WO2015102058A1 - 作業車両の制御方法、作業車両の制御装置及び作業車両 - Google Patents

作業車両の制御方法、作業車両の制御装置及び作業車両 Download PDF

Info

Publication number
WO2015102058A1
WO2015102058A1 PCT/JP2014/064539 JP2014064539W WO2015102058A1 WO 2015102058 A1 WO2015102058 A1 WO 2015102058A1 JP 2014064539 W JP2014064539 W JP 2014064539W WO 2015102058 A1 WO2015102058 A1 WO 2015102058A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bucket
boom
speed
actuator
amount
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/064539
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
雅明 今泉
和田　稔
芳明 齋藤
Original Assignee
株式会社小松製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社小松製作所 filed Critical 株式会社小松製作所
Priority to JP2014528763A priority Critical patent/JP5717923B1/ja
Priority to EP14771497.6A priority patent/EP2905385B1/en
Priority to PCT/JP2014/064539 priority patent/WO2015102058A1/ja
Priority to CN201480000944.7A priority patent/CN105307740B/zh
Priority to US14/389,490 priority patent/US9702117B2/en
Publication of WO2015102058A1 publication Critical patent/WO2015102058A1/ja

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2203—Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/431—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/431—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like
    • E02F3/434—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like providing automatic sequences of movements, e.g. automatic dumping or loading, automatic return-to-dig
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2203—Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function
    • E02F9/2214—Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function for reducing the shock generated at the stroke end
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2282—Systems using center bypass type changeover valves
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2285—Pilot-operated systems
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2296—Systems with a variable displacement pump
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/283—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a single arm pivoted directly on the chassis

