JP7232691B2 - 作業機械および作業機械の制御方法 - Google Patents
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Description
また、ブームにはベルクランクが取り付けられており、ベルクランクの一端と車両本体の間には、バケット用油圧シリンダが設けられている。ベルクランクの他端とバケットの間は、ロッドによって取り付けられている。バケット用油圧シリンダが伸長するとバケットはチルト方向に回動し、バケット用油圧シリンダが縮退するとバケットはダンプ方向に回動する(例えば、特許文献1参照。)。
本発明は、ブーム角度を考慮せずにチルトエンドまたはダンプエンドにおける衝撃を緩和可能な作業機械および作業機械の制御方法を提供することを目的とする。
発明の作業機械の制御方法は、制御ステップを備える。制御ステップは、ブームに対して駆動する作業具へアクチュエータの駆動力を伝達するサブリンクのブームに対する姿勢に基づいて前記アクチュエータを制御する。
(ホイールローダ1の構成の概要)
図1は、本実施の形態のホイールローダ1の構成を示す模式図である。
本実施の形態のホイールローダ1は、車体2(車両本体の一例)と、作業機3と、を備える。車体2は、車体フレーム10と、一対のフロントタイヤ4と、キャブ5と、エンジンルーム6と、一対のリアタイヤ7と、制御系統8(図3参照)と、を備えている。
ホイールローダ1は、作業機3を用いて土砂積み込み作業などを行う。
車体フレーム10は、いわゆるアーティキュレート式であり、フロントフレーム11とリアフレーム12と、連結軸部13と、を有している。フロントフレーム11は、リアフレーム12の前方に配置されている。連結軸部13は、車幅方向の中央に設けられており、フロントフレーム11とリアフレーム12を互いに揺動可能に連結する。
一対のフロントタイヤ4は、フロントフレーム11の左右に取り付けられている。また、一対のリアタイヤ7は、リアフレーム12の左右に取り付けられている。
作業機3は、ブーム14と、バケット15(作業具の一例)と、ブームシリンダ16と、バケットシリンダ17(アクチュエータの一例)と、ベルクランク18(サブリンクの一例)と、を有する。
図3は、作業機3の動作を制御する制御系統8を示す図である。
制御系統8は、作業機3の動作を制御する。制御系統8は、作業機油圧ポンプ21と、ブーム操作弁22と、バケット操作弁23と、パイロットポンプ24と、吐出回路25と、電磁比例制御弁26と、制御装置27と、EG(エンジン)制御装置29と、を有する。
作業機油圧ポンプ21は、エンジンルーム6に搭載されるエンジン30によって駆動される。エンジン30は、内燃機関であり、例えばディーゼルエンジンが用いられる。エンジン30の出力はPTO(power Take Off)31に入力された後、作業機油圧ポンプ21と、トランスミッション34に出力される。作業機油圧ポンプ21は、PTO31を介してエンジン30に駆動されて、作動油を吐出する。クラッチ32の入力側はエンジン30に取り付けられている。クラッチ32の出力側は、トルクコンバータ(TC)33に取り付けられている。エンジン30の出力は、PTO31を介してトランスミッション34に伝達される。トランスミッション34は、PTO31を介して伝達されたエンジン30の出力をフロントタイヤ4及びリアタイヤ7に伝達し、フロントタイヤ4およびリアタイヤ7が駆動する。なお、トランスミッション34は、HST(Hydro Static Transmission)、電動駆動等、適宜用いることができる。
吐出回路25は、作動油が通過する油路であり、作業機油圧ポンプ21が作動油を吐出する吐出口に取り付けられている。吐出回路25は、ブーム操作弁22とバケット操作弁23に取り付けられている。ブーム操作弁22およびバケット操作弁23は、油圧パイロット式の操作弁である。ブーム操作弁22およびバケット操作弁23は、車体2に取り付けられている。作業機油圧ポンプ21と、ブーム操作弁22と、バケット操作弁23と、吐出回路25は、パラレル式の油圧回路を形成している。
