挖土機的控制方法及控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種挖土機的控制方法及控制裝置。本發(fā)明的實施例所涉及的挖土機的控制方法，通過向前后方向操作操縱桿(26B)，維持鏟斗(6)的高度的同時執(zhí)行鏟斗(6)的X方向移動控制(平面位置控制)，或者通過向前后方向操作操縱桿(26A)，維持鏟斗(6)的平面位置的同時執(zhí)行鏟斗(6)的Z方向移動控制即高度控制。
【專利說明】 挖土機的控制方法及控制裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種挖土機的控制方法及控制裝置，更詳細而言，涉及一種進行地面平整作業(yè)、斜坡整形作業(yè)等時的挖土機的控制方法及控制裝置。

【背景技術】
[0002]以往，已知有可輕松進行地面平整作業(yè)的液壓挖土機的挖掘軌跡控制裝置(例如，參考專利文獻I)。
[0003]該挖掘軌跡控制裝置中，設定沿液壓挖土機的前置附屬裝置的延伸方向水平延伸的作業(yè)允許區(qū)域，當斗桿前端銷的軸心位置位于作業(yè)允許區(qū)域內(nèi)時，允許斗桿及動臂的動作。另一方面，該挖掘軌跡控制裝置中，在作業(yè)允許區(qū)域周圍設定作業(yè)抑制區(qū)域，當斗桿前端銷的軸心位置侵入作業(yè)抑制區(qū)域內(nèi)時，禁止拉起斗桿、提升動臂及下降動臂中的任何動作。
[0004]由此，該挖掘軌跡控制裝置使操作者可輕松進行沿著前置附屬裝置的延伸方向的直線式作業(yè)或地面平整作業(yè)。
[0005]現(xiàn)有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開平8-277543號公報發(fā)明概要
[0008]發(fā)明要解決的技術課題
[0009]然而，在搭載專利文獻I中記載的挖掘軌跡控制裝置的液壓挖土機中，操作者在移動斗桿及動臂時使用與各自相對應的單個操作桿。因此，操作者在直線式作業(yè)或地面平整作業(yè)中移動鏟斗時需同時操作2個操作桿。因此，對于液壓挖土機的操作不熟練的操作者而言，直線式作業(yè)或地面平整作業(yè)依然是較困難的作業(yè)，并不能說對于這種操作者的支援是充分的。
[0010]本發(fā)明是鑒于上述課題而完成的，其目的在于提供一種使得能夠更輕松地操作前置附屬裝置的挖土機的控制方法及控制裝置。
[0011]用于解決技術課題的手段
[0012]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實施例所涉及的挖土機的控制方法中，通過一個操縱桿的操作，維持端部附屬裝置的高度的同時執(zhí)行該端部附屬裝置的平面位置控制，或者維持所述端部附屬裝置的平面位置的同時執(zhí)行所述端部附屬裝置的高度控制。
[0013]并且，本發(fā)明的實施例所涉及的挖土機的控制裝置中，通過一個操縱桿的操作，維持端部附屬裝置的高度的同時執(zhí)行該端部附屬裝置的平面位置控制，或者維持所述端部附屬裝置的平面位置的同時執(zhí)行所述端部附屬裝置的高度控制。
[0014]發(fā)明效果
[0015]根據(jù)上述方法，本發(fā)明能夠提供一種使得能夠更輕松地操作前置附屬裝置的挖土機的控制方法及控制裝置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是表示執(zhí)行本發(fā)明的實施例所涉及控制方法的液壓挖土機的側(cè)視圖。
[0017]圖2是表示液壓式挖土機的驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例的框圖。
[0018]圖3是本發(fā)明的實施例所涉及的控制方法中使用的三維直角坐標系的說明圖。
[0019]圖4是對XZ平面中的前置附屬裝置的動作進行說明的圖。
[0020]圖5是駕駛室內(nèi)的駕駛席的俯視立體圖。
[0021]圖6是表示自動平整模式中進行了操縱桿操作時的處理流程的流程圖。
[0022]圖7是表示X方向移動控制的流程的框圖(之一)。
[0023]圖8是表示X方向移動控制的流程的框圖(之二)。
[0024]圖9是表示Z方向移動控制的流程的框圖(之一)。
[0025]圖10是表示Z方向移動控制的流程的框圖(之二)。
[0026]圖11是表示執(zhí)行本發(fā)明的實施例所涉及的控制方法的混合式挖土機的驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例的框圖。
[0027]圖12是表示混合式挖土機的蓄電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例的框圖。
[0028]圖13是表示執(zhí)行本發(fā)明的實施例所涉及的控制方法的混合式挖土機的驅(qū)動系統(tǒng)的其他結(jié)構(gòu)例的框圖。
[0029]圖14是斜坡整形模式中使用的坐標系的說明圖(之一)。
[0030]圖15是斜坡整形模式中使用的坐標系的說明圖(之二)。
[0031]圖16是對斜坡整形模式中的前置附屬裝置的動作進行說明的圖。

【具體實施方式】
[0032]圖1是表示執(zhí)行本發(fā)明的實施例所涉及的控制方法的液壓式挖土機的側(cè)視圖。
[0033]在液壓式挖土機的下部行走體I上經(jīng)由回轉(zhuǎn)機構(gòu)2搭載有上部回轉(zhuǎn)體3。上部回轉(zhuǎn)體3上安裝有作為操作體的動臂4。在動臂4的前端安裝有作為操作體的斗桿5，在斗桿5的前端安裝有作為操作體的端部附屬裝置即鏟斗6。動臂4、斗桿5及鏟斗6構(gòu)成前置附屬裝置，分別由動臂缸7、斗桿缸8及鏟斗缸9液壓驅(qū)動。上部回轉(zhuǎn)體3上設置駕駛室10，且搭載有引擎等動力源。
[0034]圖2是表示圖1的液壓式挖土機的驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例的框圖。圖2中，分別以雙重線表示機械動力系統(tǒng)，以粗實線表示高壓液壓管路，以虛線表示先導管路，以細實線表示電力驅(qū)動/控制系統(tǒng)。
[0035]在作為機械式驅(qū)動部的引擎11的輸出軸上，作為液壓泵連接有主泵14及先導泵
15。主泵14上經(jīng)由高壓液壓管路16連接有控制閥17。并且，主泵14為通過調(diào)節(jié)器14A控制泵的每一次旋轉(zhuǎn)的吐出流量的可變?nèi)萘啃鸵簤罕谩?br> [0036]控制閥17為進行液壓式挖土機中的液壓系統(tǒng)的控制的液壓控制裝置。下部行走體I用液壓馬達IA(右用)及IB(左用)、動臂缸7、斗桿缸8及鏟斗缸9經(jīng)由高壓液壓管路連接于控制閥17。并且，先導泵15上經(jīng)由先導管路25連接有操作裝置26。
[0037]操作裝置26包括操縱桿26A、操縱桿26B及踏板26C。操縱桿26A、操縱桿26B及踏板26C經(jīng)由液壓管路27及28分別連接于控制閥17及壓力傳感器29。壓力傳感器29連接于進行電力系統(tǒng)的驅(qū)動控制的控制器30。
[0038]另外，本實施例中用于檢測各操作體的姿勢的姿勢傳感器安裝于各操作體。具體而言，用于檢測動臂4的傾斜角度的動臂角度傳感器4S安裝于動臂4的支承軸上。并且，用于檢測斗桿5的開閉角度的斗桿角度傳感器5S安裝于斗桿5的支承軸上，用于檢測鏟斗6的開閉角度的鏟斗角度傳感器6S安裝于鏟斗6的支承軸上。動臂角度傳感器4S將檢測出的動臂角度提供至控制器30。并且，斗桿角度傳感器5S將檢測出的斗桿角度提供至控制器30，鏟斗角度傳感器6S將檢測出的鏟斗角度提供至控制器30。
[0039]控制器30為作為進行液壓式挖土機的驅(qū)動控制的主控制部的挖土機控制裝置。控制器30由包含CPU (Central Processing Unit)及內(nèi)部存儲器的運算處理裝置構(gòu)成,是通過CPU執(zhí)行存儲于內(nèi)部存儲器的驅(qū)動控制用程序來實現(xiàn)的裝置。
[0040]接著，參考圖3對本發(fā)明的實施例所涉及的控制方法中使用的三維直角坐標系進行說明。另外，圖3的F3A為液壓式挖土機的側(cè)視圖，圖3的F3B為液壓式挖土機的俯視圖。
[0041]如F3A及F3B所示，三維直角坐標系的Z軸相當于液壓式挖土機的回轉(zhuǎn)軸PC，三維直角坐標系的原點O相當于回轉(zhuǎn)軸PC與液壓式挖土機的設置面的交點。
[0042]并且，與Z軸正交的X軸沿前置附屬裝置的延伸方向延伸，同樣與Z軸正交的Y軸沿與前置附屬裝置的延伸方向垂直的方向延伸。即，X軸及Y軸與液壓式挖土機的回轉(zhuǎn)一同繞Z軸旋轉(zhuǎn)。另外，液壓式挖土機的回轉(zhuǎn)角度Θ在如F3B所示的俯視觀察時相對于X軸將逆時針反向作為正向。
[0043]并且,如F3A所示,動臂4相對于上部回轉(zhuǎn)體3的安裝位置以作為動臂旋轉(zhuǎn)軸的動臂銷的位置即動臂銷位置Pl表示。同樣地，斗桿5相對于動臂4的安裝位置以作為斗桿旋轉(zhuǎn)軸的斗桿銷的位置即斗桿銷位置P2表示。并且，鏟斗6相對于斗桿5的安裝位置以作為鏟斗旋轉(zhuǎn)軸的鏟斗銷的位置即鏟斗銷位置P3表示。而且，鏟斗6的前端位置以鏟斗前端位置P4表示。
[0044]并且，連結(jié)動臂銷位置Pl與斗桿銷位置P2的線段SGl的長度作為動臂長度以規(guī)定值L1表示，連結(jié)斗桿銷位置P2與鏟斗銷位置P3的線段SG2的長度作為斗桿長度以規(guī)定值L2表示，連結(jié)鏟斗銷位置P3與鏟斗前端位置P4的線段SG3的長度作為鏟斗長度以規(guī)定值L3表不。
[0045]并且，形成于線段SGl與水平面之間的角度以地面角β !表示，形成于線段SG2與水平面之間的角度以地面角β2表示，形成于線段SG3與水平面之間的角度以地面角03表示。另外，以下，還將地面角βρ β2、@3分別稱為動臂旋轉(zhuǎn)角度、斗桿旋轉(zhuǎn)角度、鏟斗旋轉(zhuǎn)角度。
[0046]其中，若將動臂銷位置Pl的三維坐標設為(X、Y、Ζ) = (Hox,O, Hoz)，將鏟斗前端位置Ρ4的三維坐標設為(Χ、Υ、Ζ) = (乂6、￥6、26)，則父6、26分別以公式⑴及公式⑵表示。另外，Xe及Ye表示端部附屬裝置的平面位置，Ze表示端部附屬裝置的高度。
[0047]Xe = Hqx+L^os β !+L2Cos β 2+L3cos β 3......(I)
[0048]Ze = H0JL1Sin β JL2Sin β 2+L3sin β 3......(2)
[0049]另外，Ye成為O。這是因為纟產(chǎn)斗前端位置Ρ4存在于XZ平面上。
[0050]并且，由于動臂銷位置Pl的坐標值為固定值，因此只要確定地面角β3，則可單值確定鏟斗前端位置P4的坐標值。同樣地，只要確定地面角P1，則可單值確定斗桿銷位置P2的坐標值，只要確定地面角^及β2，則可單值確定鏟斗銷位置P3的坐標的值。[0051 ] 接著，參考圖4對動臂角度傳感器4S、斗桿角度傳感器5S及鏟斗角度傳感器6S各自的輸出與動臂旋轉(zhuǎn)角度P1、斗桿旋轉(zhuǎn)角度@2及鏟斗旋轉(zhuǎn)角度@3之間的關系進行說明。另外，圖4是對XZ平面中的前置附屬裝置的動作進行說明的圖。
[0052]如圖4所示，動臂角度傳感器4S設置于動臂銷位置Pl，斗桿角度傳感器5S設置于斗桿銷位置Ρ2，鏟斗角度傳感器6S設置于鏟斗銷位置Ρ3。
[0053]并且，動臂角度傳感器4S檢測并輸出形成于線段SGl與垂直線之間的角度Ci1。斗桿角度傳感器5S檢測并輸出形成于線段SGl的延長線與線段SG2之間的角度α2。鏟斗角度傳感器6S檢測并輸出形成于線段SG2的延長線與線段SG3之間的角度α 3。另外，圖4中，角度α:相對于線段SGl將逆時針方向作為正向。同樣地,角度相對于線段SG2將逆時針方向作為正向，角度α3相對于線段SG3將逆時針方向作為正向。并且，圖4中，動臂旋轉(zhuǎn)角度P1、斗桿旋轉(zhuǎn)角度β2、鏟斗旋轉(zhuǎn)角度@3相對于與X軸平行線將逆時針方向作為正向。
[0054]從以上的關系，動臂旋轉(zhuǎn)角度P1、斗桿旋轉(zhuǎn)角度β2、鏟斗旋轉(zhuǎn)角度@3利用角度Q1, α2> α3分別以公式(3)、公式⑷、公式(5)表示。
[0055]β ! = 90-α !......(3)
[0056]β 2 = β「α 2 = 90- α「α 2......(4)
[0057]β 3 = β 2— α 3 = 90— α「α 2_ Ct 3......(5)
[0058]另外，如上述，為動臂4、斗桿5、鏟斗6相對于水平面的傾斜來表示。
[0059]由此，若使用公式(I)?公式(5)，只要確定角度αι、α2、α3，則可單值確定動臂旋轉(zhuǎn)角度P1、斗桿旋轉(zhuǎn)角度β2、鏟斗旋轉(zhuǎn)角度β3，且可單值確定鏟斗前端位置Ρ4的坐標值。同樣地，只要確定角度Ci1，則可單值確定動臂旋轉(zhuǎn)角度P1及斗桿銷位置Ρ2的坐標值，只要確定角度α” Ci2，則可單值確定斗桿旋轉(zhuǎn)角度β2及鏟斗銷位置Ρ3的坐標值。
[0060]另外，動臂角度傳感器4S、斗桿角度傳感器5S、鏟斗角度傳感器6S可直接檢測動臂旋轉(zhuǎn)角度P1、斗桿旋轉(zhuǎn)角度β2、鏟斗旋轉(zhuǎn)角度β3。此時，能夠省略公式(3)?公式(5)的運算。
[0061]接著，參考圖5對本發(fā)明的實施例所涉及的挖土機的控制方法中使用的操作裝置26進行說明。另外，圖5是駕駛室10內(nèi)的駕駛席的俯視立體圖，表示在駕駛席的左側(cè)前方配置有操縱桿26Α并在駕駛席的右側(cè)前方配置有操縱桿26Β的狀態(tài)。并且，圖5的F5A表示通常模式時的操縱桿設定，圖5的F5B表示自動平整模式時的操縱桿設定。
[0062]具體而言，F(xiàn)5A的通常模式中，若向前方傾倒操縱桿26Α則斗桿5打開,若向后方傾倒操縱桿26Α則斗桿5關閉。并且，若向左側(cè)傾倒操縱桿26Α則上部回轉(zhuǎn)體3在俯視觀察時向逆時針方向左回轉(zhuǎn)，若向右側(cè)傾倒操縱桿26Α則上部回轉(zhuǎn)體3在俯視觀察時向順時針方向右回轉(zhuǎn)。并且，若向前方傾倒操縱桿26Β則動臂4下降，若向后方傾倒操縱桿26Β則動臂4上升。并且，若向左側(cè)傾倒操縱桿26Β則鏟斗6關閉，若向右側(cè)傾倒操縱桿26Β則鏟斗6打開。
[0063]另一方面，F(xiàn)5B的自動平整模式中，若向前方傾倒操縱桿26Α，則動臂4及斗桿5中的至少一個進行動作，以便使鏟斗前端位置Ρ4的X坐標及Y坐標的值不變的同時使Z坐標的值減少。另外，也可以是鏟斗6移動。并且，若向后方傾倒操縱桿26A，則動臂4及鏟斗5中的至少一個移動，以便使鏟斗前端位置P4的X坐標及Y坐標的值不變的同時使Z坐標的值增大。另外，也可以是鏟斗6移動。以下，將操縱桿26A向前后方向的操作，即將根據(jù)作為端部附屬裝置的鏟斗6的Z方向操作而執(zhí)行的控制作為“Z方向移動控制”或“高度控制”。另外，操縱桿26A向左右方向的操作與通常模式時相同。
[0064]并且，在F5B的自動平整模式中，若向前方傾倒操縱桿26B，則動臂4及斗桿5中的至少一個進行動作，以便使鏟斗前端位置P4的Y坐標及Z坐標的值不變的同時使X坐標的值增大。另外，也可以是鏟斗6移動。并且，若向后方傾倒操縱桿26B，則動臂4及斗桿5中的至少一個進行動作，以便使鏟斗前端位置P4的Y坐標及Z坐標的值不變的同時使X坐標的值減少。另外，也可以是鏟斗6移動。以下，將操縱桿26B向前后方向的操作，即將根據(jù)作為端部附屬裝置的鏟斗6的X方向操作執(zhí)行的控制作為“X方向移動控制”或“平面位置控制”。
[0065]并且，在F5B的自動平整模式中，若向左側(cè)傾倒操縱桿26B，則鏟斗旋轉(zhuǎn)角度β 3增大，若向右側(cè)傾倒操縱桿26Β，則鏟斗旋轉(zhuǎn)角度β 3減少。即，若向左側(cè)傾倒操縱桿26Β，則鏟斗6關閉，若向右側(cè)傾倒操縱桿26Β，則鏟斗6打開。如此，通過操縱桿26Β向左右方向的操作而帶來的鏟斗6的動作與通常模式時相同。然而，不同點在于，在通常模式中通過向鏟斗缸9供給與操縱桿操作量對應的流量的工作油來移動鏟斗6，而在自動平整模式中通過確定與操縱桿操作量對應的鏟斗旋轉(zhuǎn)角度β3的目標值來移動鏟斗6。另外，自動平整模式中的控制的詳細內(nèi)容將進行后述。
[0066]如6是表示自動平整模式中進行操縱桿操作時的處理流程的流程圖。
[0067]首先，控制器30判斷在設置于駕駛室10內(nèi)的駕駛席附近的模式切換開關中是否已選擇自動平整模式(步驟Si)。
[0068]判斷為已選擇自動平整模式時(步驟SI的是)，控制器30檢測操縱桿操作量(步驟 S2)。
[0069]具體而言，控制器30例如根據(jù)壓力傳感器29的輸出檢測操縱桿26Α、26Β的操作量。
[0070]之后，控制器30判斷是否已進行X方向操作(步驟S3)。具體而言，控制器30判斷是否已進行操縱桿26Β向前后方向的操作。
[0071]當判斷為已進行X方向操作時(步驟S3的是)，控制器30執(zhí)行X方向移動控制(平面位置控制)(步驟S4)。
[0072]判斷為未進行X方向操作時(步驟S3的否)，控制器30判斷是否已進行Z方向操作(步驟S5)。具體而言，控制器30判斷是否已進行操縱桿26Α向前后方向的操作。
[0073]判斷為已進行Z方向操作時(步驟S5的是)，控制器30執(zhí)行Z方向移動控制(高度控制)(步驟S6)。
[0074]判斷為未進行Z方向操作時(步驟S5的否)，控制器30判斷是否已進行Θ方向操作(步驟S7)。具體而言，控制器30判斷是否已進行操縱桿26Α向左右方向的操作。
[0075]判斷為已進行Θ方向操作時(步驟S7的是)，控制器30執(zhí)行回轉(zhuǎn)動作(步驟S8)。
[0076]判斷為未進行Θ方向操作時(步驟S7的否)，控制器30判斷是否已進行β 3方向操作(步驟S9)。具體而言，控制器30判斷是否已進行操縱桿26B向左右方向的操作。
[0077]判斷為已進行β 3方向操作時(步驟S9的是)，控制器30執(zhí)行鏟斗開閉動作(步驟 S10)。
[0078]另外，圖6所示的控制流程為執(zhí)行X方向操作、Z方向操作、Θ方向操作及β 3方向操作中的一個的單獨操作的情況，但也可同樣適用于同時執(zhí)行4個操作中的多個操作的復合操作的情況。例如，可同時執(zhí)行X方向移動控制、Z方向移動控制、回轉(zhuǎn)動作及鏟斗開閉動作中的多個控制。
[0079]接著，參考圖7及圖8，對X方向移動控制(平面位置控制)的詳細內(nèi)容進行說明。另外，圖7及圖8是表示X方向移動控制的流程的框圖。
[0080]若以操縱桿26Β進行X方向操作，則如圖7所示，控制器30根據(jù)操縱桿26Β的X方向操作，對鏟斗前端位置Ρ4的X軸方向上的位移進行開放式控制。具體而言，控制器30例如生成指令值Xer作為鏟斗前端位置Ρ4的移動后的X坐標的值。更具體而言，控制器30利用X方向指令值生成部CX生成與操縱桿26Β的操縱桿操作量Lx相應的X方向指令值Xer。X方向指令值生成部CX例如使用預先登記的圖表等，從操縱桿操作量Lx導出X方向指令值Xer。并且，X方向指令值生成部CX例如以如下方式生成值Xer，即操縱桿26B的操作量越大，鏟斗前端位置P4的移動前的X坐標的值Xe與移動后的X坐標的值Xer之差AXe變得越大。另外，控制器30還可以以如下方式生成值Xer，即與操縱桿26B的操作量無關地使AXe成為恒定。并且，鏟斗前端位置P4的Y坐標及Z坐標的值在移動前后不變。
[0081]之后，控制器30根據(jù)所生成的指令值Xer生成動臂旋轉(zhuǎn)角度β 1、斗桿旋轉(zhuǎn)角度β 2及伊斗旋轉(zhuǎn)角度β 3各自的指令值β ιΓ> β 2r> β 3r。
[0082]具體而言，控制器30利用上述公式⑴及公式(2)生成指令值β ιΓ, β 2r、β 3r。如公式(I)及公式(2)所示,纟產(chǎn)斗前端位置P4的X坐標及Z坐標的值Xe、Ze為動臂旋轉(zhuǎn)角度、斗桿旋轉(zhuǎn)角度@2及鏟斗旋轉(zhuǎn)角度@3的函數(shù)。并且，對鏟斗前端位置P4的移動后的Z坐標的值Zer直接使用當前值。因此，若將鏟斗旋轉(zhuǎn)角度@3的指令值β3Γ直接設為當前值，則對公式(I)的Xe代入所生成的指令值Xerjf β3直接代入當前值。并且，對公式(2)的Ze直接代入當前值，對β3也直接代入當前值。其結(jié)果，通過解包含2個未知數(shù)
β2的公式(I)及公式(2)的聯(lián)立方程式，導出動臂旋轉(zhuǎn)角度^及斗桿旋轉(zhuǎn)角度β2的值。控制器30將這些導出的值作為指令值βιΓ、β2Γ。
[0083]之后，如圖8所示，控制器30以動臂旋轉(zhuǎn)角度P1、斗桿旋轉(zhuǎn)角度β2及鏟斗旋轉(zhuǎn)角度β 3各自的值成為所生成的指令值β f、β 2r、β 3r的方式使動臂4、斗桿5及鏟斗6工作。另外，控制器30可利用公式(3)?公式(5)導出與指令值對應的指令值011.、a2r、a3r。并且，控制器30可以以動臂角度傳感器4S、斗桿角度傳感器5S、鏟斗角度傳感器6S的輸出即角度a 1、α 2、α 3成為所導出的指令值α ιΓ、a 2r、a 3r的方式使動臂4、斗桿5及鏟斗6工作。
[0084]具體而言，控制器30生成和動臂旋轉(zhuǎn)角度β !的當前值與指令值β f之差Λ β i對應的動臂缸先導壓指令。并且，對動臂電磁比例閥輸出與動臂缸先導壓指令對應的控制電流。動臂電磁比例閥在自動平整模式中，對動臂控制閥輸出與和動臂缸先導壓指令對應的控制電流相應的先導壓。另外，動臂電磁比例閥在通常模式中，對動臂控制閥輸出與操縱桿26B向前后方向的操作量相應的先導壓。
[0085]之后，接收了來自動臂電磁比例閥的先導壓的動臂控制閥以與先導壓對應的流動方向及流量向動臂缸7供給由主泵14吐出的工作油。動臂缸7通過經(jīng)由動臂控制閥供給的工作油伸縮。動臂角度傳感器4S檢測通過伸縮的動臂缸7動作的動臂4的角度alt)
[0086]之后，控制器30將動臂角度傳感器4S檢測出的角度Ci1代入到公式(3)來計算動臂旋轉(zhuǎn)角度并且，反饋計算出的值作為生成動臂缸先導壓指令時使用的動臂旋轉(zhuǎn)角度P1的當前值。
[0087]另外，上述說明與基于指令值β ιΓ的動臂4的動作有關，但是能夠同樣適用于基于指令值β2Γ的斗桿5的動作及基于指令值β3ι.的鏟斗6的動作。因此，對基于指令值β2Γ的斗桿5的動作及基于指令值β3Γ的鏟斗6的動作的流程，省略其說明。
[0088]并且，如圖7所示，控制器30使用泵吐出量導出部CP1、CP2、CP3從指令值β #、β 2r、β 3r導出泵吐出量。本實施例中，泵吐出量導出部CP1、CP2、CP3利用預先登記的圖表等，從指令值βρ、β2Γ, β3ι.導出泵吐出量。對由泵吐出量導出部CP1、CP2、CP3導出的泵吐出量進行總計，并作為總計泵吐出量輸入至泵流量運算部。泵流量運算部根據(jù)所輸入的總計泵吐出量控制主泵14的吐出量。本實施例中，泵流量運算部通過根據(jù)總計泵吐出量變更主泵14的斜板偏轉(zhuǎn)角來控制主泵14的吐出量。
[0089]其結(jié)果，控制部30能夠通過執(zhí)行動臂控制閥、斗桿控制閥、鏟斗控制閥的開口控制及主泵14的吐出量的控制，對動臂缸7、斗桿缸8及鏟斗缸9分配適當量的工作油。
[0090]如此,控制器30將指令值Xer的生成、指令值及β3Γ的生成、主泵14的吐出量的控制以及基于角度傳感器4S、5S、6S的輸出的操作體4、5、6的反饋控制作為I個控制循環(huán)，并通過反復該控制循環(huán)來進行鏟斗前端位置P4的X方向移動控制。
[0091]并且，上述說明中，作為鏟斗旋轉(zhuǎn)角度β3的指令值β3ι.，直接使用鏟斗旋轉(zhuǎn)角度β3的當前值。然而，可將根據(jù)斗桿旋轉(zhuǎn)角度β2的值單值確定的值，例如在斗桿旋轉(zhuǎn)角度β 2的值加上固定值的值用作鏟斗旋轉(zhuǎn)角度β 3的指令值β 3r。
[0092]并且，X方向移動控制中，使鏟斗前端位置P4的Y坐標及Z坐標固定的同時對鏟斗前端位置P4的X坐標的位移進行開放式控制。然而，也可使鏟斗銷位置P3的Y坐標及Z坐標固定的同時對鏟斗銷位置P3的X坐標的位移進行開放式控制。此時，省略指令值i33r的生成及鏟斗6的控制。
[0093]接著，參考圖9及圖10，對Z方向移動控制(高度控制)的詳細內(nèi)容進行說明。另夕卜，圖9及圖10是表示Z方向移動控制流程的框圖。
[0094]若以操縱桿26A進行Z方向操作，則如圖9所示，控制器30根據(jù)操縱桿26A的Z方向操作對鏟斗前端位置P4在Z軸方向上的位移進行開放式控制。具體而言，控制器30例如生成指令值Zer作為鏟斗前端位置P4的移動后的Z坐標的值。更具體而言，控制器30利用Z方向指令值生成部CZ生成與操縱桿26A的操作量Lz相應的Z方向指令值Zer。Z方向指令值生成部CZ例如利用預先登記的圖表等，從操縱桿操作量Lz導出Z方向指令值Zer0并且，Z方向指令值生成部CZ例如以如下方式生成值Zer，即操縱桿26A的操作量越大，使鏟斗前端位置P4的移動前的Z坐標的值Ze與移動后的Z坐標的值Zer之差Λ Ze變得越大。另外，控制器30可以以如下方式生成值Zer，即與操縱桿26A的操作量無關地使AZe成為恒定。并且，伊斗前端位置P4的X坐標及Y坐標的值在移動前后不變。
[0095]之后，控制器30根據(jù)所生成的指令值Zer生成動臂旋轉(zhuǎn)角度β 1、斗桿旋轉(zhuǎn)角度β 2及伊斗旋轉(zhuǎn)角度β 3各自的指令值β ιΓ> β 2r> β 3r。
[0096]具體而言，控制器30利用上述公式⑴及公式(2)生成指令值β ιΓ, β 2r、β 3r。如公式(I)及公式(2)所示,纟產(chǎn)斗前端位置P4的X坐標及Z坐標的值Xe、Ze為動臂旋轉(zhuǎn)角度、斗桿旋轉(zhuǎn)角度@2及鏟斗旋轉(zhuǎn)角度@3的函數(shù)。并且，對鏟斗前端位置P4的移動后的X坐標的值Xer直接使用當前值。因此，若將鏟斗旋轉(zhuǎn)角度@3的指令值β3Γ直接設為當前值，則對公式(I)的Xe直接代入當前值，對β3也直接代入當前值。并且，對公式(2)的Ze代入所生成的指令值Zerjf β3直接代入當前值。其結(jié)果，通過解包含2個未知數(shù)β ρβ 2的公式(I)及公式(2)的聯(lián)立方程式，導出動臂旋轉(zhuǎn)角度β !及斗桿旋轉(zhuǎn)角度β 2的值?？刂破?0將這些導出的值作為指令值β f、β 2r。
[0097]之后，如圖10所示，控制器30以動臂旋轉(zhuǎn)角度P1、斗桿旋轉(zhuǎn)角度β2及鏟斗旋轉(zhuǎn)角度β3各自的值成為所生成的指令值βρ、β2Γ, β3ι.的方式，使動臂4、斗桿5及鏟斗6動作。另外，對于動臂4、斗桿5及鏟斗6的動作及主泵14的吐出量的控制，能夠直接適用在X方向移動控制中說明的內(nèi)容，因此在此省略其說明。
[0098]如此，控制器30將指令值Zer的生成、指令值及β3Γ的生成、主泵14的吐出量的控制以及基于角度傳感器4S、5S、6S的輸出的操作體4、5、6的反饋控制作為I個控制循環(huán)，并通過反復該控制循環(huán)來進行鏟斗前端位置P4的Z方向移動控制。
[0099]并且，上述說明中，作為鏟斗旋轉(zhuǎn)角度β3的指令值β3ι.，直接使用鏟斗旋轉(zhuǎn)角度β3的當前值。然而，可將根據(jù)斗桿旋轉(zhuǎn)角度β2的值單值確定的值，例如在斗桿旋轉(zhuǎn)角度β 2的值加上固定值的值用作鏟斗旋轉(zhuǎn)角度β 3的指令值β 3r。
[0100]并且，Z方向移動控制中，使鏟斗前端位置P4的X坐標及Y坐標固定的同時對鏟斗前端位置P4的Z坐標的位移進行開放式控制。然而，也可使鏟斗銷位置P3的X坐標及Y坐標固定的同時對鏟斗銷位置P3的Z坐標的位移進行開放式控制。此時，省略指令值i33r的生成及鏟斗6的控制。
[0101]如以上說明，本發(fā)明的實施例所涉及的挖土機的控制方法將操縱桿的操作量用于鏟斗前端位置P4的位置控制上，而不是動臂缸7、斗桿缸8及鏟斗缸9各自的伸縮控制。因此，本控制方法能夠通過一個操縱桿的操作實現(xiàn)維持鏟斗旋轉(zhuǎn)角度β3以及鏟斗前端位置Ρ4的X坐標及Y坐標的值的同時使Z坐標的值增減的動作。并且，能夠通過一個操縱桿的操作實現(xiàn)維持鏟斗旋轉(zhuǎn)角度β 3以及鏟斗前端位置Ρ4的Y坐標及Z坐標的值的同時使X坐標的值增減的動作
[0102]并且，本控制方法還能夠?qū)⒍瞬扛綄傺b置的平面位置與端部附屬裝置的高度作為鏟斗銷位置Ρ3，并將操縱桿操作量用于鏟斗銷位置Ρ3的位置控制。此時，本控制方法能夠通過一個操縱桿的操作實現(xiàn)維持鏟斗銷位置Ρ3的X坐標及Y坐標的值的同時使Z坐標的值增減的動作。并且，能夠通過一個操縱桿的操作實現(xiàn)維持鏟斗銷位置Ρ3的Y坐標及Z坐標的值的同時使X坐標的值增減的動作。此時，若將鏟斗銷位置Ρ3的三維坐標設為(Χ、Υ、Z) = (ΧΡ3+ΥΡ3+ΖΡ3)，則 Xp3、ZpjIij 以公式(6)及公式(J)表示。
[0103]Xp3 = Hm^L1COS β !+L2Cos β 2......(6)
[0104]Zp3 = H0JL1Sin β JL2Sin β 2......(7)
[0105]另外，ΥΡ3成為O。這是因為纟產(chǎn)斗銷位置Ρ3存在于XZ平面上。
[0106]另外，此時，在X方向移動控制中不會從指令值Xer生成指令值β3Γ，在Z方向移動控制中不會從指令值Zer生成指令值β 3r。
[0107]接著，參考圖11對執(zhí)行本發(fā)明的實施例所涉及的控制方法的混合式挖土機進行說明。另外，圖11是表示混合式挖土機的驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例的框圖。圖11中，以雙重線表示機械動力系統(tǒng)，以粗實線表示高壓液壓管路，以虛線表示先導管路，以細實線表示電力驅(qū)動/控制系統(tǒng)。并且，圖11的驅(qū)動系統(tǒng)中，具備電動發(fā)電機12、變速器13、逆變器18及蓄電系統(tǒng)120，并代替回轉(zhuǎn)用液壓馬達21B而具備由逆變器20、回轉(zhuǎn)用電動機21、分解器22、機械制動器23及回轉(zhuǎn)減速器24構(gòu)成的負載驅(qū)動系統(tǒng)，在這兩點上與圖2的驅(qū)動系統(tǒng)不同。但是，其他點上與圖2的驅(qū)動系統(tǒng)共同。因此，省略共同點的說明，對不同點進行詳細說明。
[0108]圖11中，作為機械式驅(qū)動部的引擎11及作為還進行發(fā)電的輔助驅(qū)動部的電動發(fā)電機12分別連接于變速器13的2個輸入軸。變速器13的輸出軸上連接有作為液壓泵的主泵14及先導泵15。
[0109]電動發(fā)電機12上經(jīng)由逆變器18連接有包含作為蓄電器的電容器的蓄電系統(tǒng)(蓄電裝置)120。
[0110]蓄電系統(tǒng)120配置于逆變器18與逆變器20之間。由此，在電動發(fā)電機12及回轉(zhuǎn)用電動機21中的至少一個進行動力運行時，蓄電系統(tǒng)120供給動力運行所需的電力，并且在至少一個進行發(fā)電運行時，蓄電系統(tǒng)120將通過發(fā)電運行產(chǎn)生的電力作為電能來蓄積。
[0111]圖12是表不蓄電系統(tǒng)120的結(jié)構(gòu)例的框圖。蓄電系統(tǒng)120包含作為蓄電器的電容器19、升降壓轉(zhuǎn)換器100及DC母線110。作為第2蓄電器的DC母線110控制作為第I蓄電器的電容器19與電動發(fā)電機12與回轉(zhuǎn)用電動機21之間的電力授受。電容器19上設置有用于檢測電容器電壓值的電容器電壓檢測部112及用于檢測電容器電流值的電容器電流檢測部113。通過電容器電壓檢測部112及電容器電流檢測部113檢測的電容器電壓值及電容器電流值供給至控制器30。并且，上述中作為蓄電器的例子示出了電容器19，但是可代替電容器19使用鋰離子電池等能夠充電的二次電池、鋰離子電容器或能夠進行電力授受的其他形式的電源作為蓄電器。
[0112]升降壓轉(zhuǎn)換器100根據(jù)電動發(fā)電機12及回轉(zhuǎn)用電動機21的運行狀態(tài)進行切換升壓動作與降壓動作的控制，以使DC母線電壓值落在一定范圍內(nèi)。DC母線110配設于逆變器18、20與升降壓轉(zhuǎn)換器100之間，進行電容器19、電動發(fā)電機12、回轉(zhuǎn)用電動機21之間的電力授受。
[0113]回到圖11，逆變器20設置于回轉(zhuǎn)用電動機21與蓄電系統(tǒng)120之間，根據(jù)來自控制器30的指令，對回轉(zhuǎn)用電動機21進行運行控制。由此，逆變器20在回轉(zhuǎn)用電動機21進行動力運行時從蓄電系統(tǒng)120向回轉(zhuǎn)用電動機21供給所需電力。并且，在回轉(zhuǎn)用電動機21進行發(fā)電運行時，將通過回轉(zhuǎn)用電動機21發(fā)電的電力蓄電于蓄電系統(tǒng)120的電容器19。
[0114]回轉(zhuǎn)用電動機21為能夠進行動力運行及發(fā)電運行兩者的電動機即可，其為了驅(qū)動上部回轉(zhuǎn)體3的回轉(zhuǎn)機構(gòu)2而設置。動力運行時，通過減速器24放大回轉(zhuǎn)用電動機21的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力，上部回轉(zhuǎn)體3被加減速控制而進行旋轉(zhuǎn)運動。并且，發(fā)電運行時，上部回轉(zhuǎn)體3的慣性旋轉(zhuǎn)通過減速器24增加轉(zhuǎn)速并傳遞至回轉(zhuǎn)用電動機21，從而能夠產(chǎn)生再生電力。其中，回轉(zhuǎn)用電動機21為根據(jù)PWM(Pulse Width Modulat1n)控制信號通過逆變器20交流驅(qū)動的電動機。回轉(zhuǎn)用電動機21例如能夠由磁鐵埋入型IPM馬達構(gòu)成。由此，能夠產(chǎn)生更大的感應電動勢，因此能夠增大再生時通過回轉(zhuǎn)用電動機21發(fā)電的電力。
[0115]另外，蓄電系統(tǒng)120的電容器19的充放電控制根據(jù)電容器19的充電狀態(tài)、電動發(fā)電機12的運行狀態(tài)(動力運行或發(fā)電運行)、回轉(zhuǎn)用電動機21的運行狀態(tài)(動力運行或再生運行)，通過控制器30進行。
[0116]分解器22為檢測回轉(zhuǎn)用電動機21的旋轉(zhuǎn)軸21A的旋轉(zhuǎn)位置及旋轉(zhuǎn)角度的傳感器。具體而言，分解器22通過檢測回轉(zhuǎn)用電動機21的旋轉(zhuǎn)前的旋轉(zhuǎn)軸21A的旋轉(zhuǎn)位置與左旋轉(zhuǎn)或右旋轉(zhuǎn)后的旋轉(zhuǎn)位置之差，從而檢測旋轉(zhuǎn)軸21A的旋轉(zhuǎn)角度及旋轉(zhuǎn)方向。通過檢測回轉(zhuǎn)用電動機21的旋轉(zhuǎn)軸2IA的旋轉(zhuǎn)角度及旋轉(zhuǎn)方向，導出回轉(zhuǎn)機構(gòu)2的旋轉(zhuǎn)角度及旋轉(zhuǎn)方向。
[0117]機械制動器23為產(chǎn)生機械制動力的制動裝置，機械地停止回轉(zhuǎn)用電動機21的旋轉(zhuǎn)軸21A。該機械制動器23通過電磁式開關切換制動/解除。該切換通過控制器30進行。
[0118]回轉(zhuǎn)變速器24為對回轉(zhuǎn)用電動機21的旋轉(zhuǎn)軸21A的旋轉(zhuǎn)進行減速并機械地傳遞至回轉(zhuǎn)機構(gòu)2的變速器。由此，動力運行時，能夠?qū)剞D(zhuǎn)用電動機21的旋轉(zhuǎn)力進行增力，從而向上部回轉(zhuǎn)體3傳遞更大的旋轉(zhuǎn)力。與此相反，再生運行時，能夠?qū)υ谏喜炕剞D(zhuǎn)體3中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)進行加速并機械地傳遞至回轉(zhuǎn)用電動機21。
[0119]回轉(zhuǎn)機構(gòu)2能夠在解除回轉(zhuǎn)用電動機21的機械制動器23的狀態(tài)下回轉(zhuǎn)，由此，上部回轉(zhuǎn)體3向左方向或右方向回轉(zhuǎn)。
[0120]控制器30進行電動發(fā)電機12的運行控制(電動輔助運行或發(fā)電運行的切換)，并且進行通過驅(qū)動控制作為升降壓控制部的升降壓轉(zhuǎn)換器100實現(xiàn)的電容器19的充放電控制?？刂破?0根據(jù)電容器19的充電狀態(tài)、電動發(fā)電機12的運行狀態(tài)(電動輔助運行或發(fā)電運行)及回轉(zhuǎn)用電動機21的運行狀態(tài)(動力運行或再生運行)，進行升降壓轉(zhuǎn)換器100的升壓動作與降壓動作的切換控制，由此進行電容器19的充放電控制。并且，控制器30還進行充電至電容器19的量(充電電流或充電電力)的控制。
[0121 ] 根據(jù)通過DC母線電壓檢測部111檢測的DC母線電壓值、通過電容器電壓檢測部112檢測的電容器電壓值及通過電容器電流檢測部113檢測的電容器電流值，進行該升降壓轉(zhuǎn)換器100的升壓動作與降壓動作的切換控制。
[0122]由作為輔助馬達的電動發(fā)電機12發(fā)電的電力經(jīng)由逆變器18供給至蓄電系統(tǒng)120的DC母線110，并經(jīng)由升降壓轉(zhuǎn)換器100供給至電容器19。并且，回轉(zhuǎn)用電動機21進行再生運行而生成的再生電力經(jīng)由逆變器20供給至蓄電系統(tǒng)120的DC母線110，并經(jīng)由升降壓轉(zhuǎn)換器100供給至電容器19。
[0123]接著，參考圖13，對執(zhí)行本發(fā)明的實施例所涉及的控制方法的混合式挖土機的其他例子進行說明。另外，圖13是表示混合式挖土機的驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例的框圖。圖13中，以雙重線表示機械動力系統(tǒng)，以粗實線表示高壓液壓管路，以虛線表示先導管路，以細實現(xiàn)表示電力驅(qū)動/控制系統(tǒng)。并且，圖13的驅(qū)動系統(tǒng)中，代替引擎11及電動發(fā)電機12的2個輸出軸經(jīng)由變速器13連接于主泵14的結(jié)構(gòu)(并聯(lián)方式)，采用經(jīng)由逆變器18A電驅(qū)動的泵用電動機400的輸出軸連接于主泵14的結(jié)構(gòu)(串聯(lián)方式)，在這一點上與圖11的驅(qū)動系統(tǒng)不同。但是，其他點上與圖11的驅(qū)動系統(tǒng)共同。
[0124]本發(fā)明的實施例所涉及控制方法還能夠適用于具有如以上的結(jié)構(gòu)的混合式挖土機中。
[0125]接著，參考圖14，對自動平整模式的一例即斜坡整形模式進行說明。另外，圖14是斜坡整形模式中使用的坐標系的說明圖，對應于圖3的F3A。并且，斜坡整形模式時的操縱桿設定與圖5的F5B所示的自動平整模式時的操縱桿設定相同。并且，圖14中，使用包含與斜坡平行的U軸、與斜坡垂直的W軸的UVW三維直角坐標系，這一點與使用包含與水平面平行的X軸、與水平面垂直的Z軸的XYZ三維直角坐標系的圖3的F3A不同，但是在其他點上共同。另外，斜坡角度Y1可在執(zhí)行斜坡整形模式之前通過操作者經(jīng)由斜坡角度輸入部設定。并且，圖14中，示出以向W軸方向上的負向即從挖土機觀察時成為下坡的方式形成斜坡的情況。
[0126]其中，若將動臂銷位置Pl的三維坐標設為(U、V、W) = (HciuIHciw),將鏟斗前端位置P4的三維坐標系設為(U、V、W)=(化、￥6、16)，則化、胃6與上述公式(I)及公式(2)同樣地，分別以公式(I)’及公式(2)’表示。另外，Ue及Ve表示端部附屬裝置在UV平面中的位置，We表示端部附屬裝置距UV平面的距離。
[0127]Ue = H0^L1Cos β / +L2Cos β 2，+L3Cos β 3，......(I)，
[0128]We = H0^L1Sin β / +L2Sin β 2，+L3Sin β 3，......(2)，
[0129]另外，Ve成為O。這是因為鏟斗前端位置Ρ4存在于UW平面上。并且，角度β/為對地面角P1加上斜坡角度Y1的角度。同樣地，β2’為對地面角β2加上斜坡角度Y1的角度，β3’為對地面角β3加上斜坡角度Y1的角度。
[0130]并且，若將鏟斗銷位置Ρ3的三維坐標設為(U、V、ff) = (Up3> Vp3> Wp3)，則UP3、WP3與上述公式(6)及公式(7)同樣地，分別以公式(6)’及公式(7)’表示。
[0131]Up3 = H0^L1Cos β / +L2Cos β......(6)，
[0132]Wp3 = H0^L1Sin β / +L2Sian β 29......(7)，
[0133]斜坡整形模式中，若向前方傾倒操縱桿26Β，則動臂4、斗桿5及鏟斗6中的至少一個進行動作，以便使鏟斗前端位置Ρ4的V坐標的值Ve及W坐標的值We不變的同時使U坐標的值Ue增大。
[0134]并且，斜坡整形模式中，若向后方傾倒操縱桿26Β，則動臂4、斗桿5及鏟斗6中的至少一個進行動作，以便使伊斗前端位置Ρ4的V坐標的值Ve及W坐標的值We不變的同時使U坐標的值Ue減少。
[0135]即，鏟斗前端位置Ρ4根據(jù)操縱桿26Β向前后方向的操作(相當于圖5的F5B的X方向操作，以下稱為“U方向操作”)向U軸方向移動。并且，鏟斗前端位置Ρ4根據(jù)操縱桿26Α向前后方向的操作(相當于圖5的F5B的Z方向操作，以下稱為“W方向操作”)向W軸方向移動。另外，還能夠?qū)VW三維直角坐標系與XYZ三維直角坐標系進行組合來設定為如下，即控制器30根據(jù)操作者向前后方向?qū)Σ倏v桿26Β進行的操作，使鏟斗前端位置Ρ4向U軸方向移動，并根據(jù)操作者向前后方向?qū)Σ倏v桿26Α進行的操作,使伊斗前端位置Ρ4向Z軸方向移動。
[0136]另外，將斜坡整形模式中根據(jù)這種操縱桿26Α、26Β向前后方向的操作，即作為端部附屬裝置的鏟斗6的W方向操作、U方向操作執(zhí)行的控制稱為“斜坡位置控制”。并且，斜坡整形模式中根據(jù)操縱桿26Α向左右方向的操作及操縱桿26Β向左右方向的操作執(zhí)行的控制與自動平整模式時相同。
[0137]通過如此，操作者能夠利用作為自動平整模式中的X方向移動控制(平面位置控制)的一例的斜坡整形模式中的斜坡位置控制，輕松地實現(xiàn)鏟斗6沿著所希望的斜坡的移動。
[0138]接著，參考圖15及圖16，對斜坡整形模式的另一例進行說明。另外，圖15是斜坡整形模式中使用的坐標系的說明圖，與圖3的F3A對應。并且，圖16是對XZ平面中的前置附屬裝置的動作進行說明的圖，與圖4對應。并且，進行斜坡整形模式時的操縱桿設定與圖5的F5B所示的進行自動平整模式時的操縱桿設定相同。并且，圖15、圖16在圖示了斜坡角度^與鏟斗前端位置P4的變化這一點上與圖3的F3A、圖4不同，在其他點上共同。另夕卜，斜坡角度Y1能夠在執(zhí)行斜坡整形模式之前通過操作者設定。并且，圖15、圖16中，示出以向Z軸方向上的負向即從挖土機觀察時成為下坡的方式形成斜坡的情況。
[0139]斜坡整形模式中，若向前方傾倒操縱桿26B，則動臂4、斗桿5及鏟斗6中的至少一個進行動作，以便使鏟斗前端位置P4的Y坐標的值Ye不變且角度Y I的斜坡SFl與鏟斗前端位置P4之間的距離不變的同時使X坐標的值Xe增大。即，鏟斗前端位置P4在與斜坡SFl平行的平面SF2上沿與Y軸垂直的方向且遠離挖土機的方向移動。此時，Z坐標的值Ze在從挖土機觀察時為上坡的斜坡的情況下增大，在從挖土機觀察時為下坡的斜坡的情況下減小。另外，圖15表不從挖土機觀察時為下坡的斜坡SF1。
[0140]并且，斜坡整形模式中，若向后方傾倒操縱桿26B，則動臂4、斗桿5及鏟斗6中的至少一個進行動作，以便使鏟斗前端位置P4的Y坐標的值Ye不變且斜坡SFl與鏟斗前端位置P4之間的距離不變的同時使X坐標的值Xe減少。即，鏟斗前端位置P4在與斜坡SFl平行的平面SF2上沿與Y軸垂直的方向且靠近挖土機的方向移動。此時，Z坐標的值Ze在從挖土機觀察時為上坡的斜坡的情況下減小，在從挖土機觀察時為下坡的斜坡的情況下增大。
[0141]其中，若將當前時刻的鏟斗前端位置P4的三維坐標設為(X、Y、Z) = (Xe,Ye,Ze),將移動后的鏟斗前端位置Ρ4’的三維坐標設為(X、Y、Z) = (Xe’、Ye’、Ze’)，將X軸方向的移動量設為Λ Xe( = Xe’ -Xe)，則Z軸方向的移動量AZe( = Ze’_Ze)以公式⑶表示。
[0142]AZe= AXeXtany1......(8)
[0143]并且，斜坡整形模式中，可代替鏟斗前端位置P4的位置控制，執(zhí)行鏟斗銷位置P3的位置控制。此時，動臂4、斗桿5及鏟斗6中的至少一個進行動作，以便使鏟斗銷位置P3的Y坐標的值Yp3不變且角度Y I的斜坡SFl與鏟斗銷位置P3之間的距離不變的同時使X坐標的值Xp3發(fā)生變化。即，鏟斗銷位置P3在與斜坡SFl平行的平面上沿與Y軸垂直的方向移動。
[0144]其中，若將當前時刻的鏟斗銷位置P3的三維坐標設為(X、Y、Z) = (Xp3> Yp3> Zp3)，將移動后的鏟斗銷位置P3’的三維坐標設為(X、Y、Z) = (Χρ3’、Υρ3’、Ζρ3’)，將X軸方向的移動量設為ΛΧρ3( = xp3’ -xp3)，則Z軸方向的移動量ΛΖρ3( = Zp3’ -Zp3)以公式(9)表示。
[0145]AZp3= AXp3Xtany1......(9)
[0146]另外，本實施例中，將斜坡整形模式中根據(jù)這種操縱桿26Β向前后方向的操作，即作為端部附屬裝置的鏟斗6的X方向操作執(zhí)行的控制稱為“斜坡位置控制”。并且，斜坡整形模式中根據(jù)操縱桿26Α的操作及操縱桿26Β向左右方向的操作執(zhí)行的控制與自動平整模式時相同。
[0147]通過如此，操作者能夠利用作為自動平整模式中的X方向移動控制(平面位置控制)的一例的斜坡整形模式中的斜坡位置控制，輕松地實現(xiàn)鏟斗6沿所希望的斜坡的移動。
[0148]以上，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了詳細說明，但是本發(fā)明并不受限于上述實施例，在不脫離本發(fā)明范圍內(nèi)，可對上述實施例加以各種變形及置換。
[0149]例如，上述實施例中，作為端部附屬裝置使用了鏟斗6，但是也可使用起重磁鐵、破碎器等。
[0150]并且，本申請主張基于2012年6月8日申請的日本專利申請2012-131013號的優(yōu)先權，并將該日本專利申請的所有內(nèi)容通過參考援用于本申請中。
[0151]符號說明
[0152]1-下部行走體，IAUB-行走用液壓馬達，2-回轉(zhuǎn)機構(gòu)，3-上部回轉(zhuǎn)體，4_動臂，4S-動臂角度傳感器，5-斗桿，5S-斗桿角度傳感器，6-鏟斗，6S-鏟斗角度傳感器，7-動臂缸，8-斗桿缸，9-鏟斗缸，10-駕駛室，11-引擎，12-電動發(fā)電機，13-變速器，14-主泵，14A-調(diào)節(jié)器，15-先導泵，16-高壓液壓管路，17-控制閥，18-逆變器，19-電容器，20-逆變器，21-回轉(zhuǎn)用電動機，2IA-旋轉(zhuǎn)軸，22-分解器，23-機械制動器，24-回轉(zhuǎn)變速器，25-先導管路，26-操作裝置，26A、26B-操縱桿，26C-踏板，27,28-液壓管路，29-先導壓傳感器，30-控制器，100-升降壓轉(zhuǎn)換器，110-DC母線，Ill-DC母線電壓檢測部，112-電容器電壓檢測部，113-電容器電流檢測部，120-蓄電系統(tǒng)，CP1、CP2、CP3-泵吐出量導出部，CX-X方向指令值生成部，CZ-Z方向指令值生成部。
【權利要求】
1.一種挖土機的控制方法，其中， 通過一個操縱桿的操作，一邊維持端部附屬裝置的高度一邊執(zhí)行該端部附屬裝置的平面位置控制，或者一邊維持所述端部附屬裝置的平面位置一邊執(zhí)行所述端部附屬裝置的高度控制。
2.根據(jù)權利要求1所述的挖土機的控制方法，其中， 在執(zhí)行所述平面位置控制或所述高度控制時，維持所述端部附屬裝置相對于水平面的角度。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的挖土機的控制方法，其中， 根據(jù)所述一個操縱桿的操作量，至少生成與操作體中的動臂及斗桿的動作相關的指令值。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的挖土機的控制方法，其中， 通過另一個操縱桿的操作，獨立調(diào)整所述端部附屬裝置相對于水平面的角度。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的挖土機的控制方法，其中， 通過另一個操縱桿的操作，獨立控制回轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權利要求3所述的挖土機的控制方法，其中， 根據(jù)安裝于各個所述操作體上的姿勢傳感器的輸出，對各個所述操作體進行反饋控制。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的挖土機的控制方法，其中， 通過所述一個操縱桿的操作，相對于與具有已設定的斜坡角度的斜坡平行的平面執(zhí)行所述端部附屬裝置的平面位置控制或高度控制。
8.根據(jù)權利要求1或2所述的挖土機的控制方法，其中， 通過所述一個操縱桿的操作，相對于與具有已設定的斜坡角度的斜坡平行的平面執(zhí)行所述端部附屬裝置的平面位置控制，并且通過其他操縱桿的操作，相對于與所述斜坡或水平面平行的平面執(zhí)行所述端部附屬裝置的高度控制。
9.一種挖土機的控制裝置，其中， 通過一個操縱桿的操作，一邊維持端部附屬裝置的高度一邊執(zhí)行該端部附屬裝置的平面位置控制，或者一邊維持所述端部附屬裝置的平面位置一邊執(zhí)行所述端部附屬裝置的高度控制。
10.根據(jù)權利要求9所述的挖土機的控制裝置，其中， 在執(zhí)行所述平面位置控制或所述高度控制時，維持所述端部附屬裝置相對于水平面的角度。
11.根據(jù)權利要求9或10所述的挖土機的控制裝置，其中， 根據(jù)所述一個操縱桿的操作量，至少生成與操作體中的動臂及斗桿的動作相關的指令值。
12.根據(jù)權利要求9或10所述的挖土機的控制裝置，其中， 通過另一個操縱桿的操作，獨立調(diào)整所述端部附屬裝置相對于水平面的角度。
13.根據(jù)權利要求9或10所述的挖土機的控制裝置，其中， 通過另一個操縱桿的操作，獨立控制回轉(zhuǎn)。
14.根據(jù)權利要求11所述的挖土機的控制裝置。其中， 根據(jù)安裝于各個所述操作體上的姿勢傳感器的輸出，對各個所述操作體進行反饋控制。
15.根據(jù)權利要求9或10所述的挖土機的控制裝置，其中， 通過所述一個操縱桿的操作，相對于與具有已設定的斜坡角度的斜坡平行的平面執(zhí)行所述端部附屬裝置的平面位置控制或高度控制。
16.根據(jù)權利要求9或10所述的挖土機的控制裝置，其中， 通過所述一個操縱桿的操作，相對于與具有已設定的斜坡角度的斜坡平行的平面執(zhí)行所述端部附屬裝置的平面位置控制，并且通過其他操縱桿的操作，相對于與所述斜坡或水平面平行的平面執(zhí)行所述端部附屬裝置的高度控制。
【文檔編號】E02F3/43GK104246081SQ201380021230
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年6月4日 優(yōu)先權日:2012年6月8日
【發(fā)明者】吳春男 申請人:住友重機械工業(yè)株式會社