CN102482866B - 轮式装载机作业机械的自动运转控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明根据行驶操作和作业机械的当前状态预测下一个动作而控制自动运转的轮式装载机作业机械的自动运转控制装置及方法。为此，根据本发明的轮式装载机作业机械的自动运转控制方法，其特征是，通过检测铲斗位置和行驶状态而确认轮式装载机作业状态，并在检查已确认的作业状态是否为挖掘结束状态之后，若上述已确认的作业状态为挖掘结束状态则检查当前行驶方向操作杆位置是否为倒退位置，若行驶方向操作杆位置在倒退位置则根据自动运转模式设定与否在轮式装载机倒退行驶的同时使动臂的位置自动上升到预先设定的位置。

Description

轮式装载机作业机械的自动运转控制装置及方法

技术领域

本发明涉及轮式装载机作业机械的自动运转控制装置及方法，尤其涉及根据行驶操作和作业机械的当前状态预测下一个动作而控制自动运转的轮式装载机作业机械的自动运转控制装置及方法。

背景技术

一般来讲，轮式装载机作为用于执行作业的工具由包括铲斗和动臂的作业机械和行驶装置构成，轮式装载机的操纵人员直接操作行驶装置及作业机械而执行轮式装载机的主要作业。

此时，轮式装载机的主要作业是指在作业现场对规定的装载物执行挖掘作业之后将所执行挖掘作业的装载物移动到装载物堆积处的作业。

为了执行这种轮式装载机作业，操纵人员操作行驶装置而使轮式装载机移动到装载物附近，并将作业机械操作(Return to Dig)成可装载的形态。此后，对行驶装置执行前进操作而将装载物装载到铲斗(buket)，并将作业机械操作(Max Crowd)成可移动装载物的形态之后对行驶装置执行倒退操作而离开装载物。而且，操作行驶装置而将装载物移动到要移动的场所附近并操作作业机械而使装载物脱离轮式装载机。

最近的趋势是，为了满足在运转如轮式装载机或挖掘机的产业用车辆时使操纵人员能够更为便利地执行运转的便利性，而在开发判断当前作业状态而预测下一个作业状态，并以所预测的作业状态执行自动运转的技术。

由此，为了满足操纵人员的便利性要求开发旨在即便在运转轮式装载机时也预测作业状态并以所预测的作业状态执行自动运转的技术。

发明内容

发明要解决的课题

因此，本发明提供一种旨在轮式装载机作业机械的自动运转控制装置基于轮式装载机操纵人员的行驶操作和作业机械的当前状态预测并控制操纵人员所要操作的作业机械的下一个动作而向操纵人员提供便利性的轮式装载机作业机械的自动运转控制装置及方法。

用于解决课题的手段

用于达到上述目的的轮式装载机作业机械的自动运转控制方法，其特征是，包括：通过检测铲斗位置和行驶状态而确认轮式装载机作业状态，并检查上述已确认的作业状态是否为挖掘结束状态的过程；上述检查结果若上述已确认的作业状态为挖掘结束状态则检查当前行驶方向操作杆位置是否为倒退位置的过程；以及若行驶方向操作杆位置在倒退位置则根据自动运转模式设定与否在轮式装载机倒退行驶的同时使动臂的位置自动上升到预先设定的位置的过程。

另外，根据本发明的一例，其特征是，检查上述作业状态是否为挖掘结束状态的过程包括：检查行驶方向操作杆位置是否在前进位置的过程；若行驶方向操作杆位置在前进位置则检查铲斗位置是否操作成可装载的形态的过程；若铲斗位置操作成可装载的形态则将当前作业状态识别为旨在进行挖掘作业的动作正在进行中，并检查铲斗位置是否为完全收回(full crowd)的过程；以及根据当前铲斗位置是否为完全收回(full crowd)来确认上述作业状态是否为挖掘结束状态的过程。

另外，根据本发明的一例，其特征是，包括：检查上述当前行驶方向操作杆位置是否为倒退位置的过程；执行上述确认过程之后，若上述当前铲斗位置为完全收回(full crowd)则识别为挖掘结束状态的过程；以及检查当前行驶方向操作杆位置是否为倒退位置的过程。

另外，根据本发明的一例，其特征是，使上述动臂的位置自动上升的预先设定的位置是为了执行在一定高度自动停止动臂的上升和下降的功能即止动功能而预先设定的动臂的位置。

另外，本发明的轮式装载机作业机械的自动运转控制装置，其特征是，包括：用于选择自动运转模式的自动运转选择开关；检测行驶方向指令的行驶方向操作杆；检测动臂和铲斗的当前位置状态的作业机械角度传感器；通过对动臂和铲斗液压缸供给液压来进行运动控制的作业机械控制单元；控制轮式装载机的前进或倒退的行驶装置控制单元；以及控制部，该控制部利用上述作业机械角度传感器检测出铲斗位置，利用上述行驶方向操作杆检测出行驶状态从而确认轮式装载机作业状态，若上述所确认的作业状态为挖掘结束状态则通过上述行驶方向操作杆检查当前行驶方向操作杆位置是否为倒退位置，若行驶方向操作杆位置在倒退位置则根据自动运转模式设定与否命令上述作业机械控制单元在轮式装载机倒退行驶的同时使动臂的位置自动上升到预先设定的位置。

另外，根据本发明的一例，其特征是，上述控制部，检查行驶方向操作杆位置是否在前进位置，若行驶方向操作杆位置在前进位置则在利用上述作业机械角度传感器检查铲斗位置是否操作成可装载的形态之后，若铲斗位置操作成可装载的形态则将当前作业状态识别为旨在进行挖掘作业的动作正在进行中，并在利用上述作业机械角度传感器检查铲斗位置是否为完全收回(full crowd)之后，根据当前铲斗位置是否为完全收回(full crowd)来识别上述作业状态为挖掘结束状态。

发明的效果

根据本发明，由于省略了轮式装载机的操纵人员为了执行作业而单纯反复的过程中的一部分，因而能够提高操纵人员的便利性，其结果具有能够增大适用了轮式装载机的作业现场中的生产率的优点。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的轮式装载机作业机械的自动运转控制装置的内部构成图。

图2是表示在根据本发明的实施例的轮式装载机作业机械的自动运转控制装置中监控作业状态的过程的流程图。

图3是表示旨在根据本发明的实施例的自动运转控制的过程的流程图。

符号说明

100-控制部，110-输入部，112-行驶方向操作杆，114-作业机械角度传感器，116-自动运转选择开关，118-作业机械操作部，120-输出部，122-作业机械控制单元(MCV)，124-行驶装置控制单元(TCU)。

具体实施方式

下面参照附图详细说明本发明的较佳实施例。需要注意的是，附图中相同的构成无论在何处均尽可能以相同的符号表示。下述说明中出现具体的特定事项，这是为了对本发明的更加全面的理解而提供的。而且，在说明本发明过程中，在判断为对关联的公知功能或构成的说明有可能使本发明的要旨不必要地模糊的情况下，省略其详细说明。

一般来讲，在为轮式装载机的情况下执行作业时，为了在结束挖掘作业之后移动所装载于铲斗中的装载物，大多数操纵人员总是在使轮式装载机倒退之前将作业机械操作(Max Crowd)成可移动装载物的形态。

本发明的目的是，自动操作在为了移动装载物而使轮式装载机倒退之前将作业机械操作(Max Crowd)成可移动装载物的形态的动作，从而给操纵人员提供便利性。

为此，轮式装载机的轮式装载机作业机械的自动运转控制装置应当能够监控作业机械的当前状态和行驶状态，并基于此判断当前作业状态。另外，应当能够通过当前已判断的作业状态预测下一个作业状态而直接控制作业机械。

首先，参照图1观察根据本发明的实施例的轮式装载机作业机械的自动运转控制装置。

根据本发明的轮式装载机作业机械的自动运转控制装置具备：包括行驶方向操作杆112、作业机械角度传感器114、自动运转选择开关116、作业机械操作部118的输入部110；控制部100；以及包括作业机械控制单元(MCV)122、行驶装置控制单元(TCU)124的输出部120。

行驶方向操作杆112检测出操纵人员的行驶方向指令。

作业机械角度传感器114检测出动臂和铲斗的当前位置状态。作业机械角度传感器114具备动臂角度传感器(boom angle sensor)和铲斗角度传感器。动臂角度传感器是用于检测动臂的姿势的传感器，输出动臂的角度传感信号。铲斗角度传感器是用于检测铲斗的姿势的传感器，输出铲斗的角度传感信号。

自动运转选择开关116检测出操纵人员的自动运转选择意向。根据本发明的实施例的自动运转选择开关116是用于选择自动运转模式的开关，根据作业人员的开关操作向控制部100输出开关接通/断开信号。

作业机械操作部118检测出自动运转中操纵人员对作业机械的直接控制意向。这种作业机械操作部118可具备动臂操纵杆和铲斗操纵杆，动臂操纵杆是用于执行动臂上升及下降动作的输入装置，铲斗操纵杆是用于执行铲斗的卸载和收回的动作的输入装置。

作业机械控制单元(MCV)122通过对作业机械液压缸的液压供给来控制作业机械的运动。作业机械控制单元(MCV)122可包括动臂控制阀和铲斗控制阀，动臂控制阀和铲斗控制阀以阀的开度量与从控制部100部施加的电流成比例的方式被控制。另外，动臂控制阀控制动臂上升及下降，铲斗控制阀控制铲斗的收回(crowd)和卸载(dump)。

行驶装置控制单元(TCU)124控制轮式装载机行驶方向即前进或倒退。

控制部100基于作业机械角度传感器114和行驶方向操作杆112而判断轮式装载机的当前作业状态。此后，控制部100通过检测出作业状态判断结果和倒退操作与否而控制作业机械。

此时，控制部100在自动运转选择开关116为接通(On)状态的情况下识别为选择自动运转模式且当前作业状态是挖掘作业结束的状态，此后根据所检测出的倒退操作与否，以作业机械控制单元122执行自动控制使得动臂上升到止动位置。这里，止动位置是指为了执行止动功能而预先设定的动臂的高度。此时，止动功能是在一定高度自动停止动臂的上升和下降的功能。

但若自动运转选择开关116为断开(Off)状态则控制部100识别为通常的手动运转模式，并按照操纵人员的行驶或作业执行命令而控制作业机械控制单元122或行驶装置控制单元124。

参照图2和图3观察这种控制部100的控制动作。

图2是表示在轮式装载机作业机械的自动运转控制装置中监控作业状态的过程的流程图。

在步骤200，控制部100通过行驶方向操作杆112检查行驶方向操作杆位置是否为前进位置。即、检查当前状态是否为车辆移动状态。

如果行驶方向操作杆位置为前进位置，则执行步骤202，控制部100通过作业机械角度传感器114检查铲斗位置是否操作成可装载装载物的形态。但如果行驶方向操作杆位置不是前进位置，则执行步骤200。

另一方面，在步骤202检查结果，若铲斗位置操作成可装载装载物的形态则执行步骤204，不然执行步骤200。

在步骤204，控制部100识别为行驶方向操作杆位置处于前进位置状态之后铲斗位置操作成可装载的形态从而处于挖掘推测状态。即、识别为当前正在进行旨在进行挖掘作业的动作。

此后，执行步骤206，控制部100通过作业机械角度传感器114检查铲斗位置是否为完全收回(full crowd)状态。

在步骤206检查结果若铲斗位置为完全收回(full crowd)状态，则控制部100在步骤208识别为挖掘结束状态。即、若在步骤206检查中铲斗位置成为完全收回(full crowd)状态，则能够识别为进行前进操作后将装载物装载到铲斗中而结束了挖掘作业。

如上所述，若当前状态成为挖掘作业结束的状态，则执行旨在自动运转控制的过程。

参照图3观察自动运转控制过程。

参照图3，在步骤300，控制部100检查判断作业状态结果是否为挖掘作业结束的状态。

如果当前作业状态为挖掘作业结束的状态，则执行步骤302，通过行驶方向操作杆112检查行驶方向操作杆位置是否为倒退位置。

步骤302检查结果若行驶方向操作杆位置为倒退位置，则执行步骤304，控制部100识别为挖掘结束移动指示状态。即、识别当前状态为挖掘作业结束从而为了移动装载物而倒退的状态。

此后，在步骤306控制部100检查自动运转选择开关116是否为接通(On)。即、检查操纵人员是否选择了自动运转模式。

若自动运转选择开关116为接通(On)，则执行步骤308，若不是接通而是断开(Off)，则执行步骤307而以手动运转模式动作。此时，手动运转模式是指按照操纵人员的行驶或作业执行命令控制作业机械控制单元122或行驶装置控制单元124的模式。

另外，自动运转模式是指基于当前状态和行驶状态判断当前作业状态从而预测下一个作业状态，并自动控制所预测的作业状态的模式。在本发明的实施例的自动运转模式是指在挖掘结束状态倒退的情况下自动控制使动臂上升到止动位置的动作的模式。

另一方面，在步骤306检查结果自动运转选择开关116为接通(On)的情况下所执行的步骤308，控制部100通过作业机械操作部118检查动臂操纵杆是否为中立。

若动臂操纵杆为中立，则执行步骤310，控制部100向行驶装置控制单元(TCU)124输出倒退行驶方向控制命令。

接到倒退行驶方向控制命令输入的行驶装置控制单元(TCU)124控制轮式装载机的倒退。

此后在步骤312，控制部100检查动臂是否比上升止动位置还靠下方。此时，止动位置是指为了轮式装载机的止动功能而预先定的动臂的位置。

步骤312检查结果，若动臂比上升止动位置还靠下方，则执行步骤314，控制部100向作业机械控制单元(MCV)122输出动臂上升控制命令。这样一来，作业机械控制单元(MCV)122使动臂上升到止动位置。

即、在自动运转模式，在通过当前状态监控而检测出挖掘结束之后，若有倒退命令则执行一边倒退一边自动地使动臂上升到止动位置的动作。

这样一来，操纵人员即便不进行使可移动装载物的形态的动臂上升的操作也能自动运转另设的作业机械，从而能够提高操纵人员的便利性。

以上虽然对本发明的特定实施例进行了详细叙述，但本发明的思想及范围不限定于这些特定实施例，本领域技术人员清楚在不变更本发明的要旨的范围内可进行种种修改和变形。

因此，上面所述的实施例是为了向本领域技术人员清楚地告知发明的范畴而提供的，因此，应理解为在所有方面只是例示并非限定，本发明仅由权利要求的范畴定义。

Claims (3)

1.一种轮式装载机作业机械的自动运转控制方法，其特征在于，包括：

通过检测铲斗位置和行驶状态而确认轮式装载机作业状态，并检查上述已确认的作业状态是否为挖掘结束状态的过程；

上述检查结果，若上述已确认的作业状态为挖掘结束状态，则检查当前行驶方向操作杆位置是否为倒退位置的过程；以及

若行驶方向操作杆位置在倒退位置，则检查是否设定了自动运转模式，若设定了自动运转模式，则当动臂操作杆是中立时在轮式装载机倒退行驶的同时使动臂的位置自动上升到预先设定的位置的过程；

其中，检查上述作业状态是否为挖掘结束状态的过程包括：检查行驶方向操作杆位置是否在前进位置的过程；若行驶方向操作杆位置在前进位置，则检查铲斗位置是否操作成可装载的形态的过程；若铲斗位置操作成可装载的形态，则将当前作业状态识别为旨在进行挖掘作业的动作正在进行中，并检查铲斗位置是否为完全收回的过程；以及根据当前铲斗位置是否为完全收回来确认上述作业状态是否为挖掘结束状态的过程，

其中，使上述动臂的位置自动上升的预先设定的位置是为了执行在一定高度自动停止动臂的上升和下降的功能即止动功能而预先设定的动臂的位置。

2.根据权利要求1所述的轮式装载机作业机械的自动运转控制方法，其特征在于，包括：

检查上述当前行驶方向操作杆位置是否为倒退位置的过程；

执行上述确认过程之后，若上述当前铲斗位置为完全收回则识别为挖掘结束状态的过程；以及

检查当前行驶方向操作杆位置是否为倒退位置的过程。

3.一种轮式装载机作业机械的自动运转控制装置，其特征在于，包括：

用于选择自动运转模式的自动运转选择开关；

检测行驶方向指令的行驶方向操作杆；

检测动臂和铲斗的当前位置状态的作业机械角度传感器；

通过对动臂和铲斗液压缸供给液压来进行运动控制的作业机械控制单元；

控制轮式装载机的前进或倒退的行驶装置控制单元；以及

控制部，该控制部利用上述作业机械角度传感器检测出铲斗位置，利用上述行驶方向操作杆检测出行驶状态从而确认轮式装载机作业状态，若上述所确认的作业状态为挖掘结束状态则通过上述行驶方向操作杆检查当前行驶方向操作杆位置是否为倒退位置，若行驶方向操作杆位置在倒退位置则检查是否设定了自动运转模式，若设定了自动运转模式，则当动臂操作杆是中立时命令上述作业机械控制单元在轮式装载机倒退行驶的同时使动臂的位置自动上升到预先设定的位置；

其中，上述控制部，检查行驶方向操作杆位置是否在前进位置，若行驶方向操作杆位置在前进位置，则在利用上述作业机械角度传感器检查铲斗位置是否操作成可装载的形态之后；若铲斗位置操作成可装载的形态，则将当前作业状态识别为旨在进行挖掘作业的动作正在进行中，并在利用上述作业机械角度传感器检查铲斗位置是否为完全收回之后，根据当前铲斗位置是否为完全收回来识别上述作业状态为挖掘结束状态，

其中，使上述动臂的位置自动上升的预先设定的位置是为了执行在一定高度自动停止动臂的上升和下降的功能即止动功能而预先设定的动臂的位置。