KR20230042110A

KR20230042110A - 작업 차량

Info

Publication number: KR20230042110A
Application number: KR1020237006586A
Authority: KR
Inventors: 죠츠나 판데이; 요우코 즈카다; 마사노리 이치노세; 마사키 히구라시; 요시아키 즈츠미; 쇼우타 후지요시
Original assignee: 히다찌 겐끼 가부시키가이샤
Priority date: 2021-01-21
Filing date: 2021-12-13
Publication date: 2023-03-27
Also published as: JP7034348B1; US20230323625A1; EP4187020A1; CN116057235A; JP2022112062A; WO2022158168A1

Abstract

오퍼레이터의 숙련도에 관계없이, 굴삭 대상물을, 적절한 연비로 효율적으로, 각종 굴삭 패턴으로 굴삭할 수 있는 작업 차량을 제공한다. 제어 장치를 구비한 작업 차량. 제어 장치는, 삽입 제어와, 가속 시 제어와, 감속시 제어를 포함하는 제어를 실행한다. 삽입 제어는, 굴삭 대상물을 향하여 이동하는 차량의 가속도 α가 부로 되는 돌입 조건을 충족시키고 나서 가속도 α가 최초로 정으로 되는 삽입 조건을 충족시킬 때까지의 삽입 기간 Ph1에 있어서, 버킷의 틸트량(스트로크량 S2)을 유지하여 리프트 암의 리프트량(스트로크량 S1)을 증가시키는 제어이다. 가속 시 제어는, 최초로 삽입 조건을 충족시키고 나서 리프트량 및 틸트량이 각각 규정값에 달하는 종료 조건을 충족시킬 때까지의 리프트 기간 Ph2가 있어서, 가속도 α가 정으로 되는 가속 조건을 충족시키는 경우에, 틸트량을 유지하여 리프트량을 증가시키는 제어이다. 감속시 제어는, 리프트 기간 Ph2에 있어서, 가속도 α가 부로 되는 감속 조건을 충족시키는 경우에, 리프트량을 유지하여 틸트량을 증가시키는 제어이다.

Description

작업 차량

본 개시는, 휠 로더 등의 굴삭 작업을 행하는 작업 차량에 관한 것이다.

종래부터 굴삭 작업을 행하는 작업 차량으로서 휠 로더가 알려져 있고, 오퍼레이터의 숙련도에 관계없이, 숙련자에 가까운 생산 효율을 실현하는 것을 목적으로 한 자동 제어가 개시되어 있다. 구체적으로는, 소정의 조건이 성립했을 때에는 버킷의 틸트 동작을 개시하고, 틸트 동작을 개시한 시점부터 리프트력이 상승한 양에 기초하여 틸트 동작을 종료시키는 버킷의 자동 제어 외에도, 리프트력과 차속과 리프트 암의 각도에 기초하여 리프트 암의 상승 동작을 개시시켜 리프트 암의 상승 동작의 개시 시부터 리프트력 또는 리프트 암의 각도의 증가량에 기초하여, 상승 동작을 종료시키는 리프트 암의 자동 제어가 개시되어 있다(특허문헌 1 참조).

국제 공개 제2015/004809호

그러나, 휠 로더 등의 작업 차량에 의해 지반을 굴삭할 때에는, 예를 들어 지반에의 깊은 관입에 의한 굴삭, 지반에의 중정도의 관입에 의한 굴삭, 또는 지반에의 얕은 관입에 의한 굴삭과 같은, 각종 굴삭 패턴을 실행할 것이 요구되고, 굴삭 대상물을 적절한 연비로 굴삭할 것이 요구되지만, 상기한 종래의 작업 기계에 의한 자동 제어에서는, 소정의 리프트력의 증가량에 기초하여 버킷의 틸트 동작이나 리프트 암의 상승 동작을 종료시키기 위해서, 하나의 굴삭 패턴을 자동적으로 실행할 수 있는 한편, 전술한 바와 같은 각종 굴삭 패턴을 자동적으로 실행할 수는 없다. 이와 같이, 굴삭 패턴이 하나로 고정되면, 굴삭 대상물을 다양한 굴삭 패턴으로 굴삭할 수 없게 된다.

본 발명의 목적은, 오퍼레이터의 숙련도에 관계없이, 굴삭 대상물을, 적절한 연비로 효율적으로, 각종 굴삭 패턴으로 굴삭할 수 있는 작업 차량을 제공하는 데 있다.

본 개시의 일 양태는, 차체와, 상기 차체에 회동 가능하게 일단부측이 설치된 리프트 암과, 상기 리프트 암의 타단부측에 회동 가능하게 설치된 버킷과, 상기 차체의 가속도를 검출하는 가속도 센서와, 상기 리프트 암의 리프트량을 검출하는 리프트량 검출 센서와, 상기 버킷의 틸트량을 검출하는 틸트량 검출 센서와, 상기 버킷 및 상기 리프트 암을 제어하는 제어 장치를 구비한 작업 차량이며, 상기 제어 장치는, 상기 가속도 센서에 의해 검출된 가속도가 부로 되는 굴삭 대상물에의 돌입 조건을 충족시키고 나서 상기 가속도 센서에 의해 검출된 가속도가 최초로 정으로 되는 굴삭 대상물에의 삽입 조건을 충족시킬 때까지의 삽입 기간에 있어서, 상기 틸트량 검출 센서에 의해 검출된 상기 틸트량을 유지하여 상기 리프트량을 증가시키고, 최초로 상기 삽입 조건을 충족시키고 나서 상기 리프트량 검출 센서에 의해 검출된 리프트량 및 상기 틸트량 검출 센서에 의해 검출된 틸트량이 각각 규정값에 달하는 종료 조건을 충족시킬 때까지의 리프트 기간에 있어서, 상기 가속도가 정으로 되는 가속 조건을 충족시키는 경우에, 상기 틸트량을 유지하여 상기 리프트량을 증가시키고, 상기 리프트 기간에 있어서, 상기 가속도가 부로 되는 감속 조건을 충족시키는 경우에, 상기 리프트량을 유지하여 상기 틸트량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 작업 차량이다.

본 개시의 상기 일 양태에 의하면, 오퍼레이터의 숙련도에 관계없이, 굴삭 대상물을, 적절한 연비로 효율적으로, 각종 굴삭 패턴으로 굴삭할 수 있는 작업 차량을 제공할 수 있다.

도 1은 본 개시에 관한 작업 차량의 일 실시 형태를 나타내는 측면도.
도 2는 도 1에 나타내는 작업 차량에 탑재된 유압 장치의 일부의 개략적인 회로도.
도 3은 도 1에 나타내는 작업 차량에 탑재된 제어 장치의 기능 블록도.
도 4는 도 3에 나타내는 제어 장치에 의해 실행되는 제어의 흐름도.
도 5는 도 4에 나타내는 제어가 실행되었을 때의 작업 차량의 상태를 나타내는 그래프.

이하, 도면을 참조하여 본 개시의 작업 차량의 실시 형태를 설명한다.

도 1은, 본 개시에 관한 작업 차량의 일 실시 형태를 나타내는 측면도이다. 도 2는, 도 1에 나타내는 작업 차량(100)에 탑재된 유압 장치(130)의 일부의 개략적인 회로도이다. 도 3은, 도 1에 나타내는 작업 차량(100)에 탑재된 제어 장치(150)의 기능 블록도이다. 또한, 도 2에서는, 유체의 경로를 실선, 파일럿압의 경로를 파선, 전기 신호의 경로를 점선으로 표시하고 있다.

본 실시 형태의 작업 차량(100)은, 예를 들어 지표에 퇴적된 쇄석, 토사, 광석 등의 굴삭 대상물(Od)을 굴삭하여, 덤프 트럭 등의 운반 차량의 짐받이에 싣기 위한 휠 로더이다. 작업 차량(100)은, 예를 들어 서로 핀 결합된 전 프레임과 후 프레임을 가진 차체(111)와, 작업기(120)와, 유압 장치(130)와, 검지 장치(140)와, 제어 장치(150)를 구비하고 있다. 또한, 작업 차량(100)은 휠 로더에 한정되지 않고, 예를 들어 로딩 셔블 등, 다른 작업 차량이나 작업 기계여도 된다.

후 프레임에는, 예를 들어 차륜(112)과 캐빈(113)을 구비하고 있다. 후 프레임의 건물 커버의 내부에는, 유압 장치(130) 및 제어 장치(150) 외에도, 도시를 생략하는 엔진, 트랜스미션 및 연료 탱크 등이 탑재되어 있다. 차륜(112)은, 예를 들어 엔진에 트랜스미션을 통해 연결되고, 엔진의 회전에 의해 트랜스미션을 통해 구동되어 차체(111)를 주행시킨다.

캐빈(113)은 차체(111)의 전방부의 작업기(120) 후방에 마련된 차실이다. 도시를 생략하지만, 캐빈(113)의 내부에는, 예를 들어 오퍼레이터가 탑승하기 위한 좌석 외에도, 조작 레버, 브레이크 페달, 액셀러레이터 페달, 표시 장치, 스피커, 스위치, 표시 램프, 계기류 등이 배치되어 있다. 본 실시 형태의 작업 차량(100)은, 예를 들어 캐빈(113)의 내부에, 제어 장치(150)에 의한 제어 AD를 실행하기 위한 자동 굴삭 스위치(160)를 구비하고 있다.

