CN118215770A - 作业机械的控制***以及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够进行铲斗摆动动作且能够降低施加于车身的负荷的作业机械的控制***以及控制方法。作业机械的控制***具备：后框架；前框架，其能够进行弯曲动作地与后框架连接；铲斗，其能够相对于前框架动作；致动器，其驱动铲斗；传感器，其检测后框架与前框架的相对位置；以及工作装置控制器(10)，其控制致动器。工作装置控制器(10)接受传感器的检测结果的输入，基于传感器的检测结果来控制致动器的动作。

Description

作业机械的控制***以及控制方法

技术领域

本公开涉及作业机械的控制***以及控制方法。

背景技术

在车身的前方具备包含铲斗的工作装置的作业机械中，在使用铲斗进行作业时，有时在铲斗上附着泥等。作业机械为了使附着物从铲斗落下，有时使铲斗快速振动(以下，在本说明书中称为“铲斗摆动”)的操作。在美国专利第10597845号公报(专利文献1)中公开了具有工作装置的车辆用的工作装置振动***。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第10597845号公报

发明内容

发明将要解决的课题

在作业机械中，若在车身不稳定的状态下进行铲斗摆动，则有时施加于车身的负荷变高。

在本公开中，提出了能够进行铲斗摆动动作且能够降低施加于车身的负荷的作业机械的控制***以及控制方法。

用于解决课题的手段

本公开的一方案的作业机械的控制***具备：后框架；前框架，其能够进行弯曲动作地与后框架连接；铲斗，其能够相对于前框架动作；致动器，其驱动铲斗；传感器，其检测后框架与前框架的相对位置；以及控制器，其控制致动器。控制器接受传感器的检测结果的输入，基于传感器的检测结果控制致动器的动作。

发明效果

根据本公开的作业机械的控制***以及控制方法，能够进行铲斗摆动动作且能够降低施加于车身的负荷。

附图说明

图1是基于实施方式的作为作业机械的一例的轮式装载机的侧视图。

图2是示出包括轮式装载机的整体***的结构的概要框图。

图3是俯视铰接状态的轮式装载机的示意图。

图4是示出工作装置控制器的功能结构的框图。

图5是示出以往的铲斗摆动动作的控制的图。

图6是示出实施方式的铲斗摆动动作的控制的图。

图7是示出向铲斗缸供给的工作油的流量相对于铰接角度的变化率的图。

图8是示出在铲斗摆动动作中向铲斗缸供给的工作油的流量的图。

图9是示出在使铲斗低速振动的动作中向铲斗缸供给的工作油的流量的图。

图10是示出第二实施方式的工作装置控制器的功能结构的框图。

图11是示出第三实施方式中的相对于铰接角度的向铲斗缸供给的工作油的允许最大流量的图。

图12是示出第三实施方式中的在铲斗摆动动作中向铲斗缸供给的工作油的流量的图。

具体实施方式

以下，基于附图对实施方式进行说明。在以下的说明中，对相同部件标注相同的附图标记。它们的名称和功能也相同。因此，不再重复对它们的详细的说明。

[第一实施方式]

<轮式装载机l的整体结构>

在实施方式中，作为作业机械的一例，对轮式装载机1进行说明。图1是基于实施方式的作为作业机械的一例的轮式装载机1的侧视图。

如图1所示，轮式装载机1具备车身框架2、工作装置3、行驶装置7、以及驾驶室5。由车身框架2、驾驶室5等构成轮式装载机1的车身(作业机械主体)。在轮式装载机1的车身安装有工作装置3以及行驶装置7。

行驶装置7是使轮式装载机1的车身行驶的装置，包括行驶轮7A、7B。轮式装载机1是在车身的左右方向的两侧具备作为行驶用旋转体的行驶轮7A、7B的有轮车辆。轮式装载机1通过驱动行驶轮7A、7B旋转而能够自行驶，能够使用工作装置3进行期望的作业。

在本说明书中，将轮式装载机1直行行驶的方向称作轮式装载机1的前后方向。在轮式装载机1的前后方向上，将相对于车身框架2而配置有工作装置3的一侧设为前方向，将与前方向相反的一侧设为后方向。轮式装载机1的左右方向是在俯视处于平坦的地面上的轮式装载机1时与前后方向正交的方向。观察前方向时的左右方向的右侧、左侧分别是右方向、左方向。轮式装载机1的上下方向是与由前后方向以及左右方向确定的平面正交的方向。在上下方向上，地面所在的一侧是下侧，天空所在的一侧是上侧。

车身框架2包括前框架2A和后框架2B。前框架2A配置于后框架2B的前方。前框架2A以能够进行弯曲动作的方式与后框架2B连接。通过前框架2A以及后框架2B构成铰接构造的车身框架2。轮式装载机1是前框架2A与后框架2B连结的铰接式的作业机械。

在前框架2A安装有工作装置3以及左右一对行驶轮(前轮)7A。工作装置3配设于车身的前方，由轮式装载机1的车身支承。工作装置3包括动臂32和铲斗31。铲斗31配置于工作装置3的前端。铲斗31是挖掘/装入用的作业工具。

