CN106574455A - 作业车辆 - Google Patents

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Abstract

一种作业车辆(1)，具备：车辆主体(2)、大臂(31)、铲斗(32)、具有大臂缸(36)的大臂驱动部、使铲斗(32)转动的铲斗驱动部、检测大臂缸(36)的底压的大臂底压传感器(460)、控制大臂(31)的提升动作或铲斗(32)的倾斜动作中的至少一方的工作装置控制器(10)。铲斗(32)具有倾斜部(44)，工作装置控制器(10)将与倾斜部(44)的倾斜角度相应地设定的阈值和底压进行比较，控制提升动作或倾斜动作。

Description

作业车辆
技术领域
本发明涉及作业车辆。
背景技术
已知有具备工作装置的作业车辆，以将砂土或碎石等装载到自卸卡车等。作为这种作业车辆，有轮式装载机。轮式装载机是具有铲斗，且以车轮行走进行作业的车辆。在轮式装载机的挖掘作业中，为了减轻驾驶员的负担，有自动控制铲斗的动作来进行挖掘的方式(例如，专利文献1)。
在专利文献1中，在自动挖掘控制中，在供给到大臂用液压缸的液压油的压力即底压、作业车辆的行走速度、大臂角度都符合自动提升的开始条件的情况下，开始进行大臂的自动提升的控制。另外，在上述大臂用液压缸的底压和作业车辆的行走速度符合自动倾斜的开始条件的情况下，开始进行铲斗的自动倾斜的控制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)专利第5700613号公报
发明内容
发明所要解决的课题
可是，在上述轮式装载机中，除了进行挖掘作业以外，有时还进行平整土地等平整作业，在这种情况下，底压也会升高。因此，需要设定成即使通过平整作业而底压上升，也不执行自动挖掘控制。
因此，将与上述底压进行比较的阈值设定为较高的值，以使仅在进行自动挖掘作业的情况下，才开始进行自动提升或自动倾斜的控制。
但是，如果将上述阈值设定为较高的值，则直到底压升高到较高的值为止，都不能开始进行自动提升或自动倾斜的控制，控制的开始时机变迟。因此，直到铲斗向砂土等对象物***的距离增大为止，都不能开始进行控制，从而不能以最佳时机开始进行自动提升或自动倾斜的控制，不能充分提高自动挖掘控制时的作业效率。
本发明的目的在于，提供一种能够提高自动挖掘控制时的作业效率的作业车辆。
用于解决课题的手段
本发明的作业车辆的特征在于，具备：车身、支承于所述车身而转动的大臂、支承于所述大臂而转动的铲斗、使所述大臂转动且具有大臂用液压缸的大臂驱动部、使所述铲斗转动的铲斗驱动部、检测所述大臂用液压缸的底压的大臂底压检测装置、控制所述大臂的提升动作或所述铲斗的倾斜动作中的至少一方的控制装置，所述铲斗具有底板部，所述底板部具有在将底面水平配置时朝向所述铲斗的进深侧向上倾斜的倾斜部，所述控制装置将根据所述倾斜部相对于所述底面的倾斜角度而设定的阈值和所述底压进行比较，控制所述提升动作或所述倾斜动作。
根据本发明，因为在铲斗的底板部形成有倾斜部，所以在将铲斗***到砂土等挖掘对象物时，从挖掘对象物经由铲斗施加于大臂的水平方向的反作用力增大，大臂用液压缸的底压的上升比例也增大。因此，即使在将与底压进行比较的阈值设定为能够与平整作业区别开来较高的值的情况下，也能够使底压超过阈值为止的时间缩短，能够以较早的时机开始进行控制装置的大臂的提升动作或铲斗的倾斜动作的自动控制。因此，容易在铲斗向挖掘对象物的***距离达到最佳距离的时机执行自动控制所进行的提升动作或倾斜动作，能够提高自动挖掘控制时的作业效率。特别是，由于根据所述倾斜部的倾斜角度来设定所述阈值，因此，即使底压的变化比例因倾斜角度而改变，也能够与该变化比例相应地以最佳时机执行提升动作或倾斜动作，能够提高自动挖掘控制时的作业效率。
另外，因为所述水平方向的反作用力增大，所以作业车辆的速度也变成低速，驾驶员容易把握操作时机，操作性也能够提高，在这一点上，也能够提高自动挖掘控制时的作业效率。
在本发明的作业车辆中，优选地，所述底板部具有与所述倾斜部的前端侧连续而延伸的直线部。
在本发明的作业车辆中，优选地，所述倾斜角度为4度以上且8度以下。
在本发明的作业车辆中，优选地，所述控制装置将根据所述倾斜部相对于所述底面的倾斜角度而设定的第一阈值和所述底压进行比较，控制所述大臂的提升动作，所述控制装置将根据所述倾斜部相对于所述底面的倾斜角度而设定的第二阈值和所述底压进行比较，控制所述铲斗的倾斜动作。