작업기(120)는, 예를 들어 차체(111)의 전방부에 설치된 리프트 암(121)과, 그 리프트 암(121)의 차체(111)에 설치된 기단부와 반대측의 선단부에 설치된 버킷(122)을 구비하고, 굴삭 대상물(Od)을 굴삭하여 들어 올린다. 또한, 작업기(120)는 버킷(122)을 구동하기 위한 벨 크랭크(123)와, 버킷 링크(124)를 구비하고 있다. 또한, 도시를 생략하지만, 작업기(120)는 차체(111)의 폭 방향으로 간격을 두고 배치된 좌우 한 쌍의 리프트 암(121)을 구비하고 있다.

유압 장치(130)는, 예를 들어 차체(111)의 내부에 탑재되어 있다. 유압 장치(130)는 도 2에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 리프트 실린더(131)와 버킷 실린더(132)와, 펌프(133)와, 방향 제어 밸브(134)와, 파일럿 밸브(135)와, 리저버(136)와, 파일럿 펌프(137)를 구비하고 있다.

리프트 실린더(131) 및 버킷 실린더(132)는, 예를 들어 유압 실린더이다. 펌프(133) 및 파일럿 펌프(137)는, 예를 들어 엔진에 의해 구동되는 유압 펌프이다. 방향 제어 밸브(134)는, 예를 들어 리프트 제어 밸브(134a)와 버킷 제어 밸브(134b)를 포함한다. 파일럿 밸브(135)는, 예를 들어 리프트 파일럿 밸브(135a)와 버킷 파일럿 밸브(135b)를 포함한다. 리저버(136)는, 예를 들어 작동유 등의 유체를 저류한다.

리프트 실린더(131)는, 예를 들어 도 1에 나타내는 바와 같이, 피스톤 로드의 선단부가 리프트 암(121)의 중간부 하단에 연결되고, 피스톤 로드와 반대측의 실린더 튜브의 기단부가 차체(111)의 전방부에 연결되어 있다. 또한, 도시를 생략하지만, 작업 차량(100)은, 예를 들어 차체(111)의 폭 방향의 양측에, 좌우 한 쌍의 리프트 실린더(131)를 구비하고 있다.

리프트 실린더(131)는 그 신장 시에, 리프트 암(121)을, 차체(111)에 설치된 회전축을 중심으로 상방으로 회전시킨다. 이에 의해, 리프트 암(121)의 리프트량이 증가하여, 리프트 암(121)의 선단부의 버킷(122)을 들어 올릴 수 있다. 또한, 리프트 실린더(131)는 그 수축 시에, 리프트 암(121)을, 차체(111)에 설치된 회전축을 중심으로 하방으로 회전시킨다. 이에 의해, 리프트 암(121)의 리프트량이 감소하여, 리프트 암(121)의 선단부에 설치된 버킷(122)을 하강시킬 수 있다.

버킷 실린더(132)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 한 쌍의 리프트 암(121)의 사이에 배치되어 있다. 버킷 실린더(132)는, 예를 들어 피스톤 로드의 선단부가 벨 크랭크(123) 및 버킷 링크(124)를 통해 버킷(122)에 연결되고, 피스톤 로드와 반대측의 실린더 튜브의 기단부가 차체(111)에 연결되어 있다. 벨 크랭크(123)는, 예를 들어 좌우 한 쌍의 리프트 암(121)의 중앙부를 연결하는 연결부에 지지되어 있다.

버킷 실린더(132)는 그 신장 시에, 벨 크랭크(123) 및 버킷 링크(124)를 통해, 버킷(122)을 리프트 암(121)의 선단부에 설치된 회전축을 중심으로 상방으로 회전시킨다. 이에 의해, 버킷(122)의 틸트량이 증가하여, 버킷(122)의 개구가 상방을 향하고, 버킷(122)에 의해 굴삭 대상물(Od)을 떠낼 수 있다.

또한, 버킷 실린더(132)는 그 수축 시에, 벨 크랭크(123) 및 버킷 링크(124)를 통해, 버킷(122)을 리프트 암(121)에 설치된 회전축을 중심으로 하방으로 회전시킨다. 이에 의해, 버킷(122)의 틸트량이 감소하여, 버킷의 개구가 하방을 향하고, 버킷(122)에 의해 떠낸 굴삭 대상물(Od)을, 버킷(122)의 외측에 덤프할 수 있다.

펌프(133)는 도 2에 나타내는 바와 같이, 리프트 실린더(131) 및 버킷 실린더(132)를 신장 및 수축시키기 위한 유체를 송출한다. 펌프(133)는, 예를 들어 리저버(136)에 저류된 작동유 등의 유체를, 방향 제어 밸브(134)를 통해 리프트 실린더(131) 및 버킷 실린더(132)의 실린더 튜브의 보텀측에 송출하여, 피스톤 로드를 신장시킨다. 또한, 펌프(133)는 유체를 방향 제어 밸브(134)를 통해 리프트 실린더(131) 및 버킷 실린더(132)의 실린더 튜브의 로드측에 송출하여, 피스톤 로드를 수축시킨다.

방향 제어 밸브(134)는 파일럿 밸브(135)에 의해 생성된 리프트 파일럿압(lpp) 및 버킷 파일럿압(bpp)에 따라서, 리프트 실린더(131) 및 버킷 실린더(132)에 공급되는 유체의 유량을 제어한다. 보다 구체적으로는, 리프트 제어 밸브(134a)는 리프트 파일럿 밸브(135a)에 의해 생성된 리프트 파일럿압(lpp)에 따라서, 리프트 실린더(131)의 실린더 튜브의 보텀측 또는 로드측에 공급되는 유체의 유량을 제어한다. 또한, 버킷 제어 밸브(134b)는 버킷 파일럿 밸브(135b)에 의해 생성된 버킷 파일럿압(bpp)에 따라서, 버킷 실린더(132)의 실린더 튜브의 보텀측 또는 로드측에 공급되는 유체의 유량을 제어한다.

파일럿 밸브(135)는 방향 제어 밸브(134)에 접속되고, 제어 장치(150)의 제어에 따른 리프트 파일럿압(lpp) 및 버킷 파일럿압(bpp)을 생성한다. 보다 구체적으로는, 리프트 파일럿 밸브(135a)는 리프트 제어 밸브(134a)에 접속되고, 제어 장치(150)로부터 입력되는 제어 신호 lcs에 따른 리프트 파일럿압(lpp)을 생성한다. 또한, 버킷 파일럿 밸브(135b)는 버킷 제어 밸브(134b)에 접속되고, 제어 장치(150)로부터 입력되는 제어 신호 bcs에 따른 버킷 파일럿압(bpp)을 생성한다.

보다 상세하게는, 리프트 파일럿 밸브(135a)는 리프트 실린더(131)의 실린더 튜브의 로드측과 보텀측의 각각에 펌프(133)로부터 유체를 공급하기 위해서, 리프트 제어 밸브(134a)의 우측과 좌측 각각의 리프트 파일럿압(lpp)을 생성한다. 또한, 버킷 파일럿 밸브(135b)는 버킷 실린더(132)의 실린더 튜브의 로드측과 보텀측 각각에, 펌프(133)로부터 유체를 공급하기 위해서, 버킷 제어 밸브(134b)의 우측과 좌측 각각의 버킷 파일럿압(bpp)을 생성한다.

파일럿 펌프(137)는 리저버(136)로부터 파일럿 밸브(135)에 유체를 송출하여, 파일럿 밸브(135)를 통해 방향 제어 밸브(134)에 입력되는 리프트 파일럿압(lpp) 및 버킷 파일럿압(bpp)을 생성한다. 보다 구체적으로는, 파일럿 펌프(137)는 리프트 파일럿 밸브(135a)와 버킷 파일럿 밸브(135b)의 각각에 유체를 송출하여, 리프트 제어 밸브(134a)와 버킷 제어 밸브(134b)에 각각 입력되는 리프트 파일럿압(lpp)과 버킷 파일럿압(bpp)을 생성한다.

검지 장치(140)는, 예를 들어 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 스트로크 센서(141)와, 유압 센서(142)와, 각도 센서(143)와, 속도 센서(144)와, 가속도 센서(145)를 구비하고 있다. 또한, 본 실시 형태의 작업 차량(100)에 있어서, 검지 장치(140)는 적어도, 스트로크 센서(141) 또는 각도 센서(143)와, 가속도 센서(145)를 포함하고 있으면 된다. 또한, 검지 장치(140)는, 예를 들어 전구 측위 위성 시스템(GNSS) 등, 차체(111)의 위치를 검출하는 위치 센서를 포함해도 된다.

스트로크 센서(141)는, 예를 들어 리프트 실린더(131)와 버킷 실린더(132)에 각각 마련되고, 리프트 실린더(131)와 버킷 실린더(132) 각각의 피스톤 로드의 스트로크량 S1, S2를 검출하고, 그 검출 결과를 제어 장치(150)에 송신한다. 유압 센서(142)는 리프트 실린더(131)와 버킷 실린더(132) 각각에 마련되고, 리프트 실린더(131)와 버킷 실린더(132) 각각의 실린더 튜브의 보텀측의 유체의 압력 p1, p2를 검출하고, 그 검출 결과를 제어 장치(150)에 송신한다.

