CN108779622A - 作业车辆 - Google Patents

Abstract

本发明的作业车辆能够迅速并正确地判断挖掘开始时机。轮式装载机具备：作业机；作为驱动作业机的液压促动器的升降缸(152)；液压泵(220)，向升降缸(152)供给油；升降缸底部压力检测器(252)，检测升降缸(152)的压力；控制阀(221)，控制从液压泵(220)供给到升降缸(152)的油量；车辆加速度检测器(254)，检测前后方向的车辆加速度；以及控制装置(240)。控制装置(240)基于由升降缸底部压力检测器(252)检测到的升降缸底部压力和由车辆加速度检测器(254)检测到的车辆加速度，判断作业机是否开始挖掘。

Description

作业车辆

技术领域

本发明涉及作业车辆。

背景技术

作为一种作业车辆的轮式装载机在车身前方具有被液压促动器等驱动的挖掘用的作业机。轮式装载机的操作人员通过使车辆前进并将作业机前端插入碎石或泥沙等挖掘对象，然后使作业机上升而将挖掘对象铲入作业机内，由此进行挖掘。

在利用轮式装载机进行的挖掘中，为了防止轮胎打滑，需要在挖掘开始时在适当的时机使作业机上升。即，若作业机插入到挖掘对象，则作业机从挖掘对象受到的阻力作用于连结作业机和车身的液压促动器收缩的方向。此时，若作业机被挖掘对象在上下方向上被固定，则车身会被液压促动器上升，地面与轮胎的摩擦力降低而使轮胎打滑。若产生轮胎打滑，则不仅轮胎的摩损加快，还由于轮胎刮擦路面而使路面状况恶化，导致作业效率降低。因此，轮式装载机的操作人员通常在挖掘开始时使作业机上升，利用其反作用力对前轮施加载荷，从而防止轮胎打滑。然而，若使作业机上升的时机较早，则在作业机被充分地插入挖掘对象之前作业机开始上升，铲入作业机的挖掘对象的量减少。另一方面，若使作业机上升的时机较晚，则如上述那样产生轮胎打滑。因此，轮式装载机的操作人员需要在适当的时机判断挖掘开始，进行作业机的上升操作。

在以往的轮式装载机中，如上述那样，需要操作人员进行适当的挖掘开始时机的判断。然而，特别是对于经验较少的操作人员来说，例如有不能目视观察作业机前端的情况等适当的挖掘开始时机的判断困难的情况。对于此，专利文献1公开了基于液压缸的液压、操作人员对作业机的操作状态、作业车辆的加速器开度等来判断作业车辆中的作业状态的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2005/024208号

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1所记载的现有技术中，对液压缸的液压和预先决定的基准值进行比较，基于该比较结果来判断作业车辆是否是挖掘中。但是，在这样的判断方法中，难以迅速并正确地判断挖掘开始时机。

用于解决课题的方法

本发明所涉及的作业车辆具备：作业机；液压促动器，驱动上述作业机；液压泵，向上述液压促动器供给油；液压促动器压力检测器，检测上述液压促动器的压力；控制阀，控制从上述液压泵供给到上述液压促动器的油量；车辆加速度检测器，检测前后方向的车辆加速度；以及控制装置，基于由上述液压促动器压力检测器检测到的上述液压促动器的压力和由上述车辆加速度检测器检测到的上述车辆加速度，判断上述作业机是否开始挖掘。

发明的效果

根据本发明，能够迅速并正确地判断挖掘开始时机。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的作为作业车辆的轮式装载机的侧视图。0

图2是本发明的一个实施方式的轮式装载机的系统构成图。

图3是控制装置的控制框图。

图4是挖掘开始判断部的控制框图。

图5是表示使升降缸底部压力增加速度的阈值以及车辆加速度的阈值根据挖掘对象的硬度而变化的例子的图。

图6是挖掘作业预测部的控制框图。

图7是表示本发明的一个实施方式的轮式装载机的动作的一个例子的图。

图8是表示控制装置的硬件构成的图。

图9是采用转矩变换器型动力传递机构的情况下的轮式装载机的系统构成图的一个例子。

图10是采用HST型动力传递机构的轮式装载机的系统构成图的一个例子。

图11是采用HMT型动力传递机构的轮式装载机的系统构成图的一个例子。

图12是采用混合型动力传递机构的轮式装载机的系统构成图的一个例子。

具体实施方式

以下，使用附图对本发明的实施方式进行说明。

[轮式装载机100的构成]

图1是本发明的一个实施方式的作为作业车辆的轮式装载机100的侧视图。图1所示的轮式装载机100由车身110和安装于车身110的前方的多关节型的作业机150构成。

作业机150是被至少一个促动器驱动的作业装置。图1所示的作业机150由升降臂155以及铲斗151构成。在作业机150与车身110之间安装有升降缸152以及铲斗缸153，作为分别驱动升降臂155以及铲斗151的液压促动器(液压缸)。此外，升降臂155和升降缸152在车身110的左右分别各装备一个，但在图1中位于车身110的右侧的升降臂155和升降缸152被隐藏。

