DE112014000074B4

DE112014000074B4 - Arbeitsmaschinen-Steuersystem, Arbeitsmaschine und Arbeitsmaschinensteuerverfahren

Info

Publication number: DE112014000074B4
Application number: DE112014000074.4T
Authority: DE
Inventors: Yoshiki Kami; Takeshi Takaura
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2020-07-30
Anticipated expiration: 2034-05-31
Also published as: DE112014000074T5; US9540793B2; KR101751164B1; CN105408554A; CN105408554B; JPWO2015181989A1; WO2015181989A1; KR20160004297A; US20160244950A1; JP5823044B1

Abstract

Arbeitsmaschinensteuersystem, das eine Arbeitsmaschine einschließlich einer Arbeitseinheit mit einem Arbeitswerkzeug steuert, wobei das Arbeitsmaschinensteuersystem folgendes umfasst:eine Positionsdetektiereinheit, die ein Positionsinformationsdetail der Arbeitsmaschine detektiert;eine Erzeugungseinheit, die eine Position der Arbeitseinheit auf der Basis des durch die Positionsdetektiereinheit detektierten Positionsinformationsdetails ermittelt und ein erstes Grabzielgeländeforminformationsdetail als ein Informationsdetail eines Kreuzungsabschnitts von einer ersten Schnittfläche angibt, die eine Arbeitseinheit-Betriebsebene als eine Betriebsebene für die Arbeitseinheit schneidet und bezüglich mindestens einer Konstruktionszielfläche, die eine Zielform angibt, parallel zu einer vertikalen Richtung ist; undeine Arbeitseinheit-Steuereinheit, die eine Grabsteuerung durchführt, so dass eine Geschwindigkeit in einer Richtung, in der sich die Arbeitseinheit an ein Grabziel annähert, gleich oder geringer wird als eine Grenzgeschwindigkeit auf der Basis des aus der Erzeugungseinheit gewonnenen ersten Grabzielgeländeforminformationsdetails, undwobei die Arbeitsmaschine einen Schwenkkörper aufweist, an dem die Arbeitseinheit befestigt ist und der um eine vorbestimmte Achse schwenkt, undwobei die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung auf der Basis einer Geschwindigkeit mit einer Zielgeschwindigkeit in einer Richtung, in der die Arbeitseinheit schwenkt, synthetisiert mit einer Zielgeschwindigkeit in einer Richtung von vorne nach hinten des Arbeitswerkzeugs durchführt, wenn die Arbeitseinheit zusammen mit dem Schwenkkörper schwenkt.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Arbeitsmaschinensteuersystem einschließlich einer Arbeitseinheit, einer Arbeitsmaschine, und ein Arbeitsmaschinensteuerverfahren.
Hintergrund
Im Allgemeinen wird bei einer Baumaschine einschließlich eines Vordergeräts mit einem Löffel eine Steuerung vorgeschlagen, in der ein Löffel entlang einer Zielgeländeform eines Grabziels bewegt wird, so dass der Löffel die Zielgeländeform nicht abträgt (siehe JP 2013 - 217137 A ).
Dokumente zum Stand der Technik: JP 2013-217137 A ; WO 2012/127913 A1 ; WO 2012/127914 A1 .
Technisches Problem
Wenn eine Arbeitseinheit so gesteuert wird, dass die Zielgeländeform nicht abgetragen wird, erscheint manchmal zufällig eine unnötige Zielgeländeform. In einem solchen Fall hat ein Maschinenführer manchmal ein Gefühl der Unsicherheit, wenn der Betrieb vom Betrieb der Arbeitseinheit verschieden ist, wie eine plötzliche Aufwärts-Bewegung der Arbeitseinheit.
Eine Aufgabe der Erfindung ist das Betreiben einer Arbeitseinheit nach Absicht des Maschinenführers.
Lösung des Problems
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Arbeitsmaschinensteuersystem vorgesehen, das eine Arbeitsmaschine einschließlich einer Arbeitseinheit mit einem Arbeitswerkzeug steuert, wobei das Arbeitsmaschinensteuersystem folgendes umfasst: eine Positionsdetektiereinheit, die ein Positionsinformationsdetail der Arbeitsmaschine detektiert; eine Erzeugungseinheit, die eine Position der Arbeitseinheit auf der Basis des durch die
Positionsdetektiereinheit detektierten Positionsinformationsdetails ermittelt und ein erstes Grabzielgeländeforminformationsdetail als ein Informationsdetail eines Kreuzungsabschnitts von einer ersten Schnittfläche angibt, die eine Arbeitseinheit-Betriebsebene als eine Betriebsebene für die Arbeitseinheit schneidet und bezüglich mindestens einer Konstruktionszielfläche, die eine Zielform angibt, parallel zu einer vertikalen Richtung ist, und eine Arbeitseinheit-Steuereinheit, die eine Grabsteuerung durchführt, so dass eine Geschwindigkeit in einer Richtung, in der sich die Arbeitseinheit an ein Grabziel annähert, gleich oder geringer wird als eine Grenzgeschwindigkeit auf der Basis des aus der Erzeugungseinheit gewonnenen ersten Grabzielgeländeforminformationsdetails, und wobei die Arbeitsmaschine einen Schwenkkörper aufweist, an dem die Arbeitseinheit befestigt ist und der um eine vorbestimmte Achse schwenkt, und wobei die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung auf der Basis einer Geschwindigkeit mit einer Zielgeschwindigkeit in einer Richtung, in der die Arbeitseinheit schwenkt, synthetisiert mit einer Zielgeschwindigkeit in einer Richtung von vorne nach hinten des Arbeitswerkzeugs durchführt, wenn die Arbeitseinheit zusammen mit dem Schwenkkörper schwenkt.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Erzeugungseinheit ein zweites Grabzielgeländeforminformationsdetail als ein Informationsdetail eines Kreuzungsabschnitts der mindestens einen Konstruktionszielfläche bezüglich der Arbeitseinheit-Betriebsebene oder eine zweite Schnittfläche erzeugt, die parallel zur Arbeitseinheit-Betriebsebene ist, und wobei die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung auf der Basis des ersten Grabzielgeländeforminformationsdetails und des aus der Erzeugungseinheit gewonnenen zweiten Grabzielgeländeforminformationsdetails durchführt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Arbeitsmaschinensteuersystem vorgesehen, das eine Arbeitsmaschine einschließlich einer Arbeitseinheit mit einem Arbeitswerkzeug steuert, wobei das Arbeitsmaschinensteuersystem folgendes umfasst: eine Positionsdetektiereinheit, die ein Positionsinformationsdetail der Arbeitsmaschine detektiert; eine Erzeugungseinheit, die eine Position der Arbeitseinheit auf der Basis des durch die Positionsdetektiereinheit detektierten Positionsinformationsdetails ermittelt und ein erstes Grabzielgeländeforminformationsdetail als ein Informationsdetail über einen Kreuzungsabschnitt einer ersten Schnittfläche erzeugt, die eine Arbeitseinheit-Betriebsebene als eine Betriebsebene für die Arbeitseinheit schneidet und parallel zu einer vertikalen Richtung ist, bezüglich einer ersten Konstruktionszielfläche, die eine Zielform angibt, und einer zweiten Konstruktionszielfläche, die zu einer Lateralseite der ersten Konstruktionszielfläche kontinuierlich ist; und eine Arbeitseinheit-Steuereinheit, die eine Grabsteuerung durchführt, so dass eine Geschwindigkeit in einer Richtung, in der sich die Arbeitseinheit an ein Grabziel annähert, gleich oder geringer wird als eine Grenzgeschwindigkeit auf der Basis des aus der Erzeugungseinheit gewonnenen ersten Grabzielgeländeforminformationsdetails.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Erzeugungseinheit ein zweites Grabzielgeländeforminformationsdetail als ein Informationsdetail eines Kreuzungsabschnitts der ersten Konstruktionszielfläche bezüglich der Arbeitseinheit-Betriebsebene oder eine zweite Schnittfläche erzeugt, die parallel zur Arbeitseinheit-Betriebsebene ist, und die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung auf der Basis des ersten Grabzielgeländeforminformationsdetails und des aus der Erzeugungseinheit gewonnenen zweiten Grabzielgeländeforminformationsdetails durchführt.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung auf der Basis des zweiten Grabzielgeländeforminformationsdetails durchführt und auf der Basis des ersten Grabzielgeländeforminformationsdetails die Grabsteuerung, die aktuelle durchgeführt wird, unterbricht oder die Grabsteuerung, die aktuell unterbrochen ist, wieder aufnimmt.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung unterbricht, wenn ein Winkel des ersten Grabzielgeländeforminformationsdetails direkt unterhalb des Arbeitswerkzeugs bezüglich einer horizontalen Ebene der Arbeitsmaschine gleich oder größer ist als eine vorbestimmte Größe.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung auf der Basis eines kürzesten Abstands zwischen einer Schneidspitze des Arbeitswerkzeugs und des ersten Grabzielgeländeforminformationsdetails durchführt.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Arbeitseinheit-Steuereinheit bestimmt, ob die Grabsteuerung auf der Konstruktionszielfläche entsprechend dem ersten Grabzielgeländeforminformationsdetail auf der Basis eines Abstands zwischen einer Schneidspitze des Arbeitswerkzeugs und dem ersten Grabzielgeländeforminformationsdetail durchzuführen ist.
In der vorliegenden Erfindung gemäß dem zweiten Aspekt ist es bevorzugt, dass die Arbeitsmaschine einen Schwenkkörper mit daran befestigter Arbeitseinheit und der um eine vorbestimmte Achse schwenkt, und wobei die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung durchführt, wenn die Arbeitseinheit zusammen mit dem Schwenkkörper schwenkt, umfasst.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Arbeitsmaschinensteuersystem, das eine Arbeitsmaschine einschließlich einer Arbeitseinheit mit einem Arbeitswerkzeug steuert, folgendes umfasst: eine Positionsdetektiereinheit, die ein Positionsinformationsdetail der Arbeitsmaschine detektiert;
eine Erzeugungseinheit, die eine Position der Arbeitseinheit auf der Basis des durch die Positionsdetektiereinheit detektierten Positionsinformationsdetails ermittelt und ein erstes Grabzielgeländeforminformationsdetail als ein Informationsdetail eines Kreuzungsabschnitts von einer ersten Schnittfläche angibt, die eine Arbeitseinheit-Betriebsebene als eine Betriebsebene für die Arbeitseinheit schneidet und bezüglich mindestens einer Konstruktionszielfläche, die eine Zielform angibt, parallel zu einer vertikalen Richtung ist;
eine Arbeitseinheit-Steuereinheit, die eine Grabsteuerung durchführt, sodass eine Geschwindigkeit in einer Richtung, in der sich die Arbeitseinheit an ein Grabziel annähert, gleich oder geringer wird als eine Grenzgeschwindigkeit auf der Basis des aus der Erzeugungseinheit gewonnenen ersten Grabzielgeländeforminformationsdetails; und
eine Detektiervorrichtung, die in der Arbeitsmaschine bereitgestellt ist und eine Winkelgeschwindigkeit und - beschleunigung detektiert,
wobei die Arbeitsmaschine einen Schwenkkörper aufweist, an dem die Arbeitseinheit befestigt ist und der um eine vorbestimmte Achse schwenkt, und
wobei die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung durchführt, wenn die Arbeitseinheit zusammen mit dem Schwenkkörper schwenkt, und
wobei die Arbeitseinheit-Steuereinheit eine Position der Arbeitseinheit unter Nutzung einer Schwenkgeschwindigkeit des Schwenkkörpers vorhersagt, die von der Detektiervorrichtung detektiert wird.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Arbeitsmaschine eines der oben genannten Arbeitsmaschinensteuersysteme.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Arbeitsmaschinensteuerverfahren zur Steuerung einer Arbeitsmaschine einschließlich einer Arbeitseinheit mit einem Arbeitswerkzeug und einem Schwenkkörper, an dem die Arbeitseinheit befestigt ist und der um eine vorbestimmte Achse schwenkt, vorgesehen, wobei das Arbeitsmaschinensteuerverfahren umfasst: Detektieren einer Position der Arbeitseinheit; Vorhersagen und Ermitteln der Position der Arbeitseinheit auf der Basis des detektierten Positionsinformationsdetails der Arbeitsmaschine und einer Schwenkgeschwindigkeit des Schwenkkörpers und Erzeugen eines ersten Grabzielgeländeforminformationsdetails als ein Informationsdetail eines Kreuzungsabschnitts von einer ersten Schnittfläche, die eine Arbeitseinheit-Betriebsebene als eine Betriebsebene für die Arbeitseinheit schneidet und bezüglich mindestens einer Konstruktionszielfläche, die eine Zielform angibt, parallel zu einer vertikalen Richtung ist; Durchführen einer Grabsteuerung, wenn die Arbeitseinheit mit dem Schwenkkörper schwenkt, sodass eine Geschwindigkeit in einer Richtung, in der sich die Arbeitseinheit an ein Grabziel annähert, gleich oder kleiner als eine Grenzgeschwindigkeit auf der Basis des ersten Grabzielgeländeforminformationsdetails wird; und Vorhersagen der Position der Arbeitseinheit durch Ausnutzen der Schwenkgeschwindigkeit des Schwenkkörpers.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass das Steuern das Steuern der Geschwindigkeit in einer Richtung umfasst, in der sich die Arbeitseinheit dem Grabziel annähert, so dass die Geschwindigkeit gleich oder kleiner wird als die Grenzgeschwindigkeit auf der Basis des ersten Grabzielgeländeforminformationsdetails und eines zweiten Grabzielgeländeforminformationsdetails als ein Informationsdetail eines Kreuzungsabschnitts der mindestens einen Konstruktionszielfläche bezüglich der Arbeitseinheit-Betriebsebene oder einer zweiten Schnittfläche, die parallel zur Arbeitseinheit-Betriebsebene ist.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass in einem Fall, wobei eine Steuerung durchgeführt wird, wobei die Geschwindigkeit in einer Richtung, in der sich die Arbeitseinheit dem Grabziel annähert, gleich oder kleiner wird als die Grenzgeschwindigkeit, bestimmt wird, ob die Grabsteuerung auf der Konstruktionszielfläche entsprechend dem ersten Grabzielgeländeforminformationsdetail auf der Basis eines Abstands zwischen einer Schneidspitze des Arbeitswerkzeugs und dem ersten Grabzielgeländeforminformationsdetail durchzuführen ist.
Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Arbeitsmaschinensteuerverfahren zur Steuerung einer Arbeitsmaschine einschließlich einer Arbeitseinheit mit einem Arbeitswerkzeug folgendes: Detektieren einer Position der Arbeitseinheit; Ermitteln der Position der Arbeitseinheit auf der Basis des detektierten Positionsinformationsdetails der Arbeitsmaschine und Erzeugen eines ersten Grabzielgeländeforminformationsdetails als ein Informationsdetail eines Kreuzungsabschnitts von einer ersten Schnittfläche, die eine Arbeitseinheit-Betriebsebene als eine Betriebsebene für die Arbeitseinheit schneidet und bezüglich einer ersten Konstruktionszielfläche, die eine Zielform angibt, und einer zweiten Konstruktionszielfläche, die mit einer seitlichen Seite der ersten Konstruktionszielfläche durchgehend ist, parallel zu einer vertikalen Richtung ist; und Durchführen einer Grabsteuerung, sodass eine Geschwindigkeit in einer Richtung, in der sich die Arbeitseinheit an ein Grabziel annähert, gleich oder kleiner als eine Grenzgeschwindigkeit auf der Basis des ersten Grabzielgeländeforminformationsdetails wird.
Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Arbeitsmaschinensteuerverfahren zur Steuerung einer Arbeitsmaschine einschließlich einer Arbeitseinheit mit einem Arbeitswerkzeug und einem Schwenkkörper, an dem die Arbeitseinheit befestigt ist und der um eine vorbestimmte Achse schwenkt, folgendes: Detektieren einer Position der Arbeitseinheit; Ermitteln der Position der Arbeitseinheit auf der Basis des detektierten Positionsinformationsdetails der Arbeitsmaschine und Erzeugen eines ersten Grabzielgeländeforminformationsdetails als ein Informationsdetail eines Kreuzungsabschnitts von einer ersten Schnittfläche, die eine Arbeitseinheit-Betriebsebene als eine Betriebsebene für die Arbeitseinheit schneidet und bezüglich mindestens einer Konstruktionszielfläche, die eine Zielform angibt, parallel zu einer vertikalen Richtung ist; und Durchführen einer Grabsteuerung, wenn die Arbeitseinheit mit dem Schwenkkörper schwenkt, sodass eine Geschwindigkeit in einer Richtung, in der sich die Arbeitseinheit an ein Grabziel annähert, gleich oder kleiner als eine Grenzgeschwindigkeit auf der Basis des ersten Grabzielgeländeforminformationsdetails wird,
wobei die Grabsteuerung auf der Basis einer Geschwindigkeit mit einer Zielgeschwindigkeit in einer Richtung, in der die Arbeitseinheit schwenkt, synthetisiert mit einer Zielgeschwindigkeit in einer Richtung von vorne nach hinten des Arbeitswerkzeugs, durchgeführt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Arbeitseinheit gemäß einer Absicht des Maschinenführers zu betreiben.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht einer Arbeitsmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 ist ein Blockdiagramm und erläutert Konfigurationen eines Antriebssystems und eines Steuersystems eines Baggers.
3A ist eine Seitenansicht des Baggers.
3B ist eine Rückansicht des Baggers.
4 ist ein schematisches Diagramm und erläutert ein Beispiel für ein Zielkonstruktionsinformationsdetail.
5 ist ein Blockdiagramm und erläutert einen Arbeitseinheit-Steuerung und einen Anzeige-Steuerung.
6 ist ein Diagramm und erläutert ein Beispiel für eine Grab-Zielgeländeform, angezeigt auf einer Anzeigeeinheit.
7 ist ein schematisches Diagramm und erläutert eine Beziehung zwischen einer Zielgeschwindigkeit, einem senkrechten Geschwindigkeitselement, und einem horizontalen Geschwindigkeitselement.
8 ist ein Diagramm und erläutert ein Berechnungsverfahren des senkrechten Geschwindigkeitselements und des horizontalen Geschwindigkeitselements.
9 ist ein Diagramm und erläutert ein Berechnungsverfahren des senkrechten Geschwindigkeitselements und des horizontalen Geschwindigkeitselements.
10 ist ein schematisches Diagramm und erläutert einen Abstand zwischen einer Schneidspitze und einer Grab-Zielgeländeform.
11 ist ein Graph und erläutert ein Beispiel für ein Grenzgeschwindigkeitsinformationsdetail.
12 ist ein schematisches Diagramm und erläutert ein Berechnungsverfahren für ein senkrechtes Geschwindigkeitselement einer Grenzgeschwindigkeit eines Auslegers.
13 ist ein schematisches Diagramm und erläutert eine Beziehung zwischen das senkrechte Geschwindigkeitselement der Grenzgeschwindigkeit des Auslegers und der Grenzgeschwindigkeit des Auslegers.
14 ist ein Diagramm und erläutert ein Beispiel für eine Änderung in der Grenzgeschwindigkeit des Auslegers auf Grund der Bewegung der Schneidspitze.
15 ist ein Diagramm und erläutert im Einzelnen eine Struktur eines Hydrauliksystems 300, das von einen Bagger 100 umfasst ist.
16 ist ein Diagramm und erläutert eine Beziehung zwischen einer Löffel und einer Vertiefung, wenn die Vertiefung ausgehoben wird.
17 ist ein Diagramm und erläutert eine Beziehung zwischen der Löffel und der Vertiefung, wenn die Vertiefung ausgehoben wird.
18 ist ein Diagramm und erläutert eine Beziehung zwischen der Löffel und der Vertiefung, wenn die Vertiefung ausgehoben wird.
19A ist ein Diagramm und erläutert eine Beziehung zwischen der Löffel und der Vertiefung, wenn die Vertiefung ausgehoben wird.
19B ist ein Diagramm und erläutert eine Beziehung zwischen der Löffel und der Vertiefung, wenn die Vertiefung ausgehoben wird.
20 ist ein Diagramm und erläutert eine Position, wobei ein Datendetail über eine in einer Richtung von vorne nach hinten ausgehobene Zielgeländeform aus einer Grab-Zielgeländeform herausgeschnitten ist.
21 ist ein Diagramm und erläutert eine Ebene, wobei das Datendetail über eine in einer Richtung von vorne nach hinten ausgehobene Zielgeländeform aus der Grab-Zielgeländeform herausgeschnitten ist.
22 ist ein Diagramm und erläutert eine Ebene, wobei ein Datendetail über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform herausgeschnitten ist.
23 ist ein Diagramm und erläutert eine Ebene, wobei das Datendetail über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform herausgeschnitten ist.
24 ist ein Diagramm und erläutert eine Beziehung zwischen der Grab-Zielgeländeform und der Löffel des Baggers, wenn die Vertiefung ausgehoben wird.
25 ist ein Ablaufdiagramm und erläutert ein Steuerungsbeispiel, wenn die Vertiefung ausgehoben wird.
26 ist ein Diagramm und erläutert einen Zustand, wobei ein Löffel eines Baggers bis zu einer Vertiefungswand vorrückt, wenn eine Vertiefung ausgehoben wird.
27 ist ein Diagramm und erläutert einen Zustand, wobei der Löffel von der Rückseite des Baggers betrachtet wird.
28 ist ein Diagramm und erläutert ein Geschwindigkeitselement, wenn sich der Löffel die Vertiefungswand annähert.
29 ist ein Diagramm und erläutert einen Abstand zwischen einer Schneidspitze des Löffels und die Vertiefungswand.
30 ist ein Diagramm und erläutert eine Grenzgeschwindigkeit eines Auslegers.
31 ist ein Ablaufdiagramm und erläutert ein Verfahrensbeispiel für die Grabsteuerung in der Breite-Richtung.
32 ist ein Ablaufdiagramm und erläutert ein Verfahren für die Grabsteuerung auf der Basis einer Geschwindigkeit, bei der eine Schwenk-Zielgeschwindigkeit mit einer Zielgeschwindigkeit in der Richtung von vorne nach hinten synthetisiert ist.
33 ist ein Diagramm und erläutert ein Verfahren zum Erhalten der Zielgeschwindigkeit in der Richtung von vorne nach hinten.
34 ist ein Diagramm und erläutert ein Verfahren zum Erhalten der Geschwindigkeit, bei der eine Schwenk-Zielgeschwindigkeit mit einer Zielgeschwindigkeit in der Richtung von vorne nach hinten synthetisiert ist.
35 ist ein Diagramm und erläutert ein Geschwindigkeitselement, wenn sich der Löffel der einer Seitenwand entsprechenden Grab-Zielgeländeform annähert.
36 ist ein Diagramm und erläutert eine Ausleger-Grenzgeschwindigkeit.
37 ist ein Blockdiagramm und erläutert eine Anzeige-Steuerung und eine Arbeitseinheit-Steuerung und eine Sensorsteuerung gemäß einem modifizierten Beispiel.
38A ist ein Diagramm und erläutert eine Stellung eines Baggers.
38B ist ein Diagramm und erläutert eine Stellung des Baggers.
39 ist ein Ablaufdiagramm und erläutert ein Verfahren, in dem eine Prädiktionskorrektureinheit ein Schwenkkörperorientierungskorrekturdatendetail aktualisiert.
40 ist ein Diagramm und erläutert ein Verfahren der Prädiktionskorrektureinheit, das gemäß dem Betrieb eines oberen Schwenkkörpers durchgeführt wird.

Beschreibung der Ausführungsformen
Eine Weise der Durchführung der vorliegenden Erfindung (eine Ausführungsform) wird im Einzelnen mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
<Gesamtkonfiguration der Arbeitsmaschine>
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Arbeitsmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform. 2 ist ein Blockdiagramm und erläutert Konfigurationen eines Hydrauliksystems 300 und eines Steuersystems 200 eines Baggers 100. Der Bagger 100 als Arbeitsmaschine umfasst einen Fahrzeugkörper 1 als Hauptkörper und eine Arbeitseinheit 2. Der Fahrzeugkörper 1 umfasst einen oberen Schwenkkörper 3 als Schwenkkörper und eine Fahrvorrichtung 5 als Fahrkörper. Der oberen Schwenkkörper 3 beherbergt Vorrichtungen, wie ein Motor und eine hydraulische Pumpe als Stromerzeugungsvorrichtung innerhalb eines Motorraums 3EG. Der Motorraum 3EG ist auf einer Endseite des oberen Schwenkkörpers 3 angeordnet.
In der vorliegenden Ausführungsform verwendet der Bagger 100 zum Beispiel einen Diesel-Motor, wie einen Diesel-Motor für den Motor als Stromerzeugungsvorrichtung, aber die Stromerzeugungsvorrichtung ist nicht darauf begrenzt. Der Stromerzeugungsvorrichtung des Baggers 100 kann zum Beispiel eine sogenannte Hybridvorrichtung sein, mit einer Kombination eines Diesel-Motors, eines Generatormotors und einer elektrischen Speichervorrichtung. Weiterhin kann die Stromerzeugungsvorrichtung des Baggers 100 eine Vorrichtung mit einer Kombination der elektrischen Speichervorrichtung und des Generatormotors ohne den Diesel-Motor sein.
Der obere Schwenkkörper 3 umfasst einen Betriebsraum 4. Der Betriebsraum 4 ist auf der anderen Endseite des oberen Schwenkkörpers 3 installiert. D.h. der Betriebsraum 4 ist auf der gegenüberliegenden Seite zu der Seite installiert, auf der der Motorraum 3EG angeordnet ist. Eine Anzeigeeinheit 29 und eine Bedienvorrichtung 25, die in 2 erläutert ist, sind im Inneren des Betriebsraums 4 angeordnet. Diese werden später erläutert. Ein Handlauf 9 ist an der oberen Seite des oberen Schwenkkörpers 3 befestigt.
Die Fahrvorrichtung 5 weist den oberen Schwenkkörper 3 auf, der daran montiert ist. Die Fahrvorrichtung 5 umfasst Gleisketten 5a und 5b. Die Fahrvorrichtung 5 bewirkt, dass der Bagger 100 sich auf eine Weise fortbewegt, dass einer oder beide des rechten und linken Fahrmotors 5c zur Rotation der Gleisketten 5a und 5b angetrieben werden. Die Arbeitseinheit 2 ist an der Lateralseite des Betriebsraums 4 des oberen Schwenkkörpers 3 befestigt.
Der Bagger 100 kann eine Fahrvorrichtung umfassen, die Reifen statt der Gleisketten 5a und 5b umfasst und die in der Lage ist, sich durch Übertragung einer Antriebskraft eines Motor auf die Reifen durch ein Getriebe fortzubewegen. Als Bagger 100 in einem solchen Modus gibt es zum Beispiel ein Radbagger. Weiterhin kann der Bagger 100 zum Beispiel ein Baggerlader sein, der eine Fahrvorrichtung mit solchen Reifen umfasst, weiterhin eine Arbeitseinheit aufweist, die an einen Fahrzeugkörper (Hauptkörper) befestigt und eine Struktur aufweist, die den oberen Schwenkkörper 3 und einen Schwenkmechanismus davon nicht umfasst, der in 1 erläutert ist. D.h. der Baggerlader ist ein Baggerlader, bei dem die Arbeitseinheit am Fahrzeugkörper befestigt ist und der die Fahrvorrichtung, die einen Teil des Fahrzeugkörpers bildet, einschließt.
Im oberen Schwenkkörper 3 ist die Seite, wo die Arbeitseinheit 2 und der Betriebsraum 4 angeordnet sind, die Vorderseite, und die Seite, wo der Motorraum 3EG angeordnet ist, ist die Rückseite (x-Richtung). Die linke Seite gegenüber der Vorderseite ist die linke Seite des oberen Schwenkkörpers 3, und die rechte Seite gegenüber der Vorderseite ist die rechte Seite des oberen Schwenkkörpers 3. Die rechte und linke Richtung des oberen Schwenkkörpers 3 werden auch als Breite-Richtung (y-Richtung) bezeichnet. In dem Bagger 100 oder dem Fahrzeugkörper 1 ist die Seite der Fahrvorrichtung 5 auf der Basis des oberen Schwenkkörpers 3 die untere Seite, und die Seite des oberen Schwenkkörpers 3 auf der Basis der Fahrvorrichtung 5 ist die obere Seite (z-Richtung). In dem Fall, wobei der Bagger 100 auf der horizontalen Ebene installiert ist, ist die untere Seite die Seite in der vertikalen Richtung, d.h. die Richtung der Wirkung der Schwerkraft, und die obere Seite ist die der vertikalen Richtung gegenüberliegende Seite.
Die Arbeitseinheit 2 umfasst einen Ausleger 6, einen Arm 7, einen Löffel 8 als ein Arbeitswerkzeug, einen Auslegerzylinder 10, einen Armzylinder 11 und einen Löffelzylinder 12. Ein Basisende des Auslegers 6 ist drehbar am vorderen Teil des Fahrzeugkörpers 1 über einen Auslegerbolzen 13 befestigt. Das Basisende des Arms 7 ist drehbar an einem vorderen Ende des Auslegers 6 über einen Armbolzen 14 befestigt. Der Löffel 8 ist an einem vorderen Ende des Arms 7 über einen Löffelbolzen 15 befestigt. Der Löffel 8 dreht sich um den Löffelbolzen 15. In dem Löffel 8 ist eine Vielzahl von Schneiden 8B an der dem Löffelbolzen 15 gegenüberliegenden Seite befestigt. Die Schneidspitzen 8T sind die Spitzen der Schneiden 8B.
Der Löffel 8 braucht keine Vielzahl von Schneiden 8B einzuschließen. D.h. der Löffel 8 kann ein Löffel sein, der nicht die Schneide 8B umfasst, die in 1 erläutert ist, und bei der die Schneidspitzen in gerader Form durch eine Stahlplatte ausgebildet sind. Die Arbeitseinheit 2 kann zum Beispiel ein Kipplöffel mit einer einzigen Schneide umfassen. Der Kipplöffel bezieht sich auf einen Löffel, der einen Löffel-Kippzylinder umfasst und die ein geneigtes oder flaches Gelände durch Kippen des Löffels nach rechts und links frei gestalten und nivellieren kann, auch wenn der Bagger sich auf einer geneigten Geländefläche befindet, und kann auch Oberflächenverdichtungsarbeit unter Verwendung einer Bodenplatte durchführen. Zusätzlich kann die Arbeitseinheit 2 zum Beispiel ein Hang-Oberflächenbearbeitungslöffel oder eine Gesteinsbohrarmbefestigung mit einer Gesteinsbohrarmspitze statt dem Löffel 8 umfassen.