각도 센서(143)는, 예를 들어 리프트 암(121)과 차체(111)의 연결부 및 리프트 암(121)과 벨 크랭크(123)의 연결부에 각각 마련되어 있다. 각도 센서(143)는, 예를 들어 차체(111)에 대한 리프트 실린더(131)의 회전 각도 A1을 검출하고, 그 검출 결과를 검지 장치(140)에 송신한다. 또한, 각도 센서(143)는, 예를 들어 리프트 암(121)에 대한 벨 크랭크(123)의 회전 각도 A2를 검출하고, 그 검출 결과를 검지 장치(140)에 송신한다.

속도 센서(144)는, 예를 들어 차체(111)에 탑재되고, 차체(111)의 속도 V를 검출하여, 검출 결과를 제어 장치(150)에 송신한다. 속도 센서(144)는, 예를 들어 차륜(112)의 각속도를 측정하여 차체(111)의 속도 V를 산출하여, 검출 결과를 제어 장치(150)에 송신한다. 가속도 센서(145)는, 예를 들어 차체(111)에 탑재되고, 차체(111)의 가속도 α를 검출하여, 검출 결과를 제어 장치(150)에 송신한다. 또한, 속도 센서(144)는, 예를 들어 가속도 센서(145)에 의해 검출된 차체(111)의 가속도 α를 적분함으로써, 작업 차량(100)의 속도 V를 산출해도 된다.

제어 장치(150)는 차체(111)에 탑재된 펌웨어나 마이크로컨트롤러 등의 컴퓨터 시스템이며, 버킷(122) 및 리프트 암(121)을 구동시켜 굴삭 대상물(Od)을 굴삭하는 제어 AD(도 4 참조)를 실행한다. 제어 장치(150)는, 예를 들어 도시를 생략하는 중앙 처리 장치(CPU) 등의 연산 장치, RAM 및 ROM 등의 기억 장치, 그 기억 장치에 기억된 프로그램, 타이머 및 입출력 장치 등을 구비하고 있다.

제어 장치(150)는, 예를 들어 도 3에 도시한 바와 같이, 상태 검지 기능(151)과 자동 굴삭 기능(152)을 구비하고 있다. 이들 제어 장치(150)의 각 기능은, 예를 들어 제어 장치(150)의 연산 장치에 의해 기억 장치에 기억된 프로그램을 실행함으로써 실현할 수 있다. 상태 검지 기능(151)은 검지 장치(140)로부터 입력되는 정보에 기초하여, 작업 차량(100)의 상태를 검지한다.

구체적으로는, 상태 검지 기능(151)은, 예를 들어 스트로크 센서(141)로부터 입력되는 리프트 실린더(131)의 스트로크량 S1에 기초하여, 리프트 암(121)의 리프트량을 산출하여, 자동 굴삭 기능(152)으로 출력한다. 리프트량은, 예를 들어 리프트 실린더(131)가 가장 수축한 상태를 기준으로 하는 리프트 암(121)의 회전 각도 또는 높이이다. 또한, 상태 검지 기능(151)은, 예를 들어 각도 센서(143)로부터 입력되는 차체(111)에 대한 리프트 암(121)의 회전 각도 A1에 기초하여, 리프트량을 산출해도 된다.

또한, 상태 검지 기능(151)은, 예를 들어 스트로크 센서(141)로부터 입력되는 버킷 실린더(132)의 스트로크량 S2에 기초하여, 버킷(122)의 틸트량을 산출하여, 자동 굴삭 기능(152)으로 출력한다. 여기서, 틸트량은, 예를 들어 버킷 실린더(132)가 가장 수축한 상태를 기준으로 하는 버킷(122)의 회전 각도이다. 또한, 상태 검지 기능(151)은, 예를 들어 각도 센서(143)로부터 입력되는 리프트 암(121)에 대한 벨 크랭크(123)의 회전 각도 A2와 차체(111)에 대한 리프트 암(121)의 회전 각도 A1에 기초하여, 틸트량을 산출해도 된다.

또한, 상태 검지 기능(151)은, 예를 들어 리프트량 및 틸트량, 그리고 유압 센서(142)로부터 입력되는 리프트 실린더(131) 및 버킷 실린더(132)의 보텀측의 액체의 압력 p1, p2에 기초하여, 작업기(120)에 작용하는 하중을 산출해도 된다. 상태 검지 기능(151)은, 예를 들어 산출한 하중을 자동 굴삭 기능(152)으로 출력한다.

또한, 상태 검지 기능(151)은, 예를 들어 스트로크 센서(141), 유압 센서(142), 각도 센서(143), 속도 센서(144) 및 가속도 센서(145)로부터 입력된 정보를, 작업 차량(100)의 상태로서, 자동 굴삭 기능(152)으로 출력해도 된다. 즉, 상태 검지 기능(151)은, 예를 들어 검지 장치(140)로부터 입력된 스트로크량 S1, S2, 압력 p1, p2, 회전 각도 A1, A2, 속도 V 및 가속도 α 등의 정보를 취득하여, 자동 굴삭 기능(152)으로 출력해도 된다.

또한, 본 실시 형태의 작업 차량(100)은 전술한 바와 같이 자동 굴삭 스위치(160)를 구비하고 있다. 이 경우, 상태 검지 기능(151)은, 예를 들어 자동 굴삭 스위치(160)에서 온 또는 오프의 상태가 입력된다. 상태 검지 기능(151)은 입력된 자동 굴삭 스위치(160)의 온 또는 오프의 상태를 검지하고, 그 검지 결과를 자동 굴삭 기능(152)으로 출력해도 된다.

자동 굴삭 기능(152)은, 예를 들어 상태 검지 기능(151)으로부터, 차체(111)의 가속도 α, 리프트 암(121)의 리프트량 및 버킷(122)의 틸트량 등을 포함하는 작업 차량(100)의 상태에 관한 정보가 입력된다. 자동 굴삭 기능(152)은, 예를 들어 입력된 정보에 기초하여, 리프트 암(121) 및 버킷(122)을 구동시켜 굴삭 대상물(Od)을 굴삭하는 제어 AD를 실행한다.

도 4는, 제어 장치(150)에 의해 실행되는 제어 AD의 흐름도의 일례이다. 도 5는, 제어 AD가 실행되었을 때의 작업 차량(100)의 상태를 나타내는 그래프이다. 도 5의 각 그래프의 횡축은 시간 t[s]이다. 또한, 도 5의 각 그래프의 종축은 위로부터 아래로, 속도 V[m/s], 가속도 α[m/s²], 리프트 파일럿압(lpp) 및 버킷 파일럿압(bpp)[Pa], 그리고 리프트 실린더(131) 및 버킷 실린더(132)의 스트로크량 S1, S2[m]이다.

이하, 제어 장치(150)에 의해 실행되는 제어 AD를 상세하게 설명한다. 제어 장치(150)는 예를 들어 자동 굴삭 기능(152)에 의해, 자동 굴삭 스위치(160)가 온인지 여부의 판정 처리 P1을 실행한다. 이 판정 처리 P1에 있어서, 자동 굴삭 스위치(160)가 오프인 경우, 자동 굴삭 기능(152)은 조건을 충족시키지 않는다("아니오")고 판정하고, 소정의 주기로 판정 처리 P1을 반복하여 실행한다.

즉, 자동 굴삭 스위치(160)가 오프인 상태에서는, 제어 장치(150)에 의한 자동적인 제어 AD는 실행되지 않고, 작업 차량(100)은 오퍼레이터에 의한 수동 조작에 기초하여 작동한다. 또한, 작업 차량(100)이 자동 굴삭 스위치(160)를 갖지 않을 경우에는, 판정 처리 P1을 생략할 수 있다.

한편, 판정 처리 P1에 있어서, 자동 굴삭 스위치(160)가 온인 경우, 자동 굴삭 기능(152)은 조건을 충족시킨다("예")고 판정한다. 이 경우, 자동 굴삭 기능(152)은, 예를 들어 작업 차량(100)의 상태를 「자동 굴삭 온」으로 변경하는 처리나 캐빈(113) 내의 표시 장치에 제어 AD가 온인 것을 표시시키는 처리(도시를 생략) 등을 실행하고, 또한 다음의 판정 처리 P2를 실행한다.

판정 처리 P2에 있어서, 제어 장치(150)는 예를 들어 자동 굴삭 기능(152)에 의해, 소정의 예비 조건을 충족시키는지 여부를 판정한다. 구체적으로는, 자동 굴삭 기능(152)은, 예를 들어 작업 차량(100)의 속도 V, 리프트 암(121)의 리프트량, 및 버킷(122)의 틸트량이 각각 소정의 범위 내인 경우에, 예비 조건을 충족시키는 것을 판정한다.

보다 구체적으로는, 예비 조건을 충족시키기 위한 속도 V의 소정의 범위는, 예를 들어 도 1에 나타내는 바와 같이, 버킷(122)의 클로 끝을 굴삭 대상물(Od)에 돌입시키는 데 필요한 범위로 설정할 수 있다. 또한, 예비 조건을 충족시키기 위한 리프트량 및 틸트량의 소정의 범위는, 예를 들어 도 1에 나타내는 바와 같이, 리프트 암(121)이 하강하여 버킷(122)의 클로 끝이 굴삭 대상물(Od)을 향한 상태가 되는 범위로 설정할 수 있다.