升降臂155随着升降缸152的伸缩驱动而在上下方向上转动(俯仰动作)。铲斗151随着铲斗缸153的伸缩驱动而转动(倾卸动作或者举装动作)。此外，使图1所示的轮式装载机100的铲斗151作业的连杆机构是使用双臂曲柄154的Z连杆型(双臂曲柄型)机构。

升降缸152与升降臂155和车身110连接。以下，将升降缸152的与升降臂155连接的一侧称为杆侧，将与车身110连接的一侧称为底部侧。通过从后述的液压泵向升降缸152的底部侧供给油，从而使升降缸152的缸杆伸出，升降臂155上升。另外，通过从液压泵向升降缸152的杆侧供给压力油，从而使升降缸152的缸杆缩回，升降臂155下降。

铲斗缸153与双臂曲柄154和车身110连接。以下，将铲斗缸153的与双臂曲柄154连接的一侧称为杆侧，将与车身110连接的一侧称为底部侧。通过从液压泵向铲斗缸153的底部侧供给油，从而使铲斗缸153的缸杆伸出，铲斗151转动为开口部朝向上方。另外，通过从液压泵向铲斗缸153的杆侧供给油，从而使铲斗缸153的缸杆缩回，铲斗151转动为开口部朝向下方。

为了判断铲斗151的底面是否与地面水平，而在铲斗缸153安装有检测铲斗缸行程，即铲斗缸153的行程量的铲斗缸行程检测器250。另外，为了判断升降臂155的高度，而在升降臂155的与车身110的连接部附近安装有检测升降臂角，即升降臂155的角度的升降臂角度检测器251。

在挖掘开始时，操作人员以使铲斗151的底面与地面水平，且将升降臂155下降到铲斗151与地面接触的程度的姿势，使轮式装载机100朝向作为挖掘对象的碎石或泥沙前进。若作业机150的前端，即铲斗151的前端与挖掘对象接触，则来自挖掘对象的阻力作用为使升降缸152收缩，升降缸152的底部侧的压力变大。因此，为了检测作业机150受到的来自挖掘对象的阻力，而在升降缸152安装有检测升降缸底部压力，即升降缸152的底部压力的升降缸底部压力检测器252。此外，来自挖掘对象的阻力也作用于铲斗缸153，但此时的铲斗缸153的压力变化的大小根据铲斗151的底面相对于地面的角度大幅地改变。另外，基于来自挖掘对象的阻力的升降缸152的杆侧的压力变化小于底部侧的压力变化。因此，为了检测来自挖掘对象的阻力，优选检测升降缸底部压力。

在车身110设置有四个车轮1a、1b、1c、1d。此外，在图1中，位于车身110的右侧的车轮1a、1b被隐藏。以下，也将车轮1a、1b、1c、1d统称为“车轮1”。各车轮1被将发动机201(后述)作为动力源的动力传递装置210(后述)驱动。通过驱动力经由各车轮1传递到地面，从而使轮式装载机100前进或者后退。

图2是图1所示的本发明的一个实施方式的轮式装载机100的系统构成图。

发动机20向动力传递装置210以及液压泵220供给动力。发动机201具有控制燃料喷射量的电子控制调压器202。电子控制调压器202基于由加速操作量检测器256检测到的加速踏板264的操作量，控制发动机201的燃料喷射量。

动力传递装置210是将从发动机201输出的动力的一部分传递到车轮1的动力传递机构。动力传递装置210的方式能够采用例如转矩变换器式、HST(Hydro StaticTransmission：液压静力传输)式、HMT(Hydro Mechanical Transmission：液力机械传动)式、混合式等。此外，使用图9到图12对动力传递装置210的具体例子在后面描述。

液压泵220通过经由控制阀221对于包括上述的升降缸152以及铲斗缸153的作业机150的多个液压促动器供给油，由此使各液压促动器适当地驱动。此外，液压泵220的动力源是发动机201。因此，对于将液压泵220作为驱动源的各液压促动器来说，也与车轮1相同地发动机201成为动力源。

控制阀221根据下述的先导压，控制从液压泵220向液压促动器(升降缸152、铲斗缸153)供给的油量。先导压从用于对作业机150进行操作的作业机操作杆261或控制阀控制部262输出。这些先导压中较高压的一方被高压选择阀263选择，作用于控制阀221。此外，如后述那样，控制阀控制部262根据从控制装置240输出的挖掘开始判断指令被驱动。

车辆行进方向检测器253根据传动轴230的旋转方向来检测车辆行进方向，即轮式装载机100的行进方向是前进或者后退的哪一个，并输出到控制装置240。此外，也能够通过车辆行进方向检测器253来检测传动轴230的转速等，并基于该检测结果运算轮式装载机100的加速度、行驶速度。例如，能够通过对由车辆行进方向检测器253检测到的传动轴230的转速进行微分处理，由此求出轮式装载机100的加速度。