Jeder des Auslegerzylinders 10, des Armzylinders 11 und des Löffelzylinders 12, die in 1 erläutert ist, ist ein hydraulischer Zylinder, der durch den Druck des Arbeitsöls (hierin im Folgenden entsprechend als hydraulischer Druck bezeichnet) angetrieben wird. Der Auslegerzylinder 10 treibt den Ausleger 6 an und bewegt den Ausleger nach oben. Der Armzylinder 11 treibt den Arm 7 an und dreht den Arm um den Armbolzen 14. Der Löffelzylinder 12 treibt den Löffel 8 an und dreht den Löffel um den Löffelbolzen 15.
Ein Richtungssteuerventil 64, das in 2 erläutert ist, ist zwischen den hydraulischen Zylindern bereitgestellt, wie der Auslegerzylinder 10, der Armzylinder 11 und der Löffelzylinder 12 und die hydraulischen Pumpen 36 und 37, die in 2 erläutert ist. Das Richtungssteuerventil 64 steuert den Durchfluss des Arbeitsöls, das aus den hydraulischen Pumpen 36 und 37 an den Auslegerzylinder 10, den Armzylinder 11, den Löffelzylinder 12 und dergleichen geliefert wird, und ändert auch die Richtung, in der das Arbeitsöl fließt. Das Richtungssteuerventil 64 umfasst ein Fahrrichtungssteuerventil, das den Fahrmotor 5c antreibt, und ein Arbeitseinheitrichtungssteuerventil, das den Auslegerzylinder 10, den Armzylinder 11 und den Löffelzylinder 12 steuert und einen Schwenkmotor steuert, der bewirkt, dass der oberen Schwenkkörper 3 ausschwenkt.
Wenn das Arbeitsöl, das aus der Bedienvorrichtung 25 geliefert und auf einen vorbestimmten Pilotdruck eingestellt wird, eine Spule des Richtungssteuerventils 64 betreibt, wird der Durchfluss des Arbeitsöls, das aus dem Richtungssteuerventil 64 fließt, eingestellt, und der Durchfluss des Arbeitsöls, das aus den hydraulischen Pumpen 36 und 37 an den Auslegerzylinder 10, den Armzylinder 11, den Löffelzylinder 12, den Schwenkmotor oder den Fahrmotor 5c geliefert wird, wird gesteuert. Als Ergebnis wird der Betrieb des Auslegerzylinders 10, des Armzylinders 11, des Löffelzylinders 12 und dergleichen gesteuert.
Weiterhin, da der Pilotdruck des Arbeitsöls, das aus der Bedienvorrichtung 25 an das Richtungssteuerventil 64 geliefert wird, auf eine solche Weise gesteuert wird, dass eine Arbeitseinheit-Steuerung 26, die in 2 erläutert ist, ein Steuerventil 27 steuert, das in 2 erläutert ist, wird der Durchfluss des Arbeitsöls, das aus dem Richtungssteuerventil 64 an den Auslegerzylinder 10, den Armzylinder 11 und den Löffelzylinder 12 geliefert wird, gesteuert. Als Ergebnis kann die Arbeitseinheit-Steuerung 26 den Betrieb des Auslegerzylinders 10, des Armzylinders 11, des Löffelzylinders 12 und dergleichen steuern.
Antennen 21 und 22 sind an einem oberen Teil des oberen Schwenkkörpers 3 befestigt. Die Antennen 21 und 22 werden zum Nachweis der aktuellen Position des Baggers 100 verwendet. Wie in 2 erläutert, sind die Antennen 21 und 22 mit einer Positionsdetektiervorrichtung 19 als eine Positionsdetektiereinheit elektrisch verbunden, die die aktuelle Position des Baggers 100 detektiert. Die Positionsdetektiervorrichtung 19 weist die aktuelle Position des Baggers 100 unter Verwendung von RTK-GNSS (Kinematische Echtzeit-Globalnavigationssatellitensysteme; GNSS bezieht sich auf ein Globalnavigationssatellitensystem) nach. Hierin im Folgenden werden die Antennen 21 und 22 entsprechend als GNSS-Antennen 21 und 22 bezeichnet. Ein Signal, das auf die GNSS-Radiowelle anspricht, die durch die GNSS-Antennen 21 und 22 empfangen wird, wird in die Positionsdetektiervorrichtung 19 eingegeben. Die Positionsdetektiervorrichtung 19 weist Installationspositionen der GNSS-Antennen 21 und 22 nach. Die Positionsdetektiervorrichtung 19 umfasst zum Beispiel einen dreidimensionalen Positionssensor.
Wie in 1 erläutert, ist es wünschenswert, die GNSS-Antennen 21 und 22 an beiden Endpositionen getrennt voneinander in der rechten und linken Richtung des Baggers 100 auf dem oberen Schwenkkörper 3 zu installieren. In der vorliegenden Ausführungsform sind die GNS-Antennen 21 und 22 jeweils an den Handläufen 9 auf beiden Seiten in der Breite-Richtung des oberen Schwenkkörpers 3 befestigt. Die Befestigungspositionen der GNS-Antennen 21 und 22 in dem oberen Schwenkkörper 3 sind nicht auf die Handläufe 9 beschränkt, sondern es ist wünschenswert, die GNS-Antennen 21 und 22 an Positionen so weit wie möglich getrennt voneinander zu installieren, da sich die Nachweisgenauigkeit der aktuellen Position des Baggers 100 verbessert. Weiterhin ist es wünschenswert, die GNSS-Antennen 21 und 22 an Positionen installieren, wobei die Sicht des Maschinenführers möglichst gestört ist, zu installieren.
Wie in 2 erläutert umfasst das Hydrauliksystem 300 des Baggers 100 einen Motor 35 und die hydraulischen Pumpen 36 und 37 als die Stromerzeugungsquelle. Die hydraulischen Pumpen 36 und 37 werden durch den Motor 35 angetrieben und stoßen das Arbeitsöl aus. Das Arbeitsöl, das aus den hydraulischen Pumpen 36 und 37 ausgestoßen wird, wird an den Auslegerzylinder 10, den Armzylinder 11 und den Löffelzylinder 12 geliefert. Weiterhin umfasst der Bagger 100 einen Schwenkmotor 38. Der Schwenkmotor 38 ist ein hydraulischer Motor, und wird durch das aus den hydraulischen Pumpen 36 und 37 ausgestoßene Arbeitsöl angetrieben. Der Schwenkmotor 38 bewirkt, dass der oberen Schwenkkörper 3 ausschwenkt. Zu beachten ist, dass zwei hydraulische Pumpen 36 und 37 in 2 erläutert sind, aber nur eine hydraulische Pumpe kann bereitgestellt sein. Der Schwenkmotor 38 ist nicht auf den hydraulischen Motor beschränkt, und kann auch ein Elektromotor sein.
Das Steuersystem 200 als Arbeitsmaschinensteuersystem umfasst die Positionsdetektiervorrichtung 19, eine Globalkoordinatenberechnungseinheit 23, eine IMU (Trägkeitsmesseinheit) 24 als eine Detektiervorrichtung, die eine Winkelgeschwindigkeit und Beschleunigung detektiert, die Bedienvorrichtung 25, die Arbeitseinheit-Steuerung 26 als eine Arbeitseinheit-Steuereinheit, eine Sensorsteuerung 39, eine Anzeige-Steuerung 28 als eine Erzeugungseinheit und die Anzeigeeinheit 29. Die Bedienvorrichtung 25 ist eine Vorrichtung, die die Arbeitseinheit 2 betreibt, die in 1 erläutert ist. Die Bedienvorrichtung 25 empfängt den Betrieb des Maschinenführers des Antreibens der Arbeitseinheit 2 und gibt das Arbeitsöl, das auf den Betriebsbetrag anspricht, aus.
Zum Beispiel umfasst die Bedienvorrichtung 25 einen linken Bedienhebel 25L, der auf der linken Seite des Maschinenführers installiert ist, und einen rechten Bedienhebel 25R, der auf der rechten Seite des Maschinenführers angeordnet ist. Im linken Bedienhebel 25L und rechten Bedienhebel 25R entspricht der Betrieb in der Richtung von vorne nach hinten und in der rechten und linken Richtung dem Betrieb von zwei Wellen. Zum Beispiel entspricht der Betrieb in der Richtung von vorne nach hinten des rechten Bedienhebels 25R dem Betrieb des Auslegers 6. Der Ausleger 6 bewegt sich nach unten, wenn der rechte Bedienhebel 25R nach vorne betrieben wird, und der Ausleger 6 bewegt sich nach oben, wenn der rechte Bedienhebel nach hinten betrieben wird. Der Betrieb der Bewegung nach oben und nach unten des Auslegers 6 wird als Reaktion auf den Betrieb in der Richtung von vorne nach hinten durchgeführt. Der Betrieb in die rechte und linke Richtung des rechten Bedienhebels 25R entspricht dem Betrieb des Löffel 8. Der Löffel 8 hebt aus, wenn der rechte Bedienhebel 25R nach links betrieben wird, und der Löffel 8 kippt aus, wenn der rechte Bedienhebel nach rechts betrieben wird. Der Grabbetrieb (kann auch als Aushubbetrieb bezeichnet werden) oder der Öffnungsbetrieb des Löffels 8 wird als Reaktion auf den Betrieb in die rechte und linke Richtung durchgeführt. Der Betrieb in der Richtung von vorne nach hinten des linken Bedienhebels 25L entspricht dem Schwenk des Arms 7. Der Arm 7 kippt aus, wenn der linke Bedienhebel 25L nach vorne betrieben wird, und der Arm 7 hebt aus, wenn der linke Bedienhebel nach hinten betrieben wird. Der Betrieb in die rechte und linke Richtung des linken Bedienhebels 25L entspricht dem Schwenk des oberen Schwenkkörpers 3. Der oberen Schwenkkörper schwenkt nach links, wenn der linke Bedienhebel 25L nach linksbetrieben wird, und der obere Schwenkkörper schwenkt nach rechts, wenn der linke Bedienhebel nach rechts betrieben wird.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Bewegungsbetrieb des Auslegers 6 nach oben einem Auskippbetrieb äquivalent. Der Bewegungsbetrieb des Auslegers 6 nach unten ist dem Grabbetrieb äquivalent. Der Grabbetrieb des Arms 7 ist dem Bewegungsbetrieb nach unten äquivalent. Der Auskippbetrieb des Arms 7 ist dem Bewegungsbetrieb nach oben äquivalent. Der Grabbetrieb des Löffels 8 ist dem Bewegungsbetrieb nach unten äquivalent. Der Auskippbetrieb des Löffels 8 ist dem Bewegungsbetrieb nach oben äquivalent. Zu beachten ist, dass der Bewegungsbetrieb des Arms 7 nach unten auch als Biegebetrieb bezeichnet werden kann. Der Bewegungsbetrieb nach oben des Arms 7 kann auch als Ausdehnungsbetrieb bezeichnet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein hydraulischer Pilotdruck in der Bedienvorrichtung 25 verwendet. Das Arbeitsöl, das auf einen vorbestimmten Pilotdruck durch ein Entspannungsventil (nicht erläutert) entspannt wird, wird aus der hydraulischen Pumpe 36 an die Bedienvorrichtung 25 auf der Basis des Auslegerbetriebs, des Löffelbetriebs, des Armbetriebs und des Schwenkbetriebs geliefert.
Ein hydraulischer Pilotdruck kann an einen Pilotdurchgangsweg 450 als Reaktion auf den Betrieb in der Richtung von vorne nach hinten des rechten Bedienhebels 25R geliefert werden, und der Betrieb des Auslegers 6 durch den Maschinenführer wird aufgenommen. Die Ventilvorrichtung, die im rechten Bedienhebel 25R enthalten ist, öffnet sich als Reaktion auf den Betriebsbetrag des rechten Bedienhebels 25R, und das Arbeitsöl wird an den Pilotdurchgangsweg 450 geliefert. Weiterhin weist ein Drucksensor 66 weist den Druck des Arbeitsöls innerhalb des Pilotdurchgangswegs 450 dann als den Pilotdrucks nach. Der Drucksensor 66 überträgt den detektierten Pilotdruck als einen Ausleger-Betriebsbetrag MB an die Arbeitseinheit-Steuerung 26. Hierin im Folgenden wird der Betriebsbetrag in der Richtung von vorne nach hinten des rechten Bedienhebels 25R entsprechend als der Ausleger-Betriebsbetrag MB bezeichnet. Ein Drucksensor 68, ein Steuerventil (hierin im Folgenden entsprechend als ein Zwischenpositionsventil bezeichnet) 27C, und ein Wechselventil 51 sind in einem Pilotdurchgangsweg 50 zwischen der Bedienvorrichtung 25 und dem Auslegerzylinder 10 bereitgestellt. Das Zwischenpositionsventil 27C und das Wechselventil 51 werden später beschrieben.
Ein hydraulischer Pilotdruck kann an den Pilotdurchgangsweg 450 als Reaktion auf den Betrieb in der rechten und linken Richtung des rechten Bedienhebels 25R geliefert werden, und der Betrieb des Löffels 8 durch den Maschinenführer wird aufgenommen. Die Ventilvorrichtung, die im rechten Bedienhebel 25R enthalten ist, öffnet sich als Reaktion auf den Betriebsbetrag des rechten Bedienhebels 25R, und das Arbeitsöl wird an den Pilotdurchgangsweg 450 geliefert. Weiterhin weist der Drucksensor 66 den Druck des Arbeitsöls innerhalb des Pilotdurchgangswegs 450 dann als Pilotdruck nach. Der Drucksensor 66 überträgt den detektierten Pilotdruck als Löffel-Betriebsbetrag MT an die Arbeitseinheit-Steuerung 26. Hierin im Folgenden wird der Betriebsbetrag in der rechten und linken Richtung des rechten Bedienhebels 25R entsprechend als Löffel-Betriebsbetrag MT bezeichnet.
Ein hydraulischer Pilotdruck kann an den Pilotdurchgangsweg 450 als Reaktion auf den Betrieb in der Richtung von vorne nach hinten des linken Bedienhebels 25L geliefert werden, und der Betrieb des Arms 7 durch den Maschinenführer wird aufgenommen. Die Ventilvorrichtung, die in dem linken Bedienhebel 25L enthalten ist, öffnet sich als Reaktion auf den Betriebsbetrag des linken Bedienhebels 25L, und das Arbeitsöl wird an den Pilotdurchgangsweg 450 geliefert. Weiterhin weist der Drucksensor 66den Druck des Arbeitsöls innerhalb des Pilotdurchgangswegs 450 dann als Pilotdruck nach. Der Drucksensor 66 überträgt den detektierten Pilotdruck als ein Arm-Betriebsbetrag MA an die Arbeitseinheit-Steuerung 26. Hierin im Folgenden wird der Betriebsbetrag in der rechten und linken Richtung des linken Bedienhebels 25L entsprechend als Arm-Betriebsbetrag MA bezeichnet.
Ein hydraulischer Pilotdruck kann an den Pilotdurchgangsweg 450 als Reaktion auf den Betrieb in die rechte und linke Richtung des linken Bedienhebels 25L geliefert werden, und der Betrieb des oberen Schwenkkörpers 3 durch den Maschinenführer wird aufgenommen. Die Ventilvorrichtung, die in dem linken Bedienhebel 25L enthalten ist, öffnet sich als Reaktion auf den Betriebsbetrag des linken Bedienhebels 25L, und das Arbeitsöl wird an den Pilotdurchgangsweg 450 geliefert. Weiterhin weist der Drucksensor 66 den Druck des Arbeitsöls innerhalb des Pilotdurchgangswegs 450 dann als Pilotdruck nach. Der Drucksensor 66 überträgt den detektierten Pilotdruck als einen Schwenk-Betriebsbetrag MR an die Arbeitseinheit-Steuerung 26. Hierin im Folgenden wird der Betriebsbetrag in der Richtung von vorne nach hinten des linken Bedienhebels 25L entsprechend als Schwenk-Betriebsbetrag MR bezeichnet.
Die Bedienvorrichtung 25 liefert einen hydraulischen Pilotdruck einer Größe als Reaktion auf den Betriebsbetrag des rechten Bedienhebels 25R an das Richtungssteuerventil 64 in einer solchen Weise, dass der rechte Bedienhebel 25R betrieben wird. Die Bedienvorrichtung 25 liefert ein hydraulischer Pilotdruck einer Größe als Reaktion auf den Betriebsbetrag des linken Bedienhebels 25L an das Steuerventil 27 in einer solchen Weise, dass der linke Bedienhebel 25L betrieben wird. Die Spule des Richtungssteuerventils 64 wird durch den hydraulischen Pilotdruck betrieben.
Der Pilotdurchgangsweg 450 wird mit dem Steuerventil 27 bereitgestellt. Die Betriebsbeträge des rechten Bedienhebels 25R und des linkes Bedienhebels 25L werden durch den Drucksensor 66 detektiert, der in dem Pilotdurchgangsweg 450 bereitgestellt ist. Der durch den Drucksensor 66 detektierte hydraulische Pilotdruck wird in die Arbeitseinheit-Steuerung 26 eingegeben. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 gibt ein Steuersignal N des Pilotdurchgangswegs 450 als Reaktion auf den in das Steuerventil 27 eingegebenen hydraulischen Pilotdruck aus und öffnet und schließt den Pilotdurchgangsweg 450.
Die Arbeitseinheit 2 kann in einer solchen Weise gesteuert werden, dass die Betriebsbeträge des linken Bedienhebels 25L und des rechten Bedienhebels 25R zum Beispiel durch ein Potentiometer und einen Hall-IC detektiert werden und die Arbeitseinheit-Steuerung 26 das Richtungssteuerventil 64 und das Steuerventil 27 auf der Basis der Nachweiswerte steuert. Damit können der linke Bedienhebel 25L und der rechte Bedienhebel 25R elektrisch sein. Der Schwenkbetrieb und der Armbetrieb können ersetzt werden. In diesem Fall wird der Ausdehnungsbetrieb oder der Biegebetrieb des Arms 7 als Reaktion auf den Betrieb in die rechte und linke Richtung des linken Bedienhebels 25L durchgeführt, und der Schwenkbetrieb in die rechte und linke Richtung des oberen Schwenkkörpers 3 wird als Reaktion auf den Betrieb in der Richtung von vorne nach hinten des linken Bedienhebels 25L durchgeführt.
Das Steuersystem 200 umfasst einen ersten Hubsensor 16, einen zweiten Hubsensors 17 und einen dritten Hubsensor 18. Zum Beispiel ist der erste Hubsensor 16 in dem Auslegerzylinder 10 bereitgestellt, der zweite Hubsensor 17 ist in dem Armzylinder 11 bereitgestellt, und der dritte Hubsensor 18 ist in dem Löffelzylinder 12 bereitgestellt. Der ersten Hubsensor 16 weist eine Hublänge LS1 des Auslegerzylinders 10 nach. Der ersten Hubsensor 16 weist einen Verschiebungsbetrag entsprechend der Ausdehnung des Auslegerzylinders 10 nach und gibt den Verschiebungsbetrag an die Sensorsteuerung 39 aus. Die Sensorsteuerung 39 berechnet eine Zylinderlänge des Auslegerzylinders 10 (hierin im Folgenden entsprechend als eine Auslegerzylinderlänge bezeichnet) entsprechend dem Verschiebungsbetrag des ersten Hubsensors 16. Die Sensorsteuerung 39 berechnet ein Lokalkoordinatensystem des Baggers 100, genauer einen Neigungswinkel θ1 des Auslegers 6 bezüglich der Richtung (z-Richtung) senkrecht zur horizontalen Ebene in einem Lokalkoordinatensystem des Fahrzeugkörpers 1 aus der durch den ersten Hubsensor 16 detektierten Auslegerzylinderlänge und gibt den Neigungswinkel an die Arbeitseinheit-Steuerung 26 und die Anzeige-Steuerung 28 aus.
Der zweite Hubsensor 17 weist eine Hublänge LS2 des Armzylinders 11 nach. Der zweite Hubsensor 17 weist einen Verschiebungsbetrag entsprechend der Ausdehnung des Armzylinders 11 nach, und gibt den Verschiebungsbetrag an die Sensorsteuerung 39 aus. Die Sensorsteuerung 39 berechnet eine Zylinderlänge des Armzylinders 11 (hierin im Folgenden entsprechend als Armzylinderlänge bezeichnet) entsprechend dem Verschiebungsbetrag des zweiten Hubsensors 17.
Die Sensorsteuerung 39 berechnet einen Neigungswinkel θ2 des Arms 7 bezüglich des Auslegers 6 aus der durch den zweiten Hubsensor 17 detektierten Armzylinderlänge und gibt den Neigungswinkel an die Arbeitseinheit-Steuerung 26 und die Anzeige-Steuerung 28 aus. Der dritte Hubsensor 18 weist eine Hublänge LS3 des Löffelzylinders 12 nach. Der dritte Hubsensor 18 weist einen Verschiebungsbetrag entsprechend der Ausdehnung des Löffelzylinders 12 nach und gibt den Verschiebungsbetrag an die Sensorsteuerung 39 aus. Die Sensorsteuerung 39 berechnet eine Zylinderlänge des Löffelzylinders 12 (hierin im Folgenden entsprechend als Löffelzylinderlänge bezeichnet) entsprechend dem Verschiebungsbetrag des dritten Hubsensors 18.
Die Sensorsteuerung 39 berechnet einen Neigungswinkel θ3 der Schneidspitze 8T des Löffels 8, die von dem Löffel 8 umfasst ist, bezüglich des Arms 7 aus der durch den dritten Hubsensor 18 detektierten Löffelzylinderlänge und gibt den Neigungswinkel an die Arbeitseinheit-Steuerung 26 und die Anzeige-Steuerung 28 aus. Anders als das Messen des Neigungswinkels θ1, des Neigungswinkels θ2, und des Neigungswinkels θ3 des Auslegers 6, des Arms 7 und des Löffels 8 durch den ersten Hubsensor 16 und dergleichen können die Neigungswinkel durch einen Drehgeber, der an der Ausleger 6 befestigt ist und den Neigungswinkel des Auslegers 6 misst, einen Drehgeber, der am Arm 7 befestigt ist und den Neigungswinkel des Arms 7 misst, und einen Drehgeber, der an dem Löffel 8 befestigt ist und den Neigungswinkel des Löffels 8 misst, gewonnen werden.
Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 umfasst eine Speichereinheit 26M, wie ein RAM (Random Access Memory) und ein ROM (Read Only Memory) und eine Prozessoreinheit 26P such als eine CPU (Central Processing Unit). Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 steuert das Steuerventil 27 und das Zwischenpositionsventil 27C auf der Basis des Nachweiswertes des Drucksensors 66, der in 2 erläutert ist.
Das Richtungssteuerventil 64, das in 2 erläutert ist, zum Beispiel ein Proportionalsteuerventil, und wird durch das aus der Bedienvorrichtung 25 gelieferte Arbeitsöl gesteuert. Das Richtungssteuerventil 64 ist zwischen den hydraulischen Auslösern, wie der Auslegerzylinder 10, der Armzylinder 11, der Löffelzylinder 12 und der Schwenkmotor 38 und die hydraulischen Pumpen 36 und 37 angeordnet. Das Richtungssteuerventil 64 steuert den Durchfluss des Arbeitsöls geliefert aus der hydraulische Pumpen 36 und 37 an den Auslegerzylinder 10, der Armzylinder 11, die Löffelzylinder 12, und den Schwenkmotor 38.
Die Positionsdetektiervorrichtung 19, die in dem Steuersystem 200 enthalten ist, weist die Position des Baggers 100 nach. Die Positionsdetektiervorrichtung 19 umfasst die oben beschriebenen GNSS-Antennen 21 und 22. Ein Signal als Reaktion auf die GNSS-Radiowelle, die durch die GNSS-Antennen 21 und 22 empfangen wird, wird in die Globalkoordinatenberechnungseinheit 23 eingegeben. Die GNSS-Antenne 21 empfängt ein Referenzpositionsdatendetail P1, das ihre eigene Position angibt, von einem Positionierungssatelliten. Die GNSS-Antenne 22 empfängt ein Referenzpositionsdatendetail P2, das ihre eigene Position angibt, von einem Positionierungssatelliten. Die GNSS-Antennen 21 und 22 empfangen die Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 bei zum Beispiel einer Frequenz von 10 Hz. Die Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 sind Informationsdetails der Position, wo die GNSS-Antenne installiert ist. Die GNSS-Antennen 21 und 22 werden jedes Mal dann an die Globalkoordinatenberechnungseinheit 23 ausgegeben, wenn die Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 empfangen werden.
Die Globalkoordinatenberechnungseinheit 23 ermittelt die beiden Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 (eine Vielzahl von Referenzpositionsdatendetails), die durch das Globalkoordinatensystem dargestellt sind. Die Globalkoordinatenberechnungseinheit 23 erzeugt ein Schwenkkörper-Anordnungsdatendetail, das die Anordnung des oberen Schwenkkörpers 3 auf der Basis der beiden Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 angibt. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst das Schwenkkörper-Anordnungsdatendetail ein Referenzpositionsdatendetail P der beiden Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 und ein Schwenkkörper-Orientierungsdatendetail Q, das auf der Basis der beiden Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 erzeugt wird. Der Schwenkkörper-Orientierungsdatendetail Q wird auf der Basis eines Winkels der Orientierung, die aus dem Referenzpositionsdatendetail P bestimmt wird, das durch die GNSS-Antennen 21 und 22 gewonnen wird, bezüglich der Bezug Orientierung (zum Beispiel der Norden) der Globalkoordinate bestimmt. Das Schwenkkörper-Orientierungsdatendetail Q gibt die Orientierung an, in die der obere Schwenkkörper 3, d.h. die Arbeitseinheit 2 zeigt. Die Globalkoordinatenberechnungseinheit 23 aktualisiert das Schwenkkörper-Anordnungsdatendetail, d.h. das Referenzpositionsdatendetail P und das Schwenkkörper-Orientierungsdatendetail Q immer dann, wenn die beiden Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 durch die GNSS-Antennen 21 und 22 bei zum Beispiel einer Frequenz von 10 Hz gewonnen werden und gibt das Datendetail an die Arbeitseinheit-Steuerung 26 und die Anzeige-Steuerung 28 aus.
Die IMU 24 ist an dem oberen Schwenkkörper 3 befestigt. Die IMU 24 weist ein Betriebsdatendetail nach, das den Betrieb des oberen Schwenkkörpers 3 angibt. Das Betriebsdatendetail, das durch die IMU 24 detektiert wird, ist zum Beispiel Beschleunigung und einen Winkelgeschwindigkeit. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Betriebsdatendetail eine Schwenkwinkelgeschwindigkeit ω, bei der der obere Schwenkkörper 3 um eine Schwenkachse z des oberen Schwenkkörpers 3 schwenkt, der in 1 erläutert ist. Zum Beispiel wird die Schwenkwinkelgeschwindigkeit ω durch Differenzieren des Schwenkwinkelndes oberen Schwenkkörpers 3 erhalten, der mittlerweile durch die IMU 24 detektiert wurde. Der Schwenkwinkel des oberen Schwenkkörpers 3 kann aus den Positionsinformationsdetails der GNSS-Antennen 21 und 22 gewonnen werden.
3A ist eine Seitenansicht des Baggers 100. 3B ist eine Rückansicht des Baggers 100. Wie in 3A und 3B erläutert, weist die IMU 24 einen Neigungswinkel θ4 bezüglich der rechten und linken Richtung des Fahrzeugkörpers 1, einen Neigungswinkel θ5 bezüglich der Richtung von vorne nach hinten des Fahrzeugkörpers 1, Beschleunigung und einen Winkelgeschwindigkeit nach. Der IMU 24 aktualisiert die Schwenkwinkelgeschwindigkeit ω, den Neigungswinkel θ4, und den Neigungswinkel θ 5 bei zum Beispiel einer Frequenz von 100 Hz nach. Es ist wünschenswert, dass ein Aktualisierungszyklus in der IMU 24 kürzer ist als ein Aktualisierungszyklus in der Globalkoordinatenberechnungseinheit 23. Die Schwenkwinkelgeschwindigkeit ω und der durch die IMU 24 detektierte Neigungswinkel θ5 werden an die Sensorsteuerung 39 ausgegeben. Die Sensorsteuerung 39 unterzieht die Schwenkwinkelgeschwindigkeit ω und den Neigungswinkel θ5 einem Filterverfahren oder dergleichen und gibt dann die Schwenkwinkelgeschwindigkeit und den Neigungswinkel an die Arbeitseinheit-Steuerung 26 und die Anzeige-Steuerung 28 aus.
Die Anzeige-Steuerung 28 erfasst das Schwenkkörper-Anordnungsdatendetail (Referenzpositionsdatendetail P und Schwenkkörper-Orientierungsdatendetail Q)aus der Globalkoordinatenberechnungseinheit 23. In der vorliegenden Ausführungsform erzeugt die Anzeige-Steuerung 28 ein Löffelschneidspitzen-Positionsdatendetail S, das eine dreidimensionale Position der Schneidspitze 8T des Löffels 8 als Arbeitseinheit-Positionsdatendetail angibt. Dann erzeugt die Anzeige-Steuerung 28 ein Grab-Zielgeländeformdatendetail U als ein Informationsdetail, das eine Zielform eines Grabziels (oder Aushubziels) angibt, unter Verwendung des LöffelschneidspitzenPositionsdatendetails S und eines später zu beschreibenden Zielkonstruktionsinformationsdetails T. Die Anzeige-Steuerung 28 leitet ein Anzeige-Grabzielgeländeformdatendetail Ua auf der Basis der Grab-Zielgeländeformdatendetails U ab, und bewirkt, dass die Anzeigeeinheit 29 eine Grab-Zielgeländeform 431 auf der Basis des Anzeige-Grab-Zielgeländeformdatendetails Ua anzeigt.
Die Anzeigeeinheit 29 ist zum Beispiel eine Flüssigkristallanzeige oder dergleichen, aber ist nicht darauf begrenzt. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Schalter 29S nahe der Anzeigeeinheit 29 installiert. Der Schalter 29S ist eine Eingabevorrichtung, die verwendet wird, um zu bestimmen, ob eine später zu beschreibende Grabsteuerung (kann auch als Aushubsteuerung bezeichnet werden) durchzuführen ist.
Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 erfasst die Schwenkwinkelgeschwindigkeit ω, die die Schwenkwinkelgeschwindigkeit ω angibt, bei der der obere Schwenkkörper 3 um die Schwenkachse z schwenkt, die in 1 erläutert ist, aus der Sensorsteuerung 39. Weiterhin erfasst die Arbeitseinheit-Steuerung 26 ein Ausleger-Betriebssignal MB, ein Löffel-Betriebssignal MT, ein Arm-Betriebssignal MA, und ein Schwenk-Betriebssignal MR aus dem Drucksensor 66. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 erfasst den Neigungswinkel θ1 des Auslegers 6, den Neigungswinkel θ2 des Arms 7 und den Neigungswinkel θ3 des Löffels 8 aus der Sensorsteuerung 39.
Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 erfasst das Grab-Zielgeländeformdatendetail U aus dem Anzeige-Steuerung 28. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 berechnet eine Position der Schneidspitze 8T des Löffels 8 (hierin im Folgenden entsprechend als eine Schneidspitzenposition bezeichnet) aus dem aus der Sensorsteuerung 39 gewonnenen Winkel der Arbeitseinheit 2. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 stellt den Ausleger-Betriebsbetrag MB, den Löffel-Betriebsbetrag MT und die Arm-Betriebsbetrag MA-Eingabe aus der Bedienvorrichtung 25 auf der Basis des Abstands zwischen dem Grab-Zielgeländeformdatendetail U und der Schneidspitze 8T des Löffels 8 und der Geschwindigkeit so ein, dass sich die Schneidspitze 8T des Löffels 8 entlang dem Grab-Zielgeländeformdatendetail U bewegt. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 erzeugt das Steuersignal N, das zum Steuern der Arbeitseinheit 2 verwendet wird, so dass sich die Schneidspitze 8T des Löffels 8 entlang dem Grab-Zielgeländeformdatendetail U bewegt, und gibt das Steuersignal an das Steuerventil 27 aus, das in 2 erläutert ist. Durch ein solches Verfahren ist die Geschwindigkeit, bei der sich die Arbeitseinheit 2 dem Grab-Zielgeländeformdatendetail U annähert, als Reaktion auf den Abstand bezüglich der Grab-Zielgeländeformdatendetails U begrenzt.
Die zwei Steuerventile 27, die jeweils in dem Auslegerzylinder 10, dem Armzylinder 11 und der Löffelzylinder 12 bereitgestellt sind, öffnen und schließen sich als Reaktion auf das Steuersignal N aus der Arbeitseinheit-Steuerung 26. Die Spule des Richtungssteuerventils 64 wird auf der Basis des Betriebs des linken Bedienhebels 25L oder des rechten Bedienhebels 25R und einer Anweisung zum Öffnen/Schließen des Steuerventils 27 betrieben, und das Arbeitsöl wird an den Auslegerzylinder 10, den Armzylinder 11 und den Löffelzylinder 12 geliefert.
Die Globalkoordinatenberechnungseinheit 23 weist die Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 der GNSS-Antennen 21 und 22 in dem Globalkoordinatensystem nach. Das Globalkoordinatensystem ist ein dreidimensionales Koordinatensystem, das durch (X, Y, Z) angegeben wird, das zum Beispiel auf einer Referenzposition PG einer Ausrichtungsmarkierung 60 beruht, die als eine Bezug dient, die in einem Arbeitsbereich GD des Baggers 100 installiert ist. Wie in 3A erläutert, ist die Referenzposition PG zum Beispiel an einer Spitze 60T der Ausrichtungsmarkierung 60 im Arbeitsbereich GD installiert. In der vorliegenden Ausführungsform bezieht sich das Globalkoordinatensystem zum Beispiel auf ein Koordinatensystem in GNSS.
Die Anzeige-Steuerung 28, der ist in 2 erläutert ist, berechnet die Position des Lokalkoordinatensystems, bei Betrachten in dem Globalkoordinatensystem, auf der Basis des Nachweisergebnis durch die Positionsdetektiervorrichtung 19. Das Lokalkoordinatensystem bezieht sich auf ein dreidimensionales Koordinatensystem, das durch (x, y, z) angegeben wird, das auf dem Bagger 100 basiert. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Referenzposition PL des Lokalkoordinatensystems auf zum Beispiel einem Schwenkkreis angeordnet, der zum Ausschwenken des oberen Schwenkkörpers 3 verwendet wird. In der vorliegenden Ausführungsform berechnet zum Beispiel die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Position des Lokalkoordinatensystems, beim Betrachten in dem Globalkoordinatensystem wie folgt.
Die Sensorsteuerung 39 berechnet den Neigungswinkel θ1 des Auslegers 6 bezüglich der Richtung (z-Richtung) senkrecht zur horizontalen Ebene in dem Lokalkoordinatensystem aus der durch den ersten Hubsensor 16 detektierten Auslegerzylinderlänge. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 berechnet den Neigungswinkel θ2 des Arms 7 bezüglich des Auslegers 6 aus der durch den zweiten Hubsensor 17 detektierten Armzylinderlänge. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 berechnet den Neigungswinkel θ3 des Löffels 8 bezüglich der Arm 7 aus der durch den dritten Hubsensor 18 detektierten Löffelzylinderlänge.
Eine Speichereinheit 26M der Arbeitseinheit-Steuerung 26 speichert ein Datendetail der Arbeitseinheit 2 (hierin im Folgenden entsprechend als Arbeitseinheit-Datendetail bezeichnet). Das Arbeitseinheit-Datendetail umfasst eine Länge L1 des Auslegers 6, eine Länge L2 des Arms 7, und eine Länge L3 des Löffels 8. Wie in 3A erläutert, ist die Länge L1 des Auslegers 6 der Länge vom Auslegerbolzen 13 zum Armbolzen 14 äquivalent. Die Länge L2 des Arms 7 ist der Länge vom Armbolzen 14 zum Löffelbolzen 15 äquivalent. Die Länge L3 des Löffels 8 ist der Länge vom Löffelbolzen 15 zur Schneidspitze 8T des Löffels 8 äquivalent. Die Schneidspitze 8T ist die Spitze der Schneide 8B, die in 1 erläutert ist. Weiterhin umfasst das Arbeitseinheit-Datendetail das Positionsinformationsdetail für den Auslegerbolzen 13 bezüglich der Referenzposition PL des Lokalkoordinatensystems.
4 ist ein schematisches Diagramm und erläutert ein Beispiel für eine Konstruktionszielfläche. Wie in 4 erläutert, umfasst das Zielkonstruktionsinformationsdetail T, das als Endziel nach dem Grab des Grabziels der Arbeitseinheit 2 dient, die in dem Bagger 100 enthalten ist, eine Vielzahl von Konstruktionszielflächen 41, die jeweils durch dreieckige Vielecke ausgedrückt sind. In 4 ist nur eine der Vielzahl von Konstruktionszielflächen 41 durch die Bezugsziffer 41 bezeichnet, und die Bezugsziffern der anderen Konstruktionszielflächen 41 sind weggelassen. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 steuert die Geschwindigkeit in einer Richtung, in der sich die Arbeitseinheit 2 an das Grabziel annähert, so dass die Geschwindigkeit gleich oder kleiner als eine Grenzgeschwindigkeit ist, um zu verhindern, dass der Löffel 8 die Grab-Zielgeländeform 431 abträgt. Diese Steuerung wird entsprechend als eine Grabsteuerung bezeichnet. Als Nächstes wird die Grabsteuerung, die durch die Arbeitseinheit-Steuerung 26 durchgeführt wird, beschrieben.
<Bezüglich Grabsteuerung>
5 ist ein Blockdiagramm und erläutert die Arbeitseinheit-Steuerung 26 und die Anzeige-Steuerung 28. 6 ist ein Diagramm und erläutert ein Beispiel für die Grab-Zielgeländeform 43I, die auf der Anzeigeeinheit angezeigt ist. 7 ist ein schematisches Diagramm und erläutert eine Beziehung zwischen einer Zielgeschwindigkeit, einem senkrechten Geschwindigkeitselement, und einem horizontalen Geschwindigkeitselement. 8 ist ein Diagramm und erläutert ein Berechnungsverfahren des senkrechten Geschwindigkeitselements und des horizontalen Geschwindigkeitselements. 9 ist ein Diagramm und erläutert ein Berechnungsverfahren des senkrechten Geschwindigkeitselements und des horizontalen Geschwindigkeitselements. 10 ist ein schematisches Diagramm und erläutert einen Abstand zwischen der Schneidspitze und der Konstruktionszielfläche. 11 ist ein Graph und erläutert ein Beispiel für ein Grenzgeschwindigkeitsinformationsdetail. 12 ist ein schematisches Diagramm und erläutert ein Berechnungsverfahren des senkrechten Geschwindigkeitselements einer Grenzgeschwindigkeit des Auslegers. 13 ist ein schematisches Diagramm und erläutert eine Beziehung zwischen das senkrechte Geschwindigkeitselement der Grenzgeschwindigkeit des Auslegers und der Grenzgeschwindigkeit des Auslegers. 14 ist ein Diagramm und erläutert ein Beispiel für eine Änderung in der Grenzgeschwindigkeit des Auslegers auf Grund der Bewegung der Schneidspitze.
Wie in 4 und 5 erläutert, erzeugt die Anzeige-Steuerung 28 das Grab-Zielgeländeformdatendetail U, und gibt das Datendetail an die Arbeitseinheit-Steuerung 26 aus. Die Grabsteuerung wird durchgeführt, zum Beispiel wenn der Maschinenführer des Baggers 100 einen Zustand wählt, wobei die Grabsteuerung durch den Schalter 29S durchgeführt wird, der in 2 erläutert ist. Wenn die Grabsteuerung durchgeführt wird, erzeugt die Arbeitseinheit-Steuerung 26 ein Ausleger-Anweisungssignal CBI, das für die Grabsteuerung notwendig ist, unter Verwendung des Ausleger-Betriebsbetrags MB, des Arm-Betriebsbetrags MA, des Löffel-Betriebsbetrags MT, des aus der Anzeige-Steuerung 28 gewonnenen Grab-Zielgeländeformdatendetails U und der aus der Sensorsteuerung 39 gewonnenen Neigungswinkel θ1, θ2, θ3, und θ5, erzeugt weiterhin ein Arm-Anweisungssignal und ein Löffel-Anweisungssignal, sofern notwendig, treibt das Steuerventil 27 und das Zwischenpositionsventil 27C an und steuert die Arbeitseinheit 2.
Als Erstes wird die Anzeige-Steuerung 28 beschrieben. Die Anzeige-Steuerung 28 umfasst eine Zielkonstruktionsinformationsdetail-Speichereinheit 28A, eine Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail-Erzeugungseinheit 28B, und eine Grab-Zielgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C. Die Zielkonstruktionsinformationsdetail-Speichereinheit 28A speichert das Zielkonstruktionsinformationsdetail T als ein Informationsdetail, das die Zielform in einem Arbeitsbereich angibt. Das Zielkonstruktionsinformationsdetail T umfasst ein Koordinatendatendetail und ein Winkeldatendetail, das notwendig ist zum Erzeugen der Grab-Zielgeländeformdatendetails U als ein Informationsdetail, das die Zielform des Grabziels angibt. Das Zielkonstruktionsinformationsdetail T umfasst ein Positionsinformationsdetail der Vielzahl von Konstruktionszielflächen 41. Das Zielkonstruktionsinformationsdetail T, das notwendig ist, damit der Grabsteuerungsarbeitseinheitsteuerung 26 die Arbeitseinheit 2 steuert oder notwendig ist zum Anzeigen der Grab-Zielgeländeformdatendetails Ua auf der Anzeigeeinheit 29, wird auf die Zielkonstruktionsinformationsdetail-Speichereinheit 28A über zum Beispiel eine drahtlose Verbindung heruntergeladen. Weiterhin kann das notwendige Zielkonstruktionsinformationsdetail T auf die Zielkonstruktionsinformationsdetail-Speichereinheit 28A durch Verbinden einer Anschlussvorrichtung, die das Zielkonstruktionsinformationsdetail speichert, mit der Anzeige-Steuerung 28 heruntergeladen oder durch Verbinden einer trennbaren Speichervorrichtung auf die Steuerung 28 übertragen werden.
Die Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail-Erzeugungseinheit 28B erzeugt ein Schwenkzentrum-Positionsdatendetail XR, das eine Position des Schwenkzentrums des Baggers 100, der die Schwenkachse z des oberen Schwenkkörpers 3 passiert, auf der Basis des Referenzpositionsdatendetails P und des Schwenkkörper-Orientierungsdatendetails Q, die aus der Globalkoordinatenberechnungseinheit 23 gewonnen wurden, angibt. In den Schwenkzentrum-Positionsdatendetail XR passt die Referenzposition PL des Lokalkoordinatensystems auf die xy-Koordinaten.
Die Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail-Erzeugungseinheit 28B erzeugt das Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail S, das die aktuelle Position der Schneidspitze 8T des Löffels 8 angibt, auf der Basis des Schwenkzentrum-Positionsdatendetails XR und der Neigungswinkel θ1, θ2 und θ3 der Arbeitseinheit 2.
Wie zuvor beschrieben, erfasst die Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail-Erzeugungseinheit 28B das Referenzpositionsdatendetail P und das Schwenkkörper-Orientierungsdatendetail Q aus der Globalkoordinatenberechnungseinheit 23 bei zum Beispiel einer Frequenz von 10 Hz. Demnach kann die Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail-Erzeugungseinheit 28B das Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail S bei zum Beispiel einer Frequenz von 10 Hz aktualisieren. Die Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail-Erzeugungseinheit 28B gibt das aktualisierte Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail S an die Grab-Zielgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C aus.
Die Grab-Zielgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C erfasst das in der Zielkonstruktionsinformationsdetail-Speichereinheit 28A gespeicherte Zielkonstruktionsinformationsdetail T und das Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail S aus der Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail-Erzeugungseinheit 28B. Die Grab-Zielgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C legt einen Schnittpunkt zwischen der senkrechten Linie, die durch eine Schneidspitzenposition P4 zum aktuellen Zeitpunkt der Schneidspitze 8T und der Konstruktionszielfläche 41 in dem Lokalkoordinatensystem hindurchläuft, als eine Grabzielposition 44 fest. Der Grabzielposition 44 ist ein Punkt direkt unterhalb der Schneidspitzenposition P4 des Löffels 8. Wie in 4 erläutert, erfasst die Grab-Zielgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C eine Schnittlinie 43 zwischen einer Ebene 42 der Arbeitseinheit 2, die in der Richtung von vorne nach hinten des oberen Schwenkkörpers 3 definiert ist und durch die Grabzielposition 44 hindurchläuft, und das Zielkonstruktionsinformationsdetail T, das durch die Vielzahl von Konstruktionszielflächen 41 dargestellt ist, als eine Kandidatenlinie der Grab-Zielgeländeform 431 auf der Basis des Zielkonstruktionsinformationsdetails T und des Löffelschneidspitzenpositionsdatendetails S. Die Grabzielposition 44 ist ein Punkt auf der Kandidatenlinie. Die Ebene 42 ist eine Ebene parallel zu einer Ebene (Arbeitseinheit-Betriebsebene), wo die Arbeitseinheit 2 betrieben wird, oder die Arbeitseinheit-Betriebsebene.
Die Arbeitseinheit-Betriebsebene ist eine Ebene, die parallel zu einer xz-Ebene des Baggers 100 ist, wenn der Ausleger 6 und der Arm 7 sich nicht um die Achse parallel zur z-Achse des Lokalkoordinatensystems des Baggers 100 drehen. Wenn mindestens einer des Auslegers 6 und des Arms 7 sich um die Achse parallel zur z-Achse des Lokalkoordinatensystems des Baggers 100 dreht, ist die Arbeitseinheit-Betriebsebene eine Ebene senkrecht zur Drehachse des Arms, d.h. eine Ebene senkrecht zur Achse des Armbolzens 14, der in 1 erläutert ist. Hierin im Folgenden wird die Arbeitseinheit-Betriebsebene wird entsprechend als Arm-Betriebsebene bezeichnet.
Die Grab-Zielgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C bestimmt einen oder mehrere Wendepunkte um die Grabzielposition 44 des Zielkonstruktionsinformationsdetails T und die Linien darum herum als Grab-Zielgeländeform 43I, die als das Grabziel dient. In dem Beispiel, das in 4 erläutert ist, werden zwei Wendepunkte Pv1 und Pv2 und die Linien darum herum als die Grab-Zielgeländeform 431 bestimmt. Dann erzeugt die Grab-Zielgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C ein Positionsinformationsdetail von einem oder mehreren Wendepunkten um die Grabzielposition 44 herum und ein Winkelinformationsdetail der Linien darum herum als Grab-Zielgeländeformdatendetail U als ein Informationsdetail, das die Zielform des Grabziels angibt. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Grab-Zielgeländeform 431 durch Linien definiert, kann aber als eine Ebene definiert werden, auf der Basis von zum Beispiel der Breite des Löffels 8 oder dergleichen. Das Grab-Zielgeländeformdatendetail U, das auf diese Weise erzeugt wurde, umfasst ein Informationsdetail eines Teils der Vielzahl von Konstruktionszielflächen 41. Der Grab-Zielgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C gibt das erzeugte Grab-Zielgeländeformdatendetail U an die Arbeitseinheit-Steuerung 26 aus. In der vorliegenden Ausführungsform tauschen die Anzeige-Steuerung 28 und die Arbeitseinheit-Steuerung direkt Signals aus, können aber Signale über zum Beispiel eine fahrzeuginterne Signalleitung, wie CAN (Controller Area Network) austauschen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Grab-Zielgeländeformdatendetail U ein Informationsdetail auf dem Kreuzungsabschnitt zwischen der Ebene 42 als Arbeitseinheit-Betriebsebene, wo die Arbeitseinheit 2 betrieben wird, und mindestens einer Konstruktionszielfläche (eine erste Konstruktionszielfläche) 41, die die Zielform angibt. Die Ebene 42 ist die xz-Ebene in dem Lokalkoordinatensystem (x, y, z), das in 3A und 3B erläutert ist. Zusätzlich zu dem Grab-Zielgeländeformdatendetail U, das durch Ausschneiden der Vielzahl von Konstruktionszielflächen 41 in der Ebene 42 erhalten wurde, existiert auch ein Informationsdetail auf dem Kreuzungsabschnitt zwischen der Ebene, die die Ebene 42 schneidet, (oder senkrecht zu ihr ist) und parallel zur vertikalen Richtung und der mindestens einen Konstruktionszielfläche 41, die die Zielform angibt. Dieses Informationsdetail ist ein Informationsdetail, das die Zielform des Grabziels in der Breite-Richtung (die y-Richtung in dem Lokalkoordinatensystem) der Arbeitseinheit 2 angibt. Diese Information wird entsprechend als ein Datendetail über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform Uw bezeichnet. Ein Grab-Zielgeländeform 461 in der Breite-Richtung wird durch das Datendetail über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform Uw erzeugt. Das Datendetail über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform Uw und die Grab-Zielgeländeform 461 werden später im Einzelnen beschrieben. Weiterhin wird das Grab-Zielgeländeformdatendetail U, das durch Ausschneiden der Vielzahl von Konstruktionszielflächen 41 in der Ebene 42 erhalten wurde, entsprechend als ein Datendetail über eine in einer Richtung von vorne nach hinten ausgehobene Zielgeländeform U bezeichnet.
Die Anzeige-Steuerung 28 bewirkt, dass die Anzeigeeinheit 29 die Grab-Zielgeländeform 431 auf der Basis des Datendetails über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform Uw als das erste Grabzielgeländeforminformationsdetail oder des Datendetails über eine in einer Richtung von vorne nach hinten ausgehobene Zielgeländeform U als das zweite Grabzielgeländeforminformationsdetail, falls notwendig, anzeigt. Als Anzeige-Informationsdetail wird das Anzeige-Grab-Zielgeländeformdatendetail Ua verwendet. Die Anzeigeeinheit 29 zeigt zum Beispiel ein Bild an, wie in 5 erläutert, das eine Positionsbeziehung zwischen der Grab-Zielgeländeform 43I, die als das Grabziel des Löffels 8 festgelegt wurde, und der Schneidspitze 8T auf der Basis des Anzeige-Grab-Zielgeländeformdatendetails Ua angibt. Die Anzeige-Steuerung 28 bewirkt, dass die Anzeigeeinheit 29 die Grab-Zielgeländeform (die Anzeige-Grab-Zielgeländeform) 431 auf der Basis des Anzeige-Grab-Zielgeländeformdatendetail Ua anzeigt. Das Datendetail über eine in einer Richtung von vorne nach hinten ausgehobene Zielgeländeform U und das Datendetail über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform Uw, die an die Arbeitseinheit-Steuerung 26 ausgegeben werden, werden bei der Grabsteuerung verwendet. Das Grab-Zielgeländeformdatendetail U und das Datendetail über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform Uw, die bei der Grabsteuerung verwendet werden, werden entsprechend als ein Grab-Zielgeländeformdaten-Arbeitsdetail bezeichnet.
Wie zuvor beschrieben, erfasst die Grab-Zielgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C das Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail S aus der Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail-Erzeugungseinheit 28B bei zum Beispiel einer Frequenz von 10 Hz. Demnach kann die Grab-Zielgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C das Datendetail über eine in einer Richtung von vorne nach hinten ausgehobene Zielgeländeform U und das Datendetail über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform Uw bei zum Beispiel einer Frequenz von 10 Hz aktualisieren und die Datendetails an die Arbeitseinheit-Steuerung 26 ausgeben. Als Nächstes wird die Arbeitseinheit-Steuerung 26 beschrieben.
Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 umfasst eine Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52, eine Abstandserfassungseinheit 53, eine Grenzgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 54, eine Arbeitseinheit-Steuereinheit 57, und eine Grabsteuerungsbestimmungseinheit (hierin im Folgenden entsprechend als eine Steuerungsbestimmungseinheit bezeichnet)58. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 führt die Grabsteuerung unter Verwendung der Grab-Zielgeländeform 431 auf der Basis des oben beschriebenen Datendetails über eine in einer Richtung von vorne nach hinten ausgehobene Zielgeländeform U oder das Datendetail über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform Uw durch. Damit existieren in der vorliegenden Ausführungsform die Grab-Zielgeländeform 43I, die zur Anzeige verwendet wird, und die Grab-Zielgeländeform 43I, die bei der Grabsteuerung verwendet wird. Ersteres wird als eine Anzeige Grab-Zielgeländeform bezeichnet, und letzteres wird als eine Grabsteuerungsgrabzielgeländeform bezeichnet.
In der vorliegenden Ausführungsform werden die Funktionen der Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52, der Abstandserfassungseinheit 53, der Grenzgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 54, der Arbeitseinheit-Steuereinheit 57, und der Steuerungsbestimmungseinheit 58 von der Prozessoreinheit 26P realisiert, die in 2 erläutert ist. Als Nächstes wird die Grabsteuerung durch die Arbeitseinheit-Steuerung 26 beschrieben. Die Grabsteuerung ist ein Beispiel für die Grabsteuerung in der Richtung von vorne nach hinten der Arbeitseinheit 2, aber die Grabsteuerung ist auch in der Breite-Richtung der Arbeitseinheit 2 möglich. Die Grabsteuerung in der Breite-Richtung der Arbeitseinheit 2 wird später beschrieben.
Die Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52 bestimmt eine Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm, eine Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am und eine Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt. Die Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm ist eine Geschwindigkeit der Schneidspitze 8T, wenn nur der Auslegerzylinder 10 wird angetrieben. Der Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am ist eine Geschwindigkeit der Schneidspitze 8T, wenn nur der Armzylinder 11 wird angetrieben. Die Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt ist eine Geschwindigkeit der Schneidspitze 8T, wenn nur der Löffelzylinder 12 angetrieben wird. Der Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm wird als Reaktion auf den Ausleger-Betriebsbetrag MB berechnet. Der Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am wird als Reaktion auf den Arm-Betriebsbetrag MA berechnet. Die Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt wird als Reaktion auf den Löffel-Betriebsbetrag MT berechnet.
Die Speichereinheit 26M speichert ein Zielgeschwindigkeitsinformationsdetail zum Definieren einer Beziehung zwischen dem Ausleger-Betriebsbetrag MB und der Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm. Die Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52 bestimmt die Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm entsprechend dem Ausleger-Betriebsbetrag MB durch Bezugnahme auf das Zielgeschwindigkeitsinformationsdetail. Das Zielgeschwindigkeitsinformationsdetail ist ein Graph, in dem zum Beispiel eine Größe der Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm bezüglich des Ausleger-Betriebsbetrags MB beschrieben wird. Das Zielgeschwindigkeitsinformationsdetail kann in der Form einer Tabelle oder einer Gleichung vorliegen. Das Zielgeschwindigkeitsinformationsdetail umfasst ein Informationsdetail zum Definieren einer Beziehung zwischen dem Arm-Betriebsbetrag MA und der Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am. Das Zielgeschwindigkeitsinformationsdetail umfasst eine Informationsdetail zum Definieren eine Beziehung zwischen dem Löffel-Betriebsbetrag MT und der Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt. Die Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52 bestimmt die Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am entsprechend dem Arm-Betriebsbetrag MA durch Bezugnahme auf das Zielgeschwindigkeitsinformationsdetail. Die Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52 bestimmt die Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt entsprechend dem Löffel-Betriebsbetrag MT durch Bezugnahme auf das Zielgeschwindigkeitsinformationsdetail. Wie in 7 erläutert, wandelt die Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52 die Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm in ein Geschwindigkeitselement (hierin im Folgenden entsprechend als ein senkrechtes Geschwindigkeitselement bezeichnet) Vcy_bm in einer Richtung senkrecht zur Grab-Zielgeländeform 431 (das Grab-Zielgeländeformdatendetail U) und ein Geschwindigkeitselement (hierin im Folgenden entsprechend als ein horizontales Geschwindigkeitselement bezeichnet) Vcx_bm in einer Richtung parallel zur Grab-Zielgeländeform 431 (Grab-Zielgeländeformdatendetail U) um.
Zum Beispiel erfasst die Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52 als Erstes den Neigungswinkel θ5 aus der Sensorsteuerung 39 und erhält eine Neigung in der Richtung senkrecht zur Grab-Zielgeländeform 431 bezüglich der senkrechten Achse des Globalkoordinatensystems. Dann erhält die Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52 einen Winkel β2 (siehe 8), der eine Neigung zwischen der senkrechten Achse des Lokalkoordinatensystems und der Richtung senkrecht zur Grab-Zielgeländeform 431 aus einer solchen Neigung darstellt.
Als Nächstes wandelt, wie in 8 erläutert, die Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52 die Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm in das Geschwindigkeitselement VL1_bm in der senkrechten Achsenrichtung des Lokalkoordinatensystems und ein Geschwindigkeitselement VL2_bm in der horizontalen Achsenrichtung durch eine trigonometrische Funktion aus dem Winkel β2, der zwischen der senkrechten Achse des Lokalkoordinatensystems und der Richtung der Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm gebildet ist, um. Dann wandelt, wie in 9 erläutert, die Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52 das Geschwindigkeitselement VL1_bm in der senkrechten Achsenrichtung des Lokalkoordinatensystems und das Geschwindigkeitselement VL2_bm in der horizontalen Achsenrichtung in das senkrechte Geschwindigkeitselement Vcy_bm und das horizontale Geschwindigkeitselement Vcx_bm bezüglich der oben beschriebenen Grab-Zielgeländeform 431 durch eine trigonometrische Funktion aus einer Neigung β1, die zwischen der senkrechten Achse des oben beschriebenen Lokalkoordinatensystems und der Richtung senkrecht zur Grab-Zielgeländeform 431 ausgebildet ist, um. Gleichermaßen wandelt die Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52 die Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am in ein senkrechtes Geschwindigkeitselement Vcy_am in der senkrechten Achsenrichtung des Lokalkoordinatensystems und ein horizontales Geschwindigkeitselement Vcx_am um. Die Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52 wandelt die Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt in ein senkrechtes Geschwindigkeitselement Vcy_bkt in der senkrechten Achsenrichtung des Lokalkoordinatensystems und ein horizontales Geschwindigkeitselement Vcx_bkt um.
Wie in 10 erläutert, erfasst die Abstandserfassungseinheit 53 einen Abstand d zwischen der Schneidspitze 8T des Löffels 8 und der Grab-Zielgeländeform 431. Insbesondere berechnet die Abstandserfassungseinheit 53 den Abstand d, der als der kürzeste Abstand zwischen der Schneidspitze 8T des Löffels 8 und der Grab-Zielgeländeform 431 dient, aus dem wie oben beschrieben gewonnenen Positionsinformationsdetail der Schneidspitze 8T und dem Grab-Zielgeländeformdatendetail U, das die Position der Grab-Zielgeländeform 431 angibt. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Grabsteuerung auf der Basis des Abstands d durchgeführt, der als der kürzeste Abstand zwischen der Schneidspitze 8T des Löffels 8 und der Grab-Zielgeländeform 431 dient.
Die Grenzgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 54 berechnet eine Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt der kompletten Arbeitseinheit 2, die in 1 erläutert ist, auf der Basis des Abstands d zwischen der Schneidspitze 8T des Löffels 8 und der Grab-Zielgeländeform 43I. Die Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt der kompletten Arbeitseinheit 2 ist eine Bewegungsgeschwindigkeit der Schneidspitze 8T, die in einer Richtung zulässig ist, in der sich die Schneidspitze 8T des Löffels 8 der Grab-Zielgeländeform 431 annähert. Die Speichereinheit 26M, die in 2 erläutert ist, speichert ein Grenzgeschwindigkeit Informationsdetail zum Definieren einer Beziehung zwischen dem Abstand d und der Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt.
11 erläutert ein Beispiel für das Grenzgeschwindigkeitsinformationsdetail. In 11 ist die horizontale Achse der Abstand d, und die vertikale Achse ist die Grenzgeschwindigkeit Vcy. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Abstand d, wenn die Schneidspitze 8T außerhalb der Grab-Zielgeländeform 431 lokalisiert ist, d.h. auf der Seite der Arbeitseinheit 2 des Baggers 100, ein positiver Wert, und der Abstand d ist ein negativer Wert, wenn die Schneidspitze 8T innerhalb der Grab-Zielgeländeform 43I, d.h. innerhalb des Grabziels in Beziehung zur Grab-Zielgeländeform 43I, lokalisiert ist. Zum Beispiel kann, wie in 10 erläutert, auch gesagt werden, dass der Abstand d, wenn die Schneidspitze 8T über der Grab-Zielgeländeform 431 lokalisiert ist, ein positiver Wert ist, und der Abstand d ein negativer Wert ist, wenn die Schneidspitze 8T unter der Grab-Zielgeländeform 431 lokalisiert ist. Weiterhin kann auch gesagt werden, dass der Abstand d, wenn die Schneidspitze 8T sich an einer Position des Nichtabtragens der Grab-Zielgeländeform 431 befindet, ein positiver Wert ist, und der Abstand d ein negativer Wert ist, wenn die Schneidspitze 8T sich an einer Position des Aushebens der Grab-Zielgeländeform 431 befindet. Der Abstand d ist, wenn die Schneidspitze 8T an der Grab-Zielgeländeform 431 lokalisiert ist, d.h. wenn die Schneidspitze 8T mit der Grab-Zielgeländeform 431 in Kontakt ist, Null.
In der vorliegenden Ausführungsform wird angenommen, dass die Geschwindigkeit, wenn sich die Schneidspitze 8T aus dem Inneren der Grab-Zielgeländeform 431 nach Außerhalb fortbewegt, ein positiver Wert ist und die Geschwindigkeit, wenn sich die Schneidspitze 8T von außerhalb der Grab-Zielgeländeform 431 nach innerhalb davon bewegt, ein negativer Wert ist. D.h. es wird angenommen, dass die Geschwindigkeit, wenn sich die Schneidspitze 8T von der Grab-Zielgeländeform 431 nach oben bewegt, ein positiver Wert ist, und die Geschwindigkeit, wenn sich die Schneidspitze 8T nach unten bewegt, ein negativer Wert ist.
In dem Grenzgeschwindigkeitsinformationsdetail ist die Neigung der Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt, wenn der Abstand d zwischen d1 und d2 ist, kleiner als die Neigung, als wenn der Abstand d gleich oder größer ist als d1 oder gleich oder kleiner ist als d2. d1 ist größer als Null. d2 ist kleiner als Null. Um die Grenzgeschwindigkeit im Betrieb nahe der Grab-Zielgeländeform 431 spezifischer festzulegen, wird Neigung, wenn der Abstand d zwischen d1 und d2 ist, so festgelegt, dass sie kleiner ist als die Neigung, wenn der Abstand d gleich oder größer ist als d1 oder gleich oder kleiner ist als d2. Wenn der Abstand d gleich oder größer ist als d1, ist die Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt ein negativer Wert, und die Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt nimmt ab, wenn der Abstand d zunimmt. D.h. wenn der Abstand d gleich oder größer ist als d1, nimmt die Geschwindigkeit von der Grab-Zielgeländeform 431 nach unten hin zu und der absolute Wert der Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt nimmt zu, wenn sich die Schneidspitze 8T über der Grab-Zielgeländeform 431 von der Grab-Zielgeländeform 431 weg bewegt. Wenn der Abstand d gleich oder kleiner als Null ist, ist die Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt ein positiver Wert, und die Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt nimmt zu, wenn der Abstand d zunimmt. D.h. wenn der Abstand d, in dem sich die Schneidspitze 8T des Löffels 8 von der Grab-Zielgeländeform 431 weg bewegt, gleich oder kleiner als Null ist, nimmt die Geschwindigkeit von der Grab-Zielgeländeform 431 nach oben hin zu und der absolute Wert der Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt nimmt zu, wenn sich die Schneidspitze 8T unter der Grab-Zielgeländeform 431 von der Grab-Zielgeländeform 431 weg bewegt.
Wenn der Abstand d gleich oder größer ist als ein erster vorbestimmter Wert dthl, wird die Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt zu Vmin. Der erste vorbestimmte Wert dth1 ist ein positiver Wert und größer ist als d1. Vmin ist kleiner als der minimale Wert der Zielgeschwindigkeit. D.h. wenn der Abstand d gleich oder größer ist als der erste vorbestimmte Wert dthl, ist der Betrieb der Arbeitseinheit 2 nicht eingeschränkt. Wenn sich demnach die Schneidspitze 8T über der Grab-Zielgeländeform 431 weitgehend von der Grab-Zielgeländeform 431 weg bewegt, wird keine Einschränkung des Betriebs der Arbeitseinheit 2, d.h. der Grabsteuerung, durchgeführt. Wenn der Abstand d kleiner ist als der erste vorbestimmte Wert dthl, ist der Betrieb der Arbeitseinheit 2 ist eingeschränkt. Insbesondere ist, wie später beschrieben wird, der Betrieb des Auslegers 6 eingeschränkt, wenn der Abstand d kleiner ist als der erste vorbestimmte Wert dth1.
Die Grenzgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 54 berechnet das senkrechte Geschwindigkeitselement (hierin im Folgenden entsprechend als ein senkrechtes Grenzgeschwindigkeitselement des Auslegers 6 bezeichnet) Vcy_bm_lmt der Grenzgeschwindigkeit des Auslegers 6 aus der Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt der kompletten Arbeitseinheit 2, der Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am und der Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt. Wie in 12 erläutert, berechnet die Grenzgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 54 ein senkrechtes Grenzgeschwindigkeitselement Vcy_bm_lmt des Auslegers 6 durch Subtrahieren des senkrechten Geschwindigkeitselements Vcy_am der Arm-Zielgeschwindigkeit und des senkrechten Geschwindigkeitselements Vcy_bkt der Löffel-Zielgeschwindigkeit von der Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt der kompletten Arbeitseinheit 2.
Wie in 13 erläutert, wandelt die Grenzgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 54 das senkrechte Grenzgeschwindigkeitselement Vcy_bm_lmt des Auslegers 6 in eine Grenzgeschwindigkeit (eine Ausleger-Grenzgeschwindigkeit) Vc_bm_lmt des Auslegers 6 um. Die Grenzgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 54 erfasst eine Beziehung zwischen der Richtung senkrecht zur Grab-Zielgeländeform 431 und der Richtung der Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_lmt aus dem Neigungswinkel θ1 des Auslegers 6, dem Neigungswinkel θ2 des Arms 7, dem Neigungswinkel θ3 des Löffels 8, dem Referenzpositionsdatendetail der GNSS-Antennen 21 und 22, dem Grab-Zielgeländeformdatendetail U und dergleichen, wie vorstehend beschrieben, und wandelt das senkrechte Grenzgeschwindigkeitselement Vcy_bm_lmt des Auslegers 6 in die Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_lmt um. Die Berechnung wird in diesem Fall gemäß einer Verfahrensweise durchgeführt, die der Berechnung des Erhalts des senkrechten Geschwindigkeitselements Vcy_bm in der Richtung senkrecht zur Grab-Zielgeländeform 431 aus der Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm, wie vorstehend beschrieben, entgegengesetzt ist.
Das Wechselventil 51, das in 2 erläutert ist, wählt einen größeren unter dem auf der Basis des Betriebs des Auslegers 6 erzeugten Pilotdruck und dem durch das Zwischenpositionsventil 27C auf der Basis der Auslegerzwischenpositionsanweisung CBI erzeugten Pilotdruck aus und liefert den Pilotdruck an das Richtungssteuerventil 64. Wenn der Pilotdruck auf der Basis der Auslegerzwischenpositionsanweisung CBI größer ist als der auf der Basis des Betriebs des Auslegers 6 erzeugte Pilotdruck, wird das Richtungssteuerventil 64 entsprechend dem Auslegerzylinder 10 durch den Pilotdruck auf der Basis der Auslegerzwischenpositionsanweisung CBI betrieben. Als Ergebnis wird der Antrieb des Auslegers 6 auf der Basis der Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_lmt realisiert.
Die Arbeitseinheit-Steuereinheit 57 steuert die Arbeitseinheit 2. Die Arbeitseinheit-Steuereinheit 57 steuert den Auslegerzylinder 10, den Armzylinder 11 und den Löffelzylinder 12 durch Ausgabe des Arm-Anweisungssignals, des Ausleger-Anweisungssignals, der Auslegerzwischenpositionsanweisung CBI, und des Löffel-Anweisungssignal an das Steuerventil 27 und das Zwischenpositionsventil 27C, das in 2 erläutert ist. Das Arm-Anweisungssignal, das Ausleger-Anweisungssignal, die Auslegerzwischenpositionsanweisung CBI bzw. das Löffel-Anweisungssignal umfassen aktuelle Werte als Reaktion auf die Ausleger-Anweisungsgeschwindigkeit, die Arm-Anweisungsgeschwindigkeit, und die Löffel-Anweisungsgeschwindigkeit.
Wenn der auf der Basis des Bewegungsbetriebs des Auslegers 6 nach oben erzeugte Pilotdruck größer ist als der Pilotdruck auf der Basis der Auslegerzwischenpositionsanweisung CBI, wählt das Wechselventil 51 den Pilotdruck auf der Basis des Hebelbetriebs. Das Richtungssteuerventil 64 entsprechend dem Auslegerzylinder 10 wird durch den Pilotdruck betrieben, der durch das Wechselventil 51 auf der Basis des Betriebs des Auslegers 6 gewählt wird. D.h. da der Ausleger 6 auf der Basis der Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm angetrieben wird, wird der Ausleger nicht auf der Basis der Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_lmt angetrieben.
Wenn der auf der Basis des Betriebs des Auslegers 6 erzeugte Pilotdruck größer ist als der Pilotdruck auf der Basis der Auslegerzwischenpositionsanweisung CBI, wählt die Arbeitseinheit-Steuereinheit 57 jeweils die Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm, die Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am und die Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt als die Ausleger-Anweisungsgeschwindigkeit, die Arm-Anweisungsgeschwindigkeit, und die Löffel-Anweisungsgeschwindigkeit. Die Arbeitseinheit-Steuereinheit 57 bestimmt die Geschwindigkeiten (eine Zylindergeschwindigkeit) des Auslegerzylinders 10, des Armzylinders 11 und des Löffelzylinders 12 als Reaktion auf die Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm, die Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am und die Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt. Dann betreibt die Arbeitseinheit-Steuereinheit 57 den Auslegerzylinder 10, den Armzylinder 11 und den Löffelzylinder 12 durch Steuern des Steuerventils 27 auf der Basis der bestimmten Zylindergeschwindigkeit.
Damit betreibt, im Normalbetrieb, die Arbeitseinheit-Steuereinheit 57 den Auslegerzylinder 10, den Armzylinder 11 und den Löffelzylinder 12 als Reaktion auf den Ausleger-Betriebsbetrag MB, den Arm-Betriebsbetrag MA und den Löffel-Betriebsbetrag MT. Demnach wird der Auslegerzylinder 10 bei der Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm betrieben, der Armzylinder 11 wird bei der Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am betrieben und der Löffelzylinder 12 wird bei der Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt betrieben.
Wenn der Pilotdruck auf der Basis der Auslegerzwischenpositionsanweisung CBI größer ist als der auf der Basis des Betriebs des Auslegers 6 erzeugte Pilotdruck, wählt das Wechselventil 51 den aus dem Zwischenpositionsventil 27C ausgegebenen Pilotdruck auf der Basis der Zwischenpositionsanweisung. Als Ergebnis wird der Ausleger 6 wird bei der Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_lmt betrieben, während der Arm 7 bei der Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am betrieben wird. Weiterhin wird der Löffel 8 bei der Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt betrieben.
Wie zuvor beschrieben, wird das senkrechte Grenzgeschwindigkeitselement Vcy_bm_lmt des Auslegers 6 durch Subtrahieren des senkrechten Geschwindigkeitselements Vcy_am der Arm-Zielgeschwindigkeit und des senkrechten Geschwindigkeitselements Vcy_bkt der Löffel-Zielgeschwindigkeit von der Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt der kompletten Arbeitseinheit 2 berechnet. Wenn demnach die Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt der kompletten Arbeitseinheit 2 kleiner ist als die Summe des senkrechten Geschwindigkeitselements Vcy_am der Arm-Zielgeschwindigkeit und des senkrechten Geschwindigkeitselements Vcy_bkt der Löffel-Zielgeschwindigkeit, wird das senkrechte Grenzgeschwindigkeitselement Vcy_bm_lmt des Auslegers 6 zu einem negativen Wert, bei dem sich der Ausleger nach oben bewegt.
Demnach wird die Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_lmt zu einem negativen Wert. Damit bewegt die Arbeitseinheit-Steuereinheit 57 den Ausleger 6 nach unten, reduziert aber die Geschwindigkeit davon, damit sie kleiner ist als die Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm. Aus diesem Grund ist es möglich zu verhindern, dass der Löffel 8 die Grab-Zielgeländeform 431 abträgt, während das Gefühl der Unsicherheit beim Maschinenführer gering gehalten wird.
Wenn die Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt der kompletten Arbeitseinheit 2 größer ist als die Summe des senkrechten Geschwindigkeitselements Vcy_am der Arm-Zielgeschwindigkeit und des senkrechten Geschwindigkeitselements Vcy_bkt der Löffel-Zielgeschwindigkeit, wird das senkrechte Grenzgeschwindigkeitselement Vcy_bm_lmt des Auslegers 6 zu einem positiven Wert. Demnach wird die Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_lmt zu einem positiven Wert. In diesem Fall bewegt sich, sogar wenn die Bedienvorrichtung 25 in einer Richtung betrieben wird, in der sich der Ausleger 6 nach unten bewegt, der Ausleger 6 nach oben auf der Basis des Anweisungssignal aus dem Zwischenpositionsventil 27C, das in 2 erläutert ist. Aus diesem Grund ist es möglich, die Ausdehnung der Abtragung der Grab-Zielgeländeform 431 sofort zu unterbinden.
Wenn die Schneidspitze 8T über der Grab-Zielgeländeform 431 lokalisiert ist, nimmt der absolute Wert des senkrechten Grenzgeschwindigkeitselements Vcy_bm_lmt des Auslegers 6 ab und der absolute Wert für das Geschwindigkeitselement (hierin im Folgenden entsprechend als horizontales Grenzgeschwindigkeitselement bezeichnet) Vcx_bm_lmt der Grenzgeschwindigkeit des Auslegers 6 in einer Richtung parallel zur Grab-Zielgeländeform 431 nimmt auch ab, wenn sich die Schneidspitze 8T an die Grab-Zielgeländeform 431 annähert. Wenn also die Schneidspitze 8T über der Grab-Zielgeländeform 431 lokalisiert ist, nehmen die Geschwindigkeit in der Richtung senkrecht zur Grab-Zielgeländeform 431 des Auslegers 6 und die Geschwindigkeit in einer Richtung parallel zur Grab-Zielgeländeform 431 des Auslegers 6 zusammen ab, wenn sich die Schneidspitze 8T an die Grab-Zielgeländeform 431 annähert. Der Arm 7 und der Löffel 8 werden zur gleichen Zeit in einer solchen Weise betrieben, dass der linke Bedienhebel 25L und der rechte Bedienhebel 25R zur gleichen Zeit durch den Maschinenführer des Baggers und des Auslegers 6 betrieben werden. Dabei ist unter der Annahme, dass die Zielgeschwindigkeit Vc_bm, Vc_am, Vc_bkt des Auslegers 6, des Arms 7 und des Löffels 8 eingegeben werden, die oben beschriebene Steuerung wie nachstehend beschrieben.
14 erläutert ein Beispiel für eine Änderung in der Grenzgeschwindigkeit des Auslegers 6, wenn der Abstand d zwischen der Grab-Zielgeländeform 431 und der Schneidspitze 8T des Löffels 8 kleiner ist als der erste vorbestimmte Wert dthl und sich die Schneidspitze des Löffels 8 aus einer Position Pn1 zu einer Position Pn2 bewegt. Der Abstand zwischen der Schneidspitze 8T an der Position Pn2 und der Grab-Zielgeländeform 431 ist kleiner als der Abstand zwischen der Schneidspitze 8T an der Position Pn1 und der Grab-Zielgeländeform 43I. Aus diesem Grund ist ein senkrechtes Grenzgeschwindigkeitselement Vcy_bm_lmt2 des Auslegers 6 an der Position Pn2 kleiner als ein senkrechtes Grenzgeschwindigkeitselement Vcy_bm_lmt1 des Auslegers 6 an der Position Pn1. Demnach ist eine Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_lmt2 an der Position Pn2 kleiner als eine Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_lmt1 an der Position Pn1. Weiterhin ist ein horizontales Grenzgeschwindigkeitselement Vcx_bm_lmt2 des Auslegers 6 an der Position Pn2 kleiner als ein horizontales Grenzgeschwindigkeitselement Vcx_bm_lmt1 des Auslegers 6 an der Position Pn1. Dabei sind allerdings die Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am und die Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt nicht eingeschränkt. Aus diesem Grund sind das senkrechte Geschwindigkeitselement Vcy_am und das horizontale Geschwindigkeitselement Vcx_am der Arm-Zielgeschwindigkeit und das senkrechte Geschwindigkeitselement Vcy_bkt und das horizontale Geschwindigkeitselement Vcx_bkt der Löffel-Zielgeschwindigkeit nicht eingeschränkt.
Wie zuvor beschrieben wird eine Änderung im Arm-Betriebsbetrag entsprechend dem beabsichtigten Grab des Maschinenführers als eine Änderung in der Geschwindigkeit der Schneidspitze 8T des Löffels 8 in einer solchen Weise wiedergegeben, dass der Arm 7 nicht eingeschränkt ist. Aus diesem Grund kann die vorliegende Ausführungsform das Gefühl der Unsicherheit des Maschinenführers während des Grabbetriebs unterbinden, während die Ausdehnung der Abtragung der Grab-Zielgeländeform 431 unterbrochen wird.
Die Steuerungsbestimmungseinheit 58, die in 5 erläutert ist, bestimmt, ob die Grabsteuerung auf der Basis des Datendetails über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform Uw durchzuführen ist. Der Steuerungsbestimmungseinheit 58 unterbricht die Grabsteuerung, die aktuell durchgeführt wird, zum Beispiel wenn das Datendetail über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform Uw direkt unterhalb des Löffels 8 einen vorbestimmten oder mehrere Winkel bezüglich der horizontalen Ebene aufweist. Das von der Steuerungsbestimmungseinheit 58 durchgeführte Verfahren wird nachstehend beschrieben.
Die Schneidspitzenposition P4 der Schneidspitze 8T kann durch eine andere Positionierungsvorrichtung statt GNSS gemessen werden. Demnach kann der Abstand d zwischen der Schneidspitze 8T und der Grab-Zielgeländeform 431 durch eine andere Positionierungsvorrichtung statt GNSS gemessen werden. Der absolute Wert der Löffel-Grenzgeschwindigkeit ist kleiner als der absolute Wert der Löffel-Zielgeschwindigkeit. Der Löffel Grenzgeschwindigkeit kann durch zum Beispiel das gleiche Verfahren wie die Arm-Grenzgeschwindigkeit berechnet werden. Zu beachten ist, dass der Arm 7 und der Löffel 8 zusammen eingeschränkt sein können. Als Nächstes werden die Einzelheiten des Hydrauliksystems 300, das in 2 erläutert ist, und der Betrieb des Hydrauliksystems 300 während der Grabsteuerung beschrieben.
15 ist ein Diagramm und erläutert im Einzelnen eine Struktur des Hydrauliksystems 300, d.h. die in dem Bagger 100 enthalten ist. Wie in 15 erläutert, umfasst das Hydrauliksystem 300 einen hydraulischen Zylinder 60 mit dem Auslegerzylinder 10, dem Armzylinder 11 und dem Löffelzylinder 12. Der hydraulische Zylinder 60 wird durch das Arbeitsöl betrieben, das aus der hydraulischen Pumpen 36 und 37 geliefert wird, die in 2 erläutert ist.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Richtungssteuerventil 64, das die Richtung steuert, in der das Arbeitsöl fließt, bereitgestellt. Das Richtungssteuerventil 64 ist jeweils in dem Auslegerzylinders 10, dem Armzylinder 11 und dem Löffelzylinder 12 angeordnet. Hierin im Folgenden werden der Auslegerzylinder 10, der Armzylinder 11 und der Löffelzylinder 12 als hydraulischer Zylinder 60 bezeichnet, wenn die Zylinder untereinander nicht unterschieden werden. Das Richtungssteuerventil 64 ist eine Art Spule, die eine Spule 64S in Stabform bewegt und die Richtung ändert, in der das Arbeitsöl fließt. Die Spule 64S bewegt sich durch das Pilotöl des Arbeitsöls, das aus der Bedienvorrichtung 25 geliefert wird, die in 2 erläutert ist. Das Richtungssteuerventil 64 liefert das Arbeitsöl (hierin im Folgenden entsprechend als Pilotöl bezeichnet) an den hydraulischen Zylinder 60 durch die Bewegung der Spule und betreibt den hydraulischen Zylinder 60.
Das Arbeitsöl, das aus den hydraulischen Pumpen 36 und 37 geliefert wird, die in 2 erläutert sind, wird an den hydraulischen Zylinder 60 über das Richtungssteuerventil 64 geliefert. Die Spule 64S bewegt sich in Achsenrichtung, und somit werden die Zufuhr des Arbeitsöls auf einer kappenseitigen Ölkammer 48R des hydraulischen Zylinders 60 und die Zufuhr des Arbeitsöls auf einer stabseitigen Ölkammer 47R umgeschaltet. Weiterhin bewegt sich die Spule 64S in Achsenrichtung, und somit wird eine dem hydraulischen Zylinder 60 zugeführte Menge (eine pro Zeiteinheit zugeführte Menge) des Arbeitsöls eingestellt. Die dem hydraulischen Zylinder 60 zugeführte Menge des Arbeitsöls wird eingestellt, und somit wird die Zylindergeschwindigkeit des hydraulischen Zylinder 60 ist eingestellt. Ein Spulen-Hubsensor 65, der einen Bewegungsbetrag (eine Bewegungsdistanz) der Spule 64S detektiert, ist in einem später zu beschreibenden Richtungssteuerventil 640 bereitgestellt, das das Arbeitsöl an den Auslegerzylinder 10 und ein später zu beschreibendes Richtungssteuerventil 641 liefert, das das Arbeitsöl an den Armzylinder 11 liefert.
Der Betrieb des Richtungssteuerventils 64 wird durch die Bedienvorrichtung 25 eingestellt. Das Arbeitsöl, das ist aus der hydraulische Pumpe 36 geliefert und durch das Entspannungsventil entspannt wird, wird als Pilotöl an die Bedienvorrichtung 25 geliefert. Das Pilotöl, das aus einer von der hydraulischen Pumpe 36 verschiedenen hydraulischen Pilotpumpe geliefert wird, kann an die Bedienvorrichtung 25 geliefert werden. Die Bedienvorrichtung 25 wird auf einen hydraulischen Pilotdruck auf der Basis des Betriebs von jedem Bedienhebel eingestellt. Das Richtungssteuerventil 64 wird durch den hydraulischen Pilotdruck angetrieben. Da der hydraulische Pilotdruck durch die Bedienvorrichtung 25 eingestellt wird, wird der Bewegungsbetrag der Spule 64S bezüglich der Achsenrichtung eingestellt.
Das Richtungssteuerventil 64 ist jeweils in dem Auslegerzylinder 10, dem Armzylinder 11 und dem Löffelzylinder 12 bereitgestellt. In der Beschreibung nachstehend wird das Richtungssteuerventil 64, das mit dem Auslegerzylinder 10 verbunden ist, entsprechend als das Richtungssteuerventil 640 bezeichnet. Das Richtungssteuerventil 64, das mit dem Armzylinder 11 verbunden ist, wird entsprechend als das Richtungssteuerventil 641 bezeichnet. Das Richtungssteuerventil 64, das mit dem Löffelzylinder 12 verbunden ist, wird entsprechend als ein Richtungssteuerventil 642 bezeichnet.
Die Bedienvorrichtung 25 und das Richtungssteuerventil 64 sind verbunden miteinander über den Pilotdurchgangsweg 450 verbunden. Das Pilotöl, das zur Bewegung der Spule 64S des Richtungssteuerventils 64 verwendet wird, fließt durch den Pilot-Durchgangsweg 450. In der vorliegenden Ausführungsform sind das Steuerventil 27, der Drucksensor 66, und ein Drucksensor 67 in dem Pilotdurchgangsweg 450 angeordnet.
Der Pilotdurchgangsweg 450 ist mit dem Richtungssteuerventil 64 verbunden. Das Pilotöl wird über den Pilotdurchgangsweg 450 an das Richtungssteuerventil 64 geliefert. Das Richtungssteuerventil 64 umfasst eine erste Druckaufnahmekammer und eine zweite Druckaufnahmekammer. Der Pilotdurchgangsweg 450 ist mit der ersten Druckaufnahmekammer und der zweiten Druckaufnahmekammer verbunden. Wenn das Pilotöl an die erste Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerventils 64 über die später zu beschreibenden Pilotdurchgangswege 4520B, 4521B, und 4522B geliefert wird, bewegt sich die Spule 64S als Reaktion auf den hydraulischen Pilotdruck, und das Arbeitsöl wird über das Richtungssteuerventil 64 an die kappenseitige Ölkammer 48R des hydraulischen Zylinders 60 geliefert. Die zugeführte Menge des Arbeitsöls an der kappenseitigen Ölkammer 48R wird durch den Betriebsbetrag der Bedienvorrichtung 25 (Bewegungsbetrag der Spule 64S) eingestellt.
Wenn das Pilotöl über später zu beschreibende Pilotdurchgangswege 4520A, 4521A, und 4522A an die zweite Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerventils 64 geliefert wird, bewegt sich die Spule als Reaktion auf den hydraulischen Pilotdruck, und das Arbeitsöl wird an die stabseitige Ölkammer 47R des hydraulischen Zylinders 60 über das Richtungssteuerventil 64 geliefert. Die an der stabseitigen Ölkammer 47R zugeführte Menge des Arbeitsöls wird durch den Betriebsbetrag der Bedienvorrichtung 25 (Bewegungsbetrag der Spule 64S) eingestellt.
D.h. die Spule 64S bewegt sich zu einer Seite in der Achsenrichtung, und somit wird das Pilotöl, bei dem der hydraulische Pilotdruck durch die Bedienvorrichtung 25 eingestellt ist, an das Richtungssteuerventil 64 geliefert. Die Spule 64S bewegt sich zu der anderen Seite in der Achsenrichtung, und somit wird das Pilotöl, bei dem der hydraulische Pilotdruck durch die Bedienvorrichtung 25 eingestellt ist, an das Richtungssteuerventil 64 geliefert. Als Ergebnis wird die Position der Spule 64S bezüglich der Achsenrichtung eingestellt.
In der Beschreibung nachstehend, wird der Pilotdurchgangsweg 450, der mit dem Richtungssteuerventil 640 verbunden ist, das das Arbeitsöl an den Auslegerzylinder 10 liefert, entsprechend als Auslegereinstelldurchgangswege 4520A und 4520B bezeichnet. Der Pilotdurchgangsweg 450, der mit dem Richtungssteuerventil 641 verbunden ist, das das Arbeitsöl an den Armzylinder 11 liefert, wird entsprechend als Armeinstelldurchgangswege 4521A und 4521B bezeichnet. Der Pilotdurchgangsweg 450, der mit dem Richtungssteuerventil 642 verbunden ist, das das Arbeitsöl an die Löffelzylinder 12 liefert, wird entsprechend als Löffeleinstelldurchgangswege 4522A und 4522B bezeichnet.
In der Beschreibung nachstehend, wird der Pilotdurchgangsweg 450, der mit dem Auslegereinstelldurchgangsweg 4520A verbunden ist, entsprechend als Auslegerbetriebsdurchgangsweg 4510A bezeichnet, und der Pilotdurchgangsweg 450, der mit dem Auslegereinstelldurchgangsweg 4520B verbunden ist, wird entsprechend als Auslegerbetriebsdurchgangsweg 4510B bezeichnet. Der Pilotdurchgangsweg 450, der mit dem Armeinstelldurchgangsweg 4521A verbunden ist, wird entsprechend als Armbetrieb-Durchgangsweg 4511A bezeichnet, und der Pilotdurchgangsweg 450, der mit dem Armeinstelldurchgangsweg 4521B verbunden ist, wird entsprechend als Armbetrieb-Durchgangsweg 4511B bezeichnet. Der Pilotdurchgangsweg 450, der mit dem Löffeleinstelldurchgangsweg 4522A verbunden ist, wird entsprechend als Löffelbetrieb-Durchgangsweg 4512A bezeichnet, und der Pilotdurchgangsweg 450, der mit dem Löffeleinstelldurchgangsweg 4522B verbunden ist, wird entsprechend als Löffelbetrieb-Durchgangsweg 4512B bezeichnet.
Der Auslegerbetriebsdurchgangsweg (4510A, 4510B) und der Auslegereinstelldurchgangsweg (4520A, 4520B) sind mit der hydraulischen Pilotbedienvorrichtung 25 verbunden. Das Pilotöl, bei dem der Druck als Reaktion auf den Betriebsbetrag der Bedienvorrichtung 25 eingestellt ist, fließt zum Auslegerbetriebsdurchgangsweg (4510A, 4510B). Der Armbetrieb-Durchgangsweg (4511A, 4511B) und der Armeinstelldurchgangsweg (4521A, 4521B) sind mit der hydraulischen Pilotbedienvorrichtung 25 verbunden. Das Pilotöl, bei dem der Druck als Reaktion auf den Betriebsbetrag der Bedienvorrichtung 25 eingestellt wird, fließt zum Armbetrieb-Durchgangsweg (4511A, 4511B). Der Löffelbetrieb-Durchgangsweg (4512A, 4512B) und der Löffeleinstelldurchgangsweg (4522A, 4522B) sind mit der hydraulischen Pilotbedienvorrichtung 25 verbunden. Das Pilotöl, bei dem der Druck als Reaktion auf den Betriebsbetrag der Bedienvorrichtung 25 eingestellt wird, fließt zum Löffelbetrieb-Durchgangsweg (4512A, 4512B).
Der Auslegerbetriebsdurchgangsweg 4510A, der Auslegerbetriebsdurchgangsweg 4510B, der Auslegereinstelldurchgangsweg 4520A und der Auslegereinstelldurchgangsweg 4520B sind Ausleger-Durchgangswege, über die das Pilotöl, das zum Betrieb des Auslegers 6 verwendet wird, fließt. Der Armbetrieb-Durchgangsweg 4511A, der Armbetrieb-Durchgangsweg 4511B, der Armeinstelldurchgangsweg 4521A und der Armeinstelldurchgangsweg 4521B sind Arm-Durchgangswege, über die das Pilotöl, das zum Betrieb des Arms 7 verwendet wird, fließt. Der Löffelbetrieb-Durchgangsweg 4512A, die Löffelbetrieb-Durchgangsweg 4512B, der Löffeleinstelldurchgangsweg 4522A und der Löffeleinstelldurchgangsweg 4522B sind Löffel-Durchgangswege, über die das Pilotöl, das zum Betrieb des Löffels 8 verwendet wird, fließt.
Wie zuvor beschrieben, führt der Ausleger 6 zwei Arten von Betrieb des Bewegungsbetriebs nach unten und des Bewegungsbetrieb nach oben durch den Betrieb der Bedienvorrichtung 25 durch. Die Bedienvorrichtung 25 wird so betrieben, dass der Bewegungsbetrieb des Auslegers 6 nach unten durchgeführt und somit das Pilotöl an das Richtungssteuerventil 640 geliefert wird, das mit dem Auslegerzylinder 10 über den Auslegerbetriebsdurchgangsweg 4510A und den Auslegereinstelldurchgangsweg 4520A verbunden ist. Das Richtungssteuerventil 640 wird auf der Basis des hydraulischen Pilotdrucks betrieben. Als Ergebnis wird das Arbeitsöl aus der hydraulische Pumpen 36 und 37 an den Auslegerzylinder 10 geliefert, und der Bewegungsbetrieb des Auslegers 6 nach unten wird durchgeführt.
Die Bedienvorrichtung 25 wird so betrieben, dass der Bewegungsbetrieb des Auslegers 6 nach oben durchgeführt wird, und somit das Pilotöl an das Richtungssteuerventil 640 geliefert wird, das mit dem Auslegerzylinder 10 über den Auslegerbetriebsdurchgangsweg 4510B und den Auslegereinstelldurchgangsweg 4520B verbunden ist. Das Richtungssteuerventil 640 wird auf der Basis des hydraulischen Pilotdrucks betrieben. Als Ergebnis wird das Arbeitsöl aus der hydraulische Pumpen 36 und 37 an den Auslegerzylinder 10 geliefert, und der Bewegungsbetrieb des Auslegers 6 nach oben wird durchgeführt.
D.h. in der vorliegenden Ausführungsform sind der Auslegerbetriebsdurchgangsweg 4510A und der Auslegereinstelldurchgangsweg 4520A nach unten Ausleger-Bewegungswege, die mit der zweiten Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerventils 640 verbunden sind und über die das Pilotöl, das zum Bewegen des Auslegers 6 verwendet wird, nach unten fließt. Der Auslegerbetriebsdurchgangsweg 4510B und den Auslegereinstelldurchgangsweg 4520B sind Durchgangswege der Auslegerbewegung nach oben, die mit der ersten Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerventils 640 verbunden sind und über die das Pilotöl, das zum Bewegen des Auslegers 6 verwendet wird, nach oben fließt.
Weiterhin führt der Arm 7 zwei Arten von Betrieb des Bewegungsbetriebs nach unten und des Bewegungsbetrieb nach oben durch den Betrieb der Bedienvorrichtung 25 durch. Die Bedienvorrichtung 25 wird so betrieben, dass der Bewegungsbetrieb des Arms 7 nach oben durchgeführt und somit das Pilotöl an das Richtungssteuerventil 641 geliefert wird, das mit dem Armzylinder 11 über den Armbetrieb-Durchgangsweg 4511A und den Armeinstelldurchgangsweg 4521A verbunden ist. Das Richtungssteuerventil 641wird auf der Basis des hydraulischen Pilotdrucks betrieben. Als Ergebnis wird das Arbeitsöl aus der hydraulische Pumpen 36 und 37 an den Armzylinder 11 geliefert, und der Bewegungsbetrieb nach oben des Arms 7 durchgeführt wird.
Die Bedienvorrichtung 25 wird so betrieben, dass der Bewegungsbetrieb des Arms 7 nach unten durchgeführt wird, und somit das Pilotöl an das Richtungssteuerventil 641 geliefert wird, das mit dem Armzylinder 11 über den Armbetrieb-Durchgangsweg 4511B und den Armeinstelldurchgangsweg 4521B verbunden ist. Das Richtungssteuerventil 641 wird auf der Basis des hydraulischen Pilotdrucks betrieben. Als Ergebnis wird das Arbeitsöl aus der hydraulischen Pumpen 36 und 37 an den Armzylinder 11 geliefert, und der Bewegungsbetrieb des Arms 7 nach unten wird durchgeführt.
D.h. in der vorliegenden Ausführungsform sind der Armbetrieb-Durchgangsweg 4511A und der Armeinstelldurchgangsweg 4521A Durchgangswege für die Armbewegung nach oben, die mit der zweiten Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerventils 641 verbunden sind und über die das Pilotöl, das zum Bewegen des Arms 7 nach oben verwendet wird, fließt. Der Armbetrieb-Durchgangsweg 4511B und der Armeinstelldurchgangsweg 4521B sind Durchgangswege für die Armbewegung nach unten, die mit der ersten Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerventils 641 verbunden sind und über die das Pilotöl, das zum Bewegen des Arms 7 verwendet wird, nach unten fließt.
Der Löffel 8 führt zwei Bewegungsbetriebsarten, nach unten und nach oben, durch den Betrieb der Bedienvorrichtung 25 durch. Die Bedienvorrichtung 25 wird so betrieben, dass der Bewegungsbetrieb nach oben des Löffels 8 durchgeführt und dabei das Pilotöl an das Richtungssteuerventil 642 geliefert wird, das mit dem Löffelzylinder 12 über den Löffelbetrieb-Durchgangsweg 4512A und den Löffeleinstelldurchgangsweg 4522A verbunden ist. Das Richtungssteuerventil 642 wird auf der Basis des hydraulischen Pilotdrucks betrieben. Als Ergebnis wird das Arbeitsöl aus den hydraulischen Pumpen 36 und 37 an den Löffelzylinder 12 geliefert, und der Bewegungsbetrieb nach oben des Löffels 8 wird durchgeführt.
Die Bedienvorrichtung 25 wird so betrieben, dass der Bewegungsbetrieb nach unten des Löffels 8 durchgeführt und dabei das Pilotöl an das Richtungssteuerventil 642 geliefert wird, das mit dem Löffelzylinder 12 über den Löffelbetrieb-Durchgangsweg 4512B und den Löffeleinstelldurchgangsweg 4522B verbunden ist. Das Richtungssteuerventil 642 wird auf der Basis des hydraulischen Pilotdrucks betrieben. Als Ergebnis wird das Arbeitsöl aus den hydraulischen Pumpen 36 und 37 an den Löffelzylinder 12 geliefert, und der Bewegungsbetrieb nach unten des Löffels 8 wird durchgeführt.
D.h. in der vorliegenden Ausführungsform sind der Löffelbetrieb-Durchgangsweg 4512A und der Löffeleinstelldurchgangsweg 4522A Durchgangswege für die Löffelbewegung nach oben, die mit der zweiten Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerventils 642 verbunden sind und über die das Pilotöl, das zum Bewegen der Löffel 8 verwendet wird, nach oben fließt. Der Löffelbetrieb-Durchgangsweg 4512B und der Löffeleinstelldurchgangsweg 4522B sind Durchgangswege für die Löffelbewegung nach unten, die mit der ersten Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerventils 642 sind verbunden und über die das Pilotöl, das zum Bewegen der Löffel 8 verwendet wird, nach unten fließt.
Das Steuerventil 27 stellt den hydraulischen Pilotdruck auf der Basis des (aktuellen) Steuersignals aus der Arbeitseinheit-Steuerung 26 ein. Das Steuerventil 27 ist zum Beispiel ein elektromagnetisches Proportionalsteuerventil und wird auf der Basis des Steuersignals aus der Arbeitseinheit-Steuerung 26 gesteuert. Das Steuerventil 27 umfasst ein Steuerventil 27A und ein Steuerventil 27B. Das Steuerventil 27B stellt den hydraulischer Pilotdruck des an die erste Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerventils 64 zu liefernden Pilotöls ein und stellt die Menge des über das Richtungssteuerventil 64 an die kappenseitige Ölkammer 48R des hydraulischen Zylinders 60 zu liefernden Arbeitsöls ein. Das Steuerventil 27A stellt den hydraulischen Pilotdruck des an die zweite Druckaufnahmekammer des Richtungssteuerventils 64 zu liefernden Pilotöls ein und stellt die Menge des über das Richtungssteuerventil 64 an die stabseitige Ölkammer 47R des hydraulisches Zylinders 60 zu liefernden Arbeitsöls ein.
Der Drucksensor 66 und der Drucksensor 67, die den hydraulischen Pilotdruck detektieren, sind zu beiden Seiten des Steuerventils 27 bereitgestellt. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Drucksensor 66 ist zwischen der Bedienvorrichtung 25 und dem Steuerventil 27 in einem Pilotdurchgangsweg 451 angeordnet. Der Drucksensor 67 ist zwischen dem Steuerventil 27 und dem Richtungssteuerventil 64 in einem Pilotdurchgangsweg 452 angeordnet. Der Drucksensor 66 ist in der Lage, den hydraulischen Pilotdruck nachzuweisen, der nicht durch das Steuerventil 27 eingestellt ist. Der Drucksensor 67 ist in der Lage, den hydraulischen Pilotdruck nachzuweisen, der durch das Steuerventil 27 eingestellt ist. Der Drucksensor 66 ist in der Lage, den durch den Betrieb der Bedienvorrichtung 25 einzustellenden hydraulischen Pilotdruck nachzuweisen. Die Nachweisergebnisse des Drucksensors 66 und des Drucksensor 67 werden an die Arbeitseinheit-Steuerung 26 ausgegeben.
In der Beschreibung nachstehend wird das Steuerventil 27, das in der Lage ist, den hydraulischen Pilotdruck für das Richtungssteuerventil 640 einzustellen, das das Arbeitsöl an den Auslegerzylinder 10 liefert, entsprechend als Ausleger-Entspannungsventile 270A und 270B bezeichnet. Die Ausleger-Entspannungsventile 270A und 270B sind im Auslegerbetriebsdurchgangsweg angeordnet. In der Beschreibung nachstehend wird das Steuerventil 27, das in der Lage ist, den hydraulischen Pilotdruck für das Richtungssteuerventil 641 einzustellen, das das Arbeitsöl an den Armzylinder 11 liefert, entsprechend als Arm-Entspannungsventile 271A und 271B bezeichnet. Die Arm-Entspannungsventile 271A und 271B sind im Armbetrieb-Durchgangsweg angeordnet. In der Beschreibung nachstehend wird das Steuerventil 27, das in der Lage ist, den hydraulischen Pilotdruck für das Richtungssteuerventil 642 einzustellen, das das Arbeitsöl an den Löffelzylinder 12 liefert, entsprechend als Löffel-Entspannungsventil 272 bezeichnet. Löffel-Entspannungsventile 272A und 272B sind im Löffelbetrieb-Durchgangsweg angeordnet.
In der Beschreibung nachstehend wird der Drucksensor 66, der den hydraulischen Pilotdruck des Pilotdurchgangswegs 451 detektiert, der mit dem Richtungssteuerventil 640 verbunden ist, das das Arbeitsöl an den Auslegerzylinder 10 liefert, entsprechend als Ausleger-Drucksensor 660B bezeichnet, und der Drucksensor 67, der den hydraulischen Pilotdruck des Pilotdurchgangswegs 452 detektiert, der mit dem Richtungssteuerventil 640 verbunden ist, wird entsprechend als Ausleger-Drucksensor 670A bezeichnet.
Weiterhin wird in der Beschreibung nachstehend ein Ausleger-Drucksensor 660, der im Auslegerbetriebsdurchgangsweg 4510A angeordnet ist, entsprechend als Ausleger-Drucksensor 660A bezeichnet, und der Ausleger-Drucksensor 660, der im Auslegerbetriebsdurchgangsweg 4510B angeordnet ist, wird entsprechend als Ausleger-Drucksensor 660B bezeichnet. Weiterhin wird der Ausleger-Drucksensor 670, der im Auslegereinstelldurchgangsweg 4520A angeordnet ist, entsprechend als Ausleger-Drucksensor 670A bezeichnet, und der Ausleger-Drucksensor 670, der im Auslegereinstelldurchgangsweg 4520B angeordnet ist, wird entsprechend als Ausleger-Drucksensor 670B bezeichnet.
In der Beschreibung nachstehend wird der Drucksensor 66, der den hydraulischen Pilotdruck des Pilotdurchgangswegs 451 detektiert, der mit dem Richtungssteuerventil 641 verbunden ist, das das Arbeitsöl an den Armzylinder 11 liefert, entsprechend als Arm-Drucksensor 661 bezeichnet, und der Drucksensor 67, der den hydraulischen Pilotdruck des Pilotdurchgangswegs 452 detektiert, der mit dem Richtungssteuerventil 641 verbunden ist, wird entsprechend als Arm-Drucksensor 671 bezeichnet.
Weiterhin wird in der Beschreibung nachstehend der Arm-Drucksensor 661, der im Armbetrieb-Durchgangsweg 4511A angeordnet ist, entsprechend als Arm-Drucksensor 661A bezeichnet, und der Arm-Drucksensor 661, der im Armbetrieb-Durchgangsweg 4511B angeordnet ist, wird entsprechend als Arm-Drucksensor 661B bezeichnet. Weiterhin wird der Arm-Drucksensor 671, der im Armeinstelldurchgangsweg 4521A angeordnet ist, entsprechend als Arm-Drucksensor 671A bezeichnet, und der Arm-Drucksensor 671, der im Armeinstelldurchgangsweg 4521B angeordnet ist, wird entsprechend als Arm-Drucksensor 671B bezeichnet.
In der Beschreibung nachstehend wird der Drucksensor 66, der den hydraulischen Pilotdruck des Pilotdurchgangswegs 451 detektiert, der mit dem Richtungssteuerventil 642 verbunden ist, das das Arbeitsöl an den Löffelzylinder 12 liefert, entsprechend als Löffel-Drucksensor 662 bezeichnet, und der Drucksensor 67, der den hydraulischen Pilotdruck des Pilotdurchgangswegs 452 detektiert, der mit dem Richtungssteuerventil 642 verbunden ist, wird entsprechend als Löffel-Drucksensor 672 bezeichnet.
Weiterhin wird in der Beschreibung nachstehend der Löffel-Drucksensor 661, der im Löffelbetrieb-Durchgangsweg 4512A angeordnet ist, entsprechend als Löffel-Drucksensor 661A bezeichnet, und der Löffel-Drucksensor 661, der im Löffelbetrieb-Durchgangsweg 4512B angeordnet ist, wird entsprechend als Löffel-Drucksensor 661B bezeichnet. Weiterhin wird der Löffel-Drucksensor 672, der im Löffeleinstelldurchgangsweg 4522A angeordnet ist, entsprechend als Löffel-Drucksensor 672A bezeichnet, und der Löffel-Drucksensor 672, der im Löffeleinstelldurchgangsweg 4522B angeordnet ist, wird entsprechend als Löffel-Drucksensor 672B bezeichnet.
Wenn die Grabsteuerung nicht durchgeführt wird, steuert die Arbeitseinheit-Steuerung 26 das Steuerventil 27 und der Pilotdurchgangsweg 450 öffnet sich (vollständig geöffnet). Der Pilotdurchgangsweg 450 öffnet sich, und somit werden der hydraulische Pilotdruck des Pilotdurchgangswegs 451 und der hydraulische Pilotdruck des Pilotdurchgangswegs 452 gleich zueinander. In dem Zustand, wobei der Pilotdurchgangsweg 450 durch das Steuerventil 27 geöffnet wird, wird der hydraulische Pilotdruck auf der Basis des Betriebsbetrags der Bedienvorrichtung 25 eingestellt.
Wenn der Pilotdurchgangsweg 450 durch das Steuerventil 27 vollständig geöffnet wird, sind der hydraulische Pilotdruck, der auf den Drucksensor 66 wirkt, und der hydraulische Pilotdruck, der auf den Drucksensor 67 wirkt, einander gleich. Der hydraulischer Pilotdruck, der auf den Drucksensor 66 wirkt, und der hydraulische Pilotdruck, der auf den Drucksensor 67 wirkt, sind in einer solchen Weise voneinander verschieden, dass der Öffnungsgrad des Steuerventils 27 abnimmt.
Wenn die Arbeitseinheit 2 durch die Arbeitseinheit-Steuerung 26 als Grabsteuerung oder dergleichen gesteuert wird, gibt die Arbeitseinheit-Steuerung 26 das Steuersignal an das Steuerventil 27 aus. Der Pilotdurchgangsweg 451 weist einen vorbestimmten Druck (hydraulischer Pilotdruck) auf, zum Beispiel durch eine Wirkung eines Pilotreduktionsventils. Wenn das Steuersignal aus der Arbeitseinheit-Steuerung 26 an das Steuerventil 27 ausgegeben wird, wird das Steuerventil 27 auf der Basis des Steuersignals betrieben. Das Pilotöl des Pilotdurchgangswegs 451 wird über das Steuerventil 27 an den Pilotdurchgangsweg 452 geliefert. Der hydraulischer Pilotdruck des Pilotdurchgangswegs 452 wird durch das Steuerventil 27 eingestellt (drucklos gemacht). Der hydraulische Pilotdruck des Pilotdurchgangswegs 452 wirkt auf das Richtungssteuerventil 64. Somit wird das Richtungssteuerventil 64 auf der Basis des durch das Steuerventil 27 gesteuerten hydraulischen Pilotdrucks betrieben. In der vorliegenden Ausführungsform weist der Drucksensor 66 den nicht durch das Steuerventil 27 eingestellten hydraulischen Pilotdruck nach. Der Drucksensor 67 weist den durch das Steuerventil 27 eingestellten hydraulischen Pilotdruck nach.
Das Pilotöl, bei dem der Druck durch das Entspannungsventil 27A eingestellt wird, wird an das Richtungssteuerventil 64 geliefert, und somit bewegt sich die Spule 64S in Richtung einer Seite in der Achsenrichtung. Das Pilotöl, bei dem der Druck durch das Entspannungsventil 27B eingestellt wird, wird an das Richtungssteuerventil 64 geliefert, und somit bewegt sich die Spule 64S in die Richtung der anderen Seite in der Achsenrichtung. Als Ergebnis wird die Position der Spule 64S bezüglich der Achsenrichtung eingestellt.
Zum Beispiel kann die Arbeitseinheit-Steuerung 26 das Steuersignal an mindestens eines des Ausleger-Entspannungsventils 270A und des Ausleger-Entspannungsventils 270B ausgeben und den hydraulischen Pilotdruck für das mit dem Auslegerzylinder 10 verbundene Richtungssteuerventil 640 einstellen.
Weiterhin kann die Arbeitseinheit-Steuerung 26 das Steuersignal an mindestens eines des Arm-Entspannungsventils 271A und des Arm-Entspannungsventils 271B ausgeben und den hydraulischen Pilotdruck für das mit dem Armzylinder 11 verbundene Richtungssteuerventil 641 einstellen.
Weiterhin kann die Arbeitseinheit-Steuerung 26 das Steuersignal an mindestens eines des Löffel-Entspannungsventils 272A und des Löffel-Entspannungsventils 272B ausgeben und den hydraulischen Pilotdruck für das mit dem Löffelzylinder 12 verbundene Richtungssteuerventil 642 einstellen.
Wie zuvor beschrieben begrenzt in der Grabsteuerung die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Geschwindigkeit des Auslegers 6, so dass die die Geschwindigkeit abnimmt, bei der sich der Löffel 8 an die Grab-Zielgeländeform 431 als Reaktion auf den Abstand d zwischen der Grab-Zielgeländeform 431 und des Löffels 8 auf der Basis der Grab-Zielgeländeform 431 (Grab-Zielgeländeformdatendetail U), das eine Geländekonstruktionsgrundform als Zielform des Grabziels angibt, und dem Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail S, das die Position des Löffels 8 angibt, annähert.
In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Arbeitseinheit-Steuerung 26 eine Auslegerbegrenzungseinheit, die ein Steuersignal ausgibt, das zur Begrenzung der Geschwindigkeit des Auslegers 6 verwendet wird. In der vorliegenden Ausführungsform wird in dem Fall, wobei die Arbeitseinheit 2 auf der Basis des Betriebs der Bedienvorrichtung 25 angetrieben wird, die Bewegung des Auslegers 6 (Ausleger-Zwischenpositionssteuerung) auf der Basis des aus der Auslegerbegrenzungseinheit der Arbeitseinheit-Steuerung 26 ausgegebenen Steuersignals so gesteuert, dass die Schneidspitze 8T des Löffels 8 nicht in die Grab-Zielgeländeform 431 eintritt. Genauer wird in der Grabsteuerung der Bewegungsbetrieb des Auslegers 6 nach oben durch die Arbeitseinheit-Steuerung 26 so durchgeführt, dass die Schneidspitze 8T nicht in die Grab-Zielgeländeform 431 eintritt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist, um die Ausleger-Zwischenpositionssteuerung zu realisieren, das Zwischenpositionsventil 27C, das auf der Basis des Steuersignals betrieben wird, das mit der Ausleger-Zwischenpositionssteuerung zusammenhängt und aus der Arbeitseinheit-Steuerung 26 ausgegeben wird, in dem Pilotdurchgangsweg 50 bereitgestellt. In der Ausleger-Zwischenpositionssteuerung fließt das Pilotöl, bei dem der Druck auf den hydraulischen Pilotdruck eingestellt ist, durch den Pilotdurchgangsweg 50. Das Zwischenpositionsventil 27C ist in dem Pilotdurchgangsweg 50 angeordnet und ist in der Lage, den hydraulischen Pilotdruck des Pilotdurchgangswegs 50 einzustellen.
In der Beschreibung nachstehend wird der Pilotdurchgangsweg 50, durch den das Pilotöl fließt, bei dem ein Druck in der Ausleger-Zwischenpositionssteuerung eingestellt wird, entsprechend als Zwischenpositionsdurchgangswege 501 und 502 bezeichnet.
Das an das mit dem Auslegerzylinder 10 verbundene Richtungssteuerventil 640 zu liefernde Pilotöl fließt zum Zwischenpositionsdurchgangsweg 501. Der Zwischenpositionsdurchgangsweg 501 ist über das Wechselventil 51 mit dem Auslegerbetriebsdurchgangsweg 4510B und dem Auslegereinstelldurchgangsweg 4520B verbunden, der mit dem Richtungssteuerventil 640 verbunden ist.
Das Wechselventil 51 umfasst zwei Einlässe und einen Auslass. Ein Einlass ist mit dem Zwischenpositionsdurchgangsweg 501 verbunden. Der andere Einlass ist mit dem Auslegerbetriebsdurchgangsweg 4510B verbunden ist. Der Auslass ist mit dem Auslegereinstelldurchgangsweg 4520B verbunden. Das Wechselventil 51 verbindet den Durchgangsweg mit dem höheren hydraulischen Pilotdruck unter dem Zwischenpositionsdurchgangsweg 501 und dem Auslegerbetriebsdurchgangsweg 4510B mit dem Auslegereinstelldurchgangsweg 4520B. Wenn zum Beispiel der hydraulische Pilotdruck des Zwischenpositionsdurchgangswegs 501 höher ist als der hydraulische Pilotdruck des Auslegerbetriebsdurchgangswegs 4510B, arbeitet als Wechselventil 51 so, dass der Zwischenpositionsdurchgangsweg 501 und der Auslegereinstelldurchgangsweg 4520B miteinander verbunden werden und dass nicht der Auslegerbetriebsdurchgangsweg 4510B und der Auslegereinstelldurchgangsweg 4520B miteinander verbunden werden. Als Ergebnis wird das Pilotöl des Zwischenpositionsdurchgangswegs 501 über das Wechselventil 51 an den Auslegereinstelldurchgangsweg 4520B geliefert. Wenn der hydraulische Pilotdruck des Auslegerbetriebsdurchgangswegs 4510B höher ist als der hydraulische Pilotdruck des Zwischenpositionsdurchgangswegs 501, arbeitet das Wechselventil 51 so, dass der Auslegerbetriebsdurchgangsweg 4510B und der Auslegereinstelldurchgangsweg 4520B miteinander verbunden sind und der Zwischenpositionsdurchgangsweg 501 und der Auslegereinstelldurchgangsweg 4520B nicht miteinander verbunden sind. Somit wird das Pilotöl des Auslegerbetriebsdurchgangswegs 4510B über das Wechselventil 51 an den Auslegereinstelldurchgangsweg 4520B geliefert.
Das Zwischenpositionsventil 27C und der Drucksensor 68, der den hydraulischen Pilotdruck des Pilotöl des Zwischenpositionsdurchgangswegs 501 detektiert, sind im Zwischenpositionsdurchgangsweg 501 bereitgestellt. Der Zwischenpositionsdurchgangsweg 501 umfasst den Zwischenpositionsdurchgangsweg 501, über den das Pilotöl fließt, bevor es das Zwischenpositionsventil 27C und den Zwischenpositionsdurchgangsweg 502 durchströmt, über den das Pilotöl nach Durchlaufen des Zwischenpositionsventils 27C fließt. Das Zwischenpositionsventil 27C wird auf der Basis der Steuersignal-Ausgabe aus der Arbeitseinheit-Steuerung 26 gesteuert, um die Ausleger-Zwischenpositionssteuerung durchzuführen.
Wenn die Ausleger-Zwischenpositionssteuerung nicht durchgeführt wird, wird das Richtungssteuerventil 64 auf der Basis des durch den Betrieb der Bedienvorrichtung 25 eingestellten hydraulischen Pilotdrucks angetrieben. Zum Beispiel öffnet die Arbeitseinheit-Steuerung 26 (vollständig) den Auslegerbetriebsdurchgangsweg 4510B durch das Ausleger-Entspannungsventil 270B und schließt den Zwischenpositionsdurchgangsweg 501 durch das Zwischenpositionsventil 27C, um so das Richtungssteuerventil 640 auf der Basis des durch den Betrieb der Bedienvorrichtung 25 eingestellten hydraulischen Pilotdrucks anzutreiben.
Wenn die Ausleger-Zwischenpositionssteuerung durchgeführt wird, steuert die Arbeitseinheit-Steuerung 26 jedes Steuerventil 27, so dass das Richtungssteuerventil 640 auf der Basis des durch das Zwischenpositionsventil 27C eingestellten hydraulischen Pilotdrucks angetrieben wird. Wenn zum Beispiel die Ausleger-Zwischenpositionssteuerung zur Begrenzung der Bewegung des Auslegers 6 bei der Grabsteuerung durchgeführt wird, steuert die Arbeitseinheit-Steuerung 26 das Zwischenpositionsventil 27C, so dass der durch das Zwischenpositionsventil 27C eingestellte hydraulische Pilotdruck des Zwischenpositionsdurchgangswegs 50 höher wird als der hydraulische Pilotdruck des durch die Bedienvorrichtung 25 einzustellenden Auslegerbetriebsdurchgangswegs 4510B. Damit wird das Pilotöl aus der Zwischenpositionsventil 27C über das Wechselventil 51 an das Richtungssteuerventil 640 geliefert.
Wenn der Ausleger 6 bei hoher Geschwindigkeit durch die Bedienvorrichtung 25 nach oben bewegt wird, so dass der Löffel 8 nicht in die Grab-Zielgeländeform 431 eintritt, wird die Ausleger-Zwischenpositionssteuerung nicht durchgeführt. Dabei wird die Bedienvorrichtung 25 wird so betrieben, dass der Ausleger 6 sich bei hoher Geschwindigkeit nach oben bewegt und der hydraulische Pilotdruck auf der Basis des Betriebsbetrags eingestellt wird und somit der hydraulische Pilotdruck des durch den Betrieb der Bedienvorrichtung 25 einzustellenden Auslegerbetriebsdurchgangswegs 4510B höher wird als der hydraulische Pilotdruck des durch das Zwischenpositionsventil 27C einzustellenden Zwischenpositionsdurchgangswegs 501. Als Ergebnis wird das Pilotöl des Auslegerbetriebsdurchgangswegs 4510B, bei dem der hydraulische Pilotdruck durch den Betrieb der Bedienvorrichtung 25 eingestellt wird, über das Wechselventil 51 an das Richtungssteuerventil 640 geliefert.
Bei der Ausleger-Zwischenpositionssteuerung bestimmt die Arbeitseinheit-Steuerung 26, ob die Einschränkungsbedingung erfüllt ist. Der Einschränkungsbedingung umfasst eine Bedingung, in der der Abstand d kleiner ist als der oben beschriebene erste vorbestimmte Wert dth1, und eine Bedingung, bei der die Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_lmt größer ist als die Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm. Wenn zum Beispiel die Größe der Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_lmt in der Richtung nach unten des Auslegers 6 kleiner ist als die Größe der Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm in der Richtung nach unten in dem Fall, wobei der Ausleger 6 sich nach unten bewegt, bestimmt die Arbeitseinheit-Steuerung 26, dass die Einschränkungsbedingung erfüllt ist. Weiterhin, wenn die Größe der Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_lmt in der Richtung nach oben des Auslegers 6 größer ist als die Größe der Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm in der Richtung nach oben in dem Fall, wobei sich der Ausleger 6 nach oben bewegt, bestimmt die Arbeitseinheit-Steuerung 26, dass die Einschränkungsbedingung erfüllt ist.
Wenn die Einschränkungsbedingung erfüllt ist, erzeugt die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Auslegerzwischenpositionsanweisung CBI, so dass sich der Ausleger bei der Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_lmt nach oben bewegt und das Steuerventil 27 des Auslegerzylinders 10 steuert. Damit bewegt sich, da das Richtungssteuerventil 640 des Auslegerzylinders 10 das Arbeitsöl an den Auslegerzylinder 10 liefert, so dass sich der Ausleger bei der Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_lmt nach oben bewegt, der Auslegerzylinder 10 des Auslegers 6 bei der Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_lmt nach oben.
In der ersten Ausführungsform, die Einschränkungsbedingung kann umfassen eine Bedingung, bei der der absolute Wert des Arms Grenzgeschwindigkeit Vc_am_lmt kleiner ist als der absolute Wert der Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am. Die Einschränkungsbedingung kann weiterhin andere Bedingung umfassen. Zum Beispiel kann die Einschränkungsbedingung weiterhin eine Bedingung umfassen, bei der der Arm-Betriebsbetrag ist Null. Der Einschränkungsbedingung kann keine Bedingung umfassen, bei der der Abstand d kleiner ist als der erste vorbestimmte Wert dthl. Zum Beispiel kann die Einschränkungsbedingung nur die Bedingung, bei der die Grenzgeschwindigkeit des Auslegers 6 größer ist als die Ausleger-Zielgeschwindigkeit.
Der zweiten vorbestimmten Wert dth2 kann größer als Null sein, so lange wie der zweite vorbestimmte Wert kleiner ist als der erste vorbestimmte Wert dth1. In diesem Fall sind sowohl der Ausleger 6 als auch der Arm 7 eingeschränkt, bevor die Schneidspitze 8T des Auslegers 6 die Grab-Zielgeländeform 431 erreicht. Aus diesem Grund können, wenn sich die Schneidspitze 8T des Auslegers 6 über die Grab-Zielgeländeform 43I hinaus bewegt, sogar bevor die Schneidspitze 8T des Auslegers 6 die Grab-Zielgeländeform 431 erreicht, sowohl der Ausleger 6 als auch der Arm 7 eingeschränkt sein.
(Der Fall, wobei der Bedienhebel elektrischer Art ist)
Wenn der linke Bedienhebel 25L und der rechte Bedienhebel 25R elektrischer Art sind, erfasst die Arbeitseinheit-Steuerung 26 ein elektrisches Signal eines Potentiometers oder dergleichen entsprechend dem Bedienhebel 25L und dem rechten Bedienhebel 25R. Das elektrische Signal wird als ein aktueller Wert der Betriebsanweisung bezeichnet. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 gibt die Öffnen/Schließen-Anweisung auf der Basis des aktuellen Werts der Betriebsanweisung an das Steuerventil 27 aus. Da das Arbeitsöl des Druck als Reaktion auf die Öffnen/Schließen-Anweisung wird aus dem Steuerventil 27 an die Spule des Richtungssteuerventils geliefert und bewegt die Spule, das Arbeitsöl wird an den Auslegerzylinder 10, den Armzylinder 11, oder den Löffelzylinder 12 über das Richtungssteuerventil geliefert und die Zylinder bewegen sich teleskopartig.
Bei der Grabsteuerung gibt die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Öffnen/Schließen-Anweisung auf der Basis von einem Anweisungswert für die Grabsteuerung und dem aktuellen Wert der Betriebsanweisung an das Steuerventil 27 aus. Der Anweisungswert für die Grabsteuerung ist zum Beispiel die oben beschriebene Auslegerzwischenpositionsanweisung CBI und ist ein Anweisungswert, der zur Durchführung der Ausleger-Zwischenpositionssteuerung bei der Grabsteuerung verwendet wird. In dem Steuerventil 27, das die Öffnen/Schließen-Anweisung empfängt, wird das Arbeitsöl des Drucks als Reaktion auf die Öffnen/Schließen-Anweisung an die Spule des Richtungssteuerventils geliefert und bewegt die Spule. Da das Arbeitsöl des Drucks entsprechend dem Anweisungswert für die Grabsteuerung an die Spule des Richtungssteuerventils des Auslegerzylinders 10 geliefert wird, fährt der Auslegerzylinder 10 aus und bewegt den Ausleger 6 nach oben. Als Nächstes wird die Grabsteuerung beschrieben, wenn die Arbeitseinheit 2 des Baggers 100 die Vertiefung aushebt.
<Vertiefungsaushub-Grab>
16, 17, 18, 19A, und 19B sind Diagramme und erläutern eine Beziehung zwischen dem Löffel 8 und einer Vertiefung 70, wenn die Vertiefung 70 ausgehoben wird. 16 und 19A erläutern einen Zustand, betrachtet von der Rückseite des Baggers 100 aus, und 17 und 19B erläutern einen Zustand, betrachtet von der Lateralseite des Baggers 100 aus. Die Vertiefung 70 umfasst Vertiefungswände 71 und 72, die einander zugewandt sind und einen Vertiefungsboden 73, der zwischen den Vertiefungswänden 71 und 72 angeordnet ist. Die Vertiefung 70 wird zum Eingraben zum Beispiel eines unterirdischen Gegenstands, wie eine Wasserleitung, ausgehoben und wird aufgefüllt, wenn der unterirdische Gegenstand darin installiert ist. Aus diesem Grund ist in der Vertiefung 70 im Allgemeinen die Positionsgenauigkeit des Vertiefungsbodens 73 wichtig, und die Positionsgenauigkeit der Vertiefungswände 71 und 72 ist weniger zwingend. Aus diesem Grund können die Vertiefungswände 71 und 72 in einem gewissen Umfang beim Graben der Vertiefung 70 ausgehoben werden. Beim Graben der Vertiefung 70 führt die Arbeitseinheit-Steuerung 26, die in 5 erläutert ist, die Grabsteuerung auf der Basis der Grab-Zielgeländeform 431 (Grab-Zielgeländeformdatendetail U) des Vertiefungsbodens 73 und des Positionsinformationsdetail der Schneidspitze 8T durch, so dass die Schneidspitze 8T des Löffels 8 den Vertiefungsboden 73 nicht zu sehr aushebt.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Grabsteuerung auf der Basis von zum Beispiel dem Abstand d durchgeführt, der als der kürzeste Abstand zwischen der Schneidspitze 8T der Löffel 8 und der Grab-Zielgeländeform 431 dient. Aus diesem Grund wird, wie in 18 und 19A erläutert, zum Beispiel dann, wenn sich der Löffel 8 einer Vertiefungswand 71 durch das Graben annähert und der äußere Teil in der Breite-Richtung des Löffels 8 das Graben durchführt, der Abstand zwischen der Schneidspitze 8T an dem Teil und der Vertiefung 70 (genauer der Vertiefungswand 71) am kürzesten. In diesem Fall bewegt, da der Abstand d ein negativer Wert ist, d.h. die Schneidspitze 8T ist unterhalb der Grab-Zielgeländeform 431 der Vertiefungswand 71 lokalisiert, wie in 19B erläutert, die Arbeitseinheit-Steuerung 26 den Löffel 8 durch Steuern des Auslegers 6 des Baggers 100 nach oben, so dass sich der Löffel 8 von der Vertiefungswand 71 weg bewegt, wenn die Grabsteuerung gerade durchgeführt wird. Als Ergebnis wird der Bagger 100 nicht nach der Absicht des Maschinenführers betrieben, daher tritt beim Maschinenführer ein Gefühl der Unsicherheit auf. Das gleiche gilt zum Beispiel in dem Fall, wobei die Grabsteuerung auf der Basis des Abstands zwischen der äußersten Schneidspitze 8T in der Breite-Richtung des Löffels 8 und der Grab-Zielgeländeform 431 durchgeführt wird.
20 ist ein Diagramm und erläutert eine Position, wobei das Datendetail über eine in einer Richtung von vorne nach hinten ausgehobene Zielgeländeform U aus der Grab-Zielgeländeform herausgeschnitten ist 431. 21 ist ein Diagramm und erläutert eine Ebene, wobei das Datendetail über eine in einer Richtung von vorne nach hinten ausgehobene Zielgeländeform U aus der Grab-Zielgeländeform herausgeschnitten ist 43I. In dem Beispiel, das in 20 erläutert ist, sind der Löffel 8 und die Grab-Zielgeländeform 431 in der yz-Ebene geneigt. In diesem Fall wird ein Abstand dm zwischen der Schneidspitze 8T einer äußersten Schneide 8Bt in der Breite-Richtung (y-Richtung) und der Grab-Zielgeländeform 431 am kürzesten. Ein Ebene 42m, die in 21 erläutert ist, ist parallel zur xz-Ebene und läuft durch die Schneidspitze 8T der äußersten Schneide 8Bt in der Breite-Richtung des Löffels 8 hindurch, die in 20 erläutert ist. Demnach wird ein Informationsdetail eines Kreuzungsabschnitts zwischen der Ebene 42m und der Konstruktionszielfläche 41 zum Datendetail über eine in einer Richtung von vorne nach hinten ausgehobene Zielgeländeform U an der Position des Abstands d, der als der kürzeste Abstand zwischen der Schneidspitze 8T des Löffels 8 und der Grab-Zielgeländeform 431 dient.
Das Datendetail über eine in einer Richtung von vorne nach hinten ausgehobene Zielgeländeform U kann aus der Grab-Zielgeländeform 431 an der zentralen Position in der Breite-Richtung des Löffels 8 ausgeschnitten werden. In dem Beispiel, das in 20 erläutert ist, wird die Grabsteuerung auf der Basis eines Abstands dc zwischen der Schneidspitze 8T einer Schneide 8Bc in der Mitte in der Breite-Richtung und der Grab-Zielgeländeform 431 durchgeführt und das Datendetail über eine in einer Richtung von vorne nach hinten ausgehobene Zielgeländeform U an der Position der Schneidspitze 8T der Schneide 8Bc in der Mitte in der Breite-Richtung ausgeschnitten. Die Ebene 42, die in 21 erläutert ist, ist parallel zur xz-Ebene und läuft durch die Schneidspitze 8T der Schneide 8Bt in der Mitte in der Breite-Richtung des Löffels 8 hindurch, die in 20 erläutert ist. Demnach wird ein Informationsdetail des Kreuzungsabschnitts zwischen der Ebene 42 und der Grab-Zielgeländeform 431 zum Datendetail über eine in einer Richtung von vorne nach hinten ausgehobene Zielgeländeform U in der Zentrumsposition in der Breite-Richtung des Löffels 8.
In der vorliegenden Ausführungsform gibt es die Grabsteuerung auf der Basis des Abstands d, der als der kürzeste Abstand zwischen der Schneidspitze 8T des Löffels 8 und der Grab-Zielgeländeform 431 dient, die Grabsteuerung auf der Basis des Abstands dc zwischen der Schneidspitze 8T der Schneide 8Bc in der Mitte in der Breite-Richtung des Löffels 8 und der Grab-Zielgeländeform 431, und die Grabsteuerung auf der Basis des Abstands zwischen dem äußersten Schneidspitze 8T in der Breite-Richtung des Löffels 8 und der Grab-Zielgeländeform 43I. Der Maschinenführer des Baggers 100 kann die Grabsteuerungen durch Betreiben von zum Beispiel Schalter 29S umschalten, der in 2 erläutert ist.
In die Grabsteuerung wird, wenn die Arbeitseinheit-Steuerung 26 das Datendetail über eine in einer Richtung von vorne nach hinten ausgehobene Zielgeländeform U in der Zentrumsposition in der Breite-Richtung des Löffels 8 verwendet, die Bewegung des Löffels 8 nach oben, die nicht vom Maschinenführer beabsichtigt ist, eingeschränkt, sogar wenn die Außenseite in der Breite-Richtung des Löffels 8 die die Vertiefungswand 71 oder die Vertiefungswand 72 aushebt, die in 18 und 19A erläutert ist. Da das Datendetail über eine in einer Richtung von vorne nach hinten ausgehobene Zielgeländeform U in der Zentrumsposition in der Breite-Richtung des Löffels 8 verwendet wird, wird das Datendetail über eine in einer Richtung von vorne nach hinten ausgehobene Zielgeländeform U aus dem Zielkonstruktionsinformationsdetail T entsprechend dem Vertiefungsboden 73 sogar erzeugt, wenn die Außenseite in der Breite-Richtung des Löffels 8 die Vertiefungswand 71 oder die Vertiefungswand 72 aushebt. Damit kann die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Arbeitseinheit 2 nach Absicht des Maschinenführers betreiben.
In der vorliegenden Ausführungsform, wenn ein Modus der Verwendung des Datendetails über eine in einer Richtung von vorne nach hinten ausgehobene Zielgeländeform U in der Zentrumsposition in der Breite-Richtung des Löffels 8 in dem Fall gewählt wird, wobei die Vertiefung 70 unter Verwendung der Grabsteuerung ausgehoben wird, ist es zum Beispiel möglich, einen Betrieb, der nicht vom Maschinenführer beabsichtigt ist, in einem gewissen Umgang zu umgehen, wenn die Vertiefung 70 ausgehoben wird. Wenn aber eine Arbeit, die anders als das Graben der Vertiefung 70 kontinuierlich durchgeführt wird, kommt es dazu, dass der Maschinenführer vergisst, den Modus der Verwendung des Datendetails über eine in einer Richtung von vorne nach hinten ausgehobene Zielgeländeform U in der Zentrumsposition in der Breite-Richtung des Löffels 8 zu wählen. In einem solchen Fall besteht die Möglichkeit, dass ein Betrieb auftritt, der nicht durch den Maschinenführer beabsichtigt ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird das oben beschriebenen Datendetail über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform Uw verwendet, da der Betrieb des Löffels 8, der nicht durch den Maschinenführer beabsichtigt ist, sogar eingeschränkt ist, wenn die Vertiefung 70 unter Verwendung der Grabsteuerung in dem Zustand ausgehoben wird, wobei ein Modus unter Verwendung des Abstands d, der als der kürzeste Abstand zwischen der Schneidspitze 8T des Löffels 8 und der Grab-Zielgeländeform 431 dient, beibehalten wird.
<Grabsteuerung, wenn die Vertiefung 70 ausgehoben wird>
22 und 23 sind Diagramme und erläutern eine Ebene 45, wobei das Datendetail über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform Uw ausgeschnitten ist. In der Ebene 45 als eine erste Schnittfläche, ist das Datendetail über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform Uw aus der Konstruktionszielfläche 41 als die erste Konstruktionszielfläche, die die Zielform angibt, und einer Konstruktionszielfläche 41S als eine zweite Konstruktionszielfläche kontinuierlich zur Lateralseite der Konstruktionszielfläche 41 herausgeschnitten. In der Ebene 42 als eine zweite Schnittfläche ist das Datendetail über eine in einer Richtung von vorne nach hinten ausgehobene Zielgeländeform U aus der Konstruktionszielfläche 41 als der ersten Konstruktionszielfläche, die die Zielform angibt, herausgeschnitten. Die Ebene 45 ist eine Ebene, die die Arbeitseinheit-Betriebsebene (in der vorliegenden Ausführungsform ist sie senkrecht dazu) schneidet und die parallel zur vertikalen Richtung in dem Globalkoordinatensystem ist. Die Ebene 42 ist eine Betriebsebene der Arbeitseinheit 2 oder eine Ebene parallel zur Betriebsebene. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine vorbestimmte Ebene, wobei der Arm 2 in der Arbeitseinheit 2 betrieben wird, die in 1 erläutert ist, d.h. die oben beschriebene Arm-Betriebsebene oder eine Ebene parallel zur Arm-Betriebsebene zur Ebene 42.
Wenn in der Ebene 42 und der Ebene 45 die Grab-Zielgeländeform 431 aus der Konstruktionszielfläche 41 ausgeschnitten wird, laufen sowohl die Ebene 42 als auch die Ebene 45 durch die Grabzielposition 44. Die Grabzielposition 44 ist ein Schnittpunkt zwischen der Konstruktionszielfläche 41 und der in der vertikalen Richtung gefällten und durch die Schneidspitzenposition P4 der Schneidspitze 8T in dem Globalkoordinatensystem zum aktuellen Zeitpunkt hindurchlaufenden senkrechten Linie. An der Schneidspitzenposition P4 ändert sich die Position des Löffels 8 in der Breite-Richtung abhängig vom Ausschneiden der Grab-Zielgeländeform 431 aus der Konstruktionszielfläche 41 in der Mitte in der Breite-Richtung des Löffels 8, vom Ausschneiden der Grab-Zielgeländeform 431 an der Außenseite in der Breite-Richtung, oder vom Ausschneiden der Grab-Zielgeländeform 431 an der Position, wobei der Abstand zwischen der Schneidspitze 8T und der Grab-Zielgeländeform 431 am kürzesten wird.
Das Positionsinformationsdetail der Konstruktionszielfläche 41 am Kreuzungsabschnitt zwischen der Ebene 42 und der Konstruktionszielfläche 41, d.h. das Positionsinformationsdetail der Schnittlinie 43 ist das Datendetail über eine in einer Richtung von vorne nach hinten ausgehobene Zielgeländeform U. Die Grab-Zielgeländeform 431 in der Richtung von vorne nach hinten wird durch das Datendetail über eine in einer Richtung von vorne nach hinten ausgehobene Zielgeländeform U erzeugt. Wie in 23 erläutert, das Positionsinformationsdetail des Kreuzungsabschnitts zwischen der Ebene 45 und der Konstruktionszielfläche 41, die in 22 erläutert ist, beim Betrachten von der Seite des Baggers 100, auf der Basis der Schnittlinie 43, d.h. das Positionsinformationsdetail einer Schnittlinie 46 ist das Datendetail über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform Uw. Die Grab-Zielgeländeform 461 in der Breite-Richtung wird durch das Datendetail über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform Uw erzeugt.
24 ist ein Diagramm und erläutert eine Beziehung zwischen der Grab-Zielgeländeform 461 und des Löffels 8 des Baggers 100, wenn die Vertiefung 70 ausgehoben wird. Die Vertiefung 70, die in 24 erläutert ist, ist durch einen ersten Wendepunkt Pv1, einen zweiten Wendepunkt Pv2, einen dritten Wendepunkt Pv3, einen vierten Wendepunkt Pv4, und ein Linie, die die Punkte verbindet, die im Grab-Zielgeländeform 461-Informationsdetail, d.h. das Datendetail über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform Uw, enthalten sind, dargestellt. Der Teil zwischen dem ersten Wendepunkt Pv1 und dem zweiten Wendepunkt Pv2 ist der Vertiefungsboden 73, der Teil zwischen dem zweiten Wendepunkt Pv2 und dem dritten Wendepunkt Pv3 ist die Vertiefungswand 71, und der Teil zwischen dem ersten Wendepunkt Pv1 und dem dritten Wendepunkt Pv3 ist die Vertiefungswand 72.
Die Linien LN1, LN2, und LN3 in 24 sind horizontale Linien in der yz-Ebene in dem Lokalkoordinatensystem (x, y, z), d.h. Linien parallel zur y-Achse. Die Ebene, die die Linie LN1, die Linie LN2, oder die Linie LN3 umfasst und senkrecht zur z-Achse in dem Lokalkoordinatensystem (x, y, z) ist, ist eine Ebene parallel zur xy-Ebene in dem Lokalkoordinatensystem (x, y, z), d.h. die horizontale Ebene in dem Lokalkoordinatensystem (x, y, z). Die Beziehung der horizontalen Ebene in dem Lokalkoordinatensystem (x, y, z) zur vertikalen Richtung ändert sich abhängig von der Stellung des Baggers 100.
Die Koordinate des ersten Wendepunkts Pv1 ist (y1, z1), die Koordinate des zweiten Wendepunkts Pv2 ist (y2, z2), die Koordinate des dritte Wendepunkts Pv3 ist (y3, z3) und die Koordinate des vierten Wendepunkts Pv4 ist (y4, z4). Ein Winkel α der Grab-Zielgeländeform 46I bezüglich der horizontalen Ebene des Lokalkoordinatensystems (x, y, z) kann unter Verwendung der Koordinaten des ersten Wendepunkts Pv1, des zweiten Wendepunkts Pv2 und dergleichen erhalten werden. Zum Beispiel kann in dem Beispiel, das in 24 erläutert ist, der Winkel der Grab-Zielgeländeform 46I direkt unterhalb des Löffels 8 bezüglich der horizontalen Ebene des Lokalkoordinatensystems (x, y, z), d.h. ein Winkel α1, der zwischen der Linie, die den ersten Wendepunkt Pv1 und den zweiten Wendepunkt Pv2 verbindet, und der Linie LN1 ausgebildet ist, durch arctan ((z2 - z1)/(y2 - y1)) erhalten werden. Ein Winkel α2 der Grab-Zielgeländeform 461 auf der rechten Seite, betrachtet von der Rückseite des Baggers 100 aus, bezüglich der horizontalen Ebene des Lokalkoordinatensystems (x, y, z) kann durch arctan ((z3 - z2)/(y3 - y2)) erhalten werden. Ein Winkel α3 der Grab-Zielgeländeform 46I auf der linken Seite, betrachtet von der Rückseite des Baggers 100 aus, bezüglich der horizontalen Ebene des Lokalkoordinatensystems (x, y, z) kann durch arctan ((z1 - z4)/(y1 - y4)) erhalten werden. Damit kann der Winkel α der Grab-Zielgeländeform 46I bezüglich der horizontalen Ebene des Lokalkoordinatensystems (x, y, z) aus den Koordinaten von mindestens zwei Wendepunkten erhalten werden. Die Grab-Zielgeländeform 43I in der Richtung von vorne nach hinten wird auch auf die gleiche Weise erhalten.
Der Arbeitseinheit-Steuerung 26 führt die Grabsteuerung auf der Basis der Position der Arbeitseinheit 2, die aus der Anzeige-Steuerung 28 gewonnen wird, genauer die Schneidspitzenposition P4 des Löffels 8, des Datendetails über eine in einer Richtung von vorne nach hinten ausgehobene Zielgeländeform U und des Datendetails über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform Uw durch. Genauer führt die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Grabsteuerung in der Richtung von vorne nach hinten der Arbeitseinheit 2 auf der Basis des Datendetails über eine in einer Richtung von vorne nach hinten ausgehobene Zielgeländeform U durch, und die Steuerungsbestimmungseinheit 58 der Arbeitseinheit-Steuerung 26, die in 5 erläutert ist, unterbricht die Grabsteuerung, die aktuell durchgeführt wird, oder nimmt die Grabsteuerung wieder auf, die aktuell unterbrochen ist, auf der Basis des Datendetails über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform Uw. Damit wird in der vorliegenden Ausführungsform der Steuerungsbetrag des Auslegers 6 in der Grabsteuerung auf der Basis des Datendetails über eine in einer Richtung von vorne nach hinten ausgehobene Zielgeländeform U erhalten. Das Datendetail über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform Uw wird zum Bestimmen, ob die Grabsteuerung zu unterbrechen oder durchzuführen ist, verwendet.
In der vorliegenden Ausführungsform erfasst die Steuerungsbestimmungseinheit 58 der Arbeitseinheit-Steuerung 26 das Datendetail über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform Uw aus der Anzeige-Steuerung 28. Die Steuerungsbestimmungseinheit 58 unterbricht die Grabsteuerung, wenn der Winkel α des Datendetails über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform Uw direkt unterhalb des Löffels 8 bezüglich der horizontalen Ebene gleich oder größer ist als eine vorbestimmte Größe (hierin im Folgenden entsprechend als Neigungswinkel-Schwellenwert bezeichnet) αc. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Neigungswinkel-Schwellenwert αc 70 Grad, aber ist nicht darauf begrenzt. In dem Beispiel, das in 24 erläutert ist, ist der Winkel α1 des Datendetails über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform Uw direkt unterhalb des Löffels 8 bezüglich der horizontalen Ebene entsprechend der Linie LN1 kleiner ist als der Neigungswinkel-Schwellenwert αc. In diesem Fall setzt die Steuerungsbestimmungseinheit 58 die Grabsteuerung, die aktuell durchgeführt wird, fort.
In dem Beispiel, das in 24 erläutert ist, wird angenommen, dass der obere Schwenkkörper 3 schwenkt, zum Beispiel nach rechts, betrachtet von der Rückseite des Baggers 100 aus, und die Vertiefungswand 71 direkt unterhalb des Löffels 8 lokalisiert ist. Der Winkel α2 des Datendetails über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform Uw entsprechend der Vertiefungswand 71 bezüglich der horizontalen Ebene entsprechend der Linie LN2 ist gleich oder größer als der Neigungswinkel-Schwellenwert αc. In diesem Fall unterbricht die Steuerungsbestimmungseinheit 58 die Grabsteuerung, die aktuell durchgeführt wird. Als Ergebnis steuert die Arbeitseinheit-Steuerung 26 den Ausleger 6, den Arm 7, und den Löffel 8 auf der Basis der Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm, der Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am bzw. der Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bkt, ohne den Löffel 8 in einer Richtung weg von der Vertiefungswand 71 zu bewegen, sogar, wenn der Löffel 8 die Vertiefungswand 71 aushebt. Damit wird, wenn der Löffel 8 die Vertiefungswände 71 und 72 aushebt, in dem Fall, wobei der Bagger 100 die Vertiefung 70 aushebt, während die Grabsteuerung durchgeführt wird, die Arbeitseinheit 2 gemäß dem Betrieb des Maschinenführers betrieben. Als Ergebnis ist, da die Arbeitseinheit 2 nach Absicht des Maschinenführers betrieben wird, das Gefühl der Unsicherheit des Maschinenführers verringert.
Es wird angenommen, dass der oberen Schwenkkörper 3 schwenkt nach links, betrachtet von der Rückseite des Baggers 100 aus, und der Vertiefungsboden 73 wieder direkt unterhalb des Löffels 8 aus dem Zustand heraus lokalisiert ist, wobei der Löffel 8 über der Vertiefungswand 71 lokalisiert ist. In diesem Fall wird der Winkel α1 des Datendetails über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform Uw direkt unterhalb des Löffels 8 bezüglich der horizontalen Ebene entsprechend der Linie LN1 kleiner als der Neigungswinkel-Schwellenwert αc. Dann nimmt die Steuerungsbestimmungseinheit 58 die Grabsteuerung wieder auf, die aktuell unterbrochen ist. Da die Grabsteuerung durchgeführt wird, wenn der Bagger 100 den Vertiefungsboden 73 durch eine solche Steuerung aushebt, wird verhindert, dass die Schneidspitze 8T des Löffels 8 den Vertiefungsboden 73 über die Grabzielgeländeformen 431 und 46I hinaus aushebt, und daher wird die Abnahme in der Genauigkeit der Dimension und der Position des Vertiefungsbodens 73 begrenzt. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 kann die Grabsteuerung auf der Basis der Grab-Zielgeländeform in der Breite-Richtung durchführen. In der vorliegenden Ausführungsform wurde der Fall beschrieben, in dem der Konfigurierungsmodus des Datendetails über eine in einer Richtung von vorne nach hinten ausgehobene Zielgeländeform U in der Zentrumsposition in der Breite-Richtung des Löffels 8 nicht verwendet wird, aber die vorliegende Ausführungsform kann einen Fall umfassen, wobei der Konfigurierungsmodus verwendet wird oder einen Fall, wobei es keinen Konfigurierungsmodus gibt. Als Nächstes wird ein Steuerungsbeispiel, wenn die Vertiefung 70 ausgehoben wird unter Verwendung des Arbeitsmaschinensteuerverfahrens gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
(Steuerungsbeispiel für ein Arbeitsmaschinensteuerverfahren gemäß vorliegender Ausführungsform)
25 ist ein Ablaufdiagramm und erläutert ein Steuerungsbeispiel, wenn die Vertiefung 70 ausgehoben wird. Wenn die Grabsteuerung mit dem Betrieb des Maschinenführers des Schalters 29S, der in 2 erläutert ist, in Schritt S101 gestartet wird, erfasst die Anzeige-Steuerung 28, der in 5 erläutert ist, die Neigungswinkel θ1, θ2, und θ3 aus der Sensorsteuerung 39 und erzeugt das Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail S aus den Neigungswinkeln θ1, θ2, und θ3 und dem Schwenkzentrumpositionsdatendetail XR des Baggers 100 in Schritt S102. In Schritt S103 erfasst die Arbeitseinheit-Steuerung 26, die in 5 erläutert ist, den Abstand d zwischen der Grab-Zielgeländeform 431 und der Schneidspitze 8T des Löffels 8.
In Schritt S104 erfasst die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Schneidspitze Geschwindigkeit, genauer die Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm in der Richtung der Grab-Zielgeländeform 431 durch den Betrieb des Maschinenführer des Baggers 100 auf der Arbeitseinheit 2. Als Nächstes erfasst in Schritt S105 die Steuerungsbestimmungseinheit 58 der Arbeitseinheit-Steuerung 26, der in 5 erläutert ist, die Grab-Zielgeländeform 461 (das Datendetail über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform Uw) direkt unterhalb des Löffels 8 und die Schneidspitzenposition P4 aus der Arbeitseinheit-Steuerung 26, und erfasst den Winkel α der Grab-Zielgeländeform 461 bezüglich der horizontalen Ebene. Dann vergleicht die Steuerungsbestimmungseinheit 58 den erhaltenen Winkel α mit dem Neigungswinkel-Schwellenwert αc. Wenn α ≥ αc als Ergebnis des Vergleichs (JA in Schritt S105) die Vertiefungswände 71 und 72 der Vertiefung 70 direkt unterhalb des Löffels 8 lokalisiert sind. Aus diesem Grund unterbricht in Schritt S106 die Steuerungsbestimmungseinheit 58 die Grabsteuerung. In diesem Fall wird die Arbeitseinheit 2 gemäß dem Betrieb der Arbeitseinheit-Steuerung 26 durch den Maschinenführer betrieben.
Wenn α < αc (Schritt S105, Nein) sind die Vertiefungswände 71 und 72 der Vertiefung 70 nicht direkt unterhalb des Löffels 8 lokalisiert, und daher existiert ein Zustand, wobei die Grabsteuerung durchgeführt werden kann. In diesem Fall führt in Schritt S107 die Steuerungsbestimmungseinheit 58 die Grabsteuerung durch. Aus diesem Grund, wenn die Schneidspitze 8T des Löffels 8 versucht, das Grabziel über die Grab-Zielgeländeform 461 hinaus auszuheben, bewegt die Arbeitseinheit-Steuerung 26 zum Beispiel den Ausleger 6 nach oben und verhindert, dass der Löffel 8 die Grab-Zielgeländeform 46I aushebt.
(Zweite Ausführungsform)
26 ist ein Diagramm und erläutert einen Zustand, wobei ein Löffel 8 eines Baggers 100 auf eine Seitenwand 71a zufährt, wenn eine Vertiefung 70 ausgehoben wird. 27 ist ein Diagramm und erläutert einen Zustand, wobei der Löffel 8 von der Rückseite des Baggers 100 aus betrachtet wird. 28 ist ein Diagramm und erläutert ein Geschwindigkeitselement, wenn der Löffel 8 sich an die Seitenwand 71a annähert. 29 ist ein Diagramm und erläutert einen Abstand d zwischen einer Schneidspitze 8T des Löffels 8 und der Seitenwand 71a. 30 ist ein Diagramm und erläutert eine Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_lmt.
In einer zweiten Ausführungsform wird eine Grabsteuerung auf der Basis einer Grab-Zielgeländeform 46I (Datendetail über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform Uw) in der Breite-Richtung einer Arbeitseinheit 2 durchgeführt, wenn die Arbeitseinheit 2, genauer der Löffel 8, ein Geschwindigkeitselement in der Breite-Richtung davon aufweist. Wenn zum Beispiel der Bagger 100 eine Geländefläche 73A aushebt, wie erläutert in 26 erläutert, ist ein Fall eingetreten, wobei sich die Arbeitseinheit 2 in Richtung der Seitenwand 71a bewegt, indem zum Beispiel ein oberer Schwenkkörper 3 zum Schwenken gebracht wird (in diesem Beispiel, eine Richtung, die durch einen Pfeil RD in 26 angegeben ist). In diesem Fall wird in der ersten Ausführungsform, wobei die Vertiefung ist das Grabziel ist, die Grabsteuerung unterbrochen; allerdings wird in der vorliegenden Ausführungsform die Grabsteuerung auch in der Breite-Richtung der Arbeitseinheit 2 durchgeführt, so dass der Löffel 8 nicht über eine Grab-Zielgeländeform 74 der Seitenwand 71a hinaus aushebt. Genauer, wenn zum Beispiel eine Arbeitseinheit-Steuerung 26 bestimmt, dass die Möglichkeit besteht, dass der Löffel 8 über die Grab-Zielgeländeform 74 die Seitenwand 71a ausgräbt, bewegt in dem Fall, wobei sich der Löffel 8 der Seitenwand 71a mit einer Geschwindigkeit Vct annähert, wie in 27 erläutert, die Arbeitseinheit-Steuerung zum Beispiel den Ausleger 6, der in 1 erläutert ist, nach oben und unterbindet eine solche Möglichkeit.
In der vorliegenden Ausführungsform führt die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Grabsteuerung in der Breite-Richtung durch, wenn das Geschwindigkeitselement in der Breite-Richtung der Arbeitseinheit in der Arbeitseinheit 2 erzeugt wird. Das Geschwindigkeitselement in der Breite-Richtung der Arbeitseinheit 2 wird durch das Schwenken des oberen Schwenkkörpers 3 erzeugt, der in 1 erläutert ist. Weiterhin wird sogar, wenn die Arbeitseinheit 2 bezüglich der Richtung geneigt ist, wobei eine Fahrvorrichtung 5 sich in der xy-Ebene in einem Lokalkoordinatensystem des Baggers 100 fortbewegt, das Geschwindigkeitselement in der Breite-Richtung der Arbeitseinheit 2 erzeugt. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben, in dem die Grabsteuerung in der Breite-Richtung durchgeführt wird, wenn der obere Schwenkkörper 3 schwenkt, aber die Grabsteuerung in der Breite-Richtung kann durchgeführt werden, wenn das Geschwindigkeitselement in der Breite-Richtung der Arbeitseinheit 2 durch die Fortbewegung der Fahrvorrichtung 5 erzeugt wird. Weiterhin kann die Grabsteuerung in der Breite-Richtung unterbrochen werden, wenn die Fahrvorrichtung 5 sich fortbewegt.
31 ist ein Ablaufdiagramm und erläutert ein Verfahrensbeispiel für die Grabsteuerung in der Breite-Richtung. In der nächsten Beschreibung, wird ein Beispiel beschrieben, in dem die Grabsteuerung in der Breite-Richtung durchgeführt wird, so dass der Löffel 8 die Seitenwand 71a der Vertiefung 70 nicht zu stark aushebt, aber das Grabziel kann zum Beispiel ein Abhang sein, der anders ist als die Seitenwand 71a. Die Grab-Zielgeländeform 74 in der Breite-Richtung wird durch das gleiche Verfahren wie in dem Fall gewonnen, wobei die Grab-Zielgeländeform 46I (Datendetail über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform Uw) auf der Basis der Grabzielposition 44 in der Breite-Richtung gewonnen wird, die in 22 erläutert ist.
Wenn die Grabsteuerung in der Breite-Richtung durchgeführt wird, speichert die Speichereinheit 26M der Arbeitseinheit-Steuerung 26, der in 5 erläutert ist, ein Informationsdetail zum Definieren einer Beziehung zwischen einem Schwenk-Betriebsbetrag MR und einer Schwenk-Zielwinkelgeschwindigkeit ωct als ein Zielgeschwindigkeitsinformationsdetail. In Schritt S21, erfasst die Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52, die in 5 erläutert ist, den Schwenk-Betriebsbetrag MR aus einer Bedienvorrichtung 25 und erfasst die Schwenk-Zielwinkelgeschwindigkeit ωct durch den erhaltenen Schwenk-Betriebsbetrag MR. Als Nächstes erfasst in Schritt S22 die Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52 einen Abstand LR zwischen der Schwenkachse z, die in 3A erläutert ist, und der Schneidspitze 8T des Löffels 8 aus den Neigungswinkelnθ1, θ2, und θ3, der Länge L1 eines Auslegers 6, der Länge L2 eines Arm 7, und der Länge L3 des Löffels 8. Der Abstand LR ist ein Schwenkradius der Schneidspitze 8T. In Schritt S23 erfasst die Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52 die Schwenk-Zielgeschwindigkeit Vct der Schneidspitze 8T durch Multiplizieren der Schwenk-Zielwinkelgeschwindigkeit coct mit dem Schwenkradius (Abstand LR) der Schneidspitze 8T.
Als Nächstes wandelt in Schritt S24, wie in 28 erläutert, die Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52 die Schwenk-Zielgeschwindigkeit Vct in ein Geschwindigkeitselement (hierin im Folgenden entsprechend als senkrechtes Geschwindigkeitselement bezeichnet) Vcy_t in einer Richtung senkrecht zur Grab-Zielgeländeform 74 (Datendetail über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform Uw) und ein Geschwindigkeitselement (hierin im Folgenden entsprechend als horizontales Geschwindigkeitselement bezeichnet) Vcx_t in einer Richtung parallel zur Grab-Zielgeländeform 74 (Datendetail über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform Uw) um. In dem Beispiel, das in 28 erläutert ist, werden das senkrechte Geschwindigkeitselement Vcy_t und das horizontale Geschwindigkeitselement Vcx_t bezüglich der Grab-Zielgeländeform 74 entsprechend der Seitenwand 71a erhalten. In dem Beispiel, das in 28 erläutert ist, ist die Seitenwand 71a um einen Winkel α bezüglich einer horizontalen Ebene HL des Lokalkoordinatensystems (x, y, z) des Baggers 100, d.h. eine Ebene parallel zur xy-Ebene, geneigt. Aus diesem Grund kann das senkrechte Geschwindigkeitselement Vcy_t durch Vct × cos(π/2 - α) erhalten werden, und das horizontale Geschwindigkeitselement Vcx_t kann durch Vct × sin(π/2 - α) erhalten werden.
In Schritt S25, wie in 29 erläutert, erfasst die Abstandserfassungseinheit 53 der Arbeitseinheit-Steuerung 26, die in 5 erläutert ist, den Abstand d zwischen der Schneidspitze 8T des Löffels 8 und der Grab-Zielgeländeform 74 entsprechend der Seitenwand 71a. Insbesondere berechnet die Abstandserfassungseinheit 53 den Abstand d zwischen der Schneidspitze 8T in der Mitte in der Breite-Richtung des Löffels 8 und der Grab-Zielgeländeform 74 aus dem wie vorstehend beschrieben gewonnenen Positionsinformationsdetail der Schneidspitze 8T und das Datendetail über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform Uw, das eine Position der Grab-Zielgeländeform 74 angibt. In diesem Fall kann die Abstandserfassungseinheit 53 einen Abstand berechnen, der als der kürzeste Abstand zwischen der Schneidspitze 8T des Löffels 8 und der Grab-Zielgeländeform 74 dient, und die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Grabsteuerung in der Breite-Richtung auf der Basis des kürzesten Abstands durchführen.
In Schritt S26 berechnet die Grenzgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 54 der Arbeitseinheit-Steuerung 26, die in 5 erläutert ist, eine Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt der kompletten Arbeitseinheit 2, die erläutert ist in 1 erläutert ist, auf der Basis des Abstands d zwischen der Schneidspitze 8T des Löffels 8 und der Grab-Zielgeländeform 74. Da die Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt der kompletten Arbeitseinheit 2 ist die gleiche ist wie diejenige der ersten Ausführungsform wird die Beschreibung davon wegelassen. In Schritt S27, wie in 30 erläutert, berechnet die Grenzgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 54 ein senkrechtes Grenzgeschwindigkeitselement Vcy_bm_lmt des Auslegers 6 durch Subtrahieren des senkrechten Geschwindigkeitselements Vcy_t der Schwenk-Zielgeschwindigkeit Vct von der Grenzgeschwindigkeit Vcy_lmt der kompletten Arbeitseinheit 2.
In Schritt S28, wie in 30 erläutert, wandelt die Grenzgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 54 um das senkrechte Grenzgeschwindigkeitselement Vcy_bm_lmt des Auslegers 6 in die Grenzgeschwindigkeit (der Ausleger-Grenzgeschwindigkeit) Vc_bm_lmt des Auslegers 6 um. Genauer wird die Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_lmt durch Multiplizieren des senkrechten Grenzgeschwindigkeitselements Vcy_bm_lmt durch sin(π/2 - α) erhalten. In Schritt S29 erzeugt, wenn ein Pilotdruck auf der Basis einer Auslegerzwischenpositionsanweisung CBI größer ist als ein auf der Basis des Betriebs des Auslegers 6 erzeugter Pilotdruck, eine Arbeitseinheit-Steuereinheit 57 der Arbeitseinheit-Steuerung 26 ein Ausleger-Anweisungssignal CB, so dass die Geschwindigkeit des Auslegers 6 zur Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vc_bm_lmt wird und das Zwischenpositionsventil 27C steuert, das in 2 und 15 erläutert ist.
In der vorliegenden Ausführungsform kann eine Situation, derart dass der Löffel mit dem Hang oder dergleichen in Kontakt gebracht wird, wenn der obere Schwenkkörper 3 nach dem Graben schwenkt, durch Durchführen der Grabsteuerung in der Breite-Richtung vermieden werden. In der vorliegenden Ausführungsform kann eine Arbeitseinheit-Steuerung 26a gleichzeitig sowohl die Grabsteuerung in der Breite-Richtung als auch die Grabsteuerung in der Richtung von vorne nach hinten durchführen. Weiterhin kann die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Grabsteuerung in der Richtung von vorne nach hinten und die Grabsteuerung in der Breite-Richtung gemäß der Gegenwart oder Abwesenheit des Schwenkens der Arbeitseinheit 2 schalten. Wenn zum Beispiel die Arbeitseinheit 2 bei der Grabsteuerung in der Richtung von vorne nach hinten schwenkt, kann die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Grabsteuerung in der Richtung von vorne nach hinten unterbinden und nur die Grabsteuerung in der Breite-Richtung durchführen, und wenn das Schwenken der Arbeitseinheit 2 aufhört, kann die Arbeitseinheit-Steuerung die Grabsteuerung in der Breite-Richtung stoppen und die Grabsteuerung in der Richtung von vorne nach hinten wieder aufnehmen. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26 kann die Grabsteuerung auf der Basis der Grab-Zielgeländeform in der Breite-Richtung durchführen. Als Nächstes wird eine Grabsteuerung auf der Basis einer Geschwindigkeit, bei der die Schwenk-Zielgeschwindigkeit Vct mit einer Zielgeschwindigkeit Vft in der Richtung von vorne nach hinten synthetisiert ist, beschrieben.
(Grabsteuerung auf der Basis synthetisierter Geschwindigkeit)
32 ist ein Ablaufdiagramm und erläutert ein Verfahren für die Grabsteuerung auf der Basis der Geschwindigkeit, bei der die Schwenk-Zielgeschwindigkeit Vct mit einer Zielgeschwindigkeit Vft in der Richtung von vorne nach hinten synthetisiert ist. 33 ist ein Diagramm und erläutert ein Verfahren zum Erhalten der Zielgeschwindigkeit Vft in der Richtung von vorne nach hinten. 34 ist ein Diagramm und erläutert ein Verfahren zum Erhalten einer Geschwindigkeit Vt, bei der die Schwenk-Zielgeschwindigkeit Vct mit einer Zielgeschwindigkeit Vft in der Richtung von vorne nach hinten synthetisiert ist. 35 ist ein Diagramm und erläutert ein Geschwindigkeitselement, wenn sich der Löffel 8 an die Grab-Zielgeländeform 74 entsprechend der Seitenwand 71a annähert. 36 ist ein Diagramm und erläutert eine Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vt_bm_lmt. In Schritt S31, erfasst die Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52, die in 5 erläutert ist, die Schwenk-Zielgeschwindigkeit Vct und die Zielgeschwindigkeit Vft in der Richtung von vorne nach hinten der Arbeitseinheit 2. Da das Verfahren zum Erhalten der Schwenk-Zielgeschwindigkeit Vct das gleiche ist wie das oben beschriebenen Verfahren, wird die Beschreibung davon weggelassen.
Die Zielgeschwindigkeit Vft in der Richtung von vorne nach hinten der Arbeitseinheit 2 wird wie folgt erhalten. Wie in 33 erläutert, wandelt die Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52 eine Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm in ein Geschwindigkeitselement VL1_bm in der senkrechten Achsenrichtung und ein Geschwindigkeitselement VL2_bm in der horizontalen Achsenrichtung des Lokalkoordinatensystems durch eine trigonometrische Funktion aus einem Winkel β2, der zwischen der senkrechten Achse des Lokalkoordinatensystems und der Richtung der Ausleger-Zielgeschwindigkeit Vc_bm ausgebildet ist, um. Die Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52 wandelt eine Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am in ein Geschwindigkeitselement VL1_am in der senkrechten Achsenrichtung und ein Geschwindigkeitselement VL2_am in der horizontalen Achsenrichtung des Lokalkoordinatensystems durch eine trigonometrische Funktion aus einen Winkel β3, der zwischen der senkrechten Achse des Lokalkoordinatensystems und der Richtung der Arm-Zielgeschwindigkeit Vc_am ausgebildet ist, um. Die Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52 wandelt um eine Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bk in ein Geschwindigkeitselement VL1_bk in der senkrechten Achsenrichtung und ein Geschwindigkeitselement VL2_bk in der horizontalen Achsenrichtung des Lokalkoordinatensystems durch eine trigonometrische Funktion aus einen Winkel β4, der zwischen der senkrechten Achse des Lokalkoordinatensystems und der Richtung der Löffel-Zielgeschwindigkeit Vc_bk ausgebildet ist, um.
Die Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52 subtrahiert das Geschwindigkeitselement VL2_bm in der horizontalen Achsenrichtung des Auslegers von dem Geschwindigkeitselement VL2_am in der horizontalen Achsenrichtung des Arms und das Geschwindigkeitselement VL2_bk in der horizontalen Achsenrichtung für den Löffel. Dieser Wert ist die Zielgeschwindigkeit Vft in der Richtung von vorne nach hinten.
Wenn die Schwenk-Zielgeschwindigkeit Vct und die Zielgeschwindigkeit Vft in der Richtung von vorne nach hinten erhalten werden, erfasst die Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52 die Geschwindigkeit Vt, bei der diese Geschwindigkeiten synthetisiert in Schritt S32 (siehe 34) synthetisiert werden. Hierin im Folgenden wird die Geschwindigkeit Vt, bei der die Schwenk-Zielgeschwindigkeit Vct mit einer Zielgeschwindigkeit Vft in der Richtung von vorne nach hinten synthetisiert ist, als eine Steuerungszielgeschwindigkeit Vt bezeichnet. Die Steuerungszielgeschwindigkeit Vt kann erhalten durch √(Vct² + Vft²) .
Als Nächstes wandelt in Schritt S33, wie erläutert in 35 erläutert, die Zielgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 52 die Steuerungszielgeschwindigkeit Vt in ein Geschwindigkeitselement (hierin im Folgenden entsprechend als senkrechtes Geschwindigkeitselement bezeichnet) Vty_t in der Richtung senkrecht zur Grab-Zielgeländeform 74 (Datendetail über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform Uw) und ein Geschwindigkeitselement (hierin im Folgenden entsprechend als ein horizontales Geschwindigkeitselement bezeichnet) Vtx_t in einer Richtung parallel zur Grab-Zielgeländeform 74 (Datendetail über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform Uw) um. In dem Beispiel, das in 35 erläutert ist, werden das senkrechte Geschwindigkeitselement Vty_t und das horizontale Geschwindigkeitselement Vtx_t für die Grab-Zielgeländeform 74 entsprechend der Seitenwand 71a erhalten, die in 34 erläutert ist. In dem Beispiel, das in 35 erläutert ist, ist die Seitenwand 71a ist um einen Winkel α bezüglich einer horizontalen Ebene HL des Lokalkoordinatensystems (x, y, z) des Baggers 100 geneigt, d.h. eine Ebene parallel zur xy-Ebene. Aus diesem Grund kann das senkrechte Geschwindigkeitselement Vty_t durch Vt × cos(π/2 - α) erhalten werden, und das horizontale Geschwindigkeitselement Vtx_t kann durch Vt × sin(π/2 - α) erhalten werden.
In Schritt S34 erfasst die Abstandserfassungseinheit 53 der Arbeitseinheit-Steuerung 26, die in 5 erläutert ist, den Abstand d zwischen der Schneidspitze 8T des Löffels 8 und der Grab-Zielgeländeform 74 entsprechend der Seitenwand 71a, wie in 29 erläutert, vorstehend beschrieben. Insbesondere, berechnet die Abstandserfassungseinheit 53 den Abstand d zwischen der Schneidspitze 8T in der Mitte in der Breite-Richtung des Löffels 8 und der Grab-Zielgeländeform 46I aus dem wie vorstehend beschrieben gewonnenen Positionsinformationsdetail der Schneidspitze 8T und das Datendetail über eine in einer Breite-Richtung ausgehobene Zielgeländeform Uw, die die Position der Grab-Zielgeländeform 461 angibt. In diesem Fall kann die Abstandserfassungseinheit 53 einen Abstand berechnen, der als der kürzeste Abstand zwischen der Schneidspitze 8T des Löffels 8 und der Grab-Zielgeländeform 461 dient, und die Arbeitseinheit-Steuerung 26 kann die Grabsteuerung in der Breite-Richtung auf der Basis des kürzesten Abstands durchführen.
In Schritt S35 berechnet die Grenzgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 54 der Arbeitseinheit-Steuerung 26, die in 5 erläutert ist, die Grenzgeschwindigkeit Vty_lmt der kompletten Arbeitseinheit 2, die in 1 erläutert ist, auf der Basis des Abstands d zwischen der Schneidspitze 8T des Löffels 8 und der Grab-Zielgeländeform 46I. Da die Grenzgeschwindigkeit Vty_lmt der kompletten Arbeitseinheit 2 die gleiche ist wie diejenige der ersten Ausführungsform, wird die Beschreibung davon weggelassen. In Schritt S36, wie in 36 wie erläutert, berechnet die Grenzgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 54 ein senkrechtes Grenzgeschwindigkeitselement Vty_bm_lmt des Auslegers 6 durch Subtrahieren des senkrechten Geschwindigkeitselements Vty_t der Schwenk-Zielgeschwindigkeit Vct von der Grenzgeschwindigkeit Vty_lmt der kompletten Arbeitseinheit 2.
In Schritt S37, wie in 30 erläutert, wandelt die Grenzgeschwindigkeitsbestimmungseinheit 54 das senkrechte Grenzgeschwindigkeitselement Vty_bm_lmt des Auslegers 6 in die Grenzgeschwindigkeit (der Ausleger-Grenzgeschwindigkeit) Vt_bm_lmt des Auslegers 6 um. Genauer, wird der Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vt_bm_lmt erhalten durch Multiplizieren der senkrechtes Grenzgeschwindigkeitselement Vty_bm_lmt durch sin(π/2 - α). In Schritt S38, wenn der Pilotdruck auf der Basis der Auslegerzwischenpositionsanweisung CBI größer ist als der auf der Basis des Betriebs des Auslegers 6 erzeugte Pilotdruck, erzeugt die Arbeitseinheit-Steuereinheit 57 der Arbeitseinheit-Steuerung 26 das Ausleger-Anweisungssignal CB, so dass die Geschwindigkeit des Auslegers 6 zur Ausleger-Grenzgeschwindigkeit Vt_bm_lmt wird, und steuert das Zwischenpositionsventil 27C, das in 2 erläutert ist.
In der vorliegenden Beispiel kann die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Grab-Zielgeländeform 74 unter Berücksichtigung des Betriebs in der Richtung von vorne nach hinten und der Breite-Richtung der Arbeitseinheit 2 unter Verwendung der Steuerungszielgeschwindigkeit Vt, bei der die Schwenk-Zielgeschwindigkeit Vct mit einer Zielgeschwindigkeit Vft in der Richtung von vorne nach hinten synthetisiert ist, erfassen. Aus diesem Grund kann, da es keinen Grund gibt, die Richtung von vorne nach hinten und die Breite-Richtung der Arbeitseinheit 2 bei der Grabsteuerung zu schalten, die einwandfreie Grabsteuerung realisiert werden.
(Modifiziertes Beispiel)
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Schwenk-Zielgeschwindigkeit Vct der Schneidspitze 8T auf der Basis des Schwenk-Betriebsbetrags MR erhalten, der aus der Bedienvorrichtung 25 erhalten wird. In dem vorliegenden modifizierten Beispiel wird eine Schwenk-Zielgeschwindigkeit Vct einer Schneidspitze 8T auf der Basis eines Nachweisergebnisses der IMU 24, die in 2 erläutert ist, und Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 von GNSS-Antennen 21 und 22, die durch eine Positionsdetektiervorrichtung 19 detektiert wurden, erhalten. In dem vorliegenden modifizierten Beispiel wird eine Position einer Arbeitseinheit 2 zuvor unter Verwendung des Nachweisergebnisses der IMU 24 und der Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 der GNSS-Antennen 21 und 22, die durch die Positionsdetektiervorrichtung 19 detektiert wurden, berechnet.
37 ist ein Blockdiagramm und erläutert eine Anzeige-Steuerung 28 und eine Arbeitseinheit-Steuerung 26a und eine Sensorsteuerung 39a gemäß dem modifizierten Beispiel. 38A und 38B sind Diagramme und erläutern eine Stellung eines Baggers 100. Die Arbeitseinheit-Steuerung 26a ist die gleiche wie die Arbeitseinheit-Steuerung 26 (siehe 5), beschrieben in der ersten Ausführungsform, aber einen Unterschied insofern aufweist, als eine Prädiktionskorrektureinheit 59 enthalten ist. Die Prädiktionskorrektureinheit 59 erfasst ein Schwenkkörper-Orientierungsdatendetail Q, das die Orientierung angibt, in der ein oberer Schwenkkörper 3, d.h. die Arbeitseinheit 2, auf die Anzeige-Steuerung 28 zeigt. Die Prädiktionskorrektureinheit 59 erfasst eine Schwenkwinkelgeschwindigkeit ω des oberen Schwenkkörpers 3 aus der IMU 24. Die Prädiktionskorrektureinheit 59 berechnet zuvor und korrigiert das Schwenkkörper-Orientierungsdatendetail Q auf der Basis eines Schwenkwinkelgeschwindigkeitsdatendetails Dω.
Zum Beispiel berechnet die Prädiktionskorrektureinheit 59 ein Prädiktionsdrehwinkel ω·t durch Multiplizieren der Schwenkwinkelgeschwindigkeit ω mit einer Verzögerungszeit t. Die Verzögerungszeit t bezieht sich auf eine Zeit, von der zuvor berechnet wurde, dass sie notwendig ist für die Erzeugung eines Löffelschneidspitzenpositionsdatendetails S und eines Grab-Zielgeländeformdatendetails U. Zum Beispiel ist in der vorliegenden Ausführungsform, da die Positionsdetektiervorrichtung 19 die Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 der GNSS-Antennen 21 und 22 in einem Zyklus von zum Beispiel etwa 100 msec detektiert und die Referenzpositionsdatendetails an die Anzeige-Steuerung 28 ausgibt, eine Zeit von etwa mindestens 100 msec notwendig, dass die Arbeitseinheit-Steuerung 26 das Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail S und das Grab-Zielgeländeformdatendetail U, die aus der Anzeige-Steuerung 28 ausgegeben werden, erfasst. Weiterhin, wenn eine Berechnung durch die Anzeige-Steuerung 28 durchgeführt wird, ist weitere Zeit notwendig, dass die Arbeitseinheit-Steuerung 26 das Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail S und das Grab-Zielgeländeformdatendetail U erfasst.
Die Prädiktionskorrektureinheit 59 erzeugt ein Schwenkkörperorientierungskorrekturdatendetail R, das eine Prädiktionsorientierung zu einem Zeitpunkt angibt, bei dem sich der obere Schwenkkörper nur um den Prädiktionsdrehwinkel ω·t dreht, auf der Basis der Orientierung des Schwenkkörper-Orientierungsdatendetails Q des oberen Schwenkkörpers 3, das aus einer Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail-Erzeugungseinheit 28B gewonnen wurde, der Winkelgeschwindigkeit ω, die aus der IMU 29 gewonnen wurde, und der Prädiktionsverzögerungszeit t. Die Prädiktionsorientierung, die durch das Schwenkkörperorientierungskorrekturdatendetail R angegeben wird, ist die Orientierung des oberen Schwenkkörpers 3, d.h. die Arbeitseinheit 2 bei einem Erzeugungszeitpunkt des Grab-Zielgeländeformdatendetails U.
Die Prädiktionskorrektureinheit 59 erfasst einen Neigungswinkel θ4 bezüglich der Breite-Richtung des oberen Schwenkkörpers 3 und einen Neigungswinkel θ5 bezüglich der Richtung von vorne nach hinten des oberen Schwenkkörpers 3 aus der IMU 24. Die Prädiktionskorrektureinheit 59 berechnet die Prädiktionsorientierung des oberen Schwenkkörpers 3 auf der Basis des Schwenkkörperorientierungskorrekturdatendetails R aus dem Prädiktionsorientierungsdatendetail R, dem Neigungswinkel θ4, und dem Neigungswinkel θ5. Die Prädiktionskorrektureinheit 59 berechnet die Prädiktionsneigungswinkel θ4' und θ5' in der Prädiktionsorientierung. Als Nächstes werden die Prädiktionsneigungswinkel θ4' und θ5' unter der Annahme beschrieben, dass nachdem der Bagger 100 Arbeit in der Frontrichtung in einer geneigten Bodenfläche eines Neigungswinkels θ6 durchführt, wie in 38A erläutert, der obere Schwenkkörper 3 ausschwenkt und zur Lateralseite hin zeigt, wie erläutert in 38B erläutert.
Vor und nach dem Schwenkbetrieb nimmt der Neigungswinkel θ5 bezüglich der Richtung von vorne nach hinten des oberen Schwenkkörpers 3 nach und nach von θ6 ab und wird Null. Unterdessen nimmt der Neigungswinkel θ4 bezüglich der Lateralrichtung nach und nach von Null zu und wird θ6. Demnach kann die Prädiktionskorrektureinheit 59 kann die Prädiktionsneigungswinkel θ4' und θ5' nach dem Verstreichen der Verzögerungszeit t auf der Basis der Schwenkwinkelgeschwindigkeit ω berechnen. Die Prädiktionskorrektureinheit 59 gibt die Prädiktionsneigungswinkel θ4' und θ5' an die Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail-Erzeugungseinheit 28B aus. Wenn der Bagger 100 Arbeit in einer geneigten Bodenfläche oder dergleichen durchführt, wird die Prädiktionskorrektur der Neigung des oberen Schwenkkörpers 3 möglich, sogar unter dem Umstand, wobei sich die Neigungswinkelθ4 und θ5 des oberen Schwenkkörpers 3 mit der Ausschenkung ändern.
39 ist ein Ablaufdiagramm und erläutert ein Verfahren, in dem die Prädiktionskorrektureinheit 59 das Schwenkkörperorientierungskorrekturdatendetail R aktualisiert. 40 ist ein Diagramm und erläutert ein Verfahren der Prädiktionskorrektureinheit 59, das gemäß dem Betrieb des oberen Schwenkkörpers 3 durchgeführt wird. Das Schwenkkörperorientierungskorrekturdatendetail R der Prädiktionskorrektureinheit 59 wird mit Bezug auf 38A, 38B, und 40 beschrieben. In Schritt S201 erfasst die Prädiktionskorrektureinheit 59 das Schwenkkörper-Orientierungsdatendetail Q, das die Orientierung angibt, in die der obere Schwenkkörper 3 zeigt, zum Beispiel ein Zyklus von 10 Hz (ein Beispiel für einen zweiten Zyklus) aus einer Globalkoordinatenberechnungseinheit 23.
In Schritt S202 erfasst die Prädiktionskorrektureinheit 59 die Schwenkwinkelgeschwindigkeit ω um eine Schwenkachse z, den Neigungswinkel θ4 bezüglich der Richtung von vorne nach hinten des oberen Schwenkkörpers 3, und den Neigungswinkel θ5 bezüglich der rechten und linken Richtung des oberen Schwenkkörpers 3 in zum Beispiel einem Zyklus von 100 Hz (ein Beispiel für einen ersten Zyklus) aus der IMU 24. In Schritt S203 aktualisiert die Prädiktionskorrektureinheit 59 die Informationsdetails auf das Schwenkkörperorientierungskorrekturdatendetail R, das die Orientierung des oberen Schwenkkörpers 3 angibt, nachdem der obere Schwenkkörper 3 um ω·t ausschwenkt, den Prädiktionsneigungswinkel θ4' bezüglich der Richtung von vorne nach hinten des oberen Schwenkkörpers 3, und den Prädiktionsneigungswinkel θ5' bezüglich der rechten und linken Richtung des oberen Schwenkkörpers 3 unter Verwendung der jüngsten Schwenkwinkelgeschwindigkeit ω als Reaktion auf die Erfassung des Schwenkkörper-Orientierungsdatendetails Q.
In Schritt S204 gibt die Prädiktionskorrektureinheit 59 das aktualisierte Schwenkkörperorientierungskorrekturdatendetail R und die aktualisierten Prädiktionsneigungswinkel θ4' und θ5' an die Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail-Erzeugungseinheit 28B aus. Die Prädiktionskorrektureinheit 59 aktualisiert das Schwenkkörperorientierungskorrekturdatendetail R und die Prädiktionsneigungswinkel θ4' und θ5' durch Wiederholen von Schritt S201 bis Schritt S204 immer dann wenn das Schwenkkörper-Orientierungsdatendetail Q gewonnen wird.
Damit kann die Prädiktionskorrektureinheit 59 das Schwenkkörperorientierungskorrekturdatendetail R und die Prädiktionsneigungswinkel θ4' und θ5' in einem Zyklus höher als das Schwenkkörper-Orientierungsdatendetail Q unter Verwendung der Schwenkwinkelgeschwindigkeit ω und der Neigungswinkelnθ4 und θ5 erzeugen, die durch die IMU 24 bei dem Messzyklus schneller als das Schwenkkörper-Orientierungsdatendetail Q erzeugt werden. Weiterhin können das Schwenkkörperorientierungskorrekturdatendetail R und die Prädiktionsneigungswinkel θ4' und θ5' auch die Schwenkwinkelgeschwindigkeit ω und die Neigungswinkelθ4 und θ5 aktualisieren, die wahrscheinlich eine Variation im Wärmedrift durch das Schwenkkörper-Orientierungsdatendetail Q umfassen, das aus der Globalkoordinatenberechnungseinheit 23 gewonnen wird. Aus diesem Grund wird es möglich, das Schwenkkörperorientierungskorrekturdatendetail R und die Prädiktionsneigungswinkel θ4' und θ5', die mit dem Zyklus des Erzeugens des Grab-Zielgeländeformdatendetails U zusammenhängen, bezüglich der Verzögerungszeit t auszugeben.
Die Prädiktionskorrektureinheit 59 erzeugt das Schwenkkörperorientierungskorrekturdatendetail R (ein Beispiel für das Schwenkkörper-Anordnungskorrekturdatendetail) durch Vorberechnen und Korrigieren des Schwenkkörper-Orientierungsdatendetails Q auf der Basis der Schwenkwinkelgeschwindigkeit ω (ein Beispiel für das Betriebsdatendetail), die die Schwenkwinkelgeschwindigkeit ω des oberen Schwenkkörpers 3 angibt, und der Verzögerungszeit t. Die Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail-Erzeugungseinheit 28B erzeugt die Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail S (ein Beispiel des Arbeitseinheit-Positionsdatendetails), das die Position der Schneidspitze 8T des Löffels 8 auf der Basis des Referenzpositionsdatendetails P1, des Schwenkkörper-Orientierungsdatendetails Q und des Schwenkkörperorientierungskorrekturdatendetails R angibt. Eine Grab-Zielgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C erzeugt das Grab-Zielgeländeformdatendetail U auf der Basis des Löffelschneidspitzenpositionsdatendetails S und eines Zielkonstruktionsinformationsdetails T. Die Verzögerungszeit t umfasst eine Zeit, die notwendig ist zum Erzeugen des Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail S und des Grab-Zielgeländeformdatendetails U und eine Kommunikationszeit, die für die Arbeitseinheit-Steuerung 26 notwendig ist, um das erzeugte Grab-Zielgeländeformdatendetail U zu erfassen. In der Zeit, die zum Erzeugen des Löffelschneidspitzenpositionsdatendetails S und des Grab-Zielgeländeformdatendetails U notwendig ist, ist die Berechnungsverzögerung mit berücksichtigt, wenn die Berechnung über die Anzeige-Steuerung 28 durchgeführt wird. In der vorliegenden Ausführungsform werden etwa 0,4 Sekunden als Verzögerungszeit t unter Berücksichtigung des Obigen angenommen, aber die Verzögerungszeit t kann entsprechend geändert werden, als Reaktion auf die Spezifikation oder dergleichen der Arbeitseinheit-Steuerung 26 und der Anzeige-Steuerung 28.
Damit kann die Prädiktionskorrektureinheit 59 die Orientierung im Voraus, in die der obere Schwenkkörper 3 zum Zeitpunkt der Erzeugung des Grab-Zielgeländeformdatendetails U zeigt, auf der Basis der Schwenkwinkelgeschwindigkeit ω des oberen Schwenkkörpers 3 berechnen. Aus diesem Grund kann die Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail-Erzeugungseinheit 28B die Position der Schneidspitze 8T des Löffels 8 (die Position der Arbeitseinheit 2) zu einem Zeitpunkt im Voraus berechnen, bei dem die Verzögerungszeit t verstreicht. Als Ergebnis kann die Grab-Zielgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C das Grab-Zielgeländeformdatendetail U entsprechend der Position der Schneidspitze 8T des Löffels 8 zu dem Zeitpunkt, bei dem die Verzögerungszeit t verstreicht, erzeugen. Da die Arbeitseinheit-Steuerung 26 die Grabsteuerung in der Breite-Richtung unter Verwendung des Grab-Zielgeländeformdatendetails U durchführt, wobei die Verzögerungszeit t berücksichtigt ist, kann die Arbeitseinheit 2 auf der Basis des Grab-Zielgeländeformdatendetails U gesteuert werden, bei dem der Löffel 8 einem Teil nahe ist, der das Grabziel sein soll.
Die Prädiktionskorrektureinheit 59 erfasst die Schwenkwinkelgeschwindigkeit ω bei zum Beispiel 100 Hz (ein Beispiel für einen ersten Zyklus) und erfasst das Schwenkkörper-Orientierungsdatendetail Q bei zum Beispiel 10 Hz (ein Beispiel für einen zweiten Zyklus). Demnach kann die Prädiktionskorrektureinheit 59 das Schwenkkörperorientierungskorrekturdatendetail R unter Verwendung des Schwenkkörper-Orientierungsdatendetails Q erzeugen, das periodisch gewonnen wird. Aus diesem Grund kann sogar, wenn eine Wärmedrift in der IMU 24 erzeugt wird, die die Schwenkwinkelgeschwindigkeitω erzeugt, eine Korrekturorientierung auf der Basis des Schwenkkörper-Orientierungsdatendetails Q berechnet werden, das zum Beispiel alle 10 Hz aktualisiert wird. Als Ergebnis ist es möglich, das Schwenkkörperorientierungskorrekturdatendetail R kontinuierlich zu erzeugen, das die Korrekturorientierung angibt.
In der vorliegenden Ausführungsform erfasst die IMU 24 die Schwenkwinkelgeschwindigkeit ω, die die Schwenkwinkelgeschwindigkeit ω des oberen Schwenkkörpers 3 angibt, und die Neigungswinkelθ4 und θ5 als Betriebsdatendetail, das den Betrieb des oberen Schwenkkörpers 3 angibt, aber nicht darauf begrenzt ist. Der IMU 24 kann eine Änderung in einen Neigungswinkel erfassen, der die Neigung des oberen Schwenkkörpers 3 angibt. Der Neigungswinkel des oberen Schwenkkörpers 3 bezieht sich auf einen Änderungsbetrag der Neigungswinkelθ4 und θ5 (siehe 3A und 3B) pro Zeiteinheit. Da die Position der Schneidspitze 8T des Löffels 8 bei dem Laufzeitpunkt der Verzögerungszeit t auch gewonnen werden kann, wenn sich der Bagger 100 unter Verwendung einer solchen Änderung im Neigungswinkel statt der Schwenkwinkelgeschwindigkeitω dreht, kann die Grab-Zielgeländeformdatendetail-Erzeugungseinheit 28C das Grab-Zielgeländeformdatendetail U entsprechend der Position der Schneidspitze 8T des Löffels 8 zu dem Zeitpunkt erzeugen, an dem die Verzögerungszeit t verstreicht.
In der vorliegenden Ausführungsform erfasst die Prädiktionskorrektureinheit 59 die durch die IMU 24 erzeugte Schwenkwinkelgeschwindigkeit ω, ist aber nicht darauf begrenzt. Die Prädiktionskorrektureinheit 59 kann die Schwenkwinkelgeschwindigkeit ω auf der Basis des Rotationswinkels erfassen, der durch das Potentiometer detektiert wird, das im oberen Schwenkkörper 3 installiert ist und den Schwenk-Betriebsbetrag MR aus der Bedienvorrichtung 25 ausgibt. Weiterhin kann die Prädiktionskorrektureinheit 59 auch die Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 der GNSS-Antennen 21 und 22 aus der Globalkoordinatenberechnungseinheit 23 erfassen und die Schwenkwinkelgeschwindigkeit ω auf der Basis der beiden Referenzpositionsdatendetails P1 und P2 erfassen.
In der vorliegenden Ausführungsform berechnet die Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail-Erzeugungseinheit 28B die Position des Schwenkzentrums des Baggers 100 auf der Basis des Referenzpositionsdatendetails P1 und des Schwenkkörper-Orientierungsdatendetails Q, ist aber nicht darauf begrenzt. Die Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail-Erzeugungseinheit 28B kann ein Datendetail verwenden, das durch einen Orientierungssensor gewonnen wurde, wie ein Magnetsensor, der die Orientierung des oberen Schwenkkörpers 3 zu einem Zeitpunkt angibt, bei dem die GNSS-Antenne 21 das Referenzpositionsdatendetail P1 anstelle des Schwenkkörper-Orientierungsdatendetails Q empfängt.
In der vorliegenden Ausführungsform erfasst die Prädiktionskorrektureinheit 59 das Schwenkkörper-Orientierungsdatendetail Q in zum Beispiel einem Zyklus von 10 Hz (ein Beispiel für einen zweiten Zyklus) aus der Globalkoordinatenberechnungseinheit 23, aber das Schwenkkörper-Orientierungsdatendetail Q kann mindestens einmal gewonnen werden, es sei denn die Wärmedrift der IMU 24 muss berücksichtigt werden. In diesem Fall kann die Prädiktionskorrektureinheit 59 die Orientierung des oberen Schwenkkörpers 3 in zum Beispiel einem Zyklus von 100 Hz (ein Beispiel für einen ersten Zyklus) durch Addieren der Schwenkwinkelgeschwindigkeit ω auf der Basis des gewonnenen Schwenkkörper-Orientierungsdatendetails Q wann immer notwendig, aktualisieren.
In der vorliegenden Ausführungsform erzeugt die Anzeige-Steuerung 28 das Löffelschneidspitzenpositionsdatendetail S als Arbeitseinheit-Positionsdatendetail, ist aber nicht darauf begrenzt. Die Anzeige-Steuerung 28 kann ein Positionsdatendetail erfassen, das eine willkürliche Position des Löffels 8 angibt, statt des Löffelschneidspitzenpositionsdatendetails S. Weiterhin kann die Anzeige-Steuerung 28 ein Positionsdatendetail erfassen, das eine willkürliche Position näher an dem Grab-Zielgeländeformdatendetail Ua des Löffelschneidspitzenpositionsdatendetails S angibt. Weiterhin kann die Arbeitseinheit-Steuerung 26 mindestens eines des Speicherns des Zielkonstruktionsinformationsdetail, des Erzeugens des Löffelschneidspitzenpositionsdatendetails und des Erzeugens des Grab-Zielgeländeformdatendetails durchführen, die in der Anzeige-Steuerung 28 durchgeführt werden. Jedes durch die Sensorsteuerung 39 durchgeführte Verfahren kann durch die Arbeitseinheit-Steuerung 26 durchgeführt werden.
Der Bagger 100 kann eine Bagger sein, der sowohl die Grabsteuerung auf der Basis der Grab-Zielgeländeform 461 in der Breite-Richtung der Arbeitseinheit 2 als auch die Grabsteuerung in der Richtung von vorne nach hinten auf der Basis der Grab-Zielgeländeform 431 in der Richtung von vorne nach hinten des Baggers 100 durchführen kann. Weiterhin kann der Bagger 100 ein Bagger sein, der die Grabsteuerung nur auf der Basis der Grab-Zielgeländeform 461 in der Breite-Richtung der Arbeitseinheit 2 durchführen kann.
Obgleich die erste Ausführungsform und die zweite Ausführungsform wie vorstehend beschrieben wurden, sind die erste Ausführungsform und die zweite Ausführungsform nicht auf den oben beschriebenen Inhalt eingeschränkt. Weiterhin umfasst die oben beschriebene Komponente eine Komponente, die für einen Fachmann leicht ersichtlich ist, und eine Komponente, die im Wesentlichen die gleiche ist und eine Komponente in einem so genannten Äquivalenzumfang. Weiterhin ist es möglich, die oben beschriebenen Komponenten entsprechend zu kombinieren. Weiterhin kann mindestens eines von Streichungen, Substitutionen und Modifikationen der Komponenten vorgenommen werden, ohne von Geist der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform abzuweichen. Zum Beispiel umfasst die Arbeitseinheit 2 den Ausleger 6, den Arm 7 und den Löffel 8, aber der mit der Arbeitseinheit 2 verbundene Aufsatz ist nicht darauf und auch nicht auf den Löffel 8 begrenzt. Die Arbeitsmaschine ist nicht auf den Bagger 100 beschränkt und kann zum Beispiel ein Bulldozer oder eine Motorgrader (Planierfahrzeug) sein.
Bezugszeichenliste

1: FAHRZEUGKÖRPER
2: ARBEITSEINHEIT
3: OBERER SCHWENKKÖRPER
6: AUSLEGER
7: ARM
8: LÖFFEL
8T: SCHNEIDSPITZE
10: AUSLEGERZYLINDER
11: ARMZYLINDER
12: LÖFFELZYLINDER
19: POSITIONSDETEKTIERVORRICHTUNG
21, 22: ANTENNE
23: GLOBALKOORDINATENBERECHNUNGSEINHEIT
25: BEDIENVORRICHTUNG
25R: RECHTER BEDIENHEBEL
25L: LINKER BEDIENHEBEL
26, 26A: ARBEITSEINHEITSTEUERUNG
26M: SPEICHEREINHEIT
26P: PROZESSOREINHEIT
27: ELEKTROMAGNETISCHES VENTIL
28: ANZEIGESTEUERUNG
28A: ZIELKONSTRUKTIONS INFORMATIONSDETAILSPEICHEREINHEIT
28B: LÖFFELSCHNEIDSPITZEN POSITIONSDATENDETAILERZEUGUNGSEINHEIT
28C: GRAB-ZIELGELÄNDEFORMDATENDETAIL-ERZEUGUNGSEEINHEIT
29S: SCHALTER
29: ANZEIGEEINHEIT
35: MOTOR
36, 37: HYDRAULISCHE PUMPE
38: SCHWENKMOTOR
41: KONSTRUKTIONSZIELFLÄCHE
42, 42m, 42c, 44, 45: EBENE
43, 46: SCHNITTLINIE
431, 461: GRAB-ZIELGELÄNDEFORM
44: GRABZIELPOSITION
52: ZIELGESCHWINDIGKEITSBESTIMMUNGSEINHEIT
53: ABSTANDSERFASSUNGSEINHEIT
54: GRENZGESCHWINDIGKEITSBESTIMMUNGSEINHEIT
57: ARBEITSEINHEIT-STEUEREINHEIT
58: STEUERUNGSBESTIMMUNGSEINHEIT
59: PRÄDIKTIONSKORREKTUREINHEIT
60: AUSRICHTUNGSMARKER
60T: SPITZE
70: VERTIEFUNG
71, 72: VERTIEFUNGSWAND
73: VERTIEFUNGSBODEN
100: BAGGER
200: ARBEITSMASCHINENSTEUERSYSTEM (STEUERSYSTEM)
300: HYDRAULIKSYSTEM

Claims

Arbeitsmaschinensteuersystem, das eine Arbeitsmaschine einschließlich einer Arbeitseinheit mit einem Arbeitswerkzeug steuert, wobei das Arbeitsmaschinensteuersystem folgendes umfasst: eine Positionsdetektiereinheit, die ein Positionsinformationsdetail der Arbeitsmaschine detektiert; eine Erzeugungseinheit, die eine Position der Arbeitseinheit auf der Basis des durch die Positionsdetektiereinheit detektierten Positionsinformationsdetails ermittelt und ein erstes Grabzielgeländeforminformationsdetail als ein Informationsdetail eines Kreuzungsabschnitts von einer ersten Schnittfläche angibt, die eine Arbeitseinheit-Betriebsebene als eine Betriebsebene für die Arbeitseinheit schneidet und bezüglich mindestens einer Konstruktionszielfläche, die eine Zielform angibt, parallel zu einer vertikalen Richtung ist; und eine Arbeitseinheit-Steuereinheit, die eine Grabsteuerung durchführt, so dass eine Geschwindigkeit in einer Richtung, in der sich die Arbeitseinheit an ein Grabziel annähert, gleich oder geringer wird als eine Grenzgeschwindigkeit auf der Basis des aus der Erzeugungseinheit gewonnenen ersten Grabzielgeländeforminformationsdetails, und wobei die Arbeitsmaschine einen Schwenkkörper aufweist, an dem die Arbeitseinheit befestigt ist und der um eine vorbestimmte Achse schwenkt, und wobei die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung auf der Basis einer Geschwindigkeit mit einer Zielgeschwindigkeit in einer Richtung, in der die Arbeitseinheit schwenkt, synthetisiert mit einer Zielgeschwindigkeit in einer Richtung von vorne nach hinten des Arbeitswerkzeugs durchführt, wenn die Arbeitseinheit zusammen mit dem Schwenkkörper schwenkt.
Arbeitsmaschinensteuersystem nach Anspruch 1 oder 10, wobei die Erzeugungseinheit ein zweites Grabzielgeländeforminformationsdetail als ein Informationsdetail eines Kreuzungsabschnitts der mindestens einen Konstruktionszielfläche bezüglich der Arbeitseinheit-Betriebsebene oder eine zweite Schnittfläche erzeugt, die parallel zur Arbeitseinheit-Betriebsebene ist, und wobei die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung auf der Basis des ersten Grabzielgeländeforminformationsdetails und des zweiten aus der Erzeugungseinheit gewonnenen Grabzielgeländeforminformationsdetails durchführt.
Arbeitsmaschinensteuersystem, das eine Arbeitsmaschine einschließlich einer Arbeitseinheit mit einem Arbeitswerkzeug steuert, wobei Arbeitsmaschinensteuersystem folgendes umfasst: eine Positionsdetektiereinheit, die ein Positionsinformationsdetail der Arbeitsmaschine detektiert; eine Erzeugungseinheit, die eine Position der Arbeitseinheit auf der Basis des durch die Positionsdetektiereinheit detektierten Positionsinformationsdetails ermittelt und ein erstes Grabzielgeländeforminformationsdetail als ein Informationsdetail über einen Kreuzungsabschnitt einer ersten Schnittfläche erzeugt, die eine Arbeitseinheit-Betriebsebene als eine Betriebsebene für die Arbeitseinheit schneidet und parallel zu einer vertikalen Richtung ist, bezüglich einer ersten Konstruktionszielfläche, die eine Zielform angibt, und einer zweiten Konstruktionszielfläche, die zu einer Lateralseite der ersten Konstruktionszielfläche kontinuierlich ist; und eine Arbeitseinheit-Steuereinheit, die eine Grabsteuerung durchführt, so dass eine Geschwindigkeit in einer Richtung, in der sich die Arbeitseinheit an ein Grabziel annähert, gleich oder geringer wird als eine Grenzgeschwindigkeit auf der Basis des aus der Erzeugungseinheit gewonnenen ersten Grabzielgeländeforminformationsdetails.
Arbeitsmaschinensteuersystem nach Anspruch 3, wobei die Erzeugungseinheit ein zweites Grabzielgeländeforminformationsdetail als ein Informationsdetail eines Kreuzungsabschnitts der ersten Konstruktionszielfläche bezüglich der Arbeitseinheit-Betriebsebene oder eine zweite Schnittfläche erzeugt, die parallel zur Arbeitseinheit-Betriebsebene ist, und wobei die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung auf der Basis des ersten Grabzielgeländeforminformationsdetails und des zweiten aus der Erzeugungseinheit gewonnenen Grabzielgeländeforminformationsdetails durchführt.
Arbeitsmaschinensteuersystem nach Anspruch 2 oder 4, wobei die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung auf der Basis des zweiten Grabzielgeländeforminformationsdetails durchführt und die Grabsteuerung, die aktuelle durchgeführt wird, unterbricht oder die Grabsteuerung, die aktuell unterbrochen ist, wieder aufnimmt, auf der Basis des ersten Grabzielgeländeforminformationsdetails.
Arbeitsmaschinensteuersystem nach Anspruch 5, wobei die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung unterbricht, wenn ein Winkel des ersten Grabzielgeländeforminformationsdetails direkt unterhalb des Arbeitswerkzeugs bezüglich einer horizontalen Ebene der Arbeitsmaschine gleich oder größer ist als eine vorbestimmte Größe.
Arbeitsmaschinensteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und 10, wobei die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung auf der Basis eines kürzesten Abstands zwischen einer Schneidspitze des Arbeitswerkzeugs und dem ersten Grabzielgeländeforminformationsdetail durchführt.
Arbeitsmaschinensteuersystem nach einem der Ansprüche 1, 3 und 10, wobei die Arbeitseinheit-Steuereinheit bestimmt, ob die Grabsteuerung auf der Konstruktionszielfläche entsprechend dem ersten Grabzielgeländeforminformationsdetail auf der Basis eines Abstands zwischen einer Schneidspitze des Arbeitswerkzeugs und dem ersten Grabzielgeländeforminformationsdetail durchzuführen ist.
Arbeitsmaschinensteuersystem nach Anspruch 3, wobei die Arbeitsmaschine einen Schwenkkörper mit daran befestigter Arbeitseinheit und der um eine vorbestimmte Achse schwenkt, umfasst, und wobei die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung durchführt, wenn die Arbeitseinheit zusammen mit dem Schwenkkörper schwenkt.
Arbeitsmaschinensteuersystem, das eine Arbeitsmaschine einschließlich einer Arbeitseinheit mit einem Arbeitswerkzeug steuert, wobei das Arbeitsmaschinensteuersystem folgendes umfasst: eine Positionsdetektiereinheit, die ein Positionsinformationsdetail der Arbeitsmaschine detektiert; eine Erzeugungseinheit, die eine Position der Arbeitseinheit auf der Basis des durch die Positionsdetektiereinheit detektierten Positionsinformationsdetails ermittelt und ein erstes Grabzielgeländeforminformationsdetail als ein Informationsdetail eines Kreuzungsabschnitts von einer ersten Schnittfläche angibt, die eine Arbeitseinheit-Betriebsebene als eine Betriebsebene für die Arbeitseinheit schneidet und bezüglich mindestens einer Konstruktionszielfläche, die eine Zielform angibt, parallel zu einer vertikalen Richtung ist; eine Arbeitseinheit-Steuereinheit, die eine Grabsteuerung durchführt, sodass eine Geschwindigkeit in einer Richtung, in der sich die Arbeitseinheit an ein Grabziel annähert, gleich oder geringer wird als eine Grenzgeschwindigkeit auf der Basis des aus der Erzeugungseinheit gewonnenen ersten Grabzielgeländeforminformationsdetails; und eine Detektiervorrichtung, die in der Arbeitsmaschine bereitgestellt ist und eine Winkelgeschwindigkeit und - beschleunigung detektiert, wobei die Arbeitsmaschine einen Schwenkkörper aufweist, an dem die Arbeitseinheit befestigt ist und der um eine vorbestimmte Achse schwenkt, und wobei die Arbeitseinheit-Steuereinheit die Grabsteuerung durchführt, wenn die Arbeitseinheit zusammen mit dem Schwenkkörper schwenkt, und wobei die Arbeitseinheit-Steuereinheit eine Position der Arbeitseinheit unter Nutzung einer Schwenkgeschwindigkeit des Schwenkkörpers vorhersagt, die von der Detektiervorrichtung detektiert wird.
Arbeitsmaschine, umfassend: das Arbeitsmaschinensteuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
Arbeitsmaschinensteuerverfahren zur Steuerung einer Arbeitsmaschine einschließlich einer Arbeitseinheit mit einem Arbeitswerkzeug und einem Schwenkkörper, an dem die Arbeitseinheit befestigt ist und der um eine vorbestimmte Achse schwenkt, wobei das Arbeitsmaschinensteuerverfahren folgendes umfasst: Detektieren einer Position der Arbeitseinheit; Vorhersagen und Ermitteln der Position der Arbeitseinheit auf der Basis des detektierten Positionsinformationsdetails der Arbeitsmaschine und einer Schwenkgeschwindigkeit des Schwenkkörpers und Erzeugen eines ersten Grabzielgeländeforminformationsdetails als ein Informationsdetail eines Kreuzungsabschnitts von einer ersten Schnittfläche, die eine Arbeitseinheit-Betriebsebene als eine Betriebsebene für die Arbeitseinheit schneidet und bezüglich mindestens einer Konstruktionszielfläche, die eine Zielform angibt, parallel zu einer vertikalen Richtung ist; Durchführen einer Grabsteuerung, wenn die Arbeitseinheit mit dem Schwenkkörper schwenkt, sodass eine Geschwindigkeit in einer Richtung, in der sich die Arbeitseinheit an ein Grabziel annähert, gleich oder kleiner als eine Grenzgeschwindigkeit auf der Basis des ersten Grabzielgeländeforminformationsdetails wird; und Vorhersagen der Position der Arbeitseinheit durch Ausnutzen der Schwenkgeschwindigkeit des Schwenkkörpers.
Arbeitsmaschinensteuerverfahren nach Anspruch 12 oder 16, wobei das Steuern das Steuern der Geschwindigkeit in einer Richtung, in der sich die Arbeitseinheit dem Grabziel annähert, so dass die Geschwindigkeit gleich oder kleiner wird als die Grenzgeschwindigkeit auf der Basis des ersten Grabzielgeländeforminformationsdetails und eines zweiten Grabzielgeländeforminformationsdetails als ein Informationsdetail eines Kreuzungsabschnitts der mindestens einen Konstruktionszielfläche bezüglich der Arbeitseinheit-Betriebsebene oder einer zweiten Schnittfläche, die parallel zur Arbeitseinheit-Betriebsebene ist, umfasst.
Arbeitsmaschinensteuerverfahren nach Anspruch 13, wobei in einem Fall, wobei eine Steuerung durchgeführt wird, wobei die Geschwindigkeit in einer Richtung, in der sich die Arbeitseinheit dem Grabziel annähert, gleich oder kleiner wird als die Grenzgeschwindigkeit, bestimmt wird, ob die Grabsteuerung auf der Konstruktionszielfläche entsprechend dem ersten Grabzielgeländeforminformationsdetail auf der Basis eines Abstands zwischen einer Schneidspitze des Arbeitswerkzeugs und dem ersten Grabzielgeländeforminformationsdetail durchzuführen ist.
Arbeitsmaschinensteuerverfahren zur Steuerung einer Arbeitsmaschine einschließlich einer Arbeitseinheit mit einem Arbeitswerkzeug, wobei das Arbeitsmaschinensteuerverfahren folgendes umfasst: Detektieren einer Position der Arbeitseinheit; Ermitteln der Position der Arbeitseinheit auf der Basis des detektierten Positionsinformationsdetails der Arbeitsmaschine und Erzeugen eines ersten Grabzielgeländeforminformationsdetails als ein Informationsdetail eines Kreuzungsabschnitts von einer ersten Schnittfläche, die eine Arbeitseinheit-Betriebsebene als eine Betriebsebene für die Arbeitseinheit schneidet und bezüglich einer ersten Konstruktionszielfläche, die eine Zielform angibt, und einer zweiten Konstruktionszielfläche, die mit einer seitlichen Seite der ersten Konstruktionszielfläche durchgehend ist, parallel zu einer vertikalen Richtung ist; und Durchführen einer Grabsteuerung, sodass eine Geschwindigkeit in einer Richtung, in der sich die Arbeitseinheit an ein Grabziel annähert, gleich oder kleiner als eine Grenzgeschwindigkeit auf der Basis des ersten Grabzielgeländeforminformationsdetails wird.
Arbeitsmaschinensteuerverfahren zur Steuerung einer Arbeitsmaschine einschließlich einer Arbeitseinheit mit einem Arbeitswerkzeug und einem Schwenkkörper, an dem die Arbeitseinheit befestigt ist und der um eine vorbestimmte Achse schwenkt, wobei das Arbeitsmaschinensteuerverfahren folgendes umfasst: Detektieren einer Position der Arbeitseinheit; Ermitteln der Position der Arbeitseinheit auf der Basis des detektierten Positionsinformationsdetails der Arbeitsmaschine und Erzeugen eines ersten Grabzielgeländeforminformationsdetails als ein Informationsdetail eines Kreuzungsabschnitts von einer ersten Schnittfläche, die eine Arbeitseinheit-Betriebsebene als eine Betriebsebene für die Arbeitseinheit schneidet und bezüglich mindestens einer Konstruktionszielfläche, die eine Zielform angibt, parallel zu einer vertikalen Richtung ist; und Durchführen einer Grabsteuerung, wenn die Arbeitseinheit mit dem Schwenkkörper schwenkt, sodass eine Geschwindigkeit in einer Richtung, in der sich die Arbeitseinheit an ein Grabziel annähert, gleich oder kleiner als eine Grenzgeschwindigkeit auf der Basis des ersten Grabzielgeländeforminformationsdetails wird, wobei die Grabsteuerung auf der Basis einer Geschwindigkeit mit einer Zielgeschwindigkeit in einer Richtung, in der die Arbeitseinheit schwenkt, synthetisiert mit einer Zielgeschwindigkeit in einer Richtung von vorne nach hinten des Arbeitswerkzeugs, durchgeführt wird.