WO2019082600A1 - 作業車両 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a work vehicle and a control method of the work vehicle.
- an operator may want to perform the leveling work of the ground using an attachment in a state of being grounded by its own weight (so-called floating state).
- the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a working vehicle capable of easily grounding an attachment and a control method of the working vehicle.
- a work vehicle includes a vehicle body, a work machine, a first actuator, and a controller.
- the work machine includes a boom attached to the vehicle body and an attachment attached to the tip of the boom.
- the first actuator swings the boom up and down.
- the controller executes automatic control to lower and lower the boom automatically.
- the controller causes the first actuator to float when it detects that the attachment has reached the predetermined position during execution of the automatic lowering control.
- front is a term indicating the forward direction of the work vehicle
- rear is a term indicating the backward direction of the work vehicle.
- left and right are terms based on the traveling direction when the work vehicle is moving forward.
- FIG. 1 is a side view showing a wheel loader 1 according to the present embodiment.
- the wheel loader 1 includes a vehicle body 2, a work implement 5, front wheels 6 F, rear wheels 6 R, a cab 7, a boom cylinder 9, and a bucket cylinder 10.
- the boom cylinder 9 is an example of a first actuator
- the bucket cylinder 10 is an example of a second actuator.
- a work implement 5, front wheels 6F, rear wheels 6R, and a cab 7 are attached to the vehicle body 2.
- a driver's seat DS on which an operator is seated and an operation lever CL for operating the work implement 5 are disposed.
- the operating lever CL is an example of the operating device.
- the work implement 5 is attached to the front of the vehicle body 2.
- the working machine 5 has a boom 3 and a bucket 4.
- the boom 3 is attached to the vehicle body 2 and extends forward from the vehicle body 2.
- the boom 3 is supported by the vehicle body 2 so as to be able to move up and down (up and down).
- a boom angle detection sensor 3 a is disposed at the proximal end of the boom 3.
- the boom angle detection sensor 3a detects the angle of the boom 3 with respect to the horizontal direction.
- a lowering automatic control for automatically swinging and lowering the boom 3 is executed. The lowering automatic control will be described later.
- the bucket 4 has an opening 4H and a claw 4C.
- the claw 4C scoops a load such as sand or crushed stone.
- the load scooped by the claw 4C enters the inside of the bucket 4 from the opening 4H.
- the bucket 4 is attached to the tip of the boom 3.
- the bucket 4 is supported by the boom 3 so as to be able to swing back and forth.
- the swinging of the bucket 4 backward is referred to as "tilt”
- dumping the swinging of the bucket 4 forward
- the front wheel 6F and the rear wheel 6R are in contact with the road surface R.
- the wheel loader 1 travels as the front wheel 6F and the rear wheel 6R rotate on the road surface R.
- the wheel loader 1 is steered by bending the vehicle body 2 between the front wheel 6F and the rear wheel 6R.
- the boom cylinder 9 is connected to the vehicle body 2 and the boom 3.
- the boom 3 swings up and down as the boom cylinder 9 expands and contracts.
- the bucket cylinder 10 is connected to the vehicle body 2 and the upper end of the bell crank 11.
- the bell crank 11 is rotatably supported at the tip of a support member 12 fixed to the boom 3.
- the lower end portion of the bell crank 11 is connected to the bucket 4 via a connecting member 13.
- the bucket 4 tilts and dumps back and forth centering on a portion supported by the boom 3 as the bucket cylinder 10 expands and contracts.
- a bucket angle detection sensor 4 a is disposed at the tip of the support member 12. The bucket angle detection sensor 4a detects the angle of the bottom of the bucket 4 with respect to the horizontal direction.
- the control lever CL is used to raise and lower the boom 3 by extension and contraction of the boom cylinder 9.
- the boom 3 is lowered when the control lever CL is operated to the lower side (in the present embodiment, the front) with reference to the neutral region.
- the control lever CL is operated (tilted) upward (backward in the present embodiment) with reference to the neutral region, the boom 3 is raised.
- the control lever CL is located in the neutral area between the rising side and the lowering side, the boom 3 stops.
- the control lever CL is used to tilt or dump the bucket 4 by the expansion and contraction of the bucket cylinder 10.
- the operation lever CL when the operation lever CL is operated (tilted) to the tilt side (left in this embodiment) with reference to the neutral region, the bucket 4 is tilted.
- the operation lever CL When the operation lever CL is operated (tilted) to the dump side (right side in the present embodiment) with reference to the neutral area, the bucket 4 dumps.
- the control lever CL is positioned in the neutral area between the tilt side and the dump side, the bucket 4 is stopped.
- FIG. 2 is a block diagram showing a control system 1 a that controls the operation of the wheel loader 1.
- the control system 1 a of the wheel loader 1 includes a work implement pump 20, a boom control valve 21, a bucket control valve 22, a pilot pump 23, a work implement electronic control valve 24, and a controller 25.
- the work implement pump 20 is driven by an engine 26 mounted on the wheel loader 1 as a power generation source.
