DE112018002269T5

DE112018002269T5 - Arbeitsmaschine, System, beinhaltend Arbeitsmaschine und Verfahren zum Steuern von Arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE112018002269T5
Application number: DE112018002269.2T
Authority: DE
Inventors: Minetaka Nishimura
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2017-10-04
Filing date: 2018-10-01
Publication date: 2020-02-20
Also published as: KR20200003037A; JP2019065655A; CN110709563A; US20200095751A1; JP6970581B2; CN110709563B; WO2019069848A1; US11346084B2

Abstract

Ein Steuergerät (8) erhält einen Ladewert W0b innerhalb einer Schaufel (3c), wenn ein Arbeitsgerät (3) eine Basiseinstellung aufweist, als einen Referenzwert und einen Ladewert W0a, W0c innerhalb der Schaufel (3c), wenn das Arbeitsgerät (3) eine unterschiedliche Einstellung von der Basiseinstellung aufweist, als einen Vergleichswert. Das Steuergerät (8) erzeugt zuvor Korrekturdaten gemäß einer Einstellung des Arbeitsgeräts (3c) basierend auf dem Referenzwert und dem Vergleichswert. Das Steuergerät (8) ermittelt eine aktuelle Einstellung des Arbeitsgeräts (3) und berechnet eine Korrekturmenge Aad eines Ladewerts innerhalb der Schaufel (3c), wen das Arbeitsgerät (3) die aktuelle Einstellung aufweist, basierend auf den Korrekturdaten. Das Steuergerät (8) korrigiert einen Ladewert W innerhalb der Schaufel (3c), wenn das Arbeitsgerät (3) die aktuelle Einstellung aufweist, indem es die Korrekturmenge Aad verwendet, und erhält einen korrigierten Ladewert WP.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Arbeitsmaschine, ein System, beinhaltend die Arbeitsmaschine und ein Verfahren zum Steuern der Arbeitsmaschine.
STAND DER TECHNIK
Ein Ladewert innerhalb einer Schaufel ist wichtig, um eine Arbeitsmenge einer Arbeitsmaschine zu kennen. Eine Technik zum Berechnen eines Ladewerts innerhalb einer Schaufel ist zum Beispiel in japanischer Patentoffenlegungsnummer 2010-89633 (PTL 1) offenbart.
In dieser Veröffentlichung wird ein aktueller Ladewert einer Last durch Berechnung von einer Gleichgewichtsgleichung von Momenten um einen Auslegerfußbolzen erhalten. Durch Integrieren des aktuellen Ladewerts wird ein integrierter Ladewert berechnet. Wenn der integrierte Ladewert einen Zielladewert erreicht, wird dieser Zustand an einen Bediener berichtet.
ZITIERLISTE
PATENTLITERATUR
PTL 1: Japanische Patentoffenlegungsnummer 2010-89633
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHE AUFGABE
Da ein tatsächliches Arbeitsgerät in der obigen Gleichgewichtsgleichung von Momenten modelliert wird, tritt ein Fehler zwischen dem tatsächlichen Arbeitsgerät und einem Modell aufgrund der Einstellung des Arbeitsgeräts auf.
Ein Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es eine Arbeitsmaschine, die einen Fehler aufgrund der Einstellung eines Arbeitsgeräts reduzieren kann, ein System, beinhaltend die Arbeitsmaschine und ein Verfahren zum Steuern der Arbeitsmaschine vorzusehen.
LÖSUNG DER AUFGABE
Eine Arbeitsmaschine in der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein Arbeitsgerät und ein Steuergerät. Das Arbeitsgerät weist einen Ausleger, einen Arm, der an einem führenden Ende des Auslegers angebracht ist, und eine Schaufel auf, die an einem führenden Ende des Arms angebracht ist. Das Steuergerät erhält einen Ladewert innerhalb der Schaufel. Das Steuergerät erhält einen Ladewert innerhalb der Schaufel, wenn das Arbeitsgerät eine Basiseinstellung aufweist, als einen Referenzwert und einen Ladewert innerhalb der Schaufel, wenn das Arbeitsgerät eine unterschiedliche Einstellung von der Basiseinstellung aufweist, als einen Vergleichswert. Das Steuergerät erzeugt zuvor Korrekturdaten gemäß einer Einstellung des Arbeitsgeräts basierend auf dem Referenzwert und dem Vergleichswert. Das Steuergerät ermittelt eine aktuelle Einstellung des Arbeitsgeräts und berechnet eine Korrekturmenge eines Ladewerts innerhalb der Schaufel, wenn das Arbeitsgerät die aktuelle Einstellung aufweist, basierend auf den Korrekturdaten. Das Steuergerät erhält einen korrigierten Ladewert durch Korrigieren des Ladewerts innerhalb der Schaufel, wenn das Arbeitsgerät die aktuelle Einstellung aufweist, indem es die Korrekturmenge verwendet.
Ein System in der vorliegenden Offenbarung beinhaltet eine Arbeitsmaschine, und die Arbeitsmaschine beinhaltet ein Arbeitsgerät und ein Steuergerät. Das Arbeitsgerät weist einen Ausleger, einen Arm, der an einem führenden Ende des Auslegers angebracht ist, und eine Schaufel auf, die an einem führenden Ende des Arms angebracht ist. Das Steuergerät erhält einen Ladewert innerhalb der Schaufel. Das Steuergerät erhält einen Ladewert innerhalb der Schaufel, wenn das Arbeitsgerät eine Basiseinstellung aufweist, als einen Referenzwert und einen Ladewert innerhalb der Schaufel, wenn das Arbeitsgerät eine unterschiedliche Einstellung von der Basiseinstellung aufweist, als einen Vergleichswert. Das Steuergerät erzeugt zuvor Korrekturdaten gemäß einer Einstellung des Arbeitsgeräts basierend auf dem Referenzwert und dem Vergleichswert. Das Steuergerät ermittelt eine aktuelle Einstellung des Arbeitsgeräts und berechnet eine Korrekturmenge eines Ladewerts innerhalb der Schaufel, wenn das Arbeitsgerät die aktuelle Einstellung aufweist, basierend auf den Korrekturdaten. Das Steuergerät erhält einen korrigierten Ladewert durch Korrigieren des Ladewerts innerhalb der Schaufel, wenn das Arbeitsgerät die aktuelle Einstellung aufweist, indem es die Korrekturmenge verwendet.
Ein Verfahren zum Steuern einer Arbeitsmaschine in der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zum Steuern einer Arbeitsmaschine, beinhaltend ein Arbeitsgerät, das einen Ausleger, einen Arm, der an einem führenden Ende des Auslegers angebracht ist, und eine Schaufel aufweist, die an einem führenden Ende des Arms angebracht ist. Das Verfahren zum Steuern der Arbeitsmaschine in der vorliegenden Offenbarung erhält einen Ladewert innerhalb der Schaufel, wenn das Arbeitsgerät eine Basiseinstellung aufweist, als einen Referenzwert und einen Ladewert innerhalb der Schaufel, wenn das Arbeitsgerät eine unterschiedliche Einstellung von der Basiseinstellung aufweist, als einen Vergleichswert, und erzeugt Korrekturdaten gemäß einer Einstellung des Arbeitsgeräts basierend auf dem Referenzwert und dem Vergleichswert.
VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird der Ladewert innerhalb der Schaufel korrigiert, indem die Korrekturmenge basierend auf den Korrekturdaten gemäß der Einstellung des Arbeitsgeräts verwendet wird, und kann daher ein Fehler aufgrund der Einstellung des Arbeitsgeräts reduziert werden.
Figurenliste

1 ist eine Ansicht, die schematisch eine Konfiguration einer Arbeitsmaschine in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
2 veranschaulicht Flussdiagramme (A) und (B), die ein Verfahren zum Steuern der Arbeitsmaschine in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigen.
3 ist eine schematische Ansicht eines Arbeitsgeräts zum Veranschaulichen von Gleichgewicht von Momenten.
4 ist eine Ansicht der Arbeitsmaschine zum Veranschaulichen von Erzeugung von Korrekturdaten gemäß der Einstellung des Arbeitsgeräts in einem hydraulischen Bagger, gezeigt in 1.
5 ist eine Ansicht, die die Korrekturdaten gemäß der Einstellung des Arbeitsgeräts zeigt.
6 ist eine Ansicht, die die Relation zwischen einem Ladewert innerhalb einer Schaufel und einer Korrekturmenge des Ladewerts innerhalb der Schaufel zeigt.
7 ist eine Ansicht, die die Korrekturdaten gemäß der Einstellung des Arbeitsgeräts vor und nach Ersatz der Schaufel zeigt.
8 ist eine Ansicht, die die Relation zwischen einem Ladewert innerhalb der Schaufel und der Korrekturmenge des Ladewerts innerhalb der Schaufel vor und nach Ersatz der Schaufel zeigt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Hiernach wird eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden.
Zuerst wird eine Konfiguration einer Arbeitsmaschine in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben werden. Hiernach wird ein hydraulischer Bagger unter Bezugnahme auf 1 als ein Beispiel einer Arbeitsmaschine beschrieben werden, auf die die Idee der vorliegenden Offenbarung anwendbar ist. Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass die vorliegende Offenbarung nicht nur auf einen hydraulischen Bagger, sondern auch auf eine Arbeitsmaschine anwendbar ist, die eine Schaufel aufweist.
Unten in der Beschreibung zeigen „aufwärts“, „abwärts“, „vorne“, „hinten“, „links“ und „rechts“ Richtungen basierend auf einem Bediener an, der auf einem Bedienersitz 2b innerhalb eines Bedienerabteils 2a sitzt.
1 ist eine Seitenansicht, die schematisch eine Konfiguration eines hydraulischen Baggers als ein Beispiel der Arbeitsmaschine in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. Wie in 1 gezeigt, weist ein hydraulischer Bagger 10 in der vorliegenden Ausführungsform hauptsächlich eine Fahrteinheit 1, eine Dreheinheit 2 und ein Arbeitsgerät 3 auf. Fahrteinheit 1 und Dreheinheit 2 bilden einen Hauptkörper der Arbeitsmaschine.
Fahrteinheit 1 weist ein Paar von rechten und linken Raupenriemenvorrichtungen 1a auf. Jede des Paars von rechten und linken Raupenriemenvorrichtungen 1a weist einen Raupenriemen auf. Hydraulischer Bagger 10 ist selbst-angetrieben, da das Paar von rechten und linken Raupenriemen rotatorisch angetrieben werden.
Dreheinheit 2 ist drehbar bezüglich der Fahrteinheit 1 angebracht. Dreheinheit 2 weist hauptsächlich Bedienerabteil 2a, Bedienersitz 2b, einen Motorraum 2c und ein Gegengewicht 2d auf. Bedienerabteil 2a ist zum Beispiel an einer vorderen linken Seite (Fahrzeugvorderseite) der Dreheinheit 2 angeordnet. In einem inneren Raum des Bedienerabteils 2a, ist der Bedienersitz 2b, auf den der Bediener zu setzen ist, angeordnet.
Der Motorraum 2c und Gegengewicht 2d sind jeweils an einer hinteren Seite (Fahrzeugrückseite) der Dreheinheit 2 angeordnet. Motorraum 2c nimmt eine Motoreinheit (einen Motor, eine Abgasbearbeitungsstruktur und ähnliches) auf. Die Oberseite des Motorraums 2c ist mit einer Motorabdeckung abgedeckt. Gegengewicht 2d ist an der Rückseite des Motorraums 2c angeordnet.
Arbeitsgerät 3 ist schwenkbar an der Vorderseite der Dreheinheit 2 und zum Beispiel zur Rechten des Bedienerabteils 2a angeordnet. Arbeitsgerät 3 weist zum Beispiel einen Ausleger 3a, einen Arm 3b, eine Schaufel 3c, hydraulische Zylinder 4a, 4b und 4c und ähnliches auf. Ausleger 3a weist einen Basisendabschnitt auf, der drehbar mit der Dreheinheit 2 mit einem Auslegerfußbolzen 5a gekoppelt ist. Arm 3b weist einen Basisendabschnitt auf, der drehbar mit einem führenden Endabschnitt von Ausleger 3a mit einem Auslegerführungsendbolzen 5b gekoppelt ist. Schaufel 3c ist drehbar mit einem führenden Endabschnitt von Arm3b mit einem Bolzen 5c gekoppelt.
Ausleger 3a kann durch Auslegerzylinder 4a angetrieben werden. Durch diesen Antrieb ist Ausleger 3a drehbar um Auslegerfußbolzen 5a in einer aufwärts/abwärts-Richtung bezüglich Dreheinheit 2. Arm 3b kann durch Armzylinder 4b angetrieben werden. Durch diesen Antrieb ist Arm 3b drehbar um Auslegerführungsendbolzen 5b in der aufwärts/abwärtsRichtung bezüglich Ausleger 3a. Schaufel 3c kann durch Schaufelzylinder 4c angetrieben werden. Durch diesen Antrieb ist Schaufel 3c drehbar um Bolzen 5c in der aufwärts/abwärtsRichtung bezüglich Arm 3b. Arbeitsgerät 3 kann daher angetrieben werden.
Ein Drucksensor 6a ist an einer Kopfseite von Auslegerzylinder 4a angebracht. Drucksensor 6a kann einen Druck eines Hydrauliköls innerhalb einer Ölkammer 40A an der Zylinderkopfseite von Auslegerzylinder 4a (Kopfdruck) detektieren. Ein Drucksensor 6b ist an einer Bodenseite von Auslegerzylinder 4a angebracht. Drucksensor 6b kann einen Druck eines Hydrauliköls innerhalb einer Ölkammer 40B an der Zylinderbodenseite von Auslegerzylinder 4a (Bodendruck) detektieren.
Hubsensoren (Ermittlungseinheiten) 7a, 7b und 7c sind jeweils an Auslegerzylinder 4a, Armzylinder 4b und Schaufelzylinder 4c angebracht.
Ein Auslegerwinkel A1 kann von einer Verschiebungsmenge eines Zylinderstabs 4ab in Auslegerzylinder 4a berechnet werden. Weiterhin kann ein Armwinkel A2 von einer Verschiebungsmenge eines Zylinderstabs in Armzylinder 4b berechnet werden. Weiterhin kann ein Schaufelwinkel A3 von einer Verschiebungsmenge eines Zylinderstabs in Schaufelzylinder 4c berechnet werden.
Jeder der Hubsensoren 7a, 7b, 7c und Drucksensoren 6a, 6b ist elektrisch mit einer Berechnungseinrichtung 8a in einem Steuergerät 8 verbunden. Dabei können der Kopfdruck und der Bodendruck von Auslegerzylinder 4a, Auslegerwinkel A1, Armwinkel A2 und Schaufelwinkel A3, oben beschrieben, zur Berechnungseinrichtung 8a innerhalb des Steuergeräts 8 übertragen werden.
Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass Auslegerwinkel A1, Armwinkel A2 und Schaufelwinkel A3 in Berechnungseinrichtung 8a berechnet werden können, indem elektrische Signale verwendet werden, die von Hubsensoren 7a, 7b, 7c an Berechnungseinrichtung 8a übertragen werden.
Berechnungseinrichtung 8a weist eine Einstellungsermittlungseinheit, eine Referenzwerterhaltungseinheit 8d1, eine Vergleichswerterhaltungseinheit 8d2, eine Korrekturdatenerzeugungseinheit 8e, eine Korrekturmengenberechnungseinheit 8f, eine Erhaltungseinheit eines korrigierten Ladewerts 8g, eine ladekorrekturtabellenbasierte Korrektureinheit 8h und eine Ladewertberechnungseinheit 8i auf. Einstellungsermittlungseinheit 8c weist eine Basiseinstellungsermittlungseinheit 8c1, eine Ermittlungseinheit anderer Einstellung 8c2 und eine Ermittlungseinheit aktueller Einstellung 8c3 auf.
Steuergerät 8 kann eine Speichereinheit 8b zusätzlich zur Berechnungseinrichtung 8a aufweisen. Speichereinheit 8b kann Relationsdaten, anzeigend die Größe einer Korrekturmenge eines Ladewerts in der Schaufel bezüglich des Ladewerts in der Schaufel (im Detail eine Ladekorrekturtabelle), und Relationsdaten zum Definieren der Korrekturmenge, die sich gemäß einer Einstellung des Arbeitsgeräts (im Detail Korrekturdaten gemäß der Einstellung des Arbeitsgeräts: eine Einstellungskorrekturtabelle), die später beschrieben werden, Gewichte und Gestalten der Komponenten des Arbeitsgeräts (wie beispielsweise Ausleger 3a, Arm 3b und Schaufel 3c) und ähnliches speichern. Weiterhin können die zwei Typen von Relationsdaten und ähnliches, oben beschrieben, ursprünglich in Speichereinheit 8b gespeichert sein, oder können von außerhalb der Arbeitsmaschine 10 in die Speichereinheit 8b durch eine Bedienung von dem Bediener eingeführt werden, oder können durch Berechnung in Steuergerät 8 erhalten werden und danach in Speichereinheit 8b gespeichert werden.
Steuergerät 8 (Berechnungseinrichtung 8a) kann in Einstellungsermittlungseinheit 8c eine Einstellung des Arbeitsgeräts 3 durch Berechnung von Auslegerwinkel A1, Armwinkel A2 und Schaufelwinkel A3, oben beschrieben, ermitteln.
Spezifisch kann in Basiseinstellungsermittlungseinheit 8c1 eine später beschriebene Basiseinstellung von Arbeitsgerät 3 durch Berechnung, von Auslegerwinkel A1, Armwinkel A2 und Schaufelwinkel A3, oben beschrieben, ermittelt werden. Weiterhin kann in Ermittlungseinheit anderer Einstellung 8c2 eine andere Einstellung von Arbeitsgerät 3 durch Berechnung, von Auslegerwinkel A1, Armwinkel A2 und Schaufelwinkel A3, oben beschrieben, ermittelt werden. Weiterhin kann in Ermittlungseinheit aktueller Einstellung 8c3 eine aktuelle Einstellung von Arbeitsgerät 3 durch Berechnung, von Auslegerwinkel A1, Armwinkel A2 und Schaufelwinkel A3, oben beschrieben, ermittelt werden.
Steuergerät 8 (Berechnungseinrichtung 8a) weist eine Funktion des Berechnens eines aktuellen Ladewerts (berechneter Ladewert) W innerhalb Schaufel 3c basierend auf einer Last des Auslegerzylinders 4a in Ladewertberechnungseinheit 8i auf. Spezifisch weist Steuergerät 8 (Berechnungseinrichtung 8a) eine Funktion des Berechnens des aktuellen Ladewerts (berechneter Ladewert) W innerhalb Schaufel 3c von Momentengleichgewicht des Auslegers 3a, Arm 3b und Schaufel 3c in Ladewertberechnungseinheit 8i auf.
Weiterhin kann Steuergerät 8 (Berechnungseinrichtung 8a) einen Ladewert innerhalb Schaufel 3c, wenn Arbeitsgerät 3 die Basiseinstellung aufweist, als einen Referenzwert in Referenzwerterhaltungseinheit 8d1 erhalten, und kann einen Ladewert innerhalb Schaufel 3c, wenn Arbeitsgerät 3 eine unterschiedliche Einstellung von der Basiseinstellung aufweist, als einen Vergleichswert in Vergleichswerterhaltungseinheit 8d2 erhalten. Steuergerät 8 (Berechnungseinrichtung 8a) kann zuvor Korrekturdaten gemäß der Einstellung von Arbeitsgerät 3 basierend auf dem Referenzwert und dem Vergleichswert in Korrekturdatenerzeugungseinheit 8e erzeugen. Steuergerät 8 (Berechnungseinrichtung 8a) kann eine Korrekturmenge eines Ladewerts innerhalb Schaufel 3c, wenn Arbeitsgerät 3 die aktuelle Einstellung aufweist, basierend auf der aktuellen Einstellung von Arbeitsgerät 3, die von der Ermittlungseinheit aktueller Einstellung 8c3 ermittelt wird, und den Korrekturdaten, die von Korrekturdatenerzeugungseinheit 8e erzeugt werden, in Korrekturmengenberechnungseinheit 8f berechnen. Steuergerät 8 (Berechnungseinrichtung 8a) kann den Ladewert innerhalb Schaufel 3c, wenn Arbeitsgerät 3 die aktuelle Einstellung aufweist, korrigieren, indem es die Korrekturmenge verwendet, und dabei einen korrigierten Ladewert in Erhaltungseinheit des korrigierten Ladewerts 8g erhalten.
Weiterhin weist Steuergerät 8 (Berechnungseinrichtung 8a) eine Funktion des Erzeugens der Korrekturdaten gemäß der Einstellung von Arbeitsgerät 3 durch Berechnung auf, wenn sich ein Ladewert von Schaufel 3c in einem unbeladenen Zustand ändert (im Detail, wenn Schaufel 3c ersetzt wird, oder wenn Erde an Schaufel 3c klebt). Diese Funktion wird durch Basiseinstellungsermittlungseinheit 8c1, Ermittlungseinheit anderer Einstellung 8c2, Referenzwerterhaltungseinheit 8d1, Vergleichswerterhaltungseinheit 8d2, Korrekturdatenerzeugungseinheit 8e und Ladewertberechnungseinheit 8i durchgeführt, wenn sich der Ladewert von Schaufel 3c in dem unbeladenen Zustand ändert.
Weiterhin weist Steuergerät 8 (Berechnungseinrichtung 8a) zusätzlich zu Korrektur basierend auf den Korrekturdaten gemäß der Einstellung von Arbeitsgerät 3 eine Funktion des Korrigierens des Ladewerts innerhalb Schaufel 3c basierend auf einer Ladekorrekturtabelle in ladekorrekturtabellenbasierter Korrektureinheit 8h auf. Die Ladekorrekturtabelle ist Relationsdaten, anzeigend die Größe von einer Korrekturmenge des Ladewerts in Schaufel 3c bezüglich des Ladewerts in Schaufel 3c.
Steuergerät 8 kann in Arbeitsmaschine 10 montiert werden. Weiterhin kann Steuergerät 8 zum Beispiel in einer Basisstation oder ähnlichem anstatt von Arbeitsmaschine 10 platziert sein. In diesem Fall bilden Arbeitsmaschine 10 und Steuergerät 8 ein System zum Berechnen eines Ladewerts innerhalb Schaufel 3c.
Als nächstes wird ein Verfahren zum Berechnen eines Ladewerts innerhalb Schaufel 3c in der Arbeitsmaschine in der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf 2 bis 6 beschrieben werden.
2(A) ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern der Arbeitsmaschine in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. 2(B) ist ein Flussdiagramm, das Korrektur eines Ladewerts (Schritt S2) in 2(A) im Detail zeigt.
Wie in 2(A) gezeigt, wird in der vorliegenden Ausführungsform zunächst ein aktueller Ladewert W innerhalb Schaufel 3c von statischem Gleichgewicht detektiert (Schritt S1). Dann wird aktueller Ladewert W innerhalb Schaufel 3c basierend auf der Einstellung von Arbeitsgerät 3 korrigiert (Schritt S2). Dann wird vorzugsweise ein korrigierter Wert WP des Ladewerts innerhalb Schaufel 3c weiterhin basierend auf der Ladekorrekturtabelle (Ladekorrektur) korrigiert (Schritt S3). Jeder dieser Schritte S1 bis S3 wird unten beschrieben werden.
3 ist eine schematische Ansicht des Arbeitsgeräts zum Veranschaulichen von Momentengleichgewicht. Wie in 3 gezeigt, wird in der vorliegenden Ausführungsform zunächst aktueller Ladewert W innerhalb Schaufel 3c von statischem Gleichgewicht detektiert (Schritt S1: 2(A)). Spezifisch wird aktueller Ladewert W innerhalb Schaufel 3c von Momentengleichgewicht um Auslegerfußbolzen 5a detektiert. Hier wird das Momentengleichgewicht um Auslegerfußbolzen 5a durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt. $Mauslegerzyl = Mausleger + Marm + Mschaufel + W \times L$
In Gleichung (1) ist Mauslegerzyl ein Moment von Auslegerzylinder 4a um Auslegerfußbolzen 5a. Mausleger ist ein Moment von Ausleger 3a um Auslegerfußbolzen 5a. Marm ist ein Moment von Arm 3b um Auslegerfußbolzen 5a. Mschaufel ist ein Moment von Schaufel 3c um Auslegerfußbolzen 5a. W ist der aktuelle Ladewert innerhalb Schaufel 3c. L ist eine horizontale Distanz von Auslegerfußbolzen 5a zu Bolzen 5c (der Abschnitt, in dem Schaufel 3c durch den Arm 3b gelagert ist).
Mauslegerzyl wird von der Last (dem Kopfdruck und dem Bodendruck) von Auslegerzylinder 4a berechnet.
Mausleger wird durch Multiplizieren einer Distanz r1 von einem Schwerpunkt C1 von Ausleger 3a zu Auslegerfußbolzen 5a mit einem Gewicht M1 von Ausleger 3a berechnet (r1 × M1). Die Position des Schwerpunkts C1 von Ausleger 3a wird von Auslegerwinkel A1 und ähnlichem berechnet. Gewicht M1 von Ausleger 3a und ähnliches werden in Speichereinheit 8b gespeichert.
Marm wird durch Multiplizieren einer Distanz r2 von einem Schwerpunkt C2 von Arm 3b zu Auslegerfußbolzen 5a mit einem Gewicht M2 von Arm 3b berechnet (r2 × M2). Die Position des Schwerpunkts C2 von Arm 3b wird von Armwinkel A2 und ähnlichem berechnet. Gewicht M2 von Arm 3b und ähnliches werden in Speichereinheit 8b gespeichert.
Mschaufel wird durch Multiplizieren einer Distanz r3 von einem Schwerpunkt C3 von Schaufel 3c zu Auslegerfußbolzen 5a mit einem Gewicht M3 von Schaufel 3c berechnet (r3 × M3). Die Position des Schwerpunkts C3 von Schaufel wird von Schaufelwinkel A3 und ähnlichem berechnet. Gewicht M3 von Schaufel 3c und ähnliches werden in Speichereinheit 8b gespeichert.
Wie in 1 und 3 gezeigt, werden in der Berechnung des aktuellen Ladewerts W innerhalb Schaufel 3c die Verschiebungsmengen in Zylindern 4a, 4b und 4c von Hubsensoren 7a, 7b und 7c jeweils detektiert. Basierend auf den Verschiebungsmengen in Zylindern 4a, 4b und 4c, werden Auslegerwinkel A1, Armwinkel A2 und Schaufelwinkel A3 durch Steuergerät 8 oder ähnliches berechnet. Basierend auf Auslegerwinkel A1, Armwinkel A2 und Schaufelwinkel A3 werden die Positionen von Schwerpunkten C1, C2 und C3 durch Steuergerät 8 oder ähnliches berechnet.
Moment Mausleger von Ausleger 3a um Auslegerfußbolzen 5a wird von dem Produkt der Position des Schwerpunkts C1 und Gewicht M1 von Ausleger 3a berechnet. Weiterhin wird Moment Marm von Arm 3b um Auslegerfußbolzen 5a von dem Produkt der Position des Schwerpunkts C2 und Gewicht M2 von Arm 3b berechnet. Weiterhin wird Moment Mschaufel von Schaufel 3c um Auslegerfußbolzen 5a von dem Produkt der Position des Schwerpunkts C3 und Gewicht M3 von Schaufel 3c berechnet.
Auf der anderen Seite wird der Kopfdruck von Auslegerzylinder 4a durch Drucksensor 6a detektiert. Der Bodendruck von Auslegerzylinder 4a wird durch Drucksensor 6b detektiert. Basierend auf dem Kopfdruck und dem Bodendruck von Auslegerzylinder 4a wird Moment Mauslegerzyl von Auslegerzylinder 4a um Auslegerfußbolzen 5a durch Steuergerät 8 oder ähnliches berechnet.
Weiterhin wird basierend auf Auslegerwinkel A1 und Armwinkel A2, oben berechnet, und einer Länge von Ausleger 3a und einer Länge von Arm 3b die horizontale Distanz L von Auslegerfußbolzen 5a zu Bolzen 5c durch Steuergerät 8 oder ähnliches berechnet.
Durch Substituieren von Momenten Mauslegerzyl, Mausleger, Marm und Mschaufel und Distanz L, oben berechnet, in die obige Gleichung (1) wird der aktuelle Ladewert W innerhalb Schaufel 3c durch Steuergerät 8 oder ähnliches berechnet.
Der vorliegende Erfinder hat gefunden, dass sich Ladewert W, wie oben beschrieben berechnet, aufgrund der Einstellung von Arbeitsgerät 3 ändert. Der Grund für die Änderung in Ladewert W aufgrund der Einstellung von Arbeitsgerät 3 wird erachtet zu sein, da das obige Berechnungsmodell, gezeigt in 3, eine unterschiedliche Annahme von tatsächlichem Arbeitsgerät 3 aufweist.
Spezifisch sind hydraulische Zylinder 4b und 4c, gezeigt in 1, nicht in dem Berechnungsmodell, gezeigt in 3, modelliert.
Weiterhin nimmt das Berechnungsmodell, gezeigt in 3, an, dass eine Last an einem führenden Ende von Arm 3b (also an Bolzen 5c) gelegen ist. Auf der anderen Seite ist in der tatsächlichen Arbeitsmaschine 10, gezeigt in 1, eine Last innerhalb Schaufel 3c gelegen. Dementsprechend sind die Annahme von dem Berechnungsmodell in 3 und das tatsächliche Arbeitsgerät 3 in 1 unterschiedlich voneinander in der Position der Last.
Weiterhin nimmt das Berechnungsmodell, gezeigt in 3, an, dass Schaufel 3c gedreht wird, um am nächsten zu Arm 3b zu sein und an dieser Position fixiert zu sein. Auf der anderen Seite wird in der tatsächlichen Arbeitsmaschine 10, gezeigt in 1, Schaufel 3c auch bezüglich Arm 3b gedreht, da Ausleger 3a und Arm 3b betrieben werden. Dementsprechend sind die Annahme von dem Berechnungsmodell in 3 und das tatsächliche Arbeitsgerät 3 in 1 auch unterschiedlich voneinander in der Drehposition von Schaufel 3c bezüglich Arm 3b.
Weiterhin nimmt das Berechnungsmodell, gezeigt in 3, keinen Gleitwiderstand von Auslegerzylinder 4a (Reibung verursacht, wenn der Zylinder betrieben wird) an. Auf der anderen Seite wird in der tatsächlichen Arbeitsmaschine 10, gezeigt in 1, der Gleitwiderstand von Auslegerzylinder 4a erzeugt. Dementsprechend sind die Annahme von dem Berechnungsmodell in 3 und das tatsächliche Arbeitsgerät 3 in 1 auch unterschiedlich voneinander in der Gegenwart oder Abwesenheit des Gleitwiderstands von Auslegerzylinder 4a.
Berechneter aktueller Ladewert W innerhalb Schaufel 3c wird erachtet, einen Fehler E1 zu beinhalten, der verursacht wird, weil das Berechnungsmodell in 3 eine unterschiedliche Annahme von dem tatsächlichen Arbeitsgerät 3, gezeigt in 1, wie oben beschrieben, aufweist.
Dementsprechend wird Korrektur zum Entfernen von Fehler E1 aufgrund des Unterschieds von dem Berechnungsmodell von dem Ladewert W nachfolgend durchgeführt. Die Korrektur wird durch Korrigieren des aktuellen Ladewerts W innerhalb Schaufel 3c basierend auf der Einstellung des Arbeitsgeräts durchgeführt (Schritt S2: 2(A)). Die Korrektur wird unter Bezugnahme auf 2(B), 4 und 5 beschrieben werden.
4 ist eine Ansicht zum Veranschaulichen von Erzeugung von Korrekturdaten gemäß der Einstellung des Arbeitsgeräts (eine Einstellungskorrekturtabelle) in dem hydraulischen Bagger, gezeigt in 1. 5 ist eine Ansicht, die die Korrekturdaten gemäß der Einstellung des Arbeitsgeräts (die Einstellungskorrekturtabelle) zeigt.
Wie in 4 gezeigt, werden zuerst eine Vielzahl von Einstellungen (zum Beispiel drei Einstellungen) des Arbeitsgeräts 3 ermittelt. Hier wird ein Armwinkel θa auf 50° eingestellt, wird ein Armwinkel θb auf 70° eingestellt und wird ein Armwinkel θc auf 110° eingestellt. Weiterhin erstreckt sich Arm 3b bei Armwinkel θb zum Beispiel in einer vertikalen Richtung (senkrecht) bezüglich einer Grundfläche. Die Einstellung von Arbeitsgerät 3 bei Armwinkel θb wird als die Basiseinstellung definiert. Weiterhin ist die Einstellung von Arbeitsgerät 3 bei jedem von Armwinkel θa und Armwinkel θc eine unterschiedliche Einstellung von der Basiseinstellung bei Armwinkel θb.
In Anbetracht des Vorangehenden wird zuerst die Basiseinstellung von Arbeitsgerät 3 (die Einstellung bei Armwinkel θb) durch Basiseinstellungsermittlungseinheit 8c1 (1) ermittelt (Schritt S21a, 2(B)). Weiterhin werden unterschiedliche Einstellungen von der Basiseinstellung (Einstellungen bei Armwinkeln θa und θc) durch Ermittlungseinheit anderer Einstellung8c2 (1) ermittelt (Schritt S21b, 2(B)).
Danach wird ein Ladewert WO von Schaufel 3c in einem unbeladenen Zustand gemessen, wenn Arbeitsgerät 3 jeden von der Vielzahl von (zum Beispiel drei) Einstellungen aufweist. Spezifisch erhält Referenzwerterhaltungseinheit 8d1 (1) basierend auf der Basiseinstellung (die Einstellung bei Armwinkel θb), die durch Basiseinstellungsermittlungseinheit 8c1 (1) ermittelt wird, und einem Ladewert W0b von Schaufel 3c in dem unbeladenen Zustand, der durch Ladewertberechungseinheit 8i (1) berechnet wird, Ladewert W0b von Schaufel 3c in dem unbeladenen Zustand als einen Referenzwert (Schritt S22a, 2(B)). Weiterhin erhält Vergleichswerterhaltungseinheit 8d2 (1) basierend auf den anderen Einstellungen (die Einstellungen bei Armwinkeln θa und θc), die durch Ermittlungseinheit anderer Einstellung 8c2 (1) ermittelt werden, und Ladewerten W0a und W0c von Schaufel 3c in dem unbeladenen Zustand, die durch Ladewertberechnungseinheit 8i (1) berechnet werden, Ladewerte W0a und W0c von Schaufel 3c in dem unbeladenen Zustand als Vergleichswerte (Schritt S22b, 2(B)). Messung dieser Ladewerte W0a, W0b und W0c wird durchgeführt, indem das Berechnungsmodell, gezeigt in 3 verwendet wird.
Danach werden Korrekturdaten gemäß der Einstellung von Arbeitsgerät 3 von dem Referenzwert und den Vergleichswerten (Schritt S23, 2(B)) erzeugt. Die Korrekturdaten werden wie unten beschrieben erzeugt.
Beim Erzeugen der Korrekturdaten werden drei Armwinkel θa, θb und θc, gezeigt in 1, jeweils in radiale Dimensionen La, Lb und Lc umgewandelt. Jede der radialen Dimensionen La, Lb und Lc ist eine horizontale Distanz von der Position eines Hakens von Arbeitsgerät 3 zu dem Drehzentrum von Arbeitsmaschine 10. Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass jede von radialen Dimensionen La, Lb und Lc eine horizontale Distanz von der Position des Hakens von Arbeitsgerät 3 zu Auslegerfußbolzen 5a sein kann.
Weiterhin wird eine Korrekturmenge von Ladewerten W0a, W0b und W0c von Schaufel 3c in dem unbeladenen Zustand erhalten. Als die Korrekturmenge werden eine Korrekturmenge AAa von Ladewert W0a relativ zu Ladewert W0b und eine Korrekturmenge AAc von Ladewert W0c relativ zu Ladewert W0b erhalten.
Korrekturmenge AAa wird durch Subtrahieren von Ladewert W0b von Ladewert W0a berechnet (AAa=WOa-WOb). Weiterhin wird Korrekturmenge AAc durch Subtrahieren von Ladewert W0b von Ladewert W0c berechnet (AAc=W0c-W0b).
Wie in 5 gezeigt, werden nachfolgend die obigen Ergebnisse ((Achse der Abszissen, Achse der Ordinaten) = (La, AAa), (Lb, 0), (Lc, AAc)) in einen Graphen eingezeichnet, der die Achse der Abszissen, die die radiale Dimension repräsentiert, und die Achse der Ordinaten aufweist, die die Korrekturmenge repräsentiert. Dann werden in dem Graphen ein Punkt (La, AAa) und ein Punkt (Lb, 0) durch eine gerade Linie verbunden, und werden ein Punkt (Lc, AAc) und der Punkt (Lb, 0) durch eine gerade Linie verbunden. Auf diese Weise werden die Korrekturdaten gemäß der Einstellung von Arbeitsgerät 3 (die Einstellungskorrekturtabelle) durch Korrekturdatenerzeugungseinheit 8e (1) in Steuergerät 8 (Berechnungseinrichtung 8a) von dem Referenzwert (Ladewert W0b) und den Vergleichswerten (Ladewerte W0a, W0c) erzeugt (Schritt S23, 2(B)). Die Einstellungskorrekturtabelle wird durch eine lineare Funktion ausgedrückt. Die Einstellungskorrekturtabelle, die wie oben beschrieben erzeugt wird, kann in Speichereinheit 8b in Steuergerät 8, gezeigt in 1, oder ähnlichem gespeichert werden, oder kann in einer anderen Speichereinheit gespeichert werden.
Nachdem die Einstellungskorrekturtabelle, oben beschrieben, erzeugt ist, wird der aktuelle Ladewert W in Schaufel 3c, der berechnet wird, indem das Berechnungsmodell, gezeigt in 3 verwendet wird, basierend auf der Einstellungskorrekturtabelle korrigiert. Korrektur von Ladewert W wird unten beschrieben werden.
Spezifisch wird zuerst die aktuelle Einstellung von Arbeitsgerät 3 durch Ermittlungseinheit aktueller Einstellung 8c3 (1) in Steuergerät 8 (Berechnungseinrichtung 8a) ermittelt (Schritt S24, 2(B)). Die aktuelle Einstellung von Arbeitsgerät 3 wird ermittelt, indem sie von Steuergerät 8 (Berechnungseinrichtung 8a) von Auslegerwinkel A1, Armwinkel A2 und Schaufelwinkel A3, oben beschrieben, berechnet wird.
In einem Fall, in dem die radiale Dimension, wenn Arbeitsgerät 3 die aktuelle Einstellung aufweist, in 5 Ld ist, wird die Korrekturmenge als AAd von der Einstellungskorrekturtabelle von 5 bestimmt. Auf diese Weise wird Korrekturmenge AAd des Ladewerts innerhalb Schaufel 3c durch Korrekturmengenberechnungseinheit 8f (1) in Steuergerät 8 (Berechnungseinrichtung 8a) berechnet (Schritt S25, 2(B)).
Nachfolgend wird Ladewert W in Schaufel 3c, wenn Arbeitsgerät 3 die aktuelle Einstellung aufweist, durch Ladewertberechnungseinheit 8i in Steuergerät 8 (Berechnungseinrichtung 8a) berechnet. Berechnung von Ladewert W wird durch Ladewertberechnungseinheit 8i in Steuergerät 8 (Berechnungseinrichtung 8a) durchgeführt, indem das Berechnungsmodell, gezeigt in 3 verwendet wird.
Nachfolgend wird, basierend auf Korrekturmenge AAd und Ladewert W, Ladewert W innerhalb Schaufel 3c, wenn Arbeitsgerät 3 die aktuelle Einstellung aufweist, durch Erhaltungseinheit des korrigierten Ladewerts 8g in Steuergerät 8 (Berechnungseinrichtung 8a) korrigiert, und wird dabei der korrigierte Ladewert WP erhalten (Schritt S26, 2(B)). Spezifisch wird der korrigierte Ladewert WP durch Addieren von Korrekturmenge AAd zu aktuellem Ladewert W in Schaufel 3c erhalten (WP=W+AAd). Daher wird der aktuelle Ladewert W innerhalb Schaufel 3c basierend auf der Korrekturmenge korrigiert, die sich gemäß der Einstellung von Arbeitsgerät 3 ändert.
Tatsächlich ändert sich die Einstellung von Arbeitsgerät 3 jede Sekunde, während Arbeitsgerät 3 betrieben wird. Dementsprechend werden zu jedem vorgegebenen Zeitpunkt Ladewert W und Korrekturwert AAd zu dieser Zeit berechnet, und wird daher der korrigierte Ladewert WP berechnet.
Hier variiert der Gleitwiderstand in Auslegerzylinder 4a für jede Maschine. Daher wird Ladewert WP, korrigiert wie oben beschrieben, erachtet, einen Fehler E2 aufgrund des Gleitwiderstands von Auslegerzylinder 4a zu beinhalten. Der vorliegende Erfinder hat gefunden, dass Fehler E2 aufgrund des Gleitwiderstands von Auslegerzylinder 4a in angemessener Weise durch Verwenden von Relationsdaten, in denen der Betrag der Korrekturmenge mit einer Zunahme in dem Ladewert innerhalb Schaufel 3c abnimmt (eine Ladekorrekturtabelle), entfernt werden kann.
Spezifisch, maß der vorliegende Erfinder, um den Einfluss von Fehler E2 aufgrund des Gleitwiderstands von Auslegerzyinder 4a zu untersuchen, einen Fehler eines Ladewerts, bei einem vorgegebenen Armwinkel in einem unbeladenen Zustand gemessen, und einen Fehler eines Ladewerts, gemessen mit einer vorgegebenen in Schaufel 3c platzierten Last, und untersuchte die Relation, die die Fehler der Ladewerte erfüllt. Als ein Ergebnis hat der vorliegende Erfinder gefunden, dass der obige Fehler reduziert werden kann, indem Relationsdaten verwendet werden, in denen der Betrag der Korrekturmenge mit einer Zunahme in dem Ladewert innerhalb Schaufel 3c abnimmt (eine Ladekorrekturtabelle), wie in 6 gezeigt. Der vorliegende Erfinder hat auch gefunden, dass die Relation zwischen dem Ladewert und dem Fehler in der Ladekorrekturtabelle durch eine quadratische Funktion approximiert werden kann (y=αx²+β).
Dementsprechend wird Korrektur zum Entfernen von Fehler E2 aufgrund des Gleitwiderstands von Auslegerzylinder 4a von korrigiertem Ladewert WP nachfolgend durchgeführt, indem die Ladekorrekturtabelle, gezeigt in 6, verwendet wird. Die Korrektur wird durchgeführt, indem der korrigierte Ladewert WP innerhalb Schaufel 3c basierend auf Relationsdaten, anzeigend die Größe der Korrekturmenge (Fehler) des Ladewerts innerhalb Schaufel 3c bezüglich des Ladewerts in Schaufel 3c (Schritt S3: 2(A)), korrigiert wird. Die Korrektur, die die Ladekorrekturtabelle verwendet, wird durch die ladekorrekturtabellenbasierte Korrektureinheit 8h in Steuergerät 8 (Berechnungseinrichtung 8a), gezeigt in 1, durchgeführt.
Nachdem Fehler E1 von Arbeitsgerät 3 korrigiert ist, bezieht sich der Ladewert in der Ladekorrekturtabelle auf den korrigierten Ladewert WP.
Zusätzlich wird in der Ladekorrekturtabelle, wie oben beschrieben, die Relation zwischen dem Ladewert innerhalb Schaufel 3c und der Größe der Korrekturmenge des Ladewerts innerhalb Schaufel 3c zum Beispiel durch eine quadratische Funktion ausgedrückt. In diesem Fall nimmt der Betrag der Größe der Korrekturmenge des Ladewerts quadratisch mit einer Zunahme in dem Ladewert innerhalb Schaufel 3c ab.
In der Korrektur, die die Ladekorrekturtabelle verwendet, wird ein wahrer Ladewert WT durch Entfernen des Fehlers von dem korrigierten Ladewert WP, bei dem die Korrektur von Fehler E1 durchgeführt wurde, basierend auf der in der Ladekorrekturtabelle angezeigten Relation berechnet.
Spezifisch wird eine Korrekturmenge AC in Ladewert WP von der Kurve der Funktion y=αx²+β in der Ladekorrekturtabelle bestimmt. Wahrer Ladewert WT wird durch Subtrahieren von Korrekturmenge AC von Ladewert WP bestimmt (WT=WP-AC). Auf diese Weise wird in der vorliegenden Ausführungsform der wahre Ladewert WT durch Korrigieren von Fehler E1 aufgrund des Unterschieds zwischen dem Berechnungsmodell und der tatsächlichen Maschine und Fehler E2 aufgrund des Gleitwiderstands von Auslegerzylinder 4a bestimmt.
Das Folgende beschreibt Kalibrierung des Ladewerts innerhalb Schaufel 3c, wenn sich der Ladewert von Schaufel 3c in einem unbeladenen Zustand von dem Ladewert der Schaufel vor Ersatz aufgrund von Ersatz von Schaufel 3c oder aufgrund von Kleben von Erde und ähnlichem an Schaufel 3c ändert.
In einem Fall, in dem Schaufel 3c ersetzt wird, oder in einem Fall, in dem Erde und ähnliches an Schaufel 3c kleben, ändert sich der Ladewert von Schaufel 3c in dem unbeladenen Zustand. In diesem Fall kann das Durchführen der obigen Korrektur unzureichend sein, um den Ladewert innerhalb Schaufel 3c genau zu berechnen. Deshalb ist es wünschenswert, den Ladewert innerhalb Schaufel 3c in dem Fall zu kalibrieren, in dem Schaufel 3c ersetzt wird, oder in dem Fall, in dem Erde und ähnliches an Schaufel 3c kleben. Das Folgende beschreibt die Kalibration, wobei der Fall als ein Beispiel genommen wird, in dem Schaufel 3c ersetzt wird. Dasselbe gilt für den Fall, in dem Erde und ähnliches an Schaufel 3c kleben.
In der vorliegenden Ausführungsform wird in dem Fall, in dem Schaufel 3c ersetzt wird, oder in dem Fall, in dem Erde und ähnliches an Schaufel 3c kleben, eine Einstellungskorrekturtabelle, wie in 5 gezeigt, erneut für ersetzte Schaufel 3c erzeugt. Beim Erzeugen der Einstellungskorrekturtabelle wird Ladewert W0 von Schaufel 3c in einem unbeladenen Zustand gemessen, wenn Arbeitsgerät 3 jede von einer Vielzahl von (zum Beispiel drei) Einstellungen aufweist, wie in dem oben beschriebenen Fall.
Spezifisch werden Ladewerte W0a1, W0b1 und W0c1 von Schaufel 3c in dem unbeladenen Zustand jeweils in den Einstellungen bei Armwinkeln 6a, 6b und 6c gemessen. Drei Armwinkel θa, θb und θc werden jeweils in radiale Dimensionen La, Lb und Lc umgewandelt. Weiterhin wird eine Korrekturmenge von Ladewerten W0a1, W0b1 und W0c1 von Schaufel 3c in dem unbeladenen Zustand erhalten. Als die Korrekturmenge werden eine Korrekturmenge ABa von Ladewert W0a1 bei Armwinkel 6a relativ zu Ladewert WOb1 bei Armwinkel 6b und eine Korrekturmenge ABc von Ladewert W0c1 bei Armwinkel 6c relativ zu Ladewert W0b1 bei Armwinkel θb erhalten.
Korrekturmenge ABa wird durch Subtrahieren von Ladewert W0b1 bei Armwinkel θb von Ladewert W0a1 bei Armwinkel θa berechnet (ABa=WOa1-WOb1). Weiterhin wird Korrekturmenge ABc durch Subtrahieren von Ladewert WOb1 bei Armwinkel θb von Ladewert W0c1 bei Armwinkel θc berechnet (ABc=W0c1-W0b1).
Wie in 7 gezeigt, werden nachfolgend die obigen Ergebnisse in einen Graphen eingezeichnet, der die Achse der Abszissen, die die radiale Dimension repräsentiert, und die Achse der Ordinaten aufweist, die die Korrekturmenge repräsentiert. Dann werden in dem Graphen ein Punkt, der die Korrekturmenge ABa an radialer Dimension La anzeigt, und ein Punkt, der eine Korrekturmenge von 0 an radialer Dimension Lb anzeigt, durch eine gerade Linie verbunden, und werden ein Punkt, der die Korrekturmenge ABc an radialer Dimension Lc anzeigt, und der Punkt, der eine Korrekturmenge von 0 an radialer Dimension Lb anzeigt, durch eine gerade Linie verbunden. Dabei werden die Korrekturdaten gemäß der Einstellung von dem Arbeitsgerät (eine Einstellungskorrekturtabelle) nach Ersatz von Schaufel 3c erzeugt. Die Einstellungskorrekturtabelle nach Ersatz von Schaufel 3c, die wie oben beschrieben erzeugt wird, kann in Speichereinheit 8b in Steuergerät 8, gezeigt in 1, oder ähnlichem gespeichert werden, oder kann in einer anderen Speichereinheit gespeichert werden.
Nachdem die Einstellungskorrekturtabelle, gezeigt in 7 erzeugt ist, wird der aktuelle Ladewert W innerhalb ersetzter Schaufel 3c (ein Ladewert, der berechnet wird, indem das Berechnungsmodell, gezeigt in 3 verwendet wird) basierend auf der Einstellungskorrekturtabelle korrigiert. Spezifisch wird in einem Fall, in dem die radiale Dimension zu einem Zeitpunkt, wenn Ladewert W berechnet wird, in 7 Ld ist, die Korrekturmenge als ABd von der Einstellungskorrekturtabelle von 7 bestimmt. Dementsprechend wird der korrigierte Ladewert WP durch Addieren von Korrekturmenge ABd zu aktuellem Ladewert W innerhalb ersetzter Schaufel 3c erhalten (WP=W+ABd). Daher wird der aktuelle Ladewert W innerhalb Schaufel 3c basierend auf der Korrekturmenge korrigiert, die sich gemäß der Einstellung von Arbeitsgerät 3 ändert.
Tatsächlich ändert sich die Einstellung von Arbeitsgerät 3 jede Sekunde, während Arbeitsgerät 3 betrieben wird. Dementsprechend werden zu jedem vorgegebenen Zeitpunkt Ladewert W und Korrekturwert ABd zu dieser Zeit berechnet, und wird daher der korrigierte Ladewert WP berechnet.
Nachfolgend wird Korrektur zum Entfernen von Fehler E2 aufgrund des Gleitwiderstands in Auslegerzylinder 4a nach Ersatz von Schaufel 3c von korrigiertem Ladewert WP durchgeführt. Die Korrektur wird durchgeführt, indem der korrigierte Ladewert WP innerhalb Schaufel 3c basierend auf Relationsdaten, anzeigend die Größe eines Fehlers des Ladewerts in Schaufel 3c bezüglich des Ladewerts in Schaufel 3c korrigiert wird, wie in dem in 5 gezeigten Fall.
Jedoch ändert sich der Ladewert von Schaufel 3c in dem unbeladenen Zustand nach Ersatz von dem Ladewert von Schaufel 3c in dem unbeladenen Zustand vor Ersatz, da Schaufel 3c ersetzt ist. Dementsprechend ist es notwendig, die quadratische Kurve in der Ladekorrekturtabelle auf eine quadratische Kurve entsprechend dem Ladewert von Schaufel 3c in dem unbeladenen Zustand nach Ersatz zu ändern, wie in 8 gezeigt. In diesem Fall ist es auch notwendig, die Korrekturmenge durch eine Menge der Änderung in dem Ladewert von Schaufel 3c in dem unbeladenen Zustand nach Ersatz relativ zu dem Ladewert von Schaufel 3c in dem unbeladenen Zustand vor Ersatz zu ändern. Deshalb ist es notwendig, die Kurve der quadratischen Funktion für Schaufel 3c nach Ersatz parallel mit der Kurve der quadratischen Funktion für Schaufel 3c vor Ersatz in der Richtung der Achse der Ordinaten in dem Graph zu bewegen.
Bei der Korrektur, die die geänderte Ladekorrekturtabelle verwendet, wird der wahre Ladewert WT durch Entfernen von Ladefehler E2 von korrigiertem Ladewert WP, auf den die Korrektur von Fehler E1 durchgeführt wurde, basierend auf der Relation, die in der Ladekorrekturtabelle angezeigt wird, berechnet.
Spezifisch wird eine Korrekturmenge AD in Ladewert WP von der Kurve einer Funktion y=αx²+γ in der Ladekorrekturtabelle bestimmt. Wahrer Ladewert WT wird durch Subtrahieren von Korrekturmenge AD von Ladewert WP bestimmt (WT=WP-AD). Auf diese Weise wird in der vorliegenden Ausführungsform der wahre Ladewert WT durch Korrigieren von Fehler E1 aufgrund des Unterschieds zwischen dem Berechnungsmodell und der tatsächlichen Maschine und Fehler E2 aufgrund des Gleitwiderstands von Auslegerzylinder 4a nach Ersatz von Schaufel 3c bestimmt.
Es sollte zur Kenntnis genommen werden, dass in dem Fall, in dem Schaufel 3c ersetzt wird, oder in dem Fall, in dem Erde und ähnliches an Schaufel 3c kleben, der Ladewert innerhalb Schaufel 3c durch den Bediener kalibriert werden kann, indem er einen Bedienknopf zum Starten von Kalibration drückt. Weiterhin kann der Ladewert innerhalb Schaufel 3c automatisch durch Arbeitsmaschine 10, indem sie Ersatz von Schaufel 3c detektiert, oder durch Arbeitsmaschine 10, indem sie Kleben von Erde an Schaufel 3c detektiert, kalibriert werden.
Als nächstes werden die Funktion und der Effekt der vorliegenden Ausführungsform beschrieben werden.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der Ladewert innerhalb Schaufel 3c durch Verwenden der Einstellungskorrekturtabelle, gezeigt in 5, korrigiert, indem die Korrekturmenge basierend auf den Korrekturdaten gemäß der Einstellung von Arbeitsgerät 3 verwendet wird. Dabei wird der Fehler von dem Ladewert aufgrund der Einstellung von Arbeitsgerät 3 reduziert, und ein genauer Ladewert kann berechnet werden.
Weiterhin erzeugt in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 1 und 5 gezeigt, Steuergerät 8 die Korrekturdaten gemäß der Einstellung von Arbeitsgerät 3 durch Berechnung von Ladewerten W0a, W0b und W0c von Schaufel 3c in dem unbeladenen Zustand, die gemessen werden, wenn Arbeitsgerät 3 eine Vielzahl von voneinander unterschiedlichen Einstellungen aufweist. Dabei kann die Einstellungskorrekturtabelle einfach erzeugt werden.
Weiterhin erzeugt in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 1 und 7 gezeigt, Steuergerät 8, wenn sich der Ladewert von Schaufel 3c in dem unbeladenen Zustand ändert, die Korrekturdaten gemäß der Einstellung von Arbeitsgerät 3 nach der Änderung in dem Ladewert durch Berechnung. Dabei ist es möglich, den Ladewert innerhalb Schaufel 3c zu kalibrieren, wenn sich der Ladewert von Schaufel 3c in dem unbeladenen Zustand aufgrund von Ersatz von Schaufel 3c oder aufgrund von Kleben von Erde und ähnlichem an Schaufel 3c ändert.
Weiterhin ist in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 1 gezeigt, Speichereinheit 8b zum Speichern der Korrekturdaten gemäß der Einstellung von Arbeitsgerät 3 (die Einstellungskorrekturtabelle) vorgesehen. Dabei ist es möglich, eine Vielzahl von Einstellungskorrekturtabellen in Speichereinheit 8b zu speichern, und eine notwendige Einstellungskorrekturtabelle von Speichereinheit 8b herauszunehmen und in Erwiderung auf Ersatz von Schaufel 3c oder ähnlichem zu verwenden.
Weiterhin korrigiert in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 6 gezeigt, Steuergerät 8 den Ladewert innerhalb Schaufel 3c basierend auf den Relationsdaten, anzeigend die Größe des Fehlers des Ladewerts in Schaufel 3c bezüglich des Ladewerts in Schaufel 3c (die Ladekorrekturtabelle), zusätzlich zu Korrektur basierend auf den Korrekturdaten gemäß der Einstellung von Arbeitsgerät 3. Dabei kann der Fehler aufgrund des Gleitwiderstands von Auslegerzylinder 4a reduziert werden, und kann ein genauerer Ladewert innerhalb Schaufel 3c erhalten werden.
Das folgende beschreibt eine Zusammenfassung eines oben beschriebenen Verfahrens zum Steuern der Arbeitsmaschine.
Wie in 1 gezeigt, ist das Verfahren zum Steuern der Arbeitsmaschine in der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zum Steuern einer Arbeitsmaschine, beinhaltend ein Arbeitsgerät 3, das Schaufel 3c aufweist, und ist konfiguriert, einen Ladewert innerhalb Schaufel 3c basierend auf einer Korrekturmenge, die sich gemäß einer Einstellung von Arbeitsgerät 3 ändert, zu korrigieren.
Spezifisch erhält das Verfahren zum Steuern der Arbeitsmaschine in der vorliegenden Offenbarung Ladewert W0b innerhalb Schaufel 3c, wenn Arbeitsgerät 3 eine Basiseinstellung aufweist, als einen Referenzwert, und Ladewert W0a oder W0c innerhalb Schaufel 3c, wenn Arbeitsgerät 3c eine unterschiedliche Einstellung von der Basiseinstellung aufweist, als einen Vergleichswert, und erzeugt Korrekturdaten gemäß einer Einstellung von Arbeitsgerät 3.
Weiterhin werden, wie in 4 gezeigt, in dem Verfahren zum Steuern der Arbeitsmaschine in der vorliegenden Offenbarung, für Schaufel 3c in einem unbeladenen Zustand ein erster Ladewert (W0a oder W0c) von Schaufel 3c in einer ersten Einstellung (bei Bogenwinkel θa oder θc) und ein zweiter Ladewert (W0b) von Schaufel 3c in einer zweiten Einstellung (bei Bogenwinkel θb) gemessen. Dann werden, wie in 5 gezeigt, basierend auf dem ersten Ladewert in der ersten Einstellung und dem zweiten Ladewert in der zweiten Einstellung erste Relationsdaten erzeugt, in denen sich die Korrekturmenge gemäß der Einstellung von Arbeitsgerät 3 ändert (eine erste Korrekturtabelle). Basierend auf den erzeugten ersten Relationsdaten wird Ladewert W0 in Schaufel 3c während Arbeit von Arbeitsmaschine 10 korrigiert, und wird daher korrigierter Ladewert WP erhalten.
Weiterhin wird korrigierter Ladewert WP basierend auf zweiten Relationsdaten korrigiert, in denen die Korrekturmenge (Betrag) mit einer Zunahme in dem Ladewert abnimmt (eine zweite Korrekturtabelle), wie in 5 gezeigt, und wird daher der wahre Ladewert WT erhalten.
Weiterhin werden, nachdem Schaufel 3c ersetzt ist, für ersetzte Schaufel 3c in einem unbeladenen Zustand ein dritter Ladewert (W0a oder W0c) von Schaufel 3c in einer dritten Einstellung (bei Bogenwinkel θa oder θc) und ein vierter Ladewert (W0b) von Schaufel 3c in einer vierten Einstellung (bei Bogenwinkel θb) gemessen. Dann werden, wie in 7 gezeigt, basierend auf dem dritten Ladewert in der dritten Einstellung und dem vierten Ladewert in der vierten Einstellung dritte Relationsdaten erzeugt, in denen sich die Korrekturmenge gemäß der Einstellung von Arbeitsgerät 3 ändert (eine dritte Korrekturtabelle). Basierend auf den erzeugten dritten Relationsdaten wird Ladewert W0 in ersetzter Schaufel 3c während Arbeit von Arbeitsmaschine 10 korrigiert, und wird daher korrigierter Ladewert WP erhalten.
Weiterhin wird korrigierter Ladewert WP basierend auf vierten Relationsdaten korrigiert, in denen die Korrekturmenge (Betrag) mit einer Zunahme in dem Ladewert abnimmt (eine vierte Korrekturtabelle), wie in 7 gezeigt, und wird daher auch der wahre Ladewert WT in ersetzter Schaufel 3c erhalten.
Es sollte verstanden werden, dass die hierin offenbarte Ausführungsform in jeder Beziehung veranschaulichend und nicht beschränkend ist. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird vielmehr durch den Umfang der Ansprüche als die obige Beschreibung definiert, und ist darauf gezielt, jegliche Modifikationen innerhalb des Umfangs und der dem Umfang der Ansprüche äquivalenten Bedeutung zu beinhalten.
Bezugszeichenliste
1: Fahrteinheit; 1a: Raupenriemenvorrichtung; 2: Dreheinheit; 2a: Bedienerabteil; 2b: Bedienersitz; 2c: Motorraum; 2d: Gegengewicht; 3: Arbeitsgerät; 3a: Ausleger; 3b: Arm; 3c: Schaufel; 4a: Auslegerzylinder; 4ab: Zylinderstab; 4b: Armzylinder; 4c: Schaufelzylinder; 5a: Auslegerfußbolzen; 5b: Auslegerführungsendbolzen; 6a, 6b: Drucksensor; 7a: Hubsensor; 8: Steuergerät; 8a: Berechnungseinrichtung; 8b: Speichereinheit; 10: Arbeitsmaschine (hydraulischer Bagger); 40A: zylinderkopfseitige Ölkammer; 40B: zylinderbodenseitige Ölkammer.

Claims

Eine Arbeitsmaschine, umfassend: ein Arbeitsgerät, das einen Ausleger, einen Arm, der an einem führenden Ende des Auslegers angebracht ist, und eine Schaufel aufweist, die an einem führenden Ende des Arms angebracht ist; und ein Steuergerät zum Erhalten eines Ladewerts innerhalb der Schaufel, wobei das Steuergerät konfiguriert ist: einen Ladewert innerhalb der Schaufel, wenn das Arbeitsgerät eine Basiseinstellung aufweist, als einen Referenzwert und einen Ladewert innerhalb der Schaufel, wenn das Arbeitsgerät eine unterschiedliche Einstellung von der Basiseinstellung aufweist, als einen Vergleichswert zu erhalten; und zuvor Korrekturdaten gemäß einer Einstellung des Arbeitsgeräts basierend auf dem Referenzwert und dem Vergleichswert zu erzeugen, wobei das Steuergerät konfiguriert ist: eine aktuelle Einstellung des Arbeitsgeräts zu ermitteln; eine Korrekturmenge eines Ladewerts innerhalb der Schaufel, wenn das Arbeitsgerät die aktuelle Einstellung aufweist, basierend auf den Korrekturdaten zu berechnen; und einen korrigierten Ladewert durch Korrigieren des Ladewerts innerhalb der Schaufel, wenn das Arbeitsgerät die aktuelle Einstellung aufweist, zu erhalten, indem es die Korrekturmenge verwendet.
Die Arbeitsmaschine gemäß Anspruch 1, wobei das Steuergerät konfiguriert ist, die Korrekturdaten durch Berechnung, wenn sich ein Ladewert der Schaufel in einem unbeladenen Zustand ändert, zu erzeugen.
Die Arbeitsmaschine gemäß Anspruch 1, wobei zusätzlich zu Korrektur basierend auf den Korrekturdaten, das Steuergerät konfiguriert ist, den Ladewert innerhalb der Schaufel basierend auf Relationsdaten, anzeigend eine Größe eines Fehlers des Ladewerts in der Schaufel bezüglich des Ladewerts in der Schaufel, zu korrigieren.
Ein System, umfassend eine Arbeitsmaschine, beinhaltend: ein Arbeitsgerät, das einen Ausleger, einen Arm, der an einem führenden Ende des Auslegers angebracht ist, und eine Schaufel aufweist, die an einem führenden Ende des Arms angebracht ist; und ein Steuergerät zum Erhalten eines Ladewerts innerhalb der Schaufel, wobei das Steuergerät konfiguriert ist: einen Ladewert innerhalb der Schaufel, wenn das Arbeitsgerät eine Basiseinstellung aufweist, als einen Referenzwert und einen Ladewert innerhalb der Schaufel, wenn das Arbeitsgerät eine unterschiedliche Einstellung von der Basiseinstellung aufweist, als einen Vergleichswert zu erhalten; und zuvor Korrekturdaten gemäß einer Einstellung des Arbeitsgeräts basierend auf dem Referenzwert und dem Vergleichswert zu erzeugen, wobei das Steuergerät konfiguriert ist: eine aktuelle Einstellung des Arbeitsgeräts zu ermitteln; eine Korrekturmenge eines Ladewerts innerhalb der Schaufel, wenn das Arbeitsgerät die aktuelle Einstellung aufweist, basierend auf den Korrekturdaten zu berechnen; und einen korrigierten Ladewert durch Korrigieren des Ladewerts innerhalb der Schaufel, wenn das Arbeitsgerät die aktuelle Einstellung aufweist, zu erhalten, indem es die Korrekturmenge verwendet.
Ein Verfahren zum Steuern einer Arbeitsmaschine, beinhaltend ein Arbeitsgerät, das einen Ausleger, einen Arm, der an einem führenden Ende des Auslegers angebracht ist, und eine Schaufel aufweist, die an einem führenden Ende des Arms angebracht ist, wobei das Verfahren umfasst: Erhalten eines Ladewerts innerhalb der Schaufel, wenn das Arbeitsgerät eine Basiseinstellung aufweist, als einen Referenzwert und eines Ladewerts innerhalb der Schaufel, wenn das Arbeitsgerät eine unterschiedliche Einstellung von der Basiseinstellung aufweist, als einen Vergleichswert; und Erzeugen von Korrekturdaten gemäß einer Einstellung des Arbeitsgeräts basierend auf dem Referenzwert und dem Vergleichswert.