工作装置3包括动臂缸36。前框架2A与动臂32通过一对动臂缸36连结。动臂缸36的基端安装于前框架2A。动臂缸36的前端安装于动臂32。动臂缸36是使动臂32相对于前框架2A上下动作的液压致动器。伴随着动臂32的升降，安装于动臂32的前端的铲斗31也升降。

工作装置3还包括双臂曲柄33、连结连杆34以及铲斗缸35。双臂曲柄33在动臂32的大致中央旋转自如地支承于动臂32。铲斗缸35将双臂曲柄33与前框架2A连结。连结连杆34与双臂曲柄33的前端部连结。连结连杆34将双臂曲柄33与铲斗31连结。

铲斗缸35的基端安装于前框架2A。铲斗缸35的前端安装于双臂曲柄33的基端部。铲斗缸35是使铲斗31相对于动臂32上下转动的液压致动器。铲斗缸35是驱动铲斗31的作业工具缸。铲斗31构成为能够相对于动臂32进行动作。铲斗31构成为能够相对于前框架2A动作。

在后框架2B安装有供操作员搭乘的驾驶室5、以及左右一对行驶轮(后轮)7B。箱状的驾驶室5配置于动臂32的后方。驾驶室5载置于车身框架2上。在驾驶室5内配置有供操作员就坐的座椅以及后述的操作装置等。驾驶室5也可以搭载于前框架2A。

<***结构>

图2是示出包括实施方式的轮式装载机1的整体***的结构的概要框图。轮式装载机1具备工作装置控制器10、发动机11、以及Power Take Off(PTO：动力输出装置)12。

发动机11是产生用于驱动工作装置3的驱动力的驱动源，例如是柴油发动机。发动机11的输出通过调整向发动机11的气缸内喷射的燃料量来控制。PTO12将发动机11的输出分配给驱动行驶装置7的行驶***和驱动工作装置3的液压装置***。发动机11、PTO12以及液压装置***搭载于后框架2B的、驾驶室5的后方。

液压装置***是主要用于驱动工作装置3(例如动臂32以及铲斗31)的机构。液压装置***具备：由PTO12驱动的工作装置用的液压泵21、设置于液压泵21的排出回路的液压先导式的铲斗操作阀22以及动臂操作阀23、与铲斗操作阀22的各先导受压部连接的铲斗用的电磁比例控制阀24、25、以及与动臂操作阀23的各先导受压部连接的动臂用的电磁比例控制阀26、27。

工作装置3由来自液压泵21的工作油驱动。液压泵21是由发动机11驱动、利用排出的工作油使工作装置3工作。动臂缸36接受来自液压泵21的工作油的供给而进行伸缩，由此动臂32升降。铲斗缸35接受来自液压泵21的工作油的供给而进行伸缩，由此铲斗31上下转动。

电磁比例控制阀24～27与省略图示的先导泵连接，根据来自工作装置控制器10的控制信号，控制工作油从先导泵向动臂操作阀23及铲斗操作阀22的各先导受压部的供给。

具体而言，电磁比例控制阀24使铲斗缸35收缩，以铲斗31向卸料方向(铲斗31的铲尖下降的方向)移动的方式切换铲斗操作阀22。另外，电磁比例控制阀25使铲斗缸35伸长，以铲斗31向俯仰方向(铲斗31的铲尖上升的方向)移动的方式切换铲斗操作阀22。

电磁比例控制阀26以使动臂缸36收缩而使动臂32下降的方式切换动臂操作阀23。另外，电磁比例控制阀27以使动臂缸36伸长而使动臂32上升的方式切换动臂操作阀23。

工作装置控制器10与操作装置、动臂角度传感器44、铲斗角度传感器45、动臂底部压力传感器46、框架角度传感器47连接。操作装置设置于驾驶室5。操作装置包括动臂操作杆41以及铲斗操作杆42。操作装置还包括未图示的转向盘、转向杆、油门踏板等。

动臂操作杆41例如配置于驾驶室5内的座椅的右侧。动臂操作杆41内置有检测杆角度的杆角度传感器。为了使动臂32动作，操作员能够手动操作动臂操作杆41。在操作员操作动臂操作杆41时，杆角度传感器检测与操作量相应的杆角度，并作为动臂杆信号向工作装置控制器10输出。

铲斗操作杆42例如配置于驾驶室5内的座椅的右侧。铲斗操作杆42内置有检测杆角度的杆角度传感器。为了使铲斗31动作，操作员能够手动操作铲斗操作杆42。在操作员操作铲斗操作杆42时，杆角度传感器检测与操作量相应的杆角度，并作为铲斗杆信号向工作装置控制器10输出。

动臂操作杆41和铲斗操作杆42也可以由不同的杆构成。或者，一个杆也可以具备动臂操作杆41和铲斗操作杆42这两方的功能。例如，也可以将杆向前后方向的操作设定为用于使动臂32上下移动的操作，将杆向左右方向的操作设定为用于使铲斗31转动的操作。

