CN111771028B - 作业机械 - Google Patents

作业机械 Download PDF

Info

Publication number
CN111771028B
CN111771028B CN201980015409.1A CN201980015409A CN111771028B CN 111771028 B CN111771028 B CN 111771028B CN 201980015409 A CN201980015409 A CN 201980015409A CN 111771028 B CN111771028 B CN 111771028B
Authority
CN
China
Prior art keywords
work
design surface
bucket
speed
boom
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201980015409.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111771028A (zh
Inventor
千叶孝昭
田中宏明
中野寿身
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Publication of CN111771028A publication Critical patent/CN111771028A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111771028B publication Critical patent/CN111771028B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2025—Particular purposes of control systems not otherwise provided for
    • E02F9/2033—Limiting the movement of frames or implements, e.g. to avoid collision between implements and the cabin
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/30—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom
    • E02F3/32—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom working downwardly and towards the machine, e.g. with backhoes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/435—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2004—Control mechanisms, e.g. control levers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2025—Particular purposes of control systems not otherwise provided for
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2203—Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2264—Arrangements or adaptations of elements for hydraulic drives
    • E02F9/2271—Actuators and supports therefor and protection therefor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2282—Systems using center bypass type changeover valves
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • E02F9/261—Surveying the work-site to be treated
    • E02F9/262—Surveying the work-site to be treated with follow-up actions to control the work tool, e.g. controller
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • E02F9/264—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool
    • E02F9/265—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool with follow-up actions (e.g. control signals sent to actuate the work tool)
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2285—Pilot-operated systems
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2292—Systems with two or more pumps
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2296—Systems with a variable displacement pump

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

搭载于作业机械的控制器在操作装置***作时将作业装置向设计面靠近的速度限制在规定的限制速度以下，以使得作业装置位于设计面上方。控制器基于由操作装置指示使作业装置靠近的情况下的铲斗相对于设计面的姿势，来判定作业装置的作业形式是否为压实作业，当判定为作业装置的作业形式是压实作业时，与判定作业装置的作业形式不是压实作业时相比增大限制速度。