또한, 예비 조건은, 예를 들어 리프트 실린더(131)의 실린더 튜브의 보텀측의 유체의 압력 p1이, 소정의 범위인 것을 포함해도 된다. 또한, 예비 조건은, 리프트 실린더(131) 및 버킷 실린더(132)의 피스톤 로드의 스트로크량 S1, S2가 소정의 범위인 것을 포함해도 된다. 또한, 예비 조건은, 오퍼레이터에 의한 브레이크 페달의 조작량이 소정의 범위인 것을 포함해도 된다.

또한, 예비 조건은, 오퍼레이터에 의한 액셀러레이터 페달의 조작량이 소정의 범위인 것을 포함해도 된다. 또한, 예비 조건은, 차체(111)의 트랜스미션의 변속 기어가 소정의 범위인 것을 포함해도 된다. 또한, 예비 조건은, 리프트 파일럿압(lpp) 및 버킷 파일럿압(bpp)이 소정의 범위인 것을 포함해도 된다. 또한, 예비 조건은, 차체(111)의 엔진 토크가 소정의 범위인 것을 포함해도 된다.

판정 처리 P2에 있어서, 제어 장치(150)는 자동 굴삭 기능(152)에 의해, 작업 차량(100)이 예비 조건을 충족시키지 않는다("아니오")고 판정하면, 소정의 주기로 판정 처리 P2를 반복하여 실행한다. 한편, 예를 들어 도 5에 나타내는 시각 t0에 있어서, 작업 차량(100)이 예비 조건을 충족한 것으로 한다. 이 시각 t0에 있어서, 작업 차량(100)은, 예를 들어 리프트 암(121)이 하강하여 버킷(122)의 클로 끝이 굴삭 대상물(Od)을 향한 상태에서, 대략 일정한 속도 V로 굴삭 대상물(Od)을 향하여 주행하고 있다.

그러면, 판정 처리 P2에 있어서, 제어 장치(150)는 자동 굴삭 기능(152)에 의해, 작업 차량(100)이 예비 조건을 충족시킨다("예")고 판정한다. 이 경우, 자동 굴삭 기능(152)은, 예를 들어 작업 차량(100)의 상태를 예비 상태로 변경하는 처리나 캐빈(113) 내의 표시 장치에 예비 상태인 것을 표시시키는 처리(도시를 생략) 등을 실행하고, 또한 다음의 판정 처리 P3을 실행한다.

판정 처리 P3에 있어서, 제어 장치(150)는 예를 들어 자동 굴삭 기능(152)에 의해, 소정의 돌입 조건을 충족시키는지 여부를 판정한다. 구체적으로는, 자동 굴삭 기능(152)은, 예를 들어 굴삭 대상물(Od)을 향하여 이동하는 차체(111)의 가속도 α가 부로 되었을 때, 돌입 조건을 충족시킨 것을 판정한다. 또한, 돌입 조건은, 예를 들어 리프트 실린더(131)의 실린더 튜브의 보텀측의 유체의 압력 p1이 소정의 범위인 것을 포함해도 된다.

도 5에 나타내는 예에서는, 시각 t0으로부터 시각 t1 전까지의 사이는, 작업 차량(100)은 대략 일정한 속도 V로 굴삭 대상물(Od)을 향하여 주행하고, 가속도 α는 대략 제로이다. 그 때문에, 판정 처리 P3에 있어서, 제어 장치(150)는 예를 들어 자동 굴삭 기능(152)에 의해, 소정의 돌입 조건을 충족시키지 않는다("아니오")고 판정한다. 이 경우, 자동 굴삭 기능(152)은, 예를 들어 소정의 주기로 판정 처리 P3을 반복하여 실행한다. 또한, 돌입 조건의 오판정을 방지하기 위해서, 가속도 α가 소정의 부의 역치 이하로 되었을 때, 돌입 조건을 충족시키는 것으로 판정해도 된다.

도 5에 나타내는 예에서는, 시각 t1의 직전에, 작업 차량(100)은 버킷(122)의 클로 끝이 굴삭 대상물(Od)에 돌입하고, 속도 V가 감소하여 가속도 α가 부로 되어 있다. 그러면, 판정 처리 P3에 있어서, 제어 장치(150)는 예를 들어 자동 굴삭 기능(152)에 의해, 소정의 돌입 조건을 충족시킨다("예")고 판정하고, 버킷(122)의 틸트량을 유지하여 리프트 암(121)의 리프트량을 증가시키는 삽입 제어 P4를 실행한다.

구체적으로는, 제어 장치(150)는, 예를 들어 시각 t1에 있어서 삽입 제어 P4를 개시하면, 자동 굴삭 기능(152)에 의해, 리프트량을 증가시키는 것이 가능한 리프트 파일럿압(lpp)을 생성하여, 그 리프트 파일럿압(lpp)을 유지한다. 보다 구체적으로는, 제어 장치(150)는 상태 검지 기능(151)에 의해 검지한 작업 차량(100)의 상태에 기초하여, 자동 굴삭 기능(152)에 의해, 도 2에 나타내는 리프트 파일럿 밸브(135a)에 대하여 제어 신호 lcs를 출력한다.

리프트 파일럿 밸브(135a)는 제어 신호 lcs에 기초하여, 예를 들어 도 5에 도시한 바와 같이, 시각 t1에 있어서 소정의 리프트 파일럿압(lpp)을 생성하고, 시각 t1 후의 삽입 제어 P4 중에 그 리프트 파일럿압(lpp)을 유지한다. 이에 의해, 도 2에 나타내는 리저버(136)로부터 펌프(133)에 의해 송출된 유체가, 리프트 제어 밸브(134a)를 통해 소정의 유량으로 리프트 실린더(131)의 실린더 튜브의 보텀측에 유입된다.

그 결과, 제어 장치(150)는 예를 들어 도 5에 도시한 바와 같이, 시각 t1 후의 삽입 기간 Ph1에 실행하는 삽입 제어 P4에 의해, 리프트 실린더(131)의 피스톤 로드의 스트로크량 S1을 증가시켜, 리프트 암(121)의 리프트량을 증가시킬 수 있다.

또한, 제어 장치(150)는, 예를 들어 시각 t1에 있어서 삽입 제어 P4를 개시하면, 자동 굴삭 기능(152)에 의해, 버킷(122)의 틸트량을 유지 가능한 범위에서 버킷 파일럿압(bpp)을 증가시킨다. 보다 구체적으로는, 제어 장치(150)는, 예를 들어 상태 검지 기능(151)에 의해 검지한 작업 차량(100)의 상태에 기초하여, 자동 굴삭 기능(152)에 의해, 도 2에 나타내는 버킷 파일럿 밸브(135b)에 대하여 제어 신호 bcs를 출력한다.

버킷 파일럿 밸브(135b)는 제어 장치(150)로부터의 제어 신호 bcs에 기초하여, 예를 들어 도 5에 도시한 바와 같이, 시각 t1 후의 삽입 기간 Ph1에 버킷 파일럿압(bpp)을 소정의 범위에서 증가시킨다. 이에 의해, 도 2에 나타내는 버킷 실린더(132)의 실린더 튜브의 보텀측의 유체의 압력은, 펌프(133)에 의해 리프트 제어 밸브(134a)를 통해 송출된 유체의 압력에 의해 상승한다.

그러나, 이 유체의 압력은, 예를 들어 도 5에 도시한 바와 같이, 삽입 기간 Ph1에 실행하는 삽입 제어 P4에 있어서, 버킷 실린더(132)의 피스톤 로드의 스트로크량 S2를 증가시키는 데에는 이르지 않는다. 그 결과, 삽입 제어 P4에 있어서, 버킷(122)의 틸트량은 변화되지 않고, 예를 들어 버킷(122)의 클로 끝이 차체(111)의 진행 방향의 전방을 향한 상태가 유지된다.

즉, 제어 장치(150)는 굴삭 대상물(Od)을 향하여 이동하는 차체(111)의 가속도 α가 부로 되는 돌입 조건을 충족시킨 시각 t1로부터, 가속도 α가 최초로 정으로 되는 삽입 조건을 충족시키는 시각 t2까지의 삽입 기간 Ph1에 있어서, 삽입 제어 P4를 실행한다. 삽입 제어 P4는 버킷(122)의 틸트량을 유지하고, 리프트 암(121)의 리프트량을 증가시키는 제어이다.

이 삽입 제어 P4에 의해, 작업 차량(100)은, 예를 들어 도 1에 나타내는 바와 같이 클로 끝을 진행 방향의 굴삭 대상물(Od)로 향하게 한 버킷(122)이 도 5에 나타내는 시각 t1에 있어서 굴삭 대상물(Od)에 돌입한 후에도, 감속하면서 전진한다. 또한, 작업 차량(100)은 시각 t1로부터 시각 t2까지의 삽입 기간 Ph1에 있어서, 리프트 암(121)의 선단의 버킷(122)을 굴삭 대상물(Od)에 대하여 진행 방향으로 삽입하면서, 리프트 암(121)에 의해 들어 올리도록 동작한다.

그 결과, 굴삭 대상물(Od)로부터 차체(111)의 전방부에 설치된 리프트 암(121)에 대하여 하향의 반력이 작용하고, 리프트 암(121)으로부터 차체(111)의 전방부에 대하여 하향의 힘이 작용한다. 따라서, 차체(111)의 전후의 차륜(112) 중, 전륜인 구동륜이 지면에 압박되고, 구동륜과 지면 사이의 마찰력이 증대하여, 구동륜의 공전이 억제된다. 그 결과, 작업 차량(100)의 오퍼레이터의 숙련도에 관계없이, 버킷(122)을 효율적으로 굴삭 대상물(Od)에 삽입할 수 있어, 작업 차량(100)의 연비를 개선할 수 있다.