本发明的作业车辆的特征在于，具备：车身、支承于所述车身而转动的大臂、支承于所述大臂而转动的铲斗、使所述大臂转动的大臂驱动部、使所述铲斗转动的铲斗驱动部、检测铲斗***要装载于所述铲斗的对象物时的水平方向反作用力的水平方向反作用力检测装置、控制所述大臂的提升动作或所述铲斗的倾斜动作中的至少一方的控制装置，所述铲斗具有底板部，所述底板部具有在将底面水平配置时朝向所述铲斗的进深侧向上倾斜的倾斜部，所述控制装置将根据所述倾斜部相对于所述底面的倾斜角度而设定的阈值和所述水平方向反作用力进行比较，控制所述提升动作或所述倾斜动作。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的作业车辆的侧视图；
图2是表示搭载于作业车辆的铲斗的整体立体图；
图3是表示铲斗的剖视图；
图4是表示行走姿态状态下的铲斗和大臂之间的位置关系的剖视图；
图5是示意地表示工作装置的驱动机构的说明图；
图6是表示工作装置控制器的结构的方框图；
图7是示意地对自动挖掘作业工序进行说明的说明图；
图8是表示自动挖掘作业工序的流程图；
图9是表示大臂底压和***距离之间的关系的曲线图；
图10是表示大臂底压和***距离之间的关系的曲线图；
图11是表示车速和***距离之间的关系的曲线图；
图12是表示减速度和***距离之间的关系的曲线图；
图13是表示速度比和***距离之间的关系的曲线图；
图14是表示铲斗的变形例的剖视图；
具体实施方式
下面，基于附图，对本发明的一个实施方式进行说明。
图1是表示作为本实施方式的作业车辆的轮式装载机1的侧视图。此外，在各图中，以轮式装载机1的处于驾驶姿势的驾驶员为基准，将车身前后方向简称为前后方向，将车身宽度方向称为左右方向，将车身上下方向简称为上下方向。另外，铲斗进深侧指的是以铲斗开口为基准的后方侧。
[轮式装载机的概要说明]
在图1中，轮式装载机1具备：车辆主体(车身)2、工作装置3、驾驶室4、行走装置5、以及动力部6。
车辆主体2由支承工作装置3的钢制的前部车架21和支承驾驶室4及动力部6的钢制的后部车架构成。工作装置3设置于前部车架21的前方侧。行走装置5具备车轮7，驱动车轮7来控制轮式装载机1的行走。
对工作装置3进行详细说明，工作装置3具备：枢轴支承于前部车架21的大臂31、上下枢轴支承于该大臂31的铲斗32、在大臂31的中间部分枢轴支承于大臂31的曲拐33。
大臂31在左右配置有一对，相对于前部车架21上下转动自如地被枢轴支承。在该大臂31的中间部枢轴支承有大臂用液压缸即大臂缸36(图5)，大臂缸36的基端部分枢轴支承于前部车架21。而且，通过利用液压使该大臂缸36伸缩，使大臂31上下转动。
铲斗32是装载挖掘土等挖掘对象物(图3、7的W)的部分。铲斗32在比与大臂31的枢轴支承位置更靠上部的位置枢轴支承有连杆37(图5)，连杆37的另一端侧枢轴支承于曲拐33的下端部。
曲拐33枢轴支承于一对大臂31之间，下端连接有上述连杆37的基端部分。在曲拐33的上端枢轴支承有铲斗缸34，该铲斗缸34的基端部分枢轴支承于前部车架21。
而且，使铲斗32以处于擦着地表GL的程度的位置的状态进入堆积有***后的岩石块的山或山体(图3中的白箭头表示进入方向)。然后，当使大臂缸36伸出时，大臂31就在铲斗32内装有挖掘对象物(图3)的状态下向上方转动，能够进行大臂31的提升动作。
另外，通过利用液压使铲斗缸34伸缩，能够使铲斗32转动，进行铲斗32的倾斜动作。由此，能够进行砂土等的铲入作业或挖掘作业。
进而，在铲斗32位于上方的状态下，若使铲斗缸34缩回，曲拐33的上端部分就向车辆主体2侧转动，曲拐33的下端部分向车辆前方侧转动。于是，通过连杆，铲斗32的上部被推向车辆前方侧，由此，铲斗32进行转动，能够使装载于铲斗32内的挖掘对象物卸货。
[铲斗的具体说明]
图2是表示铲斗32的整体立体图，图3是表示铲斗32的侧剖面的剖视图，表示的是使底板部321的底面43G成为水平的状态。
在图2、图3中，铲斗32是下部前端缘43F具有被设置成一条直线状的平刃形状的铲斗，具备：从铲斗开口的下部侧连续设置到上部侧的主板部41、覆盖主板部41的左右两侧的一对侧板部42，在侧板部42的下部侧，可安装未图示的侧缘防护板。
主板部41具备：第一直线部43，从下部前端缘43F向铲斗进深侧水平延伸；倾斜部44，与第一直线部43的后端缘43B连续地进一步向铲斗进深侧延伸，且由向该铲斗进深侧向上倾斜的平坦面构成；曲面部45，在下端缘45L与倾斜部44的后端缘44B连续，且以规定的铲斗半径R形成；第二直线部46，与曲面部45的上端缘45U连续，且向铲斗开口向上倾斜；第三直线部48，相对于第二直线部46的前端缘46F经由折曲部47向铲斗开口侧折曲，向该铲斗开口进一步延伸。铲斗32的底板部321由上述第一直线部43及倾斜部44构成。
其中，第一直线部43由包含下部前端缘43F而形成的板状安装部431、和与板状安装部431的后端缘431B连续的板状底部432构成，具有底面43G。板状安装部431由厚钢板沿左右方向形成长条状，在其下表面通过螺栓紧固有底部防护板51。板状底部432、倾斜部44、曲面部45、第二直线部46、折曲部47、及第三直线部48由一块钢板形成，在从板状底部432到曲面部45的中途进一步配置层叠板52进行加强。