Description

作业机械
技术领域
本发明涉及作业机械。
背景技术
在作为作业机械的一个方式的液压挖掘机中，已知以防止多关节型的前作业装置(有时仅称为作业装置)的控制点(例如铲斗齿尖)向设计面侵入的方式进行作业装置的控制的区域限制功能。
在这种区域限制功能中，随着作业装置的控制点与设计面的距离变小而减小作业装置朝向设计面的速度，并在作业装置的控制点与设计面的距离为0时将作业装置朝向设计面的速度设为0，由此，能够将作业装置的控制点保持在设计面上。
然而，实际的作业中不仅有使控制点(铲斗齿尖)沿着设计面移动而形成平坦面的加工作业，有时还需要通过动臂下降动作将铲斗的背面按在地面上以压实砂土的地面夯实等压实作业。因此，当在需要压实作业的场景中通过上述那种区域限制功能使设计面方向的速度在设计面附近减小时，会发生用铲斗的背面按住地面的力变弱、操作员打算进行的作业无法实现或操作产生不适感等问题。
例如专利文献1在低通滤波处理后的动臂操作信号(a1)相对于实际的动臂操作信号(A1)之比(a1/A1)小于不足1的常数(r1)的情况下，判定为作业形式是压实作业。而且，在判定为压实作业时，通过与不是压实作业时相比提高作业装置的限制速度或解除限制，从而能够实现良好的压实作业。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公布第2016/133225号
发明内容
然而，在专利文献1中仅根据动臂操作信号判定作业形式是否为压实作业。因此，只要动臂操作信号满足上述条件，例如即使是铲斗背面与设计面所成的角为直角且铲斗齿尖相对于设计面垂直竖立的情况下，也有可能判定为压实作业并缓和或解除作业装置的速度限制(即区域限制功能)。若在该状态下缓和或解除作业装置的速度限制，则有可能会造成铲斗齿尖侵入设计面的下方从而违背操作员的作业意图而使实际的施工面受损。
本发明的目的在于，提供一种能够高精度地判定作业形式并良好地进行压实作业的作业机械。
本发明为了达成上述目的而提供一种作业机械，具备：作业装置，其具有动臂、斗杆及铲斗；多个液压执行机构，其驱动所述作业装置；操作装置，其输出与操作员的操作相应的操作信号以指示所述多个液压执行机构的动作；和控制器，其在所述操作装置***作时将所述作业装置向所述设计面靠近的速度限制在规定的限制速度以下，以使得所述作业装置位于规定的设计面上或该设计面上方，在该作业机械中，所述控制器基于由所述操作装置指示使所述作业装置向所述设计面靠近的情况下的所述铲斗相对于所述设计面的姿势，来判定所述作业装置的作业形式是否为压实作业，当判定为所述作业装置的作业形式是压实作业时，与判定为所述作业装置的作业形式不是压实作业时相比增大所述限制速度。
发明效果
根据本发明，能够高精度地判定作业形式并良好地进行压实作业。
附图说明
图1是作为本发明的实施方式的作业机械的一例的液压挖掘机1的侧视图。
图2是动臂角度θ1、斗杆角度θ2、铲斗角度θ3、车身前后倾斜角度θ4等的说明图。
图3是液压挖掘机1的车身控制***23的结构图。
图4是控制器25的硬件结构的概要图。
图5是液压挖掘机1的液压回路27的概要图。
图6是第1实施方式的控制器25的功能框图。
图7是铲斗底面与设计面所成的角度α的说明图。
图8是表示角度α与压实作业判定标志之间的关系的图表。
图9是表示本发明的第1实施方式中的铲斗前端P4和设计面60的距离D与速度校正系数k1、k2之间的关系的图。
图10是表示铲斗前端P4的与距离D相应的校正前后的速度矢量的示意图。
图11是表示通常作业时和压实作业时的铲斗前端P4的与距离D相应的校正后的速度矢量的示意图。
图12是表示第1实施方式的控制器25的控制流程的流程图。
图13是本发明的第2实施方式的作业机械的控制器25的功能框图。
图14是表示本发明的第2实施方式中的铲斗前端P4和设计面60的距离D与速度校正系数k1、k2、k3之间的关系的图表。
图15是表示动臂活塞杆压力为高压时的压实作业时的铲斗前端P4的校正后的速度矢量的示意图。
图16是表示第2实施方式的控制器25的控制流程的流程图。
图17是第3实施方式的控制器25的功能框图。
图18是从铲斗前端或铲斗后端到设计面的距离的说明图。
图19是表示第3实施方式的控制器25的控制流程的流程图。
图20是表示第1实施方式的变形例中的控制器25的控制流程的流程图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式的作业机械进行说明。
图1是作为本发明的实施方式的作业机械的一例的液压挖掘机1的侧视图。液压挖掘机1具备由液压马达(未图示)驱动分别设于左右侧部的履带而行驶的行驶体(下部行驶体)2、和能够旋转地设于行驶体2上的旋转体(上部旋转体)3。
旋转体3具有驾驶室4、机械室5、配重6。驾驶室4设于旋转体3的前部的左侧部。机械室5设于驾驶室4的后方。配重设于机械室5的后方、即旋转体3的后端。
另外，旋转体3装备有多关节型的作业装置7。作业装置7设于旋转体3的前部的驾驶室4的右侧、即旋转体3的前部的大致中央部。作业装置7具有动臂8、斗杆9、铲斗(作业工具)10、动臂液压缸11、斗杆液压缸12和铲斗液压缸13。动臂8的基端部经由动臂销P1(参照图2)而能够转动地安装于旋转体3的前部。斗杆9的基端部经由斗杆销P2(参照图2)而能够转动地安装于动臂8的前端部。铲斗10的基端部经由铲斗销P3(参照图2)而能够转动地安装于斗杆9的前端部。动臂液压缸11、斗杆液压缸12和铲斗液压缸13分别是由工作油驱动的液压缸。动臂液压缸11伸缩以驱动动臂8，斗杆液压缸12伸缩以驱动斗杆9，铲斗液压缸13伸缩以驱动铲斗10。此外，以下有时将动臂8、斗杆9及铲斗(作业工具)10分别称为前部件。
在机械室5的内部设置有可变容量型的第1液压泵14及第2液压泵15(参照图3)、和驱动第1液压泵14及第2液压泵15的发动机(原动机)16(参照图3)。
在驾驶室4的内部安装有车身倾斜传感器17，在动臂8上安装有动臂倾斜传感器18，在斗杆9上安装有斗杆倾斜传感器19，在铲斗10上安装有铲斗倾斜传感器20。例如，车身倾斜传感器17、动臂倾斜传感器18、斗杆倾斜传感器19、铲斗倾斜传感器20是IMU(InertialMeasurement Unit：惯性测量装置)。车身倾斜传感器17测量旋转体(车身)3相对于水平面的角度(对地角度)，动臂倾斜传感器18测量动臂8的对地角度，斗杆倾斜传感器19测量斗杆9的对地角度，铲斗倾斜传感器20测量铲斗10的对地角度。
在旋转体3的后部的左右安装有第1GNSS天线21(GNSS：Global NavigationSatellite System(全球导航卫星***))和第2GNSS天线22。根据第1GNSS天线21和第2GNSS天线22分别从多个导航卫星(优选为四颗以上导航卫星)接收到的导航信号，能够计算规定的两个点(例如天线21、22的基端部的位置)在世界坐标系中的位置信息。而且，根据所计算出的两个点在世界坐标系中的位置信息(坐标值)，能够计算设定于液压挖掘机1的局部坐标系(车身基准坐标系)的原点P0(参照图2)在世界坐标系中的坐标值、和构成局部坐标系的三个轴在世界坐标系中的姿势(即在图2的例子中是行驶体2及旋转体3的姿势、方位)。这种基于导航信号的各种位置的运算处理能够由后述的控制器25进行。
图2是液压挖掘机1的侧视图。如图2所示，将动臂8的长度、即从动臂销P1到斗杆销P2的长度设为L1。另外，将斗杆9的长度、即从斗杆销P2到铲斗销P3的长度设为L2。另外，将铲斗10的长度、即从铲斗销P3到铲斗前端(铲斗10的齿尖)P4的长度设为L3。另外，将旋转体3相对于世界坐标系的倾斜、即水平面铅垂方向(垂直于水平面的方向)与车身铅垂方向(旋转体3的旋转中心轴方向)所成的角度设为θ4，以下称为车身前后倾斜角度θ4。将连结动臂销P1和斗杆销P2的线段与车身铅垂方向所成的角度设为θ1，以下称为动臂角度θ1。将连结斗杆销P2和铲斗销P3的线段与由动臂销P1和斗杆销P2构成的直线所成的角度设为θ2，以下称为斗杆角度θ2。将连结铲斗销P3和铲斗前端P4的线段与由斗杆销P2和铲斗销P3构成的直线所成的角度设为θ3，以下称为铲斗角度θ3。
图3是液压挖掘机1的车身控制***23的结构。车身控制***23具备：用于操作作业装置7的操作装置24；驱动第1、第2液压泵14、15的发动机16；对从第1、第2液压泵14、15向动臂液压缸11、斗杆液压缸12及铲斗液压缸13供给的工作油的流量和方向进行控制的流量控制阀装置26；和控制流量控制阀装置26的控制装置即控制器25。
操作装置24具有用于操作动臂8(动臂液压缸11)的动臂操作杆24a、用于操作斗杆9(斗杆液压缸12)的斗杆操作杆24b、和用于操作铲斗10(铲斗液压缸13)的铲斗操作杆24c。例如，各操作杆24a、24b、24c是电气杆，将与各杆的倾倒量(操作量)相应的电压值输出至控制器25。动臂操作杆24a将动臂液压缸11的目标动作量作为与动臂操作杆24a的操作量相应的电压值输出(以下设为动臂操作量)。斗杆操作杆24b将斗杆液压缸12的目标动作量作为与斗杆操作杆24b的操作量相应的电压值输出(以下设为斗杆操作量)。铲斗操作杆24c将铲斗液压缸13的目标动作量作为与铲斗操作杆24c相应的电压值输出(以下设为铲斗操作量)。另外，也可以通过将各操作杆24a、24b、24c设为液压先导杆、利用压力传感器(未图示)将根据各杆24a、24b、24c的倾倒量生成的先导压力转换成电压值并输出至控制器25，来检测各操作量。
控制器25基于从操作装置24输出的操作量、在作业装置7预先设定的规定的控制点即铲斗前端P4的位置信息(控制点位置信息)、和控制器25内预先存储的设计面60(参照图2)的位置信息(设计面信息)来运算控制指令，并将该控制指令输出至流量控制阀装置26。本实施方式的控制器25在操作装置24***作时，根据铲斗前端P4(控制点)与设计面60的距离(设计面距离)D(参照图2)来运算斗杆液压缸12及动臂液压缸11的目标速度，以将作业装置7的动作范围限制在设计面60上及其上方。此外，在本实施方式中将铲斗前端P4(铲斗10的齿尖)设定为作业装置7的控制点，但也能将作业装置7上的任意点设定为控制点，例如将作业装置7上的比斗杆9靠前的部分中离设计面60最近的点设定为控制点。
在动臂液压缸11上安装有获取动臂液压缸11的活塞杆压力的动臂活塞杆压力传感器61、和获取动臂液压缸11的缸底压力的动臂缸底压力传感器62。在斗杆液压缸12上安装有获取斗杆液压缸12的活塞杆压力的斗杆活塞杆压力传感器63、和获取斗杆液压缸12的缸底压力的斗杆缸底压力传感器64。在铲斗液压缸13上安装有获取铲斗液压缸13的活塞杆压力的铲斗活塞杆压力传感器65、和获取铲斗液压缸13的缸底压力的铲斗缸底压力传感器66。这些压力传感器61-66的检测信号被输出至控制器25。
