, Y) und der Grenzlinie K1 gegebene Abweichung ΔZ. Die Einzelheiten dieser Berechnung sind in 5 gezeigt. Die Berechnung der Abweichung ΔZ ergibt einen positiven Wert, wenn sich das Ende des Arms im Verlangsamungsbereich R1 oder in dem Bereich befindet, in dem keine Steuerung erfolgt, und einen negativen Wert, wenn es sich im Rückführbereich R2 befindet.
Als Nächstes wird die im Block B10 berechnete Abweichung ΔZ in die Blöcke B11, B12 und B13 eingegeben.
Im Block B11 werden ferner die Signale von den Drucksensoren 25, 26, 27, 28 empfangen, und anhand der Steuerdrücke P_fbu, P_fbd, P_sbc, P_ac und der Abweichung ΔZ werden nach Maßgabe des Steuerungsalgorithmus für die Verlangsamungssteuerung Befehlsspan nungen für die elektromagnetischen Proportionalventile 13, 14, 16, 18 berechnet.
Im Block B12 wird anhand der im Block B9 berechneten Position (X, Y) des Endes des Arms und der Abweichung ΔZ nach Maßgabe des Steuerungsalgorithmus für die Rückführsteuerung eine Befehlsspannung für das elektromagnetische Proportionalventil 17 berechnet.
Im Block B13 gibt die Steuereinheit ein Signal mit einem Pegel von 0 aus, wenn die Abweichung ΔZ positiv ist, und ein Signal mit einem Pegel von 1, wenn sie negativ ist. Ferner empfängt die Steuereinheit in einem Block B14 das Signal von dem Drucksensor 25 und gibt ein Signal mit einem Pegel von 1 aus, wenn der Steuerdruck P_fbu für ein Anheben des ersten Auslegers eingegeben wird, und ein Signal mit einem Pegel von 0, wenn er nicht eingegeben wird.
In einem Block B15 wird das kleinste der beiden Ausgangssignale der Blöcke B13, B14 ausgewählt (Auswahl des Minimums), und das ausgewählte Signal wird in einem Block B16 mit der vom Block B12 für die Rückführsteuerung ausgegebenen Befehlsspannung für das elektromagnetische Proportionalventil 17 multipliziert, wodurch die Rückführsteuerung des Blocks B12 nur ausgeführt wird, wenn die Ausgangssignale sowohl des Blocks B13 als auch des Blocks B14 Signale mit einem Pegel von 1 sind.
Die Einzelheiten der Verlangsamungssteuerung des Blocks B11 sind in dem funktionalen Blockdiagramm in 6 gezeigt.
Zunächst wird die Steuerung des elektromagnetischen Proportionaldruckreduzierventils 13 zum Heben des ersten Auslegers beschrieben. In einem Steuerungsverstärkungsblock 101 wird anhand der Abweichung ΔZ die Verstärkung K_fbu der Verlangsamung berechnet. In einem Dosierkennlinienblock 100 für das Anheben des ersten Auslegers wird anhand des Steuerdrucks P_fbu für ein Anheben des ersten Auslegers eine Sollzylindergeschwindigkeit M_fbu berechnet. In einem Block 117 wird die Verstärkung K_fbu der Verlangsamung mit der Sollzylindergeschwindigkeit M_fbu multipliziert. Anhand des resultierenden Werts wird unter Bezugnahme auf eine Dosiertabelle 102 ein Sollsteuerdruck P_fbun berechnet, und der berechnete Steuerdruck wird unter Bezugnahme auf eine Spannungstabelle 103 in eine Ausgangsspannung für das elektromagnetische Proportionaldruckreduzierventil 13 zum Anheben des ersten Auslegers umgewandelt, die daraufhin an das Ventil 13 ausgegeben wird.
Die Beziehung zwischen der Abweichung ΔZ und der im Steuerungsverstärkungsblock 101 eingestellten Verstärkung K_fbu der Verlangsamung ist in 7(a) im vergrößerten Maßstab gezeigt. Die Beziehung zwischen der Abweichung ΔZ und der Verstärkung K_fbu der Verlangsamung wird wie folgt eingestellt. Wenn die Abweichung ΔZ größer als der Abstand r0 für den Beginn der Verlangsamung ist, beträgt die Verstärkung K_fbu der Verlangsamung 1. Ist die Abweichung ΔZ nicht größer als der Abstand r0 für den Beginn der Verlangsamung, wird die Verstärkung K_fbu der Verlangsamung bei einer Verringerung der Abweichung ΔZ allmählich reduziert. Wird die Abweichung ΔZ 0, weist die Verstärkung K_fbu der Verlangsamung einen bestimmten Wert auf, der größer als 0 ist. Weist die Abweichung ΔZ einen negativen Wert auf, wird die Verstärkung K_fbu der Verlangsamung auf dem Wert gehalten, der bei einer Abweichung ΔZ von 0 angenommen wird. Durch die vorstehend beschriebenen Beziehungen zwischen den Einstellungen hat die Verstärkung K_fbu der Verlangsamung im Rückführbereich R2 einen Wert, der größer als 0 ist, wodurch der erste Ausleger 1 in den Rückführbereich R2 bewegt werden kann.
Die Beziehung zwischen dem Steuerdruck P_fbu für ein Anheben des ersten Auslegers und der im Dosierkennlinienblock 100 für das Anheben des ersten Auslegers eingestellten Sollzylindergeschwindigkeit M_fbu wird abhängig von der Öffnungsgradkennlinie des Stromventils 10 in der Richtung für ein Anheben des ersten Auslegers bestimmt. Die im Block 117 mit der Sollzylindergeschwindigkeit M_fbu multiplizierte Verstärkung K_fbu der Verlangsamung wird, wie in 8(a) gezeigt, zu einer Verstärkung K_fbu* der Verlangsamung modifiziert, die zunimmt, wenn der Steuerdruck P_fbu für ein Anheben des ersten Auslegers höher wird. Dadurch kann die Verlangsamungssteuerung in Abhängigkeit von der Betätigungsgeschwindigkeit ausgeführt werden, mit der der erste Ausleger angehoben wird.
Anders ausgedrückt wird die Verlangsamungssteuerung unabhängig vom Pegel des Steuerdrucks P_fbu für ein Anheben des ersten Auslegers nach Maßgabe der Kennlinie gemäß 7(a) eingeleitet, wenn die Abweichung ΔZ nicht größer als der Abstand r0 für den Beginn der Verlangsamung wird, und es ist stets eine gleichmäßige Verlangsamungssteuerung sichergestellt.
Die Kennlinie der Dosiertabelle 102 ist eine Umkehrung der Dosierkennlinie für das Anheben des ersten Auslegers des Blocks 100.
Das elektromagnetische Proportionaldruckreduzierventil 14 zum Senken des ersten Auslegers und das elektromagnetische Proportionaldruckreduzierventil 16 zum Anziehen des zweiten Auslegers werden ebenfalls ähnlich wie das elektromagnetische Proportionaldruckreduzierventil 13 zum Anheben des ersten Auslegers jeweils mittels eines Satzes aus einem Steuerungsverstärkungsblock 105, einem Dosierkennlinienblock 104 für das Senken des ersten Auslegers, einem Multiplikationsblock 118, einer Dosiertabelle 106 und einer Spannungstabelle 107 sowie eines Satzes aus einem Steue rungsverstärkungsblock 109, einem Dosierkennlinienblock 108 für ein Anziehen des zweiten Auslegers, einem Multiplikationsblock 119, einer Dosiertabelle 110 und einer Spannungstabelle 111 gesteuert.