Definitions

  • the present invention relates to a work vehicle that performs excavation work.
  • a wheel loader As such a work vehicle.
  • a wheel loader has a bucket for performing excavation work, and is a vehicle that travels and works with tires.
  • Patent Document 1 describes that a gentle stop control is performed near the bucket tilt end position.
  • An object of the present invention is to suppress the impact generated at the dump end when the bucket is dumped.
  • the present invention provides a boom that is supported by a vehicle body, and a boom that is supported on a side away from the vehicle body of the boom and a bucket that is rotated by the operation of an actuator.
  • the operation speed of the actuator is limited in accordance with the operable amount of the actuator until it reaches the stopper, and the operation of the actuator is performed based on the obtained boom raising operation amount or the boom raising speed.
  • the speed limit amount increases as the boom raising operation amount or the boom raising speed increases.
  • the present invention is a control device for controlling a work vehicle including a boom that is supported by a vehicle body and rotated, and a bucket that is supported on a side away from the vehicle body of the boom and that is rotated by the operation of an actuator.
  • the operating speed of the actuator is limited according to the operable amount, and the operating speed limit amount of the actuator is determined based on the obtained boom raising operation amount or the boom raising speed. It is a control device for a work vehicle that is largely changed as the raising operation amount or the boom raising speed is larger.
  • the present invention includes a boom that is supported and rotated by a vehicle body, a bucket that is supported on a side away from the vehicle body of the boom and that is rotated by an operation of an actuator, and the control device for the work vehicle described above. It is a work vehicle.
  • the present invention can suppress the impact generated at the dump end when the bucket is dumped.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a work vehicle according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a control system that controls the operation of the work machine.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the working machine.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a tilting operation and a dumping operation of a bucket provided in the wheel loader.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a first table for control used in the control during the dumping operation in the work vehicle control method according to the present embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a second table for control used in the control during the dumping operation in the work vehicle control method according to the present embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between the boom lifting speed limit rate and the reach of the bucket cylinder.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a control example during a dumping operation in the work vehicle control method according to the present embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining determination when starting and ending control during the dump operation.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of an automatic tilt table used in the control when the bucket is automatically tilted in the work vehicle control method according to the present embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the tilt command and the reach distance of the bucket cylinder.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of control during an automatic tilt operation in the work vehicle control method according to the present embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a work vehicle according to the present embodiment.
  • a wheel loader 1 that loads crushed stone or earth and sand generated during digging of crushed stone on a dump truck or the like as a transport vehicle is taken as an example of a work vehicle.
  • the wheel loader 1 includes a vehicle body 2, a work machine 5 including a boom 3 and a bucket 4, a front wheel 6F and a rear wheel 6R, a cab 7, a boom cylinder 9 corresponding to an actuator, and a bucket cylinder 10 corresponding to an actuator. And.
  • a work machine 5, a front wheel 6F, a rear wheel 6R, and a cab 7 are attached to the vehicle body 2.
  • a driver's seat DS and an operation lever CL are provided in the cab 7.
  • the direction from the back DSB of the driver seat DS toward the operation lever CL is referred to as the front, and the direction from the operation lever CL toward the back DSB is referred to as the rear.
  • the left and right of the wheel loader 1 are based on the front.
  • the front wheel 6F and the rear wheel 6R are in contact with the road surface R.
  • the ground contact surface side of the front wheel 6F and the rear wheel 6R is referred to as the downward direction, and the direction away from the ground contact surface of the front wheel 6F and the rear wheel 6R is referred to as the upward direction.
  • the wheel loader 1 travels by rotating the front wheel 6F and the rear wheel 6R. Steering of the wheel loader 1 is realized by bending the vehicle body 2 between the front wheel 6F and the rear wheel 6R.
  • the work machine 5 is arranged at the front part of the vehicle body 2.
  • the boom 3 is supported on the front side of the vehicle body 2 and extends forward.
  • the boom 3 is supported by the vehicle body 2 and rotates.
  • the bucket 4 has an opening 4H and a claw 4C.
  • the bucket 4 excavates the object by the claw 4C scooping earth or sand or crushed stone. Sediment or crushed stone scooped by the claws 4C is referred to as an excavated material SR as appropriate.
  • the excavated material SR scooped by the claw 4C enters the inside of the bucket 4 through the opening 4H.
  • the bucket 4 is supported and rotated on the side opposite to the vehicle body 2 side of the boom 3, that is, on the side away from the vehicle body 2.
  • the boom cylinder 9 as a boom drive device is provided between the vehicle body 2 and the boom 3.
  • the boom 3 rotates around the support portion on the vehicle body 2 side as the boom cylinder 9 expands and contracts.
  • the boom drive device that rotates the boom 3 is not limited to the boom cylinder 9.
  • the boom drive device may be an electric motor provided at the base of the boom 3.
  • the boom drive device is an actuator that rotates the boom 3.
  • the bucket cylinder 10 has one end attached to and supported by the vehicle body 2 and the other end attached to one end of the bell crank 11. The other end of the bell crank 11 is connected to the bucket 4.
  • the bucket 4 rotates around the portion supported by the boom 3 as the bucket cylinder 10 expands and contracts.
  • the device for rotating the bucket 4 is not limited to the bucket cylinder 10.
  • the operation lever CL controls the expansion and contraction of the boom cylinder 9 and the bucket cylinder 10.
  • an operator boarding the cab 7 operates the operation lever CL
  • at least one of the boom cylinder 9 and the bucket cylinder 10 expands and contracts.
  • at least one of the boom 3 and the bucket 4 rotates. In this way, the boom 3 and the bucket 4 operate when the operator operates the operation lever CL.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a control system that controls the operation of the work machine 5.
  • the work machine hydraulic pump 12 is driven by an engine (EG) 60 as a power generation device mounted on the wheel loader 1.
  • the engine 60 is an internal combustion engine, and is a diesel engine in the present embodiment.
  • the type of engine 60 is not limited to a diesel engine.
  • the output of the engine 60 is input to a PTO (Power Take Off) 61 and then output to a work machine hydraulic pump 12 and a clutch 62 as a power transmission mechanism.
  • PTO Power Take Off
  • the work machine hydraulic pump 12 is driven by the engine 60 via the PTO 61 and discharges hydraulic oil.
  • the input side of the clutch 62 is connected to the engine 60, and the output side is connected to a torque converter (TC) 63.
  • the output side of the torque converter 63 is connected to a transmission (TM) 64.
  • TC torque converter
  • TM transmission
  • the output of the engine 60 is transmitted to the transmission 64 via the PTO 61, the clutch 62 and the torque converter 63.
  • the transmission 64 transmits the output of the engine 60 transmitted from the PTO 61 to the front wheels 6F and the rear wheels 6R shown in FIG. 1 to drive them.
  • the wheel loader 1 and the vehicle body 2 travel with the front wheels 6F and the rear wheels 6R being driven by the output of the engine 60.
  • the front wheel 6F and the rear wheel 6R serve as driving wheels for the wheel loader 1.
  • a discharge circuit 12C serving as an oil passage through which the working oil passes is connected to a discharge port through which the working machine hydraulic pump 12 discharges the working oil.
  • the discharge circuit 12 ⁇ / b> C is connected to the boom operation valve 13 and the bucket operation valve 14.
  • the boom operation valve 13 and the bucket operation valve 14 are both hydraulic pilot type operation valves.
  • the boom operation valve 13 and the bucket operation valve 14 are connected to the boom cylinder 9 and the bucket cylinder 10, respectively.
  • the work machine hydraulic pump 12, the boom operation valve 13, the bucket operation valve 14, and the discharge circuit 12C form a tandem hydraulic circuit.
  • the boom operation valve 13 is a 4-position switching valve having an A position, a B position, a C position, and a D position.
  • the boom operation valve 13 is in the A position, the boom 3 is raised, and when the B operation position is in the B position, the boom operation valve 13 is neutral and holds the position.
  • the boom operation valve 13 is in the C position, the boom 3 is lowered and the D position is floating.
  • the bucket operation valve 14 is a three-position switching valve having an E position, an F position, and a G position. When the bucket operation valve 14 is in the E position, the bucket 4 tilts.
  • the bucket operation valve 14 is in the F position, the bucket 4 is neutral, and when it is in the G position, the bucket 4 performs a dumping operation.
  • the tilting operation of the bucket 4 is an operation of tilting when the opening 4H and the claw 4C of the bucket 4 shown in FIG.
  • the dumping operation of the bucket 4 is an operation of tilting by rotating the opening 4H and the claw 4C of the bucket 4 away from the cab 7, contrary to the tilting operation.
  • the pilot pressure receiving portions of the boom operation valve 13 and the bucket operation valve 14 are connected to the pilot pump 15 via the electromagnetic proportional control valve 20, respectively.
  • the pilot pump 15 is connected to the PTO 61 and driven by the engine 60.
  • the pilot pump 15 supplies hydraulic oil having a predetermined pressure (pilot pressure) to the pilot pressure receiving portion 13R of the boom operation valve 13 and the pilot pressure receiving portion 14R of the bucket operation valve 14 via the electromagnetic proportional control valve 20.
  • the electromagnetic proportional control valve 20 has a boom lowering electromagnetic proportional control valve 21, a boom raising electromagnetic proportional control valve 22, a bucket dump electromagnetic proportional control valve 23, and a bucket tilt electromagnetic proportional control valve 24.
  • the boom lowering electromagnetic proportional control valve 21 and the boom raising electromagnetic proportional control valve 22 are connected to the pilot pressure receiving portions 13 ⁇ / b> R and 13 ⁇ / b> R of the boom operation valve 13.
  • the bucket dump electromagnetic proportional control valve 23 and the bucket tilt electromagnetic proportional control valve 24 are connected to the pilot pressure receiving portions 14R and 14R of the bucket operation valve 14, respectively.
  • Solenoid command part 21S of boom lowering electromagnetic proportional control valve 21, solenoid command part 22S of boom raising electromagnetic proportional control valve 22, solenoid command part 23S of bucket dump electromagnetic proportional control valve 23, and solenoid command part of bucket tilt electromagnetic proportional control valve 24 Each command signal from the control device 40 is input to 24S.
  • the boom lowering electromagnetic proportional control valve 21, the boom raising electromagnetic proportional control valve 22, the boom operation valve 13 and the boom cylinder 9 have a function as a boom drive unit for rotating (raising and lowering) the boom 3.
  • the bucket dump electromagnetic proportional control valve 23, the bucket tilt electromagnetic proportional control valve 24, the bucket operation valve 14 and the bucket cylinder 10 have a function as a bucket drive unit for rotating the bucket (tilt operation or dump operation).
  • the control device 40 includes, for example, a processing unit 41 such as a CPU (Central Processing Unit), a storage unit 42 such as a ROM (Read Only Memory), an input unit 43, and an output unit 44.
  • the processing unit 41 controls the operation of the work machine 5 by sequentially executing various instructions described in the computer program.
  • the processing unit 41 is electrically connected to the storage unit 42, the input unit 43, and the output unit 44. With this structure, the processing unit 41 reads information stored in the storage unit 42, writes information in the storage unit 42, receives information from the input unit 43, and outputs information to the output unit 44. Can be.
  • the storage unit 42 stores a computer program for controlling the operation of the work machine 5 and information used for controlling the operation of the work machine 5.
  • the storage unit 42 stores a computer program for realizing the work vehicle control method according to the present embodiment.
  • the processing unit 41 reads out the computer program from the storage unit 42 and executes it, thereby realizing the work vehicle control method according to the present embodiment.
  • the input unit 43 includes a boom angle detection sensor 46, a bucket angle detection sensor 47, a boom cylinder pressure sensor 48 that detects the pressure (bottom pressure) of hydraulic oil filled in the boom cylinder 9, and a transmission 64.
  • a TM control device 49 for controlling, a vehicle speed sensor 50, an engine control device 51 for controlling the engine 60, a first potentiometer 31, and a second potentiometer 33 are connected.
  • the processing unit 41 acquires these detection values or command values and controls the operation of the work machine 5.
  • the stroke of the boom cylinder 9 and the stroke of the bucket cylinder 10 are the angle of the boom 3 detected by the boom angle detection sensor 46 and the angle of the bucket 4 detected by the bucket angle detection sensor 47 or the bell crank 11. It is obtained from the angle.
  • the control device 40 obtains at least one of the stroke of the boom cylinder 9 and the stroke of the bucket cylinder 10 using the detection value of at least one of the boom angle detection sensor 46 and the bucket angle detection sensor 47 and performs the operations of the boom 3 and the bucket 4. Control.
  • a vehicle speed sensor 50 as a vehicle speed detection device detects the speed (vehicle speed) at which the wheel loader 1 travels.
  • the vehicle speed sensor 50 may determine the vehicle speed of the wheel loader 1 from the rotational speed of the output shaft of the transmission 64 shown in FIG.
  • the TM control device 49 switches the speed stage of the transmission device 64.
  • the TM control device 49 controls the speed stage based on, for example, the vehicle speed acquired from the vehicle speed sensor 50, the accelerator opening degree of the wheel loader 1, and the like.
  • the engine control device 51 controls the output of the engine 60 by adjusting the amount of fuel supplied to the engine 60 based on the accelerator opening and the rotational speed of the engine 60.
  • a computer can be used for both the TM control device 49 and the engine control device 51.
  • the output unit 44 includes a solenoid command unit 21S of the boom lowering electromagnetic proportional control valve 21, a solenoid command unit 22S of the boom raising electromagnetic proportional control valve 22, a solenoid command unit 23S of the bucket dump electromagnetic proportional control valve 23, and a bucket tilt.
  • the solenoid command unit 24S of the electromagnetic proportional control valve 24 and the input / output device 45 are connected.
  • the processing unit 41 gives a command value for operating the boom cylinder 9 to the solenoid command unit 21S of the boom lowering electromagnetic proportional control valve 21 or the solenoid command unit 22S of the boom raising electromagnetic proportional control valve 22 to expand and contract the boom cylinder 9. Let The boom 3 moves up and down as the boom cylinder 9 expands and contracts.
  • the processing unit 41 gives a command value for operating the boom cylinder 9 to the solenoid command unit 23S of the bucket dump electromagnetic proportional control valve 23 or the solenoid command unit 24S of the bucket tilt electromagnetic proportional control valve 24 to expand and contract the bucket cylinder 10. Let As the bucket cylinder 10 expands and contracts, the bucket 4 performs a tilt operation or a dump operation. In this way, the processing unit 41 controls the operation of the work machine 5, that is, the boom 3 and the bucket 4.