图4是控制器25的硬件结构的概要图。在图4中，控制器25具有输入接口91、作为处理器的中央处理装置(CPU)92、作为存储装置的只读存储器(ROM)93及随机存取存储器(RAM)94、和输出接口95。向输入接口91输入以下信号：来自检测作业装置7的姿势的作业装置姿势检测装置50即倾斜传感器17、18、19、20的信号；表示各操作杆24a、24b、24c的操作量的来自操作装置24的电压值(信号)；来自用于对设计面60(其作为作业装置7的挖掘作业和填土作业的基准)进行设定的装置即设计面设定装置51的信号；和来自对各液压缸11、12、13的活塞杆压力及缸底压力进行检测的压力传感器61-66的信号，并将这些信号进行转换以便CPU92能够运算。ROM93是存储有用于使控制器25执行包含后述流程图的处理在内的各种控制处理的控制程序、和该各种控制处理的执行所需的各种信息等的记录介质。CPU92按照ROM93内存储的控制程序，对从输入接口91及ROM93、RAM94获取的信号进行规定的运算处理。输出接口95生成并输出与CPU92中的运算结果相应的输出用信号。作为输出接口95的输出用信号，有电磁阀32、33、34、35(参照图5)的控制指令，电磁阀32、33、34、35基于该控制指令而动作以控制液压缸11、12、13。此外，图4的控制器25具备ROM93及RAM94这些半导体存储器作为存储装置，但只要是存储装置，就能够尤其进行代替，例如也可以具备硬盘驱动器等磁存储装置。
流量控制阀装置26具备能够电磁驱动的多个滑阀，通过基于由控制器25输出的控制指令使各滑阀的开口面积(节流开度)变化，从而对搭载于包含液压缸11、12、13的液压挖掘机1上的多个液压执行机构进行驱动。
图5是液压挖掘机1的液压回路27的概要图。液压回路27具备第1液压泵14、第2液压泵15、流量控制阀装置26和工作油箱36a、36b。
流量控制阀装置26具备：对从第1液压泵14向斗杆液压缸12供给的工作油的流量进行控制的作为第1流量控制阀的第1斗杆滑阀28；对从第2液压泵15向斗杆液压缸12供给的工作油的流量进行控制的作为第3流量控制阀的第2斗杆滑阀29；对从第1液压泵14向铲斗液压缸13供给的工作油的流量进行控制的铲斗滑阀30；对从第2液压泵15向动臂液压缸11供给的工作油的流量进行控制的作为第2流量控制阀的动臂滑阀(第1动臂滑阀)31；驱动第1斗杆滑阀28的第1斗杆滑阀驱动电磁阀32a、32b；驱动第2斗杆滑阀29的第2斗杆滑阀驱动电磁阀33a、33b；驱动铲斗滑阀30的铲斗滑阀驱动电磁阀34a、34b；和驱动动臂滑阀31的动臂滑阀驱动电磁阀(第1动臂滑阀驱动电磁阀)35a、35b。
第1斗杆滑阀28和铲斗滑阀30并联连接于第1液压泵14，第2斗杆滑阀29和动臂滑阀31并联连接于第2液压泵15。
流量控制阀装置26是所谓的中立全开(open center)式(中央旁通式)。各滑阀28、29、30、31具有从中立位置到达规定的滑阀位置为止将从液压泵14、15排出的工作油向工作油箱36a、36b引导的流路即中央旁通部28a、29a、30a、31a。在本实施方式中，第1液压泵14、第1斗杆滑阀28的中央旁通部28a、铲斗滑阀30的中央旁通部30a、和油箱36a以该顺序串联连接，中央旁通部28a和中央旁通部30a构成了将从第1液压泵14排出的工作油向油箱36a引导的中央旁通流路。另外，第2液压泵15、第2斗杆滑阀29的中央旁通部29a、动臂滑阀31的中央旁通部31a、和油箱36b以该顺序串联连接，中央旁通部29a和中央旁通部31a构成了将从第2液压泵15排出的工作油向油箱36b引导的中央旁通流路。
由发动机16驱动的先导泵(未图示)所排出的液压油被引导至各电磁阀32、33、34、35。若与操作装置24的操作联动地从控制器25输出了控制信号，则各电磁阀32、33、34、35基于该控制指令适当动作以使来自先导泵的液压油作用于各滑阀28、29、30、31的驱动部，由此，各滑阀28、29、30、31被驱动且液压缸11、12、13动作。
例如，在由操作员将斗杆操作杆24a向斗杆回收方向进行操作等而从控制器25对斗杆液压缸12的伸长方向发出了指令的情况下，指令被输出至第1斗杆滑阀驱动电磁阀32a和第2斗杆滑阀驱动电磁阀33a且斗杆9进行回收动作。相反地，在对斗杆液压缸12的缩短方向(斗杆放出方向)发出了指令的情况下，指令被输出至第1斗杆滑阀驱动电磁阀32b和第2斗杆滑阀驱动电磁阀33b且斗杆9进行放出动作。同样地，在将铲斗操作杆24c向铲斗回收方向进行操作等而对铲斗液压缸13的伸长方向发出了指令的情况下，指令被输出至铲斗滑阀驱动电磁阀34a且铲斗10进行回收动作，相反地，在对铲斗液压缸13的缩短方向(铲斗放出方向)发出了指令的情况下，指令被输出至铲斗滑阀驱动电磁阀34b且铲斗10进行放出动作。另外，同样地，在将动臂操作杆24a向动臂抬升方向进行操作等而对动臂液压缸11的伸长方向输出了指令的情况下，指令被输出至动臂滑阀驱动电磁阀35a且动臂8进行抬升动作，相反地，在对动臂液压缸11的缩短方向(动臂下降方向)输出了指令的情况下，指令被输出至动臂滑阀驱动电磁阀35b且动臂8进行下降动作。
图6表示将本实施方式的控制器25执行的处理从功能方面分类成多个模块而整理出的功能框图。如该图所示，由控制器25进行的处理能够划分为控制点位置运算部53、设计面存储部54、距离运算部37、角度运算部71、作业形式判定部72、限制速度决定部38和流量控制阀控制部40。
控制点位置运算部53运算本实施方式的控制点即铲斗前端P4在世界坐标系中的位置、和作业装置7的各前部件8、9、10在世界坐标系中的姿势。运算只要基于公知的方法即可，例如首先根据由第1、第2GNSS天线21、22接收到的导航信号，来计算局部坐标系(车身基准坐标系)的原点P0(参照图2)在世界坐标系中的坐标值、和行驶体2及旋转体3在世界坐标系中的姿势信息及方位信息。然后，利用该运算结果、来自作业装置姿势检测装置50的倾斜角度θ1、θ2、θ3、θ4的信息、动臂座架销P1在局部坐标系中的坐标值、和动臂长度L1、斗杆长度L2及铲斗长度L3，来运算本实施方式的控制点即铲斗前端P4在世界坐标系中的位置、和作业装置7的各前部件8、9、10在世界坐标系中的姿势。此外，作业装置7的控制点的坐标值也可以由激光测量仪等外部测量设备进行测量、并通过与该外部测量设备的通信而获取。
设计面存储部54存储有基于来自位于驾驶室4内的设计面设定装置51的信息而运算出的设计面60在世界坐标系中的位置信息(设计面数据)。在本实施方式中，如图2所示，利用以作业装置7的各前部件8、9、10进行动作的平面(作业装置7的动作平面)将设计面的三维数据切断而形成的截面形状作为设计面60(二维设计面)。此外，在图2的例子中设计面60为一个，但也有存在多个设计面的情况。在存在多个设计面的情况下，例如有将距离作业装置7的控制点最近的设计面设定为设计面的方法、将位于铲斗前端P4的铅垂下方的设计面作为设计面的方法、和将任意选择的设计面作为设计面的方法等。另外，关于设计面60的位置信息，也可以基于作业装置7的控制点在世界坐标系中的位置信息而经由通信从外部服务器获取液压挖掘机1周边的设计面60的位置信息并存储到设计面存储部54内。另外，设计面60也可以由操作员设定。
距离运算部37根据由控制点位置运算部53运算出的作业装置7的控制点(例如位于作业装置7的前端的铲斗齿尖)的位置信息、和从设计面存储部54获取的设计面60的位置信息来运算作业装置7的控制点与设计面60的距离D(参照图2)。
角度运算部71是基于从作业装置姿势检测装置50和设计面存储部54输入的信息来运算铲斗底面相对于规定的基准面的角度(对地角度)αbk与设计面60相对于同一基准面的角度αsf所成的角度α的部分。本实施方式的基准面是水平面，铲斗底面的角度αbk和设计面60的角度αsf以设定于水平面上的x轴为基准如图7那样设定。铲斗底面与设计面60所成的角度α由铲斗底面与水平面所成的角度αbk减去设计面与水平面所成的角度αsf而得到的值、即“α＝αbk－αsf”定义。如图7所示，角度α以从基准面(x轴)逆时针转动的角度为正。即，将xz平面中的+x轴设为极轴(0度)，将自此逆时针旋转的方向上的角度设为正，并将顺时针旋转的方向上的角度设为负。在本实施方式中，以+x轴为基准在±180度的范围内定义角度，并针对一个角度有正负两个记载(例如+α、－180+α)，但选择绝对值较小的一个。此外，图7的角度αbk、αsf由于从极轴(+x轴)顺时针选取，所以均为负的角度。
铲斗底面的对地角度αbk能够根据车身前后倾斜角度θ4、动臂角度θ1、斗杆角度θ2、铲斗角度θ3、和连结铲斗销位置P3及齿尖坐标P4的线段与侧视时铲斗底面的线段所成的角度β来计算。角度β是根据铲斗形状规定的角度且能够事先掌握。设计面60的角度αsf能够根据设计面存储部54内存储的设计面60上的两个点的位置来计算。
作业形式判定部72是基于由角度运算部71运算出的角度α、和从操作装置24输出的操作信号来判定作业装置7的作业形式是否为压实作业的部分。作业形式判定部72根据角度α输出压实作业判定标志。压实作业判定标志是作业形式判定部72判定为作业形式是压实作业的条件之一。压实作业标志在角度α为规定值
Figure BDA0002650337300000111
以上时输出为1，在小于规定值
Figure BDA0002650337300000113
时输出为0。规定值
Figure BDA0002650337300000112
优选为零或接近零的值，也可以是负值。即，只要设定为在铲斗底面与设计面60平行或接***行的状态下作为压实作业标志而输出1即可。在增大能够判定为压实作业的范围(标志输出为1的范围)的情况下，优选将
Figure BDA0002650337300000114
设定为接近零的负值。在本实施方式中如图8所示设定为零。图8是表示本实施方式中的角度α与压实作业判定标志之间的关系的图表。
作业形式判定部72在上述压实作业标志为1、且操作信号是指示使作业装置7向设计面60靠近的操作信号时，判定为作业装置7的作业形式是压实作业。在此，“操作信号是指示使作业装置7向设计面60靠近的操作信号”是指示动臂下降、斗杆放出及斗杆回收中的任一个的操作信号。即，是从动臂操作杆24a输入了动臂下降的操作信号、或从斗杆操作杆24b输入了斗杆9的操作信号的情况。动臂下降的操作信号判定为通过动臂下降使铲斗底面碰撞地面(施工面)的地面夯实动作，斗杆放出或斗杆回收的操作信号判定为通过斗杆放出或回收将铲斗底面在设计面60的附近按压于地面(施工面)并使铲斗10沿着设计面60移动的找平压实动作。
限制速度决定部38是在操作装置24***作时根据距离D运算各液压缸11、12、13的目标速度(限制速度)以将作业装置7的动作范围限制在设计面60上及其上方的部分。在本实施方式中进行下述运算。
首先，限制速度决定部38首先根据从操作杆24a输入的电压值(动臂操作量)来计算针对动臂液压缸11的要求速度(动臂液压缸要求速度)，根据从操作杆24b输入的电压值(斗杆操作量)来计算针对斗杆液压缸12的要求速度，并根据从操作杆24c输入的电压值(铲斗操作量)来计算针对铲斗液压缸13的要求速度。根据这三个要求速度和由控制点位置运算部53运算出的作业装置7的各前部件8、9、10的姿势，来计算作业装置7在铲斗前端P4的速度矢量(要求速度矢量)V0。而且，还计算速度矢量V0的设计面铅垂方向上的速度分量V0z和设计面水平方向上的速度分量V0x。
其次，限制速度决定部38运算根据距离D决定的校正系数k1、k2。图9是表示铲斗前端P4和设计面60的距离D与速度校正系数k1、k2之间的关系的图。将铲斗齿尖坐标P4(作业装置7的控制点)位于设计面60上方时的距离设为正，将位于设计面60下方时的距离设为负，速度校正系数k1、k2设定为随着距离D变小而单调减小。关于目标速度(限制速度)的速度方向，将作业装置7向设计面60下方侵入的方向设为正，例如在设计面60为水平面的情况下，具有铅垂向下分量的速度的方向为正。
