JP3698752B2

JP3698752B2 - 自動掘削制御方法

Info

Publication number: JP3698752B2
Application number: JP05894195A
Authority: JP
Inventors: ジェイロックディヴィッド
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1994-03-23
Filing date: 1995-03-17
Publication date: 2005-09-21
Anticipated expiration: 2020-09-21
Also published as: US5446980A; DE19510374B4; JPH07259117A; DE19510374A1

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、一般には掘削の分野、より詳細には掘削機械の作業サイクルを自動化する制御装置および方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
掘削作業には、掘削機、バックホウ、フロントショベルなどの掘削機械が使用される。これらの掘削機械はブーム、ステッキ、およびバケットのリンケージから成るフロントアタッチメントを備えている。ブームは一端が掘削機械本体に取り付けられ、他端がステッキに旋回自在に取り付けられている。バケットはステッキの自由端に旋回自在に取り付けられている。フロントアタッチメントを構成する各リンケージは対応する少なくとも１個の油圧シリンダで制御自在に動かされ、垂直面内で動く。オペレータは一般にフロントアタッチメントを巧みに操作して全掘削作業サイクルを構成する一連の個別機能を実行する。
【０００３】
典型的な作業サイクルでは、最初にオペレータがフロントアタッチメントを掘削位置に置き、バケットが土壌に進入するまで該フロントアタッチメントを下げる。次にオペレータはバケットを掘削機械本体に向かって動かす掘削行程を実行する。続いてオペレータはバケットを屈曲（カール）させて土壌をすくい込む。
すくい込んだ土壌すなわち荷重をダンプするため、オペレータはフロントアタッチメントを持ち上げ、決められたダンプ位置まで横に旋回させ、ステッキのリーチを伸ばし、バケットをまっすぐに伸ばすことによって荷重を放出する。そのあとオペレータは作業サイクルを再開するためフロントアタッチメントを掘削位置へ戻す。以下の説明の中で、上記の諸操作をそれぞれ「ブームダウン」、「掘削行程」、「すくい込み」、「旋回」、「ダンプ」、および「復帰」と呼ぶことにする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
土ならし作業の分野では、幾つかの理由から掘削機械の作業サイクルを自動化することを要望する声が高まってきた。人間のオペレータと異なり、自動化した掘削機械は環境条件や長い作業時間に関係なく生産性が一貫して変わらない。また自動化した掘削機械は環境条件が人間にとって危険である、適切でない、あるいは望ましくない用途に理想的である。また自動化した掘削機械はオペレータの未熟な技能を補い、より正確に掘削することができる。
【０００５】
本発明は、上に述べた１つまたはそれ以上の問題を解決することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は第１の態様として、作業サイクルを通じて掘削機械のフロントアタッチメントを自動的に制御する制御装置を提供する。フロントアタッチメントは、それぞれが少なくとも１個の油圧シリンダによって制御自在に動かされるブームと、ステッキ、およびバケットを有している。位置センサは、該ブーム、ステッキ、およびバケットのそれぞれの位置に応じて位置信号を発生する。マイクロプロセッサは、位置信号を受け取り、ブーム、ステッキ、およびバケット位置信号のうち少なくとも１つを複数の位置設定値のうち所定の１つと比較する。圧力センサは、ブーム、ステッキ、およびバケットの各シリンダ内の油圧に応じてそれぞれの圧力信号を発生する。マイロクロプロセッサは、圧力信号を受け取り、ブーム、ステッキ、およびバケット圧力のうち少なくとも１つを複数の圧力設定値のうち所定の１つと比較する。オペレータインタフェースは、掘削している土壌所定の状態を表す土壌状態設定を発生する。論理手段は、前記圧力の比較と位置の比較に応じて、土壌状態設定に対応する値の指令信号を発生する。電子油圧装置はその指令信号を受け取り、所定の油圧シリンダを制御自在に動かし、作業サイクルを実行する。
【０００７】
以下、添付図面を参照して、本発明を詳しく説明する。
【０００８】
【実施例】
図１に、掘削機、バックホウローダー、およびフロントショベルの機能と同様な掘削機能または積込み機能を実行する掘削機械のフロントアタッチメント１００の側面図を示す。
【０００９】
掘削機械には掘削機、パワーショベル、ホィールローダー、または同種の機械が含まれる。フロントアタッチメント１００はブーム１１０、ステッキ１１５、およびバケット１２０を有することがある。ブーム１００はブーム旋回ピン１で掘削機械本体１０５に旋回自在に取り付けられている。ブームの重心（ＧＢＭ）は点１２で示す。ステッキ１１５はステッキ旋回ピン４でブーム１１０の自由端に旋回自在に連結されている。ステッキの重心（ＧＳＴ）は点１３で示してある。バケット１２０はバケット旋回ピン８でステッキ１１５に旋回自在に取り付けられている。バケット１２０は湾曲部分１３０と、点１６で示したフロワー部分と、点１５で示した先端部分を有している。バケットの重心（ＧＢＫ）は点１４で示してある。
【００１０】
水平基準軸Ｒの原点は点２６を通って延びているピン１にあると定義する。水平基準軸Ｒは掘削機械本体１０５とフロントアタッチメント１００の種々のピンおよび点との相対的角度関係を測定するのに使用される。
【００１１】
ブーム１１０、ステッキ１１５、およびバケット１２０は直線的に伸縮可能な油圧シリンダによって個別に、制御自在に動かされる。ブーム１１０は少なくとも１個のブームシリンダ１４０によって動かされ、ステッキ１１５を上および下に動かす。ブームシリンダ１４０はピン１１とピン２によって掘削機械本体１０５とブーム１１０の間に連結されている。ブームシリンダとシリンダロッドの重心はそれぞれ点ＣＧ１９とＣＧ２０で示してある。ステッキ１１５は少なくとも１個のステッキシリンダ１４５によって動かされ、バケット１２０を縦および水平に動かす。ステッキシリンダ１４５はピン３とピン５によってブーム１１０とステッキ１１５と間に連結されている。ステッキシリンダとシリンダロッドの重心はそれぞれ点ＣＧ２２とＣＧ２３で示してある。バケット１２０はバケットシリンダ１５０によって動かされ、バケット旋回ピン８のまわりに半径運動範囲を有する。バケットシリンダ１５０はピン６でステッキ１１５に連結され、ピン９でリンケージ１５５に連結されている。リンケージ１５５はピン７とピン１０によってそれぞれステッキ１１５とバケット１２０に連結されている。バケットシリンダとシリンダロッドの重心はそれぞれ点ＣＧ２５とＣＧ２６で示してある。
簡潔に示すため、図１にはブーム、ステッキ、およびバケットシリンダ１４０，１４５，１５０を１個だけ示してある。
【００１２】
フロントアタッチメント１００とシリンダ１４０，１４５，１５０の作用を確実に理解できるように、以下の関係について説明する。ブームシリンダ１４０を伸長させるとブーム１１０が起こされ、同シリンダ１４０を引っ込めるとブーム１１０が下げられる。またステッキシリンダ１４５を引っ込めるとステッキ１１５が掘削機械本体１０５から離れる方向に動かされ、ステッキシリンダ１４５を伸長させるとステッキ１１５が掘削機械本体１０５に向けて動かされる。最後に、バケットシリンダ１５０を引っ込めるとバケット１２０が掘削機械本体１０５から離れる方向に回転し、同シリンダ１５０を伸長させるとバケット１２０が掘削機械本体１０５へ近づく方向に回転する。
【００１３】
図２に、本発明に関係する電子油圧装置２００のブロック図を示す。手段２０５は、フロントアタッチメント１００の位置に応じて位置信号を発生する。手段２０５はブーム、ステッキ、およびバケットシリンダ１４０，１４５，１５０のシリンダ伸長量をそれぞれ検出する変位センサ２１０，２１５，２２０を有している。変位センサとして米国特許第４，７３７，７０５号（１９８８年４月１２日発行）に記載されている無線周波数ベースセンサを使用することができる。
【００１４】
またフロントアタッチメントのジョイント角を測定してもフロントアタッチメント１００の位置が得られることは明らかである。フロントアタッチメント位置信号を発生する代替装置として、例えばブーム１１０、ステッキ１１５、およびバケット１２０間の角度を測定するロータリポテンショメータなど、回転角センサを使用することができる。フロントアタッチメント１００の位置はシリンダの伸長量を測定して、またはジョイント角を測定して三角法によって計算することができる。バケットの位置を決定する上記の方法はこの分野では周知であり、例えば米国特許第３，９９７，０７１号（１９７６年１２月１４日発行）や同第４，３７７，０４３号（１９８３年３月２２日発行）に記載されている。
【００１５】
手段２２５は、フロントアタッチメント１００に作用する力に応じて圧力信号を発生する。手段２２５はブーム、ステッキ、およびバケットシリンダ１４０，１４５，１５０内の油圧を測定する圧力センサ２３０，２３５，２４０を有している。各圧力センサ２３０，２３５，２４０は対応するシリンダ１４０，１４５，１５０の圧力に相当する信号を発生する。例えば、圧力センサ２３０，２３５，２４０はそれぞれブーム、ステッキ、およびバケットシリンダヘッド圧力とロッドエンド圧力を測定する。適当な圧力センサとして、例えば Precise Sensors, Inc. (米国) から Series ５５５ Pressure Transducer を入手できる。
【００１６】
フロントアタッチメント旋回点１８０（図１８参照）に設置された旋回角センサ２４３（例えば、ロータリポテンショメータ）は、掘削位置に対する旋回軸まわりのフロントアタッチメントの回転量に相当する角度信号を発生する。
【００１７】
これらの位置信号と圧力信号は信号調整器２４５へ送られる。信号調整器２４５は通常の信号励起とフィルタリングを行なう。この目的のために、例えば、Measurements Group, Inc. (米国) 製の Vishay Signal Conditioning Amplifier 2300 System を使用することができる。調整された位置信号と圧力信号は論理手段２５０へ送られる。論理手段２５０は演算装置を使用し、ソフトウェアプログラムに従ってプロセスを制御するマイクロプロセッサベースシステムである。一般に、プログラムはＲＯＭ、ＲＡＭ、または同種のデバイスに格納されている。
プログラムは後で種々のフローチャートに関して説明する。
【００１８】
論理手段２５０は複数のジョイスティック形制御レバー２５５とオペレータインタフェース２６０の２つの他のソースから入力を受け取る。制御レバー２５５はフロントアタッチメント１００を手動で制御するためのものである。制御レバー２５５の出力がフロントアタッチメント１００の運動方向と速度を決める。
【００１９】
オペレータは、オペレータインタフェース２６０によって掘削の深さやフロワ面の傾斜などの掘削仕様を入力することができる。オペレータインタフェース２６０はさらに掘削機械のペイロードに関する情報を表示することができる。オペレータインタフェース２６０は英数字キーパッドをもつ液晶表示画面を備えることができる。またタッチ感知式画面はオペレータインタフェースに向いている。
オペレータインタフェース２６０は、そのほかにオペレータが種々の掘削状態を設定する複数のダイヤルおよび（または）スイッチを備えることができる。
【００２０】
論理手段２５０は位置信号を受け取り、それに応じて周知の微分法を使用してブーム１１０、ステッキ１１５、およびバケット１２０の速度を決定する。この分野の専門家には、別個の速度センサを使用してブーム、ステッキ、およびバケットの速度を決定できることは明らかであろう。
【００２１】
論理手段２５０は、そのほかに、位置および圧力信号情報に応じて、フロントアタッチメントのジオメトリ（幾何学的図形）と力を決定する。
【００２２】
例えば、論理手段２５０は圧力信号を受け取り、次式に従ってブーム、ステッキ、およびバケットシリンダの力を計算する。
シリンダの力＝（Ｐ₂×Ａ₂）−（Ｐ₁×Ａ₁）
ここで、Ｐ₂，Ｐ₁は個々のシリンダ１４０，１４５，１５０のシリンダヘッドとロッドエンドの油圧であり、Ａ₂，Ａ₁は対応する端部の断面積である。
【００２３】
論理手段２５０は、フロントアタッチメント１００を制御自在に動かす作動手段２６５へ送るブーム、ステッキ、およびバケットシリンダ指令信号を発生する。作動手段２６５は、対応するブーム、ステッキ、およびバケットシリンダ１４０，１４５，１５０へ送る作動油の流れを制御する油圧制御弁２７０，２７５，２８０を有している。作動手段２６５は、そのほかに、旋回装置１８５へ送る作動油の流れを制御する油圧制御弁２８５を有している。
【００２４】
図３〜図１１は、本発明のプログラム制御を示すフローチャートである。フローチャートに記述されたプログラムは適当などんなマイクロプロセッサシステムでも使用されるように構成されている。
【００２５】
以下、ブーム、ステッキ、およびバケットシリンダ１４０，１４５，１５０の所望の速度の変位を制御する指令信号を例示した図１３〜図１６の複数の制御曲線について説明する。曲線はマイクロプロセッサのメモリに格納された２次元ルックアップテーブルまたは一組の式によって定義することができる。制御曲線は土壌の状態を表す土壌状態設定に対応している。例えば、両極端では、土壌状態設定１は土壌がさらさらした状態であることを表し、土壌状態設定９は土壌が固く締まった状態であることを表す。従って、中間の土壌状態設定２〜８はさらさらの土壌状態または軟らかい土壌状態から固い土壌状態まで連続する土壌状態を表す。制御曲線の数字が所望の制御特性に対応していることは理解されるであろう。
【００２６】
また、土壌状態設定はオペレータインタフェース２６０を介してオペレータが設定することもできるし、掘削状態に応じて論理手段２５０が設定することもできる。例えば、掘削行程機能に関する制御曲線の土壌状態設定（図１５，１６）をオペレータが手動で設定し、他のテーブルに関する土壌状態設定の残りの部分を論理手段２５０が自動的に設定することができる。これにより、作業サイクルのより重要な制御を熟練したオペレータが受け持つことができる。
【００２７】
次に、図３に示した自動化掘削作業サイクルの第１レベルのフローチャートについて説明する。掘削機械１０５の作業サイクルは、一般に、６つの連続する別個の機能；ブームダウン機能３０５、予備掘削機能３０７、掘削行程機能３１０、すくい込み機能３１５、ダンプ機能３２０、および復帰機能３２３に分けることができる。掘削行程機能３１０は適応機能３２５を含んでいる。すくい込み機能３１５はブームアップ機能３３５と旋回機能３４０を含んでいる。またダンプ機能３２０はブームアップ機能と旋回機能を含んでいる。以下、各機能について詳しく説明する。
【００２８】
フローチャートが示すように、自動化掘削作業サイクルは繰り返して実行される。作業サイクルの実行にオペレータの介入は不要であるが、修正が最大深さまたは制限区域仕様に矛盾しなければ、オペレータがフロントアタッチメント１００の動きを修正することができる。また機能が別個であるので、本発明の各機能を相互に独立して実行することができる。例えば、オペレータは、オペレータインタフェースを通じて、作業サイクルの実行で自動化すべき機能を予め選択することができる。
【００２９】
図４に、ブームダウン機能３０５を示す。ブームダウン機能３０５はフロントアタッチメント１００を地面に向けて位置決めする。この機能は、ブロック４０５に示すように、バケット位置を計算することによって始まる。以下、用語「バケット位置」は、図１に示すように、バケット角φとバケット先端位置を言う。
バケット位置は位置信号に応じて計算される。またバケット位置はこの分野で周知の種々の方法で計算することができる。
【００３０】
次に判断ブロック４１０において、プログラム制御は、最初に、ＧＲＮＤ−ＥＮＧ＝１（フロントアタッチメント１００が地面に接触していることを示す）かどうかを判断する。もし接触していなければ、プログラム制御はブームシリンダ圧力と設定値Ａとを比較し、そしてバケットシリンダ圧力と設定値Ｂとを比較する。設定値Ａ，Ｂは、それぞれフロントアタッチメント１００が地面に接触したことを示すブームシリンダ圧力とバケットシリンダ圧力を表す。さらに、バケット先端１５の深さと設定値Ｃとを比較する。設定値Ｃはオペレータが指定した最大掘削深さを表す。
【００３１】
もし判断ブロック４１０のすべての条件が満たされなければ、制御はブロック４１５へ進み、ここでステッキシリンダ位置すなわちシリンダ伸長量と設定値Ｄとを比較する。設定値Ｄは所望の掘削位置を与えるステッキシリンダの最小伸長量を表す。もしステッキ油圧シリンダ位置が設定値Ｄに等しいか、それより大きければ、ブロック４２０において、ステッキシリンダ１４５（既に引っ込められている）を徐々に停止させる。しかし、もしステッキシリンダ位置が設定値Ｄより小さければ、ブロック４２５において、ステッキシリンダ１４５を所定の量だけ引っ込めて、ステッキを外側に広げる。そのあと、ブロック４２７において、ブーム１１０を地面に向けて下げる。従って、ブームシリンダ圧力とバケットシリンダ圧力が、フロントアタッチメント１００がまだ地面に接触しておらず、そしてバケット１２０が最大深さを越えていないことを示している限り、ブーム１１０は続けて地面に向けて下げられる。
【００３２】
もし判断ブロック４１０の条件の１つが満たされれば、ブロック４２８において、ＧＲＮＤ−ＥＮＧ＝１にセットする。そのあと、プログラム制御は、ブロック４３０において、バケット角すなわち掘削角φと設定値Ｅとを比較する。設定値Ｅはバケット１２０の所定の掘削角である。設定値Ｅは図１２に示した曲線から決定することができる。この所定の切削角は土壌状態設定に対応している。
【００３３】
もしバケット角φが設定値Ｅより大きければ、予備掘削機能３０７によってバケット１２０を最大速度で回転させ、バケットを所定の切削角に迅速に位置決めする。例えば、予備掘削機能３０７はフロントアタッチメント１００を所定の開始位置に位置決めする。
【００３４】
次に、ブロック４４０，４４５，４５０において、それぞれのシリンダ１４０，１４５，１５０を伸長させることにより、ブーム１１０を起こし、ステッキ１１５を掘削機械本体１０５に向けて動かし、そしてバケット１２０を屈曲（カール）させる。図１３に、ブームシリンダ１４０に対する指令レベルを示す。この指令レベルはバケットシリンダ１５０に加える圧力または力に対応している。制御曲線は土壌状態設定に対応している。図１４に、ステッキシリンダ１４５に対応する指令レベルを示す。この指令レベルは、ステッキシリンダ１４５に加える圧力または力に対応している。この場合、一曲線がすべての土壌状態設定を満たしている。バケット１２０はほぼ最大速度で屈曲（カール）され、迅速に所定の掘削角に位置決めされる。以上から、予備掘削機能のとき、バケット深さおよび掘削角φを調整するようにフロントアタッチメント１００が位置決めされて、掘削の準備が完了することがわかる。
【００３５】
しかし、もしバケット角φが設定値Ｅに等しいかそれより小さければ、プログラム制御はフローチャートのセクションＢへ進み、掘削行程機能３１０を開始する（図５参照）。
【００３６】
掘削行程機能３１０は、バケット１２０を地面に沿って掘削機械本体１０５に向けて動かす。掘削行程機能は、ブロック５０５において、バケット位置を計算することによって始まる。例えば、掘削サイクルを連続して実行すると、バケット１２０は地面により深く進入する。従って、プログラム制御は、ブロック５１０において、バケット１２０が地面により深く進入したときバケット１２０の位置を記録する。次に、判断ブロック５１５において、ブームシリンダ圧力と設定値Ｆとを比較する。もしブームシリンダ圧力が設定値Ｆを越えていれば、掘削機械は不安定になって倒れてしまうことがある。従って、もしブームシリンダ圧力が設定値Ｆを越えていれば、プログラム制御は、ブロック５２０において、終了する。もし越えていなければ、制御は判断ブロック５２５へ進む。設定値Ｆの値は、フロントアタッチメント１００のいろいろなジオメトリについて掘削機械の不安定度を表す複数の値に対応する圧力値のテーブルから得ることができることに留意されたい。
【００３７】
掘削機械１０５は、バケット１２０を掘削機械本体に向けて動かすことにより掘削行程すなわち作業サイクルの掘削部分を実行する。判断ブロック５２５は掘削行程が完了したときを示す。最初に、バケット角φと設定値Ｇとを比較する。
設定値Ｇは所望のバケット積込み量に関する所定のバケット屈曲を表す。第２に、バケット力の角度βと設定値Ｈとを比較する。設定値Ｈは一般に零の角度値を表す。例えば、もしβが設定値Ｈより小さければ、バケットは傾斜していると言われる。この傾斜は、バケットに対する正味の力がバケットの下側に加わると起こり、バケットが土壌をこれ以上すくい込むことができないことを示す。第３に、ステッキシリンダ位置と掘削行程の完了を示す設定値Ｉとを比較する。設定値Ｉは掘削の場合の最大ステッキシリンダ伸長量を示す。最後に、プログラム制御は、例えはオペレータインタフェース２６０を通じて、オペレータが掘削の中止を指示したかどうかを判断する。もしこれらの条件のうちどれか１つが起きれば、プログラム制御はフローチャートのセクションＣへ進み、掘削機械１０５は掘削を終了し、荷重のすくい込みを開始する。
【００３８】
もし掘削が完了していないことが判明すれば、ブロック５４０，５４５，５５０において、それぞれのシリンダ１４０，１４５，１５０を伸長させることによって、ブーム１１０を起こし、ステッキ１１５を掘削機械本体に向けて動かし、バケット１２０を屈曲（カール）させる。
【００３９】
図１５に、ブームシリンダ１４０に対する指令レベルを示す。その指令レベルはステッキシリンダ１４５に加える圧力または力に対応している。制御曲線は土壌状態設定に対応している。ステッキシリンダ１４５は最大速度のほぼ１００％で伸長して、ステッキ１１５を掘削機械本体に向けて迅速に動かす。バケット１２０は図１７の曲線で示される速度で屈曲（カール）する。その指令レベルはバケットシリンダ圧力または力に対応している。曲線の形状で表されるように、土壌状態設定が大きければ大きいほど、バケット１２０に比べて、ステッキ１１５によって実行される作業の割合が多くなる。油圧装置が過荷重になることを防止するため、図１６の曲線が先細になっていることに留意されたい。
【００４０】
点Ｃにおいて、プログラム制御は図６へ進み、適応機能３２５を始める。適応機能３２５は、掘削サイクルのとき効率のよい掘削を行なうため設定値を修正する。ブロック６０５において、バケット１２０の最後に記録された深さに応じて、設定値Ｄ（掘削の前の所望のステッキシリンダ伸長量）を所定の量だけ増分する。例えば、効率のよい掘削を行なうためバケットがより深く地面を掘削する場合、ステッキを外側に増分的に広げることが望ましい。
【００４１】
ブロック６１０において、最後に記録されたバケット深さに応じてダンプ角を所定の量だけ増分する。例えば、バケットがより深く地面を掘削するにつれて、地面からより多くの量の土壌が地面から掘削される。この結果、各パスと共にバケットから地面に土壌をダンプして生じた堆積物が大きくなる。従って、バケットがより深く掘削するにつれて、堆積物が穴の中に崩落しないように、ダンプ角を増分することが望ましい。「ダンプ角」は、掘削位置から所望のダンプ位置までのフロントアタッチメントの所望の角回転量であると定義する。ダンプ角については、あとで旋回機能３４０に関連して詳しく述べる。
【００４２】
最後に、ブロック６１５において、ダンプのための所望のブーム高さに対応する所望のブームシリンダ伸長量を表す設定値Ｌを、最後に記録した位置のバケット深さに応じて増分する。ダンプした堆積物がより大きくなるにつれて、バケットが堆積物を確実に越えるように、例えば、各パスのときブーム高さを増分する。設定値Ｌについては、あとでブームアップ機能３３５に関連して詳しく述べる。
【００４３】
適応機能は図１７の曲線に従って直線的に値を増分することができる。修正を行なったあと、プログラム制御はセクションＤへ進み、すくい込み機能３１５を始める（図７）。
【００４４】
すくい込み機能３１５は、土壌をすくい込むためフロントアタッチメント１００を位置決めする。すくい込み機能３１５は、ブロック７０５において、バケット角φと設定値Ｋとを比較することによって始まる。設定値Ｋはいっぱいに盛ったバケット荷重を保持するバケット角を表す。もし現在のバケット角φが設定値Ｋより小さければ、プログラム制御はセクションＥへ進み、ブームアップ機能３３５を呼び出す。ブームアップ機能３３５については、あとで詳しく説明する。
プログラム制御は次にセクションＦへ進み、旋回機能３４０を呼び出す。旋回機能３４０については、あとで詳しく説明する。ブロック７１０において、ステッキシリンダ１４５（前に伸長していた）を徐々に停止する。次に、ブロック７１５において、バケット１２０を屈曲（カール）させる。バケット角φが設定値Ｋより大きくなるまで、バケットを連続して屈曲（カール）させることは明らかである。バケット角φが設定値Ｋより大きくなれば、プログラム制御はセクションＧへ進み、ダンプ機能３２０を呼び出す。ダンプ機能３２０については、あとで詳しく説明する。
【００４５】
次に図８を参照して、ブームアップ機能３３５について説明する。ブームアップ機能３３５は、ブロック８０５において、ブームシリンダの伸長量が設定値Ｌより小さいかどうかを判断することによって始まる。前に述べたように、設定値Ｌは、フロントアタッチメント１００がダンプ堆積物をクリヤするブームシリンダ伸長量を表す。もしブームシリンダ伸長量が設定値Ｌより小さければ、ブロック８１０において、ブームシリンダの伸長を徐々に停止させる。もしブームシリンダ伸長量が設定値Ｌより大きければ、所定の速度（一般に、最大速度の１００％）でブームシリンダ１４０を伸長させてブームを迅速に起こす。次に、プログラム制御は先にブームアップ機能３３５を呼び出した機能へ戻る。
【００４６】
次に、図９を参照して旋回機能３４０を説明する。掘削作業サイクルを始める前に、ダンプ位置と掘削位置、およびそれらの対応する横断角を指定し、記録できることに留意すべきである。例えば、フロントアタッチメント１００を所望の掘削位置に位置決めすることにより掘削角を設定することができる。同様に、フロントアタッチメント１００を所望のダンプ位置へ旋回すなわち回転させることによりダンプ角を設定することができる。次に、制御装置は所望のダンプ角と掘削角を格納する。上記の代わりに、オペレータが掘削位置とダンプ位置に対応する所望の横断角をオペレータインタフェースで入力することもできる。
【００４７】
旋回機能３４０は、最初に、ブロック９０５において、ＳＷＩＮＧ＝１に設定されているかどうかを判断する。もしＳＷＩＮＧが０であれば、プログラム制御はブロック９１５へ進み、いろいろなＳＷＧ−ＭＯＤＥの値を判断する。いろいろなＳＷＧ−ＭＯＤＥはオペレータによって設定される掘削の形式を示す。例えば、０のＳＷＧ−ＭＯＤＥは、掘削機械が溝または穴から横投下していることを示す。１のＳＷＧ−ＭＯＤＥは、掘削機械が１か所たとえば運搬トラックへダンプしていることを表す。オペレータインタフェース２５０を通じて、オペレータはキャタピラーの下部分から延びた水平面に対するトラック台の高さを入力する。２のＳＷＧ−ＭＯＤＥは、掘削機械が大規模な掘削場所から横投下していることを表す。プログラム制御は、ブロック９２５において、荷重を所望のダンプ場所にダンプするためフロントアタッチメントの位置を計算する。
【００４８】
もしＳＷＧ−ＭＯＤＥが２に設定されていれば、プログラム制御はブロック９２５へ進み、掘削スパンに応じてダンプ角を修正する。より完全に理解できるように、大規模な掘削を行なっている掘削機械の平面図を示す図１８について説明する。最初にオペレータが掘削スパン、ダンプスパン、およびデルタ値δの角度値を入力する。次にプログラム制御が掘削スパンとダンプスパンをそれぞれ掘削経路とダンプ経路にマップする。この結果、掘削機械は例えば経路“１”で掘削行程を実行し、そして経路“１′”でダンプを実行する。各パスのあと、プログラム制御は次式に従ってダンプ角を修正する。

従って、掘削機械が経路１を終了したら直ちに、プログラム制御は掘削場所を増分して、経路“２”で掘削を始めることができる。上記の代わりに、掘削が経路“１”で完了したら、プログラム制御はフロントアタッチメントを経路“２”に位置決めするためオペレータを支援することができる。この代替例の場合、プログラム制御はオペレータが選択した最後の掘削場所を覚えているであろう。従って、オペレータがフロントアタッチメントを現掘削場所から新掘削場所へ位置決めできるように、プログラム制御は掘削場所に関するすべての公差を緩和するであろう。
【００４９】
図９に戻って、プログラム制御はブロック９３０へ進んで、バケット１２０が地面に達する時間を推定する。この推定時間はバケットの位置と速度に応じて計算される。推定時間を計算したあと、推定時間と設定値Ｍとを比較する。この設定値Ｍは電子油圧式旋回装置の時間遅れを表す。もし推定時間が設定値Ｍより小さければ、ブロック９４０において、ＳＷＩＮＧ＝１に設定する。しかし、推定時間が設定値Ｍより大きければ、ブロック９４５において、ＳＷＩＮＧ＝０に設定する。
【００５０】
次にプログラム制御はブロック９４７へ進んで、旋回角を計算する。「旋回角」は、掘削場所に対するフロントアタッチメントの角回転量と定義する。旋回角センサ２４３は掘削場所に対するフロントアタッチメントの回転量に相当する角度信号を発生する。ブロック９５０において、プログラム制御はＳＷＩＮＧ＝１に設定されたかどうかを判断する。もしＳＷＩＮＧ＝０に設定されていれば、プログラム制御は先に旋回機能３４０を呼び出した機能へ戻る。
【００５１】
もしＳＷＩＮＧ＝１に設定されていれば、制御はブロック９５５へ進んで、フロントアタッチメント１００の計算値と設定値Ｎとを比較する。設定値Ｎは所望のダンプ位置からのフロントアタッチメント位置の所定範囲を表す。もし計算したフロントアタッチメント位置が設定値Ｎで定義された範囲内にあれば、フロントアタッチメント１００はダンプ位置の近くにある。従って、ブロック９６０において、フロントアタッチメント１００（現在、ダンプ場所に向けて回転している）を反対方向に回転させて掘削場所に戻すように命令する。例えば、フロントアタッチメントはダンプ位置の近くにあるので、電子油圧式旋回装置のすべての時間遅れを考慮に入れるためフロントアタッチメントを掘削場所に向けて逆駆動する。この結果、フロントアタッチメントが実際に反対方向に回転し始める頃には、フロントアタッチメントは既にダンプ位置に達しているであろう。
【００５２】
もしフロントアタッチメント１００がこれから設定値Ｎで定義した範囲に達していなければ、ブロック９６５において、旋回角とダンプ角とを比較する。もし旋回角がダンプ角に等しければ、フロントアタッチメントは所望のダンプ場所に達している。従って、ブロック９７０において、フロントアタッチメント１００の回転を停止させる。もし等しくなければ、ブロック９７５において、フロントアタッチメント１００を最大速度の１００％で回転させてフロントアタッチメント１００をダンプ場所に向けて迅速に回転させる。次に、プログラム制御は先に旋回機能３４０を呼び出した機能へ戻る。
【００５３】
次に、図１０を参照してダンプ機能３２０について説明する。プログラム制御は、ブロック１００５において、ＲＥＴＵＲＮ−ＴＯ−ＤＩＧ＝１かどうかを判断することによって始まる。もしＲＥＴＵＲＮ−ＴＯ−ＤＩＧ＝０であれば、掘削機械は荷重をダンプし続けるであろう。従って、プログラム制御はセクションＥへ進んでブームアップ機能３３５を呼び出し、次にセクションＦへ進んで旋回機能３４０を呼び出す。
【００５４】
次に、プログラム制御は判断ブロック１０１０へ進み、ステッキシリンダ１４５を引っ込めてステッキ１１５をさらに本体からより外側に伸ばすべきかどうかを判断する。この判断は以下の３つの基準に基づいて行なわれる。
（１）旋回角がダンプ角の所定範囲内にあるか、および
（２）ブームシリンダ位置が設定値Ｏより大きいか、および
（３）ステッキシリンダ位置が設定値Ｐより大きいか、
ここで、設定値Ｏはダンプするためステッキシリンダが引っ込みを開始するブームシリンダ位置を表す。一般に、設定値Ｏの値は設定値Ｌで表されたブームシリンダ伸長量より小さい所定のブームシリンダ伸長量を表す。設定値Ｐはダンプのための最終ステッキシリンダ位置を表す。
【００５５】
もしこれらすべての条件が満たされれば、プログラム制御はジャーク（急に動かすこと）機能を表すブロック１０１５へ進む。例えば、もしオペレータが湿潤土壌を表す土壌状態設定を選択していれば、湿潤土壌をバケット１２０から放出するためにステッキ１１５をジャークさせることが望ましい。もしステッキシリンダの伸長量がステッキ１１５をジャークさせる望ましい範囲内にあると判れば、ブロック１０２０において、ステッキシリンダ１４５をジャークさせる。しかしステッキがジャークさせる望ましい範囲内になければ、ブロック１０２５において、ステッキシリンダを一定速度で所定の量だけ引っ込める。
【００５６】
次に、制御はブロック１０３０へ進み、バケットシリンダ１５０を引っ込めてバケット１２０を逆方向に屈曲（アンカール）させるべきかどうかを判断する。ブロック１０３０の判断は次の４つの基準によって決まる。
（１）旋回角がダンプ角の所定範囲内にあるか、
（２）ブームシリンダ位置が設定値Ｌより大きいか、
（３）ステッキシリンダ位置が設定値Ｑより大きいか、および
（４）バケットシリンダ位置が設定値Ｒより大きいか、
ここで、設定値Ｑはダンプのときバケット１２０が逆屈折を始めるべきステッキシリンダ位置を表す。一般に、設定値Ｑの値は設定値Ｐより大きな所定の値である。設定値Ｒはダンプのための最終バケットシリンダ位置である。
【００５７】
設定値ＰとＲの２つは図１２に示したそれぞれの曲線から決定される。図示のように、これらの設定値の実際の値は土壌状態設定に対応している。これにより、ダンプ操作が終了し、掘削が始まるとき、ステッキの展開とバケットの屈曲が最適位置に置かれる。例えば、軟らかい土壌状態の場合、掘削行程のときバケット１２０が容易に満たされるので、ステッキシリンダの伸長量を相対的に短くする必要がある。しかし、土壌がより固くなると、長い行程が望ましい。その理由は、土壌への進入が難しいためバケット１２０を満たすのにより長い行程が必要となるからである。
【００５８】
もしブロック１０３０のすべての条件が満たされれば、制御はブロック１０３５へ進み、バケットシリンダ１５０を引っ込める。もし満たされなければ、制御はブロック１０４０へ進み、荷重が完全にダンプされたかどうかを判断する。ブロック１０４０では、ブーム、ステッキ、およびバケットシリンダ位置と設定値Ｌ、Ｑ、およびＲをそれぞれ比較して、すくい込んだ荷重が完全にダンプされたかどうかを判断する。もしシリンダ位置が対応する設定値の所定範囲内であれば、荷重は完全にダンプされたと言える。すなわち、ブーム１１０が起こされ、ステッキ１１５が外側に広げられ、そしてバケット１２０が逆回転される。もし範囲内になければ、制御はブロック１００５へ戻って、ダンプ動作サイクルを完了させる。
【００５９】
しかし、もし荷重がダンプされたならば、制御はブロック１０４５へ進み、オペレータが自動回転を使用することを望んでいるかどうかを判断する。オペレータはオペレータインタフェース２６０を通じてそれを指示することができる。もし自動回転を望んでいれば、ブロック１０５０において、ＲＥＴＵＲＮ−ＴＯ−ＤＩＧ＝１に設定し、制御はブロック１００５へ戻る。もし望んでいなければ、ＲＥＴＵＲＮ−ＴＯ−ＤＩＧ＝０に設定し、プログラム制御はセクションＡのブームダウン機能３０５へ戻り、サイクルを続ける。
【００６０】
ブロック１０５０に戻って、もしＲＥＴＵＲＮ−ＴＯ−ＤＩＧ＝１であれば、すくい込んだ荷重はダンプされているので、フロントアタッチメント１００は掘削場所へ戻される。従って、制御はセクションＨへ進んで復帰機能３２３を実行する。次に図１１を参照して復帰機能３２３について詳しく説明する。
【００６１】
制御は、ブロック１１０５において、旋回角の計算を始める。次に制御はセクションＩへ進んで調整機能３３０（あとで説明する）を実行する。
【００６２】
次に、制御はブロック１１１０へ進んで旋回速度を計算する。例えば、旋回角を数値的に微分することによって、フロントアタッチメント１００の回転速度を計算することができる。次に、制御は、ブロック１１１５において、フロントアタッチメント１００の回転位置が掘削場所の所定の範囲内にあるか、かつフロントアタッチメント１００の回転速度が所定の値より小さいかを判断する。例えば、旋回角と掘削角とを比較し、かつ旋回速度と設定値Ｓ（比較的遅い回転速度を表す）とを比較する。もしフロントアタッチメント１００掘削場所の所定の範囲内にあり、かつ回転速度が比較的遅ければ、フロントアタッチメントはセクションＡのブームダウン機能３０５で始まる掘削を再開する。従って、ブロック１１２０において、ＲＥＴＵＲＮ−ＴＯ−ＤＩＧ＝０に設定する。
【００６３】
しかし、もしフロントアタッチメント１００掘削場所の所定の範囲内になければ、ブロック１１２５において、停止角を計算する。「停止角」は、電子油圧式駆動装置がフロントアタッチメントを掘削場所へ向けて回転させることを停止しなればならない角度である。停止角は旋回速度に対応しており、回転しているフロントアタッチメントの運動量を考慮に入れるため計算される。停止角を計算したあと、制御はブロック１１３０へ進み、旋回角と停止角とを比較する。もし旋回角が停止角より大きければ、ブロック１１３５において、電子油圧式駆動装置はフロントアタッチメントを掘削場所に向けて回転し続ける。しかし、もし旋回角が停止角より小さければ、ブロック１１４０において、電子油圧式駆動装置はフロントアタッチメントを逆方向に駆動して、その回転を迅速に停止させる。
【００６４】
ブロック１１４５において、ブームを地面に下げる。次に、ブロック１１４７において、旋回角と掘削場所とを比較する。もし旋回角が掘削場所の所定範囲内にあれば、制御はブロック１１５０へ進む。ブロック１１５０において、ステッキシリンダ位置と設定値Ｄとを比較し、ステッキ１１５が適当なリーチを有するかどうか判断する。もしステッキシリンダ位置が設定値Ｄより小さければ、ブロック１１５５において、ステッキシリンダ１４５を所定の量だけ引っ込めて、ステッキ１１５の外側リーチを増加させる。もし設定値Ｄより大きければ、ブロック１１６０において、ステッキシリンダ１４５の引っ込み動作を徐々に停止させる。
【００６５】
旋回機能と復帰機能の好ましい実施例では、フロントアタッチメント１００が溝の最上部を越えると直ちに、オペレータが掘削機械を操作する非常に似たやり方でフロントアタッチメントがダンプ位置に向けて旋回すなわち回転し始める必要がある。自動掘削装置は上述の旋回機能と復帰機能を自動化することができ、オペレータにフロントアタッチメントの自動旋回または手動旋回のどちらかを選択する自由を与える。
【００６６】
曲線１２〜１６と設定値Ａ〜Ｓの値は、掘削法に精通している車両動力学分野の専門家が日常的な経験によって決定することができる。ここに示したすべての値は例示に過ぎない。
【００６７】
【作用】
次に、地ならし作業車、詳細には掘削機、バックホウ、フロントショベルなど、掘削または積込み機能を実行する作業車に使用した場合について、本発明の自動掘削装置の作用を説明する。例えば、図１９に油圧式掘削機を示す。直線Ｘ，Ｙはそれぞれ水平方向と垂直方向の基準線である。
【００６８】
本発明の実施例では、掘削機械のオペレータは２本のフロントアタッチメント制御レバーと制御パネルすなわちオペレータインタフェース２６０を好きなように使用することができる。一方の制御レバーがブーム１１０とバケット１１５の運動を制御し、他方の制御レバーがステッキ１１５と旋回運動を制御することが好ましい。オペレータは、オペレータインタフェース２６０を通じて操作オプションの選択と機能仕様の入力を行なうことができる。
【００６９】
自動掘削操作の場合、オペレータは所望の掘削深さ、掘削場所、およびダンプ場所を入力するよう促される。掘削作業サイクルを示した図２０について説明する。この図解に関して、バケット１２０は地面に入ったところであると仮定する。最初に、予備掘削機能３０７が所定の掘削角（設定値Ｅ）に達するまでほぼ全速で屈曲（カール）するようにバケット１２０に命令する。バケットが屈曲すると、ブーム１１０が図１３に示した制御曲線の１つによって指示された速度で起こされる。同時に、ステッキ１１５が図１４に示した制御曲線の１つによって指示された速度で内側へ動くように命令される。制御曲線は、バケットシリンダ１５０とステッキシリンダ１４５に所定の大きさの力を発生させて地面への所望の量の進入を生じさせる指令信号の大きさを指示する。
【００７０】
バケット１２０が所定の掘削角まで屈曲すると直ちに、掘削行程機能３１０は図１５の制御曲線の１つに従って起きるようにブーム１１０に命令し、同時に図１６の制御曲線の１つに従って屈曲するようにバケット１２０に命令する。他方、ステッキ１１５はほぼ全速で地面からできるだけ多くの土壌をすくい込むように命令される。図１５および図１６の制御曲線は特定の土壌状態に対し有効なレベルにシリンダ圧力を維持する指令信号の大きさを指示する。
【００７１】
掘削が完了すると、例えば、バケットの回転が設定値Ｇに達すると、すくい込み機能３１５は、バケットの回転が設定値Ｋに達するまで、ステッキ１１５に速度を０に減らすように、ブーム１１０に起きるように、そしてバケット１２０に屈曲するように命令する。土壌すなわち荷重がすくい込まれると、ダンプ機能３２０が、所望のダンプ場所に達するまで、フロントアタッチメント１００にダンプ場所に向かって回転するように、ブーム１１０に起きるように、ステッキ１１５にリーチを伸ばすように、そしてバケット１２０に真っ直ぐになるように命令する。荷重がダンプされると、復帰機能３２３が、掘削場所に達するまで、フロントアタッチメント１００に掘削場所に向かって回転するように、ブーム１１０に下がるように、そしてステッキ１１５により大きくリーチを伸ばすように命令する。最後に、ブームダウン機能３０５が、バケット１２０が地面に接触するまで、ブーム１１０に地面に向かって下がるように命令する。
【００７２】
本発明のその他の特徴、目的、および利点は、添付図面、発明の詳細な説明、および特許請求の範囲を熟読すれば理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】掘削機械のフロントアタッチメントの略図である。
【図２】掘削機械の制御装置のハードウェアブロック図である。
【図３】本発明の実施例の第１レベルのフローチャートである。
【図４】ブームダウン機能の実施例の第２レベルのフローチャートである。
【図５】掘削行程機能の実施例の第２レベルのフローチャートである。
【図６】適応機能の実施例の第２レベルのフローチャートである。
【図７】すくい込み機能の実施例の第２レベルのフローチャートである。
【図８】ブームアップ機能の実施例の第２レベルのフローチャートである。
【図９】旋回機能の実施例の第２レベルのフローチャートである。
【図１０】ダンプ機能の実施例の第２レベルのフローチャートである。
【図１１】復帰機能の実施例の第２レベルのフローチャートである。
【図１２】種々の設定値の値を表す表である。
【図１３】予備掘削機能におけるブームシリンダ指令信号に関する制御曲線を表す表である。
【図１４】予備掘削機能におけるステッキシリンダ指令に関する制御曲線を表す表である。
【図１５】掘削行程機能におけるブームシリンダ指令信号に関する制御曲線を表す表である。
【図１６】掘削行程機能におけるバケットシリンダ指令信号に関する制御曲線を表す表である。
【図１７】適応機能に関する制御曲線を表す表である。
【図１８】横投下中の掘削機械の平面図である。
【図１９】掘削機械の側面図である。
【図２０】掘削作業サイクルの種々の段階におけるフロントアタッチメントの略図である。
【符号の説明】
１００フロントアタッチメント
１０５掘削機械本体
１１０ブーム
１１５ステッキ
１２０バケット
１３０湾曲部分
１４０ブームシリンダ
１４５ステッキシリンダ
１５０バケットシリンダ
１５５リンケージ
１８０フロントアタッチメント旋回点
２００電子油圧装置
２０５位置信号発生手段
２１０，２１５，２２０変位センサ
２２５圧力信号発生手段
２３０，２３５，２４０圧力センサ
２４３旋回角センサ
２４５信号調整器
２５０論理手段
２５３メモリ
２５５制御レバー
２６０オペレータインタフェース
２６５作動手段
２７０，２７５，２８０，２８５油圧制御弁

Claims

掘削機械のフロントアタッチメントがブーム、ステッキ、およびバケットから成り、前記ブーム、ステッキ、およびバケットのそれぞれが少なくとも対応する１個の加圧作動油が入った油圧シリンダによって制御自在に動かされ、掘削作業サイクルの初めから終わりまで前記フロントアタッチメントを自動的に制御する方法であって、
ブーム、ステッキ、およびバケットのそれぞれの位置に応じて、それぞれの位置信号を発生すること、
それぞれの位置信号を受け取り、ブーム、ステッキ、およびバケット位置信号のうち少なくとも１つを複数の位置設定値のうち所定の１つと比較すること、
ブーム、ステッキ、およびバケットシリンダ内の作動油の圧力に応じて、それぞれの圧力信号を発生すること、
それぞれの圧力信号を受け取り、ブーム、ステッキ、およびバケット圧力のうち少なくとも１つを複数の圧力設定値のうち所定の１つと比較すること、
掘削中の土壌の状態に対応して土壌状態設定を定めること、
前記圧力の比較および位置の比較に応じて、土壌状態設定に対応する大きさをもつ指令信号を発生すること、および
前記指令信号を受け取り、所定の油圧シリンダを制御自在に作動させて作業サイクルを実行すること、
の諸ステップから成ることを特徴とする方法。
各油圧シリンダに関する複数の指令信号の大きさを格納するステップを含んでおり、前記指令信号の大きさが少なくとも１つの土壌状態設定に対応する少なくとも１つの制御曲線で表されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記掘削作業サイクルが、
ブームを下げるためにブーム指令信号を発生すること、
バケットを所定の掘削角に位置決めするためにブーム指令信号、ステッキ指令信号、およびバケット指令信号を発生すること、
バケットを地面に沿って動かすためにブーム指令信号、ステッキ指令信号、およびバケット指令信号を発生すること、
バケットに土壌をすくい込むためにブーム指令信号、ステッキ指令信号、およびバケット指令信号を発生して、
バケットから所望のダンプ場所へ土壌をダンプするためにバケット指令信号、ステッキ指令信号、バケット指令信号、および旋回指令信号を発生すること、
フロントアタッチメントをダンプ場所から掘削場所へ戻すためにバケット指令信号、ステッキ指令信号、および旋回指令信号を発生すること、
の諸ステップによりフロントアタッチメントを制御することを特徴とする請求項２に記載の方法。
ブームシリンダに関する複数の指令信号の大きさを表し、かつそれぞれが所定の土壌状態設定に対応する複数の制御曲線を格納すること、
前記土壌状態設定に応じて所定の制御曲線を選択すること、および
バケットシリンダ圧力によって指示された大きさをもつ指令信号を発生すること、
の諸ステップを含んでいることを特徴とする請求項３に記載の方法。
ステッキシリンダに関する複数の指令信号の大きさを表し、土壌状態設定の全範囲を表す１つの制御曲線を格納すること、および
ステッキシリンダ圧力によって指示された大きさをもつ指令信号を発生すること、
の諸ステップを含んでいることを特徴とする請求項４に記載の方法。
ブームシリンダに関する複数の指令信号の大きさを表し、それぞれが所定の土壌状態設定に対応する複数の制御曲線を格納すること、
前記土壌状態設定に応じて所定の制御曲線を選択すること、および
ステッキシリンダ圧力によって指示された大きさをもつ指令信号を発生すること、
の諸ステップを含んでいることを特徴とする請求項５に記載の方法。
バケットシリンダに関する複数の指令信号の大きさを表し、それぞれが所定の土壌状態設定に対応する複数の制御曲線を格納すること、
前記自動状態設定に応じて所定の制御曲線を選択すること、および
バケットシリンダ圧力によって指示された大きさをもつ指令信号を発生すること、
の諸ステップを含んでいることを特徴とする請求項４に記載の方法。
圧力信号を受け取り、それに応じてブーム、ステッキ、およびバケットシリンダのそれぞれに作用する力に対応する力信号を計算すること、および
前記相関関係にある力信号のそれぞれを複数の力設定値のうち所定の１つと比較し、その比較に応じて指令信号を発生することを特徴とする請求項１に記載の方法。
土壌状態設定に応じて前記位置設定値を修正するステップを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の方法。
地面へのバケットの進入を判断すること、および
前記バケットの進入に応じて、前記位置設定値を修正すること、
の諸ステップを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の方法。