倾斜部44和第一直线部43(在本实施方式中，第一直线部43的底面43G)所成的角度θ为4°以上，优选为4°以上且8°以下。如果小于4°，从第一直线部43经过倾斜部44向曲面部45被推入的挖掘对象物有可能无法在倾斜部44和曲面部45之间顺利滑动，从而难以向铲斗进深侧移动。相反，如果大于8°，有可能使铲斗32进入挖掘对象物时的阻力增大，不能进行顺畅的作业，并且被推入到铲斗进深侧的挖掘对象物容易向铲斗开口侧滚出。
曲面部45的铲斗半径R比以往的铲斗半径大。曲面部45通过与倾斜部44的后侧连续，比以往位于更上方。另外，这种设置于曲面部45的前侧的倾斜部44从切线方向与以铲斗半径R形成的曲面部45连续。
这里，第一直线部43的水平方向的长度A、和从下部前端缘43F到曲面部45中向铲斗进深侧最膨出的位置为止的水平方向的长度B之比(A/B)为0.3以上且0.5以下。
例如，如果小于0.3，就会使倾斜部44的上下方向的高度相对变高，铲斗进入时的阻力增大，有可能无法实现顺畅的操作，或者，也可能使铲斗进深侧进一步位于上方，因与大臂31等的干扰而实际上无法搭载铲斗。另外，如果小于0.3，就会使第一直线部43的水平方向的长度A相对变短，有可能无法确保进入时的稳定性。
相反，如果大于0.5，就会使曲面部45的水平方向的长度相对缩短，有可能无法采用大的铲斗半径R，并且有可能无法顺利地进行挖掘对象物的推入等，在这一方面考虑，也不能期望顺畅的操作。另外，如果大于0.5，就会使长度A相对增大，因而铲斗进入时的阻力增大。
在第二直线部46的背面设有挡块53。挡块53是在后述的行走姿态下有意地与大臂31抵接的部件。这样，就可抑制在行走中铲斗32晃动或大臂31、曲拐33、其他连杆的连结部分晃动，实现小噪音和稳定的行走。
折曲部47设置于铲斗32的上侧表面部分，且设置于比加强第三直线部48的背面的加强部件54更靠铲斗进深侧即后侧的位置。在这种情况下，不仅能够通过折曲部47的存在来加强铲斗32的上侧表面部分，还能够利用加强部件54进行加强，所以能够大范围地加强该上侧表面部分。作为折曲部47，除了可采用以规定的曲率半径折曲的形状以外，还可以是尖锐地折曲到产生横跨左右的折曲线的程度的形状，在实施时可采用适当的形状。
在第三直线部48的背面设有前述的加强部件54。在加强部件54的前端缘54F连续地延伸设置有楔形防护板部55，从上方覆盖铲斗开口。此外，在本实施方式中，楔形防护板部55未包含在铲斗32的主板部41。
在本实施方式中，由第二直线部46、折曲部47、及第三直线部48沿左右方向连续地形成向铲斗32的外方侧膨出的膨出部56。这种膨出部56的内部空间算作铲斗容量的一部分。即，设置于倾斜部44的后侧的曲面部45位于比以往更靠上方的位置，由此，虽然在铲斗32的下部侧的铲斗容量减小，但设有膨出部56以补充该减小量。
[行走姿态的说明]
图4表示的是行走姿态状态下的铲斗32和大臂31之间的位置关系。
在图4中，行走姿态下的铲斗32以铲斗开口朝向上方的方式倾斜至最大，侧板部42的前端缘42F成为大致水平。在这种行走姿态下，枢轴支承有铲斗32和大臂31前端的连结部57上升到超过车辆主体2的地面高度的位置。而且，在行走姿态下，在铲斗32中，包含折曲部47的第二直线部46的大部分与大臂31最接近，两者间的距离S成为最小。
而且，在该位置配置有挡块53。挡块53的配置位置考虑经由该挡块53支承铲斗32的大臂31上的力矩而适当确定。在本实施方式中，尽可能地加大铲斗半径R，直到在挡块53处于适当的配置位置时的距离S成为最小。
另外，铲斗32和曲拐33在对应于第三直线部48的位置相互最接近。因此，加强部件54的形状或大小被确定成被收纳于那种狭小空间内。
此外，如上所述，图中在铲斗32的曲面部45的后侧标注的附图标记57表示的是铲斗32和大臂31的连结部，附图标记58表示的是连结曲拐33的下部侧和铲斗32的未图示的倾斜用连杆部件的连结部。
在以上说明的铲斗32中，由主板部41的具有底面43G的部分构成本发明的底板部321。即，本实施方式的铲斗32的主板部41具有：成为铲斗32的底板部321的第一直线部43及倾斜部44、成为铲斗32的进深侧的背面部的曲面部45、第二直线部46、第三直线部48。
[工作装置的驱动机构]
图5是示意地表示工作装置3的驱动机构的说明图。轮式装载机1具备：本发明的控制装置即工作装置控制器10、发动机11、Power Take Off(PTO：动力输出装置)12。PTO12将发动机11的输出分配给驱动车轮7的行走***和驱动工作装置3的液压装置***。
[行走***的结构]
行走***是用于使轮式装载机1行走的机构(行走装置5)，具备：转矩变换器(T/C)15、未图示的变速箱、车桥等。从发动机11输出的动力经由PTO12、转矩变换器15、变速箱及车桥传递到车轮7。
