CN110462137A - 作业车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种作业车辆。在轮式装载机(1)中，控制器(25)在执行使大臂(3)自动地摆动下降的自动下降控制的过程中，在检测出铲斗(4)已到达接地的位置时，使大臂缸(9)为悬浮状态。

Description

作业车辆
技术领域
本发明涉及作业车辆以及作业车辆的控制方法。
背景技术
以往，在轮式装载机及推土机等作业车辆中，将简便且准确地重复使配件下降至规定的下降位置作为目的，进行使配件自动下降至规定位置的自动下降控制(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开平09-133105号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
可是，操作人员有时希望利用以自身重量而处于接地状态(所谓的悬浮)的配件，进行地面的平整作业。
在该情况下，当配件以自身重量而从某一高度下降至地面时，在配件接地时会产生较大的冲击。
另外，在通过专利文献1所述的自动下降控制使配件下降至规定位置后，当使配件以自身重量而下降至地面时，尽管对配件接地时的冲击进行了少许控制，但在执行自动下降控制后，因为需要手动使配件处于悬浮状态，所以操作繁杂。
本发明是鉴于上述问题而提出的，目的在于提供一种能够使配件简便地接地的作业车辆以及作业车辆的控制方法。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的作业车辆具有：车体、作业装置、第一促动器、以及控制器。作业装置包括安装在车体的大臂、以及在大臂的前端部安装的配件。第一促动器使大臂上下摆动。控制器执行使大臂自动地摆动下降的自动下降控制。控制器在执行自动下降控制的过程中，在检测出配件已到达规定位置时，使第一促动器为悬浮状态。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种可将配件简便地接地的作业车辆以及作业车辆的控制方法。
附图说明
图1是表示轮式装载机的侧视图。
图2是表示轮式装载机的控制系统的方框图。
图3是用于说明自动下降控制的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图，针对适用本发明的“自动下降控制”的“作业车辆”的一个例子进行说明。但是，本发明的范围不限于如下的实施方式，在本发明的技术思想的范围内可以任意变更。例如，在如下的说明中，虽然作为配件，以具有铲斗的轮式装载机为例进行说明，但本发明的“自动下降控制”能够广泛应用在作业车辆中。作为作业车辆，除了轮式装载机以外，还可以举例为液压挖掘机等。作为配件，除了铲斗以外，还可以举例为货叉、抓斗等。
在本说明书中，“前”是表示作业车辆的前进方向的术语，“后”是表示作业车辆的后退方向的术语。另外，“左”、“右”是以作业车辆前进时的行进方向为基准的术语。
(轮式装载机1)
图1是表示本实施方式的轮式装载机1的侧视图。
轮式装载机1具有：车体2、作业装置5、前轮6F、后轮6R、驾驶室7、大臂缸9、以及铲斗缸10。大臂缸9是第一促动器的一个例子，铲斗缸10是第二促动器的一个例子。
在车体2安装有作业装置5、前轮6F、后轮6R、以及驾驶室7。在驾驶室7内配置有操作人员乘坐的驾驶席DS、以及用于操作作业装置5的操作杆CL。操作杆CL是操作装置的一个例子。
作业装置5安装在车体2的前方。作业装置5具有大臂3与铲斗4。大臂3安装在车体2，从车体2向前方延伸。大臂3由车体2可上下摆动(升降)地进行支承。在大臂3的基端部配置有大臂角检测传感器3a。大臂角检测传感器3a检测大臂3相对于水平方向的角度。在本实施方式中，执行使大臂3自动地摆动下降的自动下降控制。关于自动下降控制，将在后面叙述。
铲斗4具有开口部4H与爪部4C。铲斗4的爪部4C铲出沙土或者碎石等装载物。爪部4C铲出的装载物从开口部4H装入铲斗4的内部。铲斗4安装在大臂3的前端部。铲斗4由大臂3可前后摆动地进行支承。在本说明书中，将铲斗4向后方摆动称为“倾斜”，将铲斗4向前方摆动称为“倾卸”。
前轮6F和后轮6R与路面R接地。通过前轮6F与后轮6R在路面R上滚动，轮式装载机1进行行驶。通过车体2在前轮6F与后轮6R之间弯曲，对轮式装载机1进行操舵。
大臂缸9与车体2和大臂3连结。大臂3通过大臂缸9的伸缩而上下摆动。铲斗缸10连结在车体2与曲拐11的上端部。曲拐11可转动地支承于在大臂3固定的支承部件12的前端部。曲拐11的下端部经由连结部件13，与铲斗4连结。通过铲斗缸10的伸缩，铲斗4以支承于大臂3的部分为中心，在前后倾斜及倾卸。在支承部件12的前端部配置有铲斗角检测传感器4a。铲斗角检测传感器4a检测铲斗4的底面相对于水平方向的角度。
操作杆CL用于通过大臂缸9的伸缩对大臂3进行升降操作。在本实施方式中，当以中立区域为基准而将操作杆CL向下降侧(在本实施方式中为前方)进行操作时，大臂3下降。当以中立区域为基准而将操作杆CL向上升侧(在本实施方式中为后方)进行操作(倾动)时，大臂3上升。需要说明的是，在操作杆CL位于上升侧与下降侧之间的中立区域的情况下，大臂3停止。
操作杆CL用于通过铲斗缸10的伸缩使铲斗4倾斜或者倾卸。在本实施方式中，当以中立区域为基准而将操作杆CL向倾斜侧(在本实施方式中为左方)进行操作(倾动)时，铲斗4倾斜。另外，当以中立区域为基准，将操作杆CL向倾卸侧(在本实施方式中为右方)进行操作(倾动)时，铲斗4倾卸。需要说明的是，在操作杆CL位于倾斜侧与倾卸侧之间的中立区域的情况下，铲斗4停止。
(轮式装载机1的控制系统)
图2是表示控制轮式装载机1的动作的控制系统1a的方框图。
轮式装载机1的控制系统1a具有：作业装置泵20、大臂操作阀21、铲斗操作阀22、先导泵23、作业装置电子控制阀24、以及控制器25。
作业装置泵20由搭载在轮式装载机1的、作为动力产生源的发动机26进行驱动。作业装置泵20将工作油向大臂操作阀21及铲斗操作阀22的各操作阀排出。
大臂操作阀21及铲斗操作阀22分别为液压先导式的操作阀。大臂操作阀21与大臂缸9连接，铲斗操作阀22与铲斗缸10连接。
大臂操作阀21是对大臂缸9的缸盖侧端口及大臂缸9的缸底侧端口各自的流路进行切换的切换阀。在本实施方式中，大臂操作阀21具有使大臂缸9的缸盖侧与缸底侧连通的悬浮位置。在大臂操作阀21位于悬浮位置的情况下，大臂缸9的缸盖侧与缸底侧各自处于与工作油箱30连接的状态。铲斗操作阀22是对铲斗缸10的缸盖侧端口及铲斗缸10的缸底侧端口各自的流路进行切换的切换阀。
大臂操作阀21及铲斗操作阀22各自的先导受压部经由作业装置电子控制阀24，与先导泵23连接。先导泵23由发动机26进行驱动。先导泵23经由作业装置电子控制阀24，对大臂操作阀21及铲斗操作阀22各自的先导受压部，供给先导压力的工作油。
作业装置电子控制阀24具有：大臂下降控制阀24a、大臂上升控制阀24b、铲斗倾卸控制阀24c、以及铲斗倾斜控制阀24d。大臂下降控制阀24a及大臂上升控制阀24b与大臂操作阀21的一对先导受压部分别连接。铲斗倾卸控制阀24c及铲斗倾斜控制阀24d与铲斗操作阀22的一对先导受压部分别连接。向大臂下降控制阀24a的电磁阀指令部24e、大臂上升控制阀24b的电磁阀指令部24f、铲斗倾卸控制阀24c的电磁阀指令部24g、以及铲斗倾斜控制阀24d的电磁阀指令部24h各自输入来自控制器25的指令信号。
大臂操作阀21、大臂下降控制阀24a、大臂上升控制阀24b、以及大臂缸9作为使大臂3升降的大臂驱动部而发挥作用。铲斗操作阀22、铲斗倾卸控制阀24c、铲斗倾斜控制阀24d、以及铲斗缸10作为使铲斗4倾斜及倾卸的铲斗驱动部而发挥作用。
控制器25例如为计算机。控制器25包括CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)等处理部、以及ROM(Read Only Memory：只读存储器)等存储部。控制器25通过依次执行在计算机程序中记述的各种命令，控制作业装置5的动作。
控制器25与大臂杆电位计27、铲斗杆电位计28、显示器29、大臂角检测传感器3a、以及铲斗角检测传感器4a连接。
大臂杆电位计27设置在操作杆CL。大臂杆电位计27检测操作杆CL的前后方向的操作量。铲斗杆电位计28设置在操作杆CL。铲斗杆电位计28检测操作杆CL的左右方向的操作量。
控制器25在将操作杆CL向上升侧进行操作的情况下，通过切换大臂操作阀21，使大臂缸9的缸盖侧与工作油箱30连通，且使大臂缸9的缸底侧与作业装置泵20连通。由此，大臂3摆动上升。控制器25在将操作杆CL向下降侧进行操作的情况下，通过切换大臂操作阀21，使大臂缸9的缸底侧与工作油箱30连通，且使大臂缸9的缸盖侧与作业装置泵20连通。由此，大臂3摆动下降。在上述情况下，控制器25以与操作杆CL的操作量对应的驱动速度，使大臂3驱动。
控制器25在将操作杆CL向倾斜侧进行操作的情况下，通过切换铲斗操作阀22，使铲斗缸10的缸盖侧与工作油箱30连通，且使铲斗缸10的缸底侧与作业装置泵20连通。由此，铲斗4向前方倾斜。控制器25在将操作杆CL向倾卸侧进行操作的情况下，通过切换铲斗操作阀22，使铲斗缸10的缸底侧与工作油箱30连通，且使铲斗缸10的缸盖侧与作业装置泵20连通。由此，铲斗4向后方倾卸。在上述情况下，控制器25以与操作杆CL的操作量对应的驱动速度，驱动铲斗4。
在本实施方式中，控制器25在将操作杆CL向下降侧进行规定的操作量以上的操作的情况下，开始执行使大臂3自动地摆动下降的自动下降控制。操作人员能够在显示器29所显示的设定界面上输入自动下降控制中的大臂3的下降速度。显示器29例如可以使用触摸屏式监视器。控制器25将向显示器29输入的速度设定为自动下降控制中的下降速度。控制器25在执行自动下降控制的过程中，控制大臂驱动部，使大臂3维持在设定的下降速度。
在此，控制器25在执行自动下降控制的过程中，在检测出铲斗4已到达接地的位置时，使大臂缸9为悬浮状态。所谓的悬浮状态，是大臂缸9的缸盖侧、缸底侧、以及油箱连通的状态。控制器25通过将大臂操作阀21切换为悬浮位置，使大臂缸9为悬浮状态。因为悬浮状态的大臂缸9伸缩自如，所以铲斗4不能由大臂缸9进行保持。因此，铲斗4成为以自身重量而被放置在地面的状态。当在该状态下使轮式装载机1后退时，能够通过铲斗4有效地进行地面的平整作业。
控制器25基于大臂角检测传感器3a及铲斗角检测传感器4a各自的角度，检测铲斗4已接地。具体而言，控制器25基于大臂角检测传感器3a的输出值，检测大臂缸9的姿势，并且基于铲斗角检测传感器4a的输出值，检测铲斗4的姿势，由此，判定铲斗4的任一部位是否已到达接地的位置。
(自动下降控制)
参照图3所示的流程图，针对通过控制器25进行的自动下降控制进行说明。
在步骤S1中，控制器25判定是否在执行自动下降控制的过程中。在执行自动下降控制的过程中的情况下，处理进入步骤S2，在未执行自动下降控制的过程中的情况下，处理重复步骤S1。
在步骤S2中，控制器25基于大臂角检测传感器3a及铲斗角检测传感器4a各自的角度，判定铲斗4是否已到达接地的位置。在铲斗4已到达接地的位置的情况下，处理进入步骤S3，在铲斗4未到达接地的位置的情况下，处理返回步骤S1。
在步骤S3中，控制器25通过将大臂操作阀21切换至悬浮位置，使大臂缸9为悬浮状态。由此，铲斗4成为以自身重量被放置在地面的状态。由此，控制器25结束自动下降控制。
(特征)
(1)控制器25在执行使大臂3自动地下降的自动下降控制的过程中，在检测出铲斗4已到达接地的位置时，使大臂缸9为悬浮状态。因此，在执行自动下降控制的过程中能够在铲斗4接地的时刻使大臂3为悬浮状态，所以能够简便地使铲斗4接地，并且抑制铲斗4接地时的冲击。
(2)控制器25基于大臂角检测传感器3a及铲斗角检测传感器4a各自的角度，检测铲斗4已接地。因此，能够精度良好地检测铲斗4接地的时刻，所以能够进一步抑制铲斗4接地时的冲击。
(其它的实施方式)
在上述实施方式中，控制器25基于大臂角检测传感器3a及铲斗角检测传感器4a各自的角度，检测铲斗4已接地，但也可以通过各种方法检测铲斗4接地。例如，控制器25能够只基于大臂角检测传感器3a的角度，检测铲斗4已接地。另外，控制器25能够基于大臂缸9的行程量，检测铲斗4已接地。在该情况下，轮式装载机1只要具有检测大臂缸9的行程量的大臂行程传感器即可。另外，控制器25能够基于大臂缸9的行程量与铲斗缸10的行程量，检测铲斗4已接地。在该情况下，轮式装载机1只要具有检测大臂缸9的行程量的大臂行程传感器、以及检测铲斗缸10的行程量的铲斗行程传感器即可。此外，控制器25能够基于大臂缸9的缸底侧的油压为规定的阈值以下，检测铲斗4已接地。在该情况下，轮式装载机1只要具有检测大臂缸9的缸底侧的油压的油压传感器即可。
在上述实施方式中，控制器25在将操作杆CL向下降侧进行规定操作量以上的操作时，执行自动下降控制，但开始执行自动下降控制的条件不限于此。例如，控制器25也可以在将操作杆CL向下降侧进行规定操作量以上的操作后，在操作杆CL返回至中立位置时执行自动下降控制。另外，控制器25也可以在将操作杆CL向下降侧进行规定操作量以上的操作后，在操作人员按下执行自动下降控制的按钮时，执行自动下降控制。
在上述实施方式中，控制器25将在显示器29显示的设定界面中输入的速度设定为自动下降控制的规定速度，但不限于此。例如，控制器25也可以根据用于设定自动下降控制的规定速度的拨盘的位置，设定规定速度。
在上述实施方式中，控制器25在检测出铲斗4已到达接地的位置时，使大臂缸9为悬浮状态，但不限于此。控制器25也可以在检测出铲斗4已到达规定位置时，使大臂缸9为悬浮状态。规定位置优选设定为铲斗4与地面接近的位置。在该情况下，也能够使铲斗4简便地接地，并且抑制铲斗4接地时的冲击。
附图标记说明
1 轮式装载机；1a 控制系统；2 车体；3 大臂；4 铲斗；5 作业装置；9 大臂缸；10铲斗缸；20 作业装置泵；21 大臂操作阀；22 铲斗操作阀；23 先导泵；24 作业装置电子控制阀；25 控制器；26 发动机；29 显示器；30 工作油箱；CL 操作杆。

Claims (20)

1.一种作业车辆，其特征在于，具有：
车体；
作业装置，其包括：安装在所述车体的大臂、以及在所述大臂的前端部安装的配件；
第一促动器，其用于使所述大臂上下摆动；
控制器，其执行使所述大臂自动地摆动下降的自动下降控制；
所述控制器在执行所述自动下降控制的过程中，在检测出所述配件已到达规定位置时，使所述第一促动器成为悬浮状态。
2.如权利要求1所述的作业车辆，其特征在于，
所述规定位置是所述配件接地的位置。
3.如权利要求1或2所述的作业车辆，其特征在于，
所述控制器基于所述第一促动器的角度，检测所述配件已到达规定位置。
4.如权利要求1或2所述的作业车辆，其特征在于，
还具有用于使所述配件前后摆动的第二促动器，
所述控制器基于所述第一促动器的角度与所述第二促动器的角度，检测所述配件已到达规定位置。
5.如权利要求1或2所述的作业车辆，其特征在于，
所述控制器基于所述第一促动器的行程量，检测所述配件已到达规定位置。
6.如权利要求1或2所述的作业车辆，其特征在于，
还具有用于使所述配件前后摆动的第二促动器，
所述控制器基于所述第一促动器的行程量与所述第二促动器的行程量，检测所述配件已到达规定位置。
7.如权利要求1或2所述的作业车辆，其特征在于，
还具有检测所述第一促动器的缸底侧的油压的油压传感器，
所述控制器基于由所述油压传感器检测的所述油压成为规定的阈值以下，检测所述配件已到达规定位置。
8.如权利要求1至7中任一项所述的作业车辆，其特征在于，
还具有用于使所述大臂进行升降操作的操作装置，
在将所述操作装置向下降侧进行规定的操作量以上的操作的情况下，所述控制器开始执行所述自动下降控制。
9.如权利要求1至8中任一项所述的作业车辆，其特征在于，
还具有显示所述自动下降控制中所述大臂的下降速度的设定界面的显示器，
所述控制器将向所述显示器输入的速度设定为所述下降速度。
10.如权利要求1至8中任一项所述的作业车辆，其特征在于，
还具有用于设定所述自动下降控制中所述大臂的下降速度的拨盘，
所述控制器将与所述拨盘的位置对应的速度设定为所述下降速度。
11.如权利要求1至10中任一项所述的作业车辆，其特征在于，
所述控制器通过使所述第一促动器的缸底侧与缸顶侧连通，使所述第一促动器伸缩自如。
12.一种作业车辆的控制方法，其特征在于，具有：
自动下降控制工序，其执行使安装在车体的大臂自动地摆动下降的自动下降控制；
检测工序，其检测在所述大臂的前端部安装的配件已到达规定位置；
悬浮工序，其使用于使所述大臂上下摆动的第一促动器成为悬浮状态。
13.如权利要求12所述的作业车辆的控制方法，其特征在于，
所述规定位置为所述配件接地的位置。
14.如权利要求12或13所述的作业车辆的控制方法，其特征在于，
在所述检测工序中，基于所述第一促动器的角度，检测所述配件已到达规定位置。
15.如权利要求12或13所述的作业车辆的控制方法，其特征在于，
在所述检测工序中，基于所述第一促动器的角度、以及用于使所述配件前后摆动的第二促动器的角度，检测所述配件已到达规定位置。
16.如权利要求12或13所述的作业车辆的控制方法，其特征在于，
在所述检测工序中，基于所述第一促动器的行程量，检测所述配件已到达规定位置。
17.如权利要求12或13所述的作业车辆的控制方法，其特征在于，
在所述检测工序中，基于所述第一促动器的行程量、以及用于使所述配件前后摆动的第二促动器的行程量，检测所述配件已到达规定位置。
18.如权利要求12或13所述的作业车辆的控制方法，其特征在于，
在所述检测工序中，基于所述第一促动器的缸底侧的油压成为规定的阈值以下，检测所述配件已到达规定位置。
19.如权利要求12至18中任一项所述的作业车辆的控制方法，其特征在于，
在所述自动下降控制工序中，在用于使所述大臂进行升降操作的操作装置向下降侧进行了规定的操作量以上的操作的情况下，开始执行所述自动下降控制。
20.如权利要求12至19中任一项所述的作业车辆的控制方法，其特征在于，
在所述自动下降控制工序中，将向显示器输入的速度设定为所述下降速度，所述显示器显示所述自动下降控制中所述大臂的下降速度的设定界面。
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