JP6971888B2 - 作業車両、作業車両を含むシステムおよび作業車両の積載重量算出方法 - Google Patents
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Description
実施形態においては、作業車両の一例としてホイールローダ1について説明する。図1は、実施形態に係る作業車両の一例としてのホイールローダ1の側面図である。
図2に示される第1処理装置30は、バケット6の積荷状態を判定し、かつ積荷状態において走行装置4が後進状態から後進状態以外の他の状態へ移行する操作をしたことを示す後進状態切換信号を走行センサから受け取ったときに、後進状態切換信号に基づいてバケット6の積載重量を作業機センサの検出値から算出する。以下、上記機能を有する第1処理装置30の機能ブロックについて説明する。
次に、瞬時荷重Wの算出方法について、まず概略を説明する。
本実施形態のホイールローダ1は、土砂などの掘削対象物をバケット6に掬い取る掘削動作と、バケット6内の荷(掘削対象物100)をダンプトラック200などの運搬機械に積み込む積込動作とを実行する。図6は、実施形態に基づくホイールローダ1の掘削動作および積込動作を構成する一連の工程の例を示す模式図である。ホイールローダ1は、次のような複数の工程を順次に行うことを繰り返して、掘削対象物100を掘削し、ダンプトラック200などの運搬機械に掘削対象物100を積み込んでいる。
図7は、ホイールローダ1の掘削作業および積込作業を構成する一連の工程の判定方法を示すテーブルである。
図7に示した各作業工程に対応する「前後進切換レバー」、「ブーム」、「バケット」および「作業機シリンダ圧力」の判定条件の組み合わせが、記憶部30j(図2)に予め格納されている。第1処理装置30は、前後進切換装置49からの信号に基づいて、現在選択されている前後進切換レバー(F、N、R)を把握する。第1処理装置30は、ブーム操作検出部52bからの信号に基づいて、ブーム14に対する現在の操作の種類(下げ、中立または上げ)を把握する。第1処理装置30は、バケット操作検出部54bからの信号に基づいて、バケット6に対する現在の操作の種類(ダンプ、中立またはチルトバック)を把握する。さらに、第1処理装置30は、図2に示した圧力センサ28bからの信号に基づいて、ブームシリンダ16のシリンダボトム室の現在の油圧を把握する。
本実施形態のホイールローダ1は、上記の掘削積込動作において、バケット6内の積載重量Wを計測し、かつ積載重量Wの積算値を算出する。
本発明者は、本実施形態に係るホイールローダ1の掘削積込の一連の動作におけるブーム角度、ブームシリンダ差圧、瞬時荷重および積載重量の変化について調べた。その結果を、図9に示す。
図9に示されるように、積荷状態において後進状態(積荷後進)から前進状態(積荷前進)に切り換わる前後にはブームシリンダ差圧および瞬時荷重の各々の経時的な変化が極めて小さい。本実施形態においては、図3および図6に示されるように、積荷状態において走行装置4が後進状態から後進状態以外の他の状態へ移行する操作をしたことを示す後進状態切換信号に基づいてバケット6の積載重量が算出される。このように本実施形態では、後進状態から前進状態に切り換わる前後のタイミングで積載重量Wの計測が行われる。この後進状態から前進状態に切り換わる前後のタイミングでは、ブームシリンダ差圧および瞬時荷重の各々が安定しているため、積載重量Wを正確に計測することが可能となる。ゆえに、積載重量を計算するに当たり、前後進切換レバーが後進から前進に切り換えられた直後の瞬時荷重に基づき、積載重量が計算されるとよい。
Claims (11)
- 車体と、
前記車体に取り付けられ、かつバケットと、ブームと、前記ブームを駆動するブームシリンダとを有する作業機と、
前記車体に取り付けられ、かつ前記車体を走行させる走行装置と、
前記作業機の状態を検知し、かつ前記ブームシリンダのボトム圧を検出する油圧検出器と前記ブームの角度を検出する角度検出器とを有する作業機センサと、
前記走行装置の走行状態を検知する走行センサと、
前記バケットの積荷状態を判定し、かつ前記積荷状態において前記走行装置が後進状態から前記後進状態以外の他の状態へ移行する操作をしたことを示す後進状態切換信号を前記走行センサから受け取ったときに、前記後進状態切換信号に基づいて前記バケットの積載重量を、少なくとも前記油圧検出器と前記角度検出器との検出値から算出するコントローラとを備えた、作業車両。 - 前記コントローラは、前記作業機センサからのセンサ信号により前記作業機が積荷状態であるか否かにより、前記バケットの前記積荷状態を判定する、請求項1に記載の作業車両。
- 前記コントローラは、前記作業機が排土したことを示す排土信号を前記作業機センサから受け取り、かつ前記排土信号に基づいて前記積載重量を出力する、請求項1または請求項2に記載の作業車両。
- 前記コントローラは、複数の前記積載重量を自動で積算する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の作業車両。
- 前記作業機センサは、圧力センサおよびひずみセンサの少なくとも一方を含む、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の作業車両。
- 前記作業機センサは、作業機位置センサをさらに含む、請求項5に記載の作業車両。
- 前記作業機位置センサは、シリンダストロークセンサまたは作業機角度センサである、請求項6に記載の作業車両。
- 前記走行センサは、前進、中立および後進を切り換え可能なFNR切換レバーを含む、請求項7に記載の作業車両。
- 前記走行センサは、車速検出部を含む、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の作業車両。
- 車体と、
前記車体に取り付けられ、かつバケットを有する作業機と、
前記車体に取り付けられ、かつ前記車体を走行させる走行装置と、
前記作業機の状態を検知する作業機センサと、
前記走行装置の走行状態を検知する走行センサと、
前記バケットの積荷状態を判定し、かつ前記積荷状態において前記走行装置が後進状態から前記後進状態以外の他の状態へ移行する操作をしたことを示す後進状態切換信号を前記走行センサから受け取ったときに、前記後進状態切換信号に基づいて前記バケットの積載重量を前記作業機センサの検出値から算出するコントローラとを備えた、作業車両を含むシステム。 - 車体と、前記車体に取り付けられかつバケットを有する作業機と、前記車体に取り付けられかつ前記車体を走行させる走行装置と、前記作業機の状態を検知する作業機センサと、前記走行装置の走行状態を検知する走行センサとを備える作業車両の積載重量算出方法であって、
前記バケットの積荷状態を判定する工程と、
前記積荷状態において前記走行装置が後進状態から前記後進状態以外の他の状態へ移行する操作をしたことを示す後進状態切換信号を前記走行センサから受け取ったときに、前記後進状態切換信号に基づいて前記バケットの積載重量を前記作業機センサの検出値から算出する工程とを備えた、作業車両の積載重量算出方法。
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