- the work implement pump 20 discharges hydraulic oil to each of the boom operation valve 21 and the bucket operation valve 22.
- the boom operating valve 21 and the bucket operating valve 22 are hydraulic pilot type operating valves, respectively.
- the boom control valve 21 is connected to the boom cylinder 9, and the bucket control valve 22 is connected to the bucket cylinder 10.
- the boom control valve 21 is a switching valve that switches the flow paths of the head side port of the boom cylinder 9 and the bottom side port of the boom cylinder 9.
- the boom control valve 21 has a floating position that causes the head side and the bottom side of the boom cylinder 9 to communicate with each other.
- the boom control valve 21 is in the floating position, the head side and the bottom side of the boom cylinder 9 are connected to the hydraulic oil tank 30.
- the bucket control valve 22 is a switching valve that switches the flow paths of the head side port of the bucket cylinder 10 and the bottom side port of the bucket cylinder 10.
- the pilot pressure receiving portion of each of the boom operation valve 21 and the bucket operation valve 22 is connected to the pilot pump 23 via the work implement electronic control valve 24.
- the pilot pump 23 is driven by the engine 26.
- the pilot pump 23 supplies hydraulic fluid at a pilot pressure to the pilot pressure receiving units of the boom operation valve 21 and the bucket operation valve 22 via the work implement electronic control valve 24.
- the work implement electronic control valve 24 has a boom lowering control valve 24a, a boom raising control valve 24b, a bucket dump control valve 24c, and a bucket tilt control valve 24d.
- the boom lowering control valve 24 a and the boom raising control valve 24 b are connected to each of a pair of pilot pressure receiving portions of the boom operation valve 21.
- the bucket dump control valve 24 c and the bucket tilt control valve 24 d are connected to each of a pair of pilot pressure receiving portions of the bucket operation valve 22.
- the solenoid control unit 24e of the boom lowering control valve 24a, the solenoid control unit 24f of the boom lift control valve 24b, the solenoid control unit 24g of the bucket dump control valve 24c, and the solenoid control unit 24h of the bucket tilt control valve 24d A command signal from 25 is input.
- the boom operation valve 21, the boom lowering control valve 24 a, the boom raising control valve 24 b, and the boom cylinder 9 function as a boom drive unit that raises and lowers the boom 3.
- the bucket operation valve 22, the bucket dump control valve 24c, the bucket tilt control valve 24d, and the bucket cylinder 10 function as a bucket drive unit that tilts and dumps the bucket 4.
- the controller 25 is, for example, a computer.
- the controller 25 includes a processing unit such as a central processing unit (CPU) and a storage unit such as a read only memory (ROM).
- the controller 25 controls the operation of the work machine 5 by sequentially executing various instructions described in the computer program.
- the controller 25 is connected to the boom lever potentiometer 27, the bucket lever potentiometer 28, the display 29, the boom angle detection sensor 3a, and the bucket angle detection sensor 4a.
- the boom lever potentiometer 27 is provided on the control lever CL.
- the boom lever potentiometer 27 detects the amount of operation of the control lever CL in the front-rear direction.
- the bucket lever potentiometer 28 is provided on the control lever CL.
- the bucket lever potentiometer 28 detects the amount of operation of the control lever CL in the left-right direction.
- the controller 25 switches the boom control valve 21 to switch the head side of the boom cylinder 9 to the hydraulic fluid tank 30, and operates the bottom side of the boom cylinder 9, when the control lever CL is operated to the upward side.
- the machine pump 20 is in communication.
- the boom 3 swings up.
- the controller 25 causes the bottom side of the boom cylinder 9 to communicate with the hydraulic oil tank 30 by switching the boom operation valve 21 and works the head side of the boom cylinder 9
- the machine pump 20 is in communication. By this, the boom 3 swings and descends. In these cases, the controller 25 drives the boom 3 at a driving speed corresponding to the amount of operation of the control lever CL.
- the controller 25 When the control lever CL is operated to the tilt side, the controller 25 makes the head side of the bucket cylinder 10 communicate with the hydraulic oil tank 30 by switching the bucket operation valve 22, and works the bottom side of the bucket cylinder 10 The machine pump 20 is in communication. By this, the bucket 4 is tilted forward.
- the controller 25 causes the bottom side of the bucket cylinder 10 to communicate with the hydraulic oil tank 30 by switching the bucket operation valve 22, and the head side of the bucket cylinder 10 to work The machine pump 20 is in communication. By this, the bucket 4 dumps backward. In these cases, the controller 25 drives the bucket 4 at a driving speed corresponding to the amount of operation of the control lever CL.
- the controller 25 when the control lever CL is operated to the lower side by more than a predetermined operation amount, the controller 25 starts to execute the automatic control for automatically lowering and lowering the boom 3.
- the lowering speed of the boom 3 in the automatic lowering control can be input by the operator on the setting screen displayed on the display 29.
- a touch panel monitor can be used.
- the controller 25 sets the speed input to the display 29 to the lowering speed in the automatic control.