バケット操作弁23は、E位置、F位置、およびG位置の間で切換可能な3位置切換弁である。バケット操作弁23は、E位置になるとバケット15をチルト動作(図2の矢印J参照)し、F位置になると中立で位置を保持し、G位置になるとバケット15がダンプ動作(図2の矢印K参照)する。
パイロットポンプ24は、ブーム操作弁22のパイロット受圧部とバケット操作弁23のパイロット受圧部に電磁比例制御弁26を介して取り付けられている。パイロットポンプ24は、PTO31に接続されており、エンジン30によって駆動される。パイロットポンプ24は、電磁比例制御弁26を介して、ブーム操作弁22のパイロット受圧部22Rおよびバケット操作弁23のパイロット受圧部23Rにパイロット圧力の作動油を供給する。
電磁比例制御弁26は、ブーム下げ電磁比例制御弁41と、ブーム上げ電磁比例制御弁42と、バケットダンプ電磁比例制御弁43と、バケットチルト電磁比例制御弁44と、を有している。
ブーム下げ電磁比例制御弁41およびブーム上げ電磁比例制御弁42は、ブーム操作弁22の各パイロット受圧部22Rに取り付けられている。バケットダンプ電磁比例制御弁43とバケットチルト電磁比例制御弁44は、バケット操作弁23の各パイロット受圧部23Rに取り付けられている。
ブーム下げ電磁比例制御弁41、ブーム上げ電磁比例制御弁42、ブーム操作弁22およびブームシリンダ16の動作によってブーム14の上方または下方への回動が行われる。
バケットダンプ電磁比例制御弁43とバケットチルト電磁比例制御弁44、バケット操作弁23およびバケットシリンダ17の動作によってバケット15のチルト動作およびダンプ動作が行われる。
制御系統8には、オペレータによって操作されるブーム操作レバー61とバケット操作レバー62が設けられている。ブーム操作レバー61は、ブーム14を操作するためのレバーである。ブーム操作レバー61には、ブーム操作レバー61の操作量を検出する第1ポテンショメータ63が取り付けられている。
第1ポテンショメータ63および第2ポテンショメータ64の検出信号は、制御装置27の入力部47に入力される。
なお、ブーム操作レバー61およびバケット操作レバー62は、シリンダを操作する操作弁をパイロット圧で直接駆動するPPCレバーであってもよい。
制御装置27は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等の処理部45と、ROM(Read Only Memory)等の記憶部46と、入力部47と、出力部48と、を有する。
記憶部46は、バケットシリンダ17のシリンダ長(ストロークの一例)の最大値と最小値と、ベルクランク角度の最大値と最小値を記憶する。ベルクランク角度の最大値と最小値は、限界姿勢の一例に対応する。シリンダ長の最大値と最小値は、終端位置の一例に対応する。
また、バケットシリンダ17のシリンダ長(図2にLaで示す)は、ブーム角度センサ54によって検出されたブーム角度と、ベルクランク角度センサ55によって検出されたベルクランク角度から求められる。
出力部48は、ブーム下げ電磁比例制御弁41のソレノイド指令部41Sと、ブーム上げ電磁比例制御弁42のソレノイド指令部42Sと、バケットダンプ電磁比例制御弁43のソレノイド指令部43Sと、バケットチルト電磁比例制御弁44のソレノイド指令部44Sと、入出力装置50に駆動指令を出力する。
処理部45は、バケットダンプ電磁比例制御弁43のソレノイド指令部43Sまたはバケットチルト電磁比例制御弁44のソレノイド指令部44Sにバケットシリンダ17を動作させるための指令値を与えて、バケットシリンダ17を伸縮させ、バケット15をチルト動作またはダンプ動作させる。
本実施の形態のホイールローダ1では、チルトエンドおよびダンプエンドにおける衝撃を緩和するために、チルトエンドおよびダンプエンドにおいて緩停止制御が行われる。
