WO2015083753A1 - 作業車両 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施形態に係る作業車両を示す図である。本実施形態において、作業車両として、砕石又は砕石の掘削時に発生した土砂若しくは岩石等を運搬車両としてのダンプトラック等に積載するホイールローダー1を例とする。
図2は、作業機の動作を制御する制御系統を示す図である。図1に示す作業機5の動作、すなわちブーム3及びバケット4の動作を制御する制御系統CSは、作業機油圧ポンプ12と、ブーム操作弁13と、バケット操作弁14と、パイロットポンプ15と、吐出回路12Cと、電磁比例制御弁20と、制御装置40と、TM(変速装置)制御装置49と、EG(エンジン)制御装置51とを含む。
図3は、作業機5を示す図である。作業機5のブーム3は、第1端部側が連結ピン3Pによって車体2にピン結合されている。ブーム3の両端部の間には、ブームシリンダ9を取り付けるためのブラケット3BRが取り付けられている。ブームシリンダ9は、第1端部が連結ピン9Paによって車体2にピン結合され、第2端部が連結ピン9Pbによってブラケット3BRにピン結合される。このような構造により、ブーム3は、ブームシリンダ9が伸縮すると、連結ピン3Pの中心軸Z1を中心として回動(昇降)する。
作業機5において、ブーム3の角度(以下、適宜ブーム角度という)αは、連結ピン3Pの中心軸Z1と連結ピン4Paの中心軸Z2とを結ぶ直線L1と、連結ピン3Pを通り、かつ前輪6F及び後輪6Rの接地面と平行な水平線L2とのなす角度のうち小さい方である。本実施形態において、ブーム角度αは、水平線L2よりも路面R側に傾斜している場合は負になる。ブーム3が上昇するとブーム角度αは大きくなる。
図4は、掘削が終了した後におけるホイールローダー1の動作の一例を示す図である。掘削対象Mを作業機5のバケット4で掘削したホイールローダー1は、掘削位置PSから後退し、方向転換のために方向転換位置PIまで進む。ホイールローダー1は、方向転換位置PIにおいて進行方向を前進に切り替えて、掘削対象Mとは異なる位置に停止しているダンプトラック100に向かって走行する。ダンプトラック100の位置に到達したホイールローダー1は、バケット4内の掘削物SRをダンプトラック100のベッセル101内に排出する。バケット4内の掘削物SRが排出される位置を排出位置PDという。
図5は、ホイールローダー1の駆動系及び制御系を示すブロック図である。ダンプアプローチモードは、制御装置40が実現する。ダンプアプローチモードは、ホイールローダー1の走行距離に対応する値と、ブーム3が上昇した量に対応する値との比を用いて制御される。制御装置40は、後述する第1比率と第2比率との差が0になるように、エンジン60からホイールローダー1の駆動輪に伝達される伝達トルクを制御する。本実施形態において、制御装置40は、クラッチ62の係合状態を調整することにより、伝達トルクを制御する。クラッチ62の係合状態は、図5に示すクラッチ制御用のアクチュエータ62Aがクラッチ62を係合させるためにクラッチ62に与える作動油の圧力(クラッチ圧)を調整することにより変化する。その結果、伝達トルクが変化する。
図6は、フィードバック制御に加え、フィードフォワード制御を行う際の制御ブロックの一例を示す図である。本実施形態において、制御装置40は、伝達トルクをフィードバック制御するが、これに加えて、伝達トルクのフィードフォワード制御を追加してもよい。このようにすると、伝達トルクの制御の応答性を向上させる。その結果、応答遅れによる伝達トルクのハンチングが抑制される。
図7は、クラッチ62の係合状態に応じてエンジン60のトルクを制御する際の制御ブロックの一例を示す図である。図8は、エンジン60のトルクの減少量を説明するための概念図である。本実施形態において、制御装置40は、図2等に示すクラッチ62の係合状態に応じて、エンジン60が発生するトルクを調整してもよい。この場合、例えば、制御装置40は、クラッチ圧指令値Pdの大きさに基づいて、エンジン60が発生するトルクを調整する。
