CN109072584B - 作业车辆的控制系统及作业车辆的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的作业车辆的控制系统具备：调整向使作业部件工作的液压缸提供的液压油的提供状态的液压装置；以及控制液压装置的控制装置。控制装置具有：操作数据获取部，其获取操作数据，该操作数据表示为了使作业部件进行翻斗动作及收斗动作而进行操作装置的操作状态；控制指令部，其基于操作数据输出用于控制液压装置的控制指令；操作条件判断部，其基于操作数据判断是否对操作装置以规定的操作条件进行了操作；以及限制指令部，其在判断为对操作装置以操作条件进行了操作时，输出用于限制控制指令的限制指令。

Description

作业车辆的控制系统及作业车辆的控制方法

技术领域

本发明涉及一种作业车辆的控制系统及作业车辆的控制方法。

背景技术

作业车辆使用作为作业机的铲斗进行砂土的挖掘作业、装载作业及卸载作业。例如在装载作业中从铲斗卸下砂土时，作业车辆的操作人员操作操作装置，以使铲斗进行翻斗动作。在进行翻斗动作后残留的砂土附着在铲斗上的情况下，为了抖落附着在铲斗上的砂土，操作人员有时会在操作装置的全操作范围对操作装置迅速地进行往返操作，以使铲斗反复进行翻斗动作和收斗动作。对操作装置在全操作范围迅速地进行往返操作，会使铲斗在翻斗动作的动作极限位置(行程极限)与收斗动作的动作极限位置(行程极限)之间进行往返动作。

专利文献1:日本特开平08-042507号公报

发明内容

即便对操作装置在全操作范围进行往返操作，若使铲斗在翻斗动作的动作极限位置与收斗动作的动作极限位置之间的往返动作缓慢地反复进行，则不会对作业机施加很大的负荷。但是，若对操作装置在全操作范围内迅速地进行操作，而使铲斗的在翻斗动作的极限位置与收斗动作的极限位置之间的往返动作在短时间内反复进行，则在翻斗动作的动作极限位置或收斗动作的动作极限位置处，对作业机的至少一部分施加过大的负荷。此时，需要制造适用了能够承受负荷的结构或者材料的作业机，会导致作业机的重量增加或成本增大。另外，在作业机不能承受负荷时，可能会损伤作业机。

本发明的目的在于减轻作用于作业机的负荷。

根据本发明的方式，能够提供一种作业车辆控制系统，其具备：液压装置，其调整向使作业部件工作的液压缸提供的液压油的提供状态；以及控制装置，其控制上述液压装置，上述控制装置具有：操作数据获取部，其获取操作数据，该操作数据表示为了使上述作业部件进行翻斗动作及收斗动作而被操作的操作装置的操作状态；控制指令部，其基于上述操作数据输出用于控制上述液压装置的控制指令；操作条件判断部，其基于上述操作数据判断是否对上述操作装置以规定的操作条件进行了操作；以及限制指令部，其在判断为对上述操作装置以上述操作条件进行了操作时，输出用于限制上述控制指令的限制指令，上述操作数据包括：用于使上述作业部件进行上述翻斗动作或上述收斗动作的上述操作装置的操作量；用于使上述作业部件进行上述翻斗动作或上述收斗动作的上述操作装置的操作方向；以及使上述作业部件从上述翻斗动作及上述收斗动作中的一方的动作切换到另一方的动作所需的上述操作装置的操作时间，上述操作条件包括：上述操作量在操作量阈值以上的第1条件；对上述操作方向进行规定次数的切换的第2条件；以及上述操作时间在操作时间阈值以下的第3条件。

根据本发明，能够减轻作用于作业机的负荷。

附图说明

图1是表示实施方式涉及的作业车辆的侧视图。

图2是示意性地表示实施方式涉及的控制系统的图。

图3是示意性地表示实施方式涉及的流量控制阀的图。

图4是示意性地表示实施方式涉及的铲斗的动作示例的图。

图5是表示实施方式涉及的控制装置的功能框图。

图6是用于说明实施方式涉及的控制方法的图。

图7是用于说明实施方式涉及的控制方法的图。

图8是表示实施方式涉及的控制方法的流程图。

图9是表示实施方式涉及的计算机系统的框图。

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明涉及的实施方式，不过本发明并不限于此。以下说明的实施方式的结构要素能够适当地组合。此外，有时也可以省略部分结构要素。

作业车辆

图1是表示本实施方式涉及的作业车辆1的一个示例的图。在本实施方式中，作业车辆1是作为铰接式作业车辆的一种的轮式装载机1。轮式装载机1将通过作为作业部件的铲斗12铲取的砂土装到运载车辆，或者将其排出到规定的排出场所。

如图1所示，轮式装载机1具备车身2、驾驶台3、行走装置4、作业机10和控制系统50。

车身2包括车身前部2F和车身后部2R。驾驶台3支承于车身2。驾驶台3设有驾驶室3R。轮式装载机1由乘坐在驾驶室3R的操作人员驾驶。

行走装置4支承车身2。关节机构9连接车身前部2F和车身后部2R，以使其能够弯曲。关节机构9包括转向缸。转向缸进行伸缩，使车身2弯曲。车身2弯曲，使轮式装载机1转弯。车轮5通过搭载于车身2的发动机8产生的动力进行旋转。轮胎6安装在车轮5。车轮5包括支承于车身前部2F的2个前轮5F和支承于车身后部2R的2个后轮5R。轮胎6包括安装在前轮5F的前轮胎6F和安装在后轮5R的后轮胎6R。车轮5进行旋转，使轮式装载机1行走在地面RS上。

作业机10支承于车身前部2F。作业机10具有与车身2能够摆动地连接的动臂11、与动臂11能够摆动地连接的铲斗12、双臂曲柄15和铲斗连杆16。

动臂11通过动臂缸13产生的动力在上下方向上进行摆动。动臂缸13通过从液压泵31排出的液压油进行工作。动臂缸13是使动臂11在上下方向上摆动的液压缸。动臂缸13的一端部与车身2连接。动臂缸13的另一端部与动臂11连接。

铲斗12是具有前端部12B的作业部件，该前端部12B包括齿尖。铲斗12配置得比前轮胎6F靠前方。铲斗12与动臂11的前端部连接。铲斗12通过铲斗缸14产生的动力进行摆动。铲斗缸14是使铲斗12摆动的液压缸。铲斗缸14通过从液压泵31排出的液压油进行工作。双臂曲柄15的中央部与动臂11能够旋转地连接。铲斗缸14的一端部与车身2连接。铲斗缸14的另一端部与双臂曲柄15的一端部连接。双臂曲柄15的另一端部通过铲斗连杆16与铲斗12连接。

铲斗12通过连接销12P与动臂11的前端部连接。铲斗缸14的一端部通过连接销(未图示)与车身前部2F连接。铲斗缸14的另一端部通过连接销15P与双臂曲柄15的一端部连接。双臂曲柄15的另一端部通过连接销15Q与铲斗连杆16的一端部连接。铲斗连杆16的另一端部通过连接销12Q与铲斗12连接。

在动臂11的中间部设置有支承部件17。支承部件17支撑双臂曲柄15。双臂曲柄15的中间部通过连接销15R与支承部件17连接。双臂曲柄15以连接销15R为支点进行旋转。

基于铲斗缸14的伸缩，双臂曲柄15以连接销15R为支点进行旋转，使铲斗12以连接销12P为支点进行旋转。由于铲斗12以连接销12P为支点进行摆动，铲斗12的以连接销12P为中心的角度发生变化。即，铲斗缸14进行伸缩时，铲斗12的姿势发生变化，进而铲斗12进行翻斗动作或收斗动作。

铲斗缸14收缩时，双臂曲柄15以连接销15R为支点进行旋转，以使双臂曲柄15的一端部向后方移动，且使双臂曲柄15的另一端向前方移动。双臂曲柄15的另一端部向前方移动时，铲斗连杆16向前方按压铲斗12。由于铲斗连杆16向前方按压铲斗12，铲斗12进行翻斗动作。

铲斗缸14伸长时，双臂曲柄15以连接销15R为支点进行旋转，以使双臂曲柄15的一端部向前方移动，且使双臂曲柄15的另一端向后方移动。双臂曲柄15的另一端部向后方移动时，铲斗连杆16向后方牵引铲斗12。由于铲斗连杆16向后方牵引铲斗12，铲斗12进行收斗运动。

铲斗12的翻斗动作是指，铲斗12以使铲斗12的开口部12M朝向下方且使前端部12B接近地面RS的方式以连接销12P为支点进行旋转的动作。铲斗12的收斗动作是指，铲斗12以使开口部12M朝向上方且使前端部12B远离地面RS的方式以连接销12P为支点进行旋转的动作。基于铲斗12实施的翻斗动作，由铲斗12铲取的砂土从铲斗12排出。基于铲斗12实施的收斗动作，铲斗12铲取砂土。

驾驶室3R设有供操作人员乘坐的驾驶座椅和由操作人员操作的操作装置7。操作装置7包括油门踏板、制动踏板、转向杆、前进后退切换开关和作业机操作杆。

操作人员通过操作操作装置7的油门踏板、制动踏板、转向杆和前进后退切换开关，能够实施行走装置4的驱动、制动、转弯、及前进后退的切换。

操作人员通过操作操作装置7的油门踏板和制动踏板，能够实施行走装置4的驱动、制动及行走速度的调整。操作人员通过操作操作装置7的转向杆，能够实施轮式装载机1的转弯，并且通过操作前进后退切换杆，能够实施轮式装载机1的前进后退的切换。

操作人员通过操作操作装置7的作业机操作杆，能够使动臂缸13进行工作以及使铲斗缸14进行工作。基于动臂缸13的伸缩，动臂11进行上升动作或下降动作。基于铲斗缸14的伸缩，铲斗12进行翻斗动作或收斗动作。

控制系统

图2是示意性地表示本实施方式涉及的控制系统50的图。控制系统50搭载于轮式装载机1。控制系统50具备：液压装置30，其调整分别向动臂缸13及铲斗缸14提供液压油的提供状态；和控制装置40，其控制液压装置30。图2所示的液压装置30调整向用于使铲斗12工作的铲斗缸14提供的液压油的提供状态。控制装置40包括计算机系统。液压油的提供状态包括以下状态中的至少一方：为了使铲斗缸14伸长或收缩至动作极限位置(行程极限)为止而提供的液压油的流量的增减状态；及为了使铲斗缸14伸长或收缩至动作极限位置(行程极限)为止而提供的液压油的每单位时间的流量的增减状态。

液压装置30具有：提供液压油的液压泵31；提供先导油的液压泵32；供先导油流过的油路33A、33B；以及阀芯38(参照图3)，并且具有基于阀芯38的移动而调整向铲斗缸14提供的液压油的流量及方向的流量控制阀34；以及调整使阀芯38移动的力的控制阀35(控制阀35A、35B)。基于在油路33A、33B流动的先导油对流量控制阀34作用有先导压力。在本实施方式中，使阀芯38移动的力是先导压力。控制阀35A、35B调整作用于阀芯38的先导压力。

从液压泵32排出的先导油被提供给操作装置7。此外，也可以是向操作装置7提供从液压泵31排出后通过减压阀而减压的先导油。操作装置7包括如回转阀那样的先导压力调节阀。从液压泵32排出的先导油经由操作装置7及油路33A、33B提供给流量控制阀34。

铲斗缸14具有活塞侧油室14A和缸杆侧油室14B。从液压泵31排出的液压油经由流量控制阀34提供给铲斗缸14。液压油经由流量控制阀34的端口37A和油路36A提供给活塞侧油室14A时，铲斗缸14伸长。液压油经由流量控制阀34的端口37B和油路36B提供给缸杆侧油室14B时，铲斗缸14收缩。

操作装置7包括作业机操作杆，由操作人员为了使铲斗12进行翻斗动作及收斗动作而进行操作。对操作装置7的作业机操作杆以使其倒向第1操作方向(例如前方)的方式进行操作，则铲斗缸14收缩，由此铲斗12进行翻斗动作。对操作装置7的作业机操作杆以使其倒向第2操作方向(例如后方)的方式进行操作，则铲斗缸14伸长，由此铲斗12进行收斗动作。

另外，在向第1操作方向对操作装置7的作业机操作杆进行操作时，基于操作装置7的作业机操作杆的操作量，表示铲斗缸14的收缩量的缸行程发生变化，进而进行翻斗动作的铲斗12的转动角度发生变化。例如，在向第1操作方向对操作装置7的作业机操作杆以较大的操作量进行操作时，铲斗缸14以较大的缸行程进行工作，进而进行翻斗动作的铲斗12的转动角度变大。在向第1操作方向对操作装置7的作业机操作杆以较小的操作量进行操作时，铲斗缸14以较小的缸行程进行工作，进而进行翻斗动作的铲斗12的转动角度变小。

同样地，在向第2操作方向对操作装置7的作业机操作杆进行操作时，基于作业机操作杆的操作量，铲斗缸14的缸行程发生变化，进而进行收斗动作的铲斗12的回转角发生变化。

另外，在向第1操作方向对操作装置7的作业机操作杆进行操作时，基于作业机操作杆的操作速度，铲斗缸14的缸速度发生变化，进而进行翻斗动作的铲斗12的工作速度(转动速度)发生变化。例如，在向第1操作方向对操作装置7的作业机操作杆以较高的操作速度进行操作时，铲斗缸14以较高的缸速度进行工作，进而进行翻斗动作的铲斗12的工作速度变高。在向第1操作方向对操作装置7的作业机操作杆以较低的操作速度进行操作时，铲斗缸14以较低的缸速度进行工作，进而进行翻斗动作的铲斗12的工作速度变低。

同样地，在向第2操作方向对操作装置7的作业机操作杆进行操作时，基于作业机操作杆的操作速度，铲斗缸14的缸速度发生变化，进而进行收斗动作的铲斗12的工作速度发生变化。

控制系统50具有操作传感器20，其检测表示操作装置7的操作状态的操作数据。操作传感器20例如包括电位计。操作传感器20设于操作装置7。

通过操作传感器20检测出的操作数据包括：用于使铲斗12进行翻斗动作或收斗动作的操作装置7的操作量、用于使铲斗12进行翻斗动作或收斗动作的操作装置7的操作方向、以及使铲斗12从翻斗动作及收斗动作中的一方的动作切换到另一方的动作时的操作装置7的操作时间或操作速度。通过操作传感器20检测出的操作数据输出至控制装置40。

控制装置40基于从操作传感器20输出的操作数据，对控制阀35A、35B进行控制。通过对控制阀35A、35B进行控制，来调整作用于流量控制阀34的先导压力。通过由操作装置7调整先导压力，来调整阀芯38的在轴向上的移动量、移动速度和移动方向。由此，向铲斗缸14提供的液压油的提供状态得以调整。

图3是示意性地表示本实施方式涉及的流量控制阀34的图。流量控制阀34是滑动阀芯方式的流量控制阀，即，使杆状的阀芯38在轴向上移动来切换向铲斗缸14提供的液压油的流量及方向。通过使阀芯38在轴向上移动，可切换成向活塞侧油室14A提供液压油、或向缸杆侧油室14B提供液压油。如图3(A)所示，若阀芯38向轴向的一侧移动，则形成以箭头虚线示出的流路，从端口37A排出液压油。从端口37A排出的液压油提供给活塞侧油室14A。如图3(B)所示，若阀芯38向轴向的另一侧移动，则形成以箭头虚线示出的流路，从端口37B排出液压油。从端口37B排出的液压油提供给缸杆侧油室14B。

即，通过使阀芯38在轴向上移动，可以调整铲斗缸14的工作方向。通过调整铲斗缸14的工作方向，可以调整铲斗12的工作方向。铲斗12的工作方向包括铲斗12进行收斗动作的第1动作方向、以及进行翻斗动作的第2动作方向。向第1操作方向对操作装置7进行操作，则向铲斗缸14的活塞侧油室14A提供液压油，进而铲斗缸14伸长，由此铲斗12向第1动作方向移动，进行收斗动作。向第2操作方向对操作装置7进行操作，则向铲斗缸14的缸杆侧油室14B提供液压油，进而铲斗缸14收缩，由此铲斗12向第2动作方向移动，进行翻斗动作。

另外，通过使阀芯38在轴向上移动，可以调整提供给铲斗缸14的每单位时间的液压油的流量。通过调整提供给铲斗缸14的液压油的流量，可以调整铲斗缸14的缸行程或缸速度。通过调整铲斗缸14的缸行程或缸速度，可以调整铲斗12的转动角度或动作速度。铲斗12的转动角度表示铲斗12的摆动量，铲斗12的动作速度表示铲斗12的转动速度(摆动速度)。

此外，操作装置7也可以是不采用先导压力方式的。操作装置7可以采用将由操作传感器20检测出的操作数据输出至控制装置40，并由控制装置40对流量控制阀24进行电控制的电子杆方式。

铲斗的动作

图4是示意性地表示实施方式涉及的铲斗12的动作示例的图。轮式装载机1利用作业机10的铲斗12，实施向自卸车100的装载台装上砂土的装载作业。在从铲斗12排出砂土时，轮式装载机1的操作人员操作操作装置7，以使铲斗12进行翻斗动作。实施翻斗动作之后，如果残留的砂土附着在铲斗12，为了抖落附着在铲斗12上的砂土，操作人员有时会在操作装置7的全操作范围对操作装置7迅速地进行往返操作，以使铲斗12反复进行翻斗动作和收斗动作。

若在全操作范围对操作装置7迅速地进行往返操作，则铲斗缸14迅速地反复处于伸长到动作极限位置(行程极限)的状态和收缩到动作极限位置(行程极限)的状态，且铲斗12在翻斗动作的动作极限位置(行程极限)与收斗动作的动作极限位置(行程极限)之间进行往返动作。若使铲斗在短时间内反复进行在翻斗动作的动作极限位置与收斗动作的动作极限位置之间的往返动作，则在翻斗动作的动作极限位置或收斗动作的动作极限位置时，作业机10的至少一部分会受到过大的负荷。例如，有可能在通过连接销15R与双臂曲柄15连接的支承部件17上作用过大的应力，或者在双臂曲柄15上作用过大的应力。若作业机10的至少一部分受到过大的负荷，则作业机10可能产生损伤。若制造适用了能够承受负荷的结构或者材料的作业机10，则会导致作业机10的重量增加或成本增大。

在以下说明中，可将由操作人员对操作装置7进行的、使铲斗12在翻斗动作的动作极限位置与收斗动作的动作极限位置之间迅速地进行往返动作的操作称为快速操作。

如上所述，在抖落附着在铲斗12的砂土时，操作人员有可能在全操作范围对操作装置7进行快速操作，使铲斗12迅速地反复进行翻斗动作和收斗动作。

在本实施方式中，即使在操作人员对操作装置7进行快速操作时，控制装置40控制控制阀35，以在铲斗12的翻斗动作和收斗动作中，使铲斗12达不到翻斗动作的动作极限位置(行程极限)，并且达不到收斗动作的动作极限位置(行程极限)。即，在对操作装置7进行快速操作时，控制装置40控制铲斗12的动作，以免作业机10的至少一部分受到过大的负荷。

控制装置

图5是表示本实施方式涉及的控制装置40的功能框图。如图5所示，控制装置40具有操作数据获取部41、控制指令部42、操作条件判断部43、存储部44、限制指令部45、输出指令确定部46和输出部47。

操作数据获取部41从操作传感器20获取由操作传感器20检测出的、表示为了使铲斗12进行翻斗动作及收斗动作而被操作的操作装置7的操作状态的操作数据。

控制指令部42基于由操作数据获取部41获取的操作数据，输出用于控制液压装置30的控制指令Ca。控制指令Ca包括基于操作量计算出的指令值。

操作条件判断部43基于由操作数据获取部41获取的操作数据，判断是否对操作装置7以规定的操作条件进行了操作。

规定的操作条件包括以下条件：作为第1条件，用于使铲斗12进行翻斗动作或收斗动作的操作装置7的操作量在操作量阈值a以上；作为第2条件，对用于使铲斗12进行翻斗动作或收斗动作的操作装置7的操作方向，进行规定次数的切换；作为第3条件，用于使铲斗12从翻斗动作及收斗动作中的一方的动作切换成另一方的动作时所需的操作装置7的操作时间t(t1，t2)在操作时间阈值T(Ta，Tb)以下。

在第2条件中，切换操作装置7的操作方向的次数是指，对向第1操作方向和第2操作方向进行往返操作的操作装置7向第1操作方向或第2操作方向进行操作的次数。在对处于中立状态或处于已操作至第2操作方向的状态的操作装置7，向第1操作方向进行操作1次时，切换次数为1次。在对处于中立状态或处于已操作至第1操作方向的状态的操作装置7向第2操作方向进行操作1次时，切换次数为1次。在对处于中立状态或处于已操作至第2操作方向的状态的操作装置7向第1操作方向进行操作后，再向第2操作方向进行操作时，切换次数为2次。在对处于中立状态或处于已操作至第1操作方向的状态的操作装置7向第2操作方向进行操作后，再向第1操作方向进行操作时，切换次数为2次。在对处于中立状态或处于已操作至第2操作方向的状态的操作装置7向第1操作方向进行操作后，再向第2操作方向进行操作，之后再向第1操作方向进行操作时，切换次数为3次。在对处于中立状态或处于已操作至第1操作方向的状态的操作装置7向第2操作方向进行操作后，再向第1操作方向进行操作，之后再向第2操作方向进行操作时，切换次数为3次。

第2条件的规定次数为多次。在本实施方式中。第2条件的规定次数设为3次。此外，第2条件的规定次数可以是2次，也可以是4次以上的任何次数。

存储部44存储操作量阈值a和操作时间阈值T。操作量阈值a和操作时间阈值T是预设值。

在由操作条件判断部43判断为对操作装置7以操作条件进行了操作时，限制指令部45输出用于限制控制指令Ca的限制指令Cb。限制指令Cb包括限制由控制指令Ca规定的指令值的限制值。

向铲斗缸14提供的液压油的提供状态包括向铲斗缸14提供的液压油的流量。限制指令部45输出限制指令Cb，以使液压油以相比于基于控制指令Ca向铲斗缸14提供的液压油的流量较少的流量进行提供。即，限制指令部45输出限制指令Cb，以使铲斗缸14以相比于基于控制指令Ca进行工作的铲斗缸14的缸行程较小的缸行程进行工作。

输出指令确定部46将由控制指令Ca规定的指令值与由限制指令Cb规定的限制值进行比较，并将控制指令Ca及限制指令Cb中的某一方确定为向液压装置30输出的输出指令Cc。

输出部47向液压装置30输出由输出指令确定部46所确定的输出指令Cc。输出部47将输出指令Cc输出至控制阀35。

输出指令确定部46，在指令值处于限制值范围外时将限制指令Cb确定为输出指令Cc；在指令值处于限制值范围内时将控制指令Ca确定为输出指令Cc。即，在将由控制指令Ca规定的指令值与由限制指令Cb规定的限制值进行比较后，在指令值处于限制值范围外时，作为从输出部47向控制阀35输出的输出指令Cc输出限制指令Cb。在将由控制指令Ca规定的指令值与由限制指令Cb规定的限制值进行比较后，在指令值处于限制值范围内时，作为从输出部47向控制阀35输出的输出指令Cc输出控制指令Ca。

输出指令

图6和图7分别是表示本实施方式涉及的输出指令Cc的一个示例的图。在图6和图7中，纵轴表示操作装置7的操作量，横轴表示从基准时间点起的经过的时间。

图6是表示没有对操作装置7以规定的操作条件进行了操作时的输出指令Cc的图。此外，图6(A)示出了在未到全操作范围的范围内对操作装置7进行往返操作的情况，图6(B)示出了虽然在全操作范围对操作装置7进行操作，但缓慢地进行操作的情况。

在图6中，实线的线条La和线条La'表示操作传感器20的检测数据。在向第1操作方向(例如前方)对操作装置7进行操作时，由操作传感器20检测出的操作装置7的操作量表示正值。在向第2操作方向(例如后方)对操作装置7进行操作时，由操作传感器20检测出的操作装置7的操作量表示负值。即，图6示出了以使铲斗12反复进行翻斗动作和收斗动作的方式对操作装置7进行往返操作的状态。

在图6中，虚线的线条Lb和线条Lb'表示输出指令Cc。输出指令Cc相比于操作装置7的操作稍微滞后而生成。因此，在图6示出的是，线条Lb和线条Lb'与表示操作传感器20的检测数据的线条La和线条La'相比其时间滞后。同样地在图7示出的是，表示输出指令Cc的线条Lc与表示操作传感器20的检测数据的线条La相比其时间滞后。

在没有对操作装置7以规定的操作条件进行了操作时，作为输出指令Cc向控制阀35输出的是从控制指令部42输出的控制指令Ca。

即，在没有判断出对操作装置7以操作条件进行了操作时，输出指令确定部46将控制指令Ca确定为输出指令Cc。

图7是表示对操作装置7以规定的操作条件进行了操作时的输出指令Cc的图。在图7中，实线的线条La表示操作传感器20的检测数据。与图6相同地，在向第1操作方向(例如前方)对操作装置7进行操作时，由操作传感器20检测出的操作装置7的操作量表示正值。在向第2操作方向(例如后方)对操作装置7进行操作时，由操作传感器20检测出的操作装置7的操作量表示负值。

粗虚线的线条Lc表示输出指令Cc。在对操作装置7以规定的操作条件进行了操作时，从控制指令部42输出的控制指令Ca由限制指令部45限制成为限制指令Cb，并作为输出指令Cc将限制指令Cb输出至控制阀35。

规定的操作条件包括满足全部上述第1条件、第2条件、第3条件的情况。

第1条件表示由操作传感器20检测出的操作装置7的操作量在操作量阈值a以上。第2条件表示对用于使铲斗12进行翻斗动作或收斗动作的操作装置7的操作方向进行规定次数切换。在本实施方式中，操作量阈值a是操作装置7能够操作的操作量最大值的90％的值。在本实施方式中，第2条件表示对操作装置7的操作方向进行3次切换。

在图7示出的示例中，从基准时间点p0开始向第1操作方向对操作装置7进行操作以使铲斗12进行翻斗动作时的操作量超过操作量阈值a。向第1操作方向对操作装置7进行操作之后，向第2操作方向对操作装置7进行操作以使铲斗12进行收斗动作时的操作量也超过操作量阈值a。向第2操作方向对操作装置7进行操作之后，接着向第1操作方向对操作装置7操作以使铲斗12进行翻斗动作时的操作量也超过操作量阈值a。因此，图7所示的示例满足第1条件和第2条件。

第3条件包括使铲斗12从翻斗动作及收斗动作中的一方的动作切换到另一方的动作所需的操作装置7的操作时间t(t1，t2)在操作时间阈值T(Ta，Tb)以下的第3条件。例如在将操作装置7向第1操作方向进行操作时的操作量超过操作量阈值a的时间点设为p1，接着向第2操作方向进行操作时的操作量超过操作量阈值a的时间点设为p2，接着向第1操作方向进行操作时的操作量超过操作量阈值a的时间点设为p3时，操作时间t包括从时间点p1到时间点p2为止的第1操作时间t1和从时间点p1到时间点p3为止的第2操作时间t2。第1操作时间t1涉及的操作时间阈值Ta例如设定为0.25秒，第2操作时间t2涉及的操作时间阈值Tb例如设定为0.5秒。图7所示的示例表示不仅满足第1条件和第2条件也满足第3条件的情况。

此外，图7所示的示例是首先向第1操作方向对操作装置7进行操作的情况，即使首先向第2操作方向对操作装置7进行操作，也在满足第1条件、第2条件、第3条件全部条件的情况下，操作条件判断部43判断为对操作装置7以规定的操作条件进行了操作。

在控制开始时间点p3以前，粗虚线的线条Lc作为输出指令Cc输出至控制阀35。限制指令部45从判断为对操作装置7以操作条件进行了操作的控制开始时间点p3开始直到经过规定时间后的控制完成时间点p4为止输出限制指令。以细虚线表示的线条Ld表示由限制指令规定的限制值。如线条Ld示出的，限制指令部45从控制开始时间点p3起使限制值逐渐变小。由于限制值逐渐变小，铲斗缸14的缸行程逐渐变小，进而铲斗12的动作量逐渐变小。由于铲斗12的动作量没有急剧变小，能够抑制使轮式装载机1的操作人员感觉到铲斗12的动作急剧恶化的不适感。

在本实施方式中，规定有表示限制值的最小值的最小限制值b。如图7的线条Ld所示，限制指令部45在限制值达到最小限制值b之后继续输出最小限制值b。限制指令部45保持最小限制值b不变而继续输出作为固定值的最小限制值b。

限制指令部45从解除准备开始时间点pe开始直到经过控制解除准备时间t3后的控制完成时间点p4为止输出限制指令Cb，该解除准备开始时间点pe表示：判断为对操作装置7在最后以规定的操作条件进行了操作的时间点。

解除准备开始时间点pe是为了解除基于限制指令Cb的控制而开始准备的时间点。控制完成时间点p4是解除基于限制指令Cb的控制的时间点。控制解除准备时间t3是从解除准备开始时间点pe到控制完成时间点p4为止的时间，是预设的时间。

在本实施方式中，控制完成时间点p4是从最后满足规定的操作条件的解除准备开始时间点pe，例如经过作为控制解除准备时间t3的3秒的时间点。在图7所示的示例中，解除准备开始时间点pe是轮式装载机1的操作人员向第1操作方向操作操作装置7而最后满足操作条件的时间点。示出的情况是：对以满足操作条件的方式向第1操作方向进行了操作的操作装置7，经过解除准备开始时间点pe后虽然向第2操作方向进行操作，但该操作量不超过操作量阈值a，而成为不满足第1条件的状态。即，图7表示如下的示例：以使在解除准备开始时间点pe进行了翻斗动作而到动作极限位置的铲斗12，在其后的收斗动作中不会移动至动作极限位置的方式进行操作。

到达控制完成时间点p4，则满足基于限制指令Cb的控制的完成条件，并返回到基于控制指令Ca使铲斗缸14进行伸缩动作的控制。即，返回到基于操作人员的意向使铲斗缸14进行伸缩动作的控制。在操作人员结束快速操作时，基于限制指令Cb的控制被自动解除，由此能够迅速地转移到平常的挖掘作业等。

在本实施方式中，在对操作装置7以规定的操作条件进行了操作的状态时，限制值逐渐变小，在达到最小限制值b时，保持最小限制值b不变，而继续输出最小限制值b。在以满足规定的操作条件的方式长时间对操作装置7持续进行操作时，在基于限制指令Cb的控制的初期使限制值逐渐变小，并从进行控制的途中起将最小限制值b从输出部47继续输出至控制阀35。

控制方法

图8是表示本实施方式涉及的控制方法的流程图。控制装置40以规定的周期反复进行图8所示的处理。

操作数据获取部41从操作传感器20获取操作数据(步骤S10)。

操作条件判断部43基于操作数据判断向第1操作方向对操作装置7进行操作时的操作量是否在操作量阈值a以上(步骤S20)。

在步骤S20中，判断为操作量在操作量阈值a以上时(步骤S20为“是”)，操作条件判断部43基于操作数据判断向第2操作方向对操作装置7进行操作时的操作量是否在操作量阈值a以上(步骤S30)。

在步骤S30中，判断为操作量在操作量阈值a以上时(步骤S30为“是”)，操作条件判断部43基于操作数据判断操作装置7的第1操作时间t1是否在作为操作时间阈值Ta的0.25秒以下(步骤S40)。

在步骤S40中，判断为第1操作时间t1在操作时间阈值Ta以下时(步骤S40为“是”)，操作传感器20检测出对操作装置7进行了操作，操作数据获取部41获取操作数据。操作条件判断部43基于操作数据判断向第1操作方向对操作装置7进行操作时的操作量是否在操作量阈值a以上(步骤S50)。

在步骤S50中，判断为操作量在操作量阈值a以上时(步骤S50为“是”)，操作条件判断部43基于操作数据判断操作装置7的第2操作时间t2是否在作为操作时间阈值Tb的0.5秒以下(步骤S60)。

在步骤S60中，判断为第2操作时间t2在操作时间阈值Tb以下时(步骤S60为“是”)，限制指令部45计算用于限制由控制指令Ca规定的指令值的限制值(步骤S70)。

输出指令确定部46判断从控制指令部42输出的指令值是否在限制值范围外(步骤S80)。

在步骤S80中，判断为指令值在限制值范围外时(步骤S80为“是”)，输出指令确定部46将表示限制值的限制指令Cb确定为输出指令Cc。输出部47输出表示限制值的限制指令Cb作为输出指令Cc(步骤S90)。

在步骤S80中，判断为指令值在限制值范围内时(步骤S80为“否”)，输出指令确定部46将表示指令值的控制指令Ca确定为输出指令Cc。输出部47输出表示指令值的控制指令Ca(步骤S100)。作为输出指令Cc

输出指令确定部46判断是否满足基于上述的限制指令Cb的控制的完成条件(步骤S110)。

在步骤S110中，判断为不满足完成条件时(步骤S110为“否”)，输出部47输出在步骤S90中确定的输出指令Cc或在步骤S100中确定的输出指令Cc(步骤S130)，并返回步骤S10。

在步骤S110中，判断为满足完成条件时(步骤S110为“是”)，输出部47出控制指令Ca作为输出指令Cc，而不会为对表示指令值的控制指令Ca进行限制来改变控制指令Ca的大小(步骤S120)。

在步骤S20中，判断为第1操作方向的操作量不在操作量阈值a以上时(步骤S20为“否”)、在步骤S30中，判断为第2操作方向的操作量不在操作量阈值a以上时(步骤S30为“否”)、在步骤S40中，判断为第1操作时间t1不在操作时间阈值Ta以下时(步骤S40为“否”)、在步骤S50中，判断为第1操作方向的操作量不在操作量阈值a以上时(步骤S50为“否”)、以及在步骤S60中，判断为第2操作时间t2不在操作时间阈值Tb以下时(步骤S60为“否”)，进行步骤S110的处理。

计算机系统

图9是表示计算机系统1000的一个示例的框图。上述的控制装置40包括计算机系统1000。计算机系统1000具有：如CPU(Central Processing Unit)那样的处理器1001；包括如ROM(Read Only Memory，只读存储器)那样的非易失性存储器及如RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)那样的易失性存储器的主内存1002；存储器1003；和包括输入输出电路的接口1004。上述的控制装置40的功能以程序的形式存储在存储器1003中。处理器1001从存储器1003读取程序并转发给主内存1002，并按照程序进行上述的处理。此外，程序可以通过网络发送至计算机系统1000。

效果

如上所述，根据本实施方式，在迅速地对操作装置7进行操作以使铲斗12反复进行翻斗动作和收斗动作时，即，在对操作装置7进行使操作数据满足操作条件那样的操作时，限制指令部45输出用于对基于操作数据而输出的控制指令Ca进行限制的限制指令Cb。由此，即使操作装置7被进行快速操作而满足操作条件，也能够抑制使铲斗12在翻斗动作的动作极限位置(行程极限)与收斗动作的动作极限位置(行程极限)之间迅速地进行往返动作。因此，能够减轻作用于作业机10的负荷。也就是说，即使操作人员操作操作装置7，而使铲斗12在翻斗动作的动作极限位置与收斗动作的动作极限位置之间迅速地进行往返动作，也能够自动抑制作业机10受到过大的负荷。

在本实施方式中，在对操作装置7在全操作范围迅速进行操作，以使铲斗12在翻斗动作的动作极限位置与收斗动作的动作极限位置之间迅速地进行往返动作、即，操作数据满足操作条件时，进行用于限制铲斗缸14的缸行程的控制，以免铲斗12移动至翻斗动作的动作极限位置及收斗动作的动作极限位置。限制铲斗缸14的缸行程的控制能够抑制在操作操作装置7时使操作人员感觉到不适感。例如在为了抑制作业机10受到过大的负荷，进行限制铲斗缸14的缸速度来使铲斗12的工作速度变慢的控制时，铲斗12相对于操作装置7的操作速度滞后地进行翻斗动作或收斗动作，由此操作人员有可能感到不适感。根据本实施方式，进行限制铲斗缸14的缸行程的控制，由此能够抑制在操作操作装置7时使操作人员感到不适感。

其它实施方式

此外，在上述的实施方式中，在对操作装置7在全操作范围迅速进行操作而使操作数据满足操作条件时，限制指令部45也可以进行控制以使翻斗动作或收斗动作的动作速度变慢。即，在操作数据满足操作条件时，可以执行：生成使铲斗12的动作速度变慢的限制指令来限制铲斗缸14的缸速度的控制。在使铲斗12的动作速度变慢时，控制装置40以使铲斗12的动作速度变慢的方式计算提供给铲斗缸14的每单位时间的液压油的流量，并基于计算出的液压油的流量生成限制指令。

此外，在上述的实施方式中，作业车辆1是轮式装载机。作业车辆1只要具备具有如铲斗那样的作业部件的作业机即可，可以是履带式装载机、履带式推土机、轮式液压挖掘机、及履带式液压挖掘机中的至少一个。例如在作业车辆1是液压挖掘机的情况下，在对液压挖掘机的操作装置在全操作范围迅速地进行往返操作，而使作为作业部件的铲斗在翻斗动作的动作极限位置与收斗动作的动作极限位置之间迅速地进行往返动作时，通过按照上述的实施方式而控制铲斗缸，能够减轻作用于作业机的负荷。

符号说明

1…轮式装载机(作业车辆)、2…车身、2F…车身前部、2R…车身后部、3…驾驶台、3R…驾驶室、4…行走装置、5…车轮、5F…前轮、5R…后轮、6…轮胎、6F…前轮胎、6R…后轮胎、7…操作装置、8…发动机、9…关节机构、10…作业机、11…动臂、12…铲斗、12B…前端部、12M…开口部、12P…连接销、12Q…连接销、13…动臂缸、14…铲斗缸、14A…活塞侧油室、14B…缸杆侧油室、15…双臂曲柄、15P…连接销、15Q…连接销、15R…连接销、16…铲斗连杆、17…支承部件、20…操作传感器、30…液压装置、31…液压泵、32…液压泵、33A…油路、33B…油路、34…流量控制阀、35…控制阀、35A…控制阀、35B…控制阀、36A…油路、36B…油路、37A…端口、37B…端口、38…阀芯、40…控制装置、41…操作数据获取部、42…控制指令部、43…操作条件判断部、44…存储部、45…限制指令部、46…输出指令确定部、47…输出部、50…控制系统、a…操作量阈值、b…最小限制值、Ca…控制指令、Cb…限制指令、Cc…输出指令、RS…地面、t1…第1操作时间、t2…第2操作时间、t3…控制解除准备时间。

Claims (8)

1.一种作业车辆的控制系统，其特征在于，具备：

液压装置，其调整向使作业部件工作的液压缸提供的液压油的提供状态；以及

控制装置，其控制所述液压装置，

所述控制装置具有：

操作数据获取部，其获取操作数据，该操作数据表示为了使所述作业部件进行翻斗动作及收斗动作而被操作的操作装置的操作状态；

控制指令部，其基于所述操作数据输出用于控制所述液压装置的控制指令；

操作条件判断部，其基于所述操作数据判断是否对所述操作装置以规定的操作条件进行了操作；以及

限制指令部，其在判断为对所述操作装置以所述规定的操作条件进行了操作时，输出用于限制所述控制指令的限制指令，

所述操作数据包括：用于使所述作业部件进行所述翻斗动作或所述收斗动作的所述操作装置的操作量；用于使所述作业部件进行所述翻斗动作或所述收斗动作的所述操作装置的操作方向；以及使所述作业部件从所述翻斗动作及所述收斗动作中的一方的动作切换到另一方的动作所需的所述操作装置的操作时间，

所述操作条件包括：所述操作量在操作量阈值以上的第1条件；对所述操作方向进行规定次数的切换的第2条件；以及所述操作时间在操作时间阈值以下的第3条件，

以所述规定的操作条件是指同时满足所述第1条件、所述第2条件以及所述第3条件。

2.根据权利要求1所述的作业车辆的控制系统，其特征在于，

所述液压油的提供状态包括向所述液压缸提供的液压油的流量，

所述限制指令部输出所述限制指令，以使得以比基于所述控制指令向所述液压缸提供的液压油的流量少的流量提供所述液压油。

3.根据权利要求1或2所述的作业车辆的控制系统，其特征在于，

所述控制指令包括基于所述操作量计算出的指令值，

所述限制指令包括用于限制所述指令值的限制值，

所述控制装置具有：

输出指令确定部，其将所述指令值与所述限制值进行比较，来将所述控制指令及所述限制指令中的某一方确定为向所述液压装置输出的输出指令；以及

输出部，其向所述液压装置输出由所述输出指令确定部确定的所述输出指令，

所述输出指令确定部，在所述指令值在所述限制值范围外时，将所述限制指令确定为所述输出指令，在所述指令值在所述限制值范围内时，将所述控制指令确定为所述输出指令。

4.根据权利要求1或2所述的作业车辆的控制系统，其特征在于，

所述限制指令部从解除准备开始时间点到经过控制解除准备时间后的控制完成时间点为止输出所述限制指令，该解除准备开始时间点表示判断出对所述操作装置在最后以所述条件进行了操作的时间点。

5.根据权利要求3所述的作业车辆的控制系统，其特征在于，

所述限制指令部从控制开始时间点开始使所述限制值逐渐变小，该控制开始时间点表示：判断出对所述操作装置以所述操作条件进行了操作的时间点。

6.根据权利要求5所述的作业车辆的控制系统，其特征在于，

规定有表示所述限制值的最小值的最小限制值，

在所述限制值达到所述最小限制值之后，所述限制指令部继续输出所述最小限制值。

7.根据权利要求3所述的作业车辆的控制系统，其特征在于，

在没有判断出对所述操作装置以所述操作条件进行了操作时，所述输出指令确定部将所述控制指令确定为所述输出指令。

8.一种作业车辆的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取操作数据，该操作数据表示为了使作业车辆的作业部件进行翻斗动作及收斗动作而被操作的操作装置的操作状态；

基于所述操作数据输出用于控制液压装置的控制指令，该液压装置能够调整向使所述作业部件工作的液压缸提供的液压油的提供状态；

基于所述操作数据判断是否对所述操作装置以规定的操作条件进行了操作；以及

在判断为对所述操作装置以所述规定的操作条件进行了操作时，输出用于限制所述控制指令的限制指令，

所述操作数据包括：用于使所述作业部件进行所述翻斗动作或所述收斗动作的所述操作装置的操作量；用于使所述作业部件进行所述翻斗动作或所述收斗动作的所述操作装置的操作方向；以及使所述作业部件从所述翻斗动作及所述收斗动作中的一方的动作切换到另一方的动作所需的所述操作装置的操作时间，

所述操作条件包括：所述操作量在操作量阈值以上的第1条件；对所述操作方向进行规定次数的切换的第2条件；以及所述操作时间在操作时间阈值以下的第3条件,

以所述规定的操作条件是指同时满足所述第1条件、所述第2条件以及所述第3条件。

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