JP2009085001A - 建設機械の自動レベリング制御システムとその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の望ましい実施例によれば、走行手段が備えられた下部フレームと、上部旋回体とがチルト手段を通じて組み合わされている建設機械のレベリング制御システムにおいて、建設機械に備えられ、基準水平面に対する下部フレームと上部旋回体の捩れ角度をセンシングする傾斜度センサーと、建設機械の走行速度を測定する走行センサーと、作業装置の作業状態情報を検出する作業装置センサーとからなるセンサー部と、捩れ角度と走行速度及び作業状態情報を受信し、上部旋回体を下部フレームに対してチルトすべき補正角度を算出し、該補正角度に応じてアクチュエータの作動を指示する制御信号を生成する制御部と、制御信号を受信し、アクチュエータによりレベリング制御を行う駆動部とを包含する建設機械の自動レベリング制御システムとこれを用いた制御方法が提供される。
【選択図】図9
Description
前記建設機械に備えられ、基準水平面に対する前記下部フレームと上部旋回体の捩れ角度をセンシングする傾斜度センサーと、前記建設機械の走行速度を測定する走行センサーと、作業装置の作業状態情報を検出する作業装置センサーとからなるセンサー部と、
前記捩れ角度と走行速度及び作業状態情報を受信し、前記上部旋回体を前記下部フレームに対してチルトすべき補正角度を算出し、該補正角度に応じてアクチュエータの作動を指示する制御信号を生成する制御部と、
前記制御信号を受信し、前記アクチュエータによりレベリング制御を行う駆動部とを含むことを特徴とする建設機械の自動レベリング制御システムとこれを用いた制御方法を提供する。
補正角度=下部フレーム捩れ角度−第1捩れ角度
補正角度=下部フレーム捩れ角度+加重値角度−第1捩れ角度
第1捩れ角度201が下部フレーム捩れ角度の一定範囲以内に収斂されると、制御信号を第1制御信号から第2制御信号に変えて生成する。このために、前記下部フレーム捩れ角度の一定範囲(以下、速度収斂範囲という)を次の条件3により定める。
下部フレーム捩れ角度−常数角度≦速度収斂範囲≦下部フレーム捩れ角度+常数角度
下部フレーム捩れ角度+加重値角度−常数角度≦速度収斂範囲≦下部フレーム捩れ角度+加重値角度+常数角度
先ず、制御先行条件を満たしているか否かを判断し、この制御先行条件を満たしていない場合には終了する(s101)。
10 センサー部
20 入力部
30 ディスプレイ部
40 制御部
50 駆動部
100 建設機械
101 下部フレーム
102 走行手段
103 運転室
104 上部旋回体
105 チルト手段
105a スイングベアリング装着フレーム
105b 支持フレーム
105c チルトフレーム
105d、105e、105f、105g アクチュエータ
201 第1捩れ角度
202 下部フレーム捩れ角度
203 補正角度
204 加重値角度
205 常数角度
Claims (16)
- 走行手段が具備された下部フレームと、上部旋回体がチルト手段で組み合わされた建設機械のレベリング制御システムにおいて、
前記建設機械に備えられ、基準水平面に対する前記下部フレーム及び上部旋回体の捩れ角度をセンシングする傾斜度センサーと、前記建設機械の走行速度を測定する走行センサーと、作業装置の作業状態情報を検出する作業装置センサーとからなるセンサー部と、
前記捩れ角度と走行速度及び作業状態情報を受信し、前記上部旋回体を前記下部フレームに対してチルトすべき補正角度を算出し、前記補正角度に応じてアクチュエータの作動を指示する制御信号を生成する制御部と、
前記制御信号を受信し、前記アクチュエータによりレベリング制御を行う駆動部とを包含することを特徴とする建設機械の自動レベリング制御システム。 - 前記制御部には、
前記センサー部から基準水平面に対して前記下部フレーム及び前記上部旋回体の捩れ角度、前記建設機械の走行速度及び作業状態情報を受信する受信モジュールと、
前記上部旋回体の捩れ角度を第1捩れ角度と設定し、前記第1捩れ角度 から前記補正角度を算出する補正角度算出モジュールと、
前記補正角度に基づいて前記アクチュエータが作動される区間にしたがって前記制御信号を生成する制御信号生成モジュールと、
前記制御信号を前記駆動部に伝送する出力モジュールと、
レベリング制御のスタート時に作動時間をカウントし、前記作動時間が予め設定された作動基準時間以上である場合には、レベリング制御遂行を終了させるタイムリミットモジュールとを包含することを特徴とする請求項1に記載の建設機械の自動レベリング制御システム。 - 前記制御部には、
前記下部フレームと上部旋回体の捩れ角度を映像表示装置が備えられているディスプレイ部に表すように表出信号を生成する表出信号生成モジュールがさらに含まれていることを特徴とする請求項2に記載の建設機械の自動レベリング制御システム。 - 前記制御部には、