In den Steuerungsverstärkungsblöcken 105, 109 ist die Beziehung zwischen der Abweichung ΔZ und der Verstärkung der Verlangsamung jedoch so eingestellt, daß die Verstärkungen K_fbd, K_sbc der Verlangsamung auf 0 verringert werden, wenn die Abweichung ΔZ nicht größer als 0 wird, wie in 7(b) im vergrößerten Maßstab gezeigt. Die Vorgänge des Senkens des ersten Auslegers und des Anziehens des zweiten Auslegers werden dadurch an der Grenzlinie K1 beendet.
Ferner wird die im Block 118 mit der Sollzylindergeschwindigkeit K_fbd multiplizierte Verstärkung K_fbd der Verlangsamung beispielsweise, wie in 8(b) gezeigt, in eine Verstärkung K_fbd* der Verlangsamung umgewandelt, die zunimmt, wenn der Steuerdruck K_fbd für ein Senken des ersten Auslegers höher wird. Dementsprechend kann die Verlangsamungssteuerung, ähnlich wie gemäß 8(a), abhängig von der Betätigungsgeschwindigkeit erfolgen, mit der der erste Ausleger gesenkt wird.
Als Nächstes wird die Steuerung des elektromagnetischen Proportionaldruckreduzierventils 18 für das Anziehen des Arms beschrieben. In einem Steuerungsverstärkungsblock 113 wird anhand der Abweichung ΔZ eine Verstärkung K_ac der Verlangsamung berechnet. Ebenso wird in einem Dosierkennlinienblock 112 für das Anziehen des Arms anhand des Steuerdrucks K_ac zum Anziehen des Arms eine Sollzylindergeschwindigkeit M_ac berechnet.
Die im Steuerungsverstärkungsblock 113 eingestellte Beziehung entspricht im wesentlichen der im Steuerungsverstärkungsblock 105 eingestellten.
Die Beziehung zwischen dem Steuerdruck P_fbu für ein Anheben des ersten Auslegers und der im Block 116 zur Verstärkung der Steuerung des Steuerdrucks für ein Anheben des ersten Auslegers eingestellten Verstärkung K_fbu ist in 7(c) in vergrößertem Maßstab gezeigt. Die Beziehung zwischen dem Steuerdruck P_fbu für ein Anheben des ersten Auslegers und der Verstärkung K_fbu wird wie folgt eingestellt. Wenn der Steuerdruck P_fbu maximal ist, ist die Verstärkung K_fbu 0. Wird der Steuerdruck P_fbu verringert, wird die Verstärkung P_fbu allmählich erhöht. Sinkt dann der Steuerdruck P_fbu auf nahezu 0, wird die Verstärkung K_fbu 1.
Die drei in den Blöcken 112, 113, 116 erhaltenen Verstärkungen werden verarbeitet, indem sie in den Blöcken 120–123 multipliziert werden, um entsprechend der folgenden Formel eine modifizierte Verstärkung K_ac* der Verlangsamung zu bestimmen: Kac* = (1 – Kfbu + Kac·Kfbu)·Mac (2)
Durch diese Verarbeitung wird die modifizierte Verstärkung K_ac* der Verlangsamung, wie in 8(c) gezeigt, so eingestellt, daß sie zunimmt, wenn der Steuerdruck P_fbu für ein Anheben des ersten Auslegers höher wird, wodurch die Größenordnung der Verlangsamung so unterdrückt wird, daß das Ende des Arms in den Rückführbereich R2 eintritt, während eine bestimmte, der Geschwindigkeit, mit der der erste Ausleger angehoben wird, entsprechende Armanziehgeschwindigkeit beibehalten wird, wenn das Ende des Arms über die Grenzlinie K1 hinaus bewegt wird. Ebenso wird beispielsweise die modifizierte Verstärkung K_ac* der Verlangsamung, ähnlich wie beim Anheben des ersten Auslegers, erhöht, wenn der Steuerdruck P_ac für das Anziehen des Arms höher wird, wodurch die Verlangsamungssteuerung abhängig von der Betätigungsgeschwindigkeit des Arms 3 ausgeführt werden kann.
Dann wird unter Bezugnahme auf eine Dosiertabelle 114 anhand der modifizierten Verstärkung K_ac* der Verlangsamung ein Sollsteuerdruck P_acn berechnet, und der berechnete Steuerdruck wird unter Bezugnahme auf eine Spannungstabelle 115 in eine Ausgangsspannung für das elektromagnetische Proportionaldruckreduzierventil 18 zum Anziehen des Arms umgewandelt und anschließend an das Ventil 18 ausgegeben.
Die Einzelheiten der Rückführsteuerung im Block B12 ist in 9 in einem funktionalen Blockdiagramm dargestellt.
In einem Steuerungsverstärkungsblock 200 wird anhand der Abweichung ΔZ eine Rückführverstärkung K_sbdd berechnet. Ebenso werden in einem Block 204 anhand der Koordinatenwerte (X, Y) der im Block B9 gemäß 4 berechneten Position des Endes des Arms jeweilige vordere Winkelgeschwindigkeiten (θ'₁, θ'₂, θ'₃) des ersten Auslegers 1, des zweiten Auslegers 2 und des Arms 3 berechnet (wobei ' die Ableitung repräsentiert). Dann wird in einem Block 205 anhand der vorderen Winkelgeschwindigkeiten (θ'₁, θ'₂, θ'₃) die Geschwindigkeit (X', Y') des Endes des Arms bestimmt, und in einem Block 206 wird anhand der Geschwindigkeit (X', Y') des Endes des Arms eine Sollgeschwindigkeit (X'n, Y'n) für das Ende des Arms berechnet. Anschließend wird in einem Block 207 anhand der Sollgeschwindigkeit (X'_n, Y'_n) für das Ende des Arms eine Sollwinkelgeschwindigkeit θ'_2n für den zweiten Ausleger berechnet, und in einem Block 208 wird anhand der Sollwinkelgeschwindigkeit θ'_2n für den zweiten Ausleger eine Sollzylindergeschwindigkeit S_2n für den zweiten Ausleger berechnet. Ferner wird in einem Rückkopplungsverstärkungsblock 209 anhand der Sollzylindergeschwindigkeit S_2n für den zweiten Ausleger eine Rückkopplungsverstärkung K_sbf bestimmt.
Die so ermittelte Rückführverstärkung K_sbdd und die Rückkopplungsverstärkung K_sbf werden in einer Addiereinrichtung 203 addiert. Anhand der resultierenden Verstärkung K_sbd wird unter Bezugnahme auf eine Dosiertabelle 201 ein Sollsteuerdruck P_sbdn berechnet, und der berechnete Steuerdruck wird unter Bezugnahme auf eine Spannungstabelle 202 in eine Ausgangsspannung für das elektromagnetische Proportionaldruckreduzierventil 17 für das Ausfahren des zweiten Auslegers umgewandelt, die anschließend über die im Block B16 gezeigte Multipliziereinrichtung (siehe 4) an das Ventil 17 ausgegeben wird.
Ein Beispiel für die Beziehung zwischen der Abweichung ΔZ und der im Steuerungsverstärkungsblock 200 eingestellten Rückführverstärkung K_sbdd ist in 10(a) in vergrößertem Maßstab gezeigt. Die Beziehung zwischen der Abweichung ΔZ und der Rückführverstärkung K_sbdd ist wie folgt eingestellt. Wenn die Abweichung ΔZ einen positiven Wert aufweist, ist die Rückführverstärkung K_sbdd 0. Wenn die Abweichung ΔZ einen negativen Wert annimmt (d.h. wenn das Ende des Arms in der Rückführbereich eintritt), wird die Rückführverstärkung K_sbdd allmählich erhöht, wenn die Abweichung ΔZ abnimmt. Wenn die Abweichung ΔZ nicht größer als ein bestimmter negativer Wert ist, wird die Rückführverstärkung K_sbdd auf 1 gehalten.