动臂角度传感器44例如由设置于动臂32相对于车身框架2的安装部(支承轴)的旋转编码器等构成，检测动臂32的中心线与水平线之间的动臂角度，并输出检测信号。在此，动臂32的中心线是指图2的Y-Y线，是将动臂32相对于车身框架2的安装部(支承轴的中心)与铲斗31的安装部(铲斗支承轴的中心)连结的线。在图2的Y-Y线沿着水平线的情况下，动臂角度传感器44输出动臂角度0度。从动臂角度0度的状态起，当动臂32的前端上升时动臂角度传感器44输出正值，当动臂32的前端下降时输出负值。

铲斗角度传感器45例如由设置于双臂曲柄33的旋转轴的旋转编码器等构成，在使铲斗31接地的状态下，若铲斗31的铲尖在地上成为水平的位置则输出0度，若使铲斗31向俯仰方向(向上)移动则输出正值，若使铲斗31向卸料方向(向下)移动则输出负值。

动臂底部压力传感器46检测动臂缸36的底部侧的压力(动臂底部压力)。动臂底部压力在铲斗31装载有货物的情况下变高，在空载的情况下变低。

框架角度传感器47设置于使前框架2A相对于后框架2B弯曲的弯曲机构。框架角度传感器47检测后框架2B与前框架2A的相对位置。前框架2A相对于后框架2B的弯曲通过使与前框架2A和后框架2B连结的铰接缸伸缩来进行。铰接缸是由液压驱动且将前框架2A相对于后框架2B的弯曲的角度进行变更的液压致动器。

图3是俯视铰接状态的轮式装载机1的示意图。框架角度传感器47检测前框架2A相对于后框架2B弯曲的角度即图3所示的铰接角度，并将检测信号向工作装置控制器10输出。在轮式装载机1为直行状态时，框架角度传感器47输出铰接角度0度。

<工作装置控制器10的结构>

图4是示出工作装置控制器10的功能结构的框图。如图4所示，工作装置控制器10主要具备铲斗缸目标流量计算部51、铲斗摆动频率限制部52、弯曲角度读取部53、以及EPC电流决定部54。

铲斗缸目标流量计算部51从铲斗操作杆42的杆角度传感器接受表示铲斗操作杆42的操作量的检测结果的铲斗杆信号的输入。铲斗缸目标流量计算部51基于铲斗杆信号，计算向用于驱动铲斗31的铲斗缸35供给的工作油的目标流量。铲斗缸目标流量计算部51将计算出的工作油的目标流量向铲斗摆动频率限制部52输出。

弯曲角度读取部53从框架角度传感器47接受表示前框架2A相对于后框架2B弯曲的角度即铰接角度的检测结果的信号的输入。弯曲角度读取部53基于从框架角度传感器47输入的信号来读取铰接角度。弯曲角度读取部53将铰接角度的检测结果向铲斗摆动频率限制部52输出。

铲斗摆动频率限制部52基于铰接角度的检测结果，控制铲斗缸35相对于铲斗操作杆42的操作内容的动作。具体而言，铲斗摆动频率限制部52根据铰接角度的大小来变更铲斗31的动作的限制值。更详细而言，铰接角度越大，则铲斗摆动频率限制部52越减小使铲斗31快速振动的铲斗摆动动作的每单位时间的允许次数。铲斗摆动频率限制部52根据铰接角度来变更操作员为了进行铲斗摆动动作而能够操作铲斗操作杆42的最高频率。铲斗摆动频率限制部52决定与铰接角度的大小相应的向铲斗缸35供给的工作油的指令流量，并向EPC电流决定部54输出。

EPC电流决定部54确定与向铲斗缸35供给的工作油的指令流量相应的控制信号(EPC电流)。EPC电流决定部54向与铲斗操作阀22连接的铲斗用的电磁比例控制阀24、25输出EPC电流。

<铲斗摆动动作的控制>

图5是示出以往的铲斗摆动动作的控制的图。图5的横轴示出铰接角度，图5的纵轴示出操作员操作铲斗操作杆42的频率(每1秒的操作次数)。

图5中的虚线示出通过进行铲斗摆动而轮式装载机1的车身在侧倾方向上共振的极限的频率。当前框架2A在相对于后框架2B弯曲的状态下进行铲斗摆动时，从铲斗31通过动臂32以及铲斗缸35和前框架2A，对后框架2B施加侧倾方向的反作用力，后框架2B在侧倾方向上摇动。

在轮式装载机1中，车身在前后方向上较长，因此俯仰方向的摇动的影响较小，车身的左右方向的宽度较短，因此侧倾方向的摇动的影响较大。因此，在轮式装载机1中，一般而言，侧倾方向与俯仰方向相比，相对于摇动的固有频率变高。轮式装载机1的车身在侧倾方向上的摇动接近铲斗31的振动的频率，从而车身容易相对于铲斗31的振动共振。其结果是，轮式装载机1的车身在侧倾方向上的摇动容易比俯仰方向大。如图5所示，铰接角度越大，轮式装载机1的车身相对于铲斗摆动在侧倾方向上共振的极限的频率越小。

图5中的实线表示操作员操作铲斗操作杆42的频率的、以往的限制值。以往，无论铰接角度的大小如何，使铲斗振动的动作的每单位时间的允许次数都设定为恒定。即使在铰接角度足够小且引起共振的可能性小的情况下，铲斗31的动作也受到限制，因此难以实施基于铲斗摆动的从铲斗31除去附着物的作业，作业性降低。另外，在铰接角度大的状态下，允许比产生共振的极限的频率大的频率下的操作，因此存在车身在侧倾方向上大幅振动的可能性。

图6是示出实施方式的铲斗摆动动作的控制的图。与图5同样，图6的横轴表示铰接角度，图6的纵轴表示操作员操作铲斗操作杆42的频率(每1秒的操作次数)。图6中的虚线表示与图5同样的、通过进行铲斗摆动而轮式装载机1的车身在侧倾方向上共振的极限的频率。

图6中的实线表示本实施方式中的操作员操作铲斗操作杆42的频率的限制值。如图6所示，在本实施方式中，根据铰接角度的大小来变更铲斗31的动作的限制值。为了铲斗摆动而能够操作铲斗操作杆42的最大频率根据铰接角度而变更。具体而言，铰接角度越大，则铲斗摆动的每单位时间的允许次数越小。为了避免共振，铲斗摆动的允许次数相对于图6的虚线所示的共振的频率留有富余，设定为比共振的频率小。

轮式装载机1在直行状态下难以产生共振，因此允许高频率的铲斗摆动。由此，能够高效地从铲斗31除去附着物。当前框架2A相对于后框架2B弯曲的状态下进行铲斗摆动时，后框架2B有可能以更低的频率在侧倾方向上共振，因此根据车身框架的角度降低能够进行铲斗摆动的频率。通过在铰接角度大时限制铲斗31的动作，能够抑制车身的共振的产生，因此能够降低施加于车身的负荷。

图6所示的铰接角度与铲斗摆动频率的关系图预先存储于工作装置控制器10(图2、4)。弯曲角度读取部53从框架角度传感器47接受框架角度传感器47的检测结果的输入。铲斗缸目标流量计算部51从铲斗操作杆42接受铲斗操作杆42的操作量的检测结果的输入。铲斗摆动频率限制部52从预先存储的图6所示的关系图读出基于铰接角度的铲斗摆动的每单位时间的允许次数。铲斗摆动频率限制部52在按照铲斗操作杆42的操作内容的铲斗摆动的每单位时间的次数比基于铰接角度的允许次数大时，限制铲斗缸35的动作，使铲斗3l的振动的振幅比铲斗操作杆42的操作内容小。

图7是示出向铲斗缸35供给的工作油的流量相对于铰接角度的变化率的图。按照铰接角度来变更铲斗31的摆动的频率的上限值例如能够限制向铲斗缸35供给的工作油的流量的变化率来实现。

例如，将图7所示的铰接角度为0度、20度以及40度时的铲斗可摆动频率和向铲斗缸35供给的工作油的流量的变化率的允许值的表预先存储于工作装置控制器10。

铰接角度越大，则使向铲斗缸35供给的工作油的流量的变化率越小。在铰接角度为0度的直行状态时，将铲斗可摆动频率设为相对大的“大”的值，工作油的流量的变化率的允许值也设为相对大的“大”的值。在铰接角度为中间的20度时，将铲斗可摆动频率设为中间的“中”的值，工作油的流量的变化率的允许值也设为中间的“中”的值。在铰接角度为最大的40度时，将铲斗可摆动频率设为相对小的“小”的值，将工作油的流量的变化率的允许值也设为相对小的“小”的值。

实际上，将相对于0度、20度以及40度的铰接角度的铲斗可摆动频率以及允许流量变化率的具体数值预先存储于工作装置控制器10。在铰接角度超过0度超且小于20度以及超过20度且小于40度的情况下，通过进行线性插值，来决定铲斗可摆动频率以及允许流量变化率的具体的数值。需要说明的是，铲斗可摆动频率是与操作员对铲斗操作杆42的操作相关的设定值，因此为几赫兹程度的值。

图8是示出在铲斗摆动动作中向铲斗缸35供给的工作油的流量的图。图8的横轴表示时间，图8的纵轴表示向铲斗缸35供给的工作油的流量。图8中的“0％”表示铲斗操作杆42为中立且铲斗31停止，向铲斗缸35的工作油的供给停止的状态。

图8的纵轴的正方向表示向铲斗缸35的底部侧油室供给并使铲斗31向俯仰方向移动的工作油的流量。图8中的“+100％”是以使铲斗31向俯仰方向移动的方式向铲斗缸35供给的工作油的流量的最大值。图8的纵轴的负方向表示向铲斗缸35的头侧油室供给并使铲斗31向卸料方向移动的工作油的流量。图8中的“-100％”是以使“铲斗31向卸料方向移动的方式向铲斗缸35供给的工作油的流量的最大值。

图8中的虚线表示由操作员对铲斗操作杆42的操作决定的工作油的目标流量。图8中的虚线所示的工作油的目标流量是由铲斗缸目标流量计算部51计算并从铲斗缸目标流量计算部51向铲斗摆动频率限制部52输入的工作油的流量。

图8中的实线表示限制工作油的流量的变化率后的工作油的指令流量。图8中的实线所示的工作油的指令流量是由铲斗摆动频率限制部52施加限制并从铲斗摆动频率限制部52向EPC电流决定部54输入的工作油的流量。基于图8所示的指令流量的控制信号从EPC电流决定部54输出至电磁比例控制阀24、25。

在进行铲斗摆动时，操作员通常反复进行使铲斗31向俯仰方向移动的铲斗操作杆42的最大量的操作和使铲斗31向卸料方向移动的铲斗操作杆42的最大量的操作。在图8中，操作员在时刻T1开始将位于中立位置的铲斗操作杆42向俯仰方向的操作。若操作员在时刻T2到达向俯仰方向的最大的操作量，则立即使向俯仰方向的操作量减少。若在时刻T3向俯仰方向的操作量成为零而铲斗操作杆42成为中立状态，则操作员直接开始向卸料方向的操作。若操作员在时刻T4到达向卸料方向的最大的操作量，则立即使向卸料方向的操作量减少。

图8中实线所示的工作油的指令流量被控制为接近虚线所示的目标流量。向铲斗缸35供给的工作油的流量的变化率受到限制，图8中实线所示的指令流量的图表的斜率受到限制。在时刻T1开始铲斗操作杆42的操作，工作油的指令流量也开始增加，但指令流量小于目标流量。在时刻T2铲斗操作杆42的操作量开始减少，由于指令流量依然小于目标流量，因此指令流量继续增加。指令流量持续增加，直到在时刻T5目标流量与指令流量为一致为止。在时刻T5以后，目标流量小于指令流量，因此指令流量以接近目标流量的方式减少。

在时刻T3操作员向俯仰方向的操作量为零，在时刻T3以后指令流量也继续减少。在时刻T6向俯仰方向的指令流量成为零的时刻，进行向卸料方向的铲斗操作杆42的操作，计算卸料方向的目标流量，因此工作油的指令流量也开始向卸料方向增加。即使在时刻T4铲斗操作杆42的操作量开始减少，由于指令流量依然小于目标流量，因此指令流量继续增加。指令流量持续增加，直到在时刻T7目标流量与指令流量一致为止。在时刻T7以后，目标流量小于指令流量，因此指令流量以接近目标流量的方式减少。

通过这样控制指令流量，图8所示的指令流量的振幅A比基于操作员对铲斗操作杆42的操作内容计算出的目标流量的振幅小。因此，铲斗31移动的量变小。操作员注意到铲斗31的动作的振幅小，能够识别铲斗操作杆42的操作过快。

图9是表示在使铲斗低速振动的动作中向铲斗缸35供给的工作油的流量的图。与图8同样地，图9的横轴表示时间，图9的纵轴表示向铲斗缸35供给的工作油的流量。图9中的虚线表示由操作员对铲斗操作杆42的操作决定的工作油的目标流量，图8中的实线表示限制了工作油的流量的变化率后的工作油的指令流量。

在图8所示的例子中，为了限制工作油的流量变化率，工作油的目标流量与指令流量产生分歧，指令流量的振幅减少，但目标流量与指令流量未必产生分歧。工作油的流量变化率的限制决定变化率的上限，因此允许设为比限制小的变化率。

在图9所示的例子中，操作员对铲斗操作杆42的操作为低速，基于铲斗操作杆42的操作内容计算出的工作油的目标流量的变化率比指令流量的变化率的限制小。在该情况下，流量变化率限制后的指令流量与目标流量相等。图9所示的指令流量的振幅A0与目标流量的振幅相等。这样，若操作员对铲斗操作杆42的操作为低速，则能够如操作员的操作那样使铲斗31往复移动。由此，限制工作油的流量变化率的控制不会妨碍挖掘作业。

<作用以及效果>

如下那样，对上述实施方式的特征性结构以及作用效果进行集中说明。

如图4所示，工作装置控制器10接受检测后框架2B与前框架2A的相对位置的框架角度传感器47的检测结果的输入。工作装置控制器10基于后框架2B与前框架2A的相对位置的检测结果，控制铲斗缸35的动作。工作装置控制器10基于后框架2B与前框架2A的相对位置的检测结果，对铲斗缸35的动作设置限制。

在前框架2A相对于后框架2B弯曲的铰接状态中，对铲斗31的动作施加限制。根据铰接角度的大小来变更铲斗31的动作的限制值，进一步减小铲斗31的振幅。由此，能够减小作用于后框架2B的反作用力，因此能够减小后框架2B的侧倾方向的摇动，能够抑制铲斗31的振动与后框架2B的摇动共振。因此，能够减低施加于包括车身框架以及外装的构造物的负荷，能够使构造物长寿命化。