本実施の形態の制御装置27は、ベルクランク角度と、バケットシリンダ17のストローク長に基づいて緩停止制御を行う。
図4は、ブーム角度に対するチルトエンドの時のバケットシリンダ長の変化(G1)と、ブーム角度に対するダンプエンドの時のバケットシリンダ長の変化(G2)を示す図である。縦軸がバケットシリンダ長を示し、横軸がブーム角度を示している。
図5は、バケットシリンダ17の最大値でチルトエンドに達した状態を示す図であり、図4のP1における作業機の状態の一例を示す図である。図5は、ブーム角度が最大値であり、バケットシリンダ17が伸びきってバケット15がチルトエンドに達した状態を示す。
これは、バケットシリンダ17のシリンダ長が最大値に達する前に作業機3のリンク機構の機構限界に達し、それ以上バケットシリンダ17を伸ばすことができないためである。図6は、図4のP2における作業機3の一例を示す図である。図6に示す状態では、バケット15がベルクランク18に接触しているため、これ以上バケットシリンダ17を伸ばすことができない。図6では、接触箇所がC1として示されているが、作業機3のリンクの構造によっては、機構限界において接触する位置は変化する。
一方、G2に示すように、ブーム角度が最小値からA2度までの間では、バケットシリンダ17の最小値でダンプエンドに達するが、ブーム角度がA2度から最大値までの間では、バケットシリンダ17のシリンダ長が最小値に達する前にダンプエンドに達する。
上述のように、機構限界によってチルトエンドおよびダンプエンドに達している領域では、バケットシリンダ17のストローク長は、ブーム角度に依存するが、機構限界に達しているためベルクランク角度は一定となる。
チルトエンドにおけるバケットシリンダ長のG1とバケットシリンダ長の最大値のG4に示すように、バケットシリンダ17のストローク長さが最大値に達していない領域では、ベルクランク角度の最大値G6がG1に一致する。
図9は、図8のグラフの縦軸をベルクランク角度に変換したグラフを示す図である。図9に示すように、図8のG1に対応するグラフがG1´と示され、チルトエンドにおけるベルクランク角度のブーム角度に対する変化を示す。また、図8のG2に対応するグラフがG2´と示され、ダンプエンドにおけるベルクランク角度のブーム角度に対する変化を示す。また、A3度にブーム下げの場合のエンドラインG7が引かれ、A4度にブーム上げの場合のエンドラインG8が引かれている。
なお、図4中の点線で示すG11は、バケット15を他のものに付け替えた際のチルトエンドにおけるバケットシリンダ長を示すグラフである。図4のG11に対応するグラフが図9においてG11´として示されている。G11、G11´では、G1、G1´と異なり、ブーム角度が最大値からA5度までの間では、バケットシリンダ17のシリンダ長の最大値でチルトエンドに達し、ブーム角度がA5度から最小値までの間では、バケットシリンダ17のシリンダ長が最大値に達する前にチルトエンドに達する。
なお、本実施の形態では、ダンプエンドは、バケット15によらずブーム14とベルクランク18の形状によって決定されるため校正を行う必要がなく設計値によって決められる。
図10は、本実施の形態の処理部45の構成を示すブロック図である。処理部45は、駆動指令作成部70と、ベルクランク制限量算出部71と、シリンダ制限量算出部72と、制限量決定部73と、駆動指令決定部74と、チルト/ダンプ判定部75と、を有する。
ベルクランク制限量算出部71は、入力部47を介してベルクランク角度センサ55から取得したベルクランク角度に基づいて、バケットシリンダ17を駆動するときの流量の制限量を算出する。