Im Block 205 wird die Geschwindigkeit des Endes des Arms anhand der folgenden Formel berechnet:

(„^." repräsentiert, ähnlich wie „'" in der Beschreibung, eine Ableitung.)
Im Block 206 wird anhand der folgenden Formeln die Sollgeschwindigkeit (X'_n, Y'_n) für das Ende des Arms berechnet: X'n = –X' Y'n = Y' (4)wenn das Ende des Arms aus dem in 11 durch die Schraffierung A dargestellten Verlangsamungsbereich R1 in R2 eintritt und X'n = X' Y'n = –Y' (5)wenn das Ende des Arms aus dem in 11 durch die Schraffierung B dargestellten Verlangsamungsbereich R1 in R2 eintritt.
Im Block 207 wird anhand der folgenden Formeln die Sollwinkelgeschwindigkeit θ'_2n für den zweiten Ausleger bestimmt:
wenn die im Block 206 bestimmte Sollgeschwindigkeit für das Ende des Arms durch die Formel (4) gegeben ist und
wenn die im Block 206 bestimmte Sollgeschwindigkeit für das Ende des Arms durch die Formel (5) gegeben ist.
Ein Beispiel für die im Rückkopplungsverstärkungsblock 209 eingestellte Beziehung zwischen der Sollzylindergeschwindigkeit S_2n für den zweiten Ausleger und der Rückkopplungsverstärkung K_sbf ist in 10(b) in vergrößertem Maßstab gezeigt. Die Beziehung zwischen der Sollzylindergeschwindigkeit S_2n für den zweiten Ausleger und der Rückkopplungsverstärkung K_sbf ist so eingestellt, dar die Verstärkung K_sbf beispielsweise 1 beträgt, wenn die Sollzylindergeschwindigkeit S_2n für den zweiten Ausleger maximal ist und verringert wird, wenn die Sollzylindergeschwindigkeit S_2n für den zweiten Ausleger verringert wird.
Die Kennlinie der Dosiertabelle 201 ist eine Umkehrung der Kennlinienbeziehung zwischen dem Steuerdruck P_sbd für ein Ausfahren des zweiten Auslegers und der abhängig von der Öffnungsgradkennlinie des Stromventils 11 in der Richtung für ein Ausfahren des zweiten Auslegers bestimmten Sollzylindergeschwindigkeit M_sbd. Es wird darauf hingewiesen, daß die Sollzylindergeschwindigkeit M_sbd für die horizontale Achse der Dosiertabelle 201 in eine Verstärkung umgewandelt wird.
Bei dem vorstehend beschriebenen funktionalen Aufbau berechnet der Steuerungsverstärkungsblock 200 die dem Eintrittsgrad, um den das Ende des Arms in den Rückführbereich R2 eingetreten ist, entsprechende Rückführverstärkung K_sbdd, wenn das Ende des Arms in den Rückführbereich R2 eintritt, während der Rückkopplungsverstärkungsblock 209 die der Geschwindigkeit des Endes des Arms zu diesem Zeitpunkt entsprechende Rückkopplungsverstärkung berechnet. Der zweite Ausleger 2 wird mit einer vom Grad des Eintritts des Endes des Arms in den Rückführbereich R2 und der Geschwindigkeit des Endes des Arms abhängigen Geschwindigkeit ausgefahren, wodurch das Ende des Arms so bewegt wird, daß es in den Verlangsamungsbereich R1 zurückgeführt wird.
Nun wird die Funktionsweise der so konstruierten, vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Die folgende Beschreibung erfolgt (a) anhand eines Falls, in dem der erste Ausleger nicht angehoben wird, (b) anhand eines Falls, in dem der erste Ausleger angehoben wird, der Arm jedoch nicht angezogen wird, und (c) anhand eines Falls, in dem der erste Ausleger angehoben und der Arm angezogen werden, als Arbeitsbeispiele.
(a) Der erste Ausleger wird nicht angehoben
Wenn das dem Stromventil 10 des ersten Auslegers für ein Anheben des ersten Auslegers zugeordnete Steuerventil 19 nicht betätigt wird, eines der anderen Steuerventile, beispielsweise das dem Stromventil 11 des zweiten Auslegers zum Anziehen des zweiten Auslegers zugeordnete Steuerventil 21 oder das dem Stromventil 12 des Arms zum Anziehen des Arms zugeordnete Steuerventil 23, jedoch betätigt wird, wird das elektromagnetische Proportionaldruckreduzierventil 16 bzw. 18 auf der Grundlage der in 6 durch 108, 109, 110 und 111 bzw. 112, 113, 123, 114 und 115 bezeichneten Funktionen betätigt, um den Steuerdruck zum Verlangsamen und Anhalten des Zylinders 2A bzw. 3A des zweiten Auslegers 2 bzw. des Arms 3 zu verringern, damit das Ende des Arms an der Grenzlinie K1 angehalten wird, wenn die Position des Endes des Arms über die Grenzlinie K2 hinaus bewegt wird und in den Verlangsamungsbereich R1 eintritt.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Verstärkung der Verlangsamung im Block 105 bzw. 113 so modifiziert, daß sie erhöht wird, wenn der Steuerdruck höher wird, wie vorstehend im Zusammenhang mit 8(b) beschrieben. Daher wird die Verlangsamungssteuerung unabhängig vom Pegel des Steuerdrucks eingeleitet, wenn die Position des Endes des Arms über die Grenzlinie K2 hinaus bewegt wird, und es ist stets eine gleichmäßige Verlangsamungssteuerung sichergestellt.
Die vorstehende Beschreibung gilt ebenso, wenn das dem Stromventil 10 des ersten Auslegers zum Senken des ersten Auslegers zugeordnete Steuerventil 20 betätigt wird.
Andererseits wird zu diesem Zeitpunkt der Steuerdruck P_fbu für ein Anheben des ersten Auslegers nicht in den in 4 gezeigten Block B14 eingegeben, und der Block B14 gibt ein Signal mit einem Pegel von 0 aus. Dementsprechend wird die Rückführsteuerung des Blocks B12 nicht veranlaßt, obwohl das Ende des Arms aufgrund der Trägheit des vorderen Arbeitsaufbaus 42 ein Stück weit in den Rückführbereich R2 eintritt.
Zudem beabsichtigt der Bediener bei durch Anziehen des zweiten Auslegers und/oder des Arms ohne ein Anheben des ersten Auslegers ausgeführten Arbeiten in vielen Fällen, einen Vorgang auszuführen, der nur eine Bewegung des vorderen Arbeitsaufbaus 42 auf den Bediener (die Kabine) zu erfordert. Wird der vordere Arbeitsaufbau bei derartigen Arbeiten durch Ausfahren des zweiten Auslegers vom Baggerkörper weg bewegt, wäre die Bewegung des vorderen Arbeitsaufbaus für den Bediener unvorhersehbar, und wenn sich ein Objekt, wie eine Wand, in der Ausfahrrichtung befindet, kann der vordere Arbeitsaufbau mit dem Objekt kollidieren. Durch Verlangsamen und Anhalten des vorderen Arbeitsaufbaus werden, wie vorstehend beschrieben, eine für den Bediener unvorhersehbare Bewegung vermieden und eine gute Bedienbarkeit sichergestellt.