[液压装置***的结构]
液压装置***是主要用于驱动工作装置3(例如，大臂31或铲斗32)的机构。液压装置***具备：由PTO12驱动的工作装置用液压泵16、设置于液压泵16的排出回路的液压先导式铲斗操作阀22及大臂操作阀23、与铲斗操作阀22的各先导受压部连接的铲斗用电磁比例控制阀24、25、与大臂操作阀23的各先导受压部连接的大臂用电磁比例控制阀26、27。
电磁比例控制阀24～27与未图示的先导泵连接，根据来自工作装置控制器10的控制信号，控制液压油从先导泵向上述各先导受压部的供给。
具体而言，电磁比例控制阀24切换铲斗操作阀22，使铲斗缸34缩回，从而使铲斗32向卸货方向移动。另外，电磁比例控制阀25切换铲斗操作阀22，使铲斗缸34伸出，从而使铲斗32向倾斜方向移动。
电磁比例控制阀26切换大臂操作阀23，使大臂缸36缩回，从而使大臂31转动并下降。另外，电磁比例控制阀27切换大臂操作阀23，使大臂缸36伸出，从而使大臂31转动并上升。
因此，使铲斗32转动的铲斗驱动部具备电磁比例控制阀24、25、铲斗操作阀22、铲斗缸34而构成。
另外，使大臂31转动的大臂驱动部具备电磁比例控制阀26、27、大臂操作阀23、大臂缸36而构成。
[与工作装置控制器连接的设备]
如图6所示，在工作装置控制器10上连接有：设置于驾驶室4的大臂操纵杆410及铲斗操纵杆420、大臂角度传感器440、铲斗角度传感器450、大臂底压检测装置即大臂底压传感器460、发动机控制器470、变速箱控制器480。
在工作装置控制器10上还连接有自动挖掘模式输入单元531及铲斗设定单元532，其设置在设置于驾驶室4的监视器430。
大臂操纵杆410内置有检测操纵杆角度的操纵杆角度传感器。当驾驶员操作大臂操纵杆410时，上述操纵杆角度传感器检测与操作量对应的操纵杆角度，作为大臂操纵杆信号而向工作装置控制器10输出。
铲斗操纵杆420内置有检测操纵杆角度的操纵杆角度传感器。当驾驶员操作铲斗操纵杆420时，上述操纵杆角度传感器检测与操作量对应的操纵杆角度，作为铲斗操纵杆信号而向工作装置控制器10输出。
在大臂操纵杆410上设有降档开关411。降档开关411与变速箱控制器480连接。当操作降档开关411时，变速箱控制器480就将变速箱的速度段向低速侧变更。例如，在速度段为2段的情况下，如果操作降档开关411，变速箱控制器480就将速度段变更为1段。
自动挖掘模式输入单元531在监视器430上显示自动挖掘开始按钮，在通过驾驶员的操作对自动挖掘开始按钮进行了操作的情况下，向工作装置控制器10输出自动挖掘开始信号。
铲斗设定单元532是设定安装于轮式装载机1的铲斗32的种类的单元。铲斗32往往根据轮式装载机1的使用用途等而进行更换。而且，有时根据铲斗32，倾斜部44相对于第一直线部43的底面43G的倾斜角度θ不同。因此，在铲斗设定单元532设定有在出厂时安装的铲斗32的种类作为初始值，在更换了铲斗32的情况下，驾驶员或维修人员等输入铲斗32的种类例如型号等。由该铲斗设定单元532设定的信息输出到工作装置控制器10。该铲斗设定信息用于在后述的阈值设定单元120设定与倾斜角度θ相应的阈值。
大臂角度传感器440例如由在图5所示的大臂31与车辆主体2的连结部(支承轴)设置的旋转编码器等构成，检测大臂31的中心线和水平线之间的大臂角度，输出检测信号。因此，由大臂角度传感器440构成大臂位置检测单元。这里，大臂31的中心线是图5的Y－Y线，是连接大臂31与车辆主体2的连结部(支承轴的中心)和大臂31与铲斗32的连结部(铲斗支承轴的中心)的线。因此，在图5的Y－Y线沿着水平线的情况下，大臂角度传感器440输出0度的大臂角度。另外，当大臂31的前端从大臂角度为0度的状态上升时，大臂角度传感器440输出正值，当大臂31的前端从大臂角度为0度的状态下降时，输出负值。
铲斗角度传感器450例如由设置在曲拐33的旋转轴的旋转编码器等构成，如果在使铲斗32接触地面的状态下，铲斗32的第一直线部43在地面上成为水平的位置，就输出0度，当使铲斗32向倾斜方向(向上)移动时，就输出正值，当使铲斗32向卸货方向(向下)移动时，就输出负值。
大臂底压传感器460检测大臂缸36的底部侧的压力。大臂底压在铲斗32内装有货物时升高，在空载时降低。另外，即使在使铲斗32***砂土等挖掘对象物的挖掘作业时，大臂底压也上升。
发动机控制器470经由Controller Area Network(CAN)与工作装置控制器10进行通信，将发动机11的转速等发动机运转信息输出到工作装置控制器10。