第1チルト側制限量算出部81は、バケット15のチルト側への操作と判定された場合に、記憶部46に記憶されているベルクランク角度の最大値と、ベルクランク角度センサ55より取得したベルクランク角度の差分を演算し、記憶部46に記憶されている第1テーブルより第1チルト側制限量(第1シリンダ駆動指令の一例)を取得する。第1テーブルでは、差分が小さいほど(ベルクランク角度が最大値に近いほど)、バケットシリンダ17に供給する作動油の流量の制限量が大きくなるように設定されている。制限量を大きくすることによって、バケットシリンダ17のシリンダロッド17aの移動速度が制限される。すなわち、ベルクランク角度の最大値に達する前にベルクランク18の移動速度を制限することにより、機構限界によるチルトエンドに達する際に緩やかに停止することができる。
シリンダ長算出部85は、ブーム角度センサ54から取得したブーム角度とベルクランク角度センサ55から取得したベルクランク角度に基づいて、バケットシリンダ17のシリンダ長を算出する。
このように、バケット15のチルト側への操作の場合、ベルクランク角の最大値とバケットシリンダ長の最大値のうち接近しているほうに対する制限量が採用されることになる。また、バケット15のダンプ側への操作の場合、ベルクランク角の最小値とバケットシリンダ長の最小値のうち接近しているほうに対する制限量が採用されることになる。
これによって、バケット15のチルト側への操作の場合、ベルクランク角の最大値またはバケットシリンダ長の最大値に近づくにつれて制限量が大きくなるため、バケット15の移動速度が遅くなり、チルトエンドにおける衝撃を緩和することができる。また、バケット15のダンプ側への操作の場合、ベルクランク角の最小値またはバケットシリンダ長の最小値に近づくにつれて制限量が大きくなるため、バケット15の移動速度が遅くなり、ダンプエンドにおける衝撃を緩和することができる。
また、バケット15のダンプ側への操作と判定された場合に作動油の流量の制限量を大きくするためには、バケットダンプ電磁比例制御弁43の開度が絞られる。これにより、パイロット圧力が低くできるため、バケットシリンダ17への作動油の流量を制限することができる。
次に、本発明にかかる実施の形態の動作について説明する。
(制御方法)
図11は、本実施の形態の作業機械の制御方法を示すフロー図である。
はじめに、ステップS10において、オペレータによってバケット操作レバー62が操作されると、第2ポテンショメータ64がバケット操作レバー62の操作量を検出し、検出信号が制御装置27の入力部47に入力される。
ステップS11において、チルト側の操作と判定された場合、制御はステップS12に進む。
次に、ステップS13において、第1チルト側制限量算出部81が、記憶部46に記憶されているベルクランク角度の最大値と、ベルクランク角度センサ55より取得したベルクランク角度の差分を演算し、記憶部46に記憶されている第1テーブルより第1チルト側制限量を算出する。
次に、ステップS15において、第2チルト側制限量算出部83が、記憶部46に記憶されているバケットシリンダ長の最大値と、シリンダ長算出部85で算出されたシリンダ長の差分を演算し、記憶部46に記憶されている第3テーブルより第2チルト側制限量を取得する。
次に、ステップS17において、駆動指令決定部74は、駆動指令作成部70で作成された駆動指令によってバケットシリンダ17に供給される作動油の流量が、制限量を超えているか否かを判定する。
一方、ステップS17において、供給される作動油の流量が制限量を超えていると判定された場合には、制御はステップS19に進み、ステップS19において駆動指令決定部74は、制限量を超えない最大流量になるように駆動指令を変更する。続いて、ステップS18において、変更された駆動指令が出力部48からバケットチルト電磁比例制御弁44のソレノイド指令部44Sに出力される。
一方、ステップS11において、チルト/ダンプ判定部75が、第2ポテンショメータ64の検出信号に基づいて、バケット15のダンプ側への操作と判定した場合、制御は、ステップS20に進む。
ステップS21において、第1ダンプ側制限量算出部82が、記憶部46に記憶されているベルクランク角度の最小値と、ベルクランク角度センサ55より取得したベルクランク角度の差分を演算し、記憶部46に記憶されている第2テーブルより第1ダンプ側制限量を取得する。
