CN110234815B - 作业车辆及作业车辆的控制方法 - Google Patents

Abstract

作业车辆具备：车辆主体，其在挖掘时行驶；工作装置，其具有能够相对于车辆主体而转动的动臂和能够相对于动臂而转动的铲斗；以及控制部，其计算铲斗的铲尖方向，以使计算出的铲斗的铲尖方向与挖掘动作中的铲尖的移动方向之间的挖掘角度维持规定角度的方式决定挖掘动作中的铲尖的移动方向，并执行朝向移动方向的挖掘动作。

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

轮式装载机等作业车辆在能够沿上下方向转动的动臂的前端具备能够沿倾倒方向转动的铲斗。操作员通过对操作装置进行操作，使铲斗沿倾倒方向转动而成为大致水平之后，使作业车辆行驶，进行使铲斗插入砂土等的堆的挖掘作业。由此，向铲斗内装装载物物。操作员使动臂或车身回转，使作业车辆面向自卸车等搬运机械，将动臂提升至货箱的上方。当操作员使铲斗沿倾倒方向转动时，铲斗内的货物向货箱落下，从而将货物转移到搬运机械。通过重复多次这样的循环来进行装载作业。

以往，在执行高效的挖掘动作这一点，存在对工作装置的动作进行自动控制的技术。

例如，在日本特开2007-224511号公报(专利文献1)中，公开了对铲斗的姿势进行控制以避免铲斗内的装载物洒落的方式。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-224511号公报

发明内容

发明要解决的课题

另一方面，在轮式装载机等作业车辆的挖掘动作中，需要在进行使作业车辆行驶的加速器操作的同时，分别移动动臂与铲斗的操作杆来操作铲斗的动作，因此，执行高效的挖掘动作并不简单，必须熟练。

本发明是为了解决上述的课题而完成的，其目的在于，提供一种能够以简易的方式执行高效的挖掘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

本发明的作业车辆具备：车辆主体，其在挖掘时行驶；工作装置，其具有能够相对于车辆主体而转动的动臂和能够相对于动臂而转动的铲斗；以及控制部，其计算铲斗的铲尖方向，以使计算出的铲斗的铲尖方向与挖掘动作中的铲尖的移动方向之间的挖掘角度维持规定角度的方式决定挖掘动作中的铲尖的移动方向，并执行朝向移动方向的挖掘动作。

本发明的作业车辆的控制方法是包括工作装置的作业车辆的控制方法，该工作装置具有能够相对于在挖掘时行驶的车辆主体而转动的动臂和能够相对于动臂而转动的铲斗，该作业车辆的控制方法具备如下步骤：计算铲斗的铲尖方向；以使计算出的铲斗的铲尖方向与挖掘动作中的铲尖的移动方向之间的挖掘角度维持规定角度的方式决定挖掘动作中的铲尖的移动方向；以及执行朝向移动方向的挖掘动作。

本发明的另一作业车辆具备：车辆主体，其在挖掘时行驶；工作装置，其具有能够相对于车辆主体而转动的动臂和能够相对于动臂而转动的铲斗；以及显示控制部，其计算铲斗的铲尖方向，以使计算出的铲斗的铲尖方向与挖掘动作中的铲尖的移动方向之间的挖掘角度维持规定角度的方式决定挖掘动作中的铲尖的移动方向，并在显示器显示按照决定出的移动方向进行的引导。

本发明的另一作业车辆的控制方法是包括工作装置的作业车辆的控制方法，该工作装置具有能够相对于在挖掘时行驶的车辆主体而转动的动臂和能够相对于动臂而转动的铲斗，该作业车辆的控制方法具备如下步骤：计算铲斗的铲尖方向；以使计算出的铲斗的铲尖方向与挖掘动作中的铲尖的移动方向之间的挖掘角度维持规定角度的方式决定挖掘动作中的铲尖的移动方向；以及在显示器显示按照决定出的移动方向进行的引导。

发明效果

本发明的作业车辆及其控制方法能够以简易的方式执行高效的挖掘动作。

附图说明

图1是实施方式的轮式装载机1的外观图。

图2是示出实施方式的轮式装载机1的结构的示意图。

图3是示意性地说明实施方式的轮式装载机1的图。

图4是说明实施方式的驾驶室5的概要的图。

图5是说明实施方式的铲斗7的挖掘角度与砂土阻力的关系的图。

图6是说明实施方式的轮式装载机1的挖掘作业的动作处理的图。

图7是说明实施方式的提升量Δr的计算的图。

图8是说明其他实施方式的显示器50的图。

图9是说明其他实施方式的轮式装载机1的显示处理的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明，但本发明不局限于此。以下说明的各实施方式的构成要素能够适当组合。另外，也存在不使用一部分构成要素的情况。

以下，参照附图对作为作业车辆的一例的轮式装载机进行说明。在以下的说明中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”是以就坐于驾驶席的操作员为基准的用语。

<整体结构>

图1是实施方式的轮式装载机1的外观图。

如图1所示，轮式装载机1具备车身2、工作装置3、车轮4a、4b及驾驶室5。轮式装载机1通过驱动车轮4a、4b旋转而能够自走，并且，能够使用工作装置3来进行所希望的作业。

