JP5814190B2 - 速度に基づくフィードフォワード制御を実装するリフトシステム - Google Patents
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Description
12 連結システム
14 作業器具
16 原動機
17 ブーム
18 地面
20 液圧シリンダ
26 液圧シリンダ
28 水平軸
30 水平軸
32 本体
34 管
36 ピストンアセンブリ
36a ロッド部
38 第1チャンバ
40 第2チャンバ
42 ヘッド端部
44 ロッド端部
46 矢印
47 矢印
48 液圧制御システム
50 弁スタック
52 エンジン駆動ポンプ
53 タンク
54 リフト弁装置
56 チルト弁装置
58 制御器
60 供給流路
62 排出流路
66 流路
68 流路
72 流路
74 流路
78 圧力補償弁
79 逆止弁
80 ヘッド端部供給弁
82 ロッド端部供給弁
84 ヘッド端部排出弁
86 ロッド端部排出弁
88 ヘッド端部供給弁
90 ロッド端部供給弁
92 ヘッド端部排出弁
94 ロッド端部排出弁
96 ストローク調整機構
98 インターフェース装置
102 センサ
103 センサ
104 流路
105 圧力センサ
106 流路
108 流路
110 流路
112 表面
116 機械牽引装置
Claims (37)
- 液圧システムであって、
流体を加圧するように構成されたポンプ、
リフトアクチュエータ、
前記ポンプからの加圧流体を計量して前記リフトアクチュエータに供給し、作業器具をリフティングするように構成されたリフト弁装置、
前記リフトアクチュエータに関連付けられ、前記作業器具の実際のリフト速度を示す第1信号を生成するように構成されたリフトセンサ、
チルトアクチュエータ、
前記ポンプからの加圧流体を計量して前記チルトアクチュエータに供給し、前記作業器具を傾斜させるように構成されたチルト弁装置、
前記作業器具の所望のリフト速度を示す第2信号および前記作業器具の所望の傾斜速度を示す第3信号を生成するために操作者によって移動可能である少なくとも1つの操作者インターフェース装置、および
前記リフト弁装置、前記リフトセンサ、前記チルト弁装置、および前記少なくとも1つの操作者インターフェース装置と通信する制御器であって、
前記第2信号に基づいて加圧流体を計量し前記リフトアクチュエータに供給するように前記リフト弁装置に命令を出し、
前記第3信号に基づいて加圧流体を計量し前記チルトアクチュエータに供給するように前記チルト弁装置に命令を出し、
選択的に前記第1または第2信号に基づいて、加圧流体を計量し前記チルトアクチュエータに供給し、リフティングする間、前記作業器具の所望の傾斜角度を維持するように前記チルト弁装置に命令を出すように構成された制御器
を含む、液圧システム。 - 前記制御器が、前記実際のリフト速度および前記所望のリフト速度の一方をスケーリングすることによって、前記作業器具をリフティングする間前記所望の傾斜角度に維持するチルトコマンドを決定するように構成される、請求項1に記載の液圧システム。
- 前記実際のリフト速度および前記所望のリフト速度の速い方をスケーリングすることによって、前記チルトコマンドが決定される、請求項2に記載の液圧システム。
- 前記制御器は、前記作業器具が第1の方向に傾斜している場合に前記チルトコマンドを決定するために第1スケーリング係数を使用し、前記作業器具が前記第1の方向とは逆の第2の方向に傾斜している場合に前記チルトコマンドを決定するために前記第1スケーリング係数とは異なる第2スケーリング係数を使用するよう構成される、請求項2に記載の液圧システム。
- 前記作業器具が、地面から離れる格納方向に、および前記地面に向かう放出方向に傾斜可能であり、
前記制御器が、前記所望の傾斜角度の捕捉以降に実行されたリフト量に関連する、ある一定の量だけ、前記チルトコマンドを前記格納方向にオフセットするように構成される、請求項2に記載の液圧システム。 - 前記制御器が、