驾驶室5搭载于后框架2B，操作员搭乘于驾驶室5而进行轮式装载机1的操作。通过能够减轻后框架2B的侧倾方向的摇动，能够避免驾驶室5内的操作员的身体左右摇晃，能够减轻操作员的疲劳。

另一方面，在操作员对轮式装载机1进行远程操作的情况下，操作员未搭乘于驾驶室5，因此难以感受到车身摇动了多少。在远程操作规格的作业机械的情况下，也能够限制为不实施对车身的构造物施加负荷那样的快速的铲斗摆动，因此能够提高构造物的寿命。

操作装置包括用于使前框架2A相对于后框架2B弯曲的转向杆，在操作员使转向杆左右倾斜而使前框架2A弯曲的情况下，当后框架2B左右摇动时，也对转向杆施加左右方向的加速度。此时，前框架2A相对于后框架2B的弯曲有时会意味地变动。另外，在操作员为了铲斗31的动作而进行将杆向左右倾斜的操作的情况下，若后框架2B左右摇动，则左右方向的加速度也施加于该杆，有可能违背操作员的意图而铲斗31的振动继续。通过能够减轻后框架2B的侧倾方向的摇动，能够抑制杆的左右方向的摇动，因此能够抑制产生与操作员的意图不同的轮式装载机1的动作。

如图6所示，也可以是，前框架2A相对于后框架2B弯曲的铰接角度越大，则工作装置控制器10对使铲斗31振动的动作的每单位时间的允许次数设置限制，越减小每单位时间的允许次数。由此，在铰接角度小的直行状态时，能够进行铲斗摆动而从铲斗31快速地除去附着物。根据铰接角度来变更为了铲斗摆动而能够进行铲斗操作杆42的操作的最大的频率，在铰接角度大时限制铲斗摆动，由此能够减小车身在侧倾方向上的摇动而降低施加于车身的负荷。

如图7所示，作为限制使铲斗31振动的动作的每单位时间的允许次数的方法，工作装置控制器10也可以限制向铲斗缸35供给的工作油的流量的变化率。通过限制用于使铲斗缸35伸缩的工作油的流量的变化率，能够限制铲斗31的加速度，因此能够可靠地限制铲斗摆动。

如图7所示，也可以是，铰接角度越大，则工作装置控制器10使向铲斗缸35供给的工作油的流量的变化率越小。由此，能够在铰接角度大时限制铲斗摆动动作，能够可靠地减小车身在侧倾方向上的摇动。

如图2所示，工作装置控制器10接受用于使铲斗31动作的操作员对铲斗操作杆42的操作内容的输入。如图8所示，工作装置控制器10也可以对铲斗缸35相对于铲斗操作杆42的操作内容的动作设置限制。在铰接状态下，在操作员进行的要使铲斗31振动的操作紧急时，不使铲斗31如铲斗操作杆42的操作那样动作。由此，能够限制铲斗摆动而减小铲斗31的振幅。

如图8所示，工作装置控制器10也可以使实际向铲斗缸35供给的工作油的指令流量比基于铲斗操作杆42的操作内容计算的向铲斗缸35的工作油的目标流量小。通过以追随工作油的目标流量的方式控制指令流量，并对指令流量的变化率设置限制，能够减小铲斗摆动时的铲斗31的振幅。

<其他变形例>

在实施方式的说明中，示出了在俯仰方向的工作油的流量增加以及流量减少、以及卸料方向的工作油的流量增加以及流量减少这四种情况下，将流量的变化率限制为相等的例子，但也可以使流量的变化率的限制不同。例如，也可以使工作油的流量向俯仰方向以及卸料方向增加时的流量的变化率的允许值小于工作油的流量向俯仰方向以及卸料方向减少时的流量的变化率的允许值。也可以在俯仰方向以及卸料方向的工作油的流量增加时限制流量的变化率，另一方面，在俯仰方向以及卸料方向的工作油的流量减少时不对流量的变化率设置限制而按照操作员对铲斗操作杆42的操作使工作油的流量减少。

在实施方式的说明中，作为限制使铲斗31振动的动作的每单位时间的允许次数的方法，示出了工作装置控制器10限制向铲斗缸35供给的工作油的流量的变化率的例子，但不限于该例子。也可以代替图4所示的铲斗摆动频率限制部52而应用针对铲斗操作杆42的操作的低通滤波器。通过使低通滤波器的截止频率根据铰接角度而变化，更具体而言，铰接角度越大，则使截止频率越低，能够在铰接角度大时限制铲斗摆动动作，能够可靠地减小车身在侧倾方向上的摇动。

或者，也可以是计测铲斗操作杆42的操作的周期，在检知到一定以上的频率下的操作时使铲斗31停止的控制。也可以使成为用于使该铲斗31停止的阈值的铲斗操作杆42的操作的频率根据铰接角度而变化。通过在铰接角度大时限制铲斗31的能够操作的最大的频率，能够可靠地减小车身在侧倾方向上的摇动。

能够应用本公开的思想的作业机械不限于轮式装载机，例如，也可以是铲斗能够相对于回转框架左右移动的偏置动臂规格或者摆动式动臂规格的液压挖掘机等其他种类的作业机械。

[第二实施方式]

在第一实施方式中，对操作员操作铲斗操作杆42而进行铲斗摆动动作的例子进行了说明。为了使基于铲斗摆动动作的来自铲斗31的附着物的除去变得容易，存在自动进行铲斗摆动动作的控制。当操作员输入执行自动铲斗摆动的操作时，工作装置控制器10以“预先决定的自动铲斗摆动频率”来决定针对铲斗缸35的指令流量以实现铲斗摆动动作，并基于指令流量来决定EPC电流。由此，工作装置控制器10不操作由操作员进行的铲斗操作杆42，而自动地实现铲斗摆动动作。

在第二实施方式中，对根据铰接角度来决定该“预先决定的自动铲斗摆动频率”的控制进行说明。图10是示出第二实施方式的工作装置控制器10的功能结构的框图。第二实施方式的工作装置控制器10具备自动铲斗摆动频率决定部152、铲斗缸指令流量决定部153、弯曲角度读取部53、以及EPC电流决定部54。

图10所示的自动铲斗摆动输入部142例如由开关或触摸面板等构成。操作员通过操作自动铲斗摆动输入部142来输入执行自动铲斗摆动动作的操作。

弯曲角度读取部53与第一实施方式同样地，从框架角度传感器47接受表示铰接角度的检测结果的信号的输入。弯曲角度读取部53将铰接角度的检测结果输出至自动铲斗摆动频率决定部152。

自动铲斗摆动频率决定部152若从自动铲斗摆动输入部142接受执行自动铲斗摆动动作的操作的输入，则基于铰接角度的检测结果，决定进行自动铲斗摆动动作时的铲斗31的振动的频率。具体而言，自动铲斗摆动频率决定部152根据铰接角度的大小来变更铲斗31的动作的限制值。更详细而言，铰接角度越大，自动铲斗摆动频率决定部152越减小铲斗31每单位时间振动的次数。

例如，将铰接角度和与该铰接角度相应的自动铲斗摆动频率的值的多个组合作为表预先存储于工作装置控制器10。基于该表，自动铲斗摆动频率决定部152决定与由弯曲角度读取部53读取到的铰接角度相应的自动铲斗摆动频率。在铰接角度与表中定义的值不同的情况下，通过进行线性插值来决定自动铲斗摆动频率的具体的数值。

铲斗缸指令流量决定部153决定与铰接角度的大小相应的向铲斗缸35供给的工作油的指令流量，并向EPC电流决定部54输出。EPC电流决定部54决定与向铲斗缸35供给的工作油的指令流量相应的控制信号(EPC电流)，向铲斗用的电磁比例控制阀24、25输出EPC电流。

[第三实施方式]

在第一实施方式中，作为在铰接角度大时实质上无法进行快速的铲斗摆动动作的控制的一例，说明了限制向铲斗缸35供给的工作油的流量的变化率的例子。在第三实施方式中，作为其他方式，对限制向铲斗缸35供给的工作油的最大流量的例子进行说明。

图11是示出第三实施方式中的相对于铰接角度的向铲斗缸35供给的工作油的允许最大流量的图。将图11所示的铰接角度为0度、20度以及40度的时的、向铲斗缸35供给的工作油的允许最大流量的表预先存储于工作装置控制器10。铰接角度越大，则越减小向铲斗缸35供给的工作油的允许最大流量。在铰接角度为0度的直行状态时，将工作油的允许最大流量设为相对大的“大”的值。在铰接角度为中间的20度时，将工作油的允许最大流量设为中间的“中”的值。在铰接角度为最大的40度时，将工作油的允许最大流量设为相对小的“小”的值。

实际上，将相对于0度、20度以及40度的铰接角度的工作油的允许最大流量的具体的数值预先存储于工作装置控制器10。在铰接角度超过0度且小于20度以及超过20度且小于40度的情况下，通过线性插值来决定工作油的允许最大流量的具体的数值。

图12是示出第三实施方式中的在铲斗摆动动作中向铲斗缸35供给的工作油的流量的图。与第一实施方式中说明的图8同样地，图11的横轴表示时间，图11的纵轴表示向铲斗缸35供给的工作油的流量。图11中的“0％”表示向铲斗缸35供给工作油停止的状态。图11的纵轴的正方向表示使铲斗31向俯仰方向移动的工作油的流量。图11的纵轴的负方向表示使铲斗31向卸料方向移动的工作油的流量。

图11中的虚线表示由操作员对铲斗操作杆42的操作决定的工作油的目标流量。图11中的实线表示限制工作油的流量后的工作油的指令流量。基于图11所示的指令流量的控制信号从EPC电流决定部54输出至电磁比例控制阀24、25。

操作员在时刻T1开始将位于中立位置的铲斗操作杆42向俯仰方向的操作。操作员若在时刻T2到达向俯仰方向的最大的操作量，则立即使向俯仰方向的操作量减少。当在时刻T3向俯仰方向的操作量成为零而铲斗操作杆42成为中立状态时，操作员直接开始向卸料方向的操作。操作员若在时刻T4到达向卸料方向的最大的操作量，则立即使向卸料方向的操作量减少。

在第三实施方式中，向铲斗缸35供给的工作油的允许最大流量被限制。在时刻T11，由铲斗操作杆42的输入决定的工作油的目标流量增加至向俯仰方向的允许最大流量。在时刻T11以后，目标流量大于允许最大流量，但在该情况下，指令流量也被限制为允许最大流量。在时刻T12，目标流量减少至允许最大流量，因此在时刻T12以后，指令流量与目标流量相等。在时刻T13，目标流量增加至向卸料方向的允许最大流量。在从时刻T13到时刻T14的期间，目标流量大于允许最大流量，但在该情况下，指令流量也被限制为允许最大流量。

通过这样控制指令流量，图11所示的指令流量的振幅A比基于操作员的铲斗操作杆42的操作内容计算出的目标流量的振幅小。

在铰接角度大时，通过限制工作油的允许最大流量而对使铲斗31振动的动作的振幅设置限制，能够减小铲斗31的最大速度。由此，能够限制较快速度的铲斗摆动动作。

应该认为本次公开的实施方式在所有方面都是例示性的而非限制性的。本发明的范围由技术方案而非上述的说明示出，且包含与技术方案等同的意义以及范围内的全部变更。

附图标记说明：

1轮式装载机；2车身框架；2A前框架；2B后框架；3工作装置；5驾驶室；7行驶装置；7A、7B行驶轮；10工作装置控制器；11发动机；21液压泵；22铲斗操作阀；23动臂操作阀；24、25、26、27电磁比例控制阀；31铲斗；32动臂；33双臂曲柄；34连结连杆；35铲斗缸；36动臂缸；41动臂操作杆；42铲斗操作杆；44动臂角度传感器；45铲斗角度传感器；46动臂底部压力传感器；47框架角度传感器；51铲斗缸目标流量计算部；52铲斗摆动频率限制部；53弯曲角度读取部；54EPC电流决定部；142自动铲斗摆动输入部；152自动铲斗摆动频率决定部；153铲斗缸指令流量决定部。

Claims (12)

1.一种作业机械的控制***，其中，

所述作业机械的控制***具备：

后框架；

前框架，其能够进行弯曲动作地与所述后框架连接；

铲斗，其能够相对于所述前框架动作；

致动器，其驱动所述铲斗；

传感器，其检测所述后框架与所述前框架的相对位置；以及

控制器，其控制所述致动器，

所述控制器接受所述传感器的检测结果的输入，基于所述检测结果来控制所述致动器的动作。

2.根据权利要求1所述的作业机械的控制***，其中，

所述控制器基于所述检测结果对所述致动器的动作设置限制。

3.根据权利要求2所述的作业机械的控制***，其中，

所述控制器对使所述铲斗振动的动作的每单位时间的允许次数设置限制。

4.根据权利要求3所述的作业机械的控制***，其中，

所述前框架相对于所述后框架弯曲的角度越大，则所述控制器越减小使所述铲斗振动的动作的每单位时间的允许次数。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的作业机械的控制***，其中，

所述致动器包括接受工作油的供给而驱动所述铲斗的铲斗缸，

所述控制器限制向所述铲斗缸供给的工作油的流量的变化率。

6.根据权利要求5所述的作业机械的控制***，其中，

所述前框架相对于所述后框架弯曲的角度越大，则所述控制器使向所述铲斗缸供给的工作油的流量的变化率越小。

7.根据权利要求2所述的作业机械的控制***，其中，

所述控制器对使所述铲斗振动的动作的振幅设置限制。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的作业机械的控制***，其中，

所述作业机械的控制***还具备能够手动操作以使所述铲斗动作的操作装置，

所述控制器对所述致动器相对于所述操作装置的操作内容的动作设置限制。

9.根据权利要求8所述的作业机械的控制***，其中，

所述致动器包括接受工作油的供给而驱动所述铲斗的铲斗缸，

所述控制器使向所述铲斗缸供给的工作油的流量比基于所述操作内容计算出的工作油的流量小。

10.根据权利要求8或9所述的作业机械的控制***，其中，

所述作业机械具备搭载于所述后框架或所述前框架且供操作员搭乘的驾驶室，

所述操作装置配置于所述驾驶室内。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的作业机械的控制***，其中，

所述作业机械具有安装于所述后框架的后轮和安装于所述前框架的前轮。

12.一种作业机械的控制方法，所述作业机械具备：后框架；前框架，其能够进行弯曲动作地与所述后框架连接；铲斗，其能够相对于所述前框架动作；致动器，其驱动所述铲斗；传感器，其检测所述后框架与所述前框架的相对位置，

其中，

所述作业机械的控制方法包括：

接受所述传感器的检测结果的输入；以及

基于所述检测结果来控制所述致动器的动作。