  • the input / output device 45 connected to both the input unit 43 and the output unit 44 includes an input device 45S, a sound generation device 45B, and a display device 45M.
  • the input / output device 45 inputs a command value from the input device 45S to the control device 40, generates a warning sound from the sounding device 45B, and displays information on the state or control of the work machine 5 on the display device 45M.
  • the input device 45S is, for example, a push button type switch. By operating the input device 45S, information displayed on the display device 45M is switched, or the operation mode of the wheel loader 1 is switched.
  • the operation lever CL as the operation device includes a boom operation lever 30 and a bucket operation lever 32.
  • the boom operation lever 30 is a device for operating the boom 3.
  • a first potentiometer 31 that detects an operation amount with respect to the boom operation lever 30 is attached to the boom operation lever 30.
  • the bucket operation lever 32 is a device for operating the bucket 4.
  • a second potentiometer 33 that detects an operation amount with respect to the bucket operation lever 32 is attached to the bucket operation lever 32. Detection signals of the first potentiometer 31 and the second potentiometer 33 are input to the input unit 43 of the control device 40.
  • the selector lever 18L of the transmission device 64 switches the speed stage of the transmission device 64 and switches between forward and reverse.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the work machine 5.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a tilting operation and a dumping operation of the bucket 4 provided in the wheel loader 1.
  • the boom 3 of the work machine 5 is pin-coupled to the vehicle body 2 at the first end portion side by a connecting pin 3 ⁇ / b> P.
  • a bracket 3BR for attaching the boom cylinder 9 is attached between both ends of the boom 3.
  • the boom cylinder 9 has a first end connected to the vehicle body 2 by a connecting pin 9Pa and a second end connected to the bracket 3BR by a connecting pin 9Pb.
  • the boom 3 rotates (lifts and lowers) about the central axis Z1 of the connecting pin 3P. Specifically, when the boom cylinder 9 is extended, the boom 3 is raised, and when the boom cylinder 9 is contracted, the boom 3 is lowered.
  • the bucket 4 is pin-connected by a connecting pin 4Pa on the second end side of the boom 3, that is, on the end side opposite to the vehicle body 2 side (end side away from the vehicle body 2). With such a structure, the bucket 4 rotates around the central axis Z2 of the connecting pin 4Pa.
  • the bucket cylinder 10 has a first end connected to the vehicle body 2 by a connecting pin 3P and a second end connected to the first end of the bell crank 11 by a connecting pin 11a.
  • the second end of the bell crank 11 is pin-coupled to the first end of the connecting member 11L by a connecting pin 11b.
  • the second end of the connecting member 11L is pin-connected to the bucket 4 by a connecting pin 4Pb.
  • the boom 3 is provided with a support member 8 for supporting the bell crank 11 between both ends.
  • the bell crank 11 is pin-coupled to the support member 8 by connecting pins 11c between both ends.
  • the bell crank 11 rotates around the central axis Z3 of the connecting pin 11c.
  • the bucket cylinder 10 contracts, the first end of the bell crank 11 moves to the vehicle body 2 side. Since the bell crank 11 rotates around the central axis Z3 of the connecting pin 11c, the second end of the bell crank 11 moves in a direction away from the vehicle body 2. Then, the bucket 4 performs a dumping operation via the connecting member 11L.
  • the connecting member 11L When the bucket cylinder 10 extends, the bell crank 11 moves away from the vehicle body 2 at the first end. Then, since the second end portion of the bell crank 11 approaches the vehicle body 2, the bucket 4 tilts via the connecting member 11L.
  • a dump-side stopper (hereinafter referred to as a dump stopper as appropriate) STPD for restricting the dumping operation of the bucket 4 is provided on the second end side of the boom 3.
  • the dump stopper STPD is in contact with the bucket 4, thereby suppressing an excessive dump operation of the bucket 4.
  • the position of the bucket 4 when the bucket 4 contacts the dump stopper STPD is referred to as a dump end.
  • a tilt side stopper hereinafter referred to as a tilt stopper as appropriate) STPT for restricting the tilting operation of the bucket 4 is provided.
  • the tilt stopper STPT is in contact with the bucket 4 and suppresses an excessive tilt operation of the bucket 4.
  • the position of the bucket 4 when the bucket contacts the tilt stopper STPT is referred to as a tilt end.
  • the dump stopper STPD is used to regulate the dumping operation of the bucket 4, but the invention is not limited to this.
  • the stroke end of the bucket cylinder 10 may regulate the dumping operation of the bucket 4 instead of the dump stopper STPD.
  • the bucket 4 stops the dumping operation at the dump side stop position.
  • the stop position on the dump side is, for example, the position of the dump stopper STPD or the position of the stroke end of the bucket cylinder 10.
  • the angle of the boom 3 (hereinafter, appropriately referred to as a boom angle) ⁇ passes through the straight line L1 connecting the central axis Z1 of the connecting pin 3P and the central axis Z2 of the connecting pin 4Pa, the connecting pin 3P, and the front wheel. 6F and the smaller one of the angles formed by the horizontal line L2 parallel to the ground contact surface of the rear wheel 6R.
  • the boom angle ⁇ is negative when inclined to the road surface R side with respect to the horizontal line L2. When the boom 3 is raised, the boom angle ⁇ increases.
  • the angle of the bucket 4 (hereinafter referred to as the bucket angle as appropriate) ⁇ is defined as the road surface R (corresponding to the horizontal line L2 in FIG. 3) and a straight line L3 passing through the central axis Z2 of the connecting pin 4Pa and parallel to the bottom surface 4B of the bucket 4. It is an angle to make.
  • the bucket angle ⁇ is negative when the front of the straight line L3 is downward with respect to the central axis Z2 of the connecting pin 4Pa.
  • the bucket angle ⁇ increases.
  • the boom angle detection sensor 46 that detects the boom angle ⁇ is attached to a portion of the connecting pin 3P that pin-couples the boom 3 to the vehicle body 2.
  • a bucket angle detection sensor 47 that detects the bucket angle ⁇ is attached to the connection pin 11 c and indirectly detects the angle of the bucket 4 via the bell crank 11.
  • the bucket angle detection sensor 47 may be attached to a portion of the connection pin 4Pa that connects the boom 3 and the bucket 4.
  • the boom angle detection sensor 46 and the bucket angle detection sensor 47 are, for example, potentiometers, but are not limited thereto.
  • the boom angle ⁇ detected by the boom angle detection sensor 46 is an index indicating the posture of the boom 3. For this reason, the boom angle detection sensor 46 functions as a boom posture detection device that detects the posture of the boom 3.
  • the bucket angle ⁇ detected by the bucket angle detection sensor 47 is an index indicating the attitude of the bucket 4. For this reason, the bucket angle detection sensor 47 functions as a bucket posture detection device that detects the posture of the bucket 4.
  • the control device 40 acquires the operation amount signal of the boom operation lever 30 or the bucket operation lever 32 from the first potentiometer 31 or the second potentiometer 33. To do. Then, the control device 40 sends a work implement speed control command corresponding to the operation amount signal to the boom lowering electromagnetic proportional control valve 21, the boom raising electromagnetic proportional control valve 22, the bucket dump electromagnetic proportional control valve 23, or the bucket tilt electromagnetic proportional. Output to the control valve 24.
  • the boom lowering electromagnetic proportional control valve 21, the boom raising electromagnetic proportional control valve 22, the bucket dump electromagnetic proportional control valve 23, or the bucket tilt electromagnetic proportional control valve 24 corresponds to the pilot pressure corresponding to the magnitude of this work implement speed control command.
  • the wheel loader 1 rushes into earth or sand or crushed stone at a lower position DU shown in FIG. 4, that is, a position where the claw 4C of the bucket 4 is close to the road surface R.
  • the wheel loader 1 tilts the bucket 4 by extending the bucket cylinder 10 and scoops earth or sand or quarrying into the bucket 4.
  • the tilting operation is an operation in which the claw 4C of the bucket 4 moves away from the road surface R toward the bell crank 11 (operation toward the direction indicated by the arrow TL in FIG. 4).
  • the wheel loader 1 raises the boom 3 to lift the bucket 4 scooped up earth and sand or quarrying to an upper position UP, and loads earth and sand or crushed stone on a vessel of a dump truck, for example.
  • the wheel loader 1 causes the bucket 4 to dump by retracting the bucket cylinder 10 and directs the claw 4C of the bucket 4 downward. Then, earth and sand, crushed stone, or the like held by the bucket 4 is discharged from the bucket 4 to the vessel.
  • the dumping operation is an operation in which the claw 4C of the bucket 4 is directed downward (operation directed in the direction indicated by the arrow DP in FIG. 4).
  • the bucket 4 When the bucket 4 performs a dumping operation, the bucket 4 comes into contact with the dump stopper STPD shown in FIG. 3, but an impact may occur at this time. For this reason, in this embodiment, the control which suppresses the impact mentioned above at the time of dumping operation of the bucket 4 is performed. Further, when the boom 3 is raised, even if the bucket 4 is not operating, depending on the posture of the bell crank 11, the posture of the boom 3, and the length of the bucket cylinder 10, The bucket 4 may come into contact with the dump stopper STPD shown in FIG. When the boom 3 rises in this state, the bucket 4 receives a reaction force from the dump stopper STPD. For this reason, in this embodiment, when the boom 3 is raised, the bucket 4 is automatically tilted as necessary.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the first table TBA for control used in the control during the dumping operation in the work vehicle control method according to the present embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the second table TBA for control used in the control during the dumping operation in the work vehicle control method according to the present embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the boom lift speed limiting rate LQ and the reach distance SCR of the bucket cylinder 10.
  • Reference numerals a, b, c, and d in FIGS. 5 and 6 correspond to the straight lines a, b, c, and d in FIG. 7 in this order.
  • the operation speed when the bucket 4 operates is limited according to the distance until the bucket 4 contacts the dump stopper STPD.
  • This control is appropriately referred to as dump impact suppression control.
  • the dumping operation of the bucket 4 is also performed while the boom 3 is rising. In this case, the dumping operation of the bucket 4 is a combined operation of the bucket 4 and the boom 3.
  • the raising speed of the boom 3 varies depending on the situation at the work site. If the operating speed of the bucket 4 is uniformly limited, there is a possibility that the suppression of the impact becomes insufficient or the productivity is lowered.
  • the operation similar to the dumping operation is performed by alternately rotating the bucket 4 up and down and causing the bucket 4 to collide with the dump stopper STPD, thereby removing mud and the like adhering to the bucket 4 (hereinafter referred to as mud dropping as appropriate). Called). If the operation speed when the bucket 4 is operated is limited by the impact suppression control at the time of dumping, the impact when the bucket 4 collides with the dump stopper STPD is suppressed. It takes time to process.
  • the control device 40 shown in FIG. 2 suppresses the impact generated during the dumping operation of the bucket 4 by executing the impact suppression control during the dumping by the work vehicle control method according to the present embodiment during the dumping operation of the bucket 4.
  • the bucket 4 is operated according to the operator's intention.
  • the control device 40 can operate the bucket cylinder 10 until the bucket 4 reaches the dump stopper STPD based on the posture of the boom 3 and the posture of the bucket 4. And a boom 3 raising operation amount or a boom 3 raising speed.
  • control device 40 limits the operation speed of the bucket cylinder 10 according to the operable amount that the bucket cylinder 10 can operate until the bucket 4 reaches the dump stopper STPD, and the boom 3 raising operation that is obtained.
  • the limit amount of the operation speed of the bucket cylinder 10 is changed based on the amount or the rising speed of the boom 3.
  • the operable amount of the bucket cylinder 10 until the bucket 4 reaches the dump stopper STPD is represented by a distance to the position at which the bucket 4 reaches the dump stopper STPD (hereinafter referred to as a reachable distance as appropriate).
  • a reachable distance a distance to the position at which the bucket 4 reaches the dump stopper STPD.
  • the storage unit 42 of the control device 40 illustrated in FIG. 2 obtains the length of the bucket cylinder 10 when the bucket 4 reaches the dump stopper STPD (hereinafter referred to as “boom angle ⁇ ”). , Referred to as arrival time length).
  • the processing unit 41 of the control device 40 determines the current boom angle ⁇ and bucket angle ⁇ or the bell crank 11 from the boom angle detection sensor 46 and the bucket angle detection sensor 47 shown in FIGS. The angle is obtained, and the length of the bucket cylinder at the present time is obtained.
  • the process part 41 acquires the length at the time of arrival corresponding to the acquired boom angle (alpha), and subtracts the length of the bucket cylinder in the present time from the acquired length at the time of arrival. In this way, the processing unit 41 can obtain the reach distance SCR.
  • the limit rate LQ for determining the limit amount of the operation speed of the bucket cylinder 10 used for control during the dump operation of the bucket 4. is described.
  • the limit rate LQ for the reach distance SCR is described for each operation amount BVC of the operation of raising the boom 3 (hereinafter referred to as boom raising as appropriate). Since the bucket cylinder 10 contracts during the dumping operation, the reach distance SCR is given a negative sign as shown in FIGS. 5 and 6. As the absolute value of the arrival distance SCR becomes smaller, the distance until the bucket 4 reaches the dump stopper STPD becomes smaller. When the reach distance SCR is 0, the bucket 4 reaches the dump stopper STPD.
  • the boom raising operation amount (hereinafter referred to as the boom raising operation amount as appropriate) BVC is the operation amount of the boom operation lever 30 shown in FIG.
  • the boom raising operation amount BVC is 100% when the operation amount of the boom operation lever 30 when raising the boom 3 is maximum, and is 0% when the boom operation lever 30 is neutral.
  • the reach distance SCR is described for three stages of boom raising operation amount BVC of 0%, 50%, and 100%, but the boom raising operation amount BVC is 0%. Between 50% and 50% and between 50% and 100%, for example, the limiting rate LQ is obtained by interpolation.
  • the operating speed of the bucket cylinder 10 varies depending on the flow rate of hydraulic oil supplied to the bucket cylinder 10.
  • the operating flow rate of the bucket cylinder 10 is limited by limiting the target flow rate of hydraulic oil supplied to the bucket cylinder 10 during the dumping operation (hereinafter referred to as the dumping target flow rate as appropriate).
  • the target flow rate during dumping is determined by the operation amount of the bucket operation lever 32 shown in FIG.
  • the dump target flow rate is QTd and the operation amount of the bucket operation lever 32 during dumping (hereinafter referred to as the bucket dump operation amount as appropriate) is QBKd
  • the dump target flow rate QTd increases as the bucket dump operation amount QBKd increases.
  • the bucket dump operation amount QBKd is 100% when the operation amount of the bucket operation lever 32 when dumping the bucket 4 is maximum, and 0% when the bucket operation lever 32 is neutral.
  • the control device 40 uses the corrected dump target flow rate QTdc obtained by multiplying the dump target flow rate QTd determined by the bucket dump operation amount QBKd by the limit rate LQ. Control the behavior. As a result, the operation speed of the bucket cylinder 10 becomes smaller than before being limited by the limiting rate LQ.
  • the limiting rate LQ described in the first table TBA shown in FIG. 5 and the second table TBB shown in FIG. 6 is a percentage.