次に、ステップS23において、第2ダンプ側制限量算出部84が、記憶部46に記憶されているバケットシリンダ長の最小値と、シリンダ長算出部85で算出されたシリンダ長の差分を演算し、記憶部46に記憶されている第4テーブルより第2ダンプ側制限量を取得する。
次に、ステップS25において、駆動指令決定部74は、駆動指令作成部70で作成された駆動指令によってバケットシリンダ17に供給される作動油の流量が、制限量を超えているか否かを判定する。
一方、ステップS25において、供給される作動油の流量が制限量を超えていると判定された場合には、制御はステップS27に進み、ステップS27において駆動指令決定部74は、制限量を超えない最大流量になるように駆動指令を変更する。続いて、ステップS26において、変更された駆動指令が出力部48からバケットダンプ電磁比例制御弁43のソレノイド指令部43Sに出力される。
次に、バケット15を付け替えた際にベルクランク角度の最大値を校正する方法について説明する。図12は、ベルクランク角度の最大値を校正する方法を示すフロー図である。
バケット15を付け替えた際に、ステップS30において、オペレータは入出力装置50の入力装置51を操作してベルクランク角度の最大値の校正モード画面に切り換える。
次に、ステップS32において、チルトエンドにおけるベルクランク角度をベルクランク角度の最大値として記憶する。
この記憶したベルクランク角度の最大値は、上述した制御方法において用いられる。
(1)
本実施の形態のホイールローダ1(作業機械の一例)は、ブーム14と、バケット15(作業具の一例)と、バケットシリンダ17(アクチュエータの一例)と、ベルクランク18(サブリンクの一例)と、制御装置27(制御部の一例)と、を備える。バケット15は、ブーム14に対して駆動する。ベルクランク18は、ブーム14に取り付けられ、バケットシリンダ17の駆動力をバケット15へ伝達する。制御装置27は、ブーム14に対するベルクランク18の角度(姿勢の一例)に基づいてバケットシリンダ17を制御する。
これにより、ベルクランク18の角度に基づいて、作業機3のリンク機構の機構限界に達したときのチルトエンドおよびダンプエンドを検出することができるため、機構限界に達するときの衝撃を緩和する制御を行うことが可能となる。
本実施の形態のホイールローダ1(作業機械の一例)では、バケットシリンダ17の一端は、車体2(車両本体の一例)に取付部17b(第1取付部の一例)において回動可能に取り付けられている。ベルクランク18は、バケットシリンダ17の他端に取付部18a(第2取付部の一例)において回動可能に取り付けられている。ベルクランク18は、バケット15に取付部18b(第3取付部の一例)において回動可能に取り付けられている。ベルクランク18は、取付部18aと取付部18bの間の取付部18c(第4取付部の一例)において、ブーム14に回動可能に取り付けられている。
これにより、バケットシリンダ17の伸縮によって、バケット15がチルト側およびダンプ側に回動することができる。
本実施の形態のホイールローダ1(作業機械の一例)では、バケット15は、取付部14b(第5取付部の一例)においてブーム14に回動可能に取り付けられ、ブーム14は、取付部14a(第6取付部の一例)において車体2に回動可能に取り付けられている。ベルクランク18の姿勢は、取付部18aと取付部18cを結ぶ線と、取付部14aと取付部14bを結ぶ線によって形成される角度を含む。
この角度によって、ベルクランク18の姿勢を規定することができる。
本実施の形態のホイールローダ1(作業機械の一例)では、バケットシリンダ17のストロークを検出するブーム角度センサ54およびベルクランク角度センサ55(検出部の一例)を備える。制御装置27は、ベルクランク18のベルクランク角度(姿勢の一例)とベルクランク18のベルクランク角度の最大値および最小値(限界姿勢の一例)との差分に基づく第1チルト制限量および第1ダンプ制限量(第1シリンダ駆動の一例)と、シリンダ長とバケットシリンダ17のシリンダ長の最大値および最小値(終端位置の一例)との差分に基づく第2チルト制限量および第2ダンプ制限量(第2シリンダ駆動指令の一例)との一方に基づき駆動指令(目標シリンダ駆動指令の一例)を行う。