- the controller 25 controls the boom drive unit so that the boom 3 is maintained at the set lowering speed during execution of the automatic lowering control.
- the controller 25 brings the boom cylinder 9 into a floating state when detecting that the bucket 4 has reached the ground contact position during execution of the automatic lowering control.
- the floating state is a state in which the head side and the bottom side of the boom cylinder 9 communicate with the tank.
- the controller 25 brings the boom cylinder 9 into the floating state by switching the boom operation valve 21 to the floating position.
- the bucket 4 is not held by the boom cylinder 9 because the floating boom cylinder 9 is telescopic. Therefore, the bucket 4 is placed on the ground by its own weight. When the wheel loader 1 is moved backward in this state, the ground leveling operation by the bucket 4 can be efficiently performed.
- the controller 25 detects that the bucket 4 is grounded based on the angles of the boom angle detection sensor 3a and the bucket angle detection sensor 4a. Specifically, the controller 25 detects the attitude of the boom cylinder 9 based on the output value of the boom angle detection sensor 3a, and detects the attitude of the bucket 4 based on the output value of the bucket angle detection sensor 4a. It is determined whether or not any part of the bucket 4 has reached the ground contact position.
- step S1 the controller 25 determines whether or not the lowering automatic control is being performed. If the lowering automatic control is being performed, the process proceeds to step S2. If the lowering automatic control is not being performed, the process repeats step S1.
- step S2 the controller 25 determines whether or not the bucket 4 has reached the ground contact position based on the angles of the boom angle detection sensor 3a and the bucket angle detection sensor 4a. If the bucket 4 has reached the ground contact position, the process proceeds to step S3. If the bucket 4 has not reached the ground contact position, the process returns to step S1.
- step S3 the controller 25 brings the boom cylinder 9 into the floating state by switching the boom operation valve 21 to the floating position. By this, the bucket 4 is placed on the ground by its own weight. Thus, the controller 25 ends the lowering automatic control.
- the controller 25 brings the boom cylinder 9 into a floating state when detecting that the bucket 4 has reached the ground contact position during execution of the automatic control for lowering the boom 3 automatically. Therefore, since the boom 3 can be brought into a floating state at the timing at which the bucket 4 comes into contact with the ground during execution of the lowering automatic control, the bucket 4 can be easily brought into contact with the ground, and an impact when the bucket 4 comes into contact with the ground can be suppressed.
- the controller 25 detects that the bucket 4 is grounded based on the angles of the boom angle detection sensor 3a and the bucket angle detection sensor 4a. Therefore, since the timing which the bucket 4 earth
- the controller 25 detects that the bucket 4 is grounded based on the angles of the boom angle detection sensor 3a and the bucket angle detection sensor 4a, but the bucket 4 may be grounded variously. It can be detected by the method. For example, the controller 25 can detect that the bucket 4 is grounded based on only the angle of the boom angle detection sensor 3a. Also, the controller 25 can detect that the bucket 4 has been grounded based on the stroke amount of the boom cylinder 9. In this case, the wheel loader 1 may be provided with a boom stroke sensor that detects the stroke amount of the boom cylinder 9. Also, the controller 25 can detect that the bucket 4 has been grounded based on the stroke amount of the boom cylinder 9 and the stroke amount of the bucket cylinder 10.
- the wheel loader 1 may be provided with a boom stroke sensor that detects the stroke amount of the boom cylinder 9 and a bucket stroke sensor that detects the stroke amount of the bucket cylinder 10. Furthermore, the controller 25 can detect that the bucket 4 has been grounded based on the fact that the hydraulic pressure on the bottom side of the boom cylinder 9 has become equal to or less than a predetermined threshold. In this case, the wheel loader 1 may be provided with an oil pressure sensor for detecting the oil pressure on the bottom side of the boom cylinder 9.
- the controller 25 executes the automatic control when the operation lever CL is operated to the lower side by the predetermined operation amount or more, but the execution start condition of the automatic control for lowering is limited to this. Absent.
- the controller 25 may execute automatic control for lowering when the control lever CL is returned to the neutral position after the control lever CL has been operated to the lower side by a predetermined operation amount or more.
- the controller 25 may execute lowering automatic control when the operator lowers the operation lever CL and then depresses the execution button of automatic control after the operation lever CL is operated to the lower side by a predetermined operation amount or more.
- the controller 25 lowers the speed input on the setting screen displayed on the display 29 and sets the speed to the predetermined speed in the automatic control, but the present invention is not limited to this.
- the controller 25 may set the predetermined speed in accordance with the position of the dial for setting the predetermined speed in the automatic reduction control.
- the controller 25 when the controller 25 detects that the bucket 4 has reached the ground contact position, the boom cylinder 9 is in a floating state, but the present invention is not limited to this.
- the controller 25 may lift the boom cylinder 9 when it detects that the bucket 4 has reached the predetermined position.
- the predetermined position is preferably set to a position where the bucket 4 is close to the ground. Also in this case, the bucket 4 can be easily grounded, and an impact when the bucket 4 is grounded can be suppressed.
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Abstract
ホイールローダ(1)において、コントローラ(25)は、ブーム(3)を自動的に揺動下降させる下げ自動制御の実行中、バケット(4)が接地する位置に達したことを検出したとき、ブームシリンダ(9)を浮き状態にする。
Description
本発明は、作業車両及び作業車両の制御方法に関する。
従来、ホイールローダ及びブルドーザなどの作業車両では、簡便かつ正確にアタッチメントを所定の下降位置まで繰り返し下降させることを目的として、アタッチメントを所定位置まで自動的に下降させる下げ自動制御が行われている(特許文献1参照)。
ところで、オペレータは、自重で接地させた状態(いわゆる、浮き状態)のアタッチメントを用いて、地面の均し作業を行いたい場合がある。
この場合、ある高さから地面までアタッチメントを自重で下降させると、アタッチメントが接地する際に大きな衝撃が発生する。
また、特許文献1に記載の下げ自動制御によってアタッチメントを所定位置まで下降させた後に、アタッチメントを地面まで自重で下降させると、アタッチメントが接地する際の衝撃は若干抑制されるものの、下げ自動制御の実行後にアタッチメントを手動で浮き状態にする必要があるため操作が煩雑である。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、アタッチメントを簡便に接地可能な作業車両及び作業車両の制御方法の提供を目的とする。
本発明に係る作業車両は、車体と、作業機と、第1アクチュエータと、コントローラとを備える。作業機は、車体に取り付けられるブームと、ブームの先端部に取り付けられるアタッチメントとを含む。第1アクチュエータは、ブームを上下揺動させる。コントローラは、ブームを自動的に揺動下降させる下げ自動制御を実行する。コントローラは、下げ自動制御の実行中、アタッチメントが所定位置に達したことを検出したとき、第1アクチュエータを浮き状態にする。
本発明によれば、アタッチメントを簡便に接地可能な作業車両及び作業車両の制御方法を提供することができる。
以下、本発明に係る「下げ自動制御」が適用された「作業車両」の一例について、図面を参照しながら説明する。ただし、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。例えば、以下の説明では、アタッチメントとしてバケットを備えるホイールローダを例に挙げて説明するが、本発明に係る「下げ自動制御」は、作業車両に広く適用可能である。作業車両としては、ホイールローダのほか、油圧ショベルなどが挙げられる。アタッチメントとしては、バケットのほか、フォーク、グラップルなどが挙げられる。
本明細書において、「前」は、作業車両の前進方向を示す用語であり、「後」は作業車両の後退方向を示す用語である。また、「左」「右」は作業車両が前進しているときの進行方向を基準とする用語である。
(ホイールローダ1)
図1は、本実施形態に係るホイールローダ1を示す側面図である。
図1は、本実施形態に係るホイールローダ1を示す側面図である。
ホイールローダ1は、車体2、作業機5、前輪6F、後輪6R、運転室7、ブームシリンダ9、及びバケットシリンダ10を備える。ブームシリンダ9は、第1アクチュエータの一例であり、バケットシリンダ10は、第2アクチュエータの一例である。
車体2には、作業機5、前輪6F、後輪6R、及び運転室7が取り付けられる。運転室7内には、オペレータが着座する運転席DSと、作業機5を操作するための操作レバーCLとが配置される。操作レバーCLは、操作装置の一例である。
作業機5は、車体2の前方に取り付けられる。作業機5は、ブーム3とバケット4とを有する。ブーム3は、車体2に取り付けられ、車体2から前方に向かって延びる。ブーム3は、上下揺動(昇降)可能に車体2によって支持される。ブーム3の基端部には、ブーム角検出センサ3aが配置される。ブーム角検出センサ3aは、水平方向に対するブーム3の角度を検出する。本実施形態では、ブーム3を自動的に揺動下降させる下げ自動制御が実行される。下げ自動制御については後述する。
バケット4は、開口部4Hと爪4Cとを有する。バケット4は、爪4Cが土砂又は砕石等の積載物をすくい取る。爪4Cがすくい取った積載物は、開口部4Hからバケット4の内部に入る。バケット4は、ブーム3の先端部に取り付けられる。バケット4は、前後揺動可能にブーム3によって支持される。本明細書では、バケット4が後方に揺動されることを「チルト」と称し、バケット4が前方に揺動されることを「ダンプ」と称する。
前輪6Fと後輪6Rは、路面Rに接地する。前輪6Fと後輪6Rとが路面R上で回転することにより、ホイールローダ1は走行する。前輪6Fと後輪6Rとの間で車体2が屈曲することによって、ホイールローダ1は操舵される。
ブームシリンダ9は、車体2とブーム3とに連結される。ブーム3は、ブームシリンダ9が伸縮することによって上下揺動する。バケットシリンダ10は、車体2とベルクランク11の上端部とに連結される。ベルクランク11は、ブーム3に固定された支持部材12の先端部に回動可能に支持される。ベルクランク11の下端部は、連結部材13を介してバケット4に連結される。バケット4は、バケットシリンダ10が伸縮することによって、ブーム3に支持された部分を中心として前後にチルト及びダンプする。支持部材12の先端部には、バケット角検出センサ4aが配置される。バケット角検出センサ4aは、水平方向に対するバケット4の底面の角度を検出する。
操作レバーCLは、ブームシリンダ9の伸縮によってブーム3を昇降操作するために用いられる。本実施形態では、ニュートラル領域を基準として操作レバーCLを下降側(本実施形態では、前方)に操作すると、ブーム3は下降する。ニュートラル領域を基準として操作レバーCLを上昇側(本実施形態では、後方)に操作(傾動)すると、ブーム3は上昇する。なお、操作レバーCLが上昇側と下降側の間のニュートラル領域に位置する場合、ブーム3は停止する。
操作レバーCLは、バケットシリンダ10の伸縮によってバケット4をチルト又はダンプさせるために用いられる。本実施形態では、ニュートラル領域を基準として操作レバーCLをチルト側(本実施形態では、左方)に操作(傾動)すると、バケット4はチルトする。また、ニュートラル領域を基準として、操作レバーCLをダンプ側(本実施形態では、右方)に操作(傾動)すると、バケット4はダンプする。なお、操作レバーCLがチルト側とダンプ側の間のニュートラル領域に位置する場合、バケット4は停止する。
(ホイールローダ1の制御系統)
図2は、ホイールローダ1の動作を制御する制御系統1aを示すブロック図である。
図2は、ホイールローダ1の動作を制御する制御系統1aを示すブロック図である。
ホイールローダ1の制御系統1aは、作業機ポンプ20、ブーム操作弁21、バケット操作弁22、パイロットポンプ23、作業機電子制御弁24、及びコントローラ25を備える。
作業機ポンプ20は、ホイールローダ1に搭載される動力発生源としてのエンジン26によって駆動される。作業機ポンプ20は、ブーム操作弁21及びバケット操作弁22のそれぞれに作動油を吐出する。
ブーム操作弁21及びバケット操作弁22は、それぞれ油圧パイロット式の操作弁である。ブーム操作弁21はブームシリンダ9に接続され、バケット操作弁22はバケットシリンダ10に接続される。
ブーム操作弁21は、ブームシリンダ9のヘッド側ポート及びブームシリンダ9のボトム側ポートそれぞれの流路を切換える切換弁である。本実施形態において、ブーム操作弁21は、ブームシリンダ9のヘッド側とボトム側とを連通させる浮きポジションを有する。ブーム操作弁21が浮きポジションに位置する場合、ブームシリンダ9のヘッド側とボトム側のそれぞれが作動油タンク30に接続した状態になる。バケット操作弁22は、バケットシリンダ10のヘッド側ポート及びバケットシリンダ10のボトム側ポートそれぞれの流路を切換える切換弁である。
ブーム操作弁21及びバケット操作弁22それぞれのパイロット受圧部は、作業機電子制御弁24を介してパイロットポンプ23に接続される。パイロットポンプ23は、エンジン26によって駆動される。パイロットポンプ23は、作業機電子制御弁24を介してブーム操作弁21及びバケット操作弁22それぞれのパイロット受圧部に対して、パイロット圧力の作動油を供給する。
作業機電子制御弁24は、ブーム下降制御弁24a、ブーム上昇制御弁24b、バケットダンプ制御弁24c、及びバケットチルト制御弁24dを有する。ブーム下降制御弁24a及びブーム上昇制御弁24bは、ブーム操作弁21の一対のパイロット受圧部それぞれに接続される。バケットダンプ制御弁24c及びバケットチルト制御弁24dは、バケット操作弁22の一対のパイロット受圧部それぞれに接続される。ブーム下降制御弁24aのソレノイド指令部24e、ブーム上昇制御弁24bのソレノイド指令部24f、バケットダンプ制御弁24cのソレノイド指令部24g、及びバケットチルト制御弁24dのソレノイド指令部24hのそれぞれには、コントローラ25からの指令信号が入力される。
ブーム操作弁21、ブーム下降制御弁24a、ブーム上昇制御弁24b、及びブームシリンダ9は、ブーム3を昇降させるブーム駆動部として機能する。バケット操作弁22、バケットダンプ制御弁24c、バケットチルト制御弁24d、及びバケットシリンダ10は、バケット4をチルト及びダンプさせるバケット駆動部として機能する。
コントローラ25は、例えば、コンピュータである。コントローラ25は、CPU(Central Processing Unit)等の処理部と、ROM(Read Only Memory)等の記憶部とを含む。コントローラ25は、コンピュータプログラムに記述された各種の命令を逐次実行することにより、作業機5の動作を制御する。
コントローラ25は、ブームレバーポテンショメータ27、バケットレバーポテンショメータ28、ディスプレイ29、ブーム角検出センサ3a、及びバケット角検出センサ4aに接続される。
ブームレバーポテンショメータ27は、操作レバーCLに設けられる。ブームレバーポテンショメータ27は、操作レバーCLの前後方向における操作量を検出する。バケットレバーポテンショメータ28は、操作レバーCLに設けられる。バケットレバーポテンショメータ28は、操作レバーCLの左右方向における操作量を検出する。
コントローラ25は、操作レバーCLが上昇側に操作された場合、ブーム操作弁21を切り換えることによって、ブームシリンダ9のヘッド側を作動油タンク30に連通させ、かつ、ブームシリンダ9のボトム側を作業機ポンプ20に連通させる。これによって、ブーム3は揺動上昇する。コントローラ25は、操作レバーCLが下降側に操作された場合、ブーム操作弁21を切り換えることによって、ブームシリンダ9のボトム側を作動油タンク30に連通させ、かつ、ブームシリンダ9のヘッド側を作業機ポンプ20に連通させる。これによって、ブーム3は揺動下降する。これらの場合、コントローラ25は、操作レバーCLの操作量に応じた駆動速度でブーム3を駆動させる。
コントローラ25は、操作レバーCLがチルト側に操作された場合、バケット操作弁22を切り換えることによって、バケットシリンダ10のヘッド側を作動油タンク30に連通させ、かつ、バケットシリンダ10のボトム側を作業機ポンプ20に連通させる。これによって、バケット4は前方にチルトする。コントローラ25は、操作レバーCLがダンプ側に操作された場合、バケット操作弁22を切り換えることによって、バケットシリンダ10のボトム側を作動油タンク30に連通させ、かつ、バケットシリンダ10のヘッド側を作業機ポンプ20に連通させる。これによって、バケット4は後方にダンプする。これらの場合、コントローラ25は、操作レバーCLの操作量に応じた駆動速度でバケット4を駆動させる。
本実施形態において、コントローラ25は、操作レバーCLが下降側に所定の操作量以上操作された場合、ブーム3を自動的に揺動下降させる下げ自動制御を実行開始する。下げ自動制御におけるブーム3の下降速度は、ディスプレイ29に表示される設定画面においてオペレータが入力することができる。ディスプレイ29には、例えばタッチパネル式モニタを用いることができる。コントローラ25は、ディスプレイ29に入力された速度を、下げ自動制御における下降速度に設定する。コントローラ25は、下げ自動制御の実行中、ブーム3が設定された下降速度に維持されるようにブーム駆動部を制御する。
ここで、コントローラ25は、下げ自動制御の実行中、バケット4が接地する位置に達したことを検出したとき、ブームシリンダ9を浮き状態にする。浮き状態とは、ブームシリンダ9のヘッド側とボトム側とタンクとが連通した状態である。コントローラ25は、ブーム操作弁21を浮きポジションに切り換えることによって、ブームシリンダ9を浮き状態にする。浮き状態のブームシリンダ9は伸縮自在であるため、バケット4はブームシリンダ9によって保持されない。そのため、バケット4は自重で地面に置かれた状態になる。この状態でホイールローダ1を後進させると、バケット4による地面の均し作業を効率的に行うことができる。
コントローラ25は、ブーム角検出センサ3a及びバケット角検出センサ4aそれぞれの角度に基づいて、バケット4が接地したことを検出する。具体的には、コントローラ25は、ブーム角検出センサ3aの出力値に基づいてブームシリンダ9の姿勢を検知し、かつ、バケット角検出センサ4aの出力値に基づいてバケット4の姿勢を検知することによって、バケット4のいずれかの部位が接地する位置に達したか否かを判定する。
(下げ自動制御)
コントローラ25による下げ自動制御について、図3に示すフロー図を参照しながら説明する。
コントローラ25による下げ自動制御について、図3に示すフロー図を参照しながら説明する。
ステップS1において、コントローラ25は、下げ自動制御の実行中か否か判定する。下げ自動制御の実行中である場合、処理はステップS2に進み、下げ自動制御の実行中でない場合、処理はステップS1を繰り返す。
ステップS2において、コントローラ25は、ブーム角検出センサ3a及びバケット角検出センサ4aそれぞれの角度に基づいて、バケット4が接地する位置に達したか否か判定する。バケット4が接地する位置に達した場合、処理はステップS3に進み、バケット4が接地する位置に達していない場合、処理はステップS1に戻る。
ステップS3において、コントローラ25は、ブーム操作弁21を浮きポジションに切り換えることによって、ブームシリンダ9を浮き状態にする。これによって、バケット4は自重で地面に置かれた状態になる。以上で、コントローラ25は、下げ自動制御を終了する。
(特徴)
(1)コントローラ25は、ブーム3を自動的に下降させる下げ自動制御の実行中、バケット4が接地する位置に達したことを検出したとき、ブームシリンダ9を浮き状態にする。従って、下げ自動制御の実行中にバケット4が接地するタイミングでブーム3を浮き状態にできるため、バケット4を簡便に接地させられるとともに、バケット4が接地する際の衝撃を抑制することができる。
(1)コントローラ25は、ブーム3を自動的に下降させる下げ自動制御の実行中、バケット4が接地する位置に達したことを検出したとき、ブームシリンダ9を浮き状態にする。従って、下げ自動制御の実行中にバケット4が接地するタイミングでブーム3を浮き状態にできるため、バケット4を簡便に接地させられるとともに、バケット4が接地する際の衝撃を抑制することができる。
(2)コントローラ25は、ブーム角検出センサ3a及びバケット角検出センサ4aそれぞれの角度に基づいて、バケット4が接地したことを検出する。従って、バケット4が接地するタイミングを精度良く検知できるため、バケット4が接地する際の衝撃をより抑制することができる。
(他の実施形態)
上記実施形態において、コントローラ25は、ブーム角検出センサ3a及びバケット角検出センサ4aそれぞれの角度に基づいて、バケット4が接地したことを検出することとしたが、バケット4が接地することは様々な方法で検出することができる。例えば、コントローラ25は、ブーム角検出センサ3aの角度のみに基づいて、バケット4が接地したことを検出することができる。また、コントローラ25は、ブームシリンダ9のストローク量に基づいて、バケット4が接地したことを検出することができる。この場合、ホイールローダ1は、ブームシリンダ9のストローク量を検出するブームストロークセンサを備えていればよい。また、コントローラ25は、ブームシリンダ9のストローク量とバケットシリンダ10のストローク量とに基づいて、バケット4が接地したことを検出することができる。この場合、ホイールローダ1は、ブームシリンダ9のストローク量を検出するブームストロークセンサと、バケットシリンダ10のストローク量を検出するバケットストロークセンサとを備えていればよい。さらに、コントローラ25は、ブームシリンダ9のボトム側における油圧が所定の閾値以下になったことに基づいて、バケット4が接地したことを検出することができる。この場合、ホイールローダ1は、ブームシリンダ9のボトム側における油圧を検知する油圧センサを備えていればよい。
上記実施形態において、コントローラ25は、ブーム角検出センサ3a及びバケット角検出センサ4aそれぞれの角度に基づいて、バケット4が接地したことを検出することとしたが、バケット4が接地することは様々な方法で検出することができる。例えば、コントローラ25は、ブーム角検出センサ3aの角度のみに基づいて、バケット4が接地したことを検出することができる。また、コントローラ25は、ブームシリンダ9のストローク量に基づいて、バケット4が接地したことを検出することができる。この場合、ホイールローダ1は、ブームシリンダ9のストローク量を検出するブームストロークセンサを備えていればよい。また、コントローラ25は、ブームシリンダ9のストローク量とバケットシリンダ10のストローク量とに基づいて、バケット4が接地したことを検出することができる。この場合、ホイールローダ1は、ブームシリンダ9のストローク量を検出するブームストロークセンサと、バケットシリンダ10のストローク量を検出するバケットストロークセンサとを備えていればよい。さらに、コントローラ25は、ブームシリンダ9のボトム側における油圧が所定の閾値以下になったことに基づいて、バケット4が接地したことを検出することができる。この場合、ホイールローダ1は、ブームシリンダ9のボトム側における油圧を検知する油圧センサを備えていればよい。
上記実施形態において、コントローラ25は、操作レバーCLが下降側に所定操作量以上操作されたときに下げ自動制御を実行することとしたが、下げ自動制御の実行開始条件はこれに限られるものではない。例えば、コントローラ25は、操作レバーCLが下降側に所定操作量以上操作された後、操作レバーCLがニュートラル位置に戻されたときに下げ自動制御を実行することとしてもよい。また、コントローラ25は、操作レバーCLが下降側に所定操作量以上操作された後、オペレータが下げ自動制御の実行ボタンを押下したときに下げ自動制御を実行することとしてもよい。
上記実施形態において、コントローラ25は、ディスプレイ29に表示される設定画面に入力された速度を下げ自動制御における所定速度に設定することとしたが、これに限られるものではない。例えば、コントローラ25は、下げ自動制御における所定速度を設定するためのダイヤルの位置に応じて、所定速度を設定してもよい。
上記実施形態において、コントローラ25は、バケット4が接地する位置に達したことを検出したときに、ブームシリンダ9を浮き状態にすることとしたが、これに限られるものではない。コントローラ25は、バケット4が所定位置に達したことを検出したときに、ブームシリンダ9を浮き状態にしてもよい。所定位置は、バケット4が地面に近接する位置に設定されることが好ましい。この場合においても、バケット4を簡便に接地させられるとともに、バケット4が接地する際の衝撃を抑制することができる。
1 ホイールローダ
1a 制御系統
2 車体
3 ブーム
4 バケット
5 作業機
9 ブームシリンダ
10 バケットシリンダ
20 作業機ポンプ
21 ブーム操作弁
22 バケット操作弁
23 パイロットポンプ
24 作業機電子制御弁
25 コントローラ
26 エンジン
29 ディスプレイ
30 作動油タンク
CL 操作レバー
1a 制御系統
2 車体
3 ブーム
4 バケット
5 作業機
9 ブームシリンダ
10 バケットシリンダ
20 作業機ポンプ
21 ブーム操作弁
22 バケット操作弁
23 パイロットポンプ
24 作業機電子制御弁
25 コントローラ
26 エンジン
29 ディスプレイ
30 作動油タンク
CL 操作レバー
Claims (20)
- 車体と、
前記車体に取り付けられるブームと、前記ブームの先端部に取り付けられるアタッチメントとを含む作業機と、
前記ブームを上下揺動させるための第1アクチュエータと、
前記ブームを自動的に揺動下降させる下げ自動制御を実行するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記下げ自動制御の実行中、前記アタッチメントが所定位置に達したことを検出したとき、前記第1アクチュエータを浮き状態にする、
を備える作業車両。 - 前記所定位置は、前記アタッチメントが接地する位置である、
請求項1に記載の作業車両。 - 前記コントローラは、前記第1アクチュエータの角度に基づいて、前記アタッチメントが所定位置に達したことを検出する、
請求項1又は2に記載の作業車両。 - 前記アタッチメントを前後揺動させるための第2アクチュエータをさらに備え、
前記コントローラは、前記第1アクチュエータの角度と前記第2アクチュエータの角度とに基づいて、前記アタッチメントが所定位置に達したことを検出する、
請求項1又は2に記載の作業車両。 - 前記コントローラは、前記第1アクチュエータのストローク量に基づいて、前記アタッチメントが所定位置に達したことを検出する、
請求項1又は2に記載の作業車両。 - 前記アタッチメントを前後揺動させるための第2アクチュエータをさらに備え、
前記コントローラは、前記第1アクチュエータのストローク量と前記第2アクチュエータのストローク量とに基づいて、前記アタッチメントが所定位置に達したことを検出する、
請求項1又は2に記載の作業車両。 - 前記第1アクチュエータのボトム側における油圧を検知する油圧センサをさらに備え、
前記コントローラは、前記油圧センサによって検知される前記油圧が所定の閾値以下になったことに基づいて、前記アタッチメントが所定位置に達したことを検出する、
請求項1又は2に記載の作業車両。 - 前記ブームを昇降操作するための操作装置をさらに備え、
前記コントローラは、前記操作装置が下降側に所定の操作量以上操作された場合、前記下げ自動制御を実行開始する、
請求項1乃至7のいずれかに記載の作業車両。 - 前記下げ自動制御における前記ブームの下降速度の設定画面を表示するディスプレイをさらに備え、
前記コントローラは、前記ディスプレイに入力された速度を前記下降速度に設定する、
請求項1乃至8のいずれかに記載の作業車両。 - 前記下げ自動制御における前記ブームの下降速度を設定するためのダイヤルをさらに備え、
前記コントローラは、前記ダイヤルの位置に応じた速度を前記下降速度に設定する、
請求項1乃至8のいずれかに記載の作業車両。 - 前記コントローラは、前記第1アクチュエータのボトム側とトップ側とを連通させることによって、前記第1アクチュエータを伸縮自在にする、
請求項1乃至10のいずれかに記載の作業車両。 - 車体に取り付けられるブームを自動的に揺動下降させる下げ自動制御を実行する下げ自動制御工程と、
前記ブームの先端部に取り付けられるアタッチメントが所定位置に達したことを検出する検出工程と、
前記ブームを上下揺動させるための第1アクチュエータを浮き状態にする浮き工程と、
を備える作業車両の制御方法。 - 前記所定位置は、前記アタッチメントが接地する位置である、
請求項12に記載の作業車両の制御方法。 - 前記検出工程では、前記第1アクチュエータの角度に基づいて、前記アタッチメントが所定位置に達したことを検出する、
請求項12又は13に記載の作業車両の制御方法。 - 前記検出工程では、前記第1アクチュエータの角度と、前記アタッチメントを前後揺動させるための第2アクチュエータの角度とに基づいて、前記アタッチメントが所定位置に達したことを検出する、
請求項12又は13に記載の作業車両の制御方法。 - 前記検出工程では、前記第1アクチュエータのストローク量に基づいて、前記アタッチメントが所定位置に達したことを検出する、
請求項12又は13に記載の作業車両の制御方法。 - 前記検出工程では、前記第1アクチュエータのストローク量と、前記アタッチメントを前後揺動させるための第2アクチュエータのストローク量とに基づいて、前記アタッチメントが所定位置に達したことを検出する、
請求項12又は13に記載の作業車両の制御方法。 - 前記検出工程では、前記第1アクチュエータのボトム側における油圧が所定の閾値以下になったことに基づいて、前記アタッチメントが所定位置に達したことを検出する、
請求項12又は13に記載の作業車両の制御方法。 - 前記下げ自動制御工程では、前記ブームを昇降操作するための操作装置が下降側に所定の操作量以上操作された場合、前記下げ自動制御を実行開始する、
請求項12乃至18のいずれかに記載の作業車両の制御方法。 - 前記下げ自動制御工程では、前記下げ自動制御における前記ブームの下降速度の設定画面を表示するディスプレイに入力された速度を前記下降速度に設定する、
請求項12乃至19のいずれかに記載の作業車両の制御方法。
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