(b) Der erste Ausleger wird ohne ein Anziehen des Arms angehoben
Wenn das dem Stromventil 10 des ersten Auslegers zum Anheben des ersten Auslegers zugeordnete Steuerventil 19 betätigt wird, das dem Stromventil 12 des Arms zum Anziehen des Arms zugeordnete Steuerventil 23 jedoch nicht betätigt wird, wird das elektromagnetische Proportionaldruckreduzierventil 13 betätigt, um den Steuerdruck zum Verlangsamen des ersten Auslegerzylinders 1A zu reduzieren, wenn die Position des Endes des Arms über die Grenzlinie K2 hinaus bewegt wird und in den Verlangsamungsbereich R1 eintritt, wodurch eine Verlangsamungssteuerung ausgeführt wird, bei der die Geschwindigkeit, mit der der erste Ausleger angehoben wird, auf der Grundlage der in 6 durch 100, 101, 117, 102 und 103 bezeichneten Funktionen auf einen durch die Verstärkung der Verlangsamung im Block 101 bestimmten Wert reduziert wird und die Geschwindigkeit des Endes des Arms entsprechend verringert wird.
Andererseits wird zu diesem Zeitpunkt der Steuerdruck P_fbu für ein Anheben des ersten Auslegers in den in 4 gezeigten Block B14 eingegeben, und der Block B14 gibt ein Signal mit einem Pegel von 1 aus. Dementsprechend gibt der Block 13 ebenfalls ein Signal mit einem Pegel von 1 aus, wenn die Position des Endes des Arms über die Grenzlinie K1 hinaus bewegt wird und in den Rückführbereich R2 eintritt, worauf die Rückführsteuerung des Blocks 12 einge leitet wird, um die Position des Endes des Arms zurück in den Verlangsamungsbereich R1 außerhalb der Grenzlinie K1 zu bewegen.
Genauer wird die Rückführverstärkung im Steuerungsverstärkungsblock 200 gemäß 9 abhängig von dem Ausmaß berechnet, in dem das Ende des Arms in den Rückführbereich R2 eingedrungen ist, und die Rückkopplungsverstärkung wird auf der Grundlage der unter 204, 205, 206, 208 und 209 gezeigten Funktionen abhängig von der Geschwindigkeit des Endes des Arms zu diesem Zeitpunkt berechnet. Nach Maßgabe dieser berechneten Verstärkungen wird der zweite Ausleger 2 abhängig von dem Ausmaß, in dem das Ende des Arms in den Rückführbereich R2 eingedrungen ist, und der Geschwindigkeit des Endes des Arms zu diesem Zeitpunkt automatisch ausgefahren, wodurch die Position des Endes des Arms in den Verlangsamungsbereich R1 zurück bewegt wird.
Daher wird der der Vorgang des Anhebens des ersten Auslegers auf eine vorgegebene Geschwindigkeit verlangsamt, wenn die Position des Endes des Arms über die Grenzlinie K2 hinaus bewegt wird und in den Verlangsamungsbereich R1 eintritt, und das Ende des Arms wird auf der Grundlage der Rückführsteuerung so gesteuert, daß es durch die Kombination aus einem verlangsamten Anheben des ersten Auslegers und einem Ausfahren des zweiten Auslegers um den Baggerkörper, insbesondere die Kabine, herum bewegt wird, wenn die Position des Endes des Arms über die Grenzlinie K1 hinaus bewegt wird und in den Rückführbereich R2 eintritt. Dadurch kann der vordere Arbeitsaufbau durchgehend gleichmäßig bewegt werden, ohne angehalten zu werden, während eine Kollision zwischen dem Baggerkörper, insbesondere der Kabine, verhindert wird, und die Arbeitseffizienz kann verbessert werden.
(c) Der erste Ausleger wird angehoben und der Arm wird angezogen
Wenn das dem Stromventil 10 des ersten Auslegers für ein Anheben des ersten Auslegers zugeordnete Steuerventil 19 und das dem Stromventil 12 des Arms für ein Anziehen des Arms zugeordnete Steuerventil 23 gleichzeitig betätigt werden, werden sowohl die vorstehend unter (b) beschriebene Verlangsamungssteuerung als auch die Rückführsteuerung veranlaßt. Zudem wird die modifizierte Verstärkung K_ac* der Verlangsamung, wie im Zusammenhang mit 8(c) beschrieben, so eingestellt, daß sie zunimmt, wenn der Steuerdruck P_fbu für das Anheben des ersten Auslegers höher wird, wodurch der Betrag der Verlangsamung auf der Grundlage der in 6 unter 116, 120, 121 und 122 gezeigten Funktionen so unterdrückt wird, daß das Ende des Arms in den Rückführbereich R2 gelangt, während der Arm mit einer bestimmten, der Geschwindigkeit, mit der der erste Ausleger angehoben wird, entsprechenden Geschwindigkeit weiter angezogen wird.
Wenn der Vorgang des Anziehens des Arms ebenfalls der Verlangsamungssteuerung unterliegt, so daß der Arm an der Grenzlinie K1 angehalten wird, würde die Steuerung der Verlangsamung des Anziehens des Arms nach der Rückführung des Endes des Arms in den Verlangsamungsbereich R1 durch Ausfahren des zweiten Auslegers nach dem Eintritt in den Rückführbereich R2 wieder aufgenommen, wodurch das Anziehen des Arms wiederholt eingestellt und verlangsamt würde, was zu ruckartigen Bewegungen des vorderen Arbeitsaufbaus führen würde.
Da das Ende des Arms bei dieser Ausführungsform in den Rückführbereich R2 eintritt, während der Arm mit einer bestimmten, der Geschwindigkeit, mit der der erste Ausleger angehoben wird, entsprechenden Geschwindigkeit weiter angezogen wird, unterliegt der Vorgang des Anziehens des Arms durchgehend der Verlangsamungssteuerung, und die Kollisionsverhütungssteuerung kann gleichmäßig ausgeführt werden.
Wie vorstehend beschrieben, wird das Ende des Arms bei dieser Ausführungsform durch Ausfahren des zweiten Auslegers in den Verlangsamungsbereich R1 zurückbewegt, wenn die Position des Endes des Arms über die Grenzlinie K1 hinaus bewegt wird und in den Rückführbereich R2 eintritt. Daher wird eine Kollision des vorderen Arbeitsaufbaus mit der Kabine verhindert, ohne daß er angehalten wird, und Arbeiten, bei denen der vordere Arbeitsaufbau auf den Bediener (die Kabine) zu bewegt werden muß, können durchgehend gleichmäßig ausgeführt werden.
Da die Rückführsteuerung, wie vorstehend beschrieben, durch Ausfahren des zweiten Auslegers ausgeführt wird, während der erste Ausleger angehoben wird, wird das Ende des Arms auf der Grundlage der Rückführsteuerung durch eine Kombination aus einem Anheben des ersten Auslegers und einem Ausfahren des zweiten Auslegers so gesteuert, daß es die Kabine umgeht. Dadurch kann eine gleichmäßige Kollisionsverhütungssteuerung realisiert werden.
Ferner wird der vordere Arbeitsaufbau bei Arbeiten, die nicht durch ein Anheben des ersten Auslegers, sondern durch ein Anziehen des zweiten Auslegers und/oder des Arms ausgeführt werden, so gesteuert, daß er bei einer Annäherung der vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus an den Baggerkörper lediglich verlangsamt und angehalten wird. Dadurch werden für den Bediener unvorhersehbare Bewegungen vermieden und eine gute Bedienbarkeit sichergestellt.