  • the corrected dump target flow rate QTdc is equal to the dump target flow rate QTd
  • the corrected dump target flow rate QTdc is the dump target flow rate QTd. 60%.
  • the limiting rate LQ is 15%
  • the corrected dump target flow rate QTdc is 15% of the dump target flow rate QTd. Therefore, the smaller the limiting rate LQ, the corrected dump target flow rate QTdc is greater than the dump target flow rate QTd.
  • the degree of reduction increases. Therefore, the smaller the limit rate LQ, the larger the limit amount of the operation speed of the bucket cylinder 10.
  • the first table TBA in FIG. 5 and the second table TBB in FIG. 6 indicate that the bucket cylinder 10 operates until the bucket 4 reaches the dump stopper STPD when the condition for executing the impact suppression control during dumping is satisfied. Either one is used based on a possible operable amount (hereinafter, referred to as an operational operable amount as appropriate). Assuming that the operable amount SCRm is SCRm, when the operable amount SCRm is greater than or equal to the predetermined value SCRc, the first table TBA is used for the impact suppression control during dumping, and the operable amount SCRm is less than the predetermined value SCRc. In this case, the second table TBB is used for the impact suppression control during dumping.
  • the limiting rate LQ changes as shown by the line a shown in FIG. 7 according to the change in the reach distance SCR.
  • the boom raising operation amount BVC of the second table TBB shown in FIG. 6 is 0%
  • the limiting rate LQ changes as shown by the line d shown in FIG. 7 according to the change in the reach distance SCR.
  • the boom raising operation amount BVC of the first table TBA and the second table TBB is 50%
  • the limiting rate LQ changes as shown by the line b shown in FIG. 7 according to the change of the reach distance SCR.
  • the limiting rate LQ changes as shown by a line c in FIG. 7 according to the change in the reach distance SCR.
  • the limit rate LQ decreases as the reach distance SCR decreases, that is, as the distance until the bucket 4 reaches the dump stopper STPD decreases. That is, as the bucket 4 approaches the dump stopper STPD, the limit amount of the operating speed of the actuator increases and the operating speed of the bucket cylinder 10 decreases.
  • the limit rate LQ becomes smaller as the reach distance SCR becomes smaller.
  • the operating speed of the cylinder 10 is reduced.
  • the boom 3 is raised when the boom raising operation amount BVC is not 0 (0%), and the boom 3 is stopped when the boom raising operation amount BVC is 0 (0%).
  • the control device 40 executes the impact suppression control at the time of dumping using the first table TBA and the second table TBB, thereby suppressing the impact at the time when the bucket 4 contacts the dump stopper STPD, that is, at the dump end. be able to.
  • the boom raising operation amount BVC is 0 (0%)
  • the limit rate LQ of the second table TBB is 100% regardless of the reach distance SCR.
  • the boom raising operation amount BVC is 0 (0%)
  • the limit amount of the operation speed of the bucket cylinder 10 is 0, and the bucket cylinder 10 has a dump target determined by the bucket dump operation amount QBKd. Hydraulic oil is supplied at a flow rate QTd.
  • the operation speed of the bucket cylinder 10 is not limited, and becomes an operation speed according to the operation of the bucket operation lever 32 by the operator.
  • the limiting rate LQ increases, and the boom raising operation amount BVC decreases from 0% to 100%.
  • the limiting rate LQ becomes small. That is, in the first table TBA and the second table TBB, the limit amount of the operation speed of the bucket cylinder 10 is larger as the boom raising operation amount BVC is larger or the boom 3 is faster, and the boom raising operation amount BVC is smaller. As the speed of the boom rises slower, the speed is changed to be smaller.
  • the first table TBA and the second table TBB increase the boom 3 by increasing the limit amount of the operation speed of the bucket cylinder 10 as the boom raising operation amount BVC or the boom 3 is increased.
  • the impact when the bucket 4 comes into contact with the dump stopper STPD can be suppressed.
  • the first table TBA and the second table TBB cause an impact generated at the dump end during the tilting operation of the bucket 4 or the operation of lowering the boom 3 due to the pressurization of the hydraulic oil in the bucket cylinder 10. Can be suppressed.
  • the limit amount of the operation speed of the bucket cylinder 10 is changed based on the boom raising operation amount BVC or the boom 3 rising speed, the reduction amount of the operation speed of the bucket 4 is also changed. For this reason, compared with the case where the operation speed of the bucket cylinder 10 is uniformly restricted in the impact suppression control during dumping, the operation speed of the bucket 4 can be increased. In this way, since the delay of the operation of the bucket 4 by the operator with respect to the bucket operation lever 32 is suppressed, the uncomfortable feeling experienced by the operator is suppressed, and the decrease in productivity is also suppressed.
  • the control device 40 when the operation possible amount SCRm is less than the predetermined value SCRc, the control device 40 performs the dumping impact suppression control using the second table TBA.
  • the operation possible amount SCRm during operation is less than the predetermined value SCRc and the bucket 4 performs the dumping operation when the boom raising operation amount BVC or the boom 3 ascending speed is 0, the above-described mud dropping is performed. I can judge. For example, when the remaining length of the bucket cylinder 10 until the bucket 4 comes into contact with the dump stopper STPD is about 100 mm, it can be determined that mud dropping is being performed, so that it can be set to 100 mm. For this reason, the predetermined value SCRc can be set to 100 mm, for example, but is not limited thereto.
  • the second table TBB has the limit rate LQ of 100% regardless of the reach distance SCR. Is not limited, and the bucket 4 operates at an operation speed according to the operation of the bucket operation lever 32 by the operator. That is, the control device 40 releases the restriction on the moving speed of the bucket cylinder 10. As described above, when the control device 40 can determine that the mud is dropped, the operation speed of the bucket cylinder 10 is not limited. Therefore, the bucket 4 is caused to collide with the dump stopper STPD vigorously and quickly and reliably from the bucket 4. You can drop mud.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a control example during a dumping operation in the work vehicle control method according to the present embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining determination when starting and ending control during the dump operation.
  • the control device 40 shown in FIG. 2 compares the bucket dump operation amount QBKd with the bucket dump operation amount threshold value QBKdc.
  • the bucket dump operation amount threshold value QBKdc is a value that is larger than 0% and smaller than 100%, and is, for example, 30% in the present embodiment. Bucket dump operation amount threshold value QBKdc is not limited to 30%.
  • step S101, Yes When the bucket dump operation amount QBKd is equal to or greater than the bucket dump operation amount threshold value QBKdc (step S101, Yes), the process proceeds to step S102, and the control device 40 determines whether the operation of the boom 3 is other than the boom lowering operation. .
  • the operation other than the boom lowering operation is either the raising of the boom 3 or the stopping of the boom 3.
  • step S102, Yes the process proceeds to step S103, and the control device 40 compares the operation possible amount SCRm with the predetermined value SCRc. In this case, the control device 40 operates the bucket operation lever 32 for operating the bucket 4 based on the attitude of the boom 3 and the attitude of the bucket 4 at the time when the operation for dumping the bucket 4 is started. The operable amount SCRm is obtained.
  • step S104 When the operation possible amount SCRm is equal to or larger than the predetermined value SCRc (step S103, Yes), the process proceeds to step S104, and the control device 40 executes the dumping impact suppression control using the first table TBA.
  • step S105 When the operation possible amount SCRm is less than the predetermined value SCRc (step S103, No), the process proceeds to step S105, and the control device 40 executes control at the time of dumping using the second table TBB. In this case, since it is determined that mud dropping is being performed, the control device 40 does not execute the shock suppression control at the time of dumping, so that the target flow rate at the time of dumping determined from the operation amount of the bucket operation lever 32 is obtained.
  • the hydraulic oil is supplied to the bucket cylinder 10.
  • Step S101 when the bucket dump operation amount QBKd is less than the bucket dump operation amount threshold QBKdc (No in Step S101), the control device 40 does not execute the dump impact suppression control, returns to the start, and performs Step S101 and subsequent steps. Execute the process.
  • the control device 40 executes the dump impact suppression control on the condition that the bucket dump operation amount QBKd is equal to or greater than the bucket dump operation amount threshold QBKdc. If the operator operates the bucket operation lever 32 and the bucket dump operation amount QBKd becomes less than the bucket dump operation amount threshold value QBKdc (step S101), the dump impact suppression control is not executed.
  • the dump impact suppression control is not executed.
  • the impact suppression control during dumping is terminated on condition that the bucket dump operation amount QBKd is equal to or greater than the bucket dump operation amount threshold QBKdc.
  • the condition may be that the bucket dump operation amount QBKd is equal to or less than the end determination threshold value QBKdd.
  • the end determination threshold value QBKdd is smaller than the bucket dump operation amount threshold value QBKdc.
  • the fact that the bucket dump operation amount QBKd is equal to or greater than the bucket dump operation amount threshold value QBKdc is one of the conditions for starting the impact suppression control during dumping.
  • the dump dump operation amount QBKd is large enough to allow an impact when the bucket 4 is in contact with the dump stopper STPD, the dump dump operation amount QBKd is produced by not executing the dump impact suppression control. And operability can be improved.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of an automatic tilt table TBC used in control when the bucket is automatically tilted in the work vehicle control method according to the present embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the tilt command CC and the reach distance SCR of the bucket cylinder 10.
  • the control device 40 shown in FIG. Control for automatically tilting the bucket 4 is executed.
  • This control is called automatic tilt.
  • the automatic tilt is executed when the bucket 4 is stopped, that is, when the bucket operation lever 32 is neutral. Due to the automatic tilt, the load on the link mechanism of the work machine 5, the bucket cylinder 10, the boom cylinder 9, and the like is reduced. When the bucket 4 is tilted, the bucket cylinder 10 contracts.
  • the automatic tilt is executed when the bucket 4 is stopped, that is, when the operator is not operating the bucket operation lever 32.
  • the bucket 4 automatically operates. Therefore, the operator may recognize that an unintended operation of the bucket 4 has occurred, and may feel uncomfortable. For this reason, it is preferable to minimize the operation of the bucket 4 during the automatic tilt.
  • the length of the bucket cylinder 10 may be set to the length when the bucket 4 contacts the dump stopper STPD.
  • the control device 40 shown in FIG. 2 minimizes the operation of the bucket 4 by executing automatic tilting by the work vehicle control method according to the present embodiment.
  • the automatic tilt table TBC shown in FIG. 10 describes the relationship between the tilt command CC and the reach distance SCR of the bucket cylinder 10 for each boom raising operation amount BVC. Symbols e, f, and g in FIG. 10 correspond to the straight lines e, f, and g in FIG. 11 in this order.
  • the reach distance SCR is described for the three stages of the boom raising operation amount BVC of 0%, 50% and 100%, but the boom raising operation amount BVC is 0% and 50%.
  • the tilt command CC is determined by interpolation, for example, between 50% and 100%.
  • the tilt command CC changes as shown by a line e shown in FIG. 11 according to the change in the reach distance SCR.
  • the tilt command CC changes as shown by the line f shown in FIG. 11 according to the change in the reach distance SCR.
  • the tilt command CC changes as shown by a line g shown in FIG. 11 according to the change in the reach distance SCR.
  • the tilt command CC is a command for tilting the bucket 4 and is a command for changing the operation amount of the bucket cylinder 10. Specifically, the operation speed of the bucket cylinder 10 is changed by the tilt command CC. For example, when the tilt command CC is ⁇ 10, the bucket cylinder 10 extends at an operation speed corresponding to the tilt command CC. As the absolute value of the tilt command CC increases, the operation amount of the bucket cylinder 10 for tilting the bucket 4, that is, the operation speed in this embodiment increases.
  • the automatic tilt table TBC In the automatic tilt table TBC, the absolute value of the reach distance SCR of the bucket cylinder 10 decreases, that is, when the bucket 4 approaches the dump stopper STPD, the tilt command CC increases.
  • the automatic tilt table TBC is provided with a tilt command CC when the boom raising operation amount BVC is greater than 0%.
  • the control device 40 shown in FIG. 2 changes the tilt command CC based on the boom raising operation amount BVC or the raising speed of the boom 3 to thereby change the operation amount of the bucket cylinder 10 for tilting the bucket 4.
  • the bucket 4 is tilted according to the reach distance SCR of the bucket cylinder 10. By doing in this way, it is suppressed that the bucket 4 and the dump stopper STPD press-contact while the boom 3 is rising.
  • the automatic tilt table TBC tilts the bucket 4 by operating the bucket cylinder 10 from a position where the reach distance SCR is larger as the boom raising operation amount BVC is larger or the boom 3 is raised faster. It is supposed to let you. For this reason, when the boom raising operation amount BVC or the raising speed of the boom 3 is large, the bucket 4 automatically tilts at an earlier timing, so that the pressure contact between the bucket 4 and the dump stopper STPD can be reliably suppressed.
  • the control device 40 stops the tilt operation of the bucket 4 by setting the tilt command CC to 0 when the reach distance SCR is 0.
  • the tilt command CC is 0 when the reach distance SCR is 0.
  • the tilt command CC is -10.
  • the boom raising operation amount BVC is 50% and 100%
  • the bucket 4 performs a tilt operation even if the reach distance SCR is zero.
  • the control device 40 dumps the target position, that is, the bucket 4.
  • the bucket 4 can be stopped at a position closer to the position in contact with the stopper STPD.
  • the control device 40 can suppress the operation of the bucket 4 in the automatic tilt to the minimum necessary, and thus can reduce the uncomfortable feeling given to the operator.
  • the automatic tilt table TBC sets the tilt command CC to a value other than 0 ( ⁇ 10 in this embodiment) when the boom raising operation amount BVC is greater than 0%, and intervention and non-intervention of automatic tilt. This reduces the possibility of repetition. As a result, the uncomfortable feeling experienced by the operator in the automatic tilt is further reduced.
  • FIG. 12 is a flowchart showing a control example during automatic tilt operation in the work vehicle control method according to the present embodiment.
  • the control device 40 shown in FIG. 2 indicates that the bucket 4 is neutral, that is, the bucket 4 is not operating. Judge that. If the bucket operation lever 32 shown in FIG. 2 is in a neutral state, the bucket 4 is neutral. The control device 40 determines whether or not the bucket operation lever 32 is in a neutral state from the detection value of the second potentiometer 33 shown in FIG.
  • step S201 When the bucket 4 is neutral (step S201, Yes), the process proceeds to step S202, and the control device 40 determines whether the boom is raised, that is, whether the boom 3 is being raised or stopped. For example, when the boom raising operation amount BVC is 0% or more, the control device 40 determines that the boom 3 is being raised or stopped.
  • step S203 the control device 40 performs automatic tilt using the automatic tilt table TBC.
  • step S101 When the boom 3 is not being raised or stopped, it means that the boom 3 is being lowered.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