また、バケットシリンダ17のシリンダ長の最大値および最小値に基づいて制限量を設定することにより、作業機3のシリンダ長によるチルトエンドおよびダンプエンドにバケット15が達する際の緩和制御を行うことができる。
本実施の形態のホイールローダ1(作業機械の一例)は、バケット15を操作するバケット操作レバー62(操作部材の一例)を更に備えている。駆動指令(目標シリンダ駆動指令の一例)は、バケットシリンダ17への作動油の供給量に関する情報を含む。第1チルト制限量および第1ダンプ制限量と第2チルト制限量および第2ダンプ制限量の各々は、バケット操作レバー62の操作によるバケットシリンダ17への作動油の供給量に対する制限量の情報を含む。制御装置27は、第1チルト制限量および第1ダンプ制限量と第2チルト制限量および第2ダンプ制限量のうち最も大きい制限量を用いて目標シリンダ駆動指令を行う。
これにより、作業機3のリンク機構の機構限界によるチルトエンドおよびダンプエンドと、作業機3のシリンダ長によるチルトエンドおよびダンプエンドのいずれかに、バケット15が達することに対して緩和制御を行うことができる。
本実施の形態のホイールローダ1(作業機械の一例)は、制御装置27は、バケット操作レバー62の操作に基づく作動油の供給量が、制限量を超えている場合には、目標シリンダ駆動指令における作動油の供給量を、制限量を超えない値に設定する。バケット操作レバー62の操作に基づく作動油の供給量が、制限量を超えていない場合には、目標シリンダ駆動指令における作動油の供給量を、バケット操作レバー62の操作に基づく作動油の供給量に設定する。
これにより、チルトエンドおよびダンプエンドに達する場合に、衝撃を緩和するように制御を行うことができる。
本実施の形態のホイールローダ1(作業機械の一例)の制御方法は、ステップS11~S20(制御ステップの一例)を備える。ステップS11~S20(制御ステップの一例)は、ブーム14に対して駆動するバケット15へバケットシリンダ17の駆動力を伝達するベルクランク18のブーム14に対する姿勢に基づいてバケットシリンダ17を制御する。
これにより、ベルクランク18の角度に基づいて、作業機3のリンク機構の機構限界に達したときのチルトエンドおよびダンプエンドを検出することができるため、機構限界に達するときの衝撃を緩和する制御を行うことが可能となる。
本実施の形態のホイールローダ1(作業機械の一例)の制御方法は、ステップS31(移動ステップの一例)と、ステップS32(記憶ステップの一例)と、を備える。ステップS31(移動ステップの一例)では、バケット15をチルトエンドまで移動させる。ステップS32では、ベルクランク18のチルトエンドにおけるベルクランク角度(姿勢の一例)を記憶する。ステップS11~S20(制御ステップの一例)は、チルトエンドにおけるベルクランク18の角度(姿勢の一例)に基づいてバケットシリンダ17を制御する。
これにより、バケット15を交換した際にバケット15の最大値を簡単に取得し、チルトを検出することができる。
本実施の形態のホイールローダ1(作業機械の一例)の制御方法では、ステップS11~S26(制御ステップの一例)は、ベルクランク18のベルクランク角度(姿勢の一例)とベルクランク18のベルクランク角度の最大値または最小値(限界姿勢の一例)との差分に基づく第1チルト制限量または第1ダンプ制限量(第1シリンダ駆動の一例)と、シリンダ長とバケットシリンダ17のシリンダ長の最大値または最小値(終端位置の一例)との差分に基づく第2チルト制限量または第2ダンプ制限量(第2シリンダ駆動指令の一例)との一方に基づき駆動指令(目標シリンダ駆動指令の一例)を行う。