Da zunächst die Verlangsamungssteuerung erfolgt, wenn die Position des Endes des Arms über die Grenzlinie K2 hinaus bewegt wird, und dann die Rückführsteuerung durch Ausfahren des zweiten Auslegers ausgeführt wird, wird überdies die dem ersten Auslegerzylinder 1A zugeführte Strömungsmenge verringert, und dem zweiten Auslegerzylinder 2A kann das Hydraulikfluid mit einer ausreichenden Strömungsmenge zugeführt werden, wodurch der zweite Ausleger selbst dann rasch ausgefahren werden kann, wenn die maximale Kapazität der Hydraulikpumpe 29 begrenzt ist. Da die vorderen Elemente verlangsamt werden, bevor die Steuerung des zweiten Auslegers eingeleitet wird, durch die dieser ausgefahren wird, wird die Strecke, um die das Ende des Arms in den Rückführbereich R2 eindringt, verkürzt. Dadurch kann eine Kollision des vorderen Arbeitsaufbaus mit dem Baggerkörper sicher verhindert werden.
Da der zweite Ausleger 2 entsprechend der abhängig von der Geschwindigkeit des Endes des Arms berechneten Rückkopplungsverstärkung ausgefahren wird, wird der zweite Ausleger zudem mit einer Geschwindigkeit ausgefahren, die der Geschwindigkeit des Endes des Arms entspricht, und eine gleichmäßige Kollisionsverhütungssteuerung wird realisiert. Da die Rückführverstärkung abhängig von der Strecke berechnet wird, um die das Ende des Arms in den Rückführbereich R2 eingedrungen ist, wird die Geschwindigkeit, mit der der zweite Ausleger ausgefahren wird, erhöht, wenn das Ende des Arms näher an die Kabine gelangt, und eine Kollision des vorderen Arbeitsaufbaus mit dem Baggerkörper kann sicher verhindert werden.
Bei einer kombinierten Betätigung, bei der der ersten Ausleger angehoben und der Arm angezogen werden, wird der Arm beim Eintritt seines Endes in den Rückführbereich R2 so gesteuert, daß er mit einer bestimmten Geschwindigkeit weiter angezogen wird. Dementsprechend wird ein wiederholtes Beenden und Verlangsamen des An ziehens des Arms vermieden, und die Verlangsamung bei der Rückführsteuerung durch ein Ausfahren des zweiten Auslegers sowie eine gleichmäßige Kollisionsverhütungssteuerung können realisiert werden.
Da die Verstärkung der Verlangsamung durch die Multiplikation mit der im Dosierkennlinienblock ermittelten Sollzylindergeschwindigkeit modifiziert wird, wenn die Abweichung ΔZ nicht größer als der Abstand r0 für den Beginn der Verlangsamung wird, wird die Verlangsamungssteuerung unabhängig vom Pegel des Betätigungssteuerdrucks entsprechend der vorgegebenen Kennlinie eingeleitet, und es kann stets eine gleichmäßige Verlangsamungssteuerung sichergestellt werden.
Wenn die Position des Endes des Arms bei dieser Ausführungsform in den Rückführbereich R2 eintritt, wird das Ende des Arms, wie vorstehend beschrieben, zudem durch das Ausfahren des zweiten Auslegers in den Verlangsamungsbereich R1 zurück bewegt, wodurch eine Kollision des vorderen Arbeitsaufbaus mit der Kabine verhindert wird, ohne daß er angehalten wird. In dieser Hinsicht kann die Rückführung des Endes des Arms in den Verlangsamungsbereich R1 (d.h. das Fortbewegen des Endes des Arms von der Kabine) auch durch Ausfahren des Arms erfolgen, wie später beschrieben. Der Arm ist jedoch ein vorderes Element, das bei normalen Arbeiten (beispielsweise einem Graben) selbst zum Ausführen von Arbeiten verwendet wird. Wird der Arm bei Arbeiten, die vom Bediener durch Betätigen des Steuerhebels zum Anziehen des Arms ausgeführt werden, unter der vorstehend beschriebenen Steuerung ausgefahren, bedeutet dies, daß der Arm gegenläufig zu den Absichten des Bedieners bewegt wird, was sich für den Bediener seltsam anfühlt. Der zweite Ausleger eines hydraulischen Baggers mit zwei Auslegern wird andererseits in vielen Fällen als sogenannter Positionierungsausleger zur Auswahl eines Arbeitsbereichs in der Längsrichtung vor Beginn der Arbeit und weniger häufig für die tatsächliche Arbeit verwendet. Dies bedeutet, daß das Ausmaß der vom Bediener empfundenen Beeinträchtigung selbst dann gering ist, wenn der zweite Ausleger unter der vorstehend beschriebenen Steuerung ausgefahren wird. Dadurch kann die Kollisionsverhütungssteuerung bei dieser Ausführungsform gleichmäßig ausgeführt werden, ohne daß sich der Bediener bei der Betätigung beeinträchtigt fühlt.
Daher können bei dieser Ausführungsform Arbeiten, bei denen der vordere Arbeitsaufbau auf den Bediener zu bewegt werden muß, durchgehend gleichmäßig ausgeführt und die Arbeitseffizienz erheblich verbessert werden.
Unter Bezugnahme auf die 12 und 13 wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Während bei der ersten Ausführungsform unter der Rückführsteuerung nur der zweite Ausleger ausgefahren wird, werden bei der zweiten Ausführungsform sowohl der zweite Ausleger als auch der Arm ausgefahren. In den Zeichnungen sind Elemente und Funktionen, die den in den 1 bis 9 gezeigten entsprechen, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Gemäß 12 umfaßt ein Kollisionsverhütungssystem gemäß dieser Ausführungsform zusätzlich zu den in 1 gezeigten Bauteilen der ersten Ausführungsform ein elektromagnetisches Proportionaldruckreduzierventil 15 zum Verringern des von der hydraulischen Steuerquelle 32 zugeführten Steuerdrucks und ein Wechselventil 34 zur Auswahl des höheren unter dem von dem Steuerventil 24 ausgegebenen Steuerdruck und dem von dem elektromagnetischen Propor tionaldruckreduzierventil 15 ausgegebenen Steuerdruck und zum Aufbringen des ausgewählten Steuerdrucks auf das Stromventil 12.
Der Steuerungsalgorithmus einer Steuereinheit 50A entspricht insgesamt dem in 4 gezeigten gemäß der ersten Ausführungsform. Ebenso entsprechen die Einzelheiten des Steuerungsalgorithmus mit Ausnahme der Rückführsteuerung im Block B12 denen der ersten Ausführungsform.
Die Einzelheiten der Rückführsteuerung im Block B12 sind in 13 in einem funktionalen Blockdiagramm gezeigt.
Gemäß 13 umfaßt der Steuerungsalgorithmus gemäß dieser Ausführungsform zusätzlich zu den dem Ausfahren des zweiten Auslegers zugeordneten Blöcken 208, 209, 200, 203, 201 und 202 dem Ausfahren des Arms zugeordnete Blöcke 208, 209, 200, 203, 201 und 202.
Ebenso wird in einem Block 207A zusätzlich zu der Sollwinkelgeschwindigkeit θ'_2n für den zweiten Ausleger anhand der Sollgeschwindigkeit (X'_n, Y'_n) für das Ende des Arms eine Sollwinkelgeschwindigkeit θ'_2nA für den Arm berechnet, und in einem Block 208A wird anhand der Sollwinkelgeschwindigkeit θ'_2nA für den Arm eine Sollgeschwindigkeit S_2nA für den Armzylinder bestimmt. Ferner wird in einem Rückkopplungsverstärkungsblock 209A anhand der Sollgeschwindigkeit S_2nA für den Armzylinder eine Rückkopplungsverstärkung K_af bestimmt.
