作业车辆的制作方法_4

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尖8a的速度。
[0209]推定速度确定部52算出与斗杆操作指令(压力MA)对应的斗杆推定速度Vc_am。另外,同样,推定速度确定部52算出与铲斗操作指令(压力MT)对应的铲斗推定速度Vc_bkt ο由此,能够算出与斗杆7及铲斗7的各操作指令对应的铲斗8的铲尖8a的推定速度。
[0210]储存部58存储推定速度确定部52、目标速度确定部54及工作装置控制部57进行运算处理所用的各种图表等数据。
[0211]距离获取部53从目标设计地形数据生成部28C获取目标设计地形U的数据。距离获取部53基于自铲斗位置数据生成部28B获取的表示铲斗8的铲尖8a的位置的铲斗位置数据S及目标设计地形U,来算出与目标设计地形U垂直的方向上的铲斗8的铲尖8a与目标设计地形U之间的距离d。
[0212]目标速度确定部54按照限制速度图表,以使铲斗8接近目标设计地形U的速度减小的方式来确定动臂6的目标速度Vc_bm_lmt。
[0213]具体而言,目标速度确定部54使用表示目标设计地形U与铲斗8之间的距离d和铲尖的限制速度的关系的限制速度图表,基于当前的距离d来算出铲尖的限制速度。并且,通过运算铲尖的限制速度与斗杆推定速度Vc_am及铲斗推定速度Vc_bkt的差量,由此来确定动臂6的目标速度Vc_bm_lmt。
[0214]需要说明的是,限制速度图表预先储存(存储)于储存部58。
[0215]工作装置控制部57按照动臂目标速度Vc_bm_lmt来生成向动臂油缸10的控制指令CBI,并将其向与动臂油缸10连接的控制阀27输出。
[0216]由此,对与动臂油缸10连接的控制阀27进行控制,来执行基于仿形控制(限制挖掘控制)的动臂6的介入控制。
[0217][铲斗8的铲尖8a与目标设计地形U之间的距离d的算出]
[0218]图7是说明实施方式中的获取铲斗8的铲尖8a与目标设计地形U之间的距离d的图。
[0219]如图7所示,距离获取部53基于铲尖8a的位置信息(铲斗位置数据S),来算出铲斗8的铲尖8a与目标设计地形U的表面之间的最短的距离d。
[0220]在本例中,基于铲斗8的铲尖8a与目标设计地形U的表面之间的最短的距离d,来执行仿形控制(限制挖掘控制)。
[0221][目标速度的算出方式]
[0222]图8是说明实施方式中的推定速度确定部52的运算处理的功能框图。
[0223]在图8中,推定速度确定部52算出与斗杆操作指令(压力MA)对应的斗杆推定速度Vc_am及与伊^斗操作指令(压力MT)对应的伊^斗推定速度Vc_bkt。如上所述,斗杆推定速度Vc_am是仅斗杆油缸11被驱动的情况下的铲斗8的铲尖8a的速度。铲斗推定速度Vc_bkt是仅铲斗油缸12被驱动的情况下的铲斗8的铲尖8a的速度。
[0224]推定速度确定部52具有滑柱行程运算部52A、缸速度运算部52B和推定速度运算部 52C。
[0225]滑柱行程运算部52A基于存储于储存部58的按照操作指令(压力)的滑柱行程图表,来算出液压缸60的滑柱80的滑柱行程量。需要说明的是,用于使滑柱80移动的先导油的压力也被称作PPC压力。
[0226]滑柱80的移动量通过由操作装置25或控制阀27控制的油路452的压力(先导液压)来调整。油路452的先导液压是用于使滑柱移动的油路452的先导油的压力,由操作装置25或控制阀27来调整。因而,滑柱的移动量与PPC压力相关。
[0227]缸速度运算部52B基于按照算出的滑柱行程量的缸速度图表,来算出液压缸60的缸速度。
[0228]液压缸60的缸速度基于从主液压泵经由方向控制阀64供给的每单位时间的工作油的供给量而被调整。方向控制阀64具有能够移动的滑柱80。基于滑柱80的移动量,来调整相对于液压缸60的每单位时间的工作油的供给量。因而,缸速度与滑柱的移动量(滑柱行程)相关。
[0229]推定速度运算部52C基于按照算出的液压缸60的缸速度的推定速度图表来算出推定速度。
[0230]工作装置2 (动臂6、斗杆7、铲斗8)按照液压缸60的缸速度而动作,因此缸速度与推定速度相关。
[0231]通过上述处理,推定速度确定部52算出与斗杆操作指令(压力MA)对应的斗杆推定速度Vc_am及与铲斗操作指令(压力MT)对应的铲斗推定速度Vc_bkt。需要说明的是,滑柱行程图表、缸速度图表、推定速度图表相对于动臂6、斗杆7、铲斗8分别设置,基于实验或模拟来求出,并预先储存于储存部58中。
[0232]由此,能够算出与各操作指令对应的铲斗8的铲尖8a的推定速度。
[0233][动臂目标速度的算出方式]