また、バケットシリンダ17のシリンダ長の最大値および最小値に基づいて制限量を設定することにより、作業機3のシリンダ長によるチルトエンドおよびダンプエンドにバケット15が達する際の緩和制御を行うことができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
(A)
上記実施の形態の作業機3では、ベルクランク18のバケットシリンダ17との取付部18aが、バケット15のロッド15aとの取付部18bよりも回動方向においてキャブ5側に配置されているが、これに限らなくても良く、ベルクランク18のバケット15のロッド15aとの取付部が、バケットシリンダ17との取付部よりもキャブ5側に配置されていてもよい。
上記実施の形態の作業機3では、バケットシリンダ17が伸長した際にバケット15がチルト側に回動し、収縮した際にバケット15がダンプ側に回動しているが、これに限らなくても良く、バケットシリンダ17が伸長した際にバケット15がダンプ側に回動し、収縮した際にバケット15がチルト側に回動してもよい。
上記実施の形態では、ベルクランク18の角度を用いてチルトエンドおよびダンプエンドの双方を検出しているが、たとえばチルトエンドのみを検出してもよい。ダンプエンドに関しては、バケットシリンダ17のストローク長だけでダンプエンドを検出してもよい。これは、ダンプエンドに関してはバケット15を交換しても変化しないため、一度設定すればよく、バケットを付け替えるたびに上述した校正を行う必要がないためである。
上記実施の形態では、チルト/ダンプ判定部75によってバケット15のチルト側への移動かダンプ側への移動かを判定して、ベルクランク制限量算出部71は、第1チルト側制限量と第1ダンプ側制限量の一方を求め、シリンダ制限量算出部72は、第2チルト側制限量と第2ダンプ側制限量の一方を求めているが、これに限られるものではない。例えば、ベルクランク制限量算出部71は、ベルクランク角度センサ55によって検出されたベルクランク角度が最大値と最小値のうち近い方との差分を検出し、その差分に基づいてベルクランク角度に基づいた制限量を算出してもよい。シリンダ制限量算出部72も同様に、算出されたストロークが最大値と最小値のうち近い方との差分を検出し、その差分に基づいてシリンダ長に基づいた制限量を一つ算出してもよい。
さらに、例えば、バケット15のチルト側への移動かダンプ側への移動かを判定を行わずに、第1チルト側制限量と第1ダンプ側制限量と第2チルト側制限量と第2ダンプ側制限量の全てを求め、制限量が最も大きいものを採用しても良い。
上記実施の形態では、作業機3の機構限界によるチルトエンドとダンプエンドをベルクランク18の角度に基づいて検出し、バケットシリンダ17のシリンダ長によるチルトエンドとダンプエンドをストローク長に基づいて検出しているが、一般的に衝撃が強い機構限界によるチルトエンドとダンプエンドのみを検出してもよい。
上記実施の形態では、ベルクランク角度センサ55は、例えば、ポテンショメータが用いられているが、これに限らなくても良く、IMU(Inertial measurement unit)等であってもよい。
(G)
上記実施の形態では、バケットシリンダ17のストロークをブーム角度センサ54とベルクランク角度センサ55の検出値に基づいて求めているが、これに限らなくても良く、シリンダ長を直接計測してもよい。
上記実施の形態では、ブーム14に対するベルクランク18の姿勢の一例として図2に示すベルクランクの角度が用いられているが、ブーム14に対するベルクランク18の姿勢が一義的に決まれば図2のθbに限られるものでなく、複数の角度の組み合わせであってもよい。
14 :ブーム
15 :バケット
17 :バケットシリンダ
18 :ベルクランク
27 :制御装置
Claims (7)
- ブームと、
前記ブームに対して駆動する作業具と、
前記作業具を操作する操作部材と、
前記作業具を駆動するシリンダと、
前記ブームに取り付けられ、前記シリンダの駆動力を前記作業具へ伝達するサブリンクと、
前記ブームに対する前記サブリンクの姿勢に基づいて前記シリンダを制御する制御部と、