对于速度校正系数k而言，有通常作业时(压实作业时以外的作业时)的值k1和压实作业时的值k2这两个设定。通常作业时的速度校正系数k1在图中用实线表示，设定为当距离D为0时是0。
另一方面，如图中的虚线所示，压实作业时的速度校正系数k2设定为，当距离D包含在规定范围(在图9的例子中是由D2≤D≤D1规定的第1区域)内时比通常作业时的速度校正系数k1大。由此，压实作业时的限制速度(目标速度)比通常作业时大。在本实施方式中，作为“规定范围”而采用了由第1边界和第2边界包围的区域(称为“第1区域”)，该第1边界设定于设计面上方的距离D1(例如+几十厘米左右)的位置，该第2边界设定于设计面下方的距离D2(例如－5厘米左右)的位置。此外，在进行控制点(铲斗齿尖)不向设计面60下方侵入的作业的情况下等，也可以将D2设定为零、即在设计面60上设定第2边界。
另外，为了进行输入了斗杆操作的情况(即，操作信号是指示斗杆放出及斗杆回收中的任一个的操作信号的情况)下的压实作业(找平压实作业)，压实作业时的速度校正系数k2设定为，当距离D包含在通常作业时的速度校正系数k1被设定为负的规定范围(在图9的例子中是由D3≤D≤0规定的第2区域)内时为正值。由此，控制点移动到设计面60下方的情况下的限制速度为正，从而能够在大致形成设计面60之后的加工作业时等通过基于斗杆的找平压实动作来压实设计面60。在本实施方式中，作为“规定范围”而采用了由第3边界和设计面60包围的区域(称为“第2区域”)，该第3边界设定于在设计面60下方的距离D2的位置设定的第2边界的上方且是设计面60下方的距离D3的位置。此外，在不进行如地面夯实那样的作业的情况下等，也可以将第2区域内的第3边界的相反侧的边界(在图9的例子中是设计面60)设定于设计面的上方。
此外，第1区域外(D＜D2、D1＜D)的压实作业时的速度校正系数k2设定为与通常作业时的速度校正系数k1相同的值。
接着，限制速度决定部38通过使根据距离D决定的校正系数k1、k2与速度矢量V0的设计面铅垂方向上的速度分量V0z相乘来计算速度分量V1z。通过将该速度分量V1z与速度矢量V0的设计面水平方向上的速度分量V0x合成来计算合成速度矢量(目标速度矢量)V1，并将能够产生该合成速度矢量V1的动臂液压缸速度、斗杆液压缸速度(Va1)、和铲斗液压缸速度分别作为目标速度(限制速度)运算。当运算该目标速度时，也可以利用由控制点位置运算部53运算出的作业装置7的各前部件8、9、10的姿势。
图10是表示铲斗前端P4的与距离D相应的校正前后的速度矢量的示意图。通过使要求速度矢量V0的设计面铅垂方向上的分量V0z(参照图8的左图)与速度校正系数k1、k2相乘，能够获得V0z以下的设计面铅垂方向上的速度矢量V1z(参照图8的右图)。计算V1z与要求速度矢量V0的设计面水平方向上的分量V0x的合成速度矢量V1，并计算能够输出V1的斗杆液压缸目标速度Va1、动臂液压缸目标速度、和铲斗液压缸目标速度。
图11是表示通常作业时和压实作业时的铲斗前端P4的与距离D相应的校正后的速度矢量的示意图。在通常作业时(图中左)，当铲斗齿尖坐标P4与设计面60的距离D为零时，由于速度校正系数k1根据图9的图表而为零，所以V1z为零。但是，在压实作业时(图中右)，由于速度校正系数k2根据图9的图表而从零变更为正值，所以V1z为正值。
流量控制阀控制部40是基于由限制速度决定部38运算出的各液压缸11、12、13的目标速度来运算针对电磁阀32、33、34、35的控制指令、并通过将该控制指令输出至对应的电磁阀32、33、34、35来控制各流量控制阀(各滑阀)28、29、30、31的部分。
关于斗杆液压缸12的控制，流量控制阀控制部40将由限制速度决定部38运算出的斗杆液压缸12的目标速度输入，运算与该目标速度对应的第1斗杆滑阀驱动电磁阀32a、32b和第2斗杆滑阀驱动电磁阀33a、33b的控制指令(具体为规定第1斗杆滑阀驱动电磁阀32a、32b和第2斗杆滑阀驱动电磁阀33a、33b的阀开度的指令电流值)并将其输出。当运算第1斗杆滑阀驱动电磁阀32a、32b和第2斗杆滑阀驱动电磁阀33a、33b的控制指令时，在本实施方式中利用将斗杆液压缸12的目标速度与第1斗杆滑阀驱动电磁阀32a、32b及第2斗杆滑阀驱动电磁阀33a、33b的控制指令之间的关联关系一对一地规定的图表。对于该图表而言，首先，作为在使斗杆液压缸12伸长的情况下利用的两个图表，有第1斗杆滑阀驱动电磁阀32a用的图表、和第2斗杆滑阀驱动电磁阀33a用的图表。另外，作为在使斗杆液压缸12缩短的情况下利用的两个图表，有第1斗杆滑阀驱动电磁阀32b用的图表、和第2斗杆滑阀驱动电磁阀33b用的图表。在这四个图表中，基于预先通过实验或模拟而求出的针对电磁阀32a、32b、33a、33b的电流值与斗杆液压缸12的实际速度之间的关系，以随着斗杆液压缸目标速度的大小增加而针对电磁阀32a、32b、33a、33b的电流值单调增加的方式规定了目标速度与电流值之间的关联关系。
关于动臂液压缸11的控制，流量控制阀控制部40将由限制速度决定部38运算出的动臂液压缸11的目标速度输入，运算与该目标速度对应的动臂滑阀驱动电磁阀35a、35b的控制指令(具体为规定动臂滑阀驱动电磁阀35a、35b的阀开度的指令电流值)并将其输出。当运算动臂滑阀驱动电磁阀35a、35b的控制指令时，在本实施方式中利用将动臂液压缸11的目标速度与动臂滑阀驱动电磁阀35a、35b的控制指令之间的关联关系一对一地规定的图表。图表具有在使动臂液压缸11伸长的情况下利用的动臂滑阀驱动电磁阀35a用的图表、和在使动臂液压缸11缩短的情况下利用的动臂滑阀驱动电磁阀35b用的图表。在这两个图表中，基于预先通过实验或模拟而求出的针对电磁阀35a、35b的电流值与动臂液压缸11的实际速度之间的关系，以随着动臂液压缸目标速度的大小增加而针对电磁阀35a、35b的电流值单调增加的方式规定了目标速度与电流值之间的关联关系。
关于铲斗液压缸13的控制，流量控制阀控制部40将由限制速度决定部38运算出的铲斗液压缸13的目标速度输入，运算与该目标速度对应的铲斗滑阀驱动电磁阀34a、34b的控制指令(具体为规定铲斗滑阀驱动电磁阀34a、34b的阀开度的指令电流值)并将其输出。当运算铲斗滑阀驱动电磁阀34a、34b的控制指令时，在本实施方式中利用将铲斗液压缸13的目标速度与铲斗滑阀驱动电磁阀34a、34b的控制指令之间的关联关系一对一地规定的图表。图表具有在使铲斗液压缸13伸长的情况下利用的铲斗滑阀驱动电磁阀34a用的图表、和在使铲斗液压缸13缩短的情况下利用的铲斗滑阀驱动电磁阀34b用的图表。在这两个图表中，基于预先通过实验或模拟而求出的针对电磁阀34a、34b的电流值与铲斗液压缸13的实际速度之间的关系，以随着铲斗液压缸目标速度的大小增加而针对电磁阀34a、34b的电流值单调增加的方式规定了目标速度与电流值之间的关联关系。
流量控制阀控制部40例如在存在斗杆液压缸目标速度和动臂液压缸目标速度的指令时，生成电磁阀32、33、35的控制指令，从而驱动第1斗杆滑阀28、第2斗杆滑阀29和动臂滑阀31。
图12是表示控制器25的控制流程的流程图。当由操作员对操作装置24进行了操作时，控制器25开始进行图12的处理，作业形式判定部72和限制速度决定部38获取通过该操作装置24的操作而被输出的操作信号(步骤S1)。
在步骤S2中，首先，控制点位置运算部53基于来自作业装置姿势检测装置50的倾斜角度θ1、θ2、θ3、θ4的信息、根据GNSS天线21、22的导航信号运算出的液压挖掘机1的位置信息、姿势信息(角度信息)及方位信息、和预先存储的各前部件的尺寸信息L1、L2、L3等，来运算铲斗前端P4(控制点)在世界坐标系中的位置信息。接着，距离运算部37以由控制点位置运算部53运算出的铲斗前端P4在世界坐标系中的位置信息(也可以利用液压挖掘机1的位置信息)为基准，从设计面存储部54提取·获取包含在规定范围内的设计面的位置信息(设计面数据)。而且，从其中将处于最接近铲斗前端P4的位置上的设计面设定为作为控制对象的设计面60、即运算距离D的设计面60。
然后，距离运算部37基于铲斗前端P4的位置信息和设计面60的位置信息来运算距离D，并将处理转移到步骤S3。
在步骤S3中，运算铲斗底面的对地角度αbk与设计面60的角度αsf所成的角度α。届时，角度运算部71首先根据从作业装置姿势检测装置50获取到的信息和控制器25的存储装置内预先存储的铲斗的角度β，来运算铲斗底面的对地角度(铲斗角度)αbk。其次，角度运算部71基于设计面存储部54内存储的运算距离D的设计面60上的两个点的位置，来运算设计面60的角度αsf(设计面角度)。然后，通过使铲斗底面的对地角度αbk减去设计面60的角度αsf来运算两者所成的角度α。
在步骤S4中，作业形式判定部72基于由步骤S3运算出的角度α和由步骤S1获取到的操作信号，来判定作业装置7的作业形式是否为压实作业。当判定该作业形式时，作业形式判定部72首先判定由步骤S3运算出的角度α是否为规定值
Figure BDA0002650337300000171
以上，在角度α为规定值
Figure BDA0002650337300000172
以上的情况下作为压实作业标志而输出1，在小于规定值
Figure BDA0002650337300000173
的情况下作为压实作业标志而输出0。在作为压实作业标志而输出了1的情况下，作业形式判定部72判定由步骤S1获取到的操作信号是否为指示动臂下降、斗杆放出及斗杆回收中的某一个的操作信号，在操作信号符合其中某一个的情况下，判定为当前的作业形式是压实作业，并进入步骤S6。另一方面，在压实作业标志为0的情况下或即使压实作业标志为1但操作信号是上述三种以外的情况下，判定为当前的作业形式是通常作业，并进入步骤S5。
在步骤S5中，限制速度决定部38利用图9的图表(实线)运算与由步骤S2运算出的距离D对应的通常作业时的速度校正系数k1。而且，限制速度决定部38根据由步骤S1获取到的从操作装置24输入的各操作杆的操作信号(电压值)和各前部件8、9、10的姿势，来运算作业装置7在铲斗前端P4的速度矢量V0，还运算该速度矢量V0的设计面铅垂方向上的速度分量V0z和设计面水平方向上的速度分量V0x。接着，限制速度决定部38通过使之前运算出的通常作业时的速度校正系数k1与设计面铅垂方向上的速度分量V0z相乘来计算速度分量V1z。通过将该速度分量V1z与速度矢量V0的设计面水平方向上的速度分量V0x合成来计算合成速度矢量(目标速度矢量)V1，并将能够产生该合成速度矢量V1的动臂液压缸速度、斗杆液压缸速度、和铲斗液压缸速度分别作为目标速度(限制速度)运算。
在步骤S6中，限制速度决定部38利用图9的图表(虚线)运算与由步骤S2运算出的距离D对应的压实作业时的速度校正系数k2。而且，限制速度决定部38根据由步骤S1获取到的从操作装置24输入的各操作杆的操作信号(电压值)和各前部件8、9、10的姿势，来运算作业装置7在铲斗前端P4的速度矢量V0，还运算该速度矢量V0的设计面铅垂方向上的速度分量V0z和设计面水平方向上的速度分量V0x。接着，限制速度决定部38通过使之前运算出的压实作业时的速度校正系数k2与设计面铅垂方向上的速度分量V0z相乘来计算速度分量V1z。通过将该速度分量V1z与速度矢量V0的设计面水平方向上的速度分量V0x合成来计算合成速度矢量(目标速度矢量)V1，并将能够产生该合成速度矢量V1的动臂液压缸速度、斗杆液压缸速度、和铲斗液压缸速度分别作为目标速度(限制速度)运算。