车辆加速度检测器254检测对于前后方向的车辆加速度，即轮式装载机100的加速度，并输出到控制装置240。此外，在如上述那样基于车辆行进方向检测器253的检测结果来运算车辆加速度的情况下，也可以不设置车辆加速度检测器254。

挖掘判断报告部265进行与从控制装置240输出的挖掘开始判断指令对应的向操作人员的报告。挖掘判断报告部265由例如能够进行预定的画面显示的监视器构成。

控制装置240是用于执行与轮式装载机100的动作有关的各种信息处理的计算机，例如使用微型计算机构成。控制装置240构成为根据由升降缸底部压力检测器252检测到的升降缸底部压力和由车辆加速度检测器254检测到的轮式装载机100的前后方向的加速度判断作业机150是否开始挖掘，并在判断为挖掘开始的情况下输出挖掘开始判断指令。此外，将在后面描述由控制装置240进行的控制处理的详细内容。

图8是表示控制装置240的硬件构成的图。控制装置240具有输入部91、作为处理器的中央处理装置(CPU)92、作为存储装置的只读存储器(ROM)93及随机访问存储器(RAM)94、以及输出部95。

输入部91输入从上述的升降缸底部压力检测器252、车辆行进方向检测器253、车辆加速度检测器254、升降臂角度检测器251、铲斗缸行程检测器250等输出的信息或信号，并输出到CPU92。此时，根据需要进行A/D转换。ROM93是存储有程序等的存储介质。CPU92根据存储于ROM93的程序，对于从输入部91或ROM93、RAM94取入的信息或信号进行预定的运算处理。输出部95创建与CPU92中的运算结果对应的输出用的信号，并将该信号输出到控制阀控制部262或挖掘判断报告部265。此外，图8的控制装置240具备是半导体存储器的ROM93、RAM94作为存储装置，但也可以代替这些半导体存储器而具备硬盘驱动器等磁存储装置，并将程序等存储于此。

[控制装置240的控制处理]

接下来，对由控制装置240执行的控制处理的详细进行说明。图3是控制装置240的控制框图。如图3所示，控制装置240具有作业机对地角获取部321、挖掘作业预测部320、以及挖掘开始判断部310作为其控制处理的功能。

在作业机对地角获取部321输入有由铲斗缸行程检测器250检测到的铲斗缸行程和由升降臂角度检测器251检测到的升降臂角，作为作业机对地角，即用于运算作业机150的对地角的信息。作业机对地角获取部321通过根据所输入的这些信息计算作业机对地角，来获取作业机150的对地角，并输出到挖掘作业预测部320。例如，也可以使用基于构成作业机150的升降臂155、铲斗151、双臂曲柄154等的尺寸参数的公式，来几何计算与所输入的铲斗缸行程以及升降臂角对应的作业机对地角。或者，也可以将铲斗缸153的行程量以及升降臂155的角度与作业机对地角的关系预先作成表格并存储到控制装置240，使用该表格，求出与所输入的铲斗缸行程以及升降臂角对应的作业机对地角。或者，也可以通过不使用由铲斗缸行程检测器250检测到的铲斗缸行程、由升降臂角度检测器251检测到的升降臂角，而使用对地角传感器等来直接检测作业机150的对地角，由此获取作业机对地角。

挖掘作业预测部320基于由作业机对地角获取部321获取到的作业机对地角和由车辆行进方向检测器253检测到的车辆行进方向，预测作业机150是否从现在开始进行挖掘。具体而言，挖掘作业预测部320在车辆行进方向是前进，并且作业机对地角在预定的范围内的情况下，判断为轮式装载机100是挖掘开始时的姿势，预测为作业机150进行挖掘。此时，挖掘作业预测部320将挖掘作业预测指令输出到挖掘开始判断部310。另一方面，在这些条件的至少一方不被满足的情况下，预测为作业机150不进行挖掘，不输出挖掘作业预测指令。此外，将在后面描述挖掘作业预测部320的处理的详细内容。

在挖掘开始判断部310输入有来自挖掘作业预测部320的挖掘作业预测指令、由升降缸底部压力检测器252检测到的升降缸底部压力、以及由车辆加速度检测器254检测到的车辆加速度，作为用于判断适当的作业机150的上升操作的时机的信息。挖掘开始判断部310在从挖掘作业预测部320输出挖掘作业预测指令时，进行基于升降缸底部压力以及车辆加速度的作业机150的挖掘开始判断。具体而言，在挖掘作业预测指令被输出，并且升降缸底部压力的增加速度是预定的阈值以上，并且车辆加速度是预定的阈值以下的情况下，检测出铲斗151的前端与挖掘对象接触，判断为作业机150开始挖掘。此时，挖掘开始判断部310将挖掘开始判断指令输出到控制阀控制部262以及挖掘判断报告部265。另一方面，在挖掘作业预测指令不被输出的情况或升降缸底部压力的增加速度以及车辆加速度的至少一方不满足上述条件的情况下，判断为作业机150未开始挖掘，不输出挖掘开始判断指令。此外，将在后面描述挖掘开始判断部310的处理的详细内容。