前記シリンダのストロークを検出する検出部と、を備え、
前記制御部は、
前記サブリンクの姿勢と前記サブリンクの限界姿勢との差分に基づく第1シリンダ駆動指令と、前記ストロークと前記シリンダの終端位置との差分に基づく第2シリンダ駆動指令との一方に基づき、前記シリンダへの作動油の供給量に関する情報を含む目標シリンダ駆動指令を行い、
前記第1シリンダ駆動指令と前記第2シリンダ駆動指令の各々は、前記操作部材の操作による前記シリンダへの作動油の供給量に対する制限量の情報を含み、
前記制御部は、前記第1シリンダ駆動指令と前記第2シリンダ駆動指令の双方のうち大きい制限量を用いて前記目標シリンダ駆動指令を行い、
前記操作部材の操作に基づく作動油の供給量が、前記制限量を超えている場合には、前記目標シリンダ駆動指令における前記作動油の供給量を、前記制限量を超えない値に設定し、
前記操作部材の操作に基づく作動油の供給量が、前記制限量を超えていない場合には、前記目標シリンダ駆動指令における前記作動油の供給量を、前記操作部材の操作に基づく作動油の供給量に設定する、
作業機械。 - 前記シリンダの一端は、車両本体に第1取付部において回動可能に取り付けられ、
前記サブリンクは、前記シリンダの他端に第2取付部において回動可能に取り付けられ、
前記サブリンクは、前記作業具に第3取付部において回動可能に取り付けられ、
前記サブリンクは、前記第2取付部と前記第3取付部の間の第4取付部において、前記ブームに回動可能に取り付けられている、
請求項1に記載の作業機械。 - 前記作業具は、第5取付部において前記ブームに回動可能に取り付けられ、
前記ブームは、第6取付部において前記車両本体に回動可能に取り付けられ、
前記サブリンクの姿勢は、前記第2取付部と前記第4取付部を結ぶ線と、前記第5取付部と前記第6取付部を結ぶ線によって形成される角度を含む、
請求項2に記載の作業機械。 - 前記シリンダの終端位置は、前記シリンダの前記ストロークの最大値および最小値であり、
前記サブリンクの限界姿勢は、前記作業具のチルトエンドおよびダンプエンドにおける前記サブリンクの姿勢である、
請求項1に記載の作業機械。 - 前記作業機械は、フロントフレームとリアフレームが連結されたアーティキュレート式のホイールローダである、
請求項1~4のいずれか1項に記載の作業機械。 - ブームに対して駆動する作業具へシリンダの駆動力を伝達するサブリンクの前記ブームに対する姿勢に基づいて前記シリンダを制御する制御ステップを備え、
前記制御ステップは、
前記サブリンクの姿勢と前記サブリンクの限界姿勢との差分に基づく第1シリンダ駆動指令と、前記シリンダのストロークと前記シリンダの終端位置との差分に基づく第2シリンダ駆動指令との一方に基づき、前記シリンダへの作動油の供給量に関する情報を含む目標シリンダ駆動指令を行い、
前記第1シリンダ駆動指令と前記第2シリンダ駆動指令の各々は、前記作業具を操作する操作部材の操作による前記シリンダへの作動油の供給量に対する制限量の情報を含み、
前記制御ステップは、前記第1シリンダ駆動指令と前記第2シリンダ駆動指令の双方のうち大きい制限量を用いて前記目標シリンダ駆動指令を行い、
前記操作部材の操作に基づく作動油の供給量が、前記制限量を超えている場合には、前記目標シリンダ駆動指令における前記作動油の供給量を、前記制限量を超えない値に設定し、
前記操作部材の操作に基づく作動油の供給量が、前記制限量を超えていない場合には、前記目標シリンダ駆動指令における前記作動油の供給量を、前記操作部材の操作に基づく作動油の供給量に設定する、
作業機械の制御方法。 - 前記作業具をチルトエンドまで移動させる移動ステップと、
前記サブリンクの前記チルトエンドにおける姿勢を記憶する記憶ステップと、を更に備え、
前記制御ステップは、前記チルトエンドにおける前記サブリンクの姿勢に基づいて前記シリンダを制御する、
請求項6に記載の作業機械の制御方法。
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