[0234]在算出动臂目标速度时,需要算出斗杆7及伊^斗8各自的推定速度Vc_am、Vc_bkt的与目标设计地形U的表面垂直的方向上的速度分量(垂直速度分量)Vcy_am、Vcy_bkt。因此,首先,对算出上述垂直速度分量Vcy_am、Vcy_bkt的方式进行说明。
[0235]图9 (A)?图9(C)是说明实施方式中的上述垂直速度分量Vcy_am、Vcy_bkt的算出方式的图。
[0236]如图9(A)所示,目标速度确定部54将斗杆推定速度Vc_am转换成与目标设计地形U的表面垂直的方向上的速度分量(垂直速度分量)Vcy_am和与目标设计地形U的表面平行的方向上的速度分量(水平速度分量)Vcx_am。
[0237]在这点上,目标速度确定部54根据从传感器控制器30获取的倾斜角及目标设计地形U等,来求出局部坐标系的垂直轴(回转体3的回转轴AX)相对于全局坐标系的垂直轴的倾斜度和目标设计地形U的表面的垂直方向相对于全局坐标系的垂直轴的倾斜度。目标速度确定部54根据上述的倾斜度求出表示局部坐标系的垂直轴与目标设计地形U的表面的垂直方向的倾斜度的角度β 1
[0238]关于铲斗推定速度Vc_bkt也同样。
[0239]并且,如图9(B)所示,目标速度确定部54根据局部坐标系的垂直轴与斗杆推定速度Vc_am的方向所成的角度β 2,利用三角函数将斗杆推定速度Vc_am转换成局部坐标系的垂直轴方向上的速度分量VLl_am和水平轴方向上的速度分量VL2_am。
[0240]并且,如图9(C)所示,目标速度确定部54根据局部坐标系的垂直轴与目标设计地形U的表面的垂直方向的倾斜度β 1,利用三角函数将局部坐标系的垂直轴方向上的速度分量VLl_am和水平轴方向上的速度分量VL2_am转换成相对于目标设计地形U的垂直速度分量Vcy_am及水平速度分量Vcx_am。同样,目标速度确定部54将伊^斗推定速度Vc_bkt转换成局部坐标系的垂直轴方向上的垂直速度分量Vcy_bkt及水平速度分量Vcx_bkt。
[0241]这样,算出上述垂直速度分量Vcy_am、Vcy_bkt。
[0242]而且,在算出动臂目标速度时,需要工作装置2整体的限制速度,因此,接下来对工作装置2整体的限制速度图表进行说明。
[0243]图10是说明实施方式中的仿形控制下的工作装置2整体的限制速度图表的一例的图。
[0244]如图10所示,在此,纵轴表示限制速度Vcy_lmt,横轴表示铲尖与设计地形之间的距离d。
[0245]在本例中,铲斗8的铲尖8a位于目标设计地形U的表面的外方(作业车辆100的工作装置2侧)的情况下的距离d为正的值,铲尖8a位于目标设计地形U的表面的内方(比目标设计地形U靠挖掘对象的内部侧)的情况下的距离d为负的值。铲尖8a位于目标设计地形U的表面的上方的情况下的距离d为正的值,铲尖8a位于目标设计地形U的表面的下方的情况下的距离d为负的值。
[0246]另外,铲尖8a位于不侵入目标设计地形U的位置的情况下的距离d为正的值,铲尖8a位于侵入目标设计地形U的位置的情况下的距离d为负的值。
[0247]另外,铲尖8a位于目标设计地形U上的情况(铲尖8a与目标设计地形U接触的情况)下的距离d为O。
[0248]在本例中,将铲尖8a从目标设计地形U的内方朝向外方的情况下的速度设为正的值,将铲尖8a从目标设计地形U的外方朝向内方的情况下的速度设为负的值。将铲尖8a朝向目标设计地形U的上方的情况下的速度设为正的值,将铲尖8a朝向目标设计地形U的下方的情况下的速度设为负的值。
[0249]在限制速度信息中,距离d为dl与d2之间的情况下的限制速度Vcy_lmt的倾斜度比距离d为dl以上或d2以下的情况下的倾斜度小。dl大于O。d2小于O。
[0250]为了在目标设计地形U的表面附近的操作中更为详细地设定限制速度,使距离d为dl与d2之间的情况下的倾斜度比距离d为dl以上或d2以下的情况下的倾斜度小。
[0251]在距离d为dl以上的情况下,限制速度Vcy_lmt为负的值,距离d越大,限制速度Vcy_lmt的绝对值越大。
[0252]在距离d为dl以上的情况下,在目标设计地形U的上方,铲尖8a越远离目标设计地形U的表面,朝向目标设计地形U的下方的速度越大,限制速度Vcy_lmt的绝对值越大。
[0253]在距离d为O以下的情况下,限制速度Vcy_lmt为正的值,距离d越小,限制速度Vcy_lmt的绝对值越大。
[0254]在铲斗8的铲尖8a与目标设计地形U相距的距离d为O以下的情况下,在目标设计地形U的下方,铲尖8a越远离目标设计地形U,朝向目标设计地形U的上方的速度越大,限制速度Vcy_lmt的绝对值越大。
[0255]在距离d为规定值dthl时,限制速度Vcy_lmt成为Vmin。规定值dthl为正的值,大于dl。
[0256]在距离d为规定值dthl以上时,不进行工作装置2的动作的介入控制。因而,在铲尖8a在目标设计地形U的上方与目标设计地形U分离较远的情况下,不进行工作装置2的动作的介入控制。
[0257]在距离d小于规定值dthl的情况下,进行工作装置2的动作的介入控制。具体而言,在距离d小于规定值dthl的情况下,进行动臂6的动作的介入控制。
[0258]接着,对使用如上所述求出的上述垂直速度分量Vcy_bm、Vcy_am、Vcy_bkt和工作装置2整体的限制速度图表算出动臂目标速度Vc_bm_lmt的方式进行说明。
[0259]图11⑷?图11⑶是说明实施方式中的算出动臂目标速度Vc_bm_lmt的方式的图。
[0260]如图11 (A)所示,目标速度确定部54按照上述限制速度图表来算出工作装置2整体的限制速度Vcy_lmt。工作装置2整体的限制速度Vcy_lmt为在铲斗8的铲尖8a接近目标设计地形U的方向上能够允许的铲尖8a的移动速度。
[0261]在图1l(B)中示出斗杆推定速度Vc_am的垂直速度分量Vcy_am和伊^斗推定速度Vc_bkt的垂直速度分量Vcy_bkt。
[0262]如图9中说明的那样,目标速度确定部54能够基于斗杆推定速度Vc_am、伊^斗推定速度Vc_bkt,来算出斗杆推定速度Vc_am的垂直速度分量Vcy_am和|产斗推定速度Vc_bkt的垂直速度分量Vcy_bkt。
[0263]在图1l(C)中示出了算出动臂6的限制垂直速度分量Vcy_am_lmt的情况。具体而言,通过从工作装置2整体的限制速度Vcy_lmt中减去斗杆推定速度Vc_am的垂直速度分量Vcy_am和铲斗推定速度Vc_bkt的垂直速度分量Vcy_bkt,由此算出动臂6的限制垂直速度分量Vcy_bm_lmt。
[0264]在图11⑶中示出了基于动臂6的限制垂直速度分量Vcy_bm_lmt来算出动臂目标速度Vc_bm_lmt的情况。
[0265]在工作装置2整体的限制速度Vcy_lmt小于斗杆推定速度的垂直速度分量Vcy_am与铲斗推定速度的垂直速度分量Vcy_bkt之和的情况下,动臂6的限制垂直速度分量Vcy_
成为动臂上升的正的值。
[0266]由于动臂目标速度Vc_bm_lmt成为正的值,因此,即使操作装置25被向使动臂6下降的方向操作,工作装置控制器26也进行介入控制,使动臂6上升。因此,能够迅速地抑制目标设计地形U的侵入的扩大。
[0267]在工作装置2整体的限制速度Vcy_lmt大于斗杆推定速度的垂直速度分量Vcy_am与铲斗推定速度的垂直速度分量Vcy_bkt之和的情况下,动臂6的限制垂直速度分量Vcy_bm_lmt成为动臂下降的负的值。
[0268]由于动臂目标速度Vc_bm_lmt成为负的值,因此动臂6下降。
[0269][控制指令CBI的生成]
[0270]图12是表示实施方式中的工作装置控制部57的结构的功能框图。
[0271]如图12所示,工作装置控制部57具有缸速度算出部262A、EPC运算部262B和EPC指令部262C。
[0272]工作装置控制部57在进行介入控制的情况下向控制阀27输出控制指令CBI,以使得动臂6被以动臂目标速度Vc_bm_lmt驱动。
[0273]缸速度算出部262A算出按照动臂目标速度Vc_bm_lmt的液压缸60的缸速度。具体而言,基于预先存储于储存部58的表示仅由动臂6的动作产生的铲斗8的铲尖8a的速度与液压缸60的速度的关系的推定速度图表,来算出按照动臂目标速度Vc_bm_lmt的液压缸60的缸速度。
[0274]EPC运算部262B基于算出的缸速度,来对EPC电流值进行运算处理。具体而言,基于预先存储于储存部58的相关数据来进行运算处理。
[0275]EPC指令部262C将由EPC运算部262B算出的EPC电流值向控制阀27输出。
[0276]储存部58储存表示液压缸60的缸速度与滑柱80的移动量的关系的相关数据、表示滑柱80的移动量与由控制阀27控制的PPC压力的关系的相关数据、表示PPC压力与从EPC运算部262B输出的控制信号(EPC电流)的关系的相关数据。需要说明的是,缸速度图表、相关数据基于实验或模拟来求出,并预先储存于储存部58。
[0277]如上所述,液压缸60的缸速度基于从主液压泵经由方向控制阀64供给的每单位时间的工作油的供给量而被调整。方向控制阀64具有能够移动的滑柱80。基于滑柱80的移动量,来调整相对于液压缸60的每单位时间的工作油的供给量。因而,缸速度与滑柱的移
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