專利名稱：建筑機(jī)械、建筑機(jī)械的控制方法及使計(jì)算機(jī)執(zhí)行該方法的程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑機(jī)械、建筑機(jī)械的控制方法及使計(jì)算機(jī)執(zhí)行該方法的程序。
背景技術(shù)：
在液壓挖掘機(jī)等的建筑機(jī)械中，使動(dòng)臂(boom)和頭桿(arm)構(gòu)成的作業(yè)機(jī)動(dòng)作而進(jìn)行各種作業(yè)。而且，在這樣的建筑機(jī)械中，在使動(dòng)臂急起動(dòng)或急停止時(shí)，動(dòng)臂的慣性大，所以有因動(dòng)臂的動(dòng)作造成的反沖而產(chǎn)生下部行走體的前方側(cè)或后方側(cè)浮起(floating motion)的現(xiàn)象(下部行走體的浮起動(dòng)作)的問題。因此，以往，提出了在使動(dòng)臂急起動(dòng)或急停止時(shí)，通過校正與操縱桿的操作對(duì)應(yīng)的動(dòng)臂的動(dòng)作目標(biāo)值，限制動(dòng)臂的動(dòng)作速度的變化率而使動(dòng)臂平穩(wěn)動(dòng)作，從而具備了抑制下部行走體的浮起動(dòng)作的功能(以下，記載為浮起動(dòng)作抑制功能)的技術(shù)(例如，參照專利文獻(xiàn)1) O例如，在專利文獻(xiàn)1的技術(shù)中，根據(jù)振動(dòng)模型(model)可預(yù)測(cè)地設(shè)置對(duì)應(yīng)于桿的操作造成的動(dòng)臂的動(dòng)作而在建筑機(jī)械上產(chǎn)生的振動(dòng)的狀態(tài)，并且通過將預(yù)測(cè)的振動(dòng)消除那樣的反特性運(yùn)算，從而校正與操縱桿的操作對(duì)應(yīng)的動(dòng)臂的動(dòng)作目標(biāo)值。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 特開2005-256595號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題但是，在專利文獻(xiàn)1的技術(shù)中，例如，在將動(dòng)臂用桿向上升側(cè)進(jìn)行桿操作，將頭桿用桿向掘進(jìn)(牽引)側(cè)同時(shí)地進(jìn)行桿操作，使鏟斗頭齒大致水平地移動(dòng)，進(jìn)行平整地削取地面的表土的作業(yè)時(shí)，產(chǎn)生以下問題。S卩，在平整地削取地面的表土的作業(yè)中，操作員一邊調(diào)整動(dòng)臂和頭桿之間的速度比率一邊進(jìn)行作業(yè)，但如果使浮起抑制功能僅對(duì)動(dòng)臂有效，則動(dòng)臂對(duì)頭桿的速度比率改變。 因此，在平整地削取地面的表土的作業(yè)中，即使進(jìn)行與先前的建筑機(jī)械同樣的桿操作，鏟斗頭齒的軌跡也與先前的軌跡不同，操作性下降。本發(fā)明的目的在于，提供抑制與動(dòng)臂的動(dòng)作對(duì)應(yīng)的下部行走體的浮起動(dòng)作，并且能夠提高作業(yè)機(jī)的操作性的建筑機(jī)械、建筑機(jī)械的控制方法以及使計(jì)算機(jī)執(zhí)行該方法的程序。用于解決課題的方案第1發(fā)明的建筑機(jī)械的特征在于，在包括了具有下部行走體及上部旋轉(zhuǎn)體、具有被設(shè)置于所述上部旋轉(zhuǎn)體上的動(dòng)臂及頭桿的作業(yè)機(jī)、抑制與所述動(dòng)臂的動(dòng)作對(duì)應(yīng)的所述下部行走體的浮起動(dòng)作的浮起動(dòng)作抑制單元、以及控制所述作業(yè)機(jī)的控制裝置的建筑機(jī)械中，給所述作業(yè)機(jī)的動(dòng)力分配供給到使所述動(dòng)臂動(dòng)作的動(dòng)臂用驅(qū)動(dòng)裝置及使所述頭桿動(dòng)作的頭桿用驅(qū)動(dòng)裝置，所述控制裝置包括操作信號(hào)輸入單元，其包含基于從操作所述動(dòng)臂的動(dòng)臂用操作單元輸入的操作信號(hào)，生成所述動(dòng)臂的動(dòng)作目標(biāo)值的目標(biāo)值運(yùn)算單元；目標(biāo)值校正單元，其校正所述動(dòng)作目標(biāo)值；以及指令信號(hào)輸出單元，其基于校正了的動(dòng)作目標(biāo)值，對(duì)于所述動(dòng)臂用驅(qū)動(dòng)裝置輸出指令信號(hào)，所述目標(biāo)值校正單元包括動(dòng)作信息獲取單元，其獲取與所述頭桿的動(dòng)作有關(guān)的動(dòng)作信息；上限值決定單元，其基于所述動(dòng)作信息，決定用于所述頭桿的動(dòng)作越快，越減小所述浮起動(dòng)作抑制單元的浮起動(dòng)作的抑制效果的校正量上限值；以及校正量控制單元，其基于所述校正量上限值，校正所述動(dòng)作目標(biāo)值。這里，所述浮起動(dòng)作抑制單元只要具備在使動(dòng)臂急起動(dòng)或急停止時(shí)，通過使動(dòng)臂平穩(wěn)地動(dòng)作，從而抑制動(dòng)臂的動(dòng)作的反沖造成的下部行走體的浮起動(dòng)作的浮起動(dòng)作抑制功能，則不限于專利文獻(xiàn)1的技術(shù)。此外，上述目標(biāo)值運(yùn)算單元是以下概念，即并非必須通過放大、調(diào)制方法變換操作信號(hào)，而是還包含幾乎不進(jìn)行變換就將操作信號(hào)直接作為動(dòng)作目標(biāo)值的實(shí)質(zhì)上不起作用的單元。第2發(fā)明的建筑機(jī)械的其特征在于，在第1發(fā)明中，該建筑機(jī)械還包括速度檢測(cè)單元，其檢測(cè)所述頭桿的動(dòng)作速度，所述動(dòng)作信息獲取單元獲取由所述速度檢測(cè)單元檢測(cè)出的所述頭桿的動(dòng)作速度作為所述動(dòng)作信息。第3發(fā)明的建筑機(jī)械的其特征在于，在第1發(fā)明中，該建筑機(jī)械還包括位移檢測(cè)單元，其檢測(cè)對(duì)所述頭桿進(jìn)行操作的頭桿用動(dòng)作操縱桿的位移，所述動(dòng)作信息獲取單元包括基于由所述位移檢測(cè)單元檢測(cè)出的位移，運(yùn)算并生成所述動(dòng)作信息的動(dòng)作信息生成單元。第4發(fā)明的建筑機(jī)械的其特征在于，在第1發(fā)明中，作為所述動(dòng)臂用驅(qū)動(dòng)裝置的輸出單元的動(dòng)臂用致動(dòng)器(actuator)和作為所述頭桿用驅(qū)動(dòng)裝置的輸出單元的頭桿用致動(dòng)器，通過被供給的液壓油的液壓來驅(qū)動(dòng)，該建筑機(jī)械還包括檢測(cè)對(duì)各個(gè)所述致動(dòng)器供給的液壓油的液壓的壓力檢測(cè)單元，所述動(dòng)作信息獲取單元包括基于由所述壓力檢測(cè)單元檢測(cè)出的液壓，運(yùn)算并生成所述動(dòng)作信息的動(dòng)作信息生成單元。第5發(fā)明是將第1發(fā)明作為方法的發(fā)明展開所得的發(fā)明，具體地說，其特征在于， 在包括了下部行走體及上部旋轉(zhuǎn)體、具有被設(shè)置于所述上部旋轉(zhuǎn)體上的動(dòng)臂及頭桿的作業(yè)機(jī)、抑制與所述動(dòng)臂的動(dòng)作對(duì)應(yīng)的所述下部行走體的浮起動(dòng)作的浮起動(dòng)作抑制單元、以及控制所述作業(yè)機(jī)的控制裝置的建筑機(jī)械的控制方法中，
給所述作業(yè)機(jī)的動(dòng)力分配供給到使所述動(dòng)臂動(dòng)作的動(dòng)臂用驅(qū)動(dòng)裝置及使所述頭桿動(dòng)作的頭桿用驅(qū)動(dòng)裝置，所述控制裝置執(zhí)行基于從操作所述動(dòng)臂的動(dòng)臂用操作單元輸入的操作信號(hào)，生成所述動(dòng)臂的動(dòng)作目標(biāo)值的目標(biāo)值生成步驟；獲取與所述頭桿的動(dòng)作有關(guān)的動(dòng)作信息的動(dòng)作信息獲取步驟；基于所述動(dòng)作信息，決定用于所述頭桿的動(dòng)作越快，越減小所述浮起動(dòng)作抑制單元的浮起動(dòng)作的抑制效果的校正量上限值的上限值決定步驟；以及基于所述校正量上限值，校正所述動(dòng)作目標(biāo)值的校正量限制步驟。第6發(fā)明是有關(guān)可由計(jì)算機(jī)執(zhí)行使建筑機(jī)械的控制裝置執(zhí)行上述第5發(fā)明為特征的程序的發(fā)明。在第1發(fā)明中，根據(jù)頭桿的動(dòng)作狀況決定用于減小浮起動(dòng)作抑制單元造成的浮起動(dòng)作的抑制效果的校正量上限值，基于決定了的校正量上限值校正操作信號(hào)原來的動(dòng)作目標(biāo)值。由此，通過在使動(dòng)臂單獨(dú)動(dòng)作的情況下(頭桿的動(dòng)作速度大致為0的情況)決定比較小的加速度上限值(以下，記載為第1加速度上限值)作為校正量上限值，在使動(dòng)臂及頭桿雙方動(dòng)作的情況下(頭桿的動(dòng)作速度比較高的情況)決定比第1加速度上限值高的加速度上限值(以下，記載為第2加速度上限值)作為校正量上限值，如以下所示，可以使動(dòng)臂動(dòng)作。在使動(dòng)臂單獨(dú)動(dòng)作的情況下，在使動(dòng)臂急起動(dòng)或急停止時(shí)，動(dòng)臂的加速度受到比較小的第1加速度上限值的限制，所以可以使動(dòng)臂緩慢地動(dòng)作。即，能夠充分地抑制動(dòng)臂動(dòng)作的反沖造成的下部行走體的浮起動(dòng)作。此外，在使動(dòng)臂及頭桿雙方動(dòng)作的情況下，在使動(dòng)臂急起動(dòng)或急停止時(shí)，動(dòng)臂的加速度受到比較大的第2加速度上限值的限制，所以動(dòng)臂的加速度比上述情況更被抑制，可以使動(dòng)臂敏捷地動(dòng)作。即，與動(dòng)臂動(dòng)作的反沖造成的下部行走體的浮起動(dòng)作的抑制效果相比，將動(dòng)臂的敏捷的動(dòng)作優(yōu)先。如以上那樣，可以根據(jù)頭桿的動(dòng)作狀況附加浮起動(dòng)作抑制功能的強(qiáng)弱。因此，在使動(dòng)臂和頭桿雙方動(dòng)作的平整地削取地面的表土的作業(yè)中，通過減弱浮起動(dòng)作抑制功能，使動(dòng)臂敏捷地動(dòng)作，可以將鏟斗頭齒的軌跡大致水平地保持，可以提高作業(yè)機(jī)的操作性。此外，在平整地削取地面的表土的作業(yè)等的使動(dòng)臂和頭桿雙方動(dòng)作的情況下，如上所述，構(gòu)成為動(dòng)臂的加速度限制受到抑制，但對(duì)作業(yè)機(jī)的動(dòng)力(例如，液壓油的流量、壓力)，分配供給到動(dòng)臂用驅(qū)動(dòng)裝置和頭桿用驅(qū)動(dòng)裝置。即，通過動(dòng)臂的加速度限制受到抑制而將超過能夠使動(dòng)臂動(dòng)作的最大加速度的指令輸出到了動(dòng)臂用驅(qū)動(dòng)裝置的情況下，供給到頭桿用驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)力的量限制供給到動(dòng)臂用驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)力，所以動(dòng)臂也只能以比相當(dāng)于供給到頭桿用驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)力的量的比最大加速度低的加速度動(dòng)作。因此，下部行走體不產(chǎn)生浮起動(dòng)作。根據(jù)第2發(fā)明，由于實(shí)際地檢測(cè)頭桿的動(dòng)作速度，所以可以根據(jù)頭桿的實(shí)際的動(dòng)作速度而決定合適的校正量上限值，適當(dāng)?shù)馗郊痈∑饎?dòng)作抑制功能的強(qiáng)弱。根據(jù)第3發(fā)明，由于基于頭桿用動(dòng)作桿的位移生成并獲取頭桿的動(dòng)作信息，所以能夠根據(jù)頭桿的動(dòng)作狀況而決定合適的校正量上限值，適當(dāng)?shù)馗郊痈∑饎?dòng)作抑制功能的強(qiáng)弱。這種情況下，在頭桿用動(dòng)作桿的位移檢測(cè)單元上，可以使用與動(dòng)臂用動(dòng)作桿相同的位移檢測(cè)單元，所以不必另外使用第2發(fā)明中的速度檢測(cè)單元等，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化。根據(jù)第4發(fā)明，由于基于對(duì)各個(gè)致動(dòng)器供給的液壓油的液壓，生成并獲取頭桿的動(dòng)作信息，所以能夠根據(jù)頭桿的動(dòng)作狀況而決定合適的校正量上限值，適當(dāng)?shù)馗郊痈∑饎?dòng)作抑制功能的強(qiáng)弱。根據(jù)第5發(fā)明，也能夠獲得與上述第1發(fā)明同樣的作用及效果。根據(jù)第6發(fā)明，僅通過將程序安裝在包括了控制裝置的通用的建筑機(jī)械的控制裝置中就能夠執(zhí)行第5發(fā)明的方法的發(fā)明，所以可以使本發(fā)明大幅度地普及。


圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的建筑機(jī)械的示意圖。圖2是表示閥控制器的方框圖。圖3是表示一例加速度上限值的圖。圖4A是用于說明加速度限制處理的圖。圖4B是用于說明加速度限制處理的圖。圖5A是用于說明浮起動(dòng)作抑制處理的圖。圖5B是用于說明浮起動(dòng)作抑制處理的圖。圖5C是用于說明浮起動(dòng)作抑制處理的圖。圖6是用于說明作業(yè)機(jī)的控制方法的流程圖。圖7A是用于說明恒速作業(yè)的圖。圖7B是用于說明恒速作業(yè)的圖。圖8是用于說明輾壓作業(yè)的圖。圖9是用于說明加速度限制處理的流程圖。圖IOA是用于說明實(shí)施了加速度限制處理后速度目標(biāo)值的圖。圖IOB是用于說明實(shí)施了加速度限制處理后速度目標(biāo)值的圖。圖11是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的建筑機(jī)械的示意圖。圖12是表示閥控制器的方框圖。圖13是表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式的建筑機(jī)械的示意圖。標(biāo)號(hào)說明1，la, lb...液壓挖掘機(jī)(建筑機(jī)械)、2...下部行走體、3...上部旋轉(zhuǎn)體、4...作業(yè)機(jī)、5a’...傾倒角度傳感器(位移檢測(cè)單元)、6 6(^...閥控制器(控制裝置)、14...動(dòng)臂用驅(qū)動(dòng)裝置、15...頭桿用驅(qū)動(dòng)裝置、16...速度傳感器(速度檢測(cè)單元)、17...壓力傳感器(壓力檢測(cè)單元)、41...動(dòng)臂、42...頭桿、61...操作信號(hào)輸入單元、62...目標(biāo)值校正單元、63...指令信號(hào)輸出單元、611...速度目標(biāo)值運(yùn)算單元、622,6 ...動(dòng)作信息獲取單元、623...上限值決定單元、6 ...校正量限制單元、625...浮起動(dòng)作抑制單元、 626a...動(dòng)作信息生成單元
具體實(shí)施方式
以下，基于

本發(fā)明的一實(shí)施方式。1.第1實(shí)施方式(1)整體結(jié)構(gòu)圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的液壓挖掘機(jī)(建筑機(jī)械)1的示意圖。在圖1中，液壓挖掘機(jī)1包括下部行走體2 ；在下部行走體2的上方可旋轉(zhuǎn)地配置的上部旋轉(zhuǎn)體3 ；上部旋轉(zhuǎn)體3上安裝的作業(yè)機(jī)4。下部行走體2，在本實(shí)施方式中采用包括了履帶的履帶式的下部行走體，但不限于此，也可以采用包括了輪胎的輪(wheel)式的行走體或其他合適的形式的下部行走體。在上部旋轉(zhuǎn)體3上，設(shè)置作業(yè)機(jī)操縱桿5、5’和行走桿等，能夠操作作業(yè)機(jī)4的動(dòng)作、上部旋轉(zhuǎn)體3的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作、下部行走體2的行走動(dòng)作。再有，在圖1中，為了便于說明，將作業(yè)機(jī)桿5、5’以從上部旋轉(zhuǎn)體3中獨(dú)立了的狀態(tài)下進(jìn)行了圖示。此外，對(duì)于上部旋轉(zhuǎn)體3上搭載的液壓回路的一部分和閥控制器6a、6b、 6c，也以從上部旋轉(zhuǎn)體3中獨(dú)立了的狀態(tài)下進(jìn)行了圖示。作業(yè)機(jī)4包括由作業(yè)機(jī)桿(動(dòng)臂用操作單元)5操作的動(dòng)臂41 ；由作業(yè)機(jī)桿(頭桿用動(dòng)作桿)5’操作的頭桿42 ；以及頭桿42的前端上安裝的鏟斗(bucket)43。動(dòng)臂41通過液壓缸7以支承點(diǎn)Dl為中心轉(zhuǎn)動(dòng)。頭桿42通過動(dòng)臂41上的液壓缸8以支承點(diǎn)D2為中心轉(zhuǎn)動(dòng)。此外，鏟斗43通過將作業(yè)機(jī)桿5在其他方向上進(jìn)行操作，通過頭桿42上的液壓缸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。再有，除了鏟斗43，也可以使用抓斗、針錘(hand)等任意的配件。在這些動(dòng)臂41的支承點(diǎn)Dl及頭桿42的支承點(diǎn)D2上分別設(shè)置旋轉(zhuǎn)式編碼器或電位計(jì)(potentiometer)等的角度檢測(cè)器9、10，在角度檢測(cè)器9中，檢測(cè)動(dòng)臂41相對(duì)于上部旋轉(zhuǎn)體3的鉸接角度θ 1，在角度檢測(cè)器10中，檢測(cè)頭桿42相對(duì)于動(dòng)臂41的鉸接角度Θ2， 這些角度Θ1、θ 2作為角度信號(hào)輸出到閥控制器(控制裝置)6a。這里，各個(gè)液壓缸7、8分別連接到各自的主閥lla、llc，這些主閥IlaUlc并聯(lián)地連接到公共的液壓泵12。再有，在實(shí)際的液壓回路中，除了各個(gè)液壓缸7、8，對(duì)于使鏟斗43動(dòng)作的液壓缸、 用于上部旋轉(zhuǎn)體3的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的液壓缸、以及用于下部行走體2的行走動(dòng)作的液壓電機(jī)，也分別連接到各自的主閥，這些主閥被并聯(lián)地連接到公共的液壓泵12，但在圖1中，為了便于說明，圖示了僅主閥IlaUlc并聯(lián)地連接到液壓泵12的狀態(tài)。然后，從液壓泵12排出的液壓油分配供給到主閥lla、llc，主閥IlaUlc的滑柱 (spool) IllaUllc通過為一對(duì)的比例電磁閥的EPC閥13a、13c進(jìn)行移動(dòng)，從而流量受到調(diào)整并供給到液壓缸7、8。以上說明了的液壓缸7 (動(dòng)臂用致動(dòng)器)、主閥Ila及EPC閥13a，構(gòu)成本發(fā)明的動(dòng)臂用驅(qū)動(dòng)裝置14。此外，液壓缸8 (頭桿用致動(dòng)器)、主閥Ilc及EPC閥13c，構(gòu)成本發(fā)明的頭桿用驅(qū)動(dòng)裝置15。此外，在液壓缸8上，設(shè)置了檢測(cè)液壓油造成的液壓缸8的動(dòng)作速度的速度傳感器 (速度檢測(cè)單元)16。例如，如圖1所示，速度傳感器16包括接觸了液壓缸8的缸桿(cylinder rod)的滾輪輥(roller) 16a，測(cè)量與缸桿的動(dòng)作對(duì)應(yīng)的滾輪輥16a的旋轉(zhuǎn)速度，將與滾輪輥16a的旋轉(zhuǎn)速度對(duì)應(yīng)的電信號(hào)輸出到閥控制器6a。再有，頭桿42通過液壓缸8進(jìn)行動(dòng)作，進(jìn)而滾輪輥16a旋轉(zhuǎn)，因而速度傳感器16 檢測(cè)頭桿42的動(dòng)作速度E。而且，在主閥IlaUlc上，設(shè)置用于檢測(cè)滑柱llla、lllc的位置的位置檢測(cè)器 llh、112C，從位置檢測(cè)器起滑柱lllaUllc的位置作為位置信號(hào)F被輸出到閥控制器6a、 6c0這里，作業(yè)機(jī)桿5、5’例如包括電位計(jì)或PPC壓力傳感器、利用靜電容量或激光的轉(zhuǎn)矩傳感器等的傾倒角度傳感器(位移檢測(cè)單元)5a、fe’。將從該傾倒角度傳感器如、5^ 對(duì)閥控制器6a、6c輸出與作業(yè)機(jī)桿5、5’的傾斜角度一對(duì)一相關(guān)的桿操作信號(hào)Ga、Ge。作業(yè)機(jī)桿5處于中立位置時(shí)，輸出的桿操作信號(hào)( 為‘0 (零)’，動(dòng)臂41的速度為 ‘0’。若向前方傾倒，則動(dòng)臂41以與作業(yè)機(jī)桿5的傾倒角度對(duì)應(yīng)的速度下降，此外，通過向后方傾倒，動(dòng)臂41以與作業(yè)機(jī)桿5的傾倒角度對(duì)應(yīng)的速度上升。這樣的控制由以下的閥控制器6a進(jìn)行。閥控制器6a具有基于來自作業(yè)機(jī)桿5的操縱桿操作信號(hào)( 而使動(dòng)臂41動(dòng)作，并且抑制動(dòng)臂41的起動(dòng)時(shí)和停止時(shí)的晃動(dòng)的功能。這樣的閥控制器6a由微計(jì)算機(jī)等構(gòu)成， 通常在作為用于液壓挖掘機(jī)1的引擎控制及用于液壓泵控制上搭載了的調(diào)速器和泵控制器的一部分而被裝入，但在本實(shí)施方式中，為了便于說明，以單獨(dú)方式圖示。此外，被輸入操作信號(hào)( 的用于鏟斗43的閥控制器6b、以及被輸入操作信號(hào)Gc 的用于頭桿42的閥控制器6c具有大致同樣的功能及結(jié)構(gòu)，但這里以用于動(dòng)臂41的閥控制器6a作為代表進(jìn)行說明，所以省略各個(gè)閥控制器6b、6c的詳細(xì)的說明。(2)閥控制器6a的結(jié)構(gòu)圖2是表示閥控制器6a的方框圖。具體地說，如圖2所示，閥控制器6a包括操縱桿操作信號(hào)輸入單元61，被輸入來自作業(yè)機(jī)桿5的操縱桿操作信號(hào)( (電壓信號(hào))；目標(biāo)值校正單元62，被輸入來自操縱桿操作信號(hào)輸入單元61的速度目標(biāo)值(動(dòng)作目標(biāo)值)V1 ；指令信號(hào)輸出單元63，被輸入來自該目標(biāo)值校正單元62的校正過的速度目標(biāo)值V2 ；以及由RAM、ROM等構(gòu)成的存儲(chǔ)單元64。再有，操縱桿操作信號(hào)輸入單元61、目標(biāo)值校正單元62、以及指令信號(hào)輸出單元 63分別為計(jì)算機(jī)程序(軟件)。(2-1)操縱桿操作信號(hào)輸入單元61的結(jié)構(gòu)操縱桿操作信號(hào)輸入單元61包括速度目標(biāo)值運(yùn)算單元611及作業(yè)內(nèi)容判定單元 612而構(gòu)成。速度目標(biāo)值運(yùn)算單元611每規(guī)定時(shí)間At采樣來自作業(yè)機(jī)桿5的操縱桿操作信號(hào) ( ，通過運(yùn)算而求動(dòng)臂41的速度目標(biāo)值VI。作業(yè)內(nèi)容判定單元612在使用了動(dòng)臂41的作業(yè)之中，特別地判定恒速作業(yè)及輾壓作業(yè)，在這些作業(yè)的情況下具有功能，以便不進(jìn)行后述的加速度限制處理及浮起動(dòng)作抑制處理。有關(guān)該功能，后面論述。(2-2)目標(biāo)值校正單元62的結(jié)構(gòu)目標(biāo)值校正單元62是本實(shí)施方式中最具特征的結(jié)構(gòu)，仍然包括由計(jì)算機(jī)程序(軟件)構(gòu)成的振動(dòng)特性決定單元621、動(dòng)作信息獲取單元622、上限值決定單元623、校正量限制單元624、以及浮起動(dòng)作抑制單元625而構(gòu)成。振動(dòng)特性決定單元621具有通過輸入鉸接角度θ 1、θ 2，決定與動(dòng)臂41及頭桿42 的姿態(tài)對(duì)應(yīng)的振動(dòng)數(shù)ω和衰減率ζ的功能。這里，鉸接角度θ 1、θ 2與動(dòng)臂41及頭桿42 的姿態(tài)變化連動(dòng)并在規(guī)定的范圍內(nèi)變化，但與鉸接角度θ 1、θ 2對(duì)應(yīng)的振動(dòng)數(shù)ω和衰減率 ζ通過以實(shí)際的車輛為對(duì)象的測(cè)量和計(jì)算而預(yù)先求得，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元64中。因此，通過輸入各個(gè)鉸接角度Θ1、θ 2，從存儲(chǔ)單元64立即調(diào)用與它們對(duì)應(yīng)的振動(dòng)數(shù)ω和衰減率ζ，由浮起動(dòng)作抑制單元625使用。動(dòng)作信息獲取單元622在規(guī)定的定時(shí)(timing)輸入從速度傳感器16輸出的電信號(hào)，基于輸入的電信號(hào)，獲取頭桿42的動(dòng)作速度E (動(dòng)作信息)。上限值決定單元623具有決定與頭桿42的動(dòng)作速度對(duì)應(yīng)的作為動(dòng)臂41的校正量上限值的加速度上限值α的功能。這里，與頭桿42的動(dòng)作速度E對(duì)應(yīng)的加速度上限值α 通過以實(shí)際的車輛為對(duì)象的測(cè)量和計(jì)算而預(yù)先求得，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元64中。例如，在存儲(chǔ)單元64中，存儲(chǔ)著將頭桿42的動(dòng)作速度E和加速度上限值α對(duì)應(yīng)了的表。因此，通過輸入動(dòng)作速度Ε，從存儲(chǔ)單元64中立即調(diào)用與動(dòng)作速度E對(duì)應(yīng)的加速度上限值α，由校正量限制單元6Μ使用。圖3是表示一例加速度上限值α的圖。在圖3中，縱軸表示加速度上限值α。此外，橫軸表示頭桿42的動(dòng)作速度與能夠使頭桿42動(dòng)作的最大動(dòng)作速度的比例(％ )。例如，如圖3所示，在頭桿42的動(dòng)作速度為10%以下的情況下，加速度上限值α 被設(shè)定為比較小的加速度上限值amin。這里，加速度上限值cimin被設(shè)為在使用實(shí)際的車輛，使動(dòng)臂41動(dòng)作了時(shí)，下部行走體2的前方側(cè)或后方側(cè)沒有因動(dòng)臂41的動(dòng)作造成的反沖而浮起(不產(chǎn)生浮起動(dòng)作)的范圍的加速度上限值。此外，如圖3所示，加速度上限值α被設(shè)定，以使動(dòng)臂42的動(dòng)作速度從10%至 50%以從加速度上限值α min起按規(guī)定的比例增加，在動(dòng)臂42的動(dòng)作速度為50%以上的情況下，被設(shè)定為加速度上限值α max。這里，加速度上限值α max被設(shè)定為能夠使動(dòng)臂41動(dòng)作的最大加速度以上的值。圖4A、圖4B是用于說明加速度限制處理的圖。校正量限制單元擬4具有以下功能對(duì)于從操縱桿操作信號(hào)( 求得的速度目標(biāo)值 Vl施加加速度限制處理(校正量限制處理)，作為結(jié)果，將該速度校正為速度目標(biāo)值VI’，使動(dòng)臂41的加速度不超過由上限值決定單元623決定了的加速度上限值α。例如，如圖4Α、圖4Β所示，校正量限制單元擬4通過施加加速度限制處理，將速度目標(biāo)值Vl校正為速度目標(biāo)值VI’。再有，在圖4Α、圖4Β中，作為速度目標(biāo)值VI，將作為加速度限制處理的對(duì)象的速度目標(biāo)值設(shè)為Vln，將在速度目標(biāo)值Vln的At時(shí)間前求出的速度目標(biāo)值設(shè)為Vllri。S卩，如圖4Α所示，在速度目標(biāo)值Vln與速度目標(biāo)值Vllri之間的速度變化量Δ Vl大于將上限值決定單元623決定了的加速度上限值α乘以了 At所得的α At的情況下，校正量限制單元624限制速度變化量(加速度)，將速度目標(biāo)值Vln校正為速度目標(biāo)值Vl，， 以使從速度目標(biāo)值Vllri起的速度變化量為α At。此外，如圖4Β所示，與上述情況相反，在速度變化量Δ Vl為α At以下的情況下， 不限制加速度而將速度目標(biāo)值Vin直接設(shè)為速度目標(biāo)值VI’。浮起動(dòng)作抑制單元625具有以下功能對(duì)于校正了的速度目標(biāo)值VI’施加浮起動(dòng)作抑制處理，作為結(jié)果，將速度目標(biāo)值校正為速度目標(biāo)值V2，以使動(dòng)臂41不振動(dòng)。S卩，浮起動(dòng)作抑制單元625根據(jù)振動(dòng)模型預(yù)測(cè)在包括作業(yè)機(jī)4的液壓挖掘機(jī)1中產(chǎn)生的振動(dòng)的狀態(tài)，通過實(shí)施將預(yù)測(cè)的振動(dòng)消除的反特性運(yùn)算，將速度目標(biāo)值VI’校正為速度目標(biāo)值V2。例如，浮起動(dòng)作抑制單元625根據(jù)每Δ t時(shí)間的作業(yè)機(jī)4的姿態(tài)，使用由振動(dòng)特性決定單元621決定了的振動(dòng)數(shù)ω、衰減率ζ，通過以下的式(1)，每At時(shí)間將由校正量限制單元6Μ校正了的速度目標(biāo)值VI’校正為速度目標(biāo)值V2。這里，S是拉普拉斯算子，Qtl是另外設(shè)定的常數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種建筑機(jī)械，包括下部行走體及上部旋轉(zhuǎn)體、具有被設(shè)置于所述上部旋轉(zhuǎn)體上的動(dòng)臂及頭桿的作業(yè)機(jī)、抑制與所述動(dòng)臂的動(dòng)作對(duì)應(yīng)的所述下部行走體的浮起動(dòng)作的浮起動(dòng)作抑制單元、以及控制所述作業(yè)機(jī)的控制裝置，其特征在于，將所述作業(yè)機(jī)的動(dòng)力分配供給到使所述動(dòng)臂動(dòng)作的動(dòng)臂用驅(qū)動(dòng)裝置及使所述頭桿動(dòng)作的頭桿用驅(qū)動(dòng)裝置， 所述控制裝置包括操作信號(hào)輸入單元，其包含基于從操作所述動(dòng)臂的動(dòng)臂用操作單元輸入的操作信號(hào)， 生成所述動(dòng)臂的動(dòng)作目標(biāo)值的目標(biāo)值運(yùn)算單元； 目標(biāo)值校正單元，其校正所述動(dòng)作目標(biāo)值；以及指令信號(hào)輸出單元，其基于校正了的動(dòng)作目標(biāo)值，對(duì)于所述動(dòng)臂用驅(qū)動(dòng)裝置輸出指令信號(hào)，所述目標(biāo)值校正單元包括動(dòng)作信息獲取單元，其獲取與所述頭桿的動(dòng)作有關(guān)的動(dòng)作信息； 上限值決定單元，其基于所述動(dòng)作信息，決定用于所述頭桿的動(dòng)作越快，越減小所述浮起動(dòng)作抑制單元的浮起動(dòng)作的抑制效果的校正量上限值；以及校正量控制單元，其基于所述校正量上限值，校正所述動(dòng)作目標(biāo)值。
2.如權(quán)利要求1所述的建筑機(jī)械，其特征在于，該建筑機(jī)械還包括速度檢測(cè)單元，其檢測(cè)所述頭桿的動(dòng)作速度， 所述動(dòng)作信息獲取單元獲取由所述速度檢測(cè)單元檢測(cè)出的所述頭桿的動(dòng)作速度作為所述動(dòng)作信息。
3.如權(quán)利要求1所述的建筑機(jī)械，其特征在于，該建筑機(jī)械還包括位移檢測(cè)單元，其檢測(cè)對(duì)所述頭桿進(jìn)行操作的頭桿用動(dòng)作操縱桿的位移，所述動(dòng)作信息獲取單元包括動(dòng)作信息生成單元，該動(dòng)作信息生成單元基于由所述位移檢測(cè)單元檢測(cè)出的位移，生成所述動(dòng)作信息。
4.如權(quán)利要求1所述的建筑機(jī)械，其特征在于，作為所述動(dòng)臂用驅(qū)動(dòng)裝置的輸出單元的動(dòng)臂用致動(dòng)器和作為所述頭桿用驅(qū)動(dòng)裝置的輸出單元的頭桿用致動(dòng)器，通過被供給的液壓油的液壓來驅(qū)動(dòng)，該建筑機(jī)械還包括檢測(cè)對(duì)各個(gè)所述致動(dòng)器供給的液壓油的液壓的壓力檢測(cè)單元， 所述動(dòng)作信息獲取單元包括基于由所述壓力檢測(cè)單元檢測(cè)出的液壓，生成所述動(dòng)作信息的動(dòng)作信息生成單元。
5.一種建筑機(jī)械的控制方法，該建筑機(jī)械包括下部行走體及上部旋轉(zhuǎn)體、具有被設(shè)置于所述上部旋轉(zhuǎn)體上的動(dòng)臂及頭桿的作業(yè)機(jī)、抑制與所述動(dòng)臂的動(dòng)作對(duì)應(yīng)的所述下部行走體的浮起動(dòng)作的浮起動(dòng)作抑制單元、以及控制所述作業(yè)機(jī)的控制裝置，該建筑機(jī)械的控制方法的特征在于，將所述作業(yè)機(jī)的動(dòng)力分配供給到使所述動(dòng)臂動(dòng)作的動(dòng)臂用驅(qū)動(dòng)裝置及使所述頭桿動(dòng)作的頭桿用驅(qū)動(dòng)裝置， 所述控制裝置執(zhí)行基于從操作所述動(dòng)臂的動(dòng)臂用操作單元輸入的操作信號(hào)，生成所述動(dòng)臂的動(dòng)作目標(biāo)值的目標(biāo)值生成步驟；獲取與所述頭桿的動(dòng)作有關(guān)的動(dòng)作信息的動(dòng)作信息獲取步驟； 基于所述動(dòng)作信息，決定用于所述頭桿的動(dòng)作越快，越減小所述浮起動(dòng)作抑制單元的浮起動(dòng)作的抑制效果的校正量上限值的上限值決定步驟；以及基于所述校正量上限值，校正所述動(dòng)作目標(biāo)值的校正量限制步驟。
6. 一種計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的程序，該程序使建筑機(jī)械的控制裝置執(zhí)行權(quán)利要求5所述的建筑機(jī)械的控制方法，該建筑機(jī)械包括了下部行走體及上部旋轉(zhuǎn)體、具有被設(shè)置于所述上部旋轉(zhuǎn)體上的動(dòng)臂及頭桿的作業(yè)機(jī)、抑制與所述動(dòng)臂的動(dòng)作對(duì)應(yīng)的所述下部行走體的浮起動(dòng)作的浮起動(dòng)作抑制單元、以及控制所述作業(yè)機(jī)的所述控制裝置。
全文摘要
構(gòu)成建筑機(jī)械的控制裝置(6a)包括目標(biāo)值運(yùn)算單元(611)，基于操縱桿操作信號(hào)(Ga)生成動(dòng)臂的速度目標(biāo)值(V1)；目標(biāo)值校正單元(62)，校正速度目標(biāo)值(V1)，以及指令信號(hào)輸出單元(63)，基于校正了的速度目標(biāo)值(V2)，對(duì)于動(dòng)臂用驅(qū)動(dòng)裝置輸出指令信號(hào)(H)。目標(biāo)值校正單元(62)包括動(dòng)作信息獲取單元(622)，獲取與頭桿的動(dòng)作有關(guān)的動(dòng)作信息；上限值決定單元(623)，基于動(dòng)作信息決定用于動(dòng)臂的動(dòng)作越快，越減小浮起動(dòng)作抑制單元(625)產(chǎn)生的浮起動(dòng)作的抑制效果的校正量上限值；以及校正量限制單元(624)，基于校正量上限值校正速度目標(biāo)值(V1)。
文檔編號(hào)E02F9/22GK102341549SQ20108001090
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2010年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月6日
發(fā)明者岡村健治, 市原將志 申請(qǐng)人:株式會(huì)社小松制作所