CN109642407A - 作业车辆及作业车辆的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供作业车辆及作业车辆的控制方法。作业车辆具备车辆主体、工作装置以及控制部。工作装置具有：动臂，其能够相对于车辆主体转动；斗杆，其能够相对于动臂转动；以及铲斗，其能够相对于斗杆转动。控制部计算出铲斗的铲尖方向，并以计算出的铲斗的铲尖方向与向铲斗的开口面侧的行进方向之间的挖掘角度成为规定角的方式，决定向铲斗的开口面侧的行进方向，并执行朝向行进方向的工作装置动作。

Description

作业车辆及作业车辆的控制方法

技术领域

本发明涉及作业车辆。

背景技术

像液压挖掘机这样的作业车辆具备包括动臂、斗杆以及铲斗的工作装置。在开始液压挖掘机的挖掘动作时操作斗杆而将使铲斗插入砂土中。由于当持续进行动作时，铲斗插入得较深从而砂土的阻力增大，因此操作动臂而施加将铲斗向上方提升的操作，以使铲斗的挖掘深度适当。而且，在操作斗杆和铲斗而使砂土充分进入到铲斗内之后，操作铲斗而将抬起砂土，并且操作动臂而将铲斗提升到上方。

在液压挖掘机的挖掘动作中，需要分别移动动臂、斗杆以及铲斗这三轴的操作杆来操作铲斗的动作，因此执行高效的挖掘动作并非易事，需要熟练。

关于这一点，例如，在日本特开昭61-225429号公报中公开了，为了减轻挖掘负荷而对铲斗背面与挖掘面的碰撞进行检测来修正铲斗的姿态的方式。

另外，在日本特开昭62-189222号公报中，公开了对铲斗中包含的砂土的重量进行测定来调整铲斗的挖掘深度的方式。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭61-225429号公报

专利文献2：日本特开昭62-189222号公报

发明内容

发明所要解决的课题

另一方面，在上述公报中的挖掘动作中，需要各种运算而可能会成为复杂的控制。

本发明是为解决上述课题而完成的，其目的在于提供能够以简单的方式执行高效的工作装置动作的作业车辆及作业车辆的控制方法。

用于解决课题的方案

本发明的一个方式的作业车辆具备车辆主体、工作装置以及控制部。工作装置具有：动臂，其能够相对于车辆主体转动；斗杆，其能够相对于动臂转动；以及铲斗，其能够相对于斗杆转动。控制部计算铲斗的铲尖方向，以所计算出的铲斗的铲尖方向与铲斗向开口面侧行进的行进方向之间的挖掘角度成为规定角的方式，决定铲斗向开口面侧行进的行进方向，并执行朝向行进方向的工作装置动作。

优选为，控制部以所计算出的铲斗的铲尖方向与铲斗向开口面侧行进的行进方向之间的挖掘角度在规定期间成为规定角的方式，决定铲斗向开口面侧行进的行进方向，并执行朝向行进方向的工作装置动作。

优选为，作业车辆还具备第一操作杆和第二操作杆。第一操作杆向控制部输出对铲斗相对于斗杆的转动量进行调整的第一操作指令。第二操作杆向控制部输出对铲斗在从铲尖方向向铲斗的开口面侧行进的行进方向上移动的移动量进行调整的第二操作指令。

优选为，控制部判断是否执行工作装置动作。控制部在判定为执行工作装置动作时，接收来自第一操作杆的第一操作指令和来自第二操作杆的第二操作指令。

优选为，控制部判断是否根据操作员的操作指示来执行工作装置动作。

优选为，作业车辆还具备负荷检测部。负荷检测部对施加于工作装置的负荷进行检测。控制部根据负荷检测部的检测结果来判断是否执行工作装置动作。

在本发明的一个方式的作业车辆的控制方法中，该作业车辆包括工作装置，该工作装置具有能够相对于车辆主体转动的动臂、能够相对于动臂转动的斗杆、以及能够相对于斗杆转动的铲斗，其中，该作业车辆的控制方法包括：计算铲斗的铲尖方向的步骤；和以所计算出的铲斗的铲尖方向与铲斗向开口面侧行进的行进方向之间的挖掘角度成为规定角的方式，来执行工作装置动作的步骤。

发明效果

本发明的作业车辆能够以简易的方式执行高效的工作装置动作。

附图说明

图1是示出实施方式中的作业车辆的一例的立体图。

图2是示意性地说明实施方式中的作业车辆CM的图。

图3是说明实施方式中的对作业车辆CM进行控制的控制系统200的结构的功能框图。

图4是说明实施方式中的铲斗8的挖掘角度与砂土阻力之间的关系的图。

图5是说明实施方式中的作业车辆CM的挖掘作业的动作处理的图。

图6是说明实施方式中的变形例1的控制系统200#的结构的功能框图。

图7是说明其他实施方式中的作业车辆系统的概念的图。

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的实施方式，但本发明并不局限于此。以下所说明的各实施方式的构成要素可以适当地进行组合。另外，也存在不使用一部分构成要素的情况。