　車体に支持されて回動するブームと、前記ブームの前記車体から離れた側に支持され、アクチュエータの動作によって回動するバケットと、を備える作業車両を制御するにあたり、前記ブームの上げ操作量又は前記ブームの上昇速度と、前記ブームの姿勢及び前記バケットの姿勢に基づき前記バケットが前記ストッパに到達するまでに前記アクチュエータが動作可能な動作可能量と、を求め、前記バケットが前記ストッパに到達するまでの前記アクチュエータの動作可能量に応じて前記アクチュエータの動作速度を制限し、かつ求められた前記ブームの上げ操作量又は前記ブームの上昇速度に基づいて、前記アクチュエータの動作速度の制限量を変化させる。

Description

作業車両の制御方法、作業車両の制御装置及び作業車両
　本発明は、掘削作業を行う作業車両に関する。
　土砂又は砕石等をダンプトラック等に積み込む作業機を備えた作業車両がある。このような作業車両として、ホイールローダーがある。ホイールローダーは、掘削作業を行うためのバケットを有し、タイヤで走行して作業する車両である。例えば、特許文献１には、バケットチルトエンド位置付近で緩停止制御を行うことが記載されている。
特開２０１０－２０３１０９号公報
　ところで、バケットがチルト動作をする際にチルトエンドで発生する衝撃の抑制のみならず、バケットがダンプ動作をする際にダンプエンドで発生する衝撃を低減したいという要請がある。
　本発明は、バケットのダンプ動作時にダンプエンドで発生する衝撃を抑制することを目的とする。
　本発明は、車体に支持されて回動するブームと、前記ブームの前記車体から離れた側に支持され、アクチュエータの動作によって回動するバケットと、を備える作業車両を制御するにあたり、前記ブームの上げ操作量又は前記ブームの上昇速度と、前記ブームの姿勢及び前記バケットの姿勢に基づき前記バケットがダンプ側のストッパに到達するまでに前記アクチュエータが動作可能な動作可能量と、を求め、前記バケットが前記ストッパに到達するまでの前記アクチュエータの動作可能量に応じて前記アクチュエータの動作速度を制限し、かつ求められた前記ブームの上げ操作量又は前記ブームの上昇速度に基づいて、前記アクチュエータの動作速度の制限量を、前記ブームの上げ操作量又は前記ブームの上昇速度が大きいほど大きく変化させる、作業車両の制御方法である。
　本発明は、車体に支持されて回動するブームと、前記ブームの前記車体から離れた側に支持され、アクチュエータの動作によって回動するバケットと、を備える作業車両を制御する制御装置であり、前記ブームの上げ操作量又は前記ブームの上昇速度と、前記ブームの姿勢及び前記バケットの姿勢に基づき前記バケットがダンプ側のストッパに到達するまでに前記アクチュエータが動作可能な動作可能量と、を求め、前記動作可能量に応じて前記アクチュエータの動作速度を制限し、かつ求められた前記ブームの上げ操作量又は前記ブームの上昇速度に基づいて、前記アクチュエータの動作速度の制限量を、前記ブームの上げ操作量又は前記ブームの上昇速度が大きいほど大きく変化させる、作業車両の制御装置である。
　本発明は、車体に支持されて回動するブームと、前記ブームの前記車体から離れた側に支持され、アクチュエータの動作によって回動するバケットと、前述した作業車両の制御装置と、を含む、作業車両である。
　前記アクチュエータの動作速度の制限量を変化させる前に、前記バケットを操作するための操作装置に対して前記バケットをダンプ動作させる操作が開始された時点における前記ブームの姿勢及び前記バケットの姿勢に基づいて前記バケットが前記ストッパに到達するまでに前記アクチュエータが動作可能な動作可能量を求め、求められた動作可能量が所定値未満、かつ前記ブームの上げ操作量又は前記ブームの上昇速度が０の場合に、前記アクチュエータの移動速度の制限を解除することが好ましい。
　本発明は、バケットのダンプ動作時にダンプエンドで発生する衝撃を抑制することができる。
図１は、本実施形態に係る作業車両を示す図である。 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３は、作業機を示す図である。 図４は、ホイールローダーが備えるバケットのチルト動作及びダンプ動作を説明するための図である。 図５は、本実施形態に係る作業車両の制御方法においてダンプ動作時の制御で使用される制御用の第１テーブルの一例を示す図である。 図６は、本実施形態に係る作業車両の制御方法においてダンプ動作時の制御で使用される制御用の第２テーブルの一例を示す図である。 図７は、ブーム上昇速度の制限率とバケットシリンダの到達距離との関係を示す図である。 図８は、本実施形態に係る作業車両の制御方法におけるダンプ動作時の制御例を示すフローチャートである。 図９は、ダンプ動作時の制御を開始及び終了する際の判定を説明するための図である。 図１０は、本実施形態に係る作業車両の制御方法において自動でバケットをチルト動作させる場合の制御で使用される自動チルト用テーブルの一例を示す図である。 図１１は、チルト指令とバケットシリンダの到達距離との関係を示す図である。 図１２は、本実施形態に係る作業車両の制御方法における自動チルト動作時の制御例を示すフローチャートである。
　本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。
＜ホイールローダー＞
　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。
　ホイールローダー１は、車体２と、ブーム３及びバケット４を備える作業機５と、前輪６Ｆ及び後輪６Ｒと、運転室７と、アクチュエータに相当するブームシリンダ９と、アクチュエータに相当するバケットシリンダ１０とを備えている。車体２には、作業機５、前輪６Ｆ及び後輪６Ｒ並びに運転室７が取り付けられている。運転室７内には、運転席ＤＳ及び操作レバーＣＬが設けられている。運転席ＤＳの背もたれＤＳＢから操作レバーＣＬに向かう方向を前方といい、操作レバーＣＬから背もたれＤＳＢに向かう方向を後方という。ホイールローダー１の左右は、前方を基準とする。
　前輪６Ｆ及び後輪６Ｒは、路面Ｒに接地する。前輪６Ｆ及び後輪６Ｒの接地面側を下方といい、前輪６Ｆ及び後輪６Ｒの接地面から離れる方向を上方という。前輪６Ｆ及び後輪６Ｒが回転することにより、ホイールローダー１は走行する。ホイールローダー１の操舵は、車体２が前輪６Ｆと後輪６Ｒとの間で屈曲することにより実現される。
　作業機５は、車体２の前部に配置される。ブーム３は、車体２の前方側に支持されて、前方に向かって延びている。ブーム３は、車体２に支持されて回動する。バケット４は、開口部４Ｈ及び爪４Ｃを有している。バケット４は、爪４Ｃが土砂又は砕石等をすくい取ることによって、対象を掘削する。爪４Ｃがすくい取った土砂又は砕石等を、適宜掘削物ＳＲという。爪４Ｃがすくい取った掘削物ＳＲは、開口部４Ｈからバケット４の内部に入る。バケット４は、ブーム３の車体２側とは反対側、すなわち車体２から離れた側に支持されて回動する。
　ブーム駆動装置としてのブームシリンダ９は、車体２とブーム３との間に設けられている。ブーム３は、ブームシリンダ９が伸縮することによって、車体２側の支持部を中心として回動する。ブーム３を回動させるブーム駆動装置はブームシリンダ９に限定されない。例えば、ブーム駆動装置は、ブーム３の付け根に設けられた電動機であってもよい。このように、ブーム駆動装置は、ブーム３を回動させるアクチュエータである。
　バケットシリンダ１０は、一端部が車体２に取り付けられて支持され、他端部がベルクランク１１の一端部に取り付けられている。ベルクランク１１の他端部は、バケット４に連結されている。バケット４は、バケットシリンダ１０が伸縮することによって、ブーム３に支持された部分を中心として回動する。バケット４を回動させる装置は、バケットシリンダ１０に限定されない。
　操作レバーＣＬは、ブームシリンダ９及びバケットシリンダ１０の伸縮を制御する。運転室７に搭乗したオペレーターが、操作レバーＣＬを操作すると、ブームシリンダ９及びバケットシリンダ１０の少なくとも一方が伸縮する。すると、ブーム３及びバケット４の少なくとも一方が回動する。このように、ブーム３及びバケット４は、オペレーターが、操作レバーＣＬを操作することによって動作する。
＜作業機５の制御系統＞
　図２は、作業機５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。
　作業機油圧ポンプ１２は、ホイールローダー１に搭載される動力発生装置としてのエンジン（ＥＧ）６０によって駆動される。エンジン６０は、内燃機関であり、本実施形態ではディーゼルエンジンである。エンジン６０の種類はディーゼルエンジンに限定されない。エンジン６０の出力は、ＰＴＯ（Power　Take　Off）６１に入力された後、作業機油圧ポンプ１２と、動力伝達機構としてのクラッチ６２とに出力される。このような構造により、作業機油圧ポンプ１２は、ＰＴＯ６１を介してエンジン６０に駆動されて、作動油を吐出する。
　クラッチ６２の入力側はエンジン６０に、出力側はトルクコンバータ（ＴＣ）６３に接続されている。トルクコンバータ６３の出力側は変速装置（ＴＭ）６４に接続される。このような構造により、エンジン６０の出力は、ＰＴＯ６１、クラッチ６２及びトルクコンバータ６３を介して変速装置６４に伝達される。変速装置６４は、ＰＴＯ６１から伝達されたエンジン６０の出力を、図１に示す前輪６Ｆ及び後輪６Ｒに伝達してこれらを駆動する。ホイールローダー１及び車体２は、エンジン６０の出力によって前輪６Ｆ及び後輪６Ｒが駆動されて、走行する。前輪６Ｆ及び後輪６Ｒは、ホイールローダー１の駆動輪となる。
　作業機油圧ポンプ１２が作動油を吐出する吐出口には、作動油が通過する油路としての吐出回路１２Ｃが接続されている。吐出回路１２Ｃは、ブーム操作弁１３とバケット操作弁１４とに接続されている。ブーム操作弁１３及びバケット操作弁１４は、いずれも油圧パイロット式の操作弁である。ブーム操作弁１３とバケット操作弁１４とは、それぞれブームシリンダ９とバケットシリンダ１０とに接続されている。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、吐出回路１２Ｃとは、タンデム形式の油圧回路を形成している。
　ブーム操作弁１３は、Ａ位置、Ｂ位置、Ｃ位置及びＤ位置を有する４位置切換弁である。ブーム操作弁１３は、Ａ位置になるとブーム３が上昇し、Ｂ位置になると中立で位置を保持し、Ｃ位置になるとブーム３は下降し、Ｄ位置は浮きとなる。バケット操作弁１４は、Ｅ位置、Ｆ位置及びＧ位置を有する３位置切換弁である。バケット操作弁１４は、Ｅ位置になるとバケット４がチルト動作し、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４がダンプ動作する。
　バケット４のチルト動作は、図１に示すバケット４の開口部４Ｈ及び爪４Ｃが運転室７に向かって回動することにより傾く動作である。バケット４のダンプ動作は、チルト動作とは反対に、バケット４の開口部４Ｈ及び爪４Ｃが運転室７から遠ざかるように回動することにより傾く動作である。
　ブーム操作弁１３及びバケット操作弁１４のパイロット受圧部は、それぞれ電磁比例制御弁２０を介してパイロットポンプ１５と接続されている。パイロットポンプ１５は、ＰＴＯ６１に接続されて、エンジン６０によって駆動される。パイロットポンプ１５は、電磁比例制御弁２０を介して、ブーム操作弁１３のパイロット受圧部１３Ｒ及びバケット操作弁１４のパイロット受圧部１４Ｒに所定圧力（パイロット圧力）の作動油を与える。
　電磁比例制御弁２０は、ブーム下げ電磁比例制御弁２１、ブーム上げ電磁比例制御弁２２、バケットダンプ電磁比例制御弁２３及びバケットチルト電磁比例制御弁２４を有している。ブーム下げ電磁比例制御弁２１及びブーム上げ電磁比例制御弁２２は、ブーム操作弁１３の各パイロット受圧部１３Ｒ、１３Ｒに接続されている。バケットダンプ電磁比例制御弁２３及びバケットチルト電磁比例制御弁２４は、バケット操作弁１４の各パイロット受圧部１４Ｒ、１４Ｒに接続されている。ブーム下げ電磁比例制御弁２１のソレノイド指令部２１Ｓ、ブーム上げ電磁比例制御弁２２のソレノイド指令部２２Ｓ、バケットダンプ電磁比例制御弁２３のソレノイド指令部２３Ｓ及びバケットチルト電磁比例制御弁２４のソレノイド指令部２４Ｓには、制御装置４０からのそれぞれの指令信号が入力される。
　ブーム下げ電磁比例制御弁２１、ブーム上げ電磁比例制御弁２２、ブーム操作弁１３及びブームシリンダ９は、ブーム３を回動（昇降）させるブーム駆動部としての機能を有する。バケットダンプ電磁比例制御弁２３、バケットチルト電磁比例制御弁２４、バケット操作弁１４及びバケットシリンダ１０は、バケットを回動（チルト動作又はダンプ動作）させるバケット駆動部としての機能を有する。
　制御装置４０は、例えば、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）等の処理部４１と、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）等の記憶部４２と、入力部４３と、出力部４４とを含む。処理部４１は、コンピュータプログラムに記述された各種の命令を逐次実行することにより、作業機５の動作を制御する。処理部４１は、記憶部４２、入力部４３及び出力部４４と電気的に接続されている。このような構造により、処理部４１は、記憶部４２に記憶されている情報を読み出したり、記憶部４２に情報を書き込んだり、入力部４３から情報を受け取ったり、出力部４４に情報を出力したりすることができる。
　記憶部４２は、作業機５の動作を制御するためのコンピュータプログラム及び作業機５の動作の制御に用いるための情報を記憶している。本実施形態において、記憶部４２は、本実施形態に係る作業車両の制御方法を実現するためのコンピュータプログラムを記憶している。処理部４１は、このコンピュータプログラムを記憶部４２から読み出して実行することにより、本実施形態に係る作業車両の制御方法を実現する。
　入力部４３には、ブーム角度検出センサ４６と、バケット角度検出センサ４７と、ブームシリンダ９に充填されている作動油の圧力（ボトム圧力）を検出するブームシリンダ圧力センサ４８と、変速装置６４を制御するＴＭ制御装置４９と、車速センサ５０と、エンジン６０を制御するエンジン制御装置５１と、第１ポテンショメータ３１と、第２ポテンショメータ３３とが接続されている。処理部４１は、これらの検出値又は指令値を取得して、作業機５の動作を制御する。
　本実施形態において、ブームシリンダ９のストローク及びバケットシリンダ１０のストロークは、ブーム角度検出センサ４６によって検出されたブーム３の角度及びバケット角度検出センサ４７によって検出されたバケット４の角度又はベルクランク１１の角度から求められる。制御装置４０は、ブーム角度検出センサ４６及びバケット角度検出センサ４７の少なくとも一方の検出値を用いてブームシリンダ９のストローク及びバケットシリンダ１０のストロークの少なくとも一方を求め、ブーム３及びバケット４の動作を制御する。
　車速検出装置としての車速センサ５０は、ホイールローダー１が走行する速度（車速）を検出する。車速センサ５０は、例えば、図２に示す変速装置６４の出力軸の回転速度からホイールローダー１の車速を求めるものであってもよい。ＴＭ制御装置４９は、変速装置６４の速度段を切り替える。この場合、ＴＭ制御装置４９は、例えば、車速センサ５０から取得した車速及びホイールローダー１のアクセル開度等に基づいて、速度段を制御する。エンジン制御装置５１は、例えば、アクセル開度とエンジン６０の回転速度とに基づき、エンジン６０に供給する燃料の量を調整することにより、エンジン６０の出力を制御する。本実施形態において、ＴＭ制御装置４９及びエンジン制御装置５１には、いずれもコンピュータを用いることができる。
　出力部４４には、ブーム下げ電磁比例制御弁２１のソレノイド指令部２１Ｓと、ブーム上げ電磁比例制御弁２２のソレノイド指令部２２Ｓと、バケットダンプ電磁比例制御弁２３のソレノイド指令部２３Ｓと、バケットチルト電磁比例制御弁２４のソレノイド指令部２４Ｓと、入出力装置４５とが接続されている。処理部４１は、ブーム下げ電磁比例制御弁２１のソレノイド指令部２１Ｓ又はブーム上げ電磁比例制御弁２２のソレノイド指令部２２Ｓにブームシリンダ９を動作させるための指令値を与えて、ブームシリンダ９を伸縮させる。ブームシリンダ９が伸縮することにより、ブーム３が昇降する。処理部４１は、バケットダンプ電磁比例制御弁２３のソレノイド指令部２３Ｓ又はバケットチルト電磁比例制御弁２４のソレノイド指令部２４Ｓにブームシリンダ９を動作させるための指令値を与えて、バケットシリンダ１０を伸縮させる。バケットシリンダ１０が伸縮することにより、バケット４がチルト動作又はダンプ動作する。このようにして、処理部４１は、作業機５、すなわちブーム３及びバケット４の動作を制御する。
　入力部４３及び出力部４４の両方に接続されている入出力装置４５は、入力装置４５Ｓと、発音装置４５Ｂと、表示装置４５Ｍとを備えている。入出力装置４５は、入力装置４５Ｓから制御装置４０に指令値を入力したり、発音装置４５Ｂから警告音を発生させたり、表示装置４５Ｍに作業機５の状態又は制御に関する情報を表示したりする。入力装置４５Ｓは、例えば、押しボタン式のスイッチである。入力装置４５Ｓが操作されることにより、表示装置４５Ｍに表示される情報が切り替えられたり、ホイールローダー１の操作モードが切り替えられたりする。
　操作装置としての操作レバーＣＬは、ブーム操作レバー３０とバケット操作レバー３２とを含む。ブーム操作レバー３０は、ブーム３を操作するための装置である。ブーム操作レバー３０には、ブーム操作レバー３０に対する操作量を検出する第１ポテンショメータ３１が取り付けられている。バケット操作レバー３２は、バケット４を操作するための装置である。バケット操作レバー３２には、バケット操作レバー３２に対する操作量を検出する第２ポテンショメータ３３が取り付けられている。第１ポテンショメータ３１及び第２ポテンショメータ３３の検出信号は、制御装置４０の入力部４３に入力される。変速装置６４のセレクターレバー１８Ｌは、変速装置６４の速度段を切り替えたり、前進と後進とを切り替えたりする。