前記第3信号が、閾値量未満の前記所望の傾斜速度を示す時のみ、前記作業器具をリフティングする間、前記チルト弁装置に前記チルトコマンドの全値を送り、
前記第3信号の絶対値が、前記閾値量を超えて増大する前記所望の傾斜速度を示す時、前記チルトコマンドを段階的に低減するように構成される、請求項2に記載の液圧システム。 - 前記第2信号が約ゼロの前記所望のリフト速度を示す時、前記第2信号のみに基づいて、前記制御器が前記チルト弁装置に、加圧流体を計量し前記チルトアクチュエータに供給し、リフティングする間前記所望の傾斜角度を維持するように命令を出すように構成される、請求項1に記載の液圧システム。
- 前記作業器具のリフト方向に応じて、前記第1または第2信号に選択的に基づいて、前記制御器が前記チルト弁装置に、加圧流体を計量し前記チルトアクチュエータに供給するように命令を出すように構成される、請求項1に記載の液圧システム。
- 前記制御器が、
前記リフト方向が重力に対抗し、かつ前記作業器具が移動可能である時、前記第2信号のみに基づいて、前記チルト弁装置に、加圧流体を計量し前記チルトアクチュエータに供給し、リフティングする間前記所望の傾斜角度を維持するように命令を出すように構成される、請求項8に記載の液圧システム。 - 前記制御器が、前記リフト方向が重力に従う時、前記第1信号のみに基づいて、前記チルト弁装置に、加圧流体を計量し前記チルトアクチュエータに供給し、リフティングする間前記所望の傾斜角度を維持するように命令を出すように構成される、請求項8に記載の液圧システム。
- 前記リフトアクチュエータがストローク端部位置に近づく時、前記制御器が、前記第1信号に基づく前記チルト弁装置に送られるコマンドの一部を軽減するようにさらに構成される、請求項1に記載の液圧システム。
- 前記ポンプの出力が最大運転圧力に近づく時、前記制御器が、前記第2信号に基づく前記チルト弁装置に送られるコマンドの一部を軽減するようにさらに構成される、請求項1に記載の液圧システム。
- 前記制御器が、
前記作業器具の傾斜が、前記所望の傾斜角度を維持するために、リフティングする間、特定の地点で方向を切り替えなければならないことを決定し、
前記特定の地点への接近に基づいて、前記チルト弁装置に加圧流体の計量供給を停止するように命令を出すようにさらに構成される、請求項1に記載の液圧システム。 - 前記第1または第2信号に基づいて、前記チルト弁装置の制御中に、前記作業器具の実際の傾斜角度を示す第4信号を生成するよう構成されるチルトセンサをさらに含み、前記制御器は前記第4信号に基づいて前記チルト弁装置への命令を調整するようさらに構成される、請求項1に記載の液圧システム。
- 前記作業器具が重力に従って一方向にリフティングする間に前記液圧システムが流れ制限されている場合、前記制御器は、前記作業器具を前記所望の傾斜角度に維持するために、前記チルトアクチュエータが必要とする量に関連する量だけ前記リフトアクチュエータへのポンプ流を制限するよう構成される、請求項1に記載の液圧システム。
- 前記作業器具が重力に従って一方向にリフティングする間に前記液圧システムが流れ制限されている場合、前記制御器は、前記作業器具を前記第1または第2信号に基づいて前記所望の傾斜角度に維持するために、前記チルトアクチュエータが必要とすると判断された量を超えて前記チルトアクチュエータへの流れを増加させる命令を出すよう構成される、請求項1に記載の液圧システム。
- 前記第1または第2信号に基づいた前記チルト弁装置への命令中に前記第2信号が約ゼロの前記所望のリフト速度を示した場合、現在の傾斜角度は後続の制御における前記所望の傾斜角度となる、請求項1に記載の液圧システム。
- 前記第1または第2信号に基づいた前記チルト弁装置への命令中に前記第3信号が受信された場合、前記第3信号に基づいた制御によって得られた前記作業器具の傾斜角度は、前記第3信号が約ゼロの前記所望の傾斜速度を示した場合に、前記第1または第2信号に基づいて後続の制御における前記所望の傾斜角度となる、請求項1に記載の液圧システム。