또한, 제어 장치(150)는, 예를 들어 자동 굴삭 기능(152)에 의해, 작업 차량(100)의 상태를, 삽입 상태로 변경하는 처리나, 캐빈(113) 내의 표시 장치에 삽입 상태인 것을 표시시키는 처리(도시를 생략) 등을 실행해도 된다. 또한, 제어 장치(150)는 시각 t1에 있어서 소정의 돌입 조건을 충족시킨 후, 삽입 제어 P4를 실행하면서, 다음의 판정 처리 P5를 실행한다.

판정 처리 P5에 있어서, 제어 장치(150)는 예를 들어 자동 굴삭 기능(152)에 의해, 소정의 돌입 조건을 충족시키고 나서 가속도 α가 최초로 정으로 되는 삽입 조건을 충족시키는지 여부를 판정한다. 도 5에 나타내는 예에 있어서, 작업 차량(100)은 시각 t1에 있어서 돌입 조건을 충족시키고 나서 시각 t2까지의 사이, 버킷(122)을 굴삭 대상물(Od)에 돌입시킨 상태에서 전진하면서 감속한다.

그 때문에, 도 5에 나타내는 예에서는, 시각 t1로부터 시각 t2까지의 삽입 기간 Ph1에 있어서, 차체(111)의 가속도 α가 부로 되어 있다. 따라서, 이 삽입 기간 Ph1에서는, 판정 처리 P5에 있어서, 제어 장치(150)는 예를 들어 자동 굴삭 기능(152)에 의해, 삽입 조건을 충족시키지 않는다("아니오")고 판정한다. 이 경우, 제어 장치(150)는, 예를 들어 자동 굴삭 기능(152)에 의한 삽입 제어 P4를 계속하면서, 판정 처리 P5를 소정의 주기로 반복 실행한다.

도 5에 나타내는 예에서는, 시각 t2의 직전에, 작업 차량(100)은 버킷(122)을 굴삭 대상물(Od)에 돌입시킨 상태에서의 감속이 종료되어 정지하고, 차체(111)의 속도 V 및 가속도 α가 제로로 된다. 그 후, 작업 차량(100)의 오퍼레이터는, 예를 들어 액셀러레이터 페달을 조작하여 작업 차량(100)을 전진시키고, 작업기(120)에 의해 굴삭 대상물(Od)을 떠내서 들어 올리는 작업을 개시한다.

그 결과, 도 5에 나타내는 예에서는, 차체(111)의 속도 V가 증가하고, 가속도 α가 증가하여 시각 t2에 있어서 정으로 되어 있다. 그러자, 판정 처리 P5에 있어서, 제어 장치(150)는 예를 들어 자동 굴삭 기능(152)에 의해, 삽입 조건을 충족시킨다("예")고 판정한다. 이 때, 작업 차량(100)의 버킷(122)은, 예를 들어 굴삭 대상물(Od)에 대하여 충분히 삽입된 상태로 되어 있다.

즉, 돌입 조건을 충족시킨 시각 t1로부터, 삽입 조건을 충족시키는 시각 t2까지의 기간은, 예를 들어 굴삭 대상물(Od)에 돌입시킨 버킷(122)을, 굴삭 대상물(Od)에 대하여 보다 깊게 삽입하기 위한 삽입 기간 Ph1이다. 판정 처리 P5에 있어서, 제어 장치(150)는 삽입 조건을 충족시킨다("예")고 판정하면, 삽입 제어 P4를 종료하여, 다음의 판정 처리 P6을 실행한다.

도 5에 나타내는 예에 있어서, 시각 t2에서 삽입 조건을 충족시키고 나서 리프트 암(121)의 리프트량 및 버킷(122)의 틸트량이 각각 규정값에 달하는 종료 조건을 충족시킬 때까지의 기간은, 작업 차량(100)이 굴삭한 굴삭 대상물(Od)을 들어 올리는 리프트 기간 Ph2이다. 예를 들어, 이 리프트 기간 Ph2에 있어서, 제어 장치(150)는 먼저, 차체(111)의 가속도 α가 정으로 되는 가속 조건을 충족시키는지 여부의 판정 처리 P6을 실행한다.

전술한 판정 처리 P5에 있어서 삽입 조건을 충족시킨 직후에는, 차체(111)의 가속도 α는 정으로 되어 있다. 그 때문에, 판정 처리 P6에 있어서, 제어 장치(150)는 예를 들어 자동 굴삭 기능(152)에 의해, 차체(111)의 가속도 α가 정으로 되는 가속 조건을 충족시킨다("예")고 판정한다. 이 경우, 제어 장치(150)는 버킷(122)의 틸트량을 유지하여 리프트 암(121)의 리프트량을 더욱 증가시키는 가속 시 제어 P7을 실행한다.

구체적으로는, 제어 장치(150)는 예를 들어 도 5에 나타내는 시각 t2에 있어서, 가속 시 제어 P7을 개시하면, 버킷(122)의 틸트량을 유지 가능한 범위에서 버킷 파일럿압(bpp)을 감소시키도록, 도 2에 나타내는 파일럿 밸브(135)를 제어한다. 그것과 동시에, 제어 장치(150)는 리프트 파일럿압(lpp)을 증가시켜 리프트 암(121)의 리프트량을 더욱 증가시키도록, 도 2에 나타내는 파일럿 밸브(135)를 제어한다.

보다 구체적으로는, 제어 장치(150)는 상태 검지 기능(151)에 의해 검지한 작업 차량(100)의 상태에 기초하여, 자동 굴삭 기능(152)에 의해, 도 2에 나타내는 버킷 파일럿 밸브(135b)에 대하여 제어 신호 bcs를 출력한다. 버킷 파일럿 밸브(135b)는 제어 신호 bcs에 기초하여, 예를 들어 도 5에 도시한 바와 같이, 버킷 실린더(132)의 스트로크량 S2를 유지하여 버킷(122)의 틸트량을 유지 가능한 범위에서, 버킷 파일럿압(bpp)을 감소시킨다.

또한, 제어 장치(150)는 상태 검지 기능(151)에 의해 검지한 작업 차량(100)의 상태에 기초하여, 자동 굴삭 기능(152)에 의해, 도 2에 나타내는 리프트 파일럿 밸브(135a)에 대하여 제어 신호 lcs를 출력한다. 리프트 파일럿 밸브(135a)는 제어 신호 lcs에 기초하여, 예를 들어 도 5에 도시한 바와 같이, 리프트 파일럿압(lpp)을 증가시킨다.

이에 의해, 도 2에 나타내는 리저버(136)로부터 펌프(133)에 의해 송출된 유체가, 리프트 제어 밸브(134a)를 통해 소정의 유량으로 리프트 실린더(131)의 실린더 튜브의 보텀측에 유입된다. 그 결과, 제어 장치(150)는 예를 들어 도 5에 도시한 바와 같이, 시각 t2 후의 리프트 기간 Ph2에 실행하는 가속 시 제어 P7에 의해, 리프트 실린더(131)의 피스톤 로드의 스트로크량 S1을 더욱 증가시킬 수 있다. 그 결과, 리프트 암(121)의 리프트량을 더욱 증가시킬 수 있다.

즉, 제어 장치(150)는 삽입 조건을 충족시킨 시각 t2 이후의 리프트 기간 Ph2가 있어서, 차체(111)의 가속도 α가 정으로 되는 가속 조건을 충족시키는 경우에, 가속 시 제어 P7을 실행한다. 가속 시 제어 P7은, 버킷(122)의 틸트량을 유지하여 리프트 암(121)의 리프트량을 더욱 증가시키는 제어이다.

작업 차량(100)은, 예를 들어 도 5에 나타내는 시각 t2에 있어서 삽입 조건을 충족시키고, 진행 방향의 전방으로 클로 끝을 향하게 한 버킷(122)을 굴삭 대상물(Od)에 대하여 충분히 삽입한 상태에서 가속한다. 이에 의해, 가속 시 제어 P7이 실행되고, 제어 장치(150)는 버킷(122)의 틸트량을 유지하여 리프트 암(121)의 리프트량을 더욱 증가시킨다. 그 결과, 작업 차량(100)은 리프트 암(121)의 선단의 버킷(122)을 굴삭 대상물(Od)에 대하여 진행 방향으로 압입하면서, 리프트 암(121)에 의해 들어 올리도록 동작한다.

그 결과, 굴삭 대상물(Od)로부터 차체(111)의 전방부에 설치된 리프트 암(121)에 대하여 하향의 반력이 작용하고, 리프트 암(121)으로부터 차체(111)의 전방부에 대하여 하향의 힘이 작용한다. 따라서, 차체(111)의 전후의 차륜(112) 중, 전륜인 구동륜이 지면에 압박되어, 구동륜과 지면 사이의 마찰력이 증대되고, 구동륜의 공전이 억제된다. 그 결과, 작업 차량(100)의 오퍼레이터의 숙련도에 관계없이, 굴삭 대상물(Od)을 효율적으로 버킷(122)에 의해 떠내어 들어 올릴 수 있어, 작업 차량(100)의 연비를 개선할 수 있다.

또한, 제어 장치(150)는, 예를 들어 자동 굴삭 기능(152)에 의해, 작업 차량(100)의 상태를, 가속 상태로 변경하는 처리나, 캐빈(113) 내의 표시 장치에 가속 상태인 것을 표시시키는 처리(도시를 생략) 등을 실행해도 된다. 또한, 제어 장치(150)는 시각 t2에 있어서 가속 조건을 충족시킨 후, 가속 시 제어 P7을 계속하면서, 다음의 판정 처리 P8을 실행한다.

판정 처리 P8에 있어서, 제어 장치(150)는 예를 들어 자동 굴삭 기능(152)에 의해, 차체(111)의 가속도 α가 부로 되는 감속 조건을 충족시키는지 여부를 판정한다. 도 5에 나타내는 예에 있어서, 시각 t2로부터 시각 t3까지의 사이는, 차체(111)의 가속도 α는 정으로 되어 있다. 그 때문에, 이 기간에 실행하는 판정 처리 P8에 있어서, 제어 장치(150)는 예를 들어 자동 굴삭 기능(152)에 의해, 감속 조건을 충족시키지 않는다("아니오")고 판정한다. 이 경우, 제어 장치(150)는 다음의 판정 처리 P10을 실행한다.

또한, 도 5에 나타내는 예에서는, 시각 t3에 있어서 차체(111)의 가속도 α가 부로 되어 있다. 그 때문에, 이 시각 t3 또는 그 직후에 실행하는 판정 처리 P8에 있어서, 제어 장치(150)는 예를 들어 자동 굴삭 기능(152)에 의해, 감속 조건을 충족시킨다("예")고 판정한다. 이 경우, 제어 장치(150)는 리프트 암(121)의 리프트량을 유지하여 버킷(122)의 틸트량을 증가시키는 감속 시 제어 P9를 실행한다.

구체적으로는, 제어 장치(150)는 예를 들어 도 5에 나타내는 시각 t3에 있어서, 감속 시 제어 P9를 개시하면, 리프트 암(121)의 리프트량을 유지 가능한 범위에서 리프트 파일럿압(lpp)을 감소시키도록, 도 2에 나타내는 파일럿 밸브(135)를 제어한다. 그것과 동시에, 제어 장치(150)는 버킷 파일럿압(bpp)을 증가시켜 버킷(122)의 틸트량을 증가시키도록, 도 2에 나타내는 파일럿 밸브(135)를 제어한다.

보다 구체적으로는, 제어 장치(150)는 상태 검지 기능(151)에 의해 검지한 작업 차량(100)의 상태에 기초하여, 자동 굴삭 기능(152)에 의해, 도 2에 나타내는 리프트 파일럿 밸브(135a)에 대하여 제어 신호 lcs를 출력한다. 리프트 파일럿 밸브(135a)는 제어 신호 lcs에 기초하여, 예를 들어 도 5에 도시한 바와 같이, 리프트 실린더(131)의 스트로크량 S1을 유지하여 리프트 암(121)의 리프트량을 유지 가능한 범위에서, 리프트 파일럿압(lpp)을 감소시킨다.

또한, 제어 장치(150)는 상태 검지 기능(151)에 의해 검지한 작업 차량(100)의 상태에 기초하여, 자동 굴삭 기능(152)에 의해, 도 2에 나타내는 버킷 파일럿 밸브(135b)에 대하여 제어 신호 bcs를 출력한다. 버킷 파일럿 밸브(135b)는 제어 신호 bcs에 기초하여, 예를 들어 도 5에 도시한 바와 같이, 버킷 파일럿압(bpp)을 증가시킨다.

이에 의해, 도 2에 나타내는 리저버(136)로부터 펌프(133)에 의해 송출된 유체가, 버킷 제어 밸브(134b)를 통해 소정의 유량으로 버킷 실린더(132)의 실린더 튜브의 보텀측에 유입된다. 그 결과, 제어 장치(150)는 예를 들어 도 5에 도시한 바와 같이, 시각 t3 후의 리프트 기간 Ph2에 실행하는 감속 시 제어 P9에 의해, 버킷 실린더(132)의 피스톤 로드의 스트로크량 S2를 증가시킬 수 있다. 그 결과, 버킷(122)의 틸트량을 증가시킬 수 있다.

즉, 제어 장치(150)는 삽입 조건을 충족시킨 시각 t2 이후의 리프트 기간 Ph2에 있어서, 차체(111)의 가속도 α가 부로 되는 감속 조건을 충족시키는 경우에, 감속 시 제어 P9를 실행한다. 감속 시 제어 P9는, 리프트 암(121)의 리프트량을 유지하여 버킷(122)의 틸트량을 증가시키는 제어이다.

또한, 제어 장치(150)는, 예를 들어 자동 굴삭 기능(152)에 의해, 작업 차량(100)의 상태를, 감속 상태로 변경하는 처리나, 캐빈(113) 내의 표시 장치에 감속 상태인 것을 표시시키는 처리(도시를 생략) 등을 실행해도 된다. 또한, 제어 장치(150)는 시각 t3에 있어서 감속 조건을 충족시킨 후, 감속 시 제어 P9를 계속하면서, 다음의 판정 처리 P10을 실행한다.

판정 처리 P10에 있어서, 제어 장치(150)는, 예를 들어 자동 굴삭 기능(152)에 의해, 리프트 암(121)의 리프트량 및 버킷(122)의 틸트량이 각각 규정값에 달하는 종료 조건을 충족시키는지 여부를 판정한다. 제어 장치(150)는 판정 처리 P10에 있어서, 종료 조건을 충족시키지 않는다("아니오")고 판정하면, 전술한 판정 처리 P6, 가속 시 제어 P7, 판정 처리 P8 및 감속 시 제어 P9를 반복하여 실행한다. 또한, 제어 장치(150)는, 예를 들어 도 5에 나타내는 시각 t7 이후의 판정 처리 P10에 있어서, 종료 조건을 충족시킨다("예")고 판정하면, 도 4에 나타내는 제어 AD를 종료한다.

또한, 도시를 생략하지만, 도 4에 나타내는 각 처리 후에, 예를 들어 자동 굴삭 스위치(160)가 오프로 되었는지 여부, 또는 급브레이크 조작이 되었는지 여부 등, 제어 AD의 소정의 중지 조건을 충족시키는지 여부의 중지 판정 처리를 실행해도 된다. 이 중지 판정 처리의 결과가 참인 경우, 제어 장치(150)는, 예를 들어 자동 굴삭 기능(152)에 의한 자동적인 제어 AD를 중지하여, 작업 차량(100)의 제어를 오퍼레이터에 의한 수동 제어로 전환할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시 형태의 작업 차량(100)은 차체(111)와, 그 차체(111)에 회동 가능하게 일단부측이 설치된 리프트 암(121)과, 그 리프트 암(121)의 타단부측에 회동 가능하게 설치된 버킷(122)을 구비하고 있다. 또한, 작업 차량(100)은 차체(111)의 가속도 α를 검출하는 가속도 센서(145)와, 리프트 암(121)의 리프트량을 검출하는 리프트량 검출 센서로서의 스트로크 센서(141)와, 버킷(122)의 틸트량을 검출하는 틸트량 검출 센서로서의 각도 센서(143)를 구비하고 있다. 또한, 작업 차량(100)은 버킷(122) 및 리프트 암(121)을 제어하는 제어 장치(150)를 구비하고 있다. 그리고, 제어 장치(150)는 가속도 센서(145)에 의해 검출된 가속도 α가 부로 되는 굴삭 대상물(Od)에의 돌입 조건을 충족시키고 나서, 가속도 센서(145)로부터 검출된 가속도 α가 최초로 정으로 되는 삽입 조건을 충족시킬 때까지의 삽입 기간 Ph1에 있어서, 각도 센서(143)에 의해 검출된 틸트량을 유지하여 리프트량을 증가시키는 삽입 제어 P4를 실행한다. 또한, 제어 장치(150)는 최초로 삽입 조건을 충족시키고 나서 스트로크 센서(141)에 의해 검출된 리프트량 및 각도 센서(143)에 의해 검출된 틸트량이 각각 규정값에 달하는 종료 조건을 충족시킬 때까지의 리프트 기간 Ph2가 있어서, 가속도 α가 정으로 되는 가속 조건을 충족시키는 경우에, 틸트량을 유지하여 리프트량을 증가시키는 가속 시 제어 P7을 실행한다. 또한, 제어 장치(150)는 리프트 기간 Ph2에 있어서, 가속도 α가 부로 되는 감속 조건을 충족시키는 경우에, 리프트량을 유지하여 틸트량을 증가시키는 감속 시 제어 P9를 실행한다.

이와 같은 구성에 의해, 본 실시 형태의 작업 차량(100)에 의하면, 오퍼레이터의 숙련도에 관계없이, 굴삭 대상물(Od)을, 적절한 연비로 효율적으로 각종 굴삭 패턴으로 굴삭할 수 있다. 구체적으로는, 제어 장치(150)가 실행하는 삽입 제어 P4에 의해, 삽입 기간 Ph1에 있어서의 작업 차량(100)의 구동륜과 지면 사이의 마찰력을 증대시켜, 버킷(122)을 굴삭 대상물(Od)에 효율적으로 삽입할 수 있다. 또한, 제어 장치(150)가 실행하는 가속 시 제어 P7에 의해, 리프트 기간 Ph2에 있어서의 가속 시의 작업 차량(100)의 구동륜과 지면 사이의 마찰력을 증대시켜, 버킷(122)에 의해 효율적으로 굴삭 대상물(Od)을 떠내어 올릴 수 있다. 또한, 제어 장치(150)가 실행하는 감속 시 제어 P9에 의해, 리프트 기간 Ph2에 있어서의 감속 시의 작업 차량(100)의 구동륜과 지면의 마찰력의 감소를 방지하면서, 버킷(122)을 효율적으로 틸트시켜 굴삭 대상물(Od)을 떠낼 수 있다. 따라서, 본 실시 형태의 작업 차량(100)에 의하면, 오퍼레이터의 숙련도에 관계없이, 굴삭 대상물(Od)을, 적절한 연비로 효율적으로 굴삭할 수 있다.

또한, 작업 차량(100)은 오퍼레이터가 차체(111)의 가속도 α의 크기나 가감속의 시간을 변경함으로써, 얕은 굴삭, 중정도의 굴삭, 깊은 굴삭 등, 다양한 원하는 굴삭 패턴의 제어 AD를 자동적으로 실행할 수 있다. 즉, 제어 장치(150)에 의한 제어 AD의 제어 파라미터로서, 오퍼레이터의 조작에 기초하는 작업 차량(100)의 가속도 α를 사용하고 있다. 그 때문에, 본 실시 형태의 작업 차량(100)의 제어 장치(150)에 의한 제어 AD의 굴삭 패턴은, 하나의 고정된 패턴에 한정되지 않는다. 따라서, 본 실시 형태에 따르면, 오퍼레이터의 숙련도에 관계없이, 굴삭 대상물(Od)을, 적절한 연비로 효율적으로 각종 굴삭 패턴으로 굴삭할 수 있는 작업 차량(100)을 제공할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 작업 차량(100)에 있어서, 제어 장치(150)는 도 4의 판정 처리 P2와 같이, 소정의 예비 조건을 충족시키는 경우에 제어 AD를 개시한다.

이와 같은 구성에 의해, 작업 차량(100)이 굴삭 대상물(Od)의 굴삭을 적절하게 행할 수 있는 상태에 있는 경우에만, 제어 장치(150)에 의한 자동적인 제어 AD를 개시할 수 있다. 구체적으로는, 오퍼레이터는, 예를 들어 자동 굴삭 스위치(160)를 온으로 한 경우에도, 작업 차량(100)을 조작하여 등판하거나 다른 장소로 이동하거나 하는 등, 굴삭 대상물(Od)의 굴삭이나 덤프 이외의 조작을 행하는 것이 상정된다. 이러한 경우에, 소정의 예비 조건을 충족시키지 않도록 설정함으로써, 작업 차량(100)의 준비가 갖추어진 적절한 경우에만, 제어 장치(150)에 의한 자동적인 제어 AD를 개시할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 작업 차량(100)은 차체(111)의 속도 V를 검지하는 속도 센서(144)를 더 포함한다. 또한, 제어 장치(150)는, 예를 들어 적어도, 속도 센서(144)에 의해 검출된 속도 V, 리프트량 검출 센서로서의 스트로크 센서(141)에 의해 검출된 리프트량, 틸트량 검출 센서로서의 각도 센서(143)에 의해 검출된 버킷(122)의 틸트량이, 각각 소정의 범위 내인 경우에, 예비 조건을 충족시키는 것으로 판정한다.

이와 같은 구성에 의해, 예를 들어 도 1에 나타내는 바와 같이, 작업 차량(100)의 리프트 암(121)이 하방에 위치하고, 버킷(122)의 클로 끝이 작업 차량(100)의 진행 방향의 전방을 향하는 적절한 자세에서, 제어 장치(150)에 의한 제어 AD를 개시할 수 있다. 또한, 제어 장치(150)에 의한 제어 AD의 개시 시에, 작업 차량(100)의 운동 에너지에 의해, 버킷(122)을 보다 확실하게 굴삭 대상물(Od)에 대하여 돌입시켜 삽입하는 것이 가능해진다.

또한, 본 실시 형태의 작업 차량(100)에 있어서, 제어 장치(150)는, 예를 들어 소정의 중지 조건을 충족시키는 경우에, 제어 AD를 중지한다. 이와 같은 구성에 의해, 작업 차량(100)의 오퍼레이터의 의사나, 작업 차량(100)의 주위 상황에 따라서 제어 AD를 중지할 수 있어, 작업 차량(100)의 안전성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 작업 차량(100)은 제어 AD를 실행하기 위한 자동 굴삭 스위치(160)를 구비하고 있다. 그리고, 제어 장치(150)는 자동 굴삭 스위치(160)가 온으로 되어 있는 경우에, 제어 AD를 실행한다. 이와 같은 구성에 의해, 작업 차량(100)의 오퍼레이터의 의사에 의해 자동 굴삭 스위치(160)를 온으로 한 경우에만, 제어 장치(150)에 의한 제어 AD를 실행할 수 있고, 오퍼레이터의 의도에 반하여 제어 AD가 실행되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 작업 차량(100)은 압유를 토출하는 유압 펌프인 펌프(133)와, 펌프(133)에 의해 토출된 압유에 의해 리프트 암(121)을 동작시키는 리프트 실린더(131)와, 펌프(133)에 의해 토출된 압유에 의해 버킷(122)을 동작시키는 버킷 실린더(132)와, 파일럿 펌프(137)를 구비하고 있다. 또한, 작업 차량(100)은 제어 장치(150)로부터의 지령에 따른 리프트 암 조작용의 파일럿압인 리프트 파일럿압(lpp)을, 파일럿 펌프(137)로부터 토출되는 압유를 압원으로 하여 생성하는 리프트 암 조작용의 파일럿 밸브(135)인 리프트 파일럿 밸브(135a)를 구비하고 있다. 또한, 작업 차량(100)은 제어 장치(150)로부터의 지령에 따른 버킷 조작용의 파일럿압인 버킷 파일럿압(bpp)을, 파일럿 펌프(137)로부터 토출되는 압유를 압원으로 하여 생성하는 버킷 조작용의 파일럿 밸브(135)인 버킷 파일럿 밸브(135b)를 구비하고 있다. 또한, 작업 차량(100)은 리프트 파일럿압(lpp)에 따라서 리프트 암(121)을 제어하는 리프트 암용의 방향 제어 밸브(134)인 리프트 제어 밸브(134a)와, 버킷 파일럿압(bpp)에 따라서 버킷(122)을 제어하는 버킷용의 방향 제어 밸브(134)인 버킷 제어 밸브(134b)를 구비하고 있다. 그리고, 제어 장치(150)는 가속도 센서(145)에 의해 검출된 가속도 α가 부로 되는 굴삭 대상물(Od)에의 돌입 조건을 충족시키고 나서, 가속도 센서(145)에 의해 검출된 가속도 α가 최초로 정으로 되는 굴삭 대상물(Od)에의 삽입 조건을 충족시킬 때까지의 삽입 기간 Ph1에 있어서, 버킷 파일럿압(bpp)을 증가시킴과 함께, 리프트량을 증가시키는 것이 가능한 리프트 파일럿압(lpp)을 유지하도록 리프트 파일럿 밸브(135a)를 제어한다. 또한, 제어 장치(150)는 리프트 기간 Ph2에 있어서, 가속 조건을 충족시키는 경우에는, 틸트량을 유지 가능한 범위에서 버킷 파일럿압(bpp)을 감소시키도록 버킷 파일럿 밸브(135b)를 제어함과 함께, 리프트 파일럿압(lpp)을 증가시켜 리프트량을 더욱 증가시키도록 버킷 파일럿 밸브(135b)를 제어한다. 또한, 제어 장치(150)는 리프트 기간 Ph2에 있어서, 감속 조건을 충족시키는 경우에는, 리프트량을 유지 가능한 범위에서 리프트 파일럿압(lpp)을 감소시키도록 리프트 파일럿 밸브(135a)를 제어함과 함께, 버킷 파일럿압(bpp)을 증가시켜 틸트량을 증가시키도록 버킷 파일럿 밸브(135b)를 제어한다.

이와 같은 구성에 의해, 제어 장치(150)는 삽입 기간 Ph1에 있어서, 파일럿 밸브(135)를 제어함으로써, 버킷(122)의 틸트량을 유지하여 리프트 암(121)의 리프트량을 증가시키는 삽입 제어 P4를 실행할 수 있다. 또한, 제어 장치(150)는 리프트 기간 Ph2에 있어서, 가속 조건을 충족시키는 경우에, 파일럿 밸브(135)를 제어함으로써, 버킷(122)의 틸트량을 유지하여 리프트 암(121)의 리프트량을 더욱 증가시키는 가속 시 제어 P7을 실행할 수 있다. 또한, 제어 장치(150)는 리프트 기간 Ph2에 있어서, 감속 조건을 충족시키는 경우에, 파일럿 밸브(135)를 제어함으로써, 리프트 암(121)의 리프트량을 유지하여 버킷(122)의 틸트량을 증가시키는 감속 시 제어 P9를 실행할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태의 작업 차량(100)에 의하면, 오퍼레이터의 숙련도에 관계없이, 굴삭 대상물(Od)을, 적절한 연비로 효율적으로 각종 굴삭 패턴으로 굴삭할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 작업 차량(100)에 있어서, 검지 장치(140)는 차체(111)에 대한 리프트 암(121)의 회전 각도를 검출하는 각도 센서(143)와, 리프트 실린더(131)의 스트로크량 S1을 검지하는 스트로크 센서(141)의 적어도 한쪽을 포함한다. 그리고, 제어 장치(150)는 각도 센서(143)에 의해 검출된 리프트 암(121)의 회전 각도 A1과 스트로크 센서(141)에 의해 검출된 리프트 실린더(131)의 스트로크량 S1의 적어도 한쪽에 기초하여, 리프트 암(121)의 리프트량을 산출한다. 이와 같은 구성에 의해, 작업 차량(100)이 구비하는 일반적인 통상의 검지 장치(140)를 사용하여, 리프트 암(121)의 리프트량을 산출할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 작업 차량(100)은 리프트 암(121)에 대한 벨 크랭크(123)의 회전 각도를 검출하는 각도 센서(143)와, 버킷 실린더(132)의 스트로크량 S2를 검지하는 스트로크 센서(141)의 적어도 한쪽을 포함한다. 그리고, 제어 장치(150)는 각도 센서(143)에 의해 검출된 벨 크랭크(123)의 회전 각도 A2와 스트로크 센서(141)에 의해 검출된 버킷 실린더(132)의 스트로크량 S2의 적어도 한쪽에 기초하여 버킷(122)의 틸트량을 산출한다. 이와 같은 구성에 의해, 작업 차량(100)이 구비하는 일반적인 통상의 검지 장치(140)를 사용하여, 버킷(122)의 틸트량을 산출할 수 있다.

이상, 도면을 사용하여 본 개시에 관한 작업 차량의 실시 형태를 상세하게 설명해 왔지만, 구체적인 구성은 이 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 개시의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서의 설계 변경 등이 있어도, 그것들은 본 개시에 포함되는 것이다.

100: 작업 차량
111: 차체
121: 리프트 암
122: 버킷
131: 리프트 실린더
132: 버킷 실린더
133: 펌프(유압 펌프)
134: 방향 제어 밸브
134a: 리프트 제어 밸브(리프트 암용의 방향 제어 밸브)
134b: 버킷 제어 밸브(버킷용의 방향 제어 밸브)
135: 파일럿 밸브
135a: 리프트 파일럿 밸브(리프트 암 조작용의 파일럿 밸브)
135b: 버킷 파일럿 밸브(버킷 조작용의 파일럿 밸브)
140: 검지 장치
141: 스트로크 센서(리프트량 검출 센서)
143: 각도 센서(틸트량 검출 센서)
144: 속도 센서
150: 제어 장치
160: 자동 굴삭 스위치
A1: 회전 각도
A2: 회전 각도
AD: 제어
bpp: 버킷 파일럿압(버킷 조작용의 파일럿압)
lpp: 리프트 파일럿압(리프트 암 조작용의 파일럿압)
Od: 굴삭 대상물
Ph1: 삽입 기간
Ph2: 리프트 기간
S1: 스트로크량
S2: 스트로크량
V: 속도
α: 가속도

Claims

차체와, 상기 차체에 회동 가능하게 일단부측이 설치된 리프트 암과, 상기 리프트 암의 타단부측에 회동 가능하게 설치된 버킷과, 상기 차체의 가속도를 검출하는 가속도 센서와, 상기 리프트 암의 리프트량을 검출하는 리프트량 검출 센서와, 상기 버킷의 틸트량을 검출하는 틸트량 검출 센서와, 상기 버킷 및 상기 리프트 암을 제어하는 제어 장치를 구비한 작업 차량이며,
상기 제어 장치는,
상기 가속도 센서에 의해 검출된 가속도가 부로 되는 굴삭 대상물에의 돌입 조건을 충족시키고 나서 상기 가속도 센서에 의해 검출된 가속도가 최초로 정으로 되는 굴삭 대상물에의 삽입 조건을 충족시킬 때까지의 삽입 기간에 있어서, 상기 틸트량 검출 센서에 의해 검출된 상기 틸트량을 유지하여 상기 리프트량을 증가시키고,
최초로 상기 삽입 조건을 충족시키고 나서 상기 리프트량 검출 센서에 의해 검출된 리프트량 및 상기 틸트량 검출 센서에 의해 검출된 틸트량이 각각 규정값에 달하는 종료 조건을 충족시킬 때까지의 리프트 기간에 있어서, 상기 가속도가 정으로 되는 가속 조건을 충족시키는 경우에, 상기 틸트량을 유지하여 상기 리프트량을 증가시키고,
상기 리프트 기간에 있어서, 상기 가속도가 부로 되는 감속 조건을 충족시키는 경우에, 상기 리프트량을 유지하여 상기 틸트량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 작업 차량.
제1항에 있어서, 상기 제어 장치는, 소정의 예비 조건을 충족시키는 경우에 상기 제어를 개시하는 것을 특징으로 하는 작업 차량.
제2항에 있어서, 상기 차체의 속도를 검출하는 속도 센서를 더 포함하고,
상기 제어 장치는, 적어도, 상기 속도 센서에 의해 검출된 속도, 상기 리프트량 검출 센서에 의해 검출된 리프트량, 상기 틸트량 검출 센서에 의해 검출된 틸트량이 각각 소정의 범위 내인 경우에, 상기 예비 조건을 충족시키는 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 작업 차량.
제1항에 있어서, 상기 제어 장치는, 소정의 중지 조건을 충족시키는 경우에, 상기 제어를 중지하는 것을 특징으로 하는 작업 차량.
제1항에 있어서, 상기 제어를 실행하기 위한 자동 굴삭 스위치를 구비하고,
상기 제어 장치는, 상기 자동 굴삭 스위치가 온으로 되어 있는 경우에, 상기 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 작업 차량.
제1항에 있어서, 압유를 토출하는 유압 펌프와,
상기 유압 펌프에 의해 토출된 압유에 의해 상기 리프트 암을 동작시키는 리프트 실린더와, 상기 유압 펌프에 의해 토출된 압유에 의해 상기 버킷을 동작시키는 버킷 실린더와, 파일럿 펌프와, 상기 제어 장치로부터의 지령에 따른 리프트 암 조작용의 파일럿압을, 상기 파일럿 펌프로부터 토출되는 압유를 압원으로 하여 생성하는 리프트 암 조작용의 파일럿 밸브와, 상기 제어 장치로부터의 지령에 따른 버킷 조작용의 파일럿압을, 상기 파일럿 펌프로부터 토출되는 압유를 압원으로 하여 생성하는 버킷 조작용의 파일럿 밸브와, 리프트 암 조작용의 파일럿압에 따라서 상기 리프트 암을 제어하는 리프트 암용의 방향 제어 밸브와, 버킷 조작용의 파일럿압에 따라서 상기 버킷을 제어하는 버킷용의 방향 제어 밸브를 더 구비하고,
상기 제어 장치는,
상기 가속도 센서에 의해 검출된 가속도가 부로 되는 굴삭 대상물에의 돌입 조건을 충족시키고 나서 상기 가속도 센서에 의해 검출된 가속도가 최초로 정으로 되는 굴삭 대상물에의 삽입 조건을 충족시킬 때까지의 삽입 기간에 있어서, 상기 버킷 조작용의 파일럿압을 증가시킴과 함께, 상기 리프트량을 증가시키는 것이 가능한 상기 리프트 암 조작용의 파일럿압을 유지하도록 상기 파일럿 밸브를 제어하고,
상기 리프트 기간에 있어서, 상기 가속 조건을 충족시키는 경우에는, 상기 틸트량을 유지 가능한 범위에서 상기 버킷 조작용의 파일럿압을 감소시키도록 상기 버킷 조작용의 파일럿 밸브를 제어함과 함께, 상기 리프트 암 조작용의 파일럿압을 증가시켜 상기 리프트량을 더욱 증가시키도록 상기 리프트 암 조작용의 파일럿 밸브를 제어하고,
상기 리프트 기간에 있어서, 상기 감속 조건을 충족시키는 경우에는, 상기 리프트량을 유지 가능한 범위에서 상기 리프트 암 조작용의 파일럿압을 감소시키도록 상기 리프트 암 조작용의 파일럿 밸브를 제어함과 함께, 상기 버킷 조작용의 파일럿압을 증가시켜 상기 틸트량을 증가시키도록 상기 버킷 조작용의 파일럿 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 작업 차량.
제6항에 있어서, 상기 차체에 대한 상기 리프트 암의 회전 각도를 검출하는 각도 센서와, 상기 리프트 실린더의 스트로크량을 검출하는 스트로크 센서의 적어도 한쪽을 포함하고,
상기 제어 장치는, 상기 각도 센서에 의해 검출된 회전 각도와 상기 스트로크 센서에 의해 검출된 스트로크량의 적어도 한쪽에 기초하여 상기 리프트량을 산출하는 것을 특징으로 하는 작업 차량.
제6항에 있어서, 상기 리프트 암에 대한 벨 크랭크의 회전 각도를 검출하는 각도 센서와, 상기 버킷 실린더의 스트로크량을 검출하는 스트로크 센서의 적어도 한쪽을 포함하고,
상기 제어 장치는, 상기 각도 센서에 의해 검출된 회전 각도와 상기 스트로크 센서에 의해 검출된 스트로크량의 적어도 한쪽에 기초하여 상기 틸트량을 산출하는 것을 특징으로 하는 작업 차량.