变速箱控制器480经由CAN与工作装置控制器10进行通信，将表示由FR操纵杆490选择的轮式装载机1的前进后退的选择状态及速度段的FR信息和从车速传感器500输出的车速信息输出到工作装置控制器10。车速传感器500是根据车轮7的驱动轴的转速等检测车速的传感器，由车速传感器500检测到的车速信息经由变速箱控制器480输出到工作装置控制器10。
[工作装置控制器的结构]
工作装置控制器10具备工作状态检测单元110、阈值设定单元120、工作装置控制单元140、存储单元150。
[工作状态检测单元]
工作状态检测单元110利用输入到工作装置控制器10的各种信号来判定检测工作状态。具体而言，工作状态检测单元110判定轮式装载机1是否处于自动挖掘控制的开始状态、自动提升的开始状态、自动提升的终止状态、自动倾斜的开始状态、自动倾斜的停止状态、自动倾斜的终止状态中的任一种状态。
[阈值设定单元]
阈值设定单元120基于铲斗32的倾斜部44的倾斜角度θ设定与大臂底压的检测值进行比较的阈值。该阈值在由工作状态检测单元110检测工作状态时使用。
阈值设定单元120利用存储于存储单元150的倾斜角度和阈值之间的对应表格设定阈值。
如表1所示，对应表格关联存储有铲斗32的种类(型号)、该铲斗32的倾斜部44的倾斜角度θ、第一阈值及第二阈值。
作为铲斗32，通过铲斗的容量、或平刃、锯齿刃等铲斗32的刃的种类进行分类，倾斜部44的倾斜角度也根据铲斗的种类进行设定。另外，第一阈值主要是在判定自动提升开始状态时所使用的阈值，第二阈值主要是在判定自动倾斜开始状态时所使用的阈值。
因此，如果从铲斗设定单元532输入铲斗32的种类，阈值设定单元120就根据对应表格检测该铲斗32的倾斜角度θ，设定第一阈值、第二阈值。
但是，当铲斗32的倾斜部44的倾斜角度θ作为固定值预先被知道的情况下，由于阈值也会成为固定值，所以也可以不设置阈值设定单元120及存储在存储单元150的对应表格等，而是将第一阈值及第二阈值直接写入判定自动提升开始状态或自动倾斜开始状态的程序。
[表1]
此外，第一阈值或第二阈值的设定不限于使用表1的表格，例如，也可以设定表示倾斜部44的倾斜角度θ和第一阈值或第二阈值之间的关系的公式，然后将铲斗32的容量及倾斜角度θ代入公式，求出第一阈值、第二阈值。
[工作装置控制单元]
工作装置控制单元140基于所输入的各种信息及工作状态检测单元110的检测结果，输出对电磁比例控制阀24～27的控制信号，使铲斗32或大臂31工作。
另外，工作装置控制器10对监视器430输出指示指令或蜂鸣指令。监视器430若接收到指示指令，就控制设置于监视器430的指示器535的显示，将信息通知给驾驶员。
另外，监视器430具备鸣叫警告音的蜂鸣器536，若接收到蜂鸣指令，就通过上述蜂鸣器536鸣叫警告音，向驾驶员发出警告。
存储单元150除存储上述对应表格以外，还存储有向工作装置控制器10输入的各种数据等，并且存储有工作装置3的控制所需的各种参数等。
[自动挖掘作业工序]
接着，参照图7，对由自动挖掘模式输入单元531移至自动挖掘模式时的动作进行说明。如图7所示，轮式装载机1的自动挖掘作业通过以下说明的多个作业工序而进行。
[1.降档]
通过驾驶员的操作，铲斗32以铲斗32的底面43G为水平的状态与地面接触而***挖掘对象物，当大臂底压达到规定条件时，变速箱控制器480就进行将变速箱的速度段自动变更为1段的自动降档。降档也可由驾驶员利用按钮任意实施。
[2.自动提升]
当铲斗32***挖掘对象物，且大臂底压及车速符合自动提升条件时，工作装置控制器10就进行使大臂31自动上升的自动提升。
[3.自动倾斜]
当大臂底压及车速符合自动倾斜条件时，工作装置控制器10就在停止大臂31的状态下进行转动铲斗32的自动倾斜。
然后，在根据铲斗32的倾斜角度检测到倾斜结束的情况下，或通过驾驶员的驾驶选择了前进以外即后退或中立的情况下，工作装置控制器10终止自动挖掘作业。
[自动挖掘控制]
基于图8的流程图，对以上所述的自动挖掘模式下的工作装置控制器10的处理进行说明。
工作装置控制器10判定是否从自动挖掘模式输入单元531输入了自动挖掘开始信号，即，判定自动挖掘模式是否被设定为“ON”(步骤S1)。在自动挖掘模式为“OFF”的情况下，工作装置控制器10在步骤S1中判定为“否”。在这种情况下，工作装置控制器10向监视器430输出指示指令，在监视器430上显示有自动挖掘模式处于动作中的指示的情况下，消去指示(步骤S2)。工作装置控制器10重复进行步骤S1～S2，直到自动挖掘模式成为“ON”为止。
在自动挖掘模式为“ON”的情况下，工作装置控制器10在步骤S1中判定为“是”，向监视器430输出指示指令，在监视器430上显示表示自动挖掘模式处于动作中的指示(步骤S3)。
工作装置控制器10通过降档操作或自动降档，向变速箱控制器480输出降档指令，进行将变速箱的速度段维持在1段的降档(步骤S4)。由此，轮式装载机1的车速降低，但牵引力上升。然后，如图7所示，轮式装载机1利用牵引力使铲斗32以水平状态***挖掘对象物，对挖掘对象物进行挖掘。
在速度段通过降档变成1速的情况下，工作装置控制器10判定自动提升开始条件是否成立(步骤S5)。
这里，如果从大臂底压传感器460输入的大臂底压为第一阈值以上，且从变速箱控制器480输入的车速信息低于判定值，工作装置控制器10的工作状态检测单元110就判定为自动提升开始条件成立。
即，由于铲斗32***挖掘对象物，轮式装载机1的车速降低，变得低于判定值。另外，由于作为挖掘对象物的砂土等流入铲斗32内，大臂底压上升。因此，如果大臂底压为第一阈值以上，且车速低于判定值，就能够检测出铲斗32已***挖掘对象物。
如果在步骤S5中判定为“否”，工作装置控制器10就重复进行步骤S5的判定处理。
如果在步骤S5中判定为“是”，工作装置控制器10就从工作装置控制单元140向电磁比例控制阀24～27输出控制信号，开始进行大臂31的提升，并控制铲斗32的底面43G维持水平状态(步骤S6)。
在开始了步骤S6的大臂上升以后，工作装置控制器10判定自动提升终止条件是否成立(步骤S7)。
这里，在大臂底压达到了第二阈值以上的情况下，或者在大臂31的大臂角度达到了判定值以上的情况下，工作装置控制器10的工作状态检测单元110判定为自动提升终止条件成立。
即，自动提升是为了在挖掘时提高车轮7的抓地力而进行的，根据大臂角度成为判定值以上这一点检测到了大臂31已上升到规定高度，自动提升就终止。另外，即使在大臂31未上升到规定高度的情况下，如果大臂底压达到了作为自动倾斜开始条件的第二阈值以上，也会终止自动提升。
如果在步骤S7中判定为“否”，工作装置控制器10就重复进行步骤S7的判定处理。
如果在步骤S7中判定为“是”，工作装置控制器10就从工作装置控制单元140向电磁比例控制阀24～27输出控制信号，使大臂31的提升(大臂上升)停止(步骤S8)。
在进行了步骤S8的大臂上升停止之后，工作装置控制器10判定自动倾斜开始条件是否成立(步骤S9)。
在此，如果大臂底压为第二阈值以上，且车速信息低于判定值，工作装置控制器10的工作状态检测单元110就判定为自动倾斜开始条件成立。
如果在步骤S9中判定为“否”，工作装置控制器10就重复进行步骤S9的判定处理。
如果在步骤S9中判定为“是”，工作装置控制器10就从工作装置控制单元140向电磁比例控制阀25输出控制信号，开始进行铲斗32的倾斜(步骤S10)。
在开始进行步骤S10的铲斗32的倾斜之后，工作装置控制器10判定铲斗倾斜停止条件是否成立(步骤S11)。
在此，在从铲斗32的倾斜开始时点起大臂底压的上升值成为预先设定的判定值以上的情况下，或者在车速达到判定值以上的情况下，工作装置控制器10的工作状态检测单元110就判定为铲斗停止条件成立。
在步骤S11中判定为“否”时，工作装置控制器10就判定自动倾斜终止条件是否成立(步骤S12)。
在这里，在检测到倾斜结束的情况下，或者，在轮式装载机1处于后退或中立状态，即，不处于前进状态的情况下，工作装置控制器10的工作状态检测单元110就判定为自动倾斜终止条件成立。在此，倾斜结束是指铲斗缸34完全伸出，且铲斗32不能进一步进行倾斜动作的状态。因此，倾斜结束例如由铲斗角度传感器450检测。
因此，如果在持续进行着自动倾斜动作的情况(步骤S11中为“否”)下检测到倾斜结束，就在步骤S12中判定为“是”，工作装置控制器10终止自动挖掘模式的控制。
这时，工作装置控制器10通过监视器430上的指示器535、或蜂鸣器536，向驾驶员通知自动挖掘模式已终止。
在步骤S12中判定为“否”的情况下，工作装置控制器10返回到步骤S11的判定处理。
如果在步骤S11中判定为“是”，工作装置控制器10就使铲斗32的倾斜停止(步骤S13)。
在进行了步骤S13的铲斗倾斜停止之后，工作装置控制器10判定自动倾斜终止条件是否成立(步骤S14)。
如果在步骤S14中判定为“否”，工作装置控制器10就返回到步骤S9的自动倾斜开始条件是否成立的判定处理，继续进行控制。因此，在自动倾斜开始条件再次成立而在步骤S9中判定为“是”的情况下，工作装置控制器10重复进行步骤S10～S14的处理。因此，倾斜动作通常进行2～3次左右。
如果在步骤S14中判定为“是”，就与在步骤S12中判定为“是”的情况相同地，工作装置控制器10终止自动挖掘模式的控制。
[大臂底压和***距离]
图9是将在使用了倾斜部44的倾斜角度θ为6°的铲斗32的情况下的大臂底压和***距离的实测值与在使用了倾斜角度θ为0°即不具备倾斜部的铲斗的情况下的实测值进行比较的曲线图。这里，铲斗32的种类为A50，第一阈值T11为16MPa，第二阈值T21为27MPa。
从图9的曲线图可知，若使用具备倾斜部44的铲斗32，大臂底压的上升比例就会增加，就使大臂底压超过作为自动提升的开始条件的第一阈值T11的时机(***距离L1)来说，使用本实施方式的铲斗32比使用不具备倾斜部的铲斗(***距离L2)更加提前。即，在本实施方式中，在***距离L1达到1500mm之前，就已达到自动提升开始条件。
在使用不具备倾斜部44的铲斗的情况下，为了在相同的***距离L1下满足自动提升开始条件，必须将第一阈值TO1设定为约12MPa。
因此，在使用不具备倾斜部的铲斗的情况下，如果将自动提升开始条件设定成较低的阈值T01，就有可能无法与平整作业区分开来。另一方面，如果设定成较高的阈值T11，成为自动提升开始条件的时机就会变迟，***距离L2变长，轮式装载机1就有可能在停止了行走以后开始控制，控制效率降低。
另外，就大臂底压超过作为自动倾斜的开始条件的第二阈值T21的时机(***距离)来说，使用本实施方式的铲斗32也能够以比使用不具备倾斜部的铲斗更加提前的时机开始进行自动倾斜动作。
[实施方式的效果]
根据以上说明的本实施方式，因为在铲斗32上形成有倾斜部44，所以在使铲斗32***砂土等挖掘对象物时，能够使从挖掘对象物经由铲斗32施加到大臂31的水平方向的反作用力增大，且能够使大臂缸36的大臂底压的上升比例增大。因此，能够将第一阈值设定成较高的值，从而能够与平整作业区分开来。
另外，与使用不具备倾斜部的铲斗的情况相比，到大臂底压超过第一阈值或第二阈值为止的距离缩短，能够以提前的时机开始进行工作装置控制器10控制的大臂31的自动提升动作或铲斗32的自动倾斜动作。因此，能够容易地在铲斗32向挖掘对象物的***距离成为最佳距离的时机执行自动控制下的提升动作和倾斜动作，可提高自动挖掘控制时的作业效率。
特别是，因为与倾斜部44的倾斜角度θ相应地设定了上述第一阈值、第二阈值，因此，即使大臂底压的变化比例因倾斜角度θ而变化，也能够与该变化比例相应地以最佳时机执行提升动作和倾斜动作，可提高自动挖掘控制时的作业效率。
另外，如果铲斗32具备倾斜部44，由于上述水平方向的反作用力增大，所以轮式装载机1的速度也变成低速，驾驶员容易把握操作时机，操作性也能够提高。在这一点上，也能够提高自动挖掘控制时的作业效率。
作为形成铲斗32的曲面部45的铲斗半径，采用比以往更大的铲斗半径，在比其曲面部45更靠铲斗开口侧的部位设有倾斜部44，所以在铲入作业时或挖掘作业时，随着使铲斗32进入，如图3中双点划线及双点划线箭头C所示，使推入到铲斗32内的从倾斜部44到曲面部45的挖掘对象物进一步滑动，随着该曲面部45在铲斗进深侧卷起。因此，即使再有挖掘对象物被推入，也能够抑制该推入被阻碍。
另外，位于铲斗进深侧的曲面部45因在其前侧设置倾斜部44而位于上方，所以尽管采用了较大的铲斗半径R，也会牺牲铲斗下部侧的铲斗容量，但在本实施方式中，能够通过由第二、第三直线部46、48及折曲部47形成的膨出部56即铲斗32的上部侧来补充该牺牲量。因此，通过采用较大的铲斗半径R并形成膨出部56，也能够如双点划线箭头D所示，促进挖掘对象物从铲斗开口的上部侧向铲斗内流入。
由此可知，不是通过较大的铲斗半径R来增大铲斗容量，而是通过使挖掘对象物容易被推入到铲斗进深侧，可靠地盘活原有的铲斗容量，具有能够充分确保作业量的效果。
进而，通过在铲斗开口侧设置第一直线部43，在铲入作业或挖掘作业时，在使铲斗32进入之际，能够使铲斗32水平笔直地进入，还具有能够实现稳定的作业的效果。
而且，本实施方式的铲斗32可优选用于具有难以在倾斜部44滑落或滚落且又能被顺利地推入曲面部45的粒径的挖掘对象物，例如，破碎成粒径40mm左右的挖掘对象物。
另外，如果挖掘对象物的粒径变大，挖掘对象物就难以在铲斗32内被推入，妨碍在轮式装载机1中的进入，但由于在铲斗32上设有倾斜部44，在铲斗32上会产生向下的力，所以对轮式装载机1的前轮加载负荷，使牵引力上升，能够更容易地进行作业。
此外，本发明不限于上述的实施方式，在能够实现本发明目的的范围内的变形、改进等均包含在本发明中。
例如，铲斗32的倾斜部44的倾斜角度θ不限于6°。只是，倾斜角度θ优选为4°以上且8°以下。在图10中，用虚线表示倾斜部44的倾斜角度θ为8°时的大臂底压的预测值，用双点划线表示4°时的预测值。
因此，在倾斜部44的倾斜角度θ低于4°的情况下，与不具有倾斜部的情况(倾斜角度θ为0°的情况)同样地，自动提升或自动倾斜的控制开始变迟，导致在轮式装载机1的行走停止之后进行控制的可能性高，控制效率降低。
另一方面，在倾斜部44的倾斜角度θ大于8°的情况下，倾斜部44引起的负荷升高，大臂底压的上升比例增大，有可能导致在不是充分***状态的时机开始进行控制。因此，倾斜部44的倾斜角度优选为4°以上且8°以下。
另外，上述实施方式的工作装置控制器10基于大臂底压来判断自动提升或自动倾斜的控制开始，但也可以利用水平方向反作用力检测装置检测在使铲斗32***挖掘对象物时施加到轮式装载机1的水平方向反作用力，然后将该水平方向反作用力和与倾斜部44的倾斜角度θ相应地设定的阈值进行比较，由此判断控制开始。
在此，作为水平方向反作用力检测装置，可以使用检测车速的车速传感器500，也可以使用检测减速度(加速度)的装置，还可以使用检测速度比(车速/发动机转速)的装置。进而，还可以利用油门开度和车速的关系、或牵引力(转矩变换器的失速比)等。总而言之，只要是能够检测使铲斗32***挖掘对象物时的阻力即水平方向反作用力的装置，都可利用。
例如，如图11所示，就具有倾斜部44的铲斗32而言，使铲斗32***挖掘对象物时的水平方向反作用力将会变大。因此，车速的降低比例比使用不具备倾斜部的铲斗时大。因此，例如，在将车速5km/h设定为第一阈值的情况下，使用铲斗32的轮式装载机1的车速降低到第一阈值以下的***距离L3比使用不具备倾斜部的铲斗时的***距离L4短，能够以更早的时机开始进行自动提升或自动倾斜的控制。
另外，如图12所示，具有倾斜部44的铲斗32与不具备倾斜部的铲斗相比，减速度(加速度)变化得更快。因此，例如，在将减速度10m/s2设定为第一阈值的情况下，使用铲斗32的轮式装载机1的减速度升高到第一阈值以上的***距离L5比使用不具备倾斜部的铲斗时的***距离L6短，能够以更早的时机开始进行自动提升或自动倾斜的控制。
进而，如图13所示，具有倾斜部44的铲斗32与不具备倾斜部的铲斗相比，速度比(车速/发动机转速)变化得更快。因此，例如，在将速度比2.8设定为第一阈值的情况下，使用铲斗32的轮式装载机1的速度比降低到第一阈值以下的***距离L7比使用不具备倾斜部的铲斗时的***距离L8短，能够以更早的时机开始进行自动提升或自动倾斜的控制。
另外，在上述实施方式中，第一直线部43由具有下部前端缘43F的板状安装部431和在其后侧连续的板状底部432构成，但也可以如图14所示，以包含相当于板状底部432的部分的方式，仅由以同一厚钢板制成的板状安装部433构成第一直线部43整体。进而，作为铲斗32，不限于平刃的铲斗，也可以使用锯齿刃。
在上述实施方式中，倾斜部44由平坦面形成，但由近似平坦面的曲面形成的情况也包含在本发明中。
本发明除用于轮式装载机之外，还可用于反铲装载机及滑行装载机等。
附图标记说明
1 轮式装载机(作业车辆)
2 车辆主体(车身)
3 工作装置
10 工作装置控制器
22 铲斗操作阀
23 大臂操作阀
24～27 电磁比例控制阀
31 大臂
32 铲斗
34 铲斗缸
321 底板部
36 大臂缸
41 主板部
43 第一直线部
43G 底面
44 倾斜部
110 工作状态检测单元
120 阈值设定单元
140 工作装置控制单元
150 存储单元
430 监视器
460 大臂底压传感器(大臂底压检测装置)
500 车速传感器
531 自动挖掘模式输入单元
532 铲斗设定单元
θ 倾斜角度

Claims (5)

1.一种作业车辆，其特征在于，具备：
车身、
支承于所述车身而转动的大臂、
支承于所述大臂而转动的铲斗、
使所述大臂转动且具有大臂用液压缸的大臂驱动部、
使所述铲斗转动的铲斗驱动部、
检测所述大臂用液压缸的底压的大臂底压检测装置、
控制所述大臂的提升动作或所述铲斗的倾斜动作中的至少一方的控制装置，
所述铲斗具有底板部，
所述底板部具有在将底面水平配置时朝向所述铲斗的进深侧向上倾斜的倾斜部，
所述控制装置将根据所述倾斜部相对于所述底面的倾斜角度而设定的阈值和所述底压进行比较，控制所述提升动作或所述倾斜动作。
2.如权利要求1所述的作业车辆，其特征在于，
所述底板部具有与所述倾斜部的前端侧连续而延伸的直线部。
3.如权利要求1或2所述的作业车辆，其特征在于，
所述倾斜角度为4度以上且8度以下。
4.如权利要求1～3中的任一项所述的作业车辆，其特征在于，
所述控制装置将根据所述倾斜部相对于所述底面的倾斜角度而设定的第一阈值和所述底压进行比较，控制所述大臂的提升动作，
所述控制装置将根据所述倾斜部相对于所述底面的倾斜角度而设定的第二阈值和所述底压进行比较，控制所述铲斗的倾斜动作。
5.一种作业车辆，其特征在于，具备：
车身、
支承于所述车身而转动的大臂、
支承于所述大臂而转动的铲斗、
使所述大臂转动的大臂驱动部、
使所述铲斗转动的铲斗驱动部、
检测铲斗***要装载于所述铲斗的对象物时的水平方向反作用力的水平方向反作用力检测装置、
控制所述大臂的提升动作或所述铲斗的倾斜动作中的至少一方的控制装置，
所述铲斗具有底板部，
所述底板部具有在将底面水平配置时朝向所述铲斗的进深侧向上倾斜的倾斜部，
所述控制装置将根据所述倾斜部相对于所述底面的倾斜角度而设定的阈值和所述水平方向反作用力进行比较，控制所述提升动作或所述倾斜动作。
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