车身2具有前车身部2a和后车身部2b。前车身部2a与后车身部2b以相互能够沿左右方向摆动的方式连结。

跨越前车身部2a与后车身部2b而设置有一对转向缸11a、11b。转向缸11a、11b是被来自转向泵12(参照图2)的工作油驱动的液压缸。通过转向缸11a、11b伸缩，前车身部2a相对于后车身部2b摆动。由此来变更轮式装载机1的行进方向。

在图1及后述的图2中，仅图示出转向缸11a、11b的一方，省略另一方。

在前车身部2a安装有工作装置3及一对前轮4a。工作装置3配设在车身2的前方。工作装置3被来自工作装置泵13(参照图2)的工作油驱动。工作装置3具有动臂6、一对动臂缸14a、14b、铲斗7、双臂曲柄9以及铲斗缸15。

动臂6以能够旋转的方式支承于前车身部2a。动臂6的基端部通过动臂销16以能够转动的方式安装于前车身部2a。动臂缸14a、14b的一端安装于前车身部2a。动臂缸14a、14b的另一端安装于动臂6。前车身部2a与动臂6通过动臂缸14a、14b而连结。动臂缸14a、14b通过在来自工作装置泵13的工作油的作用下进行伸缩，使动臂6以动臂销16为中心而上下地转动。

在图1及图2中，仅图示出动臂缸14a、14b中的一方，省略另一方。

铲斗7以能够转动的方式支承于动臂6的前端。铲斗7通过铲斗销17以能够转动的方式支承于动臂6的前端部。铲斗缸15的一端安装于前车身部2a。铲斗缸15的另一端安装于双臂曲柄9。双臂曲柄9与铲斗7通过未图示的连杆装置而连结。前车身部2a与铲斗7通过铲斗缸15、双臂曲柄9及连杆装置而连结。铲斗缸15通过在来自工作装置泵13的工作油的作用下进行伸缩，使铲斗7以铲斗销17为中心而上下地转动。

在后车身部2b安装有驾驶室5及一对后轮4b。驾驶室5搭载于车身2。在驾驶室5内装有供操作员就坐的座椅及后述的操作部8等。

前轮4a具有轮部4aw和轮胎4at。轮胎4at装配在轮部4aw的外周。后轮4b具有轮部4bw和轮胎4bt。轮胎4bt装配在轮部4bw的外周。轮胎4at、4bt为弹性材料制。轮胎4at、4bt例如为橡胶制。

图2是示出实施方式的轮式装载机1的结构的示意图。

如图2所示，轮式装载机1具备作为驱动源的发动机21、行驶装置22、工作装置泵13、转向泵12、操作部8、控制部10、以及显示器50等。

发动机21是柴油发动机。发动机21具有燃料喷射泵24。在燃料喷射泵24设置有电子调速器25。通过调整向缸内喷射的燃料量来控制发动机21的输出。通过由控制部10控制电子调速器25来进行该调整。

作为调速器25，通常使用全速控制方式的调速器。调速器25以使发动机转数成为与后述的加速器操作量相应的目标转数的方式，根据负载来调整发动机转数和燃料喷射量。调速器25对燃料喷射量进行增减，以消除目标转数与实际的发动机转数的偏差。

发动机转数由发动机转数传感器91检测。将发动机转数传感器91的检测信号向控制部10输入。

行驶装置22是通过来自发动机21的驱动力而使轮式装载机1行驶的装置。行驶装置22具有液力变矩器装置23、变速器26以及上述的前轮4a及后轮4b等。

液力变矩器装置23具有锁止离合器27和液力变矩器28。锁止离合器27是液压工作式的离合器。通过由控制部10经由离合器控制阀31而控制工作油向锁止离合器27的供给，从而锁止离合器27能够切换成连结状态或非连结状态。在锁止离合器27处于非连结状态的情况下，液力变矩器28将油作为介质来传递来自发动机21的驱动力。在锁止离合器27处于连结状态的情况下，将液力变矩器28的输入侧与输出侧直接连结。

变速器26具有与前进行驶级对应的前进离合器CF、以及与后退行驶级对应的后退离合器CR。通过切换各离合器CF、CR的连结状态/非连结状态而切换车辆的前进与后退。在离合器CF、CR都处于非连结状态时，车辆成为中立状态。

变速器26具有与多个速度级对应的多个速度级离合器C1-C4，能够将减速比切换为多个级别。各速度级离合器C1-C4是液压工作式的液压离合器。从未图示的液压泵经由离合器控制阀31向离合器C1-C4供给工作油。离合器控制阀31被控制部10控制而控制工作油向离合器C1-C4的供给，由此，切换各离合器C1-C4的连结状态及非连结状态。

在变速器26的输出轴设置有T/M输出转数传感器92。T/M输出转数传感器92对变速器26的输出轴的转数进行检测。来自T/M输出转数传感器92的检测信号被输入至控制部10。控制部10基于T/M输出转数传感器92的检测信号来计算车速。

从变速器26输出的驱动力经由轴32等向车轮4a、4b传递。由此，轮式装载机1行驶。来自发动机21的驱动力的一部分向行驶装置22传递而使轮式装载机1行驶。

发动机21的驱动力的一部分经由PTO(Power Take Off)轴33向工作装置泵13及转向泵12传递。工作装置泵13及转向泵12是被来自发动机21的驱动力驱动的液压泵。从工作装置泵13排出的工作油经由工作装置控制阀34向动臂缸14a、14b及铲斗缸15供给。从转向泵12排出的工作油经由转向控制阀35向转向缸11a、11b供给。工作装置3被来自发动机21的驱动力的一部分驱动。

动臂缸行程传感器95配置于动臂缸14a(14b)，对动臂缸14a(14b)的行程长度(动臂缸长)进行检测。

铲斗缸行程传感器96配置于铲斗缸15，对铲斗缸15的行程长度(铲斗缸长)进行检测。将动臂缸14a(14b)的行程长度也称为动臂缸长或提升行程。将铲斗缸15的行程长度也称为铲斗缸长或倾转行程。将动臂缸长及铲斗缸长也统称为缸长数据。

操作部8由操作员操作。操作部8具有加速器操作构件81a、加速器操作检测部81b、转向操作构件82a、转向操作检测部82b、动臂操作构件83a、动臂操作检测部83b、铲斗操作构件84a、铲斗操作检测部84b、变速操作构件85a、变速操作检测部85b、FR操作构件86a及FR操作检测部86b等。

为了设定发动机21的目标转数而对加速器操作构件81a进行操作。加速器操作构件81a例如是加速踏板。当增大加速器操作构件81a的操作量(在加速踏板的情况下为踏入量)时，车身加速。当减少加速器操作构件81a的操作量时，车身减速。加速器操作检测部81b对加速器操作构件81a的操作量进行检测。将加速器操作构件81a的操作量称为加速器操作量。加速器操作检测部81b对加速器操作量进行检测。加速器操作检测部81b将检测信号向控制部10输出。

为了操作车辆的移动方向而对转向操作构件82a进行操作。转向操作构件82a例如是方向盘。转向操作检测部82b对转向操作构件82a的位置进行检测，并将检测信号向控制部10输出。控制部10基于来自转向操作检测部82b的检测信号来控制转向控制阀35。通过转向缸11a、11b伸缩而变更车辆的行进方向。

为了使动臂6动作而对动臂操作构件83a进行操作。为了使铲斗7动作而对铲斗操作构件84a进行操作。动臂操作构件83a及铲斗操作构件84a例如是操作杆。动臂操作检测部83b对动臂操作构件83a的位置进行检测。铲斗操作检测部84b对铲斗操作构件84a的位置进行检测。动臂操作检测部83b及铲斗操作检测部84b将检测信号向控制部10输出。控制部10基于来自动臂操作检测部83b及铲斗操作检测部84b的检测信号对工作装置控制阀34进行控制。通过动臂缸14a、14b及铲斗缸15伸缩而使动臂6及铲斗7动作。

为了设定变速器26的速度级而对变速操作构件85a进行操作。变速操作构件85a例如是换档杆。变速操作检测部85b对变速操作构件85a的位置进行检测。变速操作检测部85b将检测信号向控制部10输出。控制部10基于来自变速操作检测部85b的检测信号对变速器26的变速进行控制。

为了切换车辆的前进与后退而对FR操作构件86a进行操作。将FR操作构件86a切换到前进、中立及后退的各位置。FR操作检测部86b对FR操作构件86a的位置进行检测。FR操作检测部86b将检测信号向控制部10输出。控制部10基于来自FR操作检测部86b的检测信号对离合器控制阀31进行控制。通过控制前进离合器CF及后退离合器CR，来切换车辆的前进、后退以及中立状态。

显示器50能够显示挖掘作业中的各种信息。

控制部10通常通过由CPU(Central Processing Unit)读入各种程序来实现。

控制部10与存储器60连接。存储器60作为工作存储器而发挥功能，并且存储用于实现轮式装载机的功能的各种程序。

控制部10将发动机指令信号送至调速器25，以得到与加速器操作构件81a的操作量相应的目标转数。

控制部10包括铲斗转动量计算部100、移动量计算部102、动臂控制部104以及显示控制部106作为功能模块。

铲斗转动量计算部100按照由铲斗操作检测部84b检测的铲斗操作构件84a的检测结果而计算铲斗7的转动量。

移动量计算部102计算车身2在各指令周期T的移动量。该移动量是基于按照由加速器操作检测部81b检测的加速器操作构件81a的检测结果所得到的车速而计算的。能够基于T/M输出转数传感器92的检测信号来计算该车速。

动臂控制部104计算自动地提升动臂6的提升量，基于计算结果对动臂6进行自动控制。之后对该方式进行叙述。

显示控制部106对显示器50中的显示内容进行控制。

图3是示意性地说明实施方式的轮式装载机1的图。

如图3所示，动臂6的长度L1是动臂6相对于前车身部2a的旋转支承中心即动臂销16与铲斗7的旋转支承中心即铲斗销17之间的距离。铲斗7的长度L2是铲斗销17与铲斗7的铲尖的前端部之间的距离。

图3示出以动臂销16为基准点(基准位置)的X、Y轴的坐标系。X轴是水平方向以及Y轴是与水平方向正交的铅垂方向。也能够采用以其他的固定位置为基准点(基准位置)的X、Y轴的坐标系。

根据动臂缸行程传感器95检测到的提升长度数据，来计算动臂6相对于坐标系的水平方向的倾斜角θ1。

根据铲斗缸行程传感器96检测到的倾转长度数据，来计算铲斗7相对于动臂6的倾斜角θ2。关于倾斜角θ2，相对于连结动臂销16与铲斗销17而得到的线而言，顺时针的方向成为正，逆时针的方向成为负。倾斜角θ2示出铲斗7向正方向转动的情况。

对使用行程传感器来检测行程长度并计算倾斜角θ的方式进行说明，但也可以利用旋转编码器这样的角度检测器来计算倾斜角。

能够基于动臂6及铲斗7的长度L1、L2及倾斜角θ1、θ2，来计算X、Y轴的坐标系中的铲斗7的铲尖的位置及铲斗7的铲尖的角度(铲尖方向)。

图3示出铲斗7的铲尖的铲尖数据P的位置坐标[x0、y0]及铲斗7的铲尖相对于水平方向的铲尖的角度[α0]。

铲斗7的铲尖的角度α0(铲尖方向)由倾斜角θ1+倾斜角θ2+倾斜角γ表示。倾斜角γ是铲尖方向相对于连结铲斗销17与铲斗7的铲尖的前端而得到的线的倾斜角，是预先设计的固定角度。

图4是说明实施方式的驾驶室5的概要结构的图。

如图4所示，设置有供操作员就坐的座椅，且设置有各种操作部8及显示器50。

在图4中示出设置有加速器操作构件81a、转向操作构件82a、动臂操作构件83a、动臂操作检测部83b、铲斗操作构件84a、挖掘模式设定按钮25P等的情况。

挖掘模式设定按钮25P是用于设定为挖掘模式的设定按钮。控制部10按照操作员的挖掘模式设定按钮25P的按下指示，从通常模式向挖掘模式转变。控制部10按照操作员的再次的挖掘模式设定按钮25P的按下指示，从挖掘模式向通常模式转变。

操作部8能够以通常模式与挖掘模式来变更与操作对应的功能。

在通常模式下，利用动臂操作构件83a及铲斗操作构件84a对动臂6及铲斗7进行操作。

动臂操作构件83a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的下降动作及上升动作。为了操作动臂6而进行杆操作。

动臂操作检测部83b对动臂操作构件83a的前后方向上的操作量(动臂操作量)进行检测。动臂操作检测部83b将检测结果向控制部10输出。控制部10按照动臂操作检测部83b的检测结果，来驱动使向动臂缸14a、14b供给的工作油流动的工作装置控制阀34，该动臂缸14a、14b用于驱动动臂6。

铲斗操作构件84a的前后方向的操作对应于铲斗7的操作，根据前后方向的操作来执行铲斗7的挖掘动作及开放动作。为了操作铲斗7而进行杆操作。

铲斗操作检测部84b对铲斗操作构件84a的前后方向上的操作量(铲斗操作量)进行检测。铲斗操作检测部84b将检测结果向控制部10输出。控制部10按照铲斗操作检测部84b的检测结果，来驱动使向铲斗缸15流动的工作油流动的工作装置控制阀34，该铲斗缸15用于驱动铲斗7。

加速器操作构件81a(加速踏板)的踏入操作对应于发动机21的目标转数的设定，执行车速的控制。

加速器操作检测部81b对加速器操作构件81a的操作量(在加速踏板的情况下为踏入量)进行检测。加速器操作检测部81b将检测结果向控制部10输出。控制部10按照加速器操作检测部81b的检测结果，来控制对向发动机21喷射的燃料喷射量进行调整的调速器25。

在挖掘模式下，动臂操作构件83a的前后方向的操作变得无效。因此，不接收用于操作动臂6的杆操作。动臂6由动臂控制部104自动地控制。关于铲斗操作构件84a及加速器操作构件81a，与通常模式是同样的。

[砂土阻力]

图5是说明实施方式的铲斗7的挖掘角度与砂土阻力之间的关系的图。

挖掘角度表示铲斗7的铲尖的方向与挖掘动作中的铲尖的移动方向(位移方向)之间的角度。以铲斗7的铲尖的方向为基准，铲斗7移动时的铲尖的移动方向在向铲斗7的开口面侧行进的情况下为正值，在向反方向行进的情况下为负值。

如图5所示，将铲斗7的挖掘角度为0°附近表示为临界角度。

在铲斗7的挖掘角度小于临界角度的情况下，成为利用铲斗7的外饰或铲斗7的背面来按压砂土的方式，铲斗7受到的砂土阻力的值急剧上升。

示出在铲斗7的挖掘角度为规定角度Q时，铲斗7所受到的砂土阻力的值成为最小的情况。

临界角度、规定角度Q为一例，能够按照铲斗7的方式而设定为不同的值。

实施方式的轮式装载机1通过以砂土阻力的值低的挖掘角度来执行挖掘处理，从而以简易的方式执行高效的挖掘动作。具体而言，轮式装载机1一边将挖掘角度维持规定角度Q一边执行挖掘处理。成为规定角度Q并非意味着与规定角度Q完全一致，也包括规定角度Q的近似值。

[动作处理]

图6是说明实施方式的轮式装载机1的挖掘作业的动作处理的图。

如图6所示，控制部10判断是否处于挖掘模式(步骤S2)。具体而言，控制部10判断是否接收到设定为按照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，控制部10在判断为处于挖掘模式的情况下，计算铲尖数据(步骤S4)。

具体而言，动臂控制部104基于动臂缸行程传感器95及铲斗缸行程传感器96的检测结果来计算动臂缸长及铲斗缸长。根据动臂缸长，计算动臂6相对于水平方向的倾斜角θ1。根据铲斗缸长，计算铲斗7的铲尖相对于动臂6的倾斜角θ2。由此，计算表示X、Y轴的坐标系中的铲斗7的铲尖的位置及铲斗7的铲尖的方向(铲尖方向)的铲尖数据。铲斗7的铲尖的位置坐标表示为P0[x0，y0]。铲斗7的铲尖的角度(铲尖方向)表示为铲尖角度α0。

铲尖数据P0[x0，y0]由下式表示。

[数学式1]

P0[x0，y0]

＝[L1cosθ1+L2cos(θ1+θ2)，L1sinθ1+L2sin(θ1+θ2)]

接着，控制部10计算移动方向向量V(步骤S6)。

具体而言，动臂控制部104以铲斗7的铲尖的方向与铲斗7的铲尖的移动方向之间所成的挖掘角度成为规定角度Q的方式计算移动方向向量V。由此，来决定挖掘动作中的铲斗7的铲尖的移动方向。

表示本例的坐标系中的移动方向向量V的X轴方向及Y轴方向的单位向量dx、dy由下式表示。

dx＝cos(α0+Q)

dy＝sin(α0+Q)

接着，控制部10接收操作杆及加速器操作的输入(步骤S8)。

控制部10接收铲斗操作构件84a及加速器操作构件81a的操作输入。

在挖掘模式下，利用铲斗操作构件84a来执行铲斗7的转动动作。利用加速器操作构件81a的加速器操作量来执行基于行驶装置22实现的车身2的移动动作。另一方面，不接收动臂操作构件83a的输入。

接着，控制部10按照接收到的操作杆及加速器操作的操作输入来计算铲斗转动量及移动量(步骤S10)。

具体而言，铲斗转动量计算部100基于由铲斗操作检测部84b检测到的铲斗操作量来计算铲斗转动量。移动量计算部102计算根据按照加速器操作量得到的行驶装置22的车速而计算出的车身2的各指令周期T的移动量。

对由铲斗转动量计算部100计算铲斗转动量Δt、由移动量计算部102计算移动量Δe的情况进行说明。

接着，控制部10计算提升量Δr(步骤S12)。

具体而言，动臂控制部104基于计算出的移动方向向量V、铲斗转动量Δt及移动量Δe来计算提升量Δr。

图7是说明实施方式的提升量Δr的计算的图。

如图7所示，示出从当前的铲尖数据P0[x0，y0]向目标移动方向移动的移动铲尖数据P1[x1，y1]。

本例的坐标系中的移动方向向量V的X轴成分Vx及Y轴成分Vy由下式表示。

Vx＝x1-x0

Vy＝y1-y0

X轴成分Vx、Y轴成分Vy由下式表示。

[数学式2]

V_x＝-{L1sinθ1+L2sin(θ1+θ2)}Δr-L2sin(θ1+θ2)Δt+Δe

V_y＝{L1cosθ1+L2cos(θ1+θ2)}Δr+L2cos(θ1+θ2)Δt

移动方向向量V的挖掘角

通过下式来计算。

以该挖掘角

成为规定角度Q的方式计算提升量Δr。

若基于上式，则提升量Δr通过下式来计算。

[数学式3]

接着，控制部10基于计算结果使工作装置动作(步骤S14)。

具体而言，动臂控制部104按照计算出的提升量Δr，驱动工作装置控制阀34，以成为计算出的动臂缸长的方式调整工作油。

由此，以挖掘角成为规定角度Q的方式来调整动臂6的提升量，对动臂6进行自动控制。

接着，控制部10判断是否结束作业(步骤S16)。控制部10判断为结束作业的情况例如是停止发动机的情况。

在步骤S16中，控制部10在判断为结束作业的情况下(步骤S16中为是)，结束处理(结束)。

另一方面，在步骤S16中，控制部10在判断为不结束作业的情况下(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，控制部10在判断为不处于挖掘模式的情况下，接收操作杆及加速器操作的输入(步骤S18)。

控制部10接收动臂操作构件83a、铲斗操作构件84a及加速器操作构件81a等的操作输入。

在通常模式下，利用动臂操作构件83a及铲斗操作构件84a来操作动臂6及铲斗7。利用加速器操作构件81a等来控制车身2的车速。

然后，控制部10使工作装置动作(步骤S20)。

控制部10按照动臂操作检测部83b的检测结果，来驱动使向动臂缸14a、14b供给的工作油流动的工作装置控制阀34，该动臂缸14a用于驱动动臂6。控制部10按照铲斗操作检测部84b的检测结果，来驱动使向铲斗缸15供给的工作油流动的工作装置控制阀34，该铲斗缸15用于驱动铲斗7。控制部10按照加速器操作检测部81b的检测结果，来控制对向发动机21喷射的燃料喷射量进行调整的调速器25。

然后，进入步骤S16。

以后的处理与上述说明的处理是同样的，因此，不再重复其详细说明。

由此，计算铲斗7的铲尖的铲尖方向，以铲斗7的铲尖的移动方向与铲斗7的铲尖的方向之间所成的挖掘角度成为规定角度Q的方式计算移动方向向量(挖掘动作中的铲尖的移动方向)。以使铲斗7的铲尖按照移动方向向量而移动的方式进行自动控制，因此，铲斗7所受到的砂土阻力变低。通过降低铲斗7所受到的砂土阻力(负载)，能够以简易的方式执行高效的挖掘动作。

在按照操作员的挖掘模式设定按钮25P的按下指示而设定为挖掘模式的期间，成为铲斗7的铲尖按照规定的移动方向向量而移动的负载低的高效的挖掘动作，因此，能够实现燃油消耗率的改善。

由于能够设定为按照操作员的挖掘模式设定按钮25P的按下指示而得到的挖掘模式，因此，能够执行反映出操作员的意愿的高效的挖掘动作。

在挖掘模式下，利用铲斗操作构件84a来执行铲斗7的转动动作。利用加速器操作构件81a来执行车身2的移动动作。对动臂6进行自动控制。因此，通过两个操作指令来执行挖掘处理。

在以往的轮式装载机的挖掘动作中，需要执行动臂、铲斗以及加速器这三个操作指令来操作铲斗的动作，并非是简单的，需要熟练，但在本实施方式中，能够利用两个操作指令来操作铲斗的动作，因此能够通过简易的操作来执行高效的挖掘处理。

(其他实施方式)

作为其他实施方式，也能够对操作员显示与挖掘动作相关的引导。

图8是对其他实施方式的显示器50进行说明的图。

如图8所示，在显示器50上设置有表示侧视观察轮式装载机1时的外形模型的外形对象200、以及表示侧视观察轮式装载机1的铲斗7时的外形模型的铲斗对象202。

如图3所说明那样，显示控制部106基于动臂缸行程传感器95检测到的提升长度数据及铲斗缸行程传感器96检测到的倾转长度数据来计算铲斗7的姿势状态。显示控制部106将计算出的姿势状态的铲斗对象202显示于显示器50。

显示控制部106显示铲尖方向203、挖掘角205以及移动方向204来作为与挖掘动作相关的引导。也可以显示它们中的至少一个。

操作员经由设置于驾驶室5的显示器50，能够简易地掌握铲斗7的铲尖7a的方向。操作员在与铲斗7正对的状态下就坐于座椅，存在难以目视铲斗7的铲尖7a的状态的可能性，但能够通过侧视观察的铲斗对象202而简易地掌握铲斗7的铲尖7a的方向。

通过显示铲尖方向203，能够简易地确认铲尖7a朝向哪个方向。

通过相对于铲尖方向203显示挖掘角205，能够简易地掌握砂土阻力的值低的挖掘角度。

作为引导，也能够通过使线闪烁或标注颜色等各种方式来强调显示。

对在设置于驾驶室5的显示器50显示引导的情况进行说明，但该显示器50不局限于配置在驾驶室5，也可以配置在外部的远程地。例如，也可以配置在远程地的基站等。也可以将来自显示控制部106的信息向基站发送并显示于显示器50。即便在远程操作轮式装载机1的情况下，通过将该引导显示于显示器50，从而操作员也能够简易地确认砂土阻力的值低的移动方向为哪个方向。操作员能够通过该引导显示而简易地操作工作装置，从而能够执行高效的挖掘处理。

图9是说明其他实施方式的轮式装载机1的显示处理的图。

如图9所示，控制部10计算铲斗7的铲尖方向(步骤S24)。具体而言，显示控制部106基于动臂缸行程传感器95及铲斗缸行程传感器96的检测结果来计算动臂缸长及铲斗缸长。根据动臂缸长，计算动臂6相对于水平方向的倾斜角θ1。根据铲斗缸长，计算铲斗7的铲尖相对于动臂6的倾斜角θ2。由此，计算铲尖角度α0作为铲斗7的铲尖的角度(铲尖方向)。

接着，控制部10计算移动方向向量V(步骤S26)。具体而言，显示控制部106以铲斗7的铲尖的方向与铲斗7的铲尖的移动方向之间所成的挖掘角度成为规定角度Q的方式计算移动方向向量V。由此，来决定挖掘动作中的铲斗7的铲尖的移动方向。

接着，控制部10显示与挖掘动作相关的引导(步骤S28)。具体而言，如图8所说明那样，显示控制部106在显示器50显示按照铲斗7的决定出的移动方向进行的引导显示。

然后，结束处理(结束)。

通过在显示器50显示移动方向，操作员能够简易地确认砂土阻力的值低的移动方向为哪个方向。操作员能够通过该引导显示而简易地操作工作装置，丛恩荣能够执行高效的挖掘处理。

<作用效果>

接着，对实施方式的作用效果进行说明。

在实施方式的轮式装载机1设置有如图1所示那样在挖掘时行驶的车身2以及工作装置3。工作装置3具有能够相对于车身2而转动的动臂6、以及能够相对于动臂6而转动的铲斗7。如图2所示，在轮式装载机1设置有控制部10。控制部10计算铲斗7的铲尖方向，以使计算出的铲斗的铲尖方向与挖掘动作中的铲尖的移动方向之间的挖掘角度维持规定角度的方式来决定挖掘动作中的铲尖的移动方向，并执行朝向移动方向的挖掘动作。

由于控制部10以使铲斗7的铲尖方向与移动方向之间的挖掘角度维持规定角度Q的方式决定移动方向，并执行挖掘动作，因此，如图5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3的挖掘处理，从而能够以简易的方式执行高效的挖掘动作。

轮式装载机1的动臂控制部104基于决定出的挖掘动作中的铲尖的移动方向、铲斗7相对于动臂6的转动量及车身2的移动量，计算提升动臂6的提升量，并基于计算出的提升量来控制动臂6。

由于计算提升动臂6的提升量，并基于计算出的提升量对动臂6进行自动控制，因此，能够以简易的方式执行高效的挖掘动作。

在轮式装载机1还设置有铲斗转动量计算部100和移动量计算部102。铲斗转动量计算部100计算按照铲斗操作构件84a的操作指令而转动的铲斗7的转动量。移动量计算部102计算按照加速器操作构件81a的操作指令而行驶的车身2的移动量。

由于能够利用两个操作指令来操作铲斗的动作，因此，能够通过简易的操作来执行高效的挖掘处理。

控制部10判断是否按照操作员的挖掘模式设定按钮25P的操作指示来执行挖掘模式。

由于能够按照操作员的挖掘模式设定按钮25P的按下指示而设定为挖掘模式，因此，能够执行反映出操作员的意愿的高效的挖掘动作。

在实施方式的轮式装载机1设置有如图1所示那样在挖掘时行驶的车身2以及工作装置3。工作装置3具有能够相对于车身2而转动的动臂6、以及能够相对于动臂6而转动的铲斗7。在该轮式装载机1的控制方法中执行如下步骤：计算铲斗7的铲尖方向；以使计算出的铲斗的铲尖方向与挖掘动作中的铲尖的移动方向之间的挖掘角度维持规定角度的方式决定挖掘动作中的铲尖的移动方向；以及执行朝向移动方向的挖掘动作。

如图5所示，能够以砂土阻力的值为最小值的规定角度Q的挖掘角度来执行工作装置3的挖掘处理，从而能够以简易的方式执行高效的挖掘动作。

在实施方式的轮式装载机1设置有如图1所示那样在挖掘时行驶的车身2、工作装置3以及显示器50。工作装置3具有能够相对于车身2而转动的动臂6、以及能够相对于动臂6而转动的铲斗7。如图2所示，在轮式装载机1设置有显示控制部106。显示控制部106计算铲斗7的铲尖方向，以使计算出的铲斗的铲尖方向与挖掘动作中的铲尖的移动方向之间的挖掘角度维持规定角度的方式决定挖掘动作中的铲尖的移动方向，在显示器50中显示按照决定出的移动方向进行的引导。

由于显示控制部106以使铲斗7的铲尖方向与移动方向之间的挖掘角度维持规定角度Q的方式决定移动方向，并显示图8所示的引导，因此，能够简易地确认砂土阻力的值成为最小的移动方向。操作员能够通过该引导显示而简易地操作工作装置，能够执行高效的挖掘处理。

在实施方式的轮式装载机1设置有如图1所示那样在挖掘时行驶的车身2、工作装置3以及显示器50。工作装置3具有相对于车身2能够转动的动臂6、以及相对于动臂6能够转动的铲斗7。在该轮式装载机1的控制方法中执行如下步骤：计算铲斗7的铲尖方向；以使计算出的铲斗的铲尖方向与挖掘动作中的铲尖的移动方向之间的挖掘角度维持规定角度的方式决定挖掘动作中的铲尖的移动方向；以及在显示器50显示按照决定出的移动方向进行的引导。

由于以使铲斗7的铲尖方向与移动方向之间的挖掘角度维持规定角度Q的方式决定移动方向，并显示图8所示的引导，因此，能够简易地确认砂土阻力的值成为最小的移动方向。操作员能够通过该引导显示而简易地操作工作装置，从而能够执行高效的挖掘处理。

作为作业车辆，以轮式装载机为例进行了说明，但也能够应用于推土机等作业车辆。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但此次公开的实施方式在所有方面进行了例示，不应认为是限制性的内容。本发明的范围由权利请求的范围示出，包括与权利请求的范围同等的含义及范围内的所有变更。

附图标记说明：

1轮式装载机，2车身，2a前车身部，2b后车身部，3工作装置，4a、4b车轮，5驾驶室，6动臂，7铲斗，8操作部，9双臂曲柄，10控制部，11a、11b转向缸，12转向泵，13工作装置泵，14a、14b动臂缸，15铲斗缸，16动臂销，17铲斗销，21发动机，22行驶装置，23液力变矩器装置，24燃料喷射泵，25P挖掘模式设定按钮，26变速器，27锁止离合器，28液力变矩器，31离合器控制阀，32轴，33PTO轴，34工作装置控制阀，35转向控制阀，60存储器，81a加速器操作构件，81b加速器操作检测部，82a转向操作构件，82b转向操作检测部，83a动臂操作构件，83b动臂操作检测部，84a铲斗操作构件，84b铲斗操作检测部，85a变速操作构件，85b变速操作检测部，86a操作构件，86b操作检测部，91发动机转数传感器，92输出转数传感器，95动臂缸行程传感器，96铲斗缸行程传感器，100铲斗转动量计算部，102移动量计算部，104动臂控制部。

Claims (6)

1.一种作业车辆，具备：

车辆主体，其在挖掘时行驶；

工作装置，其具有能够相对于所述车辆主体而转动的动臂和能够相对于所述动臂而转动的铲斗；以及

控制部，其计算所述铲斗的铲尖方向，以使计算出的所述铲斗的铲尖方向与挖掘动作中的铲尖的移动方向之间的挖掘角度维持规定角度的方式决定所述挖掘动作中的铲尖的移动方向，并执行朝向所述移动方向的挖掘动作，

所述控制部基于决定出的所述挖掘动作中的铲尖的移动方向、以及所述铲斗相对于所述动臂的转动量及所述车辆主体的移动量，来计算提升所述动臂的提升量，

基于计算出的提升量来控制所述动臂。

2.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：

铲斗转动量计算部，其计算按照第一操作指令而转动的所述铲斗的转动量；以及

移动量计算部，其计算按照第二操作指令而行驶的所述车辆主体的移动量。

3.根据权利要求1所述的作业车辆，其中，

所述控制部判断是否按照操作员的操作指示来执行所述挖掘动作。

4.一种作业车辆的控制方法，该作业车辆包括工作装置，该工作装置具有能够相对于在挖掘时行驶的车辆主体而转动的动臂和能够相对于所述动臂而转动的铲斗，其中，

所述作业车辆的控制方法具备如下步骤：

计算所述铲斗的铲尖方向；

以使计算出的所述铲斗的铲尖方向与挖掘动作中的铲尖的移动方向之间的挖掘角度维持规定角度的方式决定所述挖掘动作中的铲尖的移动方向；

基于决定出的所述挖掘动作中的铲尖的移动方向、以及所述铲斗相对于所述动臂的转动量及所述车辆主体的移动量，来计算提升所述动臂的提升量，并基于计算出的提升量来控制所述动臂；以及

执行朝向所述移动方向的挖掘动作。

5.一种作业车辆，具备：

车辆主体，其在挖掘时行驶；

工作装置，其具有能够相对于所述车辆主体而转动的动臂和能够相对于所述动臂而转动的铲斗；以及

显示控制部，其计算所述铲斗的铲尖方向，以使计算出的所述铲斗的铲尖方向与挖掘动作中的铲尖的移动方向之间的挖掘角度维持规定角度的方式决定所述挖掘动作中的铲尖的移动方向，并在显示器显示按照决定出的移动方向进行的引导，

所述控制部基于决定出的所述挖掘动作中的铲尖的移动方向、以及所述铲斗相对于所述动臂的转动量及所述车辆主体的移动量，来计算提升所述动臂的提升量，

基于计算出的提升量来控制所述动臂。

6.一种作业车辆的控制方法，该作业车辆包括工作装置，该工作装置具有能够相对于在挖掘时行驶的车辆主体而转动的动臂和能够相对于所述动臂而转动的铲斗，其中，

所述作业车辆的控制方法具备如下步骤：

计算所述铲斗的铲尖方向；

以使计算出的所述铲斗的铲尖方向与挖掘动作中的铲尖的移动方向之间的挖掘角度维持规定角度的方式决定所述挖掘动作中的铲尖的移动方向；

基于决定出的所述挖掘动作中的铲尖的移动方向、以及所述铲斗相对于所述动臂的转动量及所述车辆主体的移动量，来计算提升所述动臂的提升量，并基于计算出的提升量来控制所述动臂；以及

在显示器显示按照决定出的移动方向进行的引导。

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