In einem Steuerungsverstärkungsblock 210 wird anhand der Abweichung ΔZ eine Rückführverstärkung K_acd für das Ausfahren des Arms berechnet. Wie bei der im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschriebenen Rückführverstärkung K_sbdd für das Ausfahren des zweiten Auslegers wird die auf der Grundlage der unter 204, 205, 206, 207A, 208A und 209A gezeigten Funktionen ermittelte Rückkopplungsverstärkung K_af in einer Addiereinrichtung 213 zu der im Steuerungsverstärkungsblock 210 berechneten Rückführverstärkung K_acd addiert. Anhand der resultierenden Verstärkung K_ac wird unter Bezugnahme auf eine Dosiertabelle 211 ein Sollsteuerdruck P_acn berechnet, und der berechnete Steuerdruck wird unter Bezugnahme auf eine Spannungstabelle 212 in eine Ausgangsspannung für das elektromagnetische Proportionaldruckreduzierventil 15 für das Ausfahren des Arms umgewandelt, die anschließend über die im Block B16 gezeigte Multiplikationseinrichtung (siehe 4) an das Ventil 15 ausgegeben wird.
Die im Steuerungsverstärkungsblock 210 eingestellte Beziehung zwischen der Abweichung ΔZ und der Rückführverstärkung K_acd und die im Rückkopplungsverstärkungsblock 209A eingestellte Beziehung zwischen der Sollgeschwindigkeit S_2nA für den Armzylinder und der Rückkopplungsverstärkung K_af entsprechen jeweils im wesentlichen den in den 10(a) und 10(b) gezeigten.
Die Kennlinie der Dosiertabelle 211 ist eine Umkehrung der Beziehung zwischen den Kennlinien des Steuerdrucks P_ad für das Ausfahren des Arms und der abhängig von der Öffnungsgradkennlinie des Stromventils 12 in der Richtung für ein Ausfahren des Arms bestimmten Sollzylindergeschwindigkeit M_ad. Es wird darauf hingewiesen, daß die Sollzylindergeschwindigkeit für die horizontale Achse der Dosiertabelle auch in eine Verstärkung umgewandelt wird.
Wenn das Ende des Arms bei dem vorstehend beschriebenen funktionalen Aufbau in den Rückführbereich R2 eintritt, berechnen die Steuerungsverstärkungsblöcke 200, 210 jeweils die der Eintrittsstrecke, um die das Ende des Arms in den Rückführbereich R2 eintritt, entsprechenden Rückführverstärkungen K_sbdd, K_add, während die Rückkopplungsverstärkungsblöcke 209, 209A die der Geschwindig keit des Endes des Arms zu diesem Zeitpunkts entsprechenden Rückkopplungsverstärkungen berechnen. Der zweite Ausleger 2 und der Arm 3 werden jeweils mit von der Strecke, um die das Ende des Arms in den Rückführbereich R2 eingetreten ist, und der Geschwindigkeit des Endes des Arms abhängigen Geschwindigkeiten ausgefahren, wodurch das das Ende des Arms in den Verlangsamungsbereich R1 zurückgeführt wird.
Da das das Ende des Arms bei dieser Ausführungsform durch das Ausfahren sowohl des zweiten Auslegers 2 als auch des Arms 3 in den Verlangsamungsbereich R1 zurückgeführt wird, wird das Ende des Arms so gesteuert, daß es rasch bewegt wird, während es den Baggerkörper gleichmäßiger umgeht, wodurch die Arbeitseffizienz weiter verbessert wird.
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 14 und 15 beschrieben. Während bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die Steuerventile als Betätigungseinrichtungen verwendet werden, werden bei der dritten Ausführungsform elektrische Hebel als Betätigungseinrichtungen verwendet.
Gemäß 14 weist ein Kollisionsverhütungssystem gemäß dieser Ausführungsform anstelle der bei der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform als Betätigungseinrichtungen dienenden Steuerventile 19–24 elektrische Hebeleinheiten 19A–24A auf. In den jeweiligen Steuerungsbetätigungssystemen der Stromventile 10, 11 und 12 sind elektromagnetische Proportionaldruckreduzierventile 13, 14, 16, 55, 18 und 56 zum Erzeugen von Steuerdrücken in Abhängigkeit von den Hubgrößen, um die die elektrischen Hebeleinheiten 19A–24A betätigt werden, und auf der Grundlage des Steuerdrucks von der Steuerhydraulikquelle 32 vorgesehen. Es ist auch ein elekt romagnetisches Proportionaldruckreduzierventil 17 zum Reduzieren der Steuerdrücke von der Steuerhydraulikquelle 32 vorgesehen. Der höhere unter dem vom Steuerventil 55 ausgegebenen Steuerdruck und dem von dem elektromagnetischen Proportionaldruckreduzierventil 17 ausgegebenen Steuerdruck wird von einem Wechselventil 33 ausgewählt und dann auf das Stromventil 11 aufgebracht.
Eine Steuereinheit 50B empfängt Signale von den elektrischen Hebeleinheiten 19A–24A und den Winkelsensoren 5, 6, 7 sowie den Drucksensoren 25, 26, 27, 28 und gibt auf der Grundlage der empfangenen Betätigungssignale und Winkelsignale Steuersignale zum Steuern des vorderen Arbeitsaufbaus 42 an die elektromagnetischen Proportionaldruckreduzierventile 13, 14, 15, 55, 17, 18 und 56 aus.
Der gesamte Steuerungsalgorithmus der Steuereinheit 50B ist in 15 gezeigt. Die Steuereinheit 50B weist zusätzlich zu einem ähnlichen, in 4 gezeigten Abschnitt C1 zum Berechnen und Ausgeben von Befehlsspannungen für die elektromagnetischen Proportionaldruckreduzierventile 13, 14, 16, 17 und 18 einen Abschnitt C2 zum Berechnen und Ausgeben einer Befehlsspannung für die elektromagnetischen Proportionaldruckreduzierventile 55, 56 auf. Es wird darauf hingewiesen, daß die in den Abschnitt C1 eingegebenen Betätigungssignale durch die Betätigungssignale (die elektrischen Signale) D_fbu, D_gbd, D_sbc und D_ac von den jeweiligen elektrischen Hebeleinheiten gegeben sind, die die Betätigungssteuerdrücke ersetzen. Die Einzelheiten eines Verlangsamungssteuerungsblocks B11 und eines Rückführsteuerungsblocks B12 stimmen mit der Ausnahme, daß die Dosierkennlinien so eingestellt sind, daß sie für die elektrischen Signale von den elektrischen Hebeleinheiten einstellbar sind, mit den in den 6 und 9 gezeigten überein.
Im Abschnitt C2 werden die Betätigungssignale D_sbd und D_ad von den elektrischen Hebeleinheiten 22A, 24A auf der Grundlage eines Dosierkennlinienblocks (beispielsweise 100 gemäß 6), einer Dosiertabelle (beispielsweise 102 gemäß 6) und einer Spannungstabelle (beispielsweise 103 gemäß 6) in die Befehlsspannungen umgewandelt, die anschließend an die elektromagnetischen Proportionaldruckreduzierventile 55, 56 ausgegeben werden.
Die so konstruierte Ausführungsform arbeitet ähnlich wie die erste Ausführungsform und kann daher bei einem System, bei dem elektrische Hebeleinheiten als Betätigungseinrichtungen verwendet werden, ähnliche Vorteile wie die mit der ersten Ausführungsform erzielbaren bieten.
Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 16–18 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform wird anstelle des zweiten Auslegers der Arm ausgefahren. In den Zeichnungen sind Elemente und Funktionen, die mit den in den 1, 6, 9, 12 und 13 gezeigten übereinstimmen, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Gemäß 16 umfaßt ein Kollisionsverhütungssystem gemäß dieser Ausführungsform anstelle des elektromagnetischen Proportionaldruckreduzierventils 17 und des Wechselventils 22, die bei der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform dem Stromventil 11 des zweiten Auslegers in der Richtung für das Ausfahren des zweiten Auslegers zugeordnet sind, ein elektromagnetisches Proportionaldruckreduzierventil 15 und ein Wechselventil 34, die dem Stromventil 12 des Arms nur in der Richtung für ein Ausfahren des Arms zugeordnet sind und den bei der in 12 gezeigten zweiten Ausführungsform verwendeten ähneln.
Der Steuerungsalgorithmus einer Steuereinheit 50C stimmt insgesamt mit dem in 4 gezeigten gemäß der ersten Ausführungsform überein.
Die Einzelheiten der Rückführsteuerung im Block B11 (siehe 4) der Steuereinheit 50C sind in 17 in Form eines funktionalen Blockdiagramms gezeigt.
Da bei dieser Ausführungsform anstelle des zweiten Auslegers der Arm ausgefahren wird, ersetzten der Prozeß der Steuerung des elektromagnetischen Proportionaldruckreduzierventils 13 zum Anziehen des zweiten Auslegers und der Prozeß der Steuerung des elektromagnetischen Proportionaldruckreduzierventils 18 zum Anziehen des Arms einander gemäß dem funktionalen Blockdiagramm der Verlangsamungssteuerung verglichen mit den in 6 gezeigten Steuerungsprozessen.
Genauer wird das elektromagnetische Proportionaldruckreduzierventil 18 für das Anziehen des Arms durch einen Steuerungsverstärkungsblock 113, einen Dosierkennlinienblock 112 für das Anziehen des Arms, einen Multiplikationsblock 123, eine Dosiertabelle 114 und eine Spannungstabelle 115 gesteuert. Andererseits wird das elektromagnetische Proportionaldruckreduzierventil 13 für das Anziehen des zweiten Auslegers durch einen Steuerungsverstärkungsblock 109, einen Dosierkennlinienblock 108 für das Anziehen des zweiten Auslegers, einen Multiplikationsblock 119, eine Dosiertabelle 110 und eine Spannungstabelle 111 sowie einen Steuerdruckverstärkungsblock 116 für das Anheben des ersten Auslegers und Blöcken 120–123 gesteuert, in denen die in den Blöcken 109, 116 erhaltenen Verstärkungen miteinander kombiniert werden. Wenn das Ende des Arms die Grenzlinie K1 (siehe 11) überquert, wird es so gesteuert, daß es in den Rückführbereich R2 eintritt, wobei der zweite Aus leger mit einer bestimmten, der Geschwindigkeit, mit der der erste Ausleger angehoben wird, entsprechenden Geschwindigkeit weiter angezogen wird, wodurch verhindert wird, daß die Steuerung zum Anziehen des zweiten Auslegers die Steuerung für das Ausfahren des Arms beeinträchtigt.
Die Einzelheiten der Rückführsteuerung in einem Block B12 (siehe 4) der Steuereinheit 50C ist in 18 in Form eines funktionalen Blockdiagramms gezeigt. Der Steuerungsalgorithmus gemäß dieser Ausführungsform umfaßt anstelle der Blöcke 207, 208, 209, 200, 203, 201 und 202, die bei der in 9 dargestellten ersten Ausführungsform dem Ausfahren des zweiten Auslegers zugeordnet sind, die Blöcke 207B, 208A, 209A, 210, 213, 211 und 212, die dem Ausfahren des Arms zugeordnet sind.
Im Block 207B wird anhand der Sollgeschwindigkeit (X'_n, Y'_n) für das Ende des Arms eine Sollwinkelgeschwindigkeit θ'_2nA für den Arm berechnet. Die Funktionen der übrigen Blöcke 208A, 209A, 213, 211 und 212 ähneln denen gemäß der in 13 gezeigten zweiten Ausführungsform.
Durch eine derartige funktionale Anordnung berechnet der Steuerungsverstärkungsblock 210 die der Eintrittsstrecke, um die das Ende des Arms in den Rückführbereich R2 eintritt, entsprechende Rückführverstärkung K_add, wenn das Ende des Arms in den Rückführbereich R2 (siehe 11) eintritt, während im Rückkopplungsverstärkungsblock 209 die der Geschwindigkeit des Endes des Arms zu diesem Zeitpunkt entsprechende Rückkopplungsverstärkung berechnet wird. Der Arm 3 wird mit einer Geschwindigkeit ausgefahren, die von der Strecke, um die das Ende des Arms in den Rückführbereich R2 eindringt, und der Geschwindigkeit des Endes des Arms ab hängt, wodurch das Ende in den Verlangsamungsbereich R1 zurückgeführt wird.
Da das Ende des Arms bei dieser Ausführungsform durch das Ausfahren des Arms 3 in den Verlangsamungsbereich R1 zurückgeführt wird, wird das Ende des Arms daher so gesteuert, daß es den Baggerkörper umgeht, während es bewegt wird, wodurch Arbeiten, bei denen der vordere Arbeitsaufbau auf den Bediener zu bewegt werden muß, durchgehend gleichmäßig ausgeführt werden können.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Erfindungsgemäß wird der zweite Ausleger bei einer Annäherung einer vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus an den Baggerkörper so gesteuert, daß er ausgefahren wird. Es ist daher möglich, Arbeiten, bei denen der vordere Arbeitsaufbau zum Bediener (zur Kabine) bewegt werden muß, durchgehend gleichmäßig auszuführen, während eine Kollision des vorderen Arbeitsaufbaus mit der Kabine verhindert wird, wodurch die Arbeitseffizienz erheblich verbessert wird.

Claims

Kollisionsverhütungssystem für einen hydraulischen Bagger mit einem zweiteiligen Ausleger, das in einem hydraulischen Bagger (40) mit einem zweiteiligen Ausleger installiert ist, der einen Baggerkörper (41), einen auf dem Baggerkörper montierten, vorderen Arbeitsaufbau (42) mit mehreren vorderen Elementen einschließlich eines ersten und eines zweiten Auslegers (1, 2) und eines Arms (3), die vertikal beweglich sind, einen ersten Auslegerzylinder (1A) zum Antreiben des ersten Auslegers, einen zweiten Auslegerzylinder (2A) zum Antreiben des zweiten Auslegers, einen Armzylinder (3A) zum Antreiben des Arms, ein Stromventil (10) für den ersten Ausleger zum Steuern der Strömungsmenge des dem ersten Auslegerzylinder zugeführten Hydraulikfluids nach Maßgabe eines Betätigungssignals von einer Betätigungseinrichtung (19, 20) für den ersten Ausleger, ein Stromventil (11) für den zweiten Ausleger zum Steuern der Strömungsmenge des dem zweiten Auslegerzylinder zugeführten Hydraulikfluids nach Maßgabe eines Betätigungssignals von einer von einer Betätigungseinrichtung (21, 22) für den zweiten Ausleger und ein Stromventil (12) für den Arm zum Steuern der Strömungsmenge des dem Armzylinder zugeführten Hydraulikfluids nach Maßgabe eines Betätigungssignals von einer Betätigungseinrichtung (23, 24) für den Arm umfaßt, wobei das Kollisionsverhütungssystem eine Stellungserfassungseinrichtung (5 bis 7) zur Erfassung der Stellung des vorderen Arbeitsaufbaus (42) umfaßt und dadurch der Einschränkung der Bewegungen des vorderen Arbeitsaufbaus bei einer Annäherung einer vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus an den Baggerkörper dient, dadurch gekennzeichnet, daß das Kollisionsverhütungssystem ferner eine Steuereinrichtung (50, B12, 17, 33; 50A, 50B) zum Empfangen von Erfassungssignalen von der Stellungserfassungseinrichtung (5 bis 7) und zum Ausgeben eines Befehlssignals zum Ausfahren des zweiten Auslegers (2) an das Stromventil (11) für den zweiten Ausleger bei einer Annäherung der vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus (42) an den Baggerkörper (41) umfaßt und die Steuereinrichtung (50, B11, B12, 17, 33, 101; 50A, 50B) eine Steuerung durchführt, durch die der zweite Ausleger (2) ausgefahren wird, während der erste Ausleger (1) weiterhin angehoben wird, wenn der erste Ausleger (1) über die Betätigungseinrichtung (19) angehoben wird.
Kollisionsverhütungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (50, B11, B12, 13, 25, 101; 50A, 50B) ein von der Betätigungseinrichtung (19) für den ersten Ausleger (1) ausgegebenes Betätigungssignal zum Anheben des ersten Auslegers empfängt und das Betätigungssignal zum Anheben des ersten Auslegers so modifiziert, daß der Vorgang des Anhebens des ersten Auslegers bei einer Annäherung der vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus (42) an den Baggerkörper (41) verlangsamt wird, worauf der Vorgang des Anhebens des ersten Auslegers mit einer verringerten Geschwindigkeit fortgesetzt wird.
Kollisionsverhütungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (50, B11, B12, 16, 18, 27, 28, 109, 113; 50A, 50B) ein von der Betätigungseinrichtung (21) für den zweiten Ausleger (2) ausgegebenes Betätigungssignal zum Anziehen des zweiten Auslegers und ein von der Betätigungseinrichtung (23) für den Arm (3) ausgegebenes Betätigungssignal zum Anziehen des Arms empfängt und das Betätigungssignal zum Anziehen des zweiten Auslegers und das Betätigungssignal zum Anziehen des Arms so modifiziert, daß der vordere Arbeitsaufbau bei einer Annäherung der vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus (42) an den Baggerkörper verlangsamt wird und der vordere Arbeitsaufbau anschließend angehalten wird, wenn der erste Ausleger nicht angehoben wird.
Kollisionsverhütungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (50, B11, B12, 18, 27, 28, 113, 116; 50A, 50B) ein von der Betätigungseinrichtung (23) für den Arm (3) ausgegebenes Betätigungssignal für ein Anziehen des Arms empfängt und das Betätigungssignal für ein Anziehen des Arms so modifiziert, daß der Vorgang des Anziehens des Arms bei einer Annäherung der vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus (42) an den Baggerkörper (41) verlangsamt und der Vorgang des Anziehens des Arms anschließend mit einer verringerten Geschwindigkeit fortgesetzt wird, wenn der erste Ausleger (1) angehoben wird.
Kollisionsverhütungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (50, B12, 5–7, 17, 33, 203–209; 50A, 50B) eine Sollgeschwindigkeit des zweiten Auslegers (2) in der Ausfahrrichtung berechnet, die der Bewegungsgeschwindigkeit der vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus (42) entspricht, und eine Steuerung ausführt, durch die der zweite Ausleger mit der berechneten Sollgeschwindigkeit bewegt wird.
Kollisionsverhütungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (50, B9, B12, 5–7, 33, 203–209; 50A, 50B) die Sollgeschwindigkeit des zweiten Auslegers (2) in der Ausfahrrichtung berechnet, um einen höheren Sollgeschwindigkeitswert zu liefern, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit der vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus (42) zunimmt.
Kollisionsverhütungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (50, B9, B10, B12, 5–7, 17, 33, 200, 203; 50A, 50B) eine Sollgeschwindigkeit des zweiten Auslegers (2) in der Ausfahrrichtung berechnet, die bei einer Annäherung der vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus (42) an den Baggerkörper (41) zunimmt, und die Steuerung ausführt, durch die der zweite Ausleger mit der berechneten Sollgeschwindigkeit bewegt wird.
Kollisionsverhütungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellungserfassungseinrichtung eine Einrichtung (5–7, B9, B10) zum Berechnen des Abstands (ΔZ) zwischen der vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus und einem vorab eingestellten Bereich um den Baggerkörper umfaßt und die Steuereinrichtung (50, B11–B16, 17, 33, 13–18, 101, 105, 109, 113, 200; 50A, 50B) die Betätigungssignale von den Betätigungseinrichtungen (19–21, 23) so modifiziert, daß der vordere Arbeitsaufbau bei einer Verkleinerung des berechneten Abstands allmählich verlangsamt wird, wenn der berechnete Abstand nicht größer als ein vorab eingestellter erster Abstand für den Beginn einer Steuerung ist, die Betätigungssignale von den Betätigungseinrichtungen (19–21, 23) so modifiziert, daß die vorderen Elemente (1–3) mit Ausnahme zumindest des Vorgangs des Anhebens des ersten Auslegers (1) angehalten werden, wenn der berechnete Abstand einen vorab eingestellten zweiten Abstand für den Beginn einer Steuerung erreicht, der kleiner als der erste Abstand für den Beginn einer Steuerung ist, und eine Steuerung ausführt, durch die der zweite Ausleger (2) ausgefahren wird, wenn der berechnete Abstand nicht größer als der zweite Abstand für den Beginn einer Steuerung ist.
Kollisionsverhütungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (50, B11, 13–18, 101, 105, 109, 113; 50A, 50B) die Betätigungssignale von den Betätigungseinrichtungen (19–21, 23) so modifiziert, daß die vorderen Elemente (1–3) mit Ausnahme der Vorgänge des Anhebens des ersten Auslegers (1) und des Anziehens des Arms (3) angehalten werden, wenn der berechnete Abstand (ΔZ) den vorab eingestellten zweiten Abstand für den Beginn einer Steuerung erreicht, der kleiner als der erste Abstand für den Beginn einer Steuerung ist.
Kollisionsverhütungssystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (50, B11, 13–18, 25–28, 100, 104, 108, 112; 50A, 50B) die Betätigungssignale von den Betätigungseinrichtungen (19–21, 23) empfängt und die Betätigungssignale von den Betätigungseinrichtungen (19–21, 23) so modifiziert, daß der Grad der Verlangsamung bei einer Erhöhung der Hubgrößen verringert wird, mit denen die Betätigungseinrichtungen betätigt werden.
Kollisionsverhütungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (50A, 15, 17, 33, 34, 200, 201) bei einer Annäherung der vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus (42) an den Baggerkörper (41) Befehlssignale an das Stromventil (11) für den zweiten Ausleger und das Stromventil (12) für den Arm ausgibt, durch die sowohl der zweite Ausleger (2) als auch der Arm (3) ausgefahren werden.
Kollisionsverhütungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (50C, 15, 34, 210) bei einer Annäherung der vorgegebenen Position des vorderen Arbeitsaufbaus (42) an den Baggerkörper (41) ein Befehlssignal an das Stromventil (12) für den Arm ausgibt, durch das anstelle des zweiten Auslegers (2) der Arm (3) ausgefahren wird.