レベリング制御遂行中に緊急停止条件を満した場合、レベリング制御を直ぐ終了させる緊急停止モジュールがさらに包含されていることを特徴とする請求項2に記載の建設機械の自動レベリング制御システム。 - 前記補正角度算出モジュールの前記補正角度は、
「下部フレーム捩れ角度−第1捩れ角度」により算出されることを特徴とする請求項2ないし4のうちの何れかの一項に記載の建設機械の自動レベリング制御システム。 - 加重値角度が設定された場合、前記補正角度は、
「下部フレーム捩れ角度+加重値角度−第1捩れ角度」により算出されることを特徴とする請求項5に記載の建設機械の自動レベリング制御システム。 - 前記制御信号生成モジュールの前記制御信号は、
前記第1捩れ角度が速度収斂範囲以内にある場合には、前記アクチュエータの作動速度を遅らせる第2制御信号を生成し、前記速度収斂範囲外にある場合には、前記アクチュエータの作動速度を制限しない第1制御信号を生成するが、
前記速度収斂範囲は、「下部フレーム捩れ角度―常数角度≦速度収斂範囲≦下部フレーム捩れ角度+常数角度」により算出されることを特徴とする請求項2ないし4のうちの何れかの一項に記載の建設機械の自動レベリング制御システム。 - 走行手段が備えられた下部フレームと、上部旋回体とが、センサー部、制御部、駆動部を含めているチルト手段により組み合わされる建設機械のレベリング制御方法において、
(A)前記センサー部で、前記下部フレームと上部旋回体の傾斜度センサーで基準水平面に対して前記下部フレームと前記上部旋回体の各捩れ角度を測定し、走行センサーで前記建設機械の走行速度を測定し、且つ、作業装置センサーで作業装置の作業状態情報を検出する段階と、
(B)前記制御部で、前記各捩れ角度に基づいて前記上部旋回体を前記下部フレームに対してレベリングさせるための補正角度を算出し、前記補正角度に応じてアクチュエータを作動させる制御信号を生成し、前記制御信号を前記駆動部に伝送する段階と、
(C)前記駆動部で、前記制御信号に基づいて前記アクチュエータが作動し、レベリング制御を行う段階とを含めることを特徴とする建設機械の自動レベリング制御方法。 - 前記(B)段階は、
(b1)レベリング制御の作動時間をカウントする段階と、
(b2)前記(b1)段階の以降、前記上部旋回体の捩れ角度を第1捩れ角度に設定し、前記下部フレームの捩れ角度と前記第1捩れ角度から前記上部旋回体をチルトするための補正角度を算出し、前記補正角度が0°である場合には終了する段階と、
(b3)前記(b2)段階で、前記補正角度が0°ではない場合には、前記補正角度から前記アクチュエータの作動を指示する制御信号を生成し、前記制御信号を前記駆動部に伝送する段階と、
(b4)前記(b3)段階の以降、前記作動時間が予め定められた作動基準時間以上である場合には終了し、未満の場合には、前記(b2)段階に戻る段階とを含めることを特徴とする請求項8に記載の建設機械の自動レベリング制御方法。 - 前記(b1)段階の以前に、
制御先行条件を判断し、前記制御先行条件を満たしていない場合には終了する段階をさらに含めていることを特徴とする請求項9に記載の建設機械の自動レベリング制御方法。 - 前記制御先行条件は、
コントロールロックレバーが非活性状態であって、姿勢制御器が中央位置状態であり、作業装置は非作業状態であり、前記走行手段が停止状態であるときに満足されることを特徴とする請求項10に記載の建設機械の自動レベリング制御方法。 - 前記(b2)段階のうち、前記補正角度は、
「下部フレーム捩れ角度−第1捩れ角度」により算出されることを特徴とする請求項9に記載の建設機械の自動レベリング制御方法。 - 加重値角度が設定された場合、前記補正角度は、
「下部フレーム捩れ角度+加重値角度−第1捩れ角度」により算出されることを特徴とする請求項12に記載の建設機械の自動レベリング制御方法。 - 前記(b3)段階のうち、制御信号の生成過程は、
(b31)速度収斂範囲を「下部フレーム捩れ角度―常数角度≦速度収斂範囲≦下部フレーム捩れ角度+常数角度」により算出する段階と、
(b32)前記第1捩れ角度が前記収斂範囲外にある場合には、前記アクチュエータの作動速度に制限のない第1制御信号を生成し、速度収斂範囲以内の場合は、アクチュエータの作動速度を減少させた第2制御信号を生成する段階とからなることを特徴とする請求項9に記載の建設機械の自動レベリング制御方法。 - 前記建設機械の自動レベリング制御方法によるチルト制御遂行過程は、緊急停止条件を満たすときに終了することを特徴とする請求項8に記載の建設機械の自動レベリング制御方法。
- 前記緊急停止条件は、
コントロールロックレバーが活性か否か、又は姿勢制御器の変化有無、又はトラックレベルモードスイッチがオフか否か、又は作業装置が作動状態か否か、又は前記走行手段が走行状態か否かにより判断されることを特徴とする請求項15に記載の建設機械の自動レベリング制御方法。
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