＜作業機５の構造及び動作＞
　図３は、作業機５を示す図である。図４は、ホイールローダー１が備えるバケット４のチルト動作及びダンプ動作を説明するための図である。図３及び図４に示すように、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。具体的には、ブームシリンダ９が伸びるとブーム３が上昇し、ブームシリンダ９が縮むとブーム３が下降する。
　バケット４は、ブーム３の第２端部側、すなわち車体２側とは反対側における端部側（車体２から離れた端部側）に、連結ピン４Ｐａによってピン結合されている。このような構造により、バケット４は、連結ピン４Ｐａの中心軸Ｚ２を中心として回動する。バケットシリンダ１０は、第１端部が連結ピン３Ｐによって車体２にピン結合され、第２端部が連結ピン１１ａによってベルクランク１１の第１端部にピン結合される。ベルクランク１１の第２端部は、連結部材１１Ｌの第１端部と連結ピン１１ｂによってピン結合されている。連結部材１１Ｌの第２端部は、連結ピン４Ｐｂによってバケット４とピン結合されている。
　ブーム３は、両方の端部の間に、ベルクランク１１を支持する支持部材８が取り付けられている。ベルクランク１１は、両端部の間が連結ピン１１ｃによって支持部材８にピン結合されている。このような構造により、ベルクランク１１は、連結ピン１１ｃの中心軸Ｚ３を中心として回動する。バケットシリンダ１０が縮むと、ベルクランク１１は第１端部が車体２側に移動する。ベルクランク１１は、連結ピン１１ｃの中心軸Ｚ３を中心として回動するため、ベルクランク１１の第２端部は車体２から遠ざかる方向に移動する。すると、バケット４は、連結部材１１Ｌを介してダンプ動作する。バケットシリンダ１０が伸びると、ベルクランク１１は第１端部が車体２側から遠ざかる。すると、ベルクランク１１の第２端部は車体２に近づくので、バケット４は連結部材１１Ｌを介してチルト動作する。
　ブーム３の第２端部側には、バケット４のダンプ動作を規制するダンプ側のストッパ（以下、適宜ダンプストッパと称する）ＳＴＰＤが設けられている。ダンプストッパＳＴＰＤは、バケット４と接することにより、バケット４の過度のダンプ動作を抑制する。バケット４がダンプストッパＳＴＰＤに接触したときにおけるバケット４の位置をダンプエンドと称する。ベルクランク１１のバケット４と対向する側には、バケット４のチルト動作を規制するチルト側のストッパ（以下、適宜チルトストッパと称する）ＳＴＰＴが設けられている。チルトストッパＳＴＰＴは、バケット４と接して、バケット４の過度のチルト動作を抑制する。バケットがチルトストッパＳＴＰＴに接触したときにおけるバケット４の位置をチルトエンドと称する。本実施形態においては、バケット４のダンプ動作を規制するためにダンプストッパＳＴＰＤが用いられるが、これには限定されない。例えば、ダンプストッパＳＴＰＤの代わりに、バケットシリンダ１０のストロークエンドがバケット４のダンプ動作を規制してもよい。バケット４は、ダンプ側の停止位置でダンプ動作が停止する。本実施形態において、ダンプ側の停止位置は、例えば、ダンプストッパＳＴＰＤの位置又はバケットシリンダ１０のストロークエンドの位置である。
＜ブームの角度α及びバケットの角度β＞
　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。
　バケット４の角度（以下、適宜バケット角度という）βは、路面Ｒ（図３では水平線Ｌ２が対応する）と、連結ピン４Ｐａの中心軸Ｚ２を通りバケット４の底面４Ｂに平行な直線Ｌ３とのなす角度である。本実施形態において、バケット角度βは、連結ピン４Ｐａの中心軸Ｚ２に対して直線Ｌ３の前方が下向きとなる場合は負になる。バケット４がチルト動作するとバケット角度βは大きくなる。
　ブーム角度αを検出するブーム角度検出センサ４６は、ブーム３を車体２にピン結合する連結ピン３Ｐの部分に取り付けられている。バケット角度βを検出するバケット角度検出センサ４７は、連結ピン１１ｃの部分に取り付けられて、ベルクランク１１を介して間接的にバケット４の角度を検出する。バケット角度検出センサ４７は、ブーム３とバケット４とを連結する連結ピン４Ｐａの部分に取り付けられてもよい。本実施形態において、ブーム角度検出センサ４６及びバケット角度検出センサ４７は、例えば、ポテンショメータが用いられるが、これには限定されない。
　ブーム角度検出センサ４６が検出するブーム角度αは、ブーム３の姿勢を示す指標になる。このため、ブーム角度検出センサ４６は、ブーム３の姿勢を検出するブーム姿勢検出装置として機能する。バケット角度検出センサ４７が検出するバケット角度βは、バケット４の姿勢を示す指標になる。このため、バケット角度検出センサ４７は、バケット４の姿勢を検出するバケット姿勢検出装置として機能する。
　ホイールローダー１のオペレーターが、ブーム操作レバー３０又はバケット操作レバー３２を操作すると、制御装置４０は第１ポテンショメータ３１又は第２ポテンショメータ３３からブーム操作レバー３０又はバケット操作レバー３２の操作量の信号を取得する。そして、制御装置４０は、この操作量の信号に対応する作業機速度制御指令を、ブーム下げ電磁比例制御弁２１、ブーム上げ電磁比例制御弁２２、バケットダンプ電磁比例制御弁２３又はバケットチルト電磁比例制御弁２４に出力する。
　ブーム下げ電磁比例制御弁２１、ブーム上げ電磁比例制御弁２２、バケットダンプ電磁比例制御弁２３又はバケットチルト電磁比例制御弁２４は、この作業機速度制御指令の大きさに応じたパイロット圧力を、対応するブーム操作弁１３又はバケット操作弁１４のパイロット受圧部に出力する。すると、ブームシリンダ９又はバケットシリンダ１０はそれぞれのパイロット油圧に応じた速度で、対応する方向に作動する。
　ホイールローダー１は、図４に示す下方の位置ＤＵ、すなわちバケット４の爪４Ｃが路面Ｒに近接した位置で、土砂又は砕石等に突入する。このとき、ホイールローダー１は、バケットシリンダ１０を伸ばすことによりバケット４をチルト動作させて、土砂又は採石等をバケット４にすくい取る。チルト動作は、バケット４の爪４Ｃが路面Ｒから離れてベルクランク１１側に向かう動作である（図４の矢印ＴＬで示す方向に向かう動作）。
　ホイールローダー１は、ブーム３を上昇させることにより土砂又は採石等をすくい取ったバケット４を上方の位置ＵＰに持ち上げて、例えば、ダンプトラックのベッセルに土砂又は砕石等を積載する。土砂又は砕石等の積載時に、ホイールローダー１は、バケットシリンダ１０を縮めることによりバケット４をダンプ動作させて、バケット４の爪４Ｃを下方に向ける。すると、バケット４が保持していた土砂又は砕石等は、バケット４からベッセルに放出される。ダンプ動作は、バケット４の爪４Ｃが下方に向かう動作である（図４の矢印ＤＰで示す方向に向かう動作）。
　バケット４がダンプ動作すると、バケット４は図３に示すダンプストッパＳＴＰＤに接するが、このとき衝撃が発生することがある。このため、本実施形態では、バケット４のダンプ動作時に、前述した衝撃を抑制する制御が実行される。また、ブーム３が上昇するとき、バケット４が動作していない状態であっても、ベルクランク１１の姿勢、ブーム３の姿勢及びバケットシリンダ１０の長さの状態によっては、ブーム３の上昇中にバケット４が図３に示すダンプストッパＳＴＰＤに接することがある。この状態でブーム３が上昇すると、バケット４がダンプストッパＳＴＰＤから反力を受けることになる。このため、本実施形態では、ブーム３の上昇時に、必要に応じて自動でバケット４をチルト動作させる。
＜ダンプ動作時の制御＞
　図５は、本実施形態に係る作業車両の制御方法においてダンプ動作時の制御で使用される制御用の第１テーブルＴＢＡの一例を示す図である。図６は、本実施形態に係る作業車両の制御方法においてダンプ動作時の制御で使用される制御用の第２テーブルＴＢＡの一例を示す図である。図７は、ブーム上昇速度の制限率ＬＱとバケットシリンダ１０の到達距離ＳＣＲとの関係を示す図である。図５及び図６中の符号ａ、ｂ、ｃ及びｄは、この順に、図７中の直線ａ、ｂ、ｃ及びｄに対応する。
　バケット４のダンプ動作時において、バケット４がダンプストッパＳＴＰＤに接触するまでの距離に応じてバケット４が動作する際の動作速度が制限される。この制御を、適宜ダンプ時衝撃抑制制御と称する。バケット４のダンプ動作は、ブーム３の上昇中にも行われ、この場合、バケット４のダンプ動作は、バケット４とブーム３との複合動作となる。ブーム３の上げ速度は、作業現場の状況によって様々であり、一律にバケット４の動作速度を制限すると、衝撃の抑制が不十分になったり、生産性が低下したりする可能性がある。また、ダンプ動作と類似した動作に、バケット４を上下に交互に回動させてダンプストッパＳＴＰＤにバケット４を衝突させることにより、バケット４に付着した泥等を落とす処理（以下、適宜泥落としと称する）がある。ダンプ時衝撃抑制制御によってバケット４が動作する際の動作速度が制限されると、バケット４がダンプストッパＳＴＰＤに衝突する際の衝撃が抑制される結果、泥落とし処理が不十分になったり泥落とし処理に時間を要したりする。
　図２に示す制御装置４０は、バケット４のダンプ動作時に、本実施形態に係る作業車両の制御方法によるダンプ時衝撃抑制制御を実行することにより、バケット４のダンプ動作時に発生する衝撃を抑制しつつ、オペレーターの意図に沿ってバケット４を動作させるようにする。本実施形態において、バケット４がダンプ動作をしている場合、制御装置４０は、ブーム３の姿勢及びバケット４の姿勢に基づいてバケット４がダンプストッパＳＴＰＤに到達するまでにバケットシリンダ１０が動作可能な動作可能量と、ブーム３の上げ操作量又はブーム３の上昇速度と、を求める。そして、制御装置４０は、バケット４がダンプストッパＳＴＰＤに到達するまでにバケットシリンダ１０が動作可能な動作可能量に応じてバケットシリンダ１０の動作速度を制限し、かつ求められたブーム３の上げ操作量又はブーム３の上昇速度に基づいて、バケットシリンダ１０の動作速度の制限量を変化させる。
　バケット４がダンプストッパＳＴＰＤに到達するまでのバケットシリンダ１０の動作可能量は、バケット４がダンプストッパＳＴＰＤに到達する位置までの距離（以下、適宜到達距離と称する）で表される。到達距離をＳＣＲとすると、あるブーム角度αにおいて、バケット４がダンプストッパＳＴＰＤに到達したときのバケットシリンダ１０の長さ（全長）から、現在のバケットシリンダ１０の長さ（全長）を減算した値となる。
　ブーム角度αに応じてブーム３とベルクランク１１とバケット４との位置関係が変化するので、ブーム角度αに応じて到達距離ＳＣＲも変化する。本実施形態において、図２に示す制御装置４０の記憶部４２は、例えば、複数のブーム角度α毎に求められた、バケット４がダンプストッパＳＴＰＤに到達したときのバケットシリンダ１０の長さ（以下、到達時長さと称する）を記憶している。到達距離ＳＣＲを求めるにあたり、制御装置４０の処理部４１は、図２及び図３に示すブーム角度検出センサ４６とバケット角度検出センサ４７とから現時点におけるブーム角度αとバケット角度β又はベルクランク１１の角度とを取得し、現時点におけるバケットシリンダの長さを求める。そして、処理部４１は、取得したブーム角度αに対応する到達時長さを取得し、取得した到達時長さから現時点におけるバケットシリンダの長さを減算する。このようにして、処理部４１は、到達距離ＳＣＲを求めることができる。
　図５に示す第１テーブルＴＢＡ及び図６に示す第２テーブルＴＢＢには、バケット４のダンプ動作時における制御に用いられる、バケットシリンダ１０の動作速度の制限量を決定するための制限率ＬＱが記述されている。第１テーブルＴＢＡ及び図６に示す第２テーブルＴＢＢは、到達距離ＳＣＲに対する制限率ＬＱが、ブーム３を上げる動作（以下、適宜ブーム上げと称する）の操作量ＢＶＣ毎に記述されている。ダンプ動作時において、バケットシリンダ１０は縮むので、図５及び図６に示すように、到達距離ＳＣＲには負の符号が付されている。到達距離ＳＣＲは、絶対値が小さくなるほど、バケット４がダンプストッパＳＴＰＤに到達するまでの距離は小さくなる。到達距離ＳＣＲが０のとき、バケット４はダンプストッパＳＴＰＤに到達する。
　ブーム上げの操作量（以下、適宜ブーム上げ操作量と称する）ＢＶＣは、図２に示すブーム操作レバー３０の操作量である。ブーム上げの操作量ＢＶＣが大きくなると、図１及び図２に示すブームシリンダ９に供給される作動油の流量が大きくなる結果、ブーム３の上昇速度が大きくなる。ブーム上げ操作量ＢＶＣは、ブーム３を上昇させるときのブーム操作レバー３０の操作量が最大のときが１００％、ブーム操作レバー３０が中立であるときを０％とする。第１テーブルＴＢＡ及び第２テーブルＴＢＢには、ブーム上げ操作量ＢＶＣが０％、５０％及び１００％の３段階に対して到達距離ＳＣＲが記述されているが、ブーム上げ操作量ＢＶＣが０％と５０％との間及び５０％と１００％との間は、例えば、補間によって制限率ＬＱが求められる。
　バケットシリンダ１０の動作速度は、バケットシリンダ１０に供給される作動油の流量によって変化する。本実施形態において、ダンプ動作時にバケットシリンダ１０に供給される作動油の目標とする流量（以下、適宜ダンプ時目標流量と称する）が制限されることによって、バケットシリンダ１０の動作速度が制限される。ダンプ時目標流量は、図２に示すバケット操作レバー３２の操作量によって決定される。
　ダンプ時目標流量をＱＴｄ、ダンプ時におけるバケット操作レバー３２の操作量（以下、適宜バケットダンプ操作量と称する）をＱＢＫｄとすると、バケットダンプ操作量ＱＢＫｄが増加するにしたがってダンプ時目標流量ＱＴｄも増加し、結果としてバケット４のダンプ時における速度も大きくなる。バケットダンプ操作量ＱＢＫｄは、バケット４をダンプさせるときのバケット操作レバー３２の操作量が最大のときが１００％、バケット操作レバー３２が中立であるときを０％とする。
　本実施形態において、ダンプ動作時において、制御装置４０は、バケットダンプ操作量ＱＢＫｄによって決定されたダンプ時目標流量ＱＴｄに制限率ＬＱを乗じた修正ダンプ時目標流量ＱＴｄｃを用いて、バケットシリンダ１０の動作を制御する。その結果、バケットシリンダ１０の動作速度は、制限率ＬＱによって制限される前と比較して小さくなる。
　図５に示す第１テーブルＴＢＡ及び図６に示す第２テーブルＴＢＢに記述されている制限率ＬＱは、百分率である。例えば、制限率ＬＱが１００％である場合、修正ダンプ時目標流量ＱＴｄｃはダンプ時目標流量ＱＴｄと等しくなり、制限率ＬＱが６０％である場合、修正ダンプ時目標流量ＱＴｄｃはダンプ時目標流量ＱＴｄの６０％になる。制限率ＬＱが１５％である場合、修正ダンプ時目標流量ＱＴｄｃはダンプ時目標流量ＱＴｄの１５％になるので、制限率ＬＱが小さいほど、修正ダンプ時目標流量ＱＴｄｃはダンプ時目標流量ＱＴｄよりも小さくなる程度が大きくなる。したがって、制限率ＬＱが小さいほど、バケットシリンダ１０の動作速度の制限量が大きくなる。
　図５の第１テーブルＴＢＡと図６の第２テーブルＴＢＢとは、ダンプ時衝撃抑制制御が実行される条件が成立したときにおける、バケット４がダンプストッパＳＴＰＤに到達するまでにバケットシリンダ１０が動作可能な動作可能量（以下、適宜操作時動作可能量と称する）に基づいて、いずれか一方が用いられる。操作時動作可能量をＳＣＲｍとすると、操作時動作可能量ＳＣＲｍが所定値ＳＣＲｃ以上である場合、第１テーブルＴＢＡがダンプ時衝撃抑制制御に用いられ、操作時動作可能量ＳＣＲｍが所定値ＳＣＲｃ未満である場合、第２テーブルＴＢＢがダンプ時衝撃抑制制御に用いられる。
　図５に示す第１テーブルＴＢＡのブーム上げ操作量ＢＶＣが０％の場合、制限率ＬＱは、到達距離ＳＣＲの変化に応じて図７に示す線ａのように変化する。図６に示す第２テーブルＴＢＢのブーム上げ操作量ＢＶＣが０％の場合、制限率ＬＱは、到達距離ＳＣＲの変化に応じて図７に示す線ｄのように変化する。第１テーブルＴＢＡ及び第２テーブルＴＢＢのブーム上げ操作量ＢＶＣが５０％の場合、制限率ＬＱは、到達距離ＳＣＲの変化に応じて図７に示す線ｂのように変化する。第１テーブルＴＢＡ及び第２テーブルＴＢＢのブーム上げ操作量ＢＶＣが１００％の場合、制限率ＬＱは、到達距離ＳＣＲの変化に応じて図７に示す線ｃのように変化する。
　第１テーブルＴＢＡは、到達距離ＳＣＲが小さくなるにしたがって、すなわちバケット４がダンプストッパＳＴＰＤに到達するまでの距離が小さくなるにしたがって、制限率ＬＱは小さくなる。すなわち、バケット４がダンプストッパＳＴＰＤに接近するにしたがって、アクチュエータの動作速度の制限量は大きくなり、バケットシリンダ１０の動作速度は小さくなる。
　第２テーブルＴＢＢは、ブーム上げ操作量ＢＶＣが０（０％）でない場合に、到達距離ＳＣＲが小さくなるにしたがって、制限率ＬＱは小さくなるので、アクチュエータの動作速度の制限量は大きくなり、バケットシリンダ１０の動作速度は小さくなる。ブーム上げ操作量ＢＶＣが０（０％）でない場合にブーム３は上昇し、ブーム上げ操作量ＢＶＣが０（０％）である場合にブーム３は停止する。
　第１テーブルＴＢＡ及び第２テーブルＴＢＢは、バケット４がダンプストッパＳＴＰＤに接近するにしたがってバケットシリンダ１０の動作速度は小さくなる。このため、制御装置４０は、第１テーブルＴＢＡ及び第２テーブルＴＢＢを用いてダンプ時衝撃抑制制御を実行することにより、バケット４がダンプストッパＳＴＰＤに接するとき、すなわちダンプエンドでの衝撃を抑制することができる。
　ブーム上げ操作量ＢＶＣが０（０％）である場合、すなわちブーム３が停止している場合、第２テーブルＴＢＢは、到達距離ＳＣＲに関わらず制限率ＬＱは１００％である。このため、ブーム上げ操作量ＢＶＣが０（０％）である場合、バケットシリンダ１０の動作速度の制限量は０になり、バケットシリンダ１０には、バケットダンプ操作量ＱＢＫｄによって決定されたダンプ時目標流量ＱＴｄで作動油が供給される。その結果、バケットシリンダ１０の動作速度は制限を受けず、オペレーターによるバケット操作レバー３２の操作に応じた動作速度となる。
　第１テーブルＴＢＡ及び第２テーブルＴＢＢは、同じ到達距離ＳＣＲにおいて、ブーム上げ操作量ＢＶＣが１００％から０％に変化すると制限率ＬＱは大きくなり、ブーム上げ操作量ＢＶＣが０％から１００％に変化すると制限率ＬＱは小さくなる。すなわち、第１テーブルＴＢＡ及び第２テーブルＴＢＢは、バケットシリンダ１０の動作速度の制限量を、ブーム上げ操作量ＢＶＣが大きいほど又はブーム３の上昇速度が速いほど大きく、ブーム上げ操作量ＢＶＣが小さいほど又はブームの上昇速度が遅いほど小さくなるように変化させる。
　ブーム３の上昇速度が大きいときにダンプストッパＳＴＰＤにバケット４が接する場合は、ブーム３の上昇速度が小さいときにダンプストッパＳＴＰＤにバケット４が接する場合と比較して、衝撃が大きくなる。また、ダンプストッパＳＴＰＤにバケット４が接したときにブーム３が上昇すると、バケットシリンダ１０内の作動油が加圧されることに起因して、バケット４のチルト動作又はブーム３を下降させる動作時に、ダンプエンドで衝撃が発生することがある。この衝撃は、ブーム３の上昇速度が大きいほど顕著になる。
　第１テーブルＴＢＡ及び第２テーブルＴＢＢは、バケットシリンダ１０の動作速度の制限量が、ブーム上げ操作量ＢＶＣ又はブーム３の上昇速度が大きくなるにしたがって大きくなるようにすることで、ブーム３の上昇中にバケット４がダンプストッパＳＴＰＤに接した場合の衝撃を抑制できる。また、第１テーブルＴＢＡ及び第２テーブルＴＢＢは、バケットシリンダ１０内の作動油が加圧されることに起因した、バケット４のチルト動作又はブーム３を下降させる動作時にダンプエンドで発生する衝撃を抑制できる。
　本実施形態では、ブーム上げ操作量ＢＶＣ又はブーム３の上昇速度に基づいて、バケットシリンダ１０の動作速度の制限量が変更されるので、バケット４の動作速度の低減量も変更される。このため、ダンプ時衝撃抑制制御においてバケットシリンダ１０の動作速度を一律に制限する場合と比較して、バケット４の動作速度を速くすることもできる。このようにすれば、オペレーターによるバケット操作レバー３２に対してバケット４の動作の遅れが抑制されるので、オペレーターの受ける違和感が抑制されるとともに、生産性の低下も抑制される。
　本実施形態において、制御装置４０は、操作時動作可能量ＳＣＲｍが所定値ＳＣＲｃ未満である場合、第２テーブルＴＢＡを用いてダンプ時衝撃抑制制御を実行する。操作時動作可能量ＳＣＲｍが所定値ＳＣＲｃ未満であり、かつブーム上げ操作量ＢＶＣ又はブーム３の上昇速度が０の状態でバケット４がダンプ動作をする場合、前述した泥落としが実行されていると判断できる。例えば、バケット４がダンプストッパＳＴＰＤに接するまでにおけるバケットシリンダ１０の残り長さが１００ｍｍ程度である場合は泥落としが実行されていると判断できるので、１００ｍｍとすることができる。このため、所定値ＳＣＲｃは、例えば１００ｍｍとすることができるが、これに限定されるものではない。
　ブーム上げ操作量ＢＶＣ又はブーム３の上昇速度が０である場合、前述したように、第２テーブルＴＢＢは、到達距離ＳＣＲに関わらず制限率ＬＱが１００％になるので、バケットシリンダ１０の動作速度は制限を受けず、バケット４は、オペレーターによるバケット操作レバー３２の操作に応じた動作速度で動作する。すなわち、制御装置４０は、バケットシリンダ１０の移動速度の制限を解除する。このように、制御装置４０は、泥落としであると判断できる場合、バケットシリンダ１０の動作速度に制限を与えないので、バケット４をダンプストッパＳＴＰＤに勢いよく衝突させて、バケット４から迅速かつ確実に泥を落とすことができる。
＜制御例＞
　図８は、本実施形態に係る作業車両の制御方法におけるダンプ動作時の制御例を示すフローチャートである。図９は、ダンプ動作時の制御を開始及び終了する際の判定を説明するための図である。バケット４のダンプ動作時の制御を実行するにあたり、ステップＳ１０１において、図２に示す制御装置４０は、バケットダンプ操作量ＱＢＫｄと、バケットダンプ操作量閾値ＱＢＫｄｃとを比較する。バケットダンプ操作量閾値ＱＢＫｄｃは、０％よりも大きく１００％よりも小さい値であり、本実施形態では、例えば、３０％である。バケットダンプ操作量閾値ＱＢＫｄｃは、３０％に限定されるものではない。
　バケットダンプ操作量ＱＢＫｄがバケットダンプ操作量閾値ＱＢＫｄｃ以上である場合（ステップＳ１０１、Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２に進み、制御装置４０は、ブーム３の動作がブーム下げ動作以外であるか否かを判定する。ブーム下げ動作以外とは、ブーム３の上昇又はブーム３の停止のいずれか一方である。ブーム３の動作がブーム下げ動作以外である場合（ステップＳ１０２、Ｙｅｓ）、ステップＳ１０３に進み、制御装置４０は、操作時動作可能量ＳＣＲｍと所定値ＳＣＲｃとを比較する。この場合、制御装置４０は、バケット４を操作するためのバケット操作レバー３２に対して、バケット４をダンプ動作させる操作が開始された時点におけるブーム３の姿勢及びバケット４の姿勢に基づいて操作時動作可能量ＳＣＲｍを求める。
　操作時動作可能量ＳＣＲｍが所定値ＳＣＲｃ以上である場合（ステップＳ１０３、Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４に進み、制御装置４０は、第１テーブルＴＢＡを用いてダンプ時衝撃抑制制御を実行する。操作時動作可能量ＳＣＲｍが所定値ＳＣＲｃ未満である場合（ステップＳ１０３、Ｎｏ）、ステップＳ１０５に進み、制御装置４０は、第２テーブルＴＢＢを用いてダンプ時における制御を実行する。この場合、泥落としが実行されていると判断されるので、制御装置４０は、ダンプ時衝撃抑制制御を実行せず、バケット操作レバー３２の操作量から求められたダンプ時目標流量となるように、バケットシリンダ１０に作動油が供給される。ステップＳ１０４又はステップＳ１０５が終了したら、制御装置４０は、スタートに戻ってステップＳ１０１以降の処理を実行する。
　ステップＳ１０１において、バケットダンプ操作量ＱＢＫｄがバケットダンプ操作量閾値ＱＢＫｄｃ未満である場合（ステップＳ１０１、Ｎｏ）、制御装置４０は、ダンプ時衝撃抑制制御を実行せず、スタートに戻ってステップＳ１０１以降の処理を実行する。
　本実施形態において、制御装置４０は、バケットダンプ操作量ＱＢＫｄがバケットダンプ操作量閾値ＱＢＫｄｃ以上であることが成立したことを条件の１つとして、ダンプ時衝撃抑制制御を実行する。ダンプ時衝撃抑制制御に、オペレーターがバケット操作レバー３２を操作して、バケットダンプ操作量ＱＢＫｄがバケットダンプ操作量閾値ＱＢＫｄｃ未満になった場合（ステップＳ１０１）、ダンプ時衝撃抑制制御は実行されない。バケット操作レバー３２に、バケットダンプ操作量ＱＢＫｄがバケットダンプ操作量閾値ＱＢＫｄｃの近傍となるような入力が与えられた場合、ダンプ時衝撃抑制制御の実行と停止とが交互に繰り返すハンチング現象が発生する可能性がある。
　このため、図９に示すように、ダンプ時衝撃抑制制御を開始する場合には、バケットダンプ操作量ＱＢＫｄがバケットダンプ操作量閾値ＱＢＫｄｃ以上になることを条件とし、ダンプ時衝撃抑制制御を終了する場合には、バケットダンプ操作量ＱＢＫｄが終了判定閾値ＱＢＫｄｄ以下になることを条件としてもよい。終了判定閾値ＱＢＫｄｄは、バケットダンプ操作量閾値ＱＢＫｄｃよりも小さい。このようにすることで、前述したハンチングを抑制することができる。
　バケットダンプ操作量ＱＢＫｄが小さい場合、バケット４がダンプ動作をしてダンプストッパＳＴＰＤに接したとしても、バケット４の動作速度が小さいため、衝撃も小さい。バケット４がダンプストッパＳＴＰＤに接したときの衝撃が許容できる程度の大きさである場合、ダンプ時衝撃抑制制御を実行しないことにより、生産性及び操作性を向上させることができる。本実施形態では、バケットダンプ操作量ＱＢＫｄがバケットダンプ操作量閾値ＱＢＫｄｃ以上になることを、ダンプ時衝撃抑制制御を開始する条件の１つとしている。このようにすることで、バケットダンプ操作量ＱＢＫｄが、ダンプストッパＳＴＰＤにバケット４が接したときの衝撃が許容できる程度の大きさである場合には、ダンプ時衝撃抑制制御を実行しないことによって生産性及び操作性を向上させることができる。
＜自動でチルト動作させる場合の制御＞
　図１０は、本実施形態に係る作業車両の制御方法において自動でバケットをチルト動作させる場合の制御で使用される自動チルト用テーブルＴＢＣの一例を示す図である。図１１は、チルト指令ＣＣとバケットシリンダ１０の到達距離ＳＣＲとの関係を示す図である。
　図１に示すホイールローダー１は、バケット４がまったく動作していない場合、すなわちバケット４の動作が停止している場合には、バケットシリンダ１０の長さが一定である。このため、バケット４が停止しているときにブーム３が上昇すると、ブーム３の上昇にともなってバケット４とブーム３との位置関係が変化してバケット４が図３に示すダンプストッパＳＴＰＤに接する可能性がある。バケット４の動作が動作していない状態でブーム３が上昇しているときにバケット４がダンプストッパＳＴＰＤに接すると、作業機５のリンク機構、バケットシリンダ１０及びブームシリンダ９等に過大な負荷が作用する可能性がある。
　このため、図２に示す制御装置４０は、バケット操作レバー３２が中立である場合、すなわち、バケット操作レバー３２の操作量が０（０％）である場合にブーム３が上昇する際には、バケット４を自動でチルト動作させる制御を実行する。この制御を、自動チルトと称する。自動チルトは、バケット４が停止している状態、すなわちバケット操作レバー３２が中立である場合に実行される。自動チルトにより、作業機５のリンク機構、バケットシリンダ１０及びブームシリンダ９等に対する負荷が軽減される。バケット４がチルト動作する場合、バケットシリンダ１０は縮む。
　自動チルトは、バケット４が停止している状態、すなわちオペレーターがバケット操作レバー３２を操作していな状態で実行される。自動チルトが実行されると、バケット４が自動で動作するので、オペレーターは意図しないバケット４の動作が発生したと認識し、違和感を覚える可能性がある。このため、自動チルトにおけるバケット４の動作は必要最小限に抑えることが好ましい。自動チルトにおいてバケット４の動作を必要最小限とするには、バケットシリンダ１０の長さが、バケット４がダンプストッパＳＴＰＤに接するときの長さとなるようにすればよい。図２に示す制御装置４０は、本実施形態に係る作業車両の制御方法によって自動チルトを実行することにより、バケット４の動作を必要最小限とする。
　図１０に示す自動チルト用テーブルＴＢＣは、チルト指令ＣＣとバケットシリンダ１０の到達距離ＳＣＲとの関係を、ブーム上げの操作量ＢＶＣ毎に記述してある。図１０中の符号ｅ、ｆ、ｇは、この順に、図１１中の直線ｅ、ｆ、ｇに対応する。自動チルト用テーブルＴＢＣには、ブーム上げ操作量ＢＶＣが０％、５０％及び１００％の３段階に対して到達距離ＳＣＲが記述されているが、ブーム上げ操作量ＢＶＣが０％と５０％との間及び５０％と１００％との間は、例えば、補間によってチルト指令ＣＣが求められる。
　自動チルト用テーブルＴＢＣのブーム上げ操作量ＢＶＣが０％の場合、チルト指令ＣＣは、到達距離ＳＣＲの変化に応じて図１１に示す線ｅのように変化する。自動チルト用テーブルＴＢＣのブーム上げ操作量ＢＶＣが５０％の場合、チルト指令ＣＣは、到達距離ＳＣＲの変化に応じて図１１に示す線ｆのように変化する。自動チルト用テーブルＴＢＣのブーム上げ操作量ＢＶＣが１００％の場合、チルト指令ＣＣは、到達距離ＳＣＲの変化に応じて図１１に示す線ｇのように変化する。
　チルト指令ＣＣは、バケット４をチルト動作させるための指令であり、バケットシリンダ１０の動作量を変更するための指令である。具体的には、チルト指令ＣＣによってバケットシリンダ１０の動作速度が変更される。例えば、チルト指令ＣＣが－１０である場合、バケットシリンダ１０は、チルト指令ＣＣに対応した動作速度で伸びる。チルト指令ＣＣは、絶対値が大きくなるほど、バケット４をチルト動作させるためのバケットシリンダ１０の動作量、本実施形態では動作速度が大きくなる。
　自動チルト用テーブルＴＢＣは、バケットシリンダ１０の到達距離ＳＣＲの絶対値が小さくなる、すなわち、バケット４がダンプストッパＳＴＰＤに接近するとチルト指令ＣＣが大きくなる。また、自動チルト用テーブルＴＢＣは、ブーム上げ操作量ＢＶＣが０％よりも大きいときにチルト指令ＣＣが与えられるようになっている。自動チルト時に、図２に示す制御装置４０は、ブーム上げ操作量ＢＶＣ又はブーム３の上昇速度に基づいてチルト指令ＣＣを変更することにより、バケット４をチルトさせるためのバケットシリンダ１０の動作量を変更し、かつバケットシリンダ１０の到達距離ＳＣＲに応じてバケット４をチルト動作させる。このようにすることで、ブーム３の上昇中に、バケット４とダンプストッパＳＴＰＤとが圧接することを抑制する。
　ブーム３の上昇速度が大きい場合、ブーム３の上昇速度が小さい場合と比較して、バケット４はより早くダンプストッパＳＴＰＤに接するので、自動チルトを実行したとしても、バケット４とダンプストッパＳＴＰＤとの圧接が発生する可能性がある。本実施形態において、自動チルト用テーブルＴＢＣは、ブーム上げ操作量ＢＶＣが大きいほど又はブーム３の上昇速度が速いほど、到達距離ＳＣＲが大きい位置から、バケットシリンダ１０を動作させてバケット４をチルト動作させるようになっている。このため、ブーム上げ操作量ＢＶＣ又はブーム３の上昇速度が大きい場合はより早いタイミングから自動でバケット４がチルト動作するので、バケット４とダンプストッパＳＴＰＤとの圧接を確実に抑制できる。
　自動チルトにおいて、制御装置４０は、到達距離ＳＣＲが０のときにチルト指令ＣＣを０にすることで、バケット４のチルト動作を停止させる。自動チルト用テーブルＴＢＣは、ブーム上げ操作量ＢＶＣが０％又はブーム３の上昇速度が０である場合、到達距離ＳＣＲが０のときにチルト指令ＣＣが０になっているが、ブーム上げ操作量ＢＶＣが５０％及び１００％の場合、チルト指令ＣＣは－１０になっている。このため、ブーム上げ操作量ＢＶＣが５０％及び１００％の場合、到達距離ＳＣＲが０であってもバケット４はチルト動作をする。このようにすることで、制御装置４０は、ブーム３の上昇中にブーム上げ操作量ＢＶＣが０％又はブーム３の上昇速度が０になった場合には、目標の位置、すなわちバケット４がダンプストッパＳＴＰＤに接した位置により近い位置でバケット４を停止させることができる。その結果、制御装置４０は、自動チルトにおけるバケット４の動作を必要最小限に抑えることができるので、オペレーターに与える違和感を低減することができる。
　ブーム上げ操作量ＢＶＣが０％よりも大きい場合、ブーム３の上昇により、バケット４とダンプストッパＳＴＰＤとが接触する領域の近傍で、自動チルトの介入と非介入とが繰り返される可能性がある。これを避けるため、自動チルト用テーブルＴＢＣは、ブーム上げ操作量ＢＶＣが０％よりも大きい場合、チルト指令ＣＣを０以外の値（本実施形態では－１０）として、自動チルトの介入と非介入とが繰り返される可能性を低減している。その結果、自動チルトにおいてオペレーターが受ける違和感はさらに低減される。
　図１２は、本実施形態に係る作業車両の制御方法における自動チルト動作時の制御例を示すフローチャートである。本実施形態に係る作業車両の制御方法においてバケット４の自動チルトを実行するにあたり、ステップＳ２０１において、図２に示す制御装置４０は、バケット４が中立であること、すなわちバケット４が動作していないことを判定する。図２に示すバケット操作レバー３２が中立状態であれば、バケット４は中立である。制御装置４０は、図２に示す第２ポテンショメータ３３の検出値から、バケット操作レバー３２が中立状態であるか否かを判定する。
　バケット４が中立である場合（ステップＳ２０１、Ｙｅｓ）、ステップＳ２０２に進み、制御装置４０は、ブーム上げ動作、すなわちブーム３が上昇中又は停止中であるか否かを判定する。制御装置４０は、例えば、ブーム上げ操作量ＢＶＣが０％以上である場合には、ブーム３が上昇中又は停止中であると判定する。ブーム３が上昇中である場合（ステップＳ２０２、Ｙｅｓ）、ステップＳ２０３において、制御装置４０は、自動チルト用テーブルＴＢＣを用いて自動チルトを実行する。バケット４が中立でない場合（ステップＳ２０１、Ｎｏ）及びブーム３が上昇中又は停止中でない場合（ステップＳ２０２、Ｎｏ）、制御装置４０は、スタートに戻ってステップＳ１０１以降の処理を実行する。ブーム３が上昇中又は停止中でない場合は、ブーム３が下降中の場合を意味する。
　以上、本実施形態を説明したが、前述した内容により本実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、本実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも１つを行うことができる。
１　ホイールローダー
２　車体
３　ブーム
４　バケット
４Ｃ　爪
５　作業機
７　運転室
９　ブームシリンダ
１０　バケットシリンダ
１１　ベルクランク
１２　作業機油圧ポンプ
２０　電磁比例制御弁
２３　バケットダンプ電磁比例制御弁
２４　バケットチルト電磁比例制御弁
３０　ブーム操作レバー
３２　バケット操作レバー
４０　制御装置
４１　処理部
４２　記憶部
４６　ブーム角度検出センサ
４７　バケット角度検出センサ
６０　エンジン
ＢＶＣ　操作量
ＣＣ　チルト指令
ＣＳ　制御系統
ＬＱ　制限率
ＱＢＫｄ　バケットダンプ操作量
ＱＢＫｄｃ　バケットダンプ操作量閾値
ＱＢＫｄｄ　終了判定閾値
ＱＴｄ　ダンプ時目標流量
ＱＴｄｃ　修正ダンプ時目標流量
ＳＣＲ　到達距離
ＳＣＲｃ　所定値
ＳＣＲｍ　動作可能量（操作時動作可能量）
ＳＴＰＤ　ダンプストッパ
ＳＴＰＴ　チルトストッパ
ＴＢＡ　第１テーブル
ＴＢＢ　第２テーブル
ＴＢＣ　チルト用テーブル

Claims (5)

  1. 　車体に支持されて回動するブームと、前記ブームの前記車体から離れた側に支持され、アクチュエータの動作によって回動するバケットと、を備える作業車両を制御するにあたり、
    　前記ブームの上げ操作量又は前記ブームの上昇速度と、前記ブームの姿勢及び前記バケットの姿勢に基づき前記バケットがダンプ側のストッパに到達するまでに前記アクチュエータが動作可能な動作可能量と、を求め、
    　前記バケットが前記ストッパに到達するまでの前記アクチュエータの動作可能量に応じて前記アクチュエータの動作速度を制限し、かつ求められた前記ブームの上げ操作量又は前記ブームの上昇速度に基づいて、前記アクチュエータの動作速度の制限量を、前記ブームの上げ操作量又は前記ブームの上昇速度が大きいほど大きく変化させる、
    　作業車両の制御方法。
  2. 　前記アクチュエータの動作速度の制限量を変化させる前に、前記バケットを操作するための操作装置に対して前記バケットをダンプ動作させる操作が開始された時点における前記ブームの姿勢及び前記バケットの姿勢に基づいて前記バケットが前記ストッパに到達するまでに前記アクチュエータが動作可能な動作可能量を求め、
    　求められた動作可能量が所定値未満、かつ前記ブームの上げ操作量又は前記ブームの上昇速度が０の場合に、前記アクチュエータの移動速度の制限を解除する、請求項１に記載の作業車両の制御方法。
  3. 　車体に支持されて回動するブームと、前記ブームの前記車体から離れた側に支持され、アクチュエータの動作によって回動するバケットと、を備える作業車両を制御する制御装置であり、
    　前記ブームの上げ操作量又は前記ブームの上昇速度と、前記ブームの姿勢及び前記バケットの姿勢に基づき前記バケットがダンプ側のストッパに到達するまでに前記アクチュエータが動作可能な動作可能量と、を求め、
    　前記動作可能量に応じて前記アクチュエータの動作速度を制限し、かつ求められた前記ブームの上げ操作量又は前記ブームの上昇速度に基づいて、前記アクチュエータの動作速度の制限量を、前記ブームの上げ操作量又は前記ブームの上昇速度が大きいほど大きく変化させる、
    　作業車両の制御装置。
  4. 　前記バケットを操作するための操作装置に対して前記バケットをダンプ動作させる操作が開始された時点における前記ブームの姿勢及び前記バケットの姿勢に基づいて前記バケットが前記ストッパに到達するまでに前記アクチュエータが動作可能な動作可能量を求め、
    　求められた動作可能量が所定値未満、かつ前記ブームの上げ操作量又は前記ブームの上昇速度が０の場合に、前記アクチュエータの移動速度の制限を解除する、請求項３に記載の作業車両の制御装置。
  5. 　車体に支持されて回動するブームと、
    　前記ブームの前記車体から離れた側に支持され、アクチュエータの動作によって回動するバケットと、
    　請求項３又は請求項４に記載の作業車両の制御装置と、
    　を含む、作業車両。
PCT/JP2014/064539 2014-05-30 2014-05-30 作業車両の制御方法、作業車両の制御装置及び作業車両 WO2015102058A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014528763A JP5717923B1 (ja) 2014-05-30 2014-05-30 作業車両の制御方法、作業車両の制御装置及び作業車両
EP14771497.6A EP2905385B1 (en) 2014-05-30 2014-05-30 Method for controlling industrial vehicle, device for controlling industrial vehicle, and industrial vehicle
PCT/JP2014/064539 WO2015102058A1 (ja) 2014-05-30 2014-05-30 作業車両の制御方法、作業車両の制御装置及び作業車両
CN201480000944.7A CN105307740B (zh) 2014-05-30 2014-05-30 作业车辆的控制方法、作业车辆的控制装置及作业车辆
US14/389,490 US9702117B2 (en) 2014-05-30 2014-05-30 Work vehicle control method, work vehicle control device, and work vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2014/064539 WO2015102058A1 (ja) 2014-05-30 2014-05-30 作業車両の制御方法、作業車両の制御装置及び作業車両

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015102058A1 true WO2015102058A1 (ja) 2015-07-09

Family

ID=53277419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/064539 WO2015102058A1 (ja) 2014-05-30 2014-05-30 作業車両の制御方法、作業車両の制御装置及び作業車両

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9702117B2 (ja)
EP (1) EP2905385B1 (ja)
JP (1) JP5717923B1 (ja)
CN (1) CN105307740B (ja)
WO (1) WO2015102058A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016051815A1 (ja) * 2014-09-30 2016-04-07 株式会社クボタ 作業機の油圧システム及び作業機
JP6575916B2 (ja) * 2016-08-17 2019-09-18 日立建機株式会社 作業車両
CN107254893A (zh) * 2017-06-07 2017-10-17 龙工(上海)机械制造有限公司 轮式装载机二级转向限位液压系统
JP6901406B2 (ja) * 2017-07-14 2021-07-14 株式会社小松製作所 作業機械および作業機械の制御方法
JP7232691B2 (ja) * 2019-03-29 2023-03-03 株式会社小松製作所 作業機械および作業機械の制御方法
CN112709269A (zh) * 2020-12-22 2021-04-27 中联重科土方机械有限公司 挖掘机姿态调整的自动控制装置、方法及挖掘机

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010203109A (ja) 2009-03-02 2010-09-16 Komatsu Ltd 建設機械
WO2010110386A1 (ja) * 2009-03-26 2010-09-30 株式会社小松製作所 作業車両の制御方法および制御装置
JP2014055439A (ja) * 2012-09-12 2014-03-27 Komatsu Ltd ホイールローダ

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4846359B2 (ja) 2005-12-22 2011-12-28 株式会社小松製作所 作業車両の制御装置
JP5129493B2 (ja) 2007-03-12 2013-01-30 日立建機株式会社 作業車両の走行制御装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010203109A (ja) 2009-03-02 2010-09-16 Komatsu Ltd 建設機械
WO2010110386A1 (ja) * 2009-03-26 2010-09-30 株式会社小松製作所 作業車両の制御方法および制御装置
JP2014055439A (ja) * 2012-09-12 2014-03-27 Komatsu Ltd ホイールローダ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2905385A4

Also Published As

Publication number Publication date
EP2905385A4 (en) 2015-12-30
EP2905385B1 (en) 2017-08-23
JPWO2015102058A1 (ja) 2017-03-23
US9702117B2 (en) 2017-07-11
US20160251829A1 (en) 2016-09-01
CN105307740A (zh) 2016-02-03
EP2905385A1 (en) 2015-08-12
JP5717923B1 (ja) 2015-05-13
CN105307740B (zh) 2017-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5717923B1 (ja) 作業車両の制御方法、作業車両の制御装置及び作業車両
JP6419721B2 (ja) 作業車両
JP5048068B2 (ja) 作業車両及び作業車両の作動油量制御方法
JP5228132B1 (ja) ホイールローダ
JP5237313B2 (ja) 作業車両及び作業車両の制御方法
JP2010265639A (ja) 作業車両
US9340955B2 (en) Hydraulic control device for work vehicle
JP5717924B1 (ja) 作業車両の制御方法、作業車両の制御装置及び作業車両
EP3892782A1 (en) Working machine control device, working vehicle, and method for controlling working machine
WO2019082600A1 (ja) 作業車両
WO2017033595A1 (ja) ホイールローダ
JP6928161B2 (ja) 作業車両及び作業車両の制御方法
JP5315443B2 (ja) ホイールローダ
JP6791827B2 (ja) 作業車両及び作業車両の制御方法
CN110462140B (zh) 作业车辆以及作业车辆的控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201480000944.7

Country of ref document: CN

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2014528763

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2014771497

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2014771497

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14389490

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE