作业车辆以及作业车辆的控制方法与流程

本发明涉及作业车辆以及作业车辆的控制方法。

背景技术：

以往，在轮式装载机以及推土机等作业车辆中，处于容易且准确地将工作装置反复操作到规定位置的目的，进行使工作装置自动地驱动到规定位置的自动驱动控制(所谓的锁定控制)(参照专利文献1)。

专利文献1所记载的自动驱动控制通过使工作装置的操作杆倾动到最大移动位置之后返回到中立位置而开始执行。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平09－133105号公报

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

然而，在专利文献1所记载的自动驱动控制中，由于始终以最高驱动速度驱动工作装置，因此操作人员不能以希望的驱动速度驱动工作装置。

本发明是鉴于上述的问题而作出的，其目的在于提供一直执行能够以希望的驱动速度驱动工作装置的自动驱动控制的作业车辆以及作业车辆的控制方法。

用于解决技术问题的手段

本发明的作业车辆具备车身、安装于车身的工作装置、用于操作工作装置的操作装置、以与操作装置的操作量相应的驱动速度驱动工作装置的控制器以及输入装置。控制器在操作装置的倾动过程中接收到输入装置的输入的情况下，以根据操作装置的操作量而设定的驱动速度执行自动驱动控制。

发明效果

根据本发明，可提供一种执行能够以希望的驱动速度驱动工作装置的自动驱动控制的作业车辆以及作业车辆的控制方法。

附图说明

图1是表示轮式装载机的侧视图。

图2是表示轮式装载机的控制系统的框图。

图3是表示操作杆的倾动量与动臂的驱动速度的关系的图表。

图4是用于说明动臂的自动驱动控制的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对应用了本发明的“自动驱动控制”的“作业车辆”的一个例子进行说明。但是，本发明的范围并不限定于以下的实施方式，能够在本发明的技术思想的范围内任意地变更。

例如，在以下的说明中，作为应用了本发明的自动驱动控制的作业车辆，将列举具备铲斗的轮式装载机为例进行说明，但本发明的自动驱动控制能够广泛地应用于作业车辆。

作为作业车辆，除了轮式装载机之外，还可列举出推土机、机动平地机、自卸卡车等。另外，在作业车辆中，作为工作装置，除了可以具备铲斗之外，还可以具备货叉等附属装置。

在本说明书中，“前”是表示作业车辆的前进方向的用语，“后”是表示作业车辆的后退方向的用语。另外，“左”、“右”是以作业车辆前进时的行进方向为基准的用语。

<轮式装载机1>

图1是表示本实施方式的轮式装载机1的侧视图。

轮式装载机1具备车身2、工作装置5、前轮6f、后轮6r、驾驶室7、动臂缸9以及铲斗缸10。

在车身2上安装有工作装置5、前轮6f、后轮6r以及驾驶室7。在驾驶室7内，配置有供操作人员落座的驾驶座ds和用于操作工作装置5的操作杆cl(操作装置的一个例子)。

工作装置5安装于车身2的前方。工作装置5具有动臂3与铲斗4。动臂3从车身2朝向前方延伸。动臂3被车身2可上下摆动地支承。在动臂3的基端部配置有动臂角检测传感器3a。动臂角检测传感器3a检测动臂3相对于水平方向的角度。在本实施方式中，执行使动臂3自动地驱动到规定位置的自动驱动控制。关于动臂3的自动驱动控制，详见后述。

铲斗4具有开口部4h与爪4c。铲斗4以爪4c撮取砂土或者碎石等装载物。爪4c所撮取到的装载物从开口部4h进入铲斗4的内部。铲斗4安装于动臂3的前端部。铲斗4被动臂3可前后倾动地支承。将铲斗4向后倾方向转动称为倾仰，将铲斗4向前倾方向转动称为倾卸。

前轮6f与后轮6r与路面r接触。通过使前轮6f与后轮6r在路面r上旋转，使得轮式装载机1行驶。通过使车身2在前轮6f与后轮6r之间弯曲，使得轮式装载机1转向。

动臂缸9连结于车身2与动臂3。动臂3通过动臂缸9伸缩而上下摆动。铲斗缸10连结于车身2与摇臂11的上端部。摇臂11可转动地支承在固定于动臂3的支承部件12的前端部。摇臂11的下端部经由连结部件13连结于铲斗4。铲斗4通过铲斗缸10伸缩而以支承于动臂3的部分为中心向前后倾动。在支承部件12的前端部配置有铲斗角检测传感器4a。铲斗角检测传感器4a检测铲斗4的底面相对于水平方向的角度。

操作杆cl用于通过控制动臂缸9的伸缩来操作动臂3。在本实施方式中，若使操作杆cl向前方倾动，则动臂3下降，若使操作杆cl向后方倾动，则动臂3上升。另外，操作杆cl还用于通过控制铲斗缸10的伸缩来操作铲斗4。在本实施方式中，若使操作杆cl向左方倾动，则铲斗4倾卸，若使操作杆cl向右方倾动，则铲斗4倾仰。

<轮式装载机1的控制系统>

图2是表示控制轮式装载机1的动作的控制系统1a的框图。

轮式装载机1的控制系统1a具备工作装置泵20、动臂操作阀21、铲斗操作阀22、先导泵23、工作装置电子控制阀24以及控制器25。

工作装置泵20由搭载于轮式装载机1的作为动力产生源的发动机26驱动。工作装置泵20分别向动臂操作阀21以及铲斗操作阀22排出工作油。

动臂操作阀21以及铲斗操作阀22分别是液压先导式的操作阀。动臂操作阀21连接于动臂缸9，铲斗操作阀22连接于铲斗缸10。

动臂操作阀21是能够移动到使动臂3上升的位置、使动臂3停止的位置以及使动臂3下降的位置的三位切换阀。铲斗操作阀22是能够移动到使铲斗4倾卸的位置、使铲斗4停止的位置以及使铲斗4倾仰的位置的三位切换阀。

动臂操作阀21以及铲斗操作阀22各自的先导受压部经由工作装置电子控制阀24连接于先导泵23。先导泵23由发动机26驱动。先导泵23经由工作装置电子控制阀24对动臂操作阀21以及铲斗操作阀22各自的先导受压部供给先导压力的工作油。

工作装置电子控制阀24具有动臂下降控制阀24a、动臂上升控制阀24b、铲斗倾卸控制阀24c以及铲斗倾仰控制阀24d。动臂下降控制阀24a以及动臂上升控制阀24b分别连接于动臂操作阀21的一对先导受压部。铲斗倾卸控制阀24c以及铲斗倾仰控制阀24d分别连接于铲斗操作阀22的一对先导受压部。动臂下降控制阀24a的螺线管指令部24e、动臂上升控制阀24b的螺线管指令部24f、铲斗倾卸控制阀24c的螺线管指令部24g以及铲斗倾仰控制阀24d的螺线管指令部24h分别被输入来自控制器25的指令信号。

动臂操作阀21、动臂下降控制阀24a、动臂上升控制阀24b以及动臂缸9作为使动臂3上下摆动(升降)的动臂驱动部发挥功能。铲斗操作阀22、铲斗倾卸控制阀24c、铲斗倾仰控制阀24d以及铲斗缸10作为使铲斗4倾动(倾仰或者倾卸)的铲斗驱动部发挥功能。

控制器25例如是计算机。控制器25包含cpu(centralprocessingunit：中央处理单元)等处理部和rom(readonlymemory：只读存储器)等存储部。控制器25通过依次执行计算机程序中记述的各种命令，控制工作装置5的动作。

控制器25连接于动臂杆电位计27、铲斗杆电位计28、自动驱动控制按钮29、动臂角检测传感器3a以及铲斗角检测传感器4a。

动臂杆电位计27设于操作杆cl。动臂杆电位计27检测操作杆cl在前后方向上的操作量。铲斗杆电位计28设于操作杆cl。铲斗杆电位计28检测操作杆cl在左右方向上的操作量。

在操作杆cl向前方倾动的情况下，控制器25使动臂3向上方摆动。在操作杆cl向后方倾动的情况下，控制器25使动臂3向下方摆动。在这些情况下，控制器25如图3所示，以与操作杆cl向前后的倾动量相应的驱动速度对动臂3进行驱动。

在图3所示的例子中，操作杆cl在前倾的情况下，能够依次倾动到包含中立位置的第一中立区域、操作量比第一中立区域多且紧接着第一中立区域的第一中间区域、以及操作量比第一中间区域多且紧接着第一中间区域的第一自动驱动控制强制执行区域。在第一中间区域与第一自动驱动控制强制执行区域的边界处，优选的是对操作杆cl设置点击感(反弹感)。第一中立区域是所谓的不灵敏区域。在操作杆cl位于第一中立区域的情况下，控制器25不对动臂3进行驱动。在操作杆cl位于第一中立区域的情况下，控制器25即使从后述的自动驱动控制按钮29接收到了自动驱动控制的执行指示的输入，也不执行动臂3的自动驱动控制。在操作杆cl位于第一中间区域的情况下，控制器25对动臂3进行驱动。在操作杆cl位于第一中间区域的情况下，操作杆cl的操作量越大，控制器25越是加快动臂3的驱动速度(上升速度)。在操作杆cl位于第一自动驱动控制强制执行区域的情况下，控制器25无论是否从自动驱动控制按钮29接收到了自动驱动控制的执行指示的输入，都朝向上方执行动臂3的自动驱动控制。具体而言，若操作杆cl进入第一自动驱动控制强制执行区域，则控制器25使动臂3自动地上升到规定的上升位置(规定位置的一个例子)。此时，控制器25使动臂3以最高驱动速度上升。控制器25在基于来自动臂角检测传感器3a的输出值，在检测到动臂3到达上升位置时，使动臂3停止上升。动臂3的上升位置能够预先设定在任意的位置。动臂3的上升位置可以是动臂缸9的最大动作位置，也可以动臂缸9的最大动作位置与最小动作位置之间的位置。

另外，在图3所示的例子中，操作杆cl在后倾的情况下，能够依次倾动到包含中立位置的第二中立区域、紧接着第二中立区域的第二中间区域、以及紧接着第二中间区域的第二自动驱动控制强制执行区域。在第二中间区域与第二自动驱动控制强制执行区域的边界处，优选的是对操作杆cl设置点击感(反弹感)。第二中立区域是所谓的不灵敏区域。在操作杆cl位于第二中立区域的情况下，控制器25不对动臂3进行驱动。在操作杆cl位于第二中立区域的情况下，控制器25即使从后述的自动驱动控制按钮29接收到了自动驱动控制的执行指示的输入，也不执行动臂3的自动驱动控制。在操作杆cl位于第二中间区域的情况下，操作杆cl的操作量越大，控制器25越是加快动臂3的驱动速度(下降速度)。在操作杆cl位于第二自动驱动控制强制执行区域的情况下，控制器25无论自动驱动控制按钮29是否被按下，都朝向下方执行动臂3的自动驱动控制。具体而言，若操作杆cl进入第二自动驱动控制强制执行区域，则控制器25使动臂3自动地下降到规定的下降位置(规定位置的一个例子)。此时，控制器25使动臂3以最高驱动速度下降。控制器25在基于来自动臂角检测传感器3a的输出值，检测到动臂3到达下降位置时，使动臂3停止下降。动臂3的下降位置能够预先设定在任意的位置。动臂3的下降位置可以是动臂缸9的最小动作位置，也可以是动臂缸9的最大动作位置与最小动作位置之间的位置。不过，动臂3的下降位置被设定在比上述的上升位置更靠下方的位置。

另外，在操作杆cl向左方倾动的情况下，控制器25使铲斗4倾卸。在操作杆cl向右方倾动的情况下，控制器25使铲斗4倾仰。在这些情况下，控制器25基于与图3相同的图表，以与操作杆cl向左右的倾动量相应的驱动速度对铲斗4进行驱动。

自动驱动控制按钮29设于操作杆cl的上端部。操作人员能够一边用手掌向前后左右操作操作杆cl，一边用手指按下自动驱动控制按钮29。自动驱动控制按钮29是操作人员用于输入自动驱动控制的执行指示以及结束指示的“输入装置”的一个例子。自动驱动控制按钮29在未执行动臂3的自动驱动控制的情况下被按下时，向控制器25输出动臂3的自动驱动控制的执行指示。另外，自动驱动控制按钮29在正在执行动臂3的自动驱动控制的情况下被按下时，向控制器25输出动臂3的自动驱动控制的结束指示。

在本实施方式中，控制器25在使操作杆cl向前方倾动时从自动驱动控制按钮29接收到了执行指示的输入的情况下，以根据操作杆cl的倾动量而设定的上升速度执行自动驱动控制。具体而言，在操作杆cl位于图3所示的第一中间区域时，控制器25若从自动驱动控制按钮29接收到自动驱动控制的执行指示的输入，则使动臂3自动地上升到上述上升位置。此时，控制器25按照图3所示的图表，设定与操作杆cl的倾动量相应的上升速度，并维持该上升速度直到动臂3到达上升位置为止。控制器25通过分别调整动臂操作阀21的开度、工作装置泵20的转速以及工作装置泵20的容量，能够维持动臂3的上升速度。控制器25在基于来自动臂角检测传感器3a的输出值，检测到动臂3到达上升位置时，使动臂3停止上升。

同样，控制器25在使操作杆cl向后方倾动时从自动驱动控制按钮29接收到了执行指示的输入的情况下，以根据操作杆cl的倾动量而设定的下降速度执行自动驱动控制。具体而言，在操作杆cl位于图3所示的第二中间区域时，控制器25若从自动驱动控制按钮29接收到自动驱动控制的执行指示的输入，则使动臂3自动地下降到上述下降位置。此时，控制器25按照图3所示的图表，设定与操作杆cl的倾动量相应的下降速度，并维持该下降速度直到动臂3到达下降位置为止。控制器25通过分别调整动臂操作阀21的开度、工作装置泵20的转速以及工作装置泵20的容量，能够维持动臂3的下降速度。控制器25在基于来自动臂角检测传感器3a的输出值，检测到动臂3到达下降位置时，使动臂3停止下降。

这样，本实施方式的控制器25在操作杆cl倾动时，若从自动驱动控制按钮29接收到执行指示的输入，则以根据操作杆cl的倾动量而设定的驱动速度执行自动驱动控制。因此，例如在希望以微速自动驱动控制动臂3的情况下，操作人员能够以自己设定的希望的速度执行自动驱动控制。

在此，构成为，在操作人员按下自动驱动控制按钮29而开始动臂3的自动驱动控制之后，若将手从操作杆cl离开，则操作杆cl返回中立位置。在操作杆cl返回中立位置之后，在操作人员使操作杆cl移动到了第一中立区域或者第二中立区域外的情况下，无论动臂3是否已经到达规定位置，控制器25都使动臂3的自动驱动控制结束。由此，即使是在动臂3的自动驱动控制的执行过程中，也能够使操作人员自身的操作优先，因此能够根据操作人员自身的判断来迅速地中断自动驱动控制。

另外，控制器25在自动驱动控制的执行过程中，在从自动驱动控制按钮29接收到了结束指示(即，第二次的按下)的输入的情况下，使自动驱动控制结束。由此，即使是在动臂3的自动驱动控制的执行过程中，也能够根据操作人员自身的判断来迅速中断自动驱动控制。

<动臂3的自动驱动控制>

接下来，参照图4说明控制器25对动臂3的自动驱动控制。图4是用于说明动臂3的自动驱动控制的流程图。

在步骤s1中，控制器25判定是否从自动驱动控制按钮29接收到了执行指示的输入。在未从自动驱动控制按钮29接收到执行指示的输入的情况下，处理结束。在从自动驱动控制按钮29接收到了执行指示的输入的情况下，处理进入步骤s2。

在步骤s2中，控制器25判定操作杆cl是否正在倾动。具体而言，控制器25判定操作杆cl是否位于第一中间区域或者第二中间区域。在操作杆cl不位于第一中间区域或者第二中间区域的情况下，处理结束。在操作杆cl位于第一中间区域或者第二中间区域的情况下，处理进入步骤s3。

在步骤s3中，控制器25参照图3的图表，设定动臂3在自动驱动控制中的驱动速度(上升速度或者下降速度)。

在步骤s4中，控制器25向工作装置电子控制阀24输出指令值，以使动臂3的驱动速度成为希望值。

在步骤s5中，控制器25判定动臂3是否已经到达规定位置(上升位置或者下降位置)。在动臂3已经到达规定位置的情况下，处理进入步骤s8。在动臂3未到达规定位置的情况下，处理进入步骤s6。

在步骤s6中，控制器25判定是否从自动驱动控制按钮29接收到了结束指示的输入。在自动驱动控制按钮29未接收到结束指示的情况下，处理进入步骤s7。在从自动驱动控制按钮29接收到了执行指示的输入的情况下，处理进入步骤s8。

在步骤s7中，控制器25在操作杆cl返回中立位置之后，判定操作杆cl是否移动到了第一中立区域或者第二中立区域外。在操作杆cl未移动到第一中立区域或者第二中立区域外的情况下，处理返回到步骤s4，继续进行动臂3的自动驱动控制。在操作杆cl未移动到第一中立区域或者第二中立区域外的情况下，处理进入步骤s8。

在步骤s8中，控制器25停止向工作装置电子控制阀24输出指令值。由此，动臂3的自动驱动控制结束。

<其他实施方式>

在上述实施方式中，在动臂3的上升以及下降这两方中执行本发明的“自动驱动控制”，但也可以仅在上升以及下降中的某一方中执行。

在上述实施方式中，在动臂3中执行本发明的“自动驱动控制”，但本发明的“自动驱动控制”也能够在铲斗4的倾卸以及倾仰中的至少一方中执行。另外，本发明的“自动驱动控制”也能在取代铲斗4而安装的货叉等其他附属装置中执行。而且，本发明的“自动驱动控制”也能在推土机所具备的刮板、机动平地机所具备的刮板、自卸卡车所具备的车箱中执行。

在上述实施方式中，控制器25在动臂3的自动驱动控制中维持根据图3所示的图表而设定的驱动速度，但并不限定于此。控制器25也可以在自动驱动控制的执行过程中，在用于控制发动机26的转速的加速踏板被操作人员踏下的情况下，根据加速踏板的踏下量来增大驱动速度。由此，在操作人员感觉到自动驱动控制中的动臂3的驱动速度较慢的情况下，能够在不再次设定自动驱动控制的情况下简便地使动臂3的驱动速度上升到希望速度。

附图标记说明

1轮式装载机

1a控制系统

2车身

3动臂

3a动臂角检测传感器

4铲斗

4a铲斗角检测传感器

5工作装置

9动臂缸

10铲斗缸

20工作装置泵

21动臂操作阀

22铲斗操作阀

23先导泵

24工作装置电子控制阀

25控制器

26发动机

27动臂杆电位计

28铲斗杆电位计

29自动驱动控制按钮(输入装置的一个例子)

cl操作杆