次に、図2に示す設定ダイヤル53について説明する。本実施形態において、設定ダイヤル53は、ダンプアプローチモードにおける目標値となる第1比率Ld/Hdを変更できる。第1比率Ld/Hdは、目標走行距離Ldと目標変位Hdとの比であるが、設定ダイヤル53は、両者のうち少なくとも一方を変更することにより、第1比率Ld/Hdを変更できる。設定ダイヤル53は、第1比率Ld/Hd自体を変更できるようになっていてもよいし、目標走行距離Ldと目標変位Hdとを個別に変更することにより第1比率Ld/Hdを変更できるようになっていてもよい。第1比率Ld/Hdが変更できるようになっていることで、ホイールローダー1のオペレーターは、自身の好み又は作業現場の状況に合わせてダンプアプローチモードの動作を調整できるので、好ましい。
2 車体
3 ブーム
4 バケット
5 作業機
6F 前輪
6R 後輪
9 ブームシリンダ
13 ブーム操作弁
18L セレクターレバー
40 制御装置
41 処理部
42 記憶部
43 入力部
44 出力部
45 入出力装置
46 ブーム角度検出センサ
48 ブームシリンダ圧力センサ
49 TM制御装置
50 車速センサ
51 エンジン制御装置
52e エンジントルク低減部
52b PID制御部
53 設定ダイヤル
60 エンジン
62 クラッチ
63 トルクコンバータ
64 変速装置
100 ダンプトラック
Ha 実変位
Hd 目標変位
La 実走行距離
Ld 目標走行距離
La/Ha 第1比率
Ld/Hd 第2比率
Pd クラッチ圧指令値
SR 掘削物
Ta 実伝達トルク比
Tr 第2トルク低減量
Claims (6)
- 車体と、
前記車体を走行させるための動力を発生する動力発生装置と、
前記動力発生装置の発生した動力により前記車体を走行させる駆動輪と、
前記車体に支持されて回動し、かつ前記車体側とは反対側にバケットを支持するブームと、
前記ブームを回動させるアクチュエータと、
前記車体が前記バケットによる掘削後に掘削物を排出する位置まで走行する際の目標となる目標走行距離に対応する値と、移動が開始された後に前記ブームが上昇する際の目標となる目標上昇量に対応する値との比である第1比率と、
前記車体が前記バケットによる掘削後に掘削物を排出する位置までの移動を開始してから実際に走行した距離に対応する値と、前記移動が開始された後に前記ブームが実際に上昇した量に対応する値との比である第2比率との差が0になるように、前記動力発生装置から前記駆動輪に伝達される伝達トルクを制御する制御装置と、
を含む、作業車両。 - 前記動力発生装置と前記駆動輪との間にクラッチを有し、
前記制御装置は、前記クラッチの係合状態を調整することにより前記伝達トルクを制御する、請求項1に記載の作業車両。 - 前記クラッチと前記駆動輪との間に、前記クラッチからの動力を前記駆動輪に伝達するトルクコンバータを有し、
前記制御装置は、
前記トルクコンバータが吸収したトルクと、前記クラッチが伝達できる最大のトルクとの比を用いて、前記伝達トルクをフィードフォワード制御する、請求項2に記載の作業車両。 - 前記制御装置は、
前記クラッチの係合状態に応じて、前記動力発生装置が発生するトルクを制御する、請求項2又は請求項3に記載の作業車両。 - 前記目標走行距離及び前記目標上昇量の少なくとも一方を変更する目標値変更部を有する、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。
- 車体と、
前記車体を走行させるための動力を発生する動力発生装置と、
前記動力発生装置の発生した動力により前記車体を走行させる駆動輪と、
前記動力発生装置と前記駆動輪との間に設けられたクラッチと、
前記クラッチと前記駆動輪との間に設けられたトルクコンバータと、
前記車体に支持されて回動し、かつ前記車体側とは反対側に支バケットを支持するブームと、
前記ブームを回動させる油圧シリンダと、
前記車体が前記バケットによる掘削後に掘削物を排出する位置まで走行する際の目標となる目標走行距離に対応する値と、移動が開始された後に前記ブームが上昇する際の目標となる目標上昇量に対応する値との比である第1比率と、
前記車体が前記バケットによる掘削後に掘削物を排出する位置までの移動を開始してから実際に走行した距離に対応する値と、前記移動が開始された後に前記ブームが実際に上昇した量に対応する値との比である第2比率との差が0になるように、前記クラッチの係合状態をフィードバック制御し、かつ前記トルクコンバータが吸収したトルクと、前記クラッチが伝達できる最大のトルクとの比を用いて前記クラッチの係合状態をフィードフォワード制御する制御装置と、
を含む、作業車両。
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