控制阀控制部262根据从挖掘开始判断部310输出的挖掘开始判断指令，在适当的时机对控制阀221进行用于使作业机150上升的控制。具体而言，控制阀控制部262在从挖掘开始判断部310输出挖掘开始判断指令的情况下，将预定的先导压输出到控制阀221，对控制阀221进行控制以开始向升降缸152的底部侧供给油。另一方面，在未输入挖掘开始判断指令的情况下，不输出先导压，不向升降缸152的底部侧供给油。由此，在由挖掘开始判断部310判断的适当的时机，从液压泵220向升降缸152的底部侧供给油，能够没有迟滞地进行作业机150的上升动作，所以能够防止车轮1打滑。此外，控制阀控制部262既可以在输出了挖掘开始判断指令时，对控制阀221进行控制以使液压泵220能够供给的最大量的油供给到升降缸152的底部侧，或者，也可以对控制阀221进行控制以成为小于最大量且预先决定的供给量。

挖掘判断报告部265根据从挖掘开始判断部310输出的挖掘开始判断指令，进行在适当的时机促使操作人员进行作业机150的上升操作的内容的报告。具体而言，挖掘判断报告部265在从控制装置240输出挖掘开始判断指令的情况下，对于操作人员在监视器显示判断出开始挖掘的内容。另一方面，在未从控制装置240输出挖掘开始判断指令的情况下，不进行监视器的显示。通过这样利用挖掘判断报告部265向操作人员报告适当的挖掘开始时机，从而操作人员能够通过控制阀控制部262的控制知道在适当的时机进行了作业机150的上升动作。另外，在轮式装载机100未设置有控制阀控制部262的情况等，作业机150不根据挖掘开始时机自动地上升的情况下，根据挖掘判断报告部265对挖掘开始时机的报告，操作人员能够没有迟滞地进行作业机150的上升操作。由此，能够防止车轮1打滑。此外，挖掘判断报告部265也可以除了上述这样的监视器显示，或者代替监视器显示，用其他的方法进行向操作人员的报告。例如，通过改变未图示的舱内的照明装置的照度、或者发出声音、或者使作业机操作杆261振动，能够对于操作人员报告判断出挖掘开始的内容。

[挖掘作业预测部320的控制处理]

接下来，对由挖掘作业预测部320执行的控制处理的详细内容进行说明。图6是挖掘作业预测部320的控制框图。如图6所示，挖掘作业预测部320具有车辆行进方向判断部610、作业机对地角判断部620、以及挖掘作业预测指令部630作为其控制处理的功能。

在车辆行进方向判断部610输入有由车辆行进方向检测器253检测到的车辆行进方向。车辆行进方向判断部610判断所输入的车辆行进方向是否是前进，将表示其判断结果的真假值输出到挖掘作业预测指令部630。即，在车辆行进方向是前进的情况下输出“TRUE”，在车辆行进方向是前进以外的情况下(后退的情况下)输出“FALSE”。

在作业机对地角判断部620输入有由作业机对地角获取部321获取到的作业机对地角。作业机对地角判断部620判断所输入的作业机对地角是否在预定的范围内，将表示其判断结果的真假值输出到挖掘作业预测指令部630。即，在作业机对地角在预定范围内的情况下输出“TRUE”，在作业机对地角在预定范围外的情况下输出“FALSE”。此外，一般来说，为了在挖掘开始时容易将铲斗151插入挖掘对象，而作业机150的对地角设定为大致水平。因此，在作业机对地角判断部620中，优选上述的对于作业机对地角的范围与作业机150大体水平的对地角对应地设定。并且，该范围既可以为预先设定的值，也可以构成为操作人员能够从按钮、拨号盘、触摸面板等输入装置设定任意的值。

在挖掘作业预测指令部630输入有从车辆行进方向判断部610输出的真假值和从作业机对地角判断部620输出的真假值。挖掘作业预测指令部630基于所输入的这些真假值，预测作业机150是否进行挖掘，并根据该预测结果将挖掘作业预测指令输出到挖掘开始判断部310。即，在两个真假值双方都是“TRUE”的情况下，轮式装载机100为挖掘开始时的姿势，预测为从现在开始作业机150进行挖掘，输出挖掘作业预测指令。另一方面，在两个真假值的一方或者双方是“FALSE”的情况下，轮式装载机100不成为挖掘开始时的姿势，预测为作业机150不进行挖掘，不输出挖掘作业预测指令。

在挖掘作业预测部320中，通过以上说明的控制构成，能够基于由作业机对地角获取部321获取到的作业机对地角和由车辆行进方向检测器253检测到的车辆行进方向，预测作业机150是否进行挖掘。

[挖掘开始判断部310]

接下来，对由挖掘开始判断部310执行的控制处理的详细内容进行说明。

图4是挖掘开始判断部310的控制框图。如图4所示，挖掘开始判断部310具有挖掘作业预测判断部410、升降缸底部压力增加速度判断部420、升降缸底部压力增加速度运算部421、车辆加速度判断部430、以及挖掘开始判断指令部440作为其控制处理的功能。

在挖掘作业预测判断部410输入有从挖掘作业预测部320输出的挖掘作业预测指令。挖掘作业预测判断部410判断是否输入了挖掘作业预测指令，并将表示该判断结果的真假值输出到挖掘开始判断指令部440。即，在输入了挖掘作业预测指令的情况下输出“TRUE”，在未输入挖掘作业预测指令的情况下输出“FALSE”。

在升降缸底部压力增加速度运算部421输入有由升降缸底部压力检测器252检测到的升降缸底部压力。升降缸底部压力增加速度运算部421求出所输入的升降缸底部压力的每单位时间的增加量。这里，升降缸底部压力(液压促动器压力)的每单位时间的增加量是与升降缸底部压力增加的速度相同意思，所以在以下的说明中，将升降缸底部压力的每单位时间的增加量称为“升降缸底部压力增加速度”。而且，升降缸底部压力增加速度运算部421将计算出的升降缸底部压力增加速度输出到升降缸底部压力增加速度判断部420。

在升降缸底部压力增加速度判断部420输入有由升降缸底部压力增加速度运算部421计算出的升降缸底部压力增加速度。升降缸底部压力增加速度判断部420判断所输入的升降缸底部压力增加速度是否是预定的阈值以上，并将表示该判断结果的真假值输出到挖掘开始判断指令部440。即，在升降缸底部压力增加速度是阈值以上的情况下输出“TRUE”，在升降缸底部压力增加速度小于阈值的情况下输出“FALSE”。

在车辆加速度判断部430输入有由车辆加速度检测器254检测到的车辆加速度。车辆加速度判断部430判断所输入的车辆加速度是否是预定的阈值以下，即轮式装载机100的减速度是否是预定值以上，并将表示该判断结果的真假值输出到挖掘开始判断指令部440。即，在车辆加速度是阈值以下的情况(减速度是预定值以上的情况)下输出“TRUE”，在车辆加速度超过阈值的情况(减速度小于预定值的情况)下输出“FALSE”。

在挖掘开始判断指令部440输入有从挖掘作业预测判断部410输出的真假值、从升降缸底部压力增加速度判断部420输出的真假值、以及从车辆加速度判断部430输出的真假值。挖掘开始判断指令部440基于所输入的这些真假值，进行作业机150的挖掘开始判断，并根据该判断结果将挖掘开始判断指令输出到控制阀控制部262和挖掘判断报告部265。即，在三个真假值全部是“TRUE”的情况下，判断为挖掘开始，输出挖掘开始判断指令。另一方面，在三个真假值的至少任意一个是“FALSE”的情况下，判断为不是挖掘开始，不输出挖掘开始判断指令。

此外，在升降缸底部压力增加速度判断部420中，优选上述的对于升降缸底部压力增加速度的阈值根据挖掘对象的硬度设定不同的值。例如，在挖掘对象比较软的情况下，铲斗151与挖掘对象接触时从挖掘对象受到的阻力的增加速度小于挖掘对象硬的情况。因此，若使用与挖掘对象硬的情况相同的阈值，则从升降缸底部压力增加速度判断部420输出的真假值从“FALSE”变化为“TRUE”的时机延迟。其结果，有可能从挖掘开始判断指令部440输出挖掘开始判断指令延迟，产生车轮1打滑。因此，优选挖掘对象越硬，升降缸底部压力增加速度的阈值设定得越大。

另外，车辆加速度判断部430中的上述的对车辆加速度的阈值也优选根据挖掘对象的硬度设定不同的值。但是，优选挖掘对象越硬，车辆加速度的阈值设定得越小。

图5是表示使升降缸底部压力增加速度的阈值以及车辆加速度的阈值根据挖掘对象的硬度变化的例子的图。在图5中，图表510示出挖掘对象的硬度与升降缸底部压力增加速度的阈值的关系的一个例子。在图表510的例子中，升降缸底部压力增加速度的阈值设定为随着挖掘对象变硬而直线增加。此外，并不局限于图表510的例子，若是随着挖掘对象的硬度增加，升降缸底部压力增加速度的阈值单调增加这样的方式，则能够在升降缸底部压力增加速度判断部420的判断中利用。这也包括广义的单调增加，例如包括即使挖掘对象的硬度变化，升降缸底部压力增加速度的阈值也保持恒定的区间的形式等。

另一方面，在图5中，图表520示出挖掘对象的硬度与车辆加速度的阈值的关系的一个例子。在图表520的例子中，车辆加速度的阈值设定为随着挖掘对象变硬而直线减少。此外，并不局限于图表520的例子，若是随着挖掘对象的硬度增加而车辆加速度的阈值单调减少这样的方式，则能够在车辆加速度判断部430的判断中利用。这也包括广义的单调减少，例如包括即使挖掘对象的硬度变化，车辆加速度的阈值也保持恒定的区间的形式等。

如以上说明那样，在使升降缸底部压力增加速度的阈值或车辆加速度的阈值根据挖掘对象的硬度变化的情况下，优选考虑轮式装载机100的车辆大小设定这些阈值。例如，将表示与轮式装载机100的车辆大小对应的挖掘对象的硬度与升降缸底部压力增加速度的阈值以及车辆加速度的阈值的关系的表格预先存储到控制装置240。若在轮式装载机100进行挖掘作业时设定挖掘对象的硬度，则控制装置240根据表格求出与此对应的升降缸底部压力增加速度的阈值以及车辆加速度的阈值，并在升降缸底部压力增加速度判断部420以及车辆加速度判断部430的判断中分别使用。此外，挖掘对象的硬度既可以由操作人员从按钮、拨号盘、触摸面板等输入装置设定任意的值，也可以根据上次的挖掘作业判断设定。

在以上说明的在本实施方式中，根据挖掘开始判断部310的一系列的处理可知，控制装置240在升降缸底部压力的增加速度超过阈值，并且车辆加速度低于阈值时，判断为铲斗151与挖掘对象接触，做出挖掘开始的判断。这样，通过使用升降缸底部压力的增加速度进行判断，能够比按原样使用升降缸底部压力的情况迅速地做出挖掘开始的判断。此外，在按原样使用升降缸底部压力进行判断的情况下，将相对于升降缸底部压力的阈值设定得越小，能够越快地检测挖掘反作用力而做出挖掘开始的判断，但相应地错误判断的可能性也提高。例如，当挖掘粘土质的泥沙时，在装载到自卸卡车后，泥沙不从铲斗151落下而残留。该情况下，因为残留在铲斗151内的泥沙的重量附加在升降缸底部压力，所以尽管铲斗151不与挖掘对象接触，也存在升降缸底部压力超过阈值，做出错误的判断的可能性。因此，为了防止错误判断，需要升降缸底部压力的阈值设定为高到一定程度。因此，与本实施方式相比，存在做出挖掘开始的判断延迟，引起车轮1打滑的可能性。

另外，在本实施方式中，除了升降缸底部压力增加速度以外，还使用车辆加速度进行挖掘开始的判断。由此，能够避免因由于崎岖道路上行驶时的车身110的弹跳等而升降臂155大幅振动时产生的升降缸底部压力增加速度的变动引起的错误判断，并更正确地判断挖掘开始。

并且，在本实施方式中，除了上述以外，还利用挖掘作业预测部320预测挖掘作业，并使用该预测结果进行挖掘开始的判断。由此，在挖掘之前以外的行驶时，例如进行搬运挖掘出的货物的搬运作业、为了将挖掘对象装载到自卸卡车等而使作业机150上升并前进的上升运行等时，能够不进行挖掘开始的判断。因此，能够避免在挖掘作业时以外可能产生的错误判断，更正确地判断挖掘开始。

[实际动作]

图7是表示如上述那样构成的本发明的一个实施方式所涉及的轮式装载机100的动作的一个例子的图。在图7中，图表710示出行驶速度的推移，图表720示出升降缸底部压力的推移，图表730示出车辆加速度的推移，图表740示出升降缸底部压力增加速度推移，图表750示出作业机对地角的推移，图表760示出挖掘开始判断指令的推移，图表770示出向升降缸底部侧的油供给量的推移。此外，图表730的阈值731示出上述的车辆加速度判断部430中的车辆加速度的阈值，图表740的阈值741示出上述的升降缸底部压力增加速度判断部420中的升降缸底部压力增加速度的阈值。另外，图表750的上限阈值751以及下限阈值752示出上述的作业机对地角判断部620中的作业机对地角的范围。

在时刻0的时点，如图表750所示，轮式装载机100正在作业机对地角大的状态，换句话说铲斗开口部朝向上方的状态下行驶。在从现在开始到时刻T1的期间中，移至挖掘作业，所以如图表750所示调节为作业机对地角变小，并且，如图表710所示轮式装载机100朝向挖掘对象前进。

在时刻T1的时点，若如图表710所示车辆行进方向是前进，并且如图表750所示作业机对地角进入上限阈值751与下限阈值752之间的范围内，则挖掘作业预测部320将挖掘作业预测指令输出到挖掘开始判断部310。然后，若在T2的时点作业机150的前端与挖掘对象接触，则如图表720所示升降缸底部压力增加速度开始上升，并且如图表730所示车辆加速度开始降低。

在时刻T3的时点，若如上述那样输入有挖掘作业预测部320的挖掘作业预测指令，并且如图表740所示升降缸底部压力增加速度超过阈值741，并且如图表730所示车辆加速度低于阈值731，则挖掘开始判断部310判断为挖掘开始，向控制阀控制部262以及挖掘判断报告部265输出挖掘开始判断指令。若这样输出挖掘开始判断指令，则对控制阀221进行控制以使控制阀控制部262开始向升降缸152的底部侧供给油，或者挖掘判断报告部265对操作人员报告挖掘开始，并与此对应，操作人员进行作业机150的上升操作。由此，升降臂155上升。

如以上说明那样，在本实施方式的控制装置240中，基于液压促动器压力的增加速度，即升降缸底部压力增加速度进行挖掘开始的判断。由此，与按原样使用液压促动器压力的情况相比，能够没有迟滞地判断挖掘开始。并且，在车辆加速度超过预定的阈值的情况或预测为作业机150不进行挖掘的情况下，不判断为挖掘开始。由此，能够避免错误判断，更正确地判断挖掘开始的时机。因此，能够在适当的时机进行作业机150的上升动作。

[动力传递装置210]

最后，以下使用图9到图12对动力传递装置210的具体例子进行说明。

图9是采用将发动机201的动力转换成油的流动传递到车轮1的转矩变换器型动力传递机构作为动力传递装置210的情况下的轮式装载机100的系统构成图的一个例子。在图9所示的例子中，轮式装载机100具备与发动机201的输出轴连结的转矩变换器211和利用齿轮机构对从转矩变换器211输出的动力进行变速的有级变速器212。有级变速器212经由传动轴230来旋转驱动各车轮1。

图10是采用将发动机201的动力转换成液压传递到车轮1的HST型动力传递机构作为动力传递装置210的轮式装载机100的系统构成图的一个例子。在图10所示的例子中，轮式装载机100具备与发动机201的输出轴连结的液压泵213、被从液压泵213排出的油旋转驱动的液压马达214。液压马达214经由传动轴230来旋转驱动各车轮1。

图11是采用HMT型动力传递机构作为动力传递装置210的轮式装载机100的系统构成图的一个例子。在图11所示的例子中，轮式装载机100除了上述的液压泵213以及液压马达214以外还具有动力传递机械部215。在该例子中，利用液压泵213经由液压马达214驱动传动轴230来驱动车轮1，并且利用发动机201经由动力传递机械部215驱动传动轴230来驱动车轮1。动力传递机械部215是机械连结发动机201的输出轴和传动轴230的机械机构，例如，使用斜板活塞或行星齿轮等构成。

图12是采用将发动机201的动力转换成电力传递到车轮1的混合型动力传递机构作为动力传递装置210的轮式装载机100的系统构成图的一个例子。在图12所示的例子中，轮式装载机100具备：电动发电机(马达/发电机)216，与发动机201机械连结并被发动机201驱动；变换器218，控制电动发电机216；行驶电动机217，经由差速器Dif及齿轮G安装于传动轴230且驱动四个车轮1；变换器219，控制行驶电动机217；以及蓄电装置290，经由DCDC转换器291与变换器218及219电连接。蓄电装置290例如由二次电池或电容器构成，在变换器218与变换器219之间进行直流电力的交接。此外，在图12的系统构成图中，示出了所谓的串联型混合动力系统的构成例，但也能够利用并联型混合动力系统。

根据以上说明的本发明的实施方式，起到以下的作用效果。

(1)作为作业车辆的轮式装载机100具备：作业机150；作为驱动作业机150的液压促动器的升降缸152；液压泵220，向升降缸152供给油；升降缸底部压力检测器252，检测升降缸底部压力，亦即检测升降缸152的压力的液压促动器压力检测器；控制阀221，控制从液压泵220供给到升降缸152的油量；车辆加速度检测器254，检测前后方向的车辆加速度；以及控制装置240。控制装置240基于由升降缸底部压力检测器252检测到的升降缸底部压力和由车辆加速度检测器254检测到的车辆加速度，判断作业机150是否开始挖掘。这样一来，能够迅速且正确地判断挖掘开始时机。

(2)控制装置240具备挖掘开始判断部310。挖掘开始判断部310通过升降缸底部压力增加速度运算部421，根据升降缸底部压力来计算液压促动器压力增加速度，即升降缸底部压力增加速度。而且，在由升降缸底部压力增加速度判断部420判断为升降缸底部压力增加速度是预定的阈值以上且由车辆加速度判断部430判断为车辆加速度是预定的阈值以下的情况下，由挖掘开始判断指令部440判断为作业机150开始挖掘。这样一来，能够避免由意外的升降缸底部压力增加速度的变动等引起的错误判断，并且迅速地进行挖掘开始的判断。

(3)轮式装载机100还具备检测车辆行进方向是前进或者后退的哪一个的车辆行进方向检测器253。控制装置240具有：作业机对地角获取部321，获取作业机150的对地角；以及挖掘作业预测部320，在车辆行进方向是前进并且作业机150的对地角是预定的范围内的情况下预测为作业机150进行挖掘。挖掘开始判断部310在由挖掘作业预测部320预测为作业机150进行挖掘的情况下，基于升降缸底部压力以及车辆加速度进行作业机150是否开始挖掘的判断。这样一来，能够避免在挖掘作业时以外可能产生的错误判断，更正确地进行挖掘开始的判断。

(4)轮式装载机100具备挖掘判断报告部265，该挖掘判断报告部265在由控制装置240判断为作业机150开始挖掘的情况下，报告催促操作人员进行作业机150的上升操作的主旨。这样一来，能够在挖掘开始时使操作人员没有迟滞地进行作业机150的上升操作。

(5)另外，轮式装载机100还具备控制阀控制部262，该控制阀控制部262在由控制装置240判断为作业机150开始挖掘的情况下，对控制阀221进行控制来开始从液压泵220向升降缸152的供油。这样一来，能够在挖掘开始时没有迟滞地进行作业机150的上升动作。

此外，在以上说明的实施方式中，对轮式装载机100具备控制阀控制部262以及挖掘判断报告部265双方的例子进行了说明，但也可以仅具备任意一方。并且，也可以控制阀控制部262以及挖掘判断报告部265双方都不具备，将从控制装置240输出的挖掘开始判断指令经由设置于轮式装载机100的输出端子等输出到外部。

另外，在以上说明的实施方式中，如图3所示，对控制装置240具备作业机对地角获取部321、挖掘作业预测部320以及挖掘开始判断部310的例子进行了说明，但也可以不具备作业机对地角获取部321以及挖掘作业预测部320。该情况下，挖掘开始判断部310不需要具备挖掘作业预测判断部410，在挖掘开始判断指令部440中，基于从升降缸底部压力增加速度判断部420输出的真假值、从车辆加速度判断部430输出的真假值，进行挖掘开始的判断即可。即，车辆加速度判断部430在这两个真假值全部是“TRUE”的情况下，判断为挖掘开始，并输出挖掘开始判断指令。另一方面，也可以在两个真假值的任一方或者双方是“FALSE”的情况下，判断为不是挖掘开始，不输出挖掘开始判断指令。

本发明并不局限于上述的实施方式，包含有不脱离其主旨的范围内的各种变形例。例如，本发明并不局限于具备在上述的实施方式中说明的全部构成，也包含有删除其构成的一部分的方式。另外，能够将某实施方式所涉及的构成的一部分追加或者置换到其他的实施方式所涉及的构成。在本发明的技术思想的范围内考虑到的其他方式也包含于本发明的范围内。

附图标记说明

100—轮式装载机；110—车身；150—作业机；151—铲斗；152—升降缸；153—铲斗缸；154—双臂曲柄；155—升降臂；201—发动机；202—电子控制调压器；210—动力传递装置；220—液压泵；221—控制阀；230—传动轴；240—控制装置；250—铲斗缸行程检测器；251—升降臂角度检测器；252—升降缸底部压力检测器；253—车辆行进方向检测器；254—车辆加速度检测器；256—加速操作量检测器；261—作业机操作杆；262—控制阀控制部；263—高压选择阀；264—加速踏板；265—挖掘判断报告部；310—挖掘开始判断部；320—挖掘作业预测部；321—作业机对地角获取部；410—挖掘作业预测判断部；420—升降缸底部压力增加速度判断部；421—升降缸底部压力增加速度运算部；430—车辆加速度判断部；440—挖掘开始判断指令部；610—车辆行进方向判断部；620—作业机对地角判断部；630—挖掘作业预测指令部。

Claims (5)

1.一种作业车辆，其特征在于，具备：

作业机；

液压促动器，对上述作业机进行驱动；

液压泵，向上述液压促动器供给油；

液压促动器压力检测器，对上述液压促动器的压力进行检测；

控制阀，对从上述液压泵供给到上述液压促动器的油量进行控制；

车辆加速度检测器，对前后方向的车辆加速度进行检测；以及

控制装置，基于由上述液压促动器压力检测器检测到的上述液压促动器的压力和由上述车辆加速度检测器检测到的上述车辆加速度，判断上述作业机是否开始挖掘。

2.根据权利要求1所述的作业车辆，其特征在于，

上述控制装置具备挖掘开始判断部，该挖掘开始判断部根据所输入的上述液压促动器的压力来计算该液压促动器的压力的每单位时间的增加量，在该增加量是预定的第一阈值以上且上述车辆加速度是预定的第二阈值以下的情况下，判断为上述作业机开始挖掘。

3.根据权利要求2所述的作业车辆，其特征在于，

还具备车辆行进方向检测器，该车辆行进方向检测器对车辆行进方向是前进或者后退的哪一个进行检测，

上述控制装置具有：作业机对地角获取部，获取上述作业机的对地角；以及挖掘作业预测部，在上述车辆行进方向是前进且上述作业机的对地角在预定范围内的情况下，预测为上述作业机进行挖掘，

上述挖掘开始判断部在由上述挖掘作业预测部预测为上述作业机进行挖掘的情况下，基于上述液压促动器的压力以及上述车辆加速度进行上述作业机是否开始挖掘的判断。

4.根据权利要求1所述的作业车辆，其特征在于，

还具备挖掘判断报告部，该挖掘判断报告部在由上述控制装置判断为上述作业机开始挖掘的情况下，报告催促操作人员进行上述作业机的上升操作的主旨。

5.根据权利要求1所述的作业车辆，其特征在于，

还具备控制阀控制部，该控制阀控制部在由上述控制装置判断为上述作业机开始挖掘的情况下，控制上述控制阀来开始从上述液压泵向上述液压促动器的供油。