- 液圧システムであって、
流体を加圧するように構成されたポンプ、
リフトアクチュエータ、
前記ポンプからの加圧流体を計量して前記リフトアクチュエータに供給し、作業器具をリフティングするように構成されたリフト弁装置、
前記リフトアクチュエータに関連付けられ、前記作業器具の実際のリフト速度を示す第1信号を生成するように構成されたリフトセンサ、
チルトアクチュエータ、
前記ポンプからの加圧流体を計量して前記チルトアクチュエータに供給し、前記作業器具を傾斜させるように構成されたチルト弁装置、
前記作業器具の実際の傾斜角度を示す第2信号を生成するよう構成されるチルトセンサ、
前記作業器具の所望のリフト速度を示す第3信号および前記作業器具の所望の傾斜速度を示す第4信号を生成するために操作者によって移動可能である少なくとも1つの操作者インターフェース装置、および
前記リフト弁装置、前記リフトセンサ、前記チルト弁装置、前記チルトセンサ、および前記少なくとも1つの操作者インターフェース装置と通信する制御器であって、
前記第3信号に基づいて加圧流体を計量して前記リフトアクチュエータに供給するように前記リフト弁装置に命令を出し、
前記第4信号に基づいて加圧流体を計量して前記チルトアクチュエータに供給するように前記チルト弁装置に命令を出し、
前記第1および第3信号に関連する前記実際のリフト速度および前記所望のリフト速度のうち速い方をスケーリングして、リフティングする間、前記作業器具を所望の傾斜角度に維持するために必要なスケーリングされた傾斜速度を決定し、
前記スケーリングされた傾斜速度に対応する量で加圧流体を計量供給するよう前記チルト弁装置に命令を選択的に出し、
前記第2信号に基づいて、前記スケーリングされた傾斜速度を調整するように構成された制御器
を含む、液圧システム。 - 機械を操作する方法であって、
作業器具の所望のリフト速度および前記作業器具の所望の傾斜速度を示す操作者入力を受信するステップと、
流体を加圧するステップと、
前記所望のリフト速度に基づいて加圧流体を計量してリフトアクチュエータに供給するステップと、
前記作業器具の実際のリフト速度を感知するステップと、
前記所望の傾斜速度に基づいて加圧流体を計量してチルトアクチュエータに供給するステップと、
前記作業器具の前記所望のリフト速度または前記実際のリフト速度に選択的に基づき加圧流体を計量して前記チルトアクチュエータに供給し、リフティングする間前記作業器具の所望の傾斜角度を維持するステップ
を含む方法。 - 前記実際のリフト速度および前記所望のリフト速度の一方をスケーリングすることによって、前記作業器具をリフティングする間前記所望の傾斜角度に維持するチルトコマンドを決定するステップをさらに含む、請求項20に記載の方法。
- 前記所望のリフト速度および前記実際のリフト速度の速い方をスケーリングすることによって前記チルトコマンドを決定する、請求項21に記載の方法。
- スケーリングは、前記作業器具が第1の方向に傾斜している場合に第1スケーリング係数を使用したスケーリングと、前記作業器具が前記第1の方向とは逆の第2の方向に傾斜している場合に前記第1スケーリング係数とは異なる第2スケーリング係数を使用するスケーリングとを含む、請求項21に記載の方法。
- 前記所望の傾斜角度の捕捉以降に実行されたリフト量に関連する、ある一定の量だけ、前記チルトコマンドを格納方向にオフセットするステップをさらに含む、請求項21に記載の方法。
- 前記所望の傾斜速度が閾値量未満である場合のみ、前記作業器具のリフティングする間前記チルトコマンドの全値を使用して加圧流体を計量して前記チルトアクチュエータに供給するステップと、
前記所望の傾斜速度が前記閾値量を超えて増大するとき、前記チルトコマンドの使用を段階的に低減するステップ
をさらに含む、請求項21に記載の方法。 - リフティングする間前記作業器具を所望の傾斜角度に維持する前記ステップは、前記所望のリフト速度が約ゼロの場合に前記所望のリフト速度のみに基づいて加圧流体を計量して前記チルトアクチュエータに供給するステップを含む、請求項20に記載の方法。
- リフティングする間前記作業器具を所望の傾斜角度に維持する前記ステップは、前記作業器具のリフト方向に応じて、前記所望のリフト速度または前記実際のリフト速度に選択的に基づいて、加圧流体を計量して前記チルトアクチュエータに供給するステップを含む、請求項20に記載の方法。
- リフティングする間前記作業器具を所望の傾斜角度に維持する前記ステップは、前記リフト方向が重力に対抗していて前記作業器具がリフティングしている場合、前記所望のリフト速度のみに基づいて、加圧流体を計量して前記チルトアクチュエータに供給するステップを含む、請求項27に記載の方法。
- リフティングする間前記作業器具を所望の傾斜角度に維持する前記ステップは、前記リフト方向が重力に従う場合、前記実際のリフト速度のみに基づいて、加圧流体を計量して前記チルトアクチュエータに供給するステップを含む、請求項27に記載の方法。
- 前記リフトアクチュエータがストローク端部位置に近づく時、前記実際のリフト速度に基づいて、計量した加圧流体の前記チルトアクチュエータへの供給を軽減するステップをさらに含む、請求項20に記載の方法。
- システム圧力が最大運転圧力に近づく時、前記所望のリフト速度に基づいて、計量した加圧流体の前記チルトアクチュエータへの供給を軽減するステップをさらに含む、請求項20に記載の方法。
- 前記作業器具の傾斜が、前記所望の傾斜角度を維持するために、リフティングする間、特定の地点で方向を切り替えなければならないことを決定するステップと、
前記特定の地点への接近に基づいて、計量した流体の前記チルトアクチュエータへの供給を停止するステップをさらに含む、請求項20に記載の方法。 - 前記実際のリフト速度および前記所望のリフト速度に基づいて、計量供給中に前記作業器具の実際の傾斜角度を感知するステップと、前記実際の傾斜角度に基づいて計量供給を調整するステップをさらに含む、請求項20に記載の方法。
- 前記作業器具が重力に従って一方向にリフティングしている間に前記機械が流れ制限されている場合、前記作業器具を前記所望の傾斜角度に維持するために、前記チルトアクチュエータが必要とする量に関連する量だけ、計量され前記リフトアクチュエータに供給される加圧流体を制限するステップをさらに含む、請求項20に記載の方法。
- 前記作業器具が重力に従って一方向にリフティングしている間に前記機械が流れ制限されている場合、前記実際のリフト速度および前記所望のリフト速度に基づいて前記作業器具を前記所望の傾斜角度に維持するために、前記チルトアクチュエータが必要とすると判断された量を超えて、前記チルトアクチュエータへの加圧流体の計量供給量を増加するよう命令を出すステップをさらに含む、請求項20に記載の方法。
- 選択的に前記所望のリフト速度または前記実際のリフト速度に基づいて、計量した加圧流体を前記チルトアクチュエータに供給している間に操作者入力が約ゼロの前記所望のリフト速度を示す場合、前記作業器具の現在の傾斜角度を後続の制御における前記所望の傾斜角度として設定するステップをさらに含む、請求項20に記載の方法。
- 前記所望のリフト速度および前記実際のリフト速度に基づいて、計量した加圧流体を前記チルトアクチュエータへ選択的に供給している間に前記所望の傾斜速度を示す操作者入力が受信された場合、前記所望の傾斜速度が約ゼロとなるときに、前記所望の傾斜速度に基づいた制御によって得られた前記作業器具角度が前記所望のリフト速度および前記実際のリフト速度に基づいた後続の制御における前記所望の傾斜角度となる、請求項20に記載の方法。
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