在步骤S7中，流量控制阀控制部40根据由步骤S5或步骤S6运算出的各液压缸11、12、13的目标速度(限制速度)来运算驱动对应的流量控制阀28-31的信号，并将该信号输出至对应的电磁阀32-35。具体而言，流量控制阀控制部40根据斗杆液压缸速度的目标速度，来运算驱动第1流量控制阀(第1斗杆滑阀)28和第3流量控制阀(第2斗杆滑阀)29的信号，并将该信号输出至电磁阀32a及电磁阀33a或电磁阀32b及电磁阀33b。根据动臂液压缸速度的目标速度来运算驱动第2流量控制阀(动臂滑阀)31的信号，将该信号输出至电磁阀35a或电磁阀35b，并进入步骤S12。根据铲斗液压缸速度的目标速度来运算驱动流量控制阀(铲斗滑阀)30的信号，并将该信号输出至电磁阀34a或电磁阀34b。
在步骤S7的处理结束后，确认到操作装置24的操作继续从而回到开始并重复步骤S1以后的处理。此外，在即使是图12的流程的中途也结束了操作装置24的操作的情况下，结束处理并待机到下一次操作装置24的操作开始。
＜动作·效果＞
(1)通常作业时(挖掘作业时)
当进行通常作业所包含的挖掘作业时，一般通过斗杆放出操作使铲斗10移动到位于挖掘机前方的挖掘开始位置，并通过从铲斗齿尖相对于设计面60竖立的状态输入斗杆回收操作而开始挖掘作业。此时，铲斗底面与设计面60所成的角度α是接近－90度的值，压实作业判定标志为0。因此，不管操作信号如何，在图12的步骤S4中都判定为通常作业，因此基于通常作业时的速度校正系数k1限制各液压缸11、12、13的速度(步骤S5)。即，以随着铲斗前端P4向设计面60靠近而使作业装置7的速度的设计面铅垂分量接近0的方式进行控制，将作业装置7保持在设计面60上或其上方。
(2-1)压实作业时(地面夯实)
当进行压实作业所包含的地面夯实作业时，通过在铲斗底面与设计面60所成的角度α接近零的状态(即铲斗底面与设计面60接***行的状态)下使铲斗10的姿势固定并输入动臂下降操作，从而开始作业。在本实施方式中，当铲斗底面与设计面60所成的角度α为0以上时(即，铲斗底面与设计面60平行时或铲斗齿尖与铲斗底面相比位于上方的姿势时)，压实作业判定标志为1。在压实作业判定标志为1并进一步输入了动臂下降操作的情况下，在图12的步骤S4中判定为作业形式是压实作业，在距离D位于第1区域(D2≤D≤D1)内的情况下，基于比通常作业时大的速度校正系数k2(压实作业时的速度校正系数)来限制各液压缸11、12、13的速度(步骤S6)。即，在设计面60上允许作业装置7的速度的设计面铅垂分量是正值，因此能够在地面夯实时用铲斗底面良好地压实地面(施工面)。尤其是在本实施方式中，作业形式的判定利用了铲斗底面与设计面60所成的角度α，在所成的角度α小于0从而铲斗齿尖可能扎入设计面60的姿势的情况下，进行与通常作业时相同的控制。即，由于以随着铲斗前端P4向设计面60靠近而使作业装置7的速度的设计面铅垂分量接近0的方式控制作业装置7，所以能够防止损坏施工面。
(2-2)压实作业时(找平压实)
当进行压实作业所包含的找平压实作业时，通过在大致形成了设计面60之后使铲斗背面与地面接触的状态(即铲斗底面与设计面60所成的角度α接近零的状态)下输入斗杆回收操作或斗杆放出操作而开始作业。而且，通过利用该斗杆操作在将铲斗背面按压于地面的同时使铲斗10移动，来压实设计面60。在找平压实作业中，从多是在设计面形成之后进行这一作业性质来看，当压实开始时铲斗齿尖就已位于设计面60上的情况较少，在该情况下通常是利用压实动作(斗杆操作)使铲斗齿尖移动到设计面60的略下方。在本实施方式中，在压实作业判定标志为1并进一步输入了斗杆操作的情况下，在图12的步骤S4中判定为作业形式是压实作业，在距离D位于第2区域(D3≤D≤0)内的情况下，将通常作业时为负值的速度校正系数变更为正值。即，允许设计面60正下方的第2区域内的作业装置7的速度的设计面铅垂分量为正值，因此，即使从铲斗齿尖位于设计面60上或距设计面60极近的位置的状态开始斗杆操作，也能用铲斗底面良好地压实地面(施工面)。
如上所述，根据本实施方式，在铲斗底面与设计面60所成的角度α为规定值
Figure BDA0002650337300000201
以上、且输出了斗杆操作信号或动臂下降操作信号时，判定为压实作业，因此能够高精度地判定压实作业。另外，当通过动臂下降操作进行压实作业时(地面夯实时)，在距离D位于第1区域(D2≤D≤D1)内时与通常作业时相比增大作业装置7的速度校正系数，由此能够良好地进行基于地面夯实的压实作业。另外，当通过斗杆操作进行压实作业时(找平压实作业时)，在距离D位于第2区域(D3≤D≤0)内时将速度校正系数k设为正值，由此能够生成设计面铅垂方向上的速度，能够良好地进行找平压实作业。
对本发明的第2实施方式进行说明。硬件结构由于与第1实施方式相同而省略说明，在此对不同点进行说明。图13是本发明的第2实施方式中的控制器25的功能框图。特征在于限制速度决定部38的还考虑动臂液压缸的活塞杆压力(有时称为动臂活塞杆压力)来运算限制速度这一点。本实施方式的限制速度决定部38利用从压力传感器61获取的动臂活塞杆压力信息来实施压实作业判定。
另外，如图14所示，本实施方式的限制速度决定部38对动臂活塞杆压力高至规定压力P1以上时(以下有时简称为“高压时”)的压实作业时的速度校正系数k3进行校正，以使其与通常的压实作业时的值k2(图中的虚线(即第1实施方式的压实作业时的速度校正系数))相比变小。
图15是表示动臂活塞杆压力为高压时的压实作业时的铲斗前端P4的校正后的速度矢量的示意图。如该图所示，例如在距离D为0的设计面60上的点处，与通常的压实作业时的速度矢量的设计面铅垂方向分量V1z(图中左)相比，动臂活塞杆压力为高压时的速度矢量的设计面铅垂方向分量V1z(图中右)变小(即限制速度变小)。
图16是表示本实施方式的控制器25的控制流程的流程图。对于与图12相同的步骤标注相同的附图标记并省略说明，在此对不同的步骤进行说明。
在步骤S11中，限制速度决定部38将动臂活塞杆压力传感器61的检测信号输入以获取动臂液压缸11的活塞杆压力。
在步骤S14中，限制速度决定部38判定由步骤S11获取到的动臂活塞杆压力是否小于规定值P1，在动臂活塞杆压力小于P1的情况下进入步骤S6，在动臂活塞杆压力为P1以上的情况下进入步骤S16。
在步骤S16中，限制速度决定部38利用图14的图表(单点划线)运算与由步骤S2运算出的距离D对应的动臂活塞杆压力为高压时的压实作业时的速度校正系数k3。而且，限制速度决定部38根据由步骤S1获取到的从操作装置24输入的各操作杆的操作信号(电压值)和各前部件8、9、10的姿势，来运算作业装置7在铲斗前端P4的速度矢量V0，还运算该速度矢量V0的设计面铅垂方向上的速度分量V0z和设计面水平方向上的速度分量V0x。接着，限制速度决定部38通过使之前运算出的速度校正系数k3与设计面铅垂方向上的速度分量V0z相乘来计算速度分量V1z。通过将该速度分量V1z与速度矢量V0的设计面水平方向上的速度分量V0x合成来计算合成速度矢量(目标速度矢量)V1，并将能够产生该合成速度矢量V1的动臂液压缸速度、斗杆液压缸速度、和铲斗液压缸速度分别作为目标速度(限制速度)运算。
＜动作·效果＞
当进行通过斗杆操作将铲斗底面按压于当前地形并压实的找平压实作业时，由于对基于斗杆9的压实进行支撑的力作用于动臂液压缸11的活塞杆侧的液压室，所以动臂活塞杆压力上升。因此，在基于斗杆9的压实力过大的情况下存在挖掘机的行驶体2从地面浮起的隐患。于是，在本实施方式中，当动臂活塞杆压力为P1以上的情况下，将压实作业时的速度校正系数k3设定为比动臂活塞杆压力小于P1的情况小。若像这样变更速度校正系数，则能够防止在找平压实作业时压实力过大而导致行驶体2从地面浮起。
此外，由于行驶体2的浮起成为问题是在通过斗杆操作进行找平压实作业时，所以也可以采用以下结构：在动臂活塞杆压力为P1以上的情况下减小速度校正系数k3这一处理限定于第2区域(即D3≤D≤0时)，在其它区域内利用与第1实施方式相同的速度校正系数k2。
另外，在上述说明中仅在动臂活塞杆压力为P1以上的情况下减小压实作业时的速度校正系数k3，但也可以设定为，与动臂活塞杆压力的增加相应地逐渐减小压实作业时的速度校正系数k3、即与动臂活塞杆压力的增加相应地减小各液压缸的限制速度的大小。进一步换言之，也可以构成为在压实作业时基于动臂活塞杆压力的压力来变更各液压缸的限制速度的大小。
另外，在图14的例子中，将高压时的压实作业时的速度校正系数k3设为仅在压实作业时的速度校正系数k2为正的范围(D3≤D≤D1)内比k2小，但也可以设为在整个第1区域(D2≤D≤D1)内比k2小。
对本发明的第3实施方式进行说明。在本实施方式中，特征在于，基于由操作装置24指示使作业装置7向设计面60靠近的情况下的铲斗10相对于设计面60的姿势，来判定作业形式是否为压实作业。具体而言，在本实施方式中，在铲斗前端P4的基础上还将铲斗后端P5(参照图18)作为控制点，控制器25分别运算这两个控制点P4、P5与设计面60的距离Dp4、Dp5(参照图18)，在距离Dp4为距离Dp5以上的情况(即铲斗后端P5比铲斗前端P4更接近设计面60的情况)下判定为压实作业，在距离Dp4比距离Dp5小的情况(即铲斗前端P4比铲斗后端P5更接近设计面60的情况)下判定为通常作业(挖掘作业)。铲斗后端P5是从铲斗前端P4开始的大致平坦的部分的终点，有时将该大致平坦的部分称为铲斗底面。即，铲斗底面的前端是前端P4，铲斗底面的后端是后端P5。硬件结构由于与第1实施方式相同而省略说明，在此主要对不同点进行说明。
图17是本发明的第3实施方式中的控制器25的功能框图。该图的控制器25具备控制点位置运算部53A、距离运算部37A、作业形式判定部72A和限制速度决定部38A。
控制点位置运算部53A运算本实施方式的控制点即铲斗前端P4及铲斗后端P5(参照图18)在世界坐标系中的位置、和作业装置7的各前部件8、9、10在世界坐标系中的姿势。运算只要基于公知的方法及前述的方法即可。
距离运算部37A根据由控制点位置运算部53运算出的作业装置7的两个控制点P4、P5的位置信息、和从设计面存储部54获取到的设计面60的位置信息，来运算作业装置7的控制点P4、P5与设计面60的距离Dp4、Dp5(参照图18)。
作业形式判定部72A基于由距离运算部37A运算出的距离Dp4、Dp5和从操作装置24输出的操作信号，来判定作业装置7的作业形式是否为压实作业。作业形式判定部72A根据距离Dp4、Dp5将压实作业判定标志输出至限制速度决定部38A。压实作业判定标志是作业形式判定部72判定为作业形式是压实作业的条件之一。压实作业标志在距离Dp4为距离Dp5以上时(即铲斗后端P5比铲斗前端P4更接近设计面60时)输出为1，在距离Dp4小于距离Dp5时(即铲斗前端P4比铲斗后端P5更接近设计面60时)输出为0。
作业形式判定部72A在上述压实作业标志为1、且操作信号是指示使作业装置7向设计面60靠近的操作信号时，判定为作业装置7的作业形式是压实作业。
限制速度决定部38A是在操作装置24***作时基于两个距离Dp4、Dp5中的较小距离来运算各液压缸11、12、13的目标速度(限制速度)以将作业装置7的动作范围限制在设计面60上及其上方的部分。即，以两个控制点P4、P5中的更接近设计面60的一个为基准来计算目标速度。进一步换言之，在从作业形式判定部72A作为压实作业标志而输入了1的情况下利用距离Dp5，在作为压实作业标志而输入了0的情况下利用距离Dp4。
首先，限制速度决定部38首先根据从操作杆24a输入的电压值(动臂操作量)来计算针对动臂液压缸11的要求速度(动臂液压缸要求速度)，根据从操作杆24b输入的电压值(斗杆操作量)来计算针对斗杆液压缸12的要求速度，并根据从操作杆24c输入的电压值(铲斗操作量)来计算针对铲斗液压缸13的要求速度。根据这三个要求速度和由控制点位置运算部53运算出的作业装置7的各前部件8、9、10的姿势，来计算作业装置7在控制点P4或P5的速度矢量(要求速度矢量)V0。而且，还计算速度矢量V0的设计面铅垂方向上的速度分量V0z和设计面水平方向上的速度分量V0x。
接着，限制速度决定部38运算根据两个距离Dp4、Dp5中的较小距离决定的校正系数k1、k2。除了校正系数k1、k2的运算所利用的距离是两个距离Dp4、Dp5中的较小距离这点以外，运算过程与第1实施方式相同。
接着，限制速度决定部38通过使根据两个距离Dp4、Dp5中的较小距离决定的校正系数k1、k2与速度矢量V0的设计面铅垂方向上的速度分量V0z相乘来计算速度分量V1z。通过将该速度分量V1z与速度矢量V0的设计面水平方向上的速度分量V0x合成来计算合成速度矢量(目标速度矢量)V1，并将能够产生该合成速度矢量V1的动臂液压缸速度、斗杆液压缸速度(Va1)、和铲斗液压缸速度分别作为目标速度(限制速度)运算。当运算该目标速度时，也可以利用由控制点位置运算部53A运算出的作业装置7的各前部件8、9、10的姿势。
图19是表示本实施方式的控制器25的控制流程的流程图。在此仅对与图12不同的步骤进行说明。
在步骤S2中，首先，控制点位置运算部53A基于来自作业装置姿势检测装置50的倾斜角度θ1、θ2、θ3、θ4的信息、根据GNSS天线21、22的导航信号运算出的液压挖掘机1的位置信息、姿势信息(角度信息)及方位信息、和预先存储的各前部件的尺寸信息L1、L2、L3等，来运算铲斗前端P4(第1控制点)在世界坐标系中的位置信息。接着，距离运算部37A以由控制点位置运算部53A运算出的铲斗前端P4在世界坐标系中的位置信息(也可以利用液压挖掘机1的位置信息)为基准，从设计面存储部54提取·获取包含在规定范围内的设计面的位置信息(设计面数据)。而且，从其中将处于最接近铲斗前端P4的位置上的设计面设定为作为控制对象的设计面60、即运算距离Dp4的设计面60。而且，距离运算部37A基于铲斗前端P4的位置信息和设计面60的位置信息来运算距离Dp4，并将处理转移到步骤S21。
在步骤S21中，控制点位置运算部53A与步骤S2同样地，基于倾斜角度θ1、θ2、θ3、θ4的信息、液压挖掘机1的位置信息、姿势信息(角度信息)及方位信息、和各前部件的尺寸信息L1、L2、L3等，来运算铲斗后端P5(第2控制点)在世界坐标系中的位置信息。接着，距离运算部37A以由控制点位置运算部53A运算出的铲斗后端P5的位置信息为基准，从设计面存储部54提取·获取包含在规定范围内的设计面的位置信息(设计面数据)。而且，从其中将处于最接近铲斗后端P5的位置上的设计面设定为作为控制对象的设计面60。而且，距离运算部37A基于铲斗后端P5的位置信息和设计面60的位置信息来运算距离Dp5，并将处理转移到步骤S22。
在步骤S22中，作业形式判定部72基于由步骤S2运算出的距离Dp4、由步骤S21运算出的距离Dp5、和由步骤S1获取到的操作信号，来判定作业装置7的作业形式是否为压实作业。当判定该作业形式时，作业形式判定部72A首先判定距离Dp4是否为距离Dp5以上，在距离Dp4为距离Dp5以上的情况下作为压实作业标志而输出1，在距离Dp4比距离Dp5小的情况下作为压实作业标志而输出0。在作为压实作业标志而输出了1的情况下，作业形式判定部72A判定由步骤S1获取到的操作信号是否为指示动臂下降、斗杆放出及斗杆回收中的某一个的操作信号，在操作信号符合其中某一个的情况下，判定为当前的作业形式是压实作业，并进入步骤S24。另一方面，在压实作业标志为0的情况下或即使压实作业标志为1但操作信号是上述三种以外的情况下，判定为当前的作业形式是通常作业，并进入步骤S23。
在步骤S23中，限制速度决定部38A利用图9的图表(实线)运算与由步骤S2运算出的距离Dp4对应的通常作业时的速度校正系数k1。而且，限制速度决定部38A根据由步骤S1获取到的从操作装置24输入的各操作杆的操作信号(电压值)和各前部件8、9、10的姿势，来运算作业装置7在铲斗前端P4的速度矢量V0，还运算该速度矢量V0的设计面铅垂方向上的速度分量V0z和设计面水平方向上的速度分量V0x。接着，限制速度决定部38A通过使之前运算出的通常作业时的速度校正系数k1与设计面铅垂方向上的速度分量V0z相乘来计算速度分量V1z。通过将该速度分量V1z与速度矢量V0的设计面水平方向上的速度分量V0x合成来计算合成速度矢量(目标速度矢量)V1，并将能够产生该合成速度矢量V1的动臂液压缸速度、斗杆液压缸速度、和铲斗液压缸速度分别作为目标速度(限制速度)运算。
在步骤S24中，限制速度决定部38A利用图9的图表(虚线)运算与由步骤S21运算出的距离Dp5对应的压实作业时的速度校正系数k2。而且，限制速度决定部38A根据由步骤S1获取到的从操作装置24输入的各操作杆的操作信号(电压值)和各前部件8、9、10的姿势，来运算作业装置7在铲斗后端P5的速度矢量V0，还运算该速度矢量V0的设计面铅垂方向上的速度分量V0z和设计面水平方向上的速度分量V0x。接着，限制速度决定部38A通过使之前运算出的压实作业时的速度校正系数k2与设计面铅垂方向上的速度分量V0z相乘来计算速度分量V1z。通过将该速度分量V1z与速度矢量V0的设计面水平方向上的速度分量V0x合成来计算合成速度矢量(目标速度矢量)V1，并将能够产生该合成速度矢量V1的动臂液压缸速度、斗杆液压缸速度、和铲斗液压缸速度分别作为目标速度(限制速度)运算。
根据如以上那样构成的本实施方式，在距离Dp4为距离Dp5以上、且输出了斗杆操作信号或动臂下降操作信号时判定为压实作业，因此与第1实施方式同样地能够高精度地判定压实作业。另外，当通过动臂下降操作进行压实作业时(地面夯实时)，在距离Dp5位于第1区域(D2≤D≤D1)内时与通常作业时相比增大作业装置7的速度校正系数，由此能够良好地进行基于地面夯实的压实作业。另外，当通过斗杆操作进行压实作业时(找平压实作业时)，在距离Dp5位于第2区域(D3≤D≤0)内时将速度校正系数k设为正值，由此能够生成设计面铅垂方向上的速度，能够良好地进行找平压实作业。
在此，对第1实施方式的变形例进行说明。如图3、图4及图6所示，在第1实施方式中说明的液压挖掘机1的车身控制***23也可以还具备开启/关闭(ON/OFF)开关80，其切换以下处理(限制速度变更处理)的有效和无效，该处理是利用图12等所说明的、在由作业形式判定部72判定为作业形式是压实作业时，与由作业形式判定部72判定为作业形式不是压实作业时相比提高限制速度的处理。开启/关闭开关80例如是在驾驶室4内设于液压挖掘机1的操作过程中操作员的手的可及范围内的开关，当将开启/关闭开关80切换成开启时，基于控制器25的限制速度变更处理能够执行(有效)；当切换成关闭时，控制器25的限制速度变更处理无法执行(无效)。
图20是表示有来自开启/关闭开关80的输入信号的情况下的控制器25的控制流程的图。在此，仅对与图12不同的步骤进行说明。
控制器25在步骤S31中基于从开启/关闭开关80输入的开启/关闭信号来判定开启/关闭开关80是否为开启。在此，在开启/关闭开关80为开启的情况下进入步骤S3，并与图12的情况同样地执行步骤S3以后的处理。另一方面，在关闭的情况下，进入步骤S5从而不执行限制速度变更处理。
在像这样构成液压挖掘机1的情况下，能够根据操作员的希望来变更有无执行限制速度变更处理。由此，能够灵活应对各种作业需求。此外，在此对在第1实施方式中搭载开启/关闭开关80的情况进行了说明，当然在其它实施方式中也能够通过搭载开启/关闭开关80而根据操作员的要求来开启/关闭限制速度变更处理。
＜其它＞
本发明并不限定于上述实施方式，也包括不脱离其要旨的范围内的各种变形例。例如，本发明并不限定于具备上述实施方式中说明的全部构成，也包括将其构成的一部分删除的情况。另外，还可以将某个实施方式的构成的一部分追加或置换到其它实施方式的构成中。
在上述图9、14的例子中，将速度校正系数k2设定为将在D＝0的前后斜率不同的两条直线连接而构成的形状，但速度校正系数k2的设定并不限于直线，也能进行各种变更。例如也可以设定为曲线状。关于其它速度校正系数k1、k3也是同样的。
在上述记载中，关于速度校正系数k1、k2、k3的设定，为了构成能够实现地面夯实作业和找平压实作业这两者的作业机械，使速度校正系数k根据作业形式而变化的第1区域的下端(D2)小于在速度校正系数k1设定为负的范围内将速度校正系数k2设定为正的第2区域的下端(D3)，由此，第1区域内包含第2区域，但能够将第1区域和第2区域分开设置。例如，能够使第1区域的下端与第2区域的上端(0)一致并使两者无包含关系。另外，在构成专门用于进行地面夯实作业和找平压实作业中的某一方的作业机械的情况下，也能设置第1区域和第2区域中的某一方。
上述控制器25的各结构和该各结构的功能及执行处理等可以利用硬件(例如将执行各功能的逻辑设计在集成电路中等)实现其中的一部分或全部。另外，上述控制器25的结构也可以设为通过由运算处理装置(例如CPU)读取·执行来实现该控制器25的结构的各功能的程序(软件)。该程序的信息例如能够存储在半导体存储器(闪存、SSD等)、磁存储装置(硬盘驱动器等)及记录介质(磁盘、光盘等)等内。
附图标记说明
1：液压挖掘机(作业机械)，2：行驶体，3：旋转体，4：驾驶室，5：机械室，6：配重，7：作业装置，8：动臂，9：斗杆，10：铲斗，11：动臂液压缸，12：斗杆液压缸，13：铲斗液压缸，14：第1液压泵，15：第2液压泵，16：发动机(原动机)，17：车身倾斜传感器，18：动臂倾斜传感器，19：斗杆倾斜传感器，20：铲斗倾斜传感器，21：第1GNSS天线，22：第2GNSS天线，23：车身控制***，24：操作装置，25：控制器，26：流量控制阀装置，27：液压回路，28：第1斗杆滑阀(第1流量控制阀)，29：第2斗杆滑阀(第3流量控制阀)，30：铲斗滑阀，31：动臂滑阀(第2流量控制阀)，32a、32b：第1斗杆滑阀驱动电磁阀，33a、33b：第2斗杆滑阀驱动电磁阀，34a、34b：铲斗滑阀驱动电磁阀，35a、35b：动臂滑阀驱动电磁阀，36a、36b：工作油箱，37：距离运算部，38：限制速度决定部，40：流量控制阀控制部，50：作业装置姿势检测装置，51：设计面设定装置，53：控制点位置运算部，54：设计面存储部，60：设计面，61：动臂液压缸活塞杆压力检测传感器，71：角度运算部，72：作业形式判定部。

Claims (10)

1.一种作业机械，具备：
作业装置，其具有动臂、斗杆及铲斗；
多个液压执行机构，其驱动所述作业装置；
操作装置，其输出与操作员的操作相应的操作信号以指示所述多个液压执行机构的动作；和
控制器，其在所述操作装置***作时将所述作业装置向规定的设计面靠近的速度限制在规定的限制速度以下，以使得所述作业装置位于所述设计面上或该设计面上方，
该作业机械的特征在于，
所述控制器基于由所述操作装置指示使所述作业装置向所述设计面靠近的情况下的所述铲斗相对于所述设计面的姿势，来判定所述作业装置的作业形式是否为压实作业，
所述控制器在判定为所述作业装置的作业形式是压实作业时，与判定为所述作业装置的作业形式不是压实作业时相比增大所述限制速度，
所述控制器在所述铲斗的底面与所述设计面所成的角为规定值以上、且所述操作信号是指示使所述作业装置向所述设计面靠近的操作信号时，判定为所述作业装置的作业形式是压实作业。
2.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，
所述控制器在判定为所述作业装置的作业形式是压实作业时、且所述作业装置的前端位于第1区域内时，与判定为所述作业装置的作业形式不是压实作业时相比增大所述限制速度，其中，所述第1区域由设定于所述设计面的上方的第1边界和设定于所述设计面上或所述设计面的下方的第2边界包围。
3.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，
所述多个液压执行机构中包括驱动所述动臂的动臂液压缸，
所述控制器在判定为所述作业装置的作业形式是压实作业的情况下，基于所述动臂液压缸的活塞杆侧的压力来变更所述限制速度的大小。
4.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，
所述多个液压执行机构中包括驱动所述动臂的动臂液压缸，
所述控制器在判定为所述作业装置的作业形式是压实作业的情况下，相应于所述动臂液压缸的活塞杆侧的压力的增加而减小所述限制速度的大小。
5.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，
所述铲斗的底面与所述设计面所成的角是从所述铲斗的底面与基准面所成的角减去所述设计面与所述基准面所成的角而得到的值，将从所述基准面逆时针转动的角度设为正。
6.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，
该作业机械还具备切换以下处理的有效和无效的开关，该处理是在判定为所述作业装置的作业形式是压实作业时，与由所述作业形式判定部判定为作业形式不是压实作业时相比增大所述限制速度的处理。
7.一种作业机械，具备：
作业装置，其具有动臂、斗杆及铲斗；
多个液压执行机构，其驱动所述作业装置；
操作装置，其输出与操作员的操作相应的操作信号以指示所述多个液压执行机构的动作；和
控制器，其在所述操作装置***作时将所述作业装置向规定的设计面靠近的速度限制在规定的限制速度以下，以使得所述作业装置位于所述设计面上或该设计面上方，
该作业机械的特征在于，
所述控制器基于由所述操作装置指示使所述作业装置向所述设计面靠近的情况下的所述铲斗相对于所述设计面的姿势，来判定所述作业装置的作业形式是否为压实作业，
所述控制器在判定为所述作业装置的作业形式是压实作业时，与判定为所述作业装置的作业形式不是压实作业时相比增大所述限制速度，
所述控制器在所述铲斗的底面的后端比所述铲斗的底面的前端更接近所述设计面时、且所述操作信号是指示使所述作业装置向所述设计面靠近的操作信号时，判定为所述作业装置的作业形式是压实作业。
8.一种作业机械，具备：
作业装置，其具有动臂、斗杆及铲斗；
多个液压执行机构，其驱动所述作业装置；
操作装置，其输出与操作员的操作相应的操作信号以指示所述多个液压执行机构的动作；和
控制器，其在所述操作装置***作时将所述作业装置向规定的设计面靠近的速度限制在规定的限制速度以下，以使得所述作业装置位于所述设计面上或该设计面上方，
该作业机械的特征在于，
所述控制器基于由所述操作装置指示使所述作业装置向所述设计面靠近的情况下的所述铲斗相对于所述设计面的姿势，来判定所述作业装置的作业形式是否为压实作业，
所述控制器在判定为所述作业装置的作业形式是压实作业时，与判定为所述作业装置的作业形式不是压实作业时相比增大所述限制速度，
所述控制器在所述铲斗的底面与所述设计面所成的角为规定值以上、且所述操作信号是指示动臂下降、斗杆放出及斗杆回收中的某一个的操作信号时，判定为所述作业装置的作业形式是压实作业。
9.一种作业机械，具备：
作业装置，其具有动臂、斗杆及铲斗；
多个液压执行机构，其驱动所述作业装置；
操作装置，其输出与操作员的操作相应的操作信号以指示所述多个液压执行机构的动作；和
控制器，其在所述操作装置***作时将所述作业装置向规定的设计面靠近的速度限制在规定的限制速度以下，以使得所述作业装置位于所述设计面上或该设计面上方，
该作业机械的特征在于，
所述控制器基于由所述操作装置指示使所述作业装置向所述设计面靠近的情况下的所述铲斗相对于所述设计面的姿势，来判定所述作业装置的作业形式是否为压实作业，
所述控制器在判定为所述作业装置的作业形式是压实作业时，与判定为所述作业装置的作业形式不是压实作业时相比增大所述限制速度，
在关于所述限制速度的速度方向而将所述作业装置向所述设计面的下方侵入的方向设为正时，
所述控制器在所述操作信号是指示斗杆放出及斗杆回收中的某一个的操作信号时判定为所述作业装置的作业形式是压实作业的情况下，当所述作业装置位于由第3边界和所述设计面包围的第2区域内时，将所述限制速度的方向设定为正，其中，所述第3边界设定于在所述设计面的下方设定的第2边界的上方且所述设计面的下方。
10.一种作业机械，具备：
作业装置，其具有动臂、斗杆及铲斗；
多个液压执行机构，其驱动所述作业装置；
操作装置，其输出与操作员的操作相应的操作信号以指示所述多个液压执行机构的动作；和
控制器，其在所述操作装置***作时将所述作业装置向规定的设计面靠近的速度限制在规定的限制速度以下，以使得所述作业装置位于所述设计面上或该设计面上方，
该作业机械的特征在于，
所述控制器基于由所述操作装置指示使所述作业装置向所述设计面靠近的情况下的所述铲斗相对于所述设计面的姿势，来判定所述作业装置的作业形式是否为压实作业，
所述控制器在判定为所述作业装置的作业形式是压实作业时，与判定为所述作业装置的作业形式不是压实作业时相比增大所述限制速度，
所述多个液压执行机构中包括驱动所述动臂的动臂液压缸，
在关于所述限制速度的速度方向而将所述作业装置向所述设计面的下方侵入的方向设为正时，
所述控制器在所述操作信号是指示斗杆放出及斗杆回收中的某一个的操作信号时判定为所述作业装置的作业形式是压实作业的情况下，当所述作业装置的前端位于由第3边界和所述设计面包围的第2区域内时，将所述限制速度的方向设定为正，并基于所述动臂液压缸的活塞杆侧的压力来变更所述限制速度的大小，其中，所述第3边界设定于在所述设计面的下方设定的第2边界的上方且所述设计面的下方。
CN201980015409.1A 2018-08-30 2019-06-06 作业机械 Active CN111771028B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018162052A JP7171317B2 (ja) 2018-08-30 2018-08-30 作業機械
JP2018-162052 2018-08-30
PCT/JP2019/022624 WO2020044711A1 (ja) 2018-08-30 2019-06-06 作業機械

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111771028A CN111771028A (zh) 2020-10-13
CN111771028B true CN111771028B (zh) 2022-07-15

Family

ID=69642906

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980015409.1A Active CN111771028B (zh) 2018-08-30 2019-06-06 作业机械

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11591769B2 (zh)
EP (1) EP3845714B1 (zh)
JP (1) JP7171317B2 (zh)
KR (1) KR102520408B1 (zh)
CN (1) CN111771028B (zh)
WO (1) WO2020044711A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110374333B (zh) * 2019-06-25 2020-08-14 中联重科股份有限公司 泵车臂架控制方法、泵车臂架控制***及泵车
JP7354929B2 (ja) * 2020-05-28 2023-10-03 コベルコ建機株式会社 締固め管理システム
EP4286597A1 (en) * 2021-01-29 2023-12-06 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Work machine
IT202200000293A1 (it) * 2022-01-11 2023-07-11 Cnh Ind Italia Spa Veicolo da lavoro
EP4389987A1 (en) * 2022-12-20 2024-06-26 Hexagon Technology Center GmbH Method for improved controlling an end-effector of an excavator

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104769189A (zh) * 2014-09-10 2015-07-08 株式会社小松制作所 作业车辆
JP2016098535A (ja) * 2014-11-20 2016-05-30 住友建機株式会社 ショベル支援システム及びショベル支援装置
CN105992850A (zh) * 2016-03-17 2016-10-05 株式会社小松制作所 作业车辆的控制***、控制方法以及作业车辆

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991000431A1 (en) * 1989-06-26 1991-01-10 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Hydraulic circuit for operating cylinder of working machine
JPH07197489A (ja) * 1993-12-28 1995-08-01 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械の油圧制御装置
JP3562730B2 (ja) 1994-10-05 2004-09-08 株式会社小松製作所 油圧ショベルの作業機振動装置
WO2016111384A1 (ja) 2016-02-29 2016-07-14 株式会社小松製作所 作業機械の制御装置、作業機械及び作業機械の制御方法
US11414839B2 (en) 2017-09-08 2022-08-16 Komatsu Ltd. Display control device and method for generating target line or control line of work machine
JP6752186B2 (ja) 2017-09-26 2020-09-09 日立建機株式会社 作業機械

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104769189A (zh) * 2014-09-10 2015-07-08 株式会社小松制作所 作业车辆
JP2016098535A (ja) * 2014-11-20 2016-05-30 住友建機株式会社 ショベル支援システム及びショベル支援装置
CN105992850A (zh) * 2016-03-17 2016-10-05 株式会社小松制作所 作业车辆的控制***、控制方法以及作业车辆

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020033781A (ja) 2020-03-05
WO2020044711A1 (ja) 2020-03-05
KR102520408B1 (ko) 2023-04-12
EP3845714A4 (en) 2022-06-15
EP3845714A1 (en) 2021-07-07
JP7171317B2 (ja) 2022-11-15
EP3845714B1 (en) 2024-03-27
US20210062460A1 (en) 2021-03-04
US11591769B2 (en) 2023-02-28
CN111771028A (zh) 2020-10-13
KR20200110426A (ko) 2020-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111771028B (zh) 作业机械
KR101751161B1 (ko) 작업 기계의 제어 시스템, 작업 기계, 유압 셔블의 제어 시스템 및 작업 기계의 제어 방법
KR102024701B1 (ko) 작업 기계
KR101821470B1 (ko) 굴삭 기계의 제어 시스템 및 굴삭 기계
JP6209276B2 (ja) 作業機械の制御装置、作業機械及び作業機械の制御方法
CN111032969B (zh) 作业机械
KR102088785B1 (ko) 작업 기계 및 작업 기계의 제어 방법
CN109689978B (zh) 作业机械
CN110520575B (zh) 作业机械
CN112004970B (zh) 挖土机
CN110506145B (zh) 作业机械
KR20180123000A (ko) 건설 기계 및 제어 방법
KR102580728B1 (ko) 작업 기계
KR102134739B1 (ko) 작업 기계 및 작업 기계의 제어 방법
KR102088784B1 (ko) 작업 기계 및 작업 기계의 제어 방법
EP4283049A1 (en) Work machine

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant