JP4575334B2 - Construction machinery - Google Patents
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Description
本発明は、例えば自動運転式ホイールローダ等として好適に用いられ、走行及び掘削動作を自動的に行う構成とした建設機械に関する。 The present invention relates to a construction machine that is suitably used as, for example, an automatically operated wheel loader and that is configured to automatically perform traveling and excavation operations.
一般に、建設機械には、オペレータの操作を必要としない自動運転機能を搭載したものがある。このような自動運転式の建設機械としては、例えば走行、掘削から放土に至る一連の動作パターンを記憶することができるコントローラを搭載し、これらの動作を自動的に行うようにした自動運転式ホイールローダが知られている(例えば特許文献1,2参照)。
Generally, some construction machines are equipped with an automatic operation function that does not require an operator's operation. As such an automatic operation type construction machine, for example, an automatic operation type equipped with a controller capable of storing a series of operation patterns from running, excavation to earthmoving and automatically performing these operations. A wheel loader is known (see, for example,
この種の従来技術による自動運転式ホイールローダは、自走可能な車体と、該車体に俯仰動可能に設けられ、アーム及びバケットが油圧シリンダによって作動する作業装置と、前記車体に搭載された動力源となるエンジンと、自動運転制御用のコントローラとによって構成されている。 This type of automatic driving wheel loader according to the prior art includes a self-propelled vehicle body, a working device provided on the vehicle body so as to be movable up and down, and an arm and a bucket that are operated by a hydraulic cylinder, and power mounted on the vehicle body. It is composed of a source engine and a controller for automatic operation control.
ここで、コントローラは、車両に搭載された各種のセンサ、電磁アクチュエータ等と接続されており、予め記憶された動作パターンに従って車両の走行・操舵状態、及び作業装置の作動状態を自動的に制御する。これにより、ホイールローダは、オペレータ等が運転操作を行わなくても、例えば作業現場の土石等をバケットによって掘削し、この土石をトラックの荷台等に積込むような自動運転を行うことができる。 Here, the controller is connected to various sensors, electromagnetic actuators, and the like mounted on the vehicle, and automatically controls the running / steering state of the vehicle and the operating state of the work device according to the operation pattern stored in advance. . Thereby, even if an operator etc. do not perform driving | operation operation, the wheel loader can perform the automatic driving | operation which excavates the debris etc. of a work site with a bucket, for example, and loads this debris on the loading platform etc. of a truck.
ところで、上述した従来技術の自動運転式ホイールローダは、例えば土石等の掘削対象物に向けて車体を自動走行させ、この走行動作によってバケットを土石に突込んだ後に、バケットやアームを作動させて掘削動作を行うことが多い。 By the way, the above-described automatic driving wheel loader of the prior art automatically moves the vehicle body toward an excavation target such as debris, and after the bucket is pushed into the debris by this traveling operation, the bucket or arm is operated. Excavation is often performed.
この場合、車体が走行するときには、例えばエンジンの出力を比較的抑えた状態でも走行動作が可能であり、その方が経済性も高い。これに対し、土石にバケットを突込む際、及び土石に突込んだバケットを上向きにクラウドさせたり、このバケットに土石を収容した状態でアームを仰動させ、油圧シリンダによって大きな駆動力を発生させるときには、エンジンに高い出力が要求される。 In this case, when the vehicle body travels, for example, a traveling operation is possible even in a state where the output of the engine is relatively suppressed, which is more economical. On the other hand, when the bucket is pushed into the stone, and when the bucket pushed into the stone is clouded upward, the arm is lifted up with the stone held in the bucket, and a large driving force is generated by the hydraulic cylinder. Sometimes the engine is required to have a high output.
しかし、従来技術の自動運転では、作業効率等を考慮して走行動作から掘削動作へと連続的に移ることが多いので、掘削動作を開始するときのエンジン出力は、例えば車輪のスリップ等を回避するために減速されることはあっても、基本的には走行時とほぼ同様の出力状態に保持される。このため、従来技術では、掘削動作を開始するときにエンジンの出力不足が生じ易くなり、これによって作業効率が低下するという問題がある。 However, in the automatic driving of the prior art, the engine operation when starting the excavation operation avoids, for example, slipping of the wheel, because the automatic operation of the conventional technique often shifts continuously from the traveling operation to the excavation operation in consideration of work efficiency and the like. Even if the vehicle is decelerated, the output state is basically kept almost the same as when traveling. For this reason, in the prior art, when starting the excavation operation, the engine output is likely to be insufficient, which causes a problem that work efficiency is lowered.
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、車両が走行動作から掘削動作へと移行するときに、エンジンの出力を適切なタイミングで増大させることができ、高負荷の掘削作業等でも円滑に実行できると共に、作業効率を向上できるようにした建設機械を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to increase the output of the engine at an appropriate timing when the vehicle shifts from the traveling operation to the excavation operation. An object of the present invention is to provide a construction machine that can be smoothly executed even in high-load excavation work and the like and can improve work efficiency.
上述した課題を解決するために本発明は、自走可能な車体と、該車体に俯仰動可能に設けられた作業装置と、前記車体に搭載され前記車体及び前記作業装置の動力源となるエンジンとを備えた建設機械に適用される。 In order to solve the above-described problems, the present invention relates to a self-propelled vehicle body, a working device provided on the vehicle body so as to be able to move up and down, and an engine mounted on the vehicle body and serving as a power source for the vehicle body and the working device. It is applied to construction machinery equipped with.
そして、請求項1の発明が採用する構成の特徴は、前記車体が掘削対象物に向けて走行するときに前記掘削対象物に接近したか否かを検知する接近検知手段を設け、前記接近検知手段によって前記掘削対象物に接近したことを検知したときに前記エンジンの回転数を通常回転数から高回転数に上昇させるエンジン回転数上昇手段を設け、該エンジン回転数上昇手段によって前記エンジンの回転数を高回転数に上昇させた状態で、前記車体を走行させて前記作業装置を前記掘削対象物に突込ませ、前記作業装置による掘削動作を開始する構成としたことにある。
A feature of the configuration adopted by the invention of
また、請求項2の発明によると、前記エンジン回転数上昇手段は、前記作業装置による掘削動作が終了したときに前記エンジンの回転数を前記高回転数から前記通常回転数に復帰させる構成としている。 According to a second aspect of the present invention, the engine speed increasing means is configured to return the engine speed from the high speed to the normal speed when the excavation operation by the working device is completed. .
また、請求項3の発明によると、前記接近検知手段は、前記車体が掘削対象物に向けて走行する前に前記車体と掘削対象物との間の距離の初期値を検知する初期位置検知手段と、前記車体が走行するときに走行距離を計測する走行距離計測手段とによって構成し、前記エンジン回転数上昇手段は、前記初期位置検知手段によって検知した前記距離の初期値と前記走行距離計測手段によって計測した前記走行距離とを比較することによって前記掘削対象物に接近したか否かを判定する構成としている。 According to a third aspect of the present invention, the approach detection means detects an initial value of a distance between the vehicle body and the excavation object before the vehicle body travels toward the excavation object. And a travel distance measuring means for measuring a travel distance when the vehicle body travels, and the engine speed increasing means includes the initial value of the distance detected by the initial position detecting means and the travel distance measuring means. It is set as the structure which determines whether the said excavation target object was approached by comparing with the said travel distance measured by.
また、請求項4の発明によると、前記接近検知手段は、レーザ光線によって前記掘削対象物との距離を検知するレーザ式検知手段により構成している。 According to a fourth aspect of the present invention, the approach detecting means is constituted by a laser type detecting means for detecting a distance from the excavation object by a laser beam.
さらに、請求項5の発明によると、前記接近検知手段は、前記作業装置を構成するアクチュエータに供給される作動油の圧力を検出する圧力センサにより構成している。
また、請求項6の発明によると、前記エンジン回転数上昇手段は、走行および掘削の一連の動作を記憶し、これらの動作を自動的に行う自動運転機能を備えたコントローラによって構成し、該コントローラは、前記作業装置を掘削開始位置に保持した状態で前記車体を走行させ、前記作業装置を掘削対象物に突込ませた後に前記作業装置を掘削開始位置から掘削終了位置に移動させる構成としている。
According to a fifth aspect of the present invention, the approach detection means is constituted by a pressure sensor that detects the pressure of hydraulic oil supplied to an actuator constituting the work device.
According to a sixth aspect of the present invention, the engine speed increasing means is constituted by a controller having an automatic operation function for storing a series of operations of traveling and excavation and automatically performing these operations. Is configured such that the vehicle body travels with the work device held at the excavation start position, and the work device is moved from the excavation start position to the excavation end position after the work device is inserted into the excavation target.
請求項1の発明によれば、例えば建設機械を自動運転を行うときには、その車体を土石等の掘削対象物に向けて走行させつつ、エンジンの回転数を通常回転数に保持することができる。これにより、土石等の掘削動作を行わないときには、例えばエンジン回転数を低い回転数に抑えた状態で走行動作を効率よく行うことができ、低騒音で経済性の高い建設機械を実現することができる。また、車体が掘削対象物の近くに達したときには、その接近状態を接近検知手段によって確実に検知することができ、エンジン回転数上昇手段によってエンジンの回転数を高回転数に上昇させることができる。 According to the first aspect of the present invention, for example, when the construction machine is automatically operated, the engine speed can be maintained at the normal speed while the vehicle body is made to travel toward an excavation target such as debris. As a result, when excavation operation such as debris is not performed, for example, a traveling operation can be efficiently performed in a state where the engine speed is suppressed to a low speed, and a low-noise and highly economical construction machine can be realized. it can. Further, when the vehicle body approaches the object to be excavated, the approaching state can be reliably detected by the approach detecting means, and the engine speed can be increased to a high speed by the engine speed increasing means. .
このため、エンジン回転数上昇手段は、掘削動作を開始する直前の適切なタイミングでエンジン出力を増大させることができ、これによって作業装置を構成するアクチュエータ等の駆動力を大きくすることができる。従って、エンジン出力が高い状態で車体を走行させて作業装置を掘削対象物に突込ませ、掘削動作をスムーズに開始することができ、このときにエンジンの応答遅れ等が生じるのを確実に防止できるから、高負荷の掘削作業等であっても効率よく行うことができる。 For this reason, the engine speed increasing means can increase the engine output at an appropriate timing immediately before starting the excavation operation, thereby increasing the driving force of the actuator or the like constituting the work device. Therefore, it is possible to smoothly start the excavation operation by causing the vehicle body to run with the engine output being high and causing the work device to enter the object to be excavated, and at this time, it is possible to reliably prevent the engine response delay and the like from occurring. Therefore, even a high-load excavation work can be performed efficiently.
また、走行動作が終了する直前にエンジン回転数を上昇させることもできるから、例えば作業装置が土石に突込むタイミングでエンジン回転数を上昇させることができ、このタイミングで車体の走行速度を高めることができる。従って、作業装置を大きな慣性力で土石に勢いよく突込むことができ、走行時の慣性力を利用した掘削動作を円滑に行うことができる。 In addition, since the engine speed can be increased immediately before the traveling operation is completed, the engine speed can be increased, for example, at the timing when the working device enters the earth and the vehicle speed is increased at this timing. Can do. Therefore, the working device can be plunged into the soil with a large inertial force, and the excavation operation using the inertial force during traveling can be smoothly performed.
また、請求項2の発明によれば、作業装置による掘削動作が終了したときには、そのアクチュエータに高い駆動力を発生させる必要がないから、エンジンの回転数を通常回転数に復帰させることができる。これにより、掘削動作を行うときにだけエンジン出力を増大させることができ、掘削後の走行動作等は通常回転数で行うことができるから、車両の運転効率や経済性を高めることができる。
According to the invention of
また、請求項3の発明によれば、例えば走行動作を開始する前には、初期位置検知手段によって車体と掘削対象物との間の距離の初期値を予め検知しておくことができる。また、車体の走行中には、走行距離計測手段によって走行距離を計測することができる。そして、エンジン回転数上昇手段は、これら距離の初期値と走行距離とを比較することによって掘削対象物に接近したか否かを確実に判定することができる。
According to the invention of
また、請求項4の発明によれば、レーザ式検知手段によって掘削対象物との距離を検知しつつ、走行動作を行うことができ、掘削対象物の近くに達したことを確実に把握することができる。また、レーザ式検知手段は、走行中でも掘削対象物との距離を常に正確に検知することができ、例えば路面の凹凸や車体の走行速度等によって検出誤差が生じるのを抑えることができる。従って、作業現場の環境等に影響されることなく、走行経路上の正確な位置でエンジン回転数を上昇させることができ、再現性の高い自動運転を行うことができる。
According to the invention of
さらに、請求項5の発明によれば、例えば車体が掘削対象物の近傍まで走行し、作業装置の先端部等が掘削対象物に接触したときには、作業装置のアクチュエータに供給される作動油の圧力が上昇する。従って、圧力センサは、実際の掘削動作が始まる前に、車体が掘削対象物に接近したことを作動油の圧力上昇によって検出することができ、掘削動作が開始されたときには、エンジン出力が高い状態で作業装置をスムーズに作動させることができる。この場合、例えば非接触式のセンサ等を用いなくても、圧力センサによって掘削対象物を容易に検出できるから、検出システムの構造を簡略化することができる。
また、請求項6の発明によると、エンジン回転数上昇手段は、走行および掘削の一連の動作を記憶し、これらの動作を自動的に行う自動運転機能を備えたコントローラによって構成したから、コントローラは、作業装置を掘削開始位置に保持した状態で車体を走行させ、作業装置を掘削対象物に突込ませた後に作業装置を掘削開始位置から掘削終了位置に移動させることができる。
Further, according to the invention of
Further, according to the invention of
以下、本発明の実施の形態による建設機械について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, construction machines according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
ここで、図1ないし図11は第1の実施の形態を示し、本実施の形態では、建設機械として自動運転式ホイールローダを例に挙げて説明する。 Here, FIG. 1 thru | or FIG. 11 shows 1st Embodiment, In this Embodiment, an automatic driving type wheel loader is mentioned as an example and demonstrated as a construction machine.
図中、1は自動運転式のホイールローダ、2は該ホイールローダ1の本体部分を構成する自走可能な車体を示し、この車体2は、後部車体3と、該後部車体3の前部側に左,右に揺動可能に連結された前部車体4と、これらの後部車体3と前部車体4とに設けられた前,後の車輪5とによって大略構成されている。
In the figure,
ここで、後部車体3は、例えば自動運転を解除した場合等にオペレータが搭乗するキャブ6と、後述のエンジン15、油圧ポンプ16,17,18等の機器とによって構成されている。また、後部車体3と前部車体4との間には、前部車体4を後部車体3に対して左,右方向に揺動させる例えば2本の揺動シリンダ7(図3参照)が設けられている。そして、車体2は、各車輪5によって前,後方向に四輪走行しつつ、前部車体4が左,右方向に揺動することによって走行方向が操舵されるものである。
Here, the
8は前部車体4に上,下方向に俯仰動可能に設けられた作業装置で、該作業装置8は、図1、図2に示す如く、車両の左,右両側に位置して基端側が前部車体4に俯仰動可能に取付けられた左,右のアーム9L,9Rと、該各アーム9L,9Rの先端側に上,下方向に回動可能に取付けられたバケット10と、作業装置8のアクチュエータを構成する後述のアームシリンダ11L,11R、バケットシリンダ12とにより大略構成されている。
8 is a work device provided on the
ここで、アーム9L,9Rは、アームシリンダ11L,11Rによって上,下方向に俯仰動される。また、バケット10は、バケットシリンダ12によって上向きに回動(クラウド)されたり、下向きに回動(ダンプ)される。これにより、作業装置8は、図10に示す如く、例えば土石G等の掘削対象物をバケット10によって掘削し、この土石Gをトラックの荷台等に積込んだり、所定の場所に放土するものである。
Here, the
11Lは前部車体4と左アーム9Lとの間との間に伸縮可能に設けられた左アームシリンダを示し、11Rは前部車体4と右アーム9Rとの間に伸縮可能に設けられた右アームシリンダを示している。これらのアームシリンダ11L,11Rは、互いに車両の左,右両側に離間して配置され、アーム9L,9Rを上,下方向に俯仰動させるものである。
12は後述のベルクランク13、リンク14等を介して前部車体4とバケット10との間に伸縮可能に設けられたバケットシリンダで、該バケットシリンダ12は、上,下方向に回動させるものである。この場合、バケットシリンダ12は、その基端側が前部車体4に回動可能に取付けられている。
また、バケットシリンダ12の先端側は、ベルクランク13の基端側に回動可能に連結されている。この場合、ベルクランク13は細長いリンク部品として形成され、長さ方向の中間部がアーム9L,9Rの間に回動可能に連結されている。そして、ベルクランク13の先端側は、リンク14を介してバケット10に回動可能に連結されている。
Further, the distal end side of the
次に、図3を参照しつつ、ホイールローダ1の車両に搭載された駆動系統について説明する。まず、15はホイールローダ1の原動機となるエンジンで、該エンジン15は、車体2と作業装置8の動力源を構成し、後述の走行用油圧ポンプ16、傾転用油圧ポンプ17、作業用油圧ポンプ18等を駆動するものである。この場合、エンジン15は、後述のステッピングモータ48によって回動されるスロットル15Aを有し、このスロットル15Aの回動角に応じてエンジン回転数Nが増減する構成となっている。
Next, the drive system mounted on the vehicle of the
16はエンジン15の出力側に接続された走行用油圧ポンプで、該走行用油圧ポンプ16は、例えば可変容量型の油圧ポンプ等によって構成され、後述の走行モータ25に向けて作動油(圧油)を吐出するものである。この場合、油圧ポンプ16による作動油の吐出量及び吐出方向は、その可変容量部の傾転量に応じて変化する。そして、油圧ポンプ16の傾転量は、後述のコントローラ50により傾転シリンダ20等を用いて制御される。
17は後述の走行制御弁22等を介して傾転シリンダ20に作動油を供給する傾転用油圧ポンプを示し、18は車体2の揺動シリンダ7及び作業装置8の各シリンダ11L,11R,12に向けて作動油を吐出する作業用油圧ポンプを示している。
これらの油圧ポンプ16,17,18は、タンク19と共に車両の油圧源を構成しており、エンジン15によって一緒に駆動される。この場合、エンジン15で発生される駆動エネルギは、例えば車両の走行状態、作業装置8の作動状態等に応じた割合で各油圧ポンプ16〜18に分配される。
These
また、エンジン15の駆動エネルギは、油圧ポンプ16,17,18の全体で消費されるエネルギにほぼ等しくなるから、走行用油圧ポンプ16の傾転量が小さいほど作業用油圧ポンプ18で消費されるエネルギが大きくなり、この油圧ポンプ18によって駆動される各シリンダ11L,11R,12の駆動エネルギ(駆動力)が増大する。
Further, the drive energy of the
20は走行用油圧ポンプ16の傾転量を制御する傾転シリンダで、該傾転シリンダ20内には、例えば2つのシリンダ室20A,20Bを画成するピストン20Cが摺動可能に設けられ、このピストン20Cは油圧ポンプ16の可変容量部に連結されている。また、シリンダ室20A,20Bは、傾転用管路21A,21Bを介して走行制御弁22の異なる流出ポートにそれぞれ接続されている。
22は車両の走行状態を制御する走行制御弁で、該走行制御弁22は、例えば電磁パイロット式の4ポート3位置切換弁等によって構成され、その2つの電磁パイロット部はコントローラ50に接続されている。また、走行制御弁22の2つの流入ポートは、傾転用油圧ポンプ17の吐出側にそれぞれ接続され、各流入ポートのうち一方の流入ポートと油圧ポンプ17の吐出側との間には、絞り23、リリーフ弁24等が設けられている。
そして、走行制御弁22が中立位置(N)から前進位置(F)に切換えられたときには、例えば傾転用管路21Aが油圧ポンプ17の吐出側に直接接続され、他の傾転用管路21Bは絞り23を介して油圧ポンプ17の吐出側に接続されることにより、これらの管路21A,21Bの間に差圧が生じる。この結果、傾転シリンダ20のピストン20Cがシリンダ室20B側に変位し、走行用油圧ポンプ16の傾転量が前進側で大きくなることにより、油圧ポンプ16から走行モータ25に前進方向の作動油が給排される。
When the
また、走行制御弁22が後進位置(B)に切換えられたときには、傾転用管路21Aが絞り23を介して油圧ポンプ17に接続され、他の傾転用管路21Bは油圧ポンプ17に直接接続されるから、これらの管路21A,21Bの間には、前進位置(F)と逆向きの差圧が生じる。この結果、傾転シリンダ20のピストン20Cがシリンダ室20A側に変位し、走行用油圧ポンプ16の傾転量が後進側で大きくなることにより、油圧ポンプ16から走行モータ25に後進方向の作動油が給排される。
When the
従って、コントローラ50は、走行制御弁22を前進位置(F)、後進位置(B)及び中立位置(N)の何れかに切換えることにより、走行モータ25を前進方向または後進方向に回転させたり、停止させることができ、車両の走行状態を制御することができる。
Therefore, the
25はトランスミッション26等を介して各車輪5を回転駆動する走行モータで、該走行モータ25は、例えば可変容量型の油圧モータ等からなり、その給排ポートは、走行用管路27A,27Bを介して油圧ポンプ16に接続されている。また、走行用管路27A,27Bの間には、クロスオーバーロードリリーフ弁28、チェック弁29A,29B等が接続され、これらの部材は、例えば特開平5−263926号公報等に記載された油圧回路とほぼ同様に、走行モータ25を駆動する油圧閉回路(HST)を構成している。
そして、走行モータ25の回転数は、走行用油圧ポンプ16の傾転量(即ち、傾転用管路21A,21B間の差圧)が大きいときに増大し、この傾転量が小さいときに減少するから、車両の走行速度は油圧ポンプ16の傾転量に応じて増減される。
The rotational speed of the traveling
30は傾転用管路21A,21Bの間に開,閉可能に設けられた差圧調整弁で、該差圧調整弁30は、例えば油圧パイロット式の2位置切換弁等によって構成され、その油圧パイロット部は、走行用油圧ポンプ16の吐出側(走行用管路27A)と、作業用油圧ポンプ18の吐出側(後述の作業用管路36)とにそれぞれ接続されている。
A differential
そして、差圧調整弁30は、これらの油圧ポンプ16,18のうち少なくとも一方のポンプの吐出圧が増大したときに、傾転用管路21A,21Bの間の差圧を減少させ、走行用油圧ポンプ16の傾転量を小さくするものである。これにより、車両の走行負荷や作業負荷が大きいときには、油圧ポンプ16の駆動エネルギを適度に抑えることができる。
The differential
31は傾転用管路21A,21Bの間に開,閉可能に設けられた傾転量制御弁で、該傾転量制御弁31は、例えば電磁パイロット式の2ポート2位置切換弁等によって構成され、絞り32と直列に接続されている。また、傾転量制御弁31の電磁パイロット部はコントローラ50に接続されている。そして、コントローラ50は、傾転量制御弁31によって走行用油圧ポンプ16の傾転量を制御することにより、必要に応じて油圧ポンプ16の負荷や車両の走行速度を調整することができる。
一方、33は車体2の各揺動シリンダ7を伸縮させる操舵制御弁で、該操舵制御弁33は、例えば電磁パイロット式の3ポート3位置切換弁等によって構成され、作業用油圧ポンプ18から各揺動シリンダ7に給排される作動油の方向を切換えるものである。
On the other hand, 33 is a steering control valve that expands and contracts each
34は作業装置8のアームシリンダ11L,11Rを伸縮させるアーム制御弁、35はバケットシリンダ12を伸縮させるバケット制御弁をそれぞれ示している。これらのアーム制御弁34とバケット制御弁35は、操舵制御弁33とほぼ同様の電磁弁からなり、油圧ポンプ18から各シリンダ11L,11R,12に給排される作動油の方向を切換えるものである。この場合、3個の制御弁33,34,35は、作業用管路36等によって油圧ポンプ18の吐出側に接続されている。
また、各制御弁33〜35の電磁パイロット部は、コントローラ50にそれぞれ接続されている。従って、コントローラ50は、操舵制御弁33を切換駆動することにより、車両の走行方向を左,右に操舵することができる。また、アーム制御弁34、バケット制御弁35を切換駆動することにより、作業装置8を上,下方向に俯仰動させたり、バケット10をクラウドまたはダンプさせることができる。
The electromagnetic pilot parts of the
次に、図4を参照しつつ、コントローラ50による制御系統について説明する。まず、37はホイールローダ1の車両に搭載されたGPSセンサで、該GPSセンサ37は、人工衛星等から発射される基準信号(GPS信号)を受信し、その受信結果を用いてホイールローダ1の位置を検出するものである。
Next, a control system by the
38は例えば車体2のキャブ6上に設けられた初期位置検知手段としてのステレオカメラで、該ステレオカメラ38は、例えば左,右に離間した2つのCCDカメラ(図示せず)を有する撮影装置等によって構成され、これらのCCDカメラで撮影した画像データをコントローラ50に出力するものである。この場合、左,右のCCDカメラで撮影した画像データは、コントローラ50によって土石G、トラック(図示せず)等の目標物を認識したり、これらの目標物と車体2との間の距離を演算するのに用いられる。
38 is a stereo camera as an initial position detecting means provided on the
そして、ステレオカメラ38は、後述の車輪回転センサ39と協働することにより、自動運転で走行する車体2が土石Gに接近したか否かを検知する。即ち、ステレオカメラ38は、例えば車体2が土石Gに向けて走行する前に、これらの間の距離の初期値L0を検出し、この距離の初期値L0は、走行中に車輪回転センサ39によって計測された走行距離dと比較されることにより、土石Gに接近したか否かの判定が行われる。
The
39は例えば車輪5またはその回転軸の近傍等に設けられた走行距離計測手段としての車輪回転センサを示し、この車輪回転センサ39は、例えば車輪5の回転を磁気的または光学的に検出するピックアップ等によって構成されている。そして、車輪回転センサ39は、例えば車輪5の回転周期に対応するパルス状の検出信号等をコントローラ50に出力し、コントローラ50と協働して車体2の走行距離dを計測するものである。
40はエンジン15またはその近傍等に設けられたエンジン回転センサを示し、該エンジン回転センサ40は、エンジン15の出力軸の回転を検出し、この回転に対応するパルス状の検出信号等をコントローラ50に出力することにより、コントローラ50と協働してエンジン回転数Nを検出するものである。
また、41は後部車体3に対する前部車体4の揺動角(操舵角)を検出する操舵角センサ、42はアーム9L,9Rの俯仰動状態を回動角として検出するアーム角度センサ、43はバケット10の回動角を検出するバケット角度センサをそれぞれ示している。
この場合、アーム角度センサ42とバケット角度センサ43は、例えばポテンショメータ等からなり、コントローラ50に検出信号を出力する。そして、コントローラ50は、これらの検出信号を用いて作業装置8の位置(姿勢)を検出する構成となっている。
In this case, the
44Aはアーム伸張側圧力センサを示し、該アーム伸張側圧力センサ44Aは、例えば左アームシリンダ11L(右アームシリンダ11Rでもよい)に設けられた伸張側と縮小側の油室(何れも図示せず)のうち、伸張側の油室に供給される作動油の圧力を検出するものである。この場合、アーム伸張側圧力センサ44Aは、例えば左アームシリンダ11Lの近傍、またはその伸張側の油室に作動油を供給する油圧配管等に設けられている。
44Bはアーム縮小側圧力センサを示し、該アーム縮小側圧力センサ44Bは、例えば左アームシリンダ11Lの縮小側の油室に供給される作動油の圧力を検出するものであり、縮小側の油室の近傍、またはこの油室に接続された油圧配管等に設けられている。
また、45Aはバケットシリンダ12の伸張側の油室に供給される作動油の圧力を検出するバケット伸張側圧力センサを示し、45Bはバケットシリンダ12の縮小側の油室に供給される作動油の圧力を検出するバケット縮小側圧力センサを示している。これらの圧力センサ45A,45Bも同様に、バケットシリンダ12の近傍、またはその油圧配管等に設けられている。
Reference numeral 45A denotes a bucket extension side pressure sensor for detecting the pressure of the hydraulic oil supplied to the oil chamber on the extension side of the
そして、アーム伸張側圧力センサ44A、アーム縮小側圧力センサ44B、バケット伸張側圧力センサ45A及びバケット縮小側圧力センサ45Bは、コントローラ50にそれぞれ検出信号を出力し、コントローラ50は、これらの検出信号を用いて作業装置8の負荷状態を検出する構成となっている。また、これら4つの圧力センサ44A,44B,45A,45Bは、後述する第3の実施の形態において、土石G等の掘削対象物に接近したことを検知する接近検知手段を構成している。
The arm extension
さらに、46は車体2に加わる加速度を検出する車体加速度センサを示し、47は車体2の傾斜状態を検出する車体傾斜センサを示している。そして、コントローラ50は、車体加速度センサ46と車体傾斜センサ47の検出信号を用いることにより、例えば車両の走行状態や走行場所の環境等に応じた制御を行うことができる。
Further, 46 denotes a vehicle body acceleration sensor that detects acceleration applied to the
一方、48はエンジン15のスロットル15Aに連結されたステッピングモータで、該ステッピングモータ48は、コントローラ50から入力される制御信号に応じてスロットル15Aを回動し、これによってエンジン回転数Nを増加または減少させる。また、49は車体2に搭載されたブレーキ装置(図示せず)を作動させる電磁式のブレーキ用アクチュエータである。
On the other hand, 48 is a stepping motor connected to the
50はホイールローダ1の車両に搭載されたエンジン回転数上昇手段としてのコントローラを示し、該コントローラ50は、例えばマイクロコンピュータ等によって構成され、その入力側には、各センサ37,39,40,41,42,43,44A,44B,45A,45B,46,47、ステレオカメラ38等が接続されている。また、コントローラ50の出力側には、各制御弁22,31,33,34,35、ステッピングモータ48、ブレーキ用アクチュエータ49等が接続されている。
そして、コントローラ50は、車輪回転センサ39、操舵角センサ41等の検出信号をモニタしつつ、走行制御弁22、傾転量制御弁31、操舵制御弁33、ブレーキ用アクチュエータ49を駆動することにより、車両の走行・操舵状態をフィードバック制御し、車両を所望の速度で目標位置に移動させることができる。また、アーム角度センサ42、バケット角度センサ43等の検出信号をモニタしつつ、アーム制御弁34、バケット制御弁35を駆動することにより、作業装置8に所望の姿勢をとらせることができる。
The
ここで、コントローラ50の自動運転機能について説明すると、まずコントローラ50には、GPSセンサ37によって検出した自らの車両の位置と、例えば土石G、トラック等からなる目標物の位置とを基準として、車両を一連の走行パターンで走行させるための走行プログラムが予め記憶されている。また、コントローラ50には、作業装置8を一連の動作パターンで作動させるための動作プログラムも記憶されている。
Here, the automatic driving function of the
そして、自動運転を開始するときには、まず最初に、例えば土石G、トラック等の映像的な特徴や、これらの位置情報等からなる識別情報をコントローラ50に予め記憶させておく。これにより、コントローラ50は、ステレオカメラ38の画像データ等を用いて目標物を認識し、図6に示すように、目標物との位置関係、距離等を自動的に検知する。
When automatic operation is started, first, for example, image information such as earth and stone G, a track, etc., and identification information including these position information are stored in the
次に、コントローラ50は、図7、図8に示す如く、作業装置8を予め設定された掘削開始位置S1に保持し、この状態で車両を土石Gに向けて走行させる。この場合、掘削開始位置S1とは、掘削動作を開始するときにアーム9L,9Rを下向きに俯動し、バケット10を地面とほぼ平行になるように保持した位置である。
Next, as shown in FIGS. 7 and 8, the
そして、土石Gの近傍に達したときには、図9、図10に示すように所定の掘削動作を行う。この掘削動作では、まずバケット10を掘削開始位置S1に保持した状態で土石Gに突込ませ、この状態で車体2の走行トルクを増大させることにより、バケット10を土石G内に進入させる。次に、土石Gを収容したバケット10をクラウドしつつ、アーム9L,9Rを上向きに仰動させることにより、作業装置8を掘削動作が終了した所定の位置(姿勢)に移動させる。
When reaching the vicinity of the earth and stone G, a predetermined excavation operation is performed as shown in FIGS. In this excavation operation, the
この所定位置とは、掘削終了位置S2として予め設定されているもので、例えばアーム9L,9R、バケット10等の回動角としてコントローラ50に記憶されている。そして、コントローラ50は、作業装置8を掘削終了位置S2に保持した状態で、車両をトラックに向けて走行させ、トラックの荷台上で所定の放土動作を行う構成となっている。
This predetermined position is set in advance as the excavation end position S2, and is stored in the
一方、コントローラ50は、自動運転によって走行、掘削、放土等の動作を行うときに、エンジン回転センサ40の検出信号をモニタしつつ、車両の動作状態等に応じてステッピングモータ48を作動させることにより、エンジン回転数Nが所定の目標回転数となるようにフィードバック制御を行う。
On the other hand, the
このエンジン制御について説明すると、まず土石Gに向けて走行動作を開始する前には、図6に示す如く、ステレオカメラ38の画像データ等を用いて車体2と土石Gとの間の距離の初期値L0を検知する。そして、図5、図7に示す如く、エンジン回転数Nを所定の通常回転数N0に保持しつつ、土石Gに向けて走行動作を開始する。
This engine control will be described. First, before starting the traveling operation toward the stone G, as shown in FIG. 6, the initial distance between the
ここで、通常回転数N0は、例えば車両が通常の走行速度、走行負荷等で走行するのに十分な回転数として予め設定されている。即ち、エンジン15が走行用油圧ポンプ16を通常回転数N0で駆動するときには、この油圧ポンプ16によって走行モータ25に十分な圧力・流量の作動油が給排される。このため、走行モータ25は通常の走行動作を行うのに十分な駆動力を発生することができる。
Here, the normal rotation speed N0 is set in advance as a rotation speed sufficient for the vehicle to travel at a normal travel speed, a travel load, and the like, for example. That is, when the
また、コントローラ50は、土石Gに向けて走行するときに、車輪回転センサ39によって車輪5の回転を検出しつつ、車輪5が回転した総回転数をカウントする。そして、車輪5の総回転数と、予め記憶された車輪5の半径(全周長さ)とを用いて車体2の走行距離dを計測し、さらに走行距離dと、土石Gに対する距離の初期値L0とを比較することにより、土石Gに接近したか否かを判定する。
Further, when the
そして、コントローラ50は、図5、図8に示す如く、車体2が土石Gに対して所定の切換設定距離αまで接近したときに、エンジン回転数Nを予め定められた高回転数Nhに上昇させる。この高回転数Nhは、作業装置8が掘削動作を行うのに十分なエンジン出力が得られるように、通常回転数N0よりも高い回転数に設定されている(Nh>N0)。即ち、エンジン15が作業用油圧ポンプ18を高回転数Nhで駆動するときには、この油圧ポンプ18によって作業装置8の各シリンダ11L,11R,12に高圧・大流量の作動油が給排される。これにより、各シリンダ11L,11R,12は、土石Gから受ける大きな掘削反力や重量等に対して十分な駆動力を発生することができる。
As shown in FIGS. 5 and 8, the
この場合、コントローラ50によって制御信号が出力されてからエンジン出力が実際に増大するまでの間には、ある程度の時間差(タイムラグ)が存在する。そこで、切換設定距離αは、例えばエンジン回転数の目標値を高回転数Nhに切換えてから、実際のエンジン回転数Nが高回転数Nhに上昇するまでの時間差等に応じて設定され、コントローラ50に予め記憶されている。
In this case, there is a certain time difference (time lag) between the output of the control signal by the
このため、コントローラ50は、例えばエンジン出力を抑えた状態で土石Gに向けて走行しつつ、掘削動作を開始する直前の適切なタイミングでエンジン回転数Nを高回転数Nhに切換えることができ、土石Gの位置に達したときには、エンジン出力が高い状態で掘削動作をスムーズに開始することができる。
For this reason, the
さらに、コントローラ50は、例えば図10中に実線で示すように掘削動作が終了し、作業装置8を掘削終了位置S2に移動させたときに、エンジン回転数Nを高回転数Nhから通常回転数N0に復帰させる構成となっている。
Further, for example, when the excavation operation is completed and the
本実施の形態による自動運転式ホイールローダ1は上述の如き構成を有するもので、次に、図11を参照しつつ、コントローラ50の自動運転制御について説明する。
The automatic
まず、ステップ1では、ステレオカメラ38の画像データを読込む。そして、ステップ2では、例えばコントローラ50に予め記憶された識別情報と、読込んだ画像データの情報等とを用いて土石Gの認識処理を行う。また、ステップ3では、例えばステレオカメラ38から入力された左,右の画像データの視差等を利用することにより、土石Gに対する距離の初期値L0を検知する。
First, in
次に、ステップ4では、エンジン回転数Nを通常回転数N0に設定し、ステップ5では、土石Gに向けて掘削用の走行動作を開始する。そして、ステップ6では、走行中に車輪回転センサ39の検出信号を読込むことにより、走行動作を開始してからの車輪5の総回転数をカウントする。また、ステップ7では、例えば車輪5の総回転数と、予め記憶された車輪5の全周長さとを乗算することにより、車体2の走行距離dを計測、演算する。
Next, at
次に、ステップ8では、土石Gに対する距離の初期値L0と、走行距離dとの差(L0−d)が切換設定距離α以下になったか否か、即ち車体2が土石Gに対して切換設定距離α以上に接近したか否かを判定する。そして、ステップ8で「YES」と判定したときには、ステップ9でエンジン回転数Nを高回転数Nhに切換える。また、ステップ8で「NO」と判定したときには、車体2が土石Gに接近するまでステップ6〜8を繰返す。
Next, in
次に、ステップ10では、土石Gの掘削動作を行う。即ち、作業装置8を掘削開始位置S1に保持しつつ、車両を掘削動作に必要な速度で前進走行させることにより、バケット10を土石Gに突込む。そして、バケット10によって土石Gをすくい上げながら、アーム9L,9Rを掘削終了位置S2に向けて上向きに仰動する。
Next, in
また、ステップ11では、アーム角度センサ42及びバケット角度センサ43によってアーム9L,9Rとバケット10の回動角をそれぞれ検出し、これらの検出値を、コントローラ50に予め記憶された掘削終了位置S2での回動角と比較することにより、作業装置8が掘削終了位置S2に達したか否かを判定する。
In
そして、ステップ11で「YES」と判定したときには、ステップ12でエンジン回転数Nを通常回転数N0に復帰させ、後述のステップ13に移る。また、ステップ11で「NO」と判定したときには、作業装置8が掘削終了位置S2に達するまで待機する。次に、ステップ13では、車体2をトラック等の放土場所に向けて走行させ、バケット10内に収容した土石Gを放土した後に、ステップ14で終了する。
If “YES” is determined in the
かくして、本実施の形態によれば、ステレオカメラ38と車輪回転センサ39とによって車体2が土石Gに接近したか否かを検知し、土石Gとの接近を検知したときには、コントローラ50によってエンジン回転数Nを通常回転数N0から高回転数Nhに上昇させる構成としている。
Thus, according to the present embodiment, the
これにより、ホイールローダ1の自動運転時には、その車体2を土石G等の掘削対象物に向けて走行させつつ、エンジン回転数Nを通常回転数N0に保持することができる。これにより、土石Gの掘削動作を行わないときには、例えばエンジン回転数Nを通常回転数N0に抑えた状態で走行動作を効率よく行うことができ、低騒音で経済性の高い建設機械を実現することができる。
Thus, during the automatic operation of the
また、車体2が掘削対象物の近くに達したときには、この接近状態をステレオカメラ38と車輪回転センサ39とによって確実に検知することができ、コントローラ50によってエンジン回転数Nを高回転数Nhに上昇させることができる。
Further, when the
この場合、走行動作を開始する前には、ステレオカメラ38によって車体2と土石Gとの間の距離の初期値L0を予め検知しておくことができる。また、車体2の走行中には、車輪回転センサ39によって走行距離dを常に計測することができる。そして、コントローラ50は、これら距離の初期値L0と走行距離dとを比較することによって土石Gに接近したか否かを確実に判定することができる。
In this case, the initial value L0 of the distance between the
このため、コントローラ50は、掘削動作を開始する直前の適切なタイミングでエンジン出力を増大させることができ、これによって作業装置8の各シリンダ11L,11R,12の駆動力を大きくすることができる。従って、エンジン出力が高い状態で掘削動作をスムーズに開始することができ、このときにエンジン15の応答遅れ等が生じるのを確実に防止できるから、高負荷の掘削作業等であっても効率よく行うことができる。
For this reason, the
また、走行動作が終了する直前にエンジン回転数Nを上昇させることもできるから、例えば図9に示すように、作業装置8が土石Gに突込むタイミングでエンジン回転数Nを上昇させることができ、このタイミングで車体2の走行速度を高めることができる。従って、作業装置8を大きな慣性力で土石Gに勢いよく突込むことができ、走行時の慣性力を利用した掘削動作を円滑に行うことができる。
Further, since the engine speed N can be increased immediately before the traveling operation is completed, the engine speed N can be increased at the timing when the working
一方、作業装置8の掘削動作が終了したときには、各シリンダ11L,11R,12に高い駆動力を発生させる必要がないから、エンジン回転数Nを通常回転数N0に復帰させることができる。これにより、掘削動作を行うときにだけエンジン出力を増大させることができ、掘削後の走行動作等は通常回転数N0で行うことができるから、車両の運転効率や経済性を高めることができる。
On the other hand, when the excavation operation of the working
次に、図12ないし図14は本発明による第2の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、接近検知手段としてレーザ式検知手段を用いる構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, FIGS. 12 to 14 show a second embodiment according to the present invention. The feature of this embodiment is that a laser type detection means is used as an approach detection means. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
51は例えば車体2のキャブ6上に設けられたレーザ式検知手段としてのレーザ式距離センサで、該レーザ式距離センサ51は、例えば前方の物体に向けてレーザ光線を発射することにより、その反射波の受信状態に応じて物体と車体2との間の距離を検知し、コントローラ(図示せず)に検出信号を出力するものである。
For example, a
ここで、レーザ式距離センサ51の作動時には、センサ51を水平方向または垂直方向に揺動(スキャン)させることによって掘削対象物を検知する構成としてもよく、このような構成によって検出精度を高めることができる。
Here, when the laser
次に、図14を参照しつつ、レーザ式距離センサ51を用いたコントローラの自動運転制御について説明すると、この自動運転制御では、第1の実施の形態とほぼ同様に、まずステップ21でステレオカメラ38の画像データを読込み、ステップ22で土石Gの認識処理を行う。
Next, the automatic operation control of the controller using the laser
次に、ステップ23では、例えば図12に示すように、土石Gから十分に離れた位置でレーザ式距離センサ51によって距離の検出動作を行い、その検出結果を距離の判定値X0として読込む。
Next, in
ここで、距離の判定値X0とは、例えば車体2の前方の検知可能な距離に土石Gが存在しないときに、距離センサ51によって検出される見かけ上の距離であり、前方に土石Gが存在するときの検出距離と比較して、十分に長い距離として設定されるものである。なお、判定値X0は、必ずしも自動運転時に検出する必要はなく、例えば予め検出した値をコントローラに記憶させておき、その記憶値を自動運転時に用いる構成としてもよい。
Here, the distance determination value X0 is an apparent distance detected by the
次に、ステップ24では、エンジン回転数Nを通常回転数N0に設定し、ステップ25では、土石Gに向けて掘削用の走行動作を開始する。そして、ステップ26では、車両を走行させつつ、レーザ式距離センサ51によって距離Xを検出する。
Next, in
次に、ステップ27では、レーザ式距離センサ51によって検出した距離Xが判定値X0よりも小さくなったか否かを判定する。即ち、この判定処理では、土石Gが距離センサ51のレーザ光線を反射する範囲まで接近したか否かを判定するものである。
Next, in step 27, it is determined whether or not the distance X detected by the
そして、ステップ27で「YES」と判定したときには、車両が土石Gに十分に接近したので、ステップ28でエンジン回転数Nを高回転数Nhに切換える。そして、ステップ29〜33では、第1の実施の形態のステップ10〜14と同様の処理を行う。また、ステップ27で「NO」と判定したときには、車体2が土石Gに接近するまでステップ26,27を繰返す。
When it is determined as “YES” in step 27, the vehicle has sufficiently approached the earth and stone G, and therefore, in
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第1の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、レーザ式距離センサ51を用いる構成としたので、このセンサ51によって土石Gとの距離を検知しつつ、走行動作を行うことができ、土石Gの近くに達したことを確実に把握することができる。
Thus, in the present embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operational effects as those of the first embodiment. And especially in this Embodiment, since it was set as the structure which uses the laser-
また、レーザ式距離センサ51は、走行中でも土石Gとの距離を常に正確に検出することができ、例えば路面の凹凸や車体の走行速度等によって検出誤差が生じるのを抑えることができる。従って、作業現場の環境等に影響されることなく、走行経路上の正確な位置でエンジン回転数を上昇させることができ、再現性の高い自動運転を行うことができる。
Further, the laser
次に、図15は本発明による第3の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、接近検知手段として、アームシリンダまたはバケットシリンダに供給される作動油の圧力を検出する圧力センサを用いる構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第1の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。 Next, FIG. 15 shows a third embodiment according to the present invention. The feature of the present embodiment is that a pressure sensor for detecting the pressure of hydraulic oil supplied to an arm cylinder or bucket cylinder is used as an approach detection means. It is in the configuration used. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
そして、本実施の形態による自動運転制御では、第1の実施の形態とほぼ同様に、まずステップ41でステレオカメラ38の画像データを読込み、ステップ42で土石Gの認識処理を行う。
In the automatic operation control according to the present embodiment, the image data of the
次に、ステップ43では、コントローラ50に予め記憶された4つの判定値P0n(n=1,2,3,4)を読出す。これらの判定値P0nは、第1の実施の形態で述べたアーム伸張側圧力センサ44A、アーム縮小側圧力センサ44B、バケット伸張側圧力センサ45A及びバケット縮小側圧力センサ45Bの検出圧力にそれぞれ対応して設定され、アームシリンダ11L,11Rとバケットシリンダ12に供給される作動油の圧力の大小判定を行うものである。
Next, in
この場合、各判定値P0nは、例えば作業装置8が土石Gから離れた位置で無負荷状態となっているときの圧力と、作業装置8が土石Gと接触して負荷を受けることにより上昇する圧力とを判別可能な圧力値として設定されている。
In this case, each determination value P0n increases, for example, when the working
次に、ステップ44では、第1の実施の形態とほぼ同様に、エンジン回転数Nを通常回転数N0に設定し、ステップ45では掘削用の走行動作を開始する。また、ステップ46では、車両を走行させつつ、4つの圧力センサ44A,44B,45A,45Bによって圧力Pn(n=1,2,3,4)をそれぞれ検出する。
Next, in step 44, the engine speed N is set to the normal speed N0 in substantially the same manner as in the first embodiment, and in step 45, the excavating traveling operation is started. In
次に、ステップ47では、4箇所の圧力Pnが、それぞれに対応する判定値P0n以上であるか否かを判定する。そして、ステップ47において、少なくとも何れか1箇所の圧力Pnが判定値P0n以上となることにより、「YES」と判定したときには、車両が土石Gの位置に達してバケット10の先端部等が土石Gと接触し、その負荷によって何れかの圧力Pnが判定値P0n以上となったと判断することができる。そこで、ステップ48では、エンジン回転数Nを高回転数Nhに切換え、ステップ49〜53では、第1の実施の形態のステップ10〜14と同様の処理を行う。
Next, in
また、ステップ47で「NO」と判定したときには、全ての圧力Pnが判定値P0nよりも小さいので、まだバケット10の先端部等が土石Gと接触しておらず、車両が土石Gの位置に達していないと判断し、ステップ46,47を繰返しつつ待機する。
Further, when “NO” is determined in
かくして、このように構成される本実施の形態でも、前記第1の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、圧力センサ44A,44B,45A,45Bを用いる構成としたので、例えば車体2が土石Gの近傍まで走行し、バケット10の先端部等が土石Gに接触したときには、この接触を圧力センサ44A,44B,45A,45Bの何れかにより各シリンダ11L,11R,12の圧力上昇として確実に検出することができる。
Thus, in the present embodiment configured as described above, it is possible to obtain substantially the same operational effects as those of the first embodiment. And especially in this Embodiment, since it was set as the structure which uses
従って、圧力センサ44A,44B,45A,45Bは、実際の掘削動作が始まる前に、車体2が土石Gに接近したことを作動油の圧力上昇によって検知することができ、掘削動作が開始されたときには、エンジン出力が高い状態で作業装置をスムーズに作動させることができる。
Therefore, the
また、本実施の形態のように構成することにより、例えば非接触式のセンサ等を用いなくても、圧力センサ44A,44B,45A,45Bによって掘削対象物を容易に検出できるから、検出システムの構造を簡略化することができる。
Further, by configuring as in the present embodiment, for example, the excavation object can be easily detected by the
なお、前記各実施の形態では、接近検知手段として、ステレオカメラ38、車輪回転センサ39、レーザ式距離センサ51、圧力センサ44A,44B,45A,45B等を用いる構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば超音波によって距離を測定する超音波センサ等を含めて他の接近検知手段を用いる構成としてもよい。
In each of the embodiments, the
また、第3の実施の形態では、アーム伸張側圧力センサ44A、アーム縮小側圧力センサ44B、バケット伸張側圧力センサ45A及びバケット縮小側圧力センサ45Bの検出圧力を全て判定処理に用いる構成とした。しかし、本発明は、これら4箇所の圧力のうち1箇所ないし3箇所の圧力だけを判定処理に用いる構成としてもよい。
In the third embodiment, the detection pressures of the arm extension
さらに、実施の形態では、建設機械として自動運転式ホイールローダ1を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばオペレータが運転操作を行うマニュアル式のホイールローダに適用してもよい。また、本発明は、ホイールローダに限らず、車体を走行させて作業装置を掘削対象物に突込ませる建設機械として例えばブルドーザ、ローダバケットを備えた油圧ショベル等にも広く適用できるものである。
Furthermore, in the embodiment, the automatic operation
1 ホイールローダ(建設機械)
2 車体
8 作業装置
9L,9R アーム
10 バケット
11L,11R アームシリンダ(アクチュエータ)
12 バケットシリンダ(アクチュエータ)
15 エンジン
16 走行用油圧ポンプ
17 傾転用油圧ポンプ
18 作業用油圧ポンプ
20 傾転シリンダ
22 走行制御弁
25 走行モータ
38 ステレオカメラ(初期位置検知手段)
39 車輪回転センサ(走行距離計測手段)
40 エンジン回転センサ
44A アーム伸張側圧力センサ(接近検知手段)
44B アーム縮小側圧力センサ(接近検知手段)
45A バケット伸張側圧力センサ(接近検知手段)
45B バケット縮小側圧力センサ(接近検知手段)
48 ステッピングモータ
50 コントローラ(エンジン回転数上昇手段)
51 レーザ式距離センサ(レーザ式検知手段)
G 土石(掘削対象物)
N エンジン回転数
N0 通常回転数
Nh 高回転数
L0 距離の初期値
d 走行距離
α 切換設定距離
X 距離
Pn 圧力
1 Wheel loader (construction machine)
2
12 Bucket cylinder (actuator)
DESCRIPTION OF
39 Wheel rotation sensor (travel distance measuring means)
40
44B Arm reduction side pressure sensor (approach detection means)
45A Bucket extension side pressure sensor (approach detection means)
45B Bucket reduction side pressure sensor (approach detection means)
48
51 Laser type distance sensor (laser type detection means)
G Debris (object to be excavated)
N Engine speed N0 Normal speed Nh High speed L0 Initial value of distance d Travel distance α Switching set distance X Distance Pn Pressure
Claims (6)
前記車体が掘削対象物に向けて走行するときに前記掘削対象物に接近したか否かを検知する接近検知手段を設け、
前記接近検知手段によって前記掘削対象物に接近したことを検知したときに前記エンジンの回転数を通常回転数から高回転数に上昇させるエンジン回転数上昇手段を設け、
該エンジン回転数上昇手段によって前記エンジンの回転数を高回転数に上昇させた状態で、前記車体を走行させて前記作業装置を前記掘削対象物に突込ませ、前記作業装置による掘削動作を開始する構成としたことを特徴とする建設機械。 In a construction machine comprising a self-propelled vehicle body, a work device provided on the vehicle body so as to be able to move up and down, and an engine mounted on the vehicle body and serving as a power source for the vehicle body and the work device,
Providing an approach detection means for detecting whether or not the vehicle body approaches the excavation object when traveling toward the excavation object;
Providing an engine speed increasing means for increasing the engine speed from a normal speed to a high speed when the approach detecting means detects that the object to be excavated is approached ;
In a state where the engine speed is increased to a high speed by the engine speed increasing means, the vehicle body is driven to cause the work device to enter the excavation object, and the excavation operation by the work device is started. Construction machinery characterized by having a configuration.
該コントローラは、前記作業装置を掘削開始位置に保持した状態で前記車体を走行させ、前記作業装置を掘削対象物に突込ませた後に前記作業装置を掘削開始位置から掘削終了位置に移動させる構成としてなる請求項1,2,3,4または5に記載の建設機械。The controller is configured to move the vehicle body while the work device is held at the excavation start position, and move the work device from the excavation start position to the excavation end position after the work device is inserted into an excavation target. The construction machine according to claim 1, 2, 3, 4 or 5.
Priority Applications (1)
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
CN108222093A (en) * | 2018-01-02 | 2018-06-29 | 清华大学 | A kind of autonomous soil-shifting robot |
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---|---|---|---|---|
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JP6811651B2 (en) * | 2017-03-07 | 2021-01-13 | 三菱重工業株式会社 | Engine speed control device and engine speed control method |
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JP7060440B2 (en) * | 2018-05-09 | 2022-04-26 | 大成建設株式会社 | Unmanned construction system and bulldozer |
JP7172727B2 (en) * | 2019-02-27 | 2022-11-16 | 株式会社豊田自動織機 | self-driving forklift |
CN110306622A (en) * | 2019-06-18 | 2019-10-08 | 江苏徐工工程机械研究院有限公司 | Automatic control method, device and system for lifting height of loader working device |
CN110331757A (en) * | 2019-07-18 | 2019-10-15 | 江苏徐工工程机械研究院有限公司 | Loading shovel lifts control method, system and controller |
CN112878411A (en) * | 2021-03-05 | 2021-06-01 | 柳工柳州传动件有限公司 | Walking system of loader, loader and operation control method |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000291076A (en) * | 1999-04-01 | 2000-10-17 | Tokai Rika Co Ltd | Power shovel |
JP2001221077A (en) * | 2000-02-04 | 2001-08-17 | Mitsubishi Agricult Mach Co Ltd | Engine controller in working vehicle |
JP2005054903A (en) * | 2003-08-05 | 2005-03-03 | Sumitomo (Shi) Construction Machinery Manufacturing Co Ltd | Overload preventive circuit of construction machinery |
JP2006018675A (en) * | 2004-07-02 | 2006-01-19 | Kubota Corp | Automation structure for mobile work machine |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1088625A (en) * | 1996-09-13 | 1998-04-07 | Komatsu Ltd | Automatic excavation machine and method, and automatic loading method |
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2006
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000291076A (en) * | 1999-04-01 | 2000-10-17 | Tokai Rika Co Ltd | Power shovel |
JP2001221077A (en) * | 2000-02-04 | 2001-08-17 | Mitsubishi Agricult Mach Co Ltd | Engine controller in working vehicle |
JP2005054903A (en) * | 2003-08-05 | 2005-03-03 | Sumitomo (Shi) Construction Machinery Manufacturing Co Ltd | Overload preventive circuit of construction machinery |
JP2006018675A (en) * | 2004-07-02 | 2006-01-19 | Kubota Corp | Automation structure for mobile work machine |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10041229B2 (en) | 2015-11-02 | 2018-08-07 | Caterpillar Inc. | System and method for controlling operation of machine |
CN108222093A (en) * | 2018-01-02 | 2018-06-29 | 清华大学 | A kind of autonomous soil-shifting robot |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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