[作业车辆的整体结构]

图1是示出实施方式中的作业车辆的一例的立体图。

如图1所示，在本例中，作为作业车辆，以具备提通过液压进行工作的工作装置2的液压挖掘机CM为例来进行说明。

液压挖掘机CM具备车辆主体1和工作装置2。

车辆主体1具备回转体3、驾驶室4以及行驶装置5。

回转体3配置于行驶装置5之上。行驶装置5支承回转体3。回转体3能够以回转轴AX为中心进行回转。在驾驶室4中设有供操作员就坐的驾驶座4S。操作员在驾驶室4中操作液压挖掘机CM。行驶装置5具有一对履带5Cr。液压挖掘机CM借助履带5Cr的旋转而行驶。需要说明的是，行驶装置5也可以由车轮(轮胎)构成。

在本实施方式中，以就坐于驾驶座4S的操作员为基准来说明各部分的位置关系。

前后方向是指以就坐于驾驶座4S的操作员为基准的前后方向。左右方向是指以就坐于驾驶座4S的操作员为基准的左右方向。左右方向与车辆的宽度方向(车宽方向)一致。将就坐于驾驶座4S的操作员正对正面的方向设为前方向，将与前方向相反的方向设为后方向。将就坐于驾驶座4S的操作员正对正面时的右侧、左侧分别设为右方向、左方向。前后方向是X轴方向，左右方向是Y轴方向。就坐于驾驶座4S的操作员正对正面的方向是前方向(+X方向)，前方向的相反方向是后方向(-X方向)。就坐于驾驶座4S的操作员正对正面时的车宽方向上的一侧方向为右方向(+Z方向)，车宽方向上的另一侧方向是左方向(-Z方向)。

回转体3具备收容发动机的发动机室9和设置于回转体3的后部的配重。在回转体3中的发动机室9的前方设有扶手19。在发动机室9配置有发动机和液压泵等。

工作装置2与回转体3连接。

工作装置2具有动臂6、斗杆7、铲斗8、动臂缸10、斗杆缸11以及铲斗缸12。

动臂6经由动臂销13与回转体3连接。斗杆7经由斗杆销14与动臂6连接。铲斗8经由铲斗销15与斗杆7连接。动臂缸10驱动动臂6。斗杆缸11驱动斗杆7。铲斗缸12驱动铲斗8。动臂6的基端部(动臂脚座)与回转体3连接。动臂6的前端部(动臂顶部)与斗杆7的基端部(斗杆脚座)连接。斗杆7的前端部(斗杆顶部)与铲斗8的基端部连接。动臂缸10、斗杆缸11以及铲斗缸12都是由工作油驱动的液压缸。

动臂6能够以作为转动轴的动臂销13为中心而相对于回转体3转动。斗杆7能够以与动臂销13平行的作为转动轴的斗杆销14为中心而相对于动臂6转动。铲斗8能够以与动臂销13和斗杆销14平行的作为转动轴的铲斗销15为中心而相对于斗杆7转动。

动臂销13、斗杆销14以及铲斗销15分别与Z轴平行。动臂6、斗杆7以及铲斗8分别能够以与Z轴平行的轴为中心而转动。

图2是示意性地说明实施方式中的作业车辆CM的图。

如图2所示，在作业车辆CM设置有动臂缸行程传感器16、斗杆缸行程传感器17以及铲斗缸行程传感器18。

动臂缸行程传感器16配置于动臂缸10，对动臂缸10的行程长度(动臂缸长度)进行检测。斗杆缸行程传感器17配置于斗杆缸11，对斗杆缸11的行程长度(斗杆缸长度)进行检测。铲斗缸行程传感器18配置于铲斗缸12，对铲斗缸12的行程长度(铲斗缸长度)进行检测。

在以下的说明中，将动臂缸10的行程长度也称为动臂缸长度或动臂行程。另外，将斗杆缸11的行程长度也称为斗杆缸长度或斗杆行程，将铲斗缸12的行程长度也称为铲斗缸长度或铲斗行程。

另外，将动臂缸长度、斗杆缸长度以及铲斗缸长度也统称为缸长度数据。

动臂6的长度L1是动臂销13与斗杆销14之间的距离。斗杆7的长度L2是斗杆销14与铲斗销15之间的距离。铲斗8的长度L3是铲斗销15与铲斗8的铲尖8a之间的距离。铲斗8具有多个斗齿，在本例中，将铲斗8的前端部称作铲尖8a。此外，铲斗8也可以不具有斗齿。铲斗8的前端部也可以由直线形状的钢板形成。

在本例中，示出了以动臂销13为基准点(基准位置)的X、Y轴的车辆主体坐标系。

根据由动臂缸行程传感器16检测出的缸长度数据，计算出动臂6相对于车辆主体坐标系的水平方向的倾斜角θ1。

根据由斗杆缸行程传感器17检测出的缸长度数据，计算出斗杆7相对于动臂6的倾斜角θ2。

根据由铲斗缸行程传感器18检测出的缸长度数据，计算出铲斗8所具有的铲尖8a相对于斗杆7的倾斜角θ3。

基于动臂6、斗杆7、铲斗8的长度L1～L3以及倾斜角θ1～θ3，能够计算出在X、Y轴的车辆主体坐标系中铲斗8的铲尖8a的位置和铲斗8的铲尖8a的角度(铲尖方向)。

在本例中，示出了铲斗8的铲尖8a的位置坐标[x1，y1]和铲斗8的铲尖8a相对于水平方向的铲尖角度[α]。

需要说明的是，在本例中，对使用行程传感器检测行程长度来计算出倾斜角θ的方式进行了说明，但也可以使用回转式编码器那样的角度检测器来计算出倾斜角。

[液压系统的结构]

图3是说明实施方式中的对作业车辆CM进行控制的控制系统200的结构的功能框图。

如图3所示，实施方式中的控制系统200对使用工作装置2的挖掘处理进行控制。

控制系统200具有动臂缸行程传感器16、斗杆缸行程传感器17、铲斗缸行程传感器18、操作装置25、工作装置控制器26、液压缸60、方向控制阀64以及压力传感器66。

操作装置25配置于驾驶室4。操作装置25由操作员进行操作。操作装置25接收操作员的驱动工作装置2的操作指令。作为一例，操作装置25为先导液压方式的操作装置。

方向控制阀64调整工作油向液压缸60的供给量。方向控制阀64利用所供给的油而工作。此外，在本例中，将为了使液压缸(动臂缸10、斗杆缸11以及铲斗缸12)工作而向该液压缸供给的油也统称作工作油。另外，将为了使方向控制阀64工作而向该方向控制阀64供给的油称作先导油。另外，先导油的压力也称作先导液压。

工作油和先导油可以从同一液压泵送出。例如，可以是，从液压泵送出的工作油的一部分由减压阀减压，将该减压后的工作油作为先导油来使用。另外，也可以是，送出工作油的液压泵(主液压泵)与送出先导油的液压泵(先导液压泵)为分别独立的液压泵。

另外，在本例中，从主液压泵送出且由减压阀减压后的先导油向操作装置25供给。

基于操作装置25的操作量来调整先导液压。压力传感器66与操作装置25连接。压力传感器66对随着操作装置25的杆操作而产生的先导液压进行检测，并向工作装置控制器26输出。

工作装置控制器26根据由压力传感器66检测出的先导液压，驱动供向液压缸60(动臂缸10、斗杆缸11以及铲斗缸12)供给的工作油流动的方向控制阀64。

操作装置25具有第一操作杆25R、第二操作杆25L以及挖掘模式设定按钮25P。第一操作杆25R例如配置于驾驶座4S的右侧。第二操作杆25L例如配置于驾驶座4S的左侧。就第一操作杆25R和第二操作杆25L而言，前后左右的动作对应于两轴的动作。

挖掘模式设定按钮25P是用于设定为挖掘模式的设定按钮。工作装置控制器26根据操作员的按下挖掘模式设定按钮25P的按下指示，从通常模式转换为挖掘模式。另外，工作装置控制器26根据操作员的再度按下挖掘模式设定按钮25P的按下指示，从挖掘模式转换为通常模式。

在本例中，操作装置25的第一操作杆25R和第二操作杆25L能够在通常模式和挖掘模式下变更与操作相对应的功能。

在通常模式下，通过第一操作杆25R来操作动臂6和铲斗8。

第一操作杆25R的前后方向的操作对应于动臂6的操作，根据前后方向的操作来执行动臂6的下降动作和上升动作。为了操作动臂6而进行杆操作。

第一操作杆25R的左右方向的操作对应于铲斗8的操作，根据左右方向的操作来执行铲斗8的挖掘动作和释放动作。为了操作铲斗8而进行杆操作。

通过第二操作杆25L来操作斗杆7和回转体3。

第二操作杆25L的前后方向的操作对应于斗杆7的操作，根据前后方向的操作来执行斗杆7的上升动作和下降动作。为了操作斗杆7而进行杆操作。

第二操作杆25L的左右方向的操作对应于回转体3的回转，根据左右方向的操作来执行回转体3的右回转动作和左回转动作。

工作装置控制器26按照基于压力传感器66的检测结果得到的第一操作杆25R的关于前后方向的操作量(动臂操作量)，来驱动供向用于驱动动臂6的动臂缸10供给的工作油流动的方向控制阀64。

工作装置控制器26按照基于压力传感器66的检测结果得到的第一操作杆25R的关于左右方向的操作量(铲斗操作量)，来驱动供向用于驱动铲斗8的铲斗缸12供给的工作油流动的方向控制阀64。

工作装置控制器26按照基于压力传感器66的检测结果得到的第二操作杆25L的关于前后方向的操作量(斗杆操作量)，来驱动供向用于驱动斗杆7的斗杆缸11供给的工作油流动的方向控制阀64。

工作装置控制器26按照基于压力传感器66的检测结果得到的第二操作杆25L的关于左右方向的操作量，来驱动供向用于驱动回转体3的液压致动器供给的工作油流动的方向控制阀64。

需要说明的是，也可以是第一操作杆25R的左右方向的操作对应于动臂6的操作，前后方向的操作对应于铲斗8的操作。此外，也可以是第二操作杆25L的左右方向的操作对应于斗杆7的操作，前后方向的操作对应于回转体3的操作。

另一方面，在挖掘模式下，通过第一操作杆25R来操作铲斗8。第一操作杆25R的左右方向的操作对应于铲斗8的操作，根据左右方向的操作，来执行铲斗8的旋转动作。第一操作杆25R的前后方向的操作无效。因此，不会为了操作动臂6而接受杆操作。

另外，在挖掘模式下，通过第二操作杆25L来调整铲斗8的铲尖8a的移动量。第二操作杆25L的前方向的操作对应于铲斗8的铲尖8a的移动量的操作。在第二操作杆25L的前方向的倾倒量较大时，铲斗8的铲尖8a的移动量增大。另一方面，在第二操作杆25L的前方向的倾倒量较小时，铲斗8的铲尖8a的移动量变小。

第二操作杆25L的其他方向的操作无效。因此，不接受用于操作斗杆7和回转体3的杆操作。

[砂土阻力]

图4是说明实施方式中的铲斗8的挖掘角度与砂土阻力之间的关系的图。

在本例中，挖掘角度是指铲斗8的铲尖8a的方向与铲斗8移动时的铲尖8a的行进方向之间的角度。以铲斗8的铲尖8a的方向为基准，在铲斗8移动时的铲尖8a的行进方向为向铲斗8的开口面侧行进的情况下设为正值，在向相反方向行进的情况下设为负值。

如图4所示，将铲斗8的挖掘角度为0°附近作为临界角度而示出。

在铲斗8的挖掘角度小于临界角度的情况下，处于由铲斗8的外装或铲斗8的背面按压砂土的形态，施加于铲斗8的砂土阻力的值急剧上升。

另一方面，示出了在铲斗8的挖掘角度为规定角度Q时施加于铲斗8的砂土阻力的值变为最小的情况。

需要说明的是，临界角度、规定角度Q为一例，可以根据铲斗8的形态而设定为不同的值。

本实施方式中的作业车辆CM通过以砂土阻力的值较小的挖掘角度来执行挖掘处理，由此以简单的方式执行高效的工作装置动作。具体而言，作业车辆CM以挖掘角度成为规定角度Q的方式，执行挖掘处理。需要说明的是，在本例中，成为规定角度Q并不意味着与规定角度Q完全一致，也包括规定角度Q的近似值。

[动作处理]

图5是说明实施方式中的作业车辆CM的挖掘作业的动作处理的图。

如图5所示，工作装置控制器26判断是否为挖掘模式(步骤S2)。具体而言，工作装置控制器26判断是否接收到根据操作员的操作指令而设定为挖掘模式的挖掘模式设定按钮的设定指示。

在步骤S2中，工作装置控制器26在判断为挖掘模式时，计算出铲尖数据(步骤S4)。

具体而言，工作装置控制器26基于动臂缸行程传感器16、斗杆缸行程传感器17以及铲斗缸行程传感器18的检测结果，计算出动臂缸长度、斗杆缸长度以及铲斗缸长度。之后，根据动臂缸长度，计算出动臂6相对于水平方向的倾斜角θ1。根据斗杆缸长度，计算出斗杆7相对于动臂6的倾斜角θ2。根据铲斗缸长度，计算出铲斗8的铲尖8a相对于斗杆7的倾斜角θ3。由此，计算出铲尖数据[x1，y1，α1]，该铲尖数据[x1，y1，α1]表示在X、Y轴的车辆主体坐标系中的铲斗8的位置和铲斗8的铲尖8a的方向(铲尖方向)。

接下来，工作装置控制器26计算出挖掘方向矢量(步骤S6)。

在本例中，以铲斗8的铲尖8a的方向与铲斗8的铲尖8a的行进方向之间所成的挖掘角度成为规定角度Q的方式，计算出挖掘方向矢量。由此决定向铲斗8的铲尖8a的开口面侧的行进方向。

下式示出本例的车辆主体坐标系中表示挖掘方向矢量的X轴方向和Y轴方向上的单位矢量dx、dy。

dx＝-cos(α1+Q)

dy＝-sin(α1+Q)

接下来，工作装置控制器26接收操作杆的输入(步骤S8)。

在本例中，接收第一操作杆25R和第二操作杆25L的操作输入。

如上所述，在挖掘模式下，通过第一操作杆25R来执行铲斗8的旋转动作。通过第二操作杆25L来执行铲斗的挖掘方向上的移动动作。

接下来，工作装置控制器26根据接收到的操作杆的操作输入，计算出铲斗旋转量和挖掘移动量(步骤S10)。

具体而言，工作装置控制器26基于与从压力传感器66输出的第一操作杆25R的操作输入相应地产生的检测压力，计算出铲斗旋转量。另外，工作装置控制器26基于与从压力传感器66输出的第二操作杆25L的操作输入相应地产生的检测压力，计算出挖掘移动量。

在本例中，将基于工作装置控制器26的计算出结果得到的铲斗旋转量设为Δd，将挖掘移动量设为Δe。

接下来，工作装置控制器26根据操作杆的输入，计算出移动的铲斗8的铲尖8a的目标铲尖数据(步骤S12)。

具体而言，工作装置控制器26计算出目标铲尖数据[x2，y2，α2]。

x2＝x1+Δd×dx

y2＝y1+Δd×dy

α2＝α1+Δe

目标铲尖数据[x2，y2，α2]能够根据上式计算出。

接下来，工作装置控制器26基于目标铲尖数据而使工作装置动作(步骤S14)。

具体而言，工作装置控制器26根据X、Y轴的车辆主体坐标系中的铲斗8的铲尖8a的目标铲尖数据[x2，y2，α2]，计算出动臂6的倾斜角θ1’、斗杆7的倾斜角θ2’以及铲斗8的倾斜角θ3’。工作装置控制器26根据动臂6、斗杆7以及铲斗8的倾斜角θ1’～θ3’，计算出动臂缸长度、斗杆缸长度以及铲斗缸长度。

然后，工作装置控制器26驱动方向控制阀64，以成为所计算出的动臂缸长度、斗杆缸长度以及铲斗缸长度的方式来调整向液压缸60供给的工作油。

由此，以铲斗8的铲尖8a的位置和方向成为目标铲尖数据的方式自动地控制动臂6、斗杆7以及铲斗8。

接下来，工作装置控制器26判断作业是否已结束(步骤S16)。工作装置控制器26判断为作业已结束的情况例如是将发动机停止的情况。

在步骤S16中，工作装置控制器26在判断为作业已结束的情况下(在步骤S16中为是)，结束处理(结束)。

另一方面，在步骤S16中，工作装置控制器26在判断为作业尚未结束的情况下(在步骤S16中为否)，返回步骤S2，重复上述处理。

另一方面，在步骤S2中，工作装置控制器26在判断为不是挖掘模式的情况下，接收操作杆输入(步骤S18)。

在本例中，接收第一操作杆25R和第二操作杆25L的操作输入。

如上所述，在通常模式下，通过第一操作杆25R来操作动臂6和铲斗8。另外，通过第二操作杆25L来操作斗杆7和回转体3。

然后，工作装置控制器26使工作装置动作(步骤S20)。

工作装置控制器26按照基于压力传感器66的检测结果得到的第一操作杆25R的关于前后方向的操作量(动臂操作量)，来驱动供向用于驱动动臂6的动臂缸10供给的工作油流动的方向控制阀64。

工作装置控制器26按照基于压力传感器66的检测结果得到的第一操作杆25R的关于左右方向的操作量(铲斗操作量)，来驱动供向用于驱动铲斗8的铲斗缸12供给的工作油流动的方向控制阀64。

工作装置控制器26按照基于压力传感器66的检测结果得到的第二操作杆25L的关于前后方向的操作量(斗杆操作量)，来驱动供向用于驱动斗杆7的斗杆缸11供给的工作油流动的方向控制阀64。

工作装置控制器26按照根据基于压力传感器66的检测结果得到的第二操作杆25L的关于左右方向的操作量，来驱动供向用于驱动回转体3的液压致动器供给的工作油流动的方向控制阀64。

然后，进入步骤S16。

之后的处理与上述中说明的内容相同，因此不再重复其详细说明。

在本例中，计算出铲斗8的铲尖8a的铲尖方向，以铲斗8的铲尖8a的方向与铲斗8的铲尖8a的行进方向之间所成的挖掘角度成为规定角度Q的方式，计算出挖掘方向矢量(向铲斗8的开口面侧的行进方向)。然后，以根据该挖掘方向矢量而使铲斗8的铲尖8a移动的方式进行自动控制，因此施加于铲斗8的砂土阻力减小。因此，通过降低施加于铲斗8的砂土阻力(负荷)，能够以简单的方式执行高效的工作装置动作。

另外，在本例中，在根据操作员的按下挖掘模式设定按钮25P的按下指示而设定为挖掘模式的期间，成为根据规定的挖掘方向矢量而使铲斗8的铲尖8a移动的负荷较低的高效的工作装置动作，因此能够实现燃料效率的改善。

另外，在本例中，由于能够根据操作员的按下挖掘模式设定按钮25P的按下指示而设定为挖掘模式，因此能够执行反映了操作员的意图的高效的工作装置动作。

另外，在本例中，在挖掘模式下，通过第一操作杆25R来执行铲斗8的旋转动作。另外，通过第二操作杆25L来执行铲斗的相对于挖掘方向的移动动作。因此，根据两个的操作杆的操作指令来执行挖掘处理。

在以往的液压挖掘机的挖掘动作中，需要分别移动动臂、斗杆以及铲斗这三轴的操作杆来操作铲斗的动作，并不容易而需要熟练，但根据本例的方式，能够根据两个操作指令来操作铲斗的动作，因此能够以简单的操作来执行高效的挖掘处理。

(变形例1)

实施方式的变形例1中的作业车辆并不局限于遵照操作员的操作指示进行控制，也可以自主地以挖掘模式控制作业车辆CM。

具体而言，工作装置控制器26判断工作装置2是否执行挖掘作业。

在变形例1中，说明根据工作装置2受到的负荷来判断工作装置2是否执行挖掘作业的情况。

图6是对实施方式的变形例1中的控制系统200#的结构进行说明的功能框图。

如图6所示，控制系统200#与控制系统200相比，在还设置有负荷传感器28这一点上不同。另外，在将操作装置25置换为操作装置25#这一点上不同。

操作装置25#表现为与操作装置25相比去除了挖掘模式设定按钮25P的结构。其他结构与图3中说明的相同，因此不再重复其详细说明。

在本例中，作为一例，负荷传感器28安装于铲斗8。

工作装置控制器26判断工作装置2是否根据安装于铲斗8的负荷传感器28来执行挖掘作业。

在铲斗8挖掘砂土的挖掘作业的情况下，负荷传感器28的值增大。另一方面，在铲斗8不挖掘砂土的挖掘作业以外的情况下，负荷传感器28的值变小。

在本例中，工作装置控制器26判断基于来自负荷传感器28的检测结果得到的负荷的值是否为规定值以上。

工作装置控制器26在基于来自负荷传感器28的检测结果得到的负荷的值为规定值以上的情况下，判断为执行挖掘作业，并设定为挖掘模式。

工作装置控制器26在设定为挖掘模式的情况下，通过第一操作杆25R来执行铲斗8的旋转动作。并且，通过第二操作杆25L来执行铲斗的相对于挖掘方向的移动动作。因此，执行基于两个操作指令的挖掘处理。

另一方面，工作装置控制器26在基于来自负荷传感器28的检测结果得到的负荷的值小于规定值的情况下，不设定为挖掘模式。此时，工作装置控制器26设为通常模式而进行动作。

工作装置控制器26在设定为通常模式的情况下，如上所述，通过第一操作杆25R来操作动臂6和铲斗8。另外，通过第二操作杆25L来操作斗杆7和回转体3。

实施方式的变形例1中的作业车辆是基于来自负荷传感器28的检测结果而自主地以挖掘模式控制作业车辆CM的方式。

因此，能够以简单的方式执行高效的工作装置动作。

需要说明的是，在本例中，对将负荷传感器28安装于铲斗8的结构进行了说明，但也可以为利用对液压缸内的液压进行测定的传感器来检测负荷的结构。例如，也可以通过利用传感器对向铲斗缸12供给的工作油的液压进行测定，来判断施加于铲斗8的负荷的大小。

另外，在挖掘模式下，在上述中对在步骤S8中根据操作员对第一操作杆25R和第二操作杆25L的操作指示来操作铲斗8的方式进行了说明，但并不特别局限于此，也可以自动地控制铲斗8。具体而言，可以是，工作装置控制器26将铲斗旋转量和挖掘移动量设定为预先通过编程设定的规定值，从而自动地控制铲斗8。需要说明的是，该规定值并不局限于固定值。例如，也可以为，根据从开始挖掘模式后的经过时间来变更该规定值。作为一例，也可以在与开始挖掘模式之后的规定期间相对应的向铲斗8的内部装入砂土的挖掘处理的期间设定为第一规定值，在将装入到铲斗8中的砂土挖出的挖掘处理的期间设定为第二规定值。

(其他实施方式)

图7是说明其他实施方式中的作业车辆系统的概念的图。

如图7所示，其他实施方式中的作业车辆系统构成从外部的基站300控制作业车辆CM的控制系统。具体而言，是在外部的基站300等设置有在图3中说明的工作装置控制器26和操作装置25的功能的结构。

基站300包括具有与工作装置控制器26相同的功能的工作装置控制器26#和具有与操作装置25相同的功能的操作装置25#。

工作装置控制器26#接收操作装置25#的操作指令，输出对作业车辆CM进行控制的动作指令。作业车辆CM根据来自工作装置控制器26#的动作指令而动作。具体而言，工作装置控制器26#输出对在图3中说明了的方向控制阀64进行驱动的动作指令。另外，工作装置控制器26#接收动臂缸行程传感器16、斗杆缸行程传感器17以及铲斗缸行程传感器18的传感器信息的输入。

在该结构中，也能够通过工作装置控制器26#来执行在图5中说明的实施方式1中的挖掘作业的动作处理。

由此，即使在从位于远程地点的基站300对作业车辆进行控制的情况下，也能够应用本实施方式中的结构，能够执行高效的挖掘作业。

需要说明的是，在本例中，对根据操作员对作为操作装置的操作杆的操作输入来控制作业车辆CM的结构进行了说明，但也可以应用于不设置操作装置而自主地控制作业车辆CM的结构。例如，也能够应用于预先对进行挖掘作业的操作指令进行编程并由工作装置控制器根据该编程出的操作指令进行动作的情况。具体而言，只要包括如下处理即可：在按照用户的指示而启动用于自主地控制作业车辆CM的自主控制程序启动从而按照该程序化的操作指令使工作装置控制器工作的情况下，计算出铲斗的铲尖方向，以所计算出的铲斗的铲尖方向与从铲尖方向向铲斗的开口面侧行进的行进方向之间的挖掘角度成为规定角的方式，决定向铲斗的开口面侧的行进方向，而使工作装置动作。

另外，在上述中，对使用砂土阻力的值变为最小的规定角度Q的情况进行了说明，但是并不局限于此，也可以将任意的规定角度作为挖掘角度，来控制工作装置2。另外，该挖掘角度的值也并不局限于固定值。例如，也可以为，根据从开始挖掘模式后的经过时间来变更该挖掘角度的值。也可以在与开始挖掘模式后的规定期间相对应的向铲斗8的内部放装入砂土的挖掘处理的期间设定为第一挖掘角度的值，在将装入到铲斗8中的砂土挖出的挖掘处理的期间设定为第二挖掘角度的值。

<作用效果>

接下来，说明本实施方式的作用效果。

如图1所示，在本实施方式的作业车辆CM设置有车辆主体1和工作装置2。工作装置2具有：动臂6，其能够相对于车辆主体1转动；斗杆7，其能够相对于动臂6转动；以及铲斗8，其能够相对于斗杆7转动。如图3所示，在作业车辆CM设置有工作装置控制器26。工作装置控制器26计算出铲斗8的铲尖8a的方向，以所计算出的铲斗8的铲尖8a的方向与向铲斗8的开口面侧的行进方向之间的挖掘角度成为规定角度Q的方式，决定挖掘方向矢量(向铲斗8的开口面侧的行进方向)，并执行向行进方向的工作装置动作。

如图4所示，通过以砂土阻力的值为最小值的规定角度Q的挖掘角度执行工作装置2的挖掘处理，由此能够以简单的方式执行高效的工作装置动作。

工作装置控制器26以所计算出的铲斗8的铲尖8a的方向与向铲斗8的开口面侧的行进方向之间的挖掘角度在规定期间成为规定角度Q的方式决定挖掘方向矢量，来执行向行进方向的工作装置动作。

如图4所示，通过在规定期间以砂土阻力的值较小的挖掘角度来执行挖掘处理，由此能够通过高效的工作装置动作来实现燃料效率的改善。

在作业车辆CM设置有：第一操作杆25R，其向工作装置控制器26输出对铲斗8相对于斗杆7的转动量进行调整的第一操作指令；和第二操作杆25L，其向工作装置控制器26输出对铲斗8在从铲尖8a的方向向铲斗8的开口面侧行进的行进方向上的移动量进行调整的第二操作指令。

由于根据两个操作杆的操作指令来执行挖掘处理，因此与以往的液压挖掘机的挖掘动作中分别移动动臂、斗杆以及铲斗这三轴的操作杆来操作铲斗的动作的情况相比，能够以简单的操作执行高效的挖掘处理。

工作装置控制器26判断是否为工作装置2执行工作装置动作即挖掘作业的挖掘模式。工作装置控制器26在判断为工作装置2执行挖掘作业的挖掘模式的情况下，接收来自第一操作杆25R的第一操作指令和来自第二操作杆25L的第二操作指令。

工作装置控制器26在判断为挖掘模式的情况下，接收通过两个操作杆来操作铲斗8的第一操作指令和第二操作指令，因此能够高效地执行挖掘处理。

工作装置控制器26根据操作员的按下挖掘模式设定按钮25P的按下指示来判断是否为工作装置2执行工作装置动作即挖掘作业的挖掘模式。

由于能够根据操作员的按下挖掘模式设定按钮25P的按下指示来判断是否为挖掘模式，因此能够执行反映出操作员的意图的高效的工作装置动作。

在作业车辆CM设置有对施加于铲斗8的负荷进行检测的负荷传感器28。工作装置控制器26根据负荷传感器28的检测结果，来判断是否为工作装置2执行工作装置动作即挖掘作业的作业模式。

由于能够根据负荷传感器28的检测结果来判断是否为作业模式，因此无需操作员的操作指示，能够以简单的方式执行高效的工作装置动作。

如图1所示，在本实施方式的作业车辆CM设置有车辆主体1和工作装置2。工作装置2具有：动臂6，其能够相对于车辆主体1转动；斗杆7，其能够相对于动臂6转动；以及铲斗8，其能够相对于斗杆7转动。在该作业车辆CM的控制方法中，执行如下步骤：计算出铲斗8的铲尖8a的方向的步骤；和以所计算出的铲斗8的铲尖8a的方向与向铲斗8的开口面侧的行进方向之间的挖掘角度成为规定角度Q的方式来执行向行进方向的工作装置动作的步骤。

如图4所示，能够以砂土阻力的值为最小值的规定角度Q的挖掘角度执行工作装置2的挖掘处理，从而能够以简单的方式执行高效的工作装置动作。

此外，在本例中，作为作业车辆，以液压挖掘机为例进行了说明，但也可以应用于推土机、轮式装载机等作业车辆。

以上，说明了本发明的实施方式，应当认为本次公开的实施方式在所有方面均是例示，而并非限制性的内容。本发明的范围由权利请求的范围示出，并应包含与权利请求的范围等同意义以及范围内的所有变更。

附图标记说明

1 车辆主体；2 工作装置；3 回转体；4 驾驶室；4S 驾驶座；5 行驶装置；5Cr 履带；6 动臂；7 斗杆；8 铲斗；8a 铲尖；9 发动机室；10 动臂缸；11 斗杆缸；12 铲斗缸；13动臂销；14 斗杆销；15 铲斗销；16 动臂缸行程传感器；17 斗杆缸行程传感器；18 铲斗缸行程传感器；19扶手；25、25# 操作装置；25L 第二操作杆；25P 挖掘模式设定按钮；25R 第一操作杆；26、26# 工作装置控制器；28 负荷传感器；60 液压缸；64 方向控制阀；66 压力传感器；200、200# 控制系统；300 基站。

Claims (7)

1.一种作业车辆，具备：

车辆主体；

工作装置，其具有能够相对于所述车辆主体转动的动臂、能够相对于所述动臂转动的斗杆、以及能够相对于所述斗杆转动的铲斗；以及

控制部，其计算出所述铲斗的铲尖方向，并以所计算出的所述铲斗的铲尖方向与所述铲斗向开口面侧行进的行进方向之间的挖掘角度成为规定角的方式，决定所述铲斗向开口面侧行进的行进方向，并执行朝向所述行进方向的工作装置动作。

2.根据权利要求1所述的作业车辆，其中，

所述控制部以所计算出的所述铲斗的铲尖方向与所述铲斗向开口面侧行进的行进方向之间的挖掘角度在规定期间成为所述规定角的方式，决定所述铲斗向开口面侧行进的行进方向，并执行朝向所述行进方向的工作装置动作。

3.根据权利要求1所述的作业车辆，其中，

所述作业车辆还具备：

第一操作杆，其向所述控制部输出对所述铲斗相对于所述斗杆的转动量进行调整的第一操作指令；和

第二操作杆，其向所述控制部输出对所述铲斗在从所述铲尖方向向所述铲斗的开口面侧行进的行进方向上的移动量进行调整的第二操作指令。

4.根据权利要求3所述的作业车辆，其中，

所述控制部判断是否执行所述工作装置动作，

所述控制部在判断为执行所述工作装置动作的情况下，接收来自所述第一操作杆的第一操作指令和来自所述第二操作杆的第二操作指令。

5.根据权利要求4所述的作业车辆，其中，

所述控制部判断是否根据操作员的操作指示来执行所述工作装置动作。

6.根据权利要求5所述的作业车辆，其中，

所述作业车辆还具备对施加于所述工作装置的负荷进行检测的负荷检测部，

所述控制部根据所述负荷检测部的检测结果来判断是否执行所述工作装置动作。

7.一种作业车辆的控制方法，所述作业车辆包括工作装置，所述工作装置具备能够相对于车辆主体转动的动臂、能够相对于所述动臂转动的斗杆、以及能够相对于所述斗杆转动的铲斗，其中，

所述作业车辆的控制方法包括：

计算出所述铲斗的铲尖方向的步骤；和

以所计算出的所述铲斗的铲尖方向与所述铲斗向开口面侧行进的行进方向之间的挖掘角度成为规定角的方式，来执行朝向所述行进方向的工作装置动作的步骤。