WO2024166849A1 - 作業機械、作業機械のシステムおよび作業機械の制御方法 - Google Patents
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- E02F9/24—Safety devices, e.g. for preventing overload
Definitions
- This disclosure relates to a work machine, a work machine system, and a work machine control method.
- Patent Document 1 An automatic stopping system that detects an object and automatically stops a work machine such as a wheel loader is disclosed, for example, in JP 2022-150638 A (Patent Document 1).
- Patent Document 1 the control deceleration used for automatic braking when an object is detected is set based on the relationship between the lateral stability range in which the vehicle body can be stopped and the center of gravity position.
- the objective of this disclosure is to provide a work machine, a work machine system, and a work machine control method that can respond to changes in the braking characteristics of a disc-structure brake.
- Each of the work machines and work machine systems disclosed herein includes a drive source, a traveling body, a working implement, a braking device, a braking control valve, a hydraulic sensor, and a controller.
- the traveling body travels with the power of the drive source.
- the working implement is driven with the power of the drive source.
- the braking device has multiple disks, and brakes the traveling body by hydraulically driving the multiple disks.
- the braking control valve controls the hydraulic pressure for driving the disks of the braking device.
- the hydraulic sensor detects the hydraulic pressure for driving the disks of the braking device.
- the controller adjusts the parameters of the braking command given to the braking control valve based on the hydraulic pressure detected by the hydraulic sensor.
- the control method for one work machine disclosed herein is a control method for a work machine having a drive source, a running body that runs on the power of the drive source, a working machine that is driven by the power of the drive source, a braking device that brakes the running body by hydraulically driving a number of discs, a brake control valve that controls the hydraulic pressure for driving the discs of the braking device, and a hydraulic sensor that detects the hydraulic pressure for driving the discs of the braking device, and has the following steps.
- the hydraulic pressure detected by the hydraulic sensor is acquired.
- the braking command parameters given to the brake control valve are adjusted based on the acquired hydraulic pressure.
- FIG. 1 is a side view showing a configuration of a wheel loader 100 (an example of a work machine) in an embodiment of the present disclosure.
- FIG. 2 is a block diagram showing a braking system of the wheel loader of FIG. 1 .
- FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram showing the configuration of the brake unit of FIG. 2 .
- FIG. 3 is a diagram for explaining the structure of the brake circuit (braking device) in FIG. 2 .
- FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the brake circuit (braking device) in FIG. 2 .
- FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a controller shown in FIG. 2 .
- 5A and 5B are diagrams showing changes over time in command current (A) and brake cylinder pressure (B).
- FIG. 4 is a diagram showing the initial characteristic and the characteristic after deterioration of the brake cylinder pressure.
- FIG. 2 is a flow diagram showing automatic braking control of the wheel loader 100 in one embodiment of the present disclosure.
- FIG. 2 is a flow diagram showing a calibration mode of the wheel loader 100 in one embodiment of the present disclosure.
- FIG. 1 is a side view showing the configuration of a wheel loader 100 (an example of a work machine) in one embodiment of the present disclosure.
- the wheel loader 100 in this embodiment has a vehicle body 1 and an object sensor 25.
- the vehicle body 1 has a running body 2 and a working machine 3.
- the working machine 3 is disposed on the running body 2.
- the running body 2 has a body frame 10, a pair of front tires 4, a cab 5, an engine room 6, a pair of rear tires 7, and a steering cylinder 9.
- the wheel loader 100 uses the working machine 3 to perform work such as loading soil and sand.
- front refers to directions based on the state seen from the operator seated in the driver's seat 5s in the cab 5 as looking forward.
- the fore-and-aft direction is indicated by Z, with Zf indicating the forward direction and Zb indicating the rearward direction.
- the body frame 10 is of the so-called articulated type, and has a front frame 11, a rear frame 12, and a connecting shaft portion 13.
- the front frame 11 is disposed in the forward direction Zf of the rear frame 12.
- the connecting shaft portion 13 is provided in the center of the body frame 10 in the left-right direction (vehicle width direction), and connects the front frame 11 and the rear frame 12 to each other so that they can swing.
- a pair of front tires 4 are attached to the left and right of the front frame 11.
- a pair of rear tires 7 are attached to the left and right of the rear frame 12.
- the work machine 3 is driven by hydraulic oil from a work machine pump (not shown).
- the work machine 3 has a boom 14, a bucket 15, a lift cylinder 16, a bucket cylinder 17, and a bell crank 18.
- the boom 14 is attached to the front frame 11.
- the bucket 15 is attached to the tip of the boom 14.
- the lift cylinder 16 and the bucket cylinder 17 are hydraulic cylinders. One end of the lift cylinder 16 is attached to the front frame 11, and the other end of the lift cylinder 16 is attached to the boom 14. The boom 14 swings up and down as the lift cylinder 16 expands and contracts. One end of the bucket cylinder 17 is attached to the front frame 11, and the other end of the bucket cylinder 17 is attached to the bucket 15 via a bell crank 18. The bucket 15 swings up and down as the bucket cylinder 17 expands and contracts.
- the cab 5 is mounted on the rear frame 12. Inside the cab 5, there are arranged a driver's seat 5s for an operator to sit in, a handle for steering, levers for operating the work equipment 3, various switches, display devices, etc.
- the engine room 6 is located rearward Zb of the cab 5 and on the rear frame 12, and houses an engine 31 (drive source: Figure 2).
- FIG. 2 is a block diagram showing the braking system of the wheel loader of FIG. 1.
- FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram showing the configuration of the braking unit of FIG. 2.
- FIG. 4 is a diagram explaining the structure of the brake circuit of FIG. 2.
- FIG. 5 is a diagram explaining the operation of the brake circuit of FIG. 2.
- FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the controller of FIG. 2.
- the braking system of the wheel loader 100 has a drive device 21, a braking unit 22, an operating device 23, an operating section 24, an object sensor 25, and a controller 26.
- the drive device 21 drives the wheel loader 100.
- the brake unit 22 brakes the wheel loader 100.
- the operation device 23 is operated by the operator.
- the operation section 24 operates the work implement 3 and the steering.
- the object sensor 25 detects factors that require braking (braking factors), such as objects (obstacles) and situations (including terrain such as cliffs) around the vehicle body 1.
- the controller 26 operates the drive device 21, brake unit 22 and operation section 24 based on the operator's operation of the operation device 23 and detection by the object sensor 25 and hydraulic sensors 75a, 75b.
- the drive unit 21 has an engine 31 , an HST 32 , a transfer 33 , an axle 34 , the front tires 4 , and the rear tires 7 .
- the engine 31 is, for example, a diesel engine, and the driving force generated by the engine 31 drives the pump 32a of the HST (HydroStatic Transmission) 32.
- HST HydroStatic Transmission
- HST 32 has pump 32a, motor 32b, and hydraulic circuit 32c.
- Pump 32a is, for example, a swash plate type variable displacement pump, and the angle of the swash plate can be changed by solenoid 32d.
- Pump 32a is driven by engine 31 to discharge hydraulic oil. The discharged hydraulic oil is sent to motor 32b through hydraulic circuit 32c.
- Motor 32b is, for example, a swash plate type pump, and the angle of the swash plate can be changed by solenoid 32e.
- Hydraulic circuit 32c connects pump 32a and motor 32b. Hydraulic circuit 32c has a first drive circuit 32c1 and a second drive circuit 32c2. Hydraulic oil is supplied from pump 32a to motor 32b through first drive circuit 32c1, thereby driving motor 32b in one direction (for example, forward direction). Hydraulic oil is supplied from pump 32a to motor 32b through second drive circuit 32c2, thereby driving motor 32b in the other direction (for example, reverse direction). The direction of hydraulic oil discharged to first drive circuit 32c1 or second drive circuit 32c2 can be changed by solenoid 32d.
- the transfer 33 distributes the output from the engine 31 to the front and rear axles 34 .
- a pair of front tires 4 are connected to the front axle 34, and rotate with the distributed output from the engine 31.
- a pair of rear tires 7 are connected to the rear axle 34, and rotate with the distributed output from the engine 31.
- the braking unit 22 has a braking section 40 and shut-off valves 45a, 45b.
- the braking section 40 brakes the wheel loader 100 based on the operation of the brake pedal 54, and performs automatic braking control of the wheel loader 100 based on commands from the controller 26.
- the shut-off valves 45a, 45b place the braking section 40 in a state in which it is possible or impossible to exert braking force by automatic braking control.
- the braking section 40 has a brake valve unit 41, brake circuits 42a, 42b (an example of a service brake), a parking brake 43, hydraulic oil supply passages 44a, 44b, EPC (Electric Proportional Valve) valves 46a, 46b (braking control valves), a shuttle valve unit 47, a tank 48, and hydraulic sensors 75a, 75b.
- the brake circuits 42a, 42b correspond to the braking device.
- An accumulator, pump, etc. are connected to the hydraulic oil supply passages 44a and 44b, and hydraulic oil is supplied.
- the brake valve unit 41 is operated by a brake pedal 54, which will be described later.
- the brake valve unit 41 has a rear brake valve 41a and a front brake valve 41b.
- Each of the rear brake valve 41a and the front brake valve 41b is a three-position change-over valve having three ports.
- the first port of the rear brake valve 41a is connected to the hydraulic oil supply passage 44a via the accumulator 49a.
- the second port of the rear brake valve 41a is connected to the tank 48.
- the third port of the rear brake valve 41a is connected to the rear shuttle valve 47a of the shuttle valve unit 47.
- the rear brake valve 41a connects the first port to the third port, connects the hydraulic oil supply passage 44a to the rear shuttle valve 47a, and supplies hydraulic oil to the rear shuttle valve 47a.
- the rear brake valve 41a closes all ports.
- the rear brake valve 41a connects the second port to the third port, and discharges hydraulic oil between the rear shuttle valve 47a and the rear brake valve 41a to the tank 48.
- the rear brake valve 41a stops the supply of hydraulic oil to the rear shuttle valve 47a.
- the first port of the front brake valve 41b is connected to the hydraulic oil supply passage 44b via the accumulator 49b.
- the second port of the front brake valve 41b is connected to the tank 48.
- the third port of the front brake valve 41b is connected to the front shuttle valve 47b of the shuttle valve unit 47.
- the front brake valve 41b connects the first port to the third port, connects the hydraulic oil supply path 44b to the front shuttle valve 47b, and supplies hydraulic oil to the front shuttle valve 47b.
- the front brake valve 41b closes all ports.
- the front brake valve 41b connects the second port to the third port, and discharges hydraulic oil between the front shuttle valve 47b and the front brake valve 41b to the tank 48.
- the front brake valve 41b stops the supply of hydraulic oil to the front shuttle valve 47b.
- the opening degree of the rear brake valve 41a and the front brake valve 41b is adjusted according to the amount of operation of the brake pedal 54, and the amount of hydraulic oil supplied to the shuttle valve unit 47 is changed. For example, when the amount of operation of the brake pedal 54 is large, the amount of hydraulic oil supplied from the rear brake valve 41a and the front brake valve 41b to the shuttle valve unit 47 increases.
- the brake circuit 42a is provided on the rear axle 34 ( Figure 2).
- the brake circuit 42a is connected to the rear shuttle valve 47a.
- the brake circuit 42b is provided on the front axle 34 ( Figure 2).
- the brake circuit 42b is connected to the front shuttle valve 47b.
- Brake circuits 42a and 42b are hydraulic brakes.
- the braking force of brake circuit 42a increases as the amount or pressure of hydraulic oil supplied from rear shuttle valve 47a increases.
- the braking force of brake circuit 42b increases as the amount or pressure of hydraulic oil supplied from front shuttle valve 47b increases.
- the shutoff valve 45a is connected to the hydraulic oil supply line 44a.
- the shutoff valve 45a has four ports and is a solenoid valve that can be in two states: open and closed.
- the first port of the shutoff valve 45a is connected to the hydraulic oil supply line 44a.
- the second port of the shutoff valve 45a is connected to the tank 48.
- the third port of the shutoff valve 45a is connected to the EPC valve 46a.
- the fourth port of the shutoff valve 45a allows air to pass through in the open state and is blocked in the closed state.
- the shutoff valve 45a is opened and closed based on instructions from the controller 26. Specifically, the shutoff valve 45a is opened when electricity is applied by an open command from the controller 26, and is closed when electricity is stopped by a close command from the controller 26.
- shutoff valve 45a When shutoff valve 45a is open, it connects the first port to the third port and supplies hydraulic oil from hydraulic oil supply passage 44a to EPC valve 46a. When shutoff valve 45a is open, it connects the fourth port, which allows air to pass through, to the second port, which is connected to tank 48.
- shutoff valve 45a When shutoff valve 45a is in the closed state, it connects the second port to the third port and discharges hydraulic oil between shutoff valve 45a and EPC valve 46a to tank 48. Also, when shutoff valve 45a is in the closed state, it closes the first port and the fourth port. As a result, when shutoff valve 45a is in the closed state, it stops the supply of hydraulic oil from hydraulic oil supply path 44a to EPC valve 46a.
- the shutoff valve 45b is connected to the hydraulic oil supply line 44b.
- the shutoff valve 45b has four ports and is a solenoid valve that can be in two states: open and closed.
- the first port of the shutoff valve 45b is connected to the hydraulic oil supply line 44b.
- the second port of the shutoff valve 45b is connected to the tank 48.
- the third port of the shutoff valve 45b is connected to the EPC valve 46b.
- the fourth port of the shutoff valve 45b allows air to pass through in the open state and is closed in the closed state.
- shut-off valve 45b is opened and closed based on instructions from controller 26. Specifically, shut-off valve 45b opens when current is applied by an open command from controller 26, and closes when current is stopped by a close command from controller 26.
- shutoff valve 45b When shutoff valve 45b is open, it connects the first port to the third port and supplies hydraulic oil from hydraulic oil supply passage 44b to EPC valve 46b. When shutoff valve 45b is open, it connects the fourth port, which allows air to pass through, to the second port, which is connected to tank 48.
- shutoff valve 45b When shutoff valve 45b is in the closed state, it connects the second port to the third port and discharges hydraulic oil between shutoff valve 45b and EPC valve 46b to tank 48. Also, when shutoff valve 45b is in the closed state, it closes the first port and the fourth port. As a result, when shutoff valve 45b is in the closed state, it stops the supply of hydraulic oil from hydraulic oil supply path 44b to EPC valve 46b.
- the controller 26 opens the shutoff valves 45a, 45b only when the wheel loader 100 is traveling, for example, backwards.
- the controller 26 determines whether the wheel loader 100 is moving backwards based on a signal indicating the lever position in the travel direction switching device 52 and an opening signal indicating the amount of accelerator operation of the accelerator 55.
- the EPC valve 46a is disposed in a flow path that connects the shutoff valve 45a and the shuttle valve unit 47.
- the EPC valve 46a is a solenoid valve having three ports. The first port of the EPC valve 46a is connected to the shutoff valve 45a. The second port of the EPC valve 46a is connected to the tank 48. The third port of the EPC valve 46a is connected to the shuttle valve unit 47.
- the EPC valve 46a When in the open state, the EPC valve 46a connects the first port and the third port, and supplies hydraulic oil from the shutoff valve 45a to the shuttle valve unit 47.
- the opening of the EPC valve 46a is adjusted based on instructions from the controller 26. By adjusting the opening of the EPC valve 46a, the amount of hydraulic oil supplied to the shuttle valve unit 47 is changed.
- the EPC valve 46b is disposed in a flow path that connects the shutoff valve 45b and the shuttle valve unit 47.
- the EPC valve 46b is a solenoid valve having three ports. The first port of the EPC valve 46b is connected to the shutoff valve 45b. The second port of the EPC valve 46b is connected to the tank 48. The third port of the EPC valve 46b is connected to the shuttle valve unit 47.
- the EPC valve 46b When in the open state, the EPC valve 46b connects the first port and the third port, and supplies hydraulic oil from the shutoff valve 45b to the shuttle valve unit 47.
- the opening of the EPC valve 46b is adjusted based on instructions from the controller 26. By adjusting the opening of the EPC valve 46b, the amount of hydraulic oil supplied to the shuttle valve unit 47 is changed.
- the controller 26 controls the EPC valves 46a, 46b to an open state when it is determined that the wheel loader 100 is traveling in a predetermined direction (for example, the backward direction Zb) and there is a high risk of reaching a braking factor in the traveling direction.
- a predetermined direction for example, the backward direction Zb
- the shuttle valve unit 47 has a rear shuttle valve 47a and a front shuttle valve 47b.
- the rear shuttle valve 47a supplies the hydraulic oil with the higher pressure between the hydraulic oil supplied via the rear brake valve 41a and the hydraulic oil supplied via the EPC valve 46a to the brake circuit 42a.
- the front shuttle valve 47b supplies the hydraulic oil with the higher pressure between the hydraulic oil supplied via the front brake valve 41b and the hydraulic oil supplied via the EPC valve 46b to the brake circuit 42b.
- this example shows the structure of the brake circuit 42a installed at the rear.
- the wet multi-disc brake mainly comprises multiple discs 89, a plate 85, a piston 83, an end plate 88, and a spring 84.
- the brake cylinder consists of a differential housing 81 and a bearing carrier 82, and has a piston 83 built in.
- the plate 85 and the end plate 88 are connected to the spline portion of the axle housing 87.
- Each of the multiple discs 89 is fixed to the output shaft to the rear tire 7 by a spline portion.
- Plates 85 are arranged alternately with the discs 89, and are fixed to the axle housing 87 by a spline portion and do not rotate.
- the pistons 83 are operated by the hydraulic pressure of the hydraulic oil supplied to the brake circuit 42a. Note that while the structure of the brake circuit 42a provided at the rear has been explained, the structure of the wet multi-disc brake is the same for the brake circuit 42b provided at the front tire 4.
- the parking brake 43 is provided on the transfer 33.
- the parking brake 43 for example, a wet multi-stage brake that can be switched between a braking state and a non-braking state, a disc brake, etc. can be used.
- the hydraulic sensor 75a detects the hydraulic pressure in the hydraulic circuit between the rear shuttle valve 47a of the shuttle valve unit 47 and the brake circuit 42a.
- the hydraulic sensor 75a detects the pressure (hydraulic pressure) of the hydraulic oil supplied to the brake cylinder of the brake circuit 42a to drive the disc 89.
- the hydraulic pressure sensor 75b detects the hydraulic pressure in the hydraulic circuit between the front shuttle valve 47b of the shuttle valve unit 47 and the brake circuit 42b. In this example, the hydraulic pressure sensor 75b detects the pressure (hydraulic pressure) of the hydraulic oil supplied to the brake cylinder of the brake circuit 42b to drive the disc 89.
- information detected by each of the hydraulic sensors 75a, 75b is sent to the controller 26.
- the controller 26 performs a calibration process based on the information on the hydraulic pressure detected by each of the hydraulic sensors 75a, 75b.
- the operation device 23 is operated by an operator seated in the cab 5 (FIG. 1).
- the operation device 23 has a work machine operation section 51, a travel direction switching device 52, a parking switch 53, a brake pedal 54, an accelerator 55, and a calibration mode switch 56.
- the work machine operation unit 51 is provided in the cab 5.
- the work machine operation unit 51 controls the operation of the work machine 3, and is, for example, an operation lever operated by the operator.
- the amount of operation of the work machine operation unit 51 is detected, for example, by a potentiometer or a Hall IC (Integrated Circuit).
- an operation signal indicating the amount of operation of the work machine operation unit 51 is sent to the controller 26.
- the controller 26 sends the operation signal as an operation command to the EPC valves 63 for the lift cylinder 16 and bucket cylinder 17.
- the travel direction switching device 52 is provided inside the cab 5. The operator operates the travel direction switching device 52 to set the travel direction of the wheel loader 100.
- the travel direction switching device 52 is, for example, an FNR lever.
- the FNR lever can be in the forward (F), neutral (N) or reverse (R) lever positions.
- An operation signal indicating the lever position of the FNR lever is sent to the controller 26, and the controller 26 switches the travel direction to forward, neutral or reverse by controlling the solenoid 32d.
- a potentiometer may be used as a position detection sensor to detect the lever position of the FNR lever, or a switch may be provided for each of the forward position, reverse position, and neutral position. In addition, both the potentiometer and the switch may be provided so that erroneous operation of either one can be detected.
- the brake pedal 54 is provided inside the cab 5.
- the brake pedal 54 adjusts the opening of the rear brake valve 41a and the front brake valve 41b of the brake valve unit 41.
- the accelerator 55 is provided inside the cab 5. The operator operates the accelerator 55 to set the throttle opening. The accelerator 55 generates an opening signal indicating the amount of accelerator operation and transmits it to the controller 26. The controller 26 controls the rotation speed of the engine 31 based on the transmitted signal.
- the parking switch 53 is provided inside the cab 5 and is a switch that can be switched between on and off, and transmits a signal indicating the state to the controller 26.
- the controller 26 sets the parking brake 43 to an applied or unapplied state based on the transmitted signal.
- the calibration mode switch 56 is provided inside the cab 5 and is a switch that can be switched between on and off, and sends a signal indicating the state to the controller 26. Based on the signal sent, the controller 26 starts the execution of a manual calibration mode, which will be described later.
- the object sensor 25 detects braking factors that require braking, such as objects and situations (including terrain such as cliffs) located around the vehicle body 1.
- the object sensor 25 detects braking factors that require braking, such as objects and situations (including terrain such as cliffs) located in the traveling direction of the wheel loader 100.
- the object sensor 25 is a rear detection unit that detects braking factors located in the rear direction Zb of the wheel loader 100 when the wheel loader 100 travels in the rear direction Zb.
- the object sensor 25 is a front detection unit that detects braking factors located in the forward direction Zf of the wheel loader 100 when the wheel loader 100 travels in the forward direction Zf.
- the object sensor 25 is a rear detection unit
- the rear detection unit is attached, for example, to the rear end of the vehicle body 1 as shown in FIG. 1, but may be attached elsewhere.
- the front detection unit may be attached, for example, to the cab 5, to the front frame 11, or elsewhere.
- the object sensor 25 may be, for example, a LiDAR (Light Detection and Ranging) that emits laser light to acquire information about an object.
- the object sensor 25 may also be a Radar (Radio Detection and Ranging) that acquires information about an object by emitting radio waves.
- the radar may be, for example, a millimeter wave radar that uses a receiving antenna to detect how millimeter wave band radio waves emitted from a transmitting antenna are reflected off the surface of an object and returned.
- the object sensor 25 may be a visual sensor including a camera.
- the object sensor 25 may be an infrared sensor.
- Information detected by the object sensor 25 is transmitted to the controller 26, which determines whether or not a braking factor is present in the direction of travel of the wheel loader 100.
- the controller 26 also calculates the distance to the detected braking factor.
- the controller 26 may determine whether or not there is a high risk that the wheel loader 100 will reach the braking factor based on the distance to the detected braking factor, etc.
- the operating unit 24 has the lift cylinder 16, the bucket cylinder 17, a hydraulic pump 61, a hydraulic valve 62, and an EPC valve 63.
- a part of the driving force of the engine 31 is transmitted to the hydraulic pump 61.
- the hydraulic pump 61 is driven by the engine and discharges hydraulic oil.
- the hydraulic pump 61 operates the lift cylinder 16 and the bucket cylinder 17 by the discharged hydraulic oil.
- the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 61 is supplied to the lift cylinder 16 and the bucket cylinder 17 via the hydraulic valve 62.
- the EPC valve 63 controls the opening/closing and the opening degree of the hydraulic valve 62.
- the EPC valve 63 is opened and closed based on instructions from the controller 26. Specifically, the EPC valve 63 is opened when current is applied by an open command from the controller 26, and is closed when current is stopped by a close command from the controller 26.
- the EPC valve 63 controls the hydraulic valve 62 to connect the hydraulic pump 61 to the work machine cylinders 16, 17, and supplies hydraulic oil from the hydraulic pump 61 to the work machine cylinders 16, 17.
- the EPC valve 63 stops the supply of hydraulic oil from the hydraulic pump 61 to the lift cylinder 16 and bucket cylinder 17.
- the controller 26 includes a processor, a main memory, and a storage.
- the processor is, for example, a central processing unit (CPU).
- the main memory includes, for example, a non-volatile memory such as a read only memory (ROM) and a volatile memory such as a random access memory (RAM).
- ROM read only memory
- RAM random access memory
- the controller 26 and the operation device 23 may each be mounted on the wheel loader 100, or may be disposed remotely outside the wheel loader 100. When the controller 26 and the operation device 23 are disposed remotely outside the wheel loader 100, the controller 26 and the operation device 23 may each be wirelessly connected to the drive device 21, the braking unit 22, the operation device 23, the object sensor 25, etc.
- the controller 26 may be stored in a server separate from the wheel loader 100. Also, since the operation device 23 is separate from the wheel loader 100, the operator may operate the wheel loader 100 remotely without riding in the cab 5 of the wheel loader 100.
- the controller 26 reads out the program stored in the storage, expands it into the main memory, and executes the specified processing according to the program.
- the controller 26 may have one CPU as a whole.
- the controller 26 may also be divided into an automatic braking control controller and a calibration controller.
- the automatic braking control controller and the calibration controller may have separate CPUs.
- the program may also be distributed to the controller 26 via a network.
- the controller 26 has a braking factor information acquisition unit 181, a braking factor determination unit 182, an EPC valve control unit 94, a pressure acquisition unit 91, a pressure determination unit 92, a calibration processing unit 93, and a memory unit 95.
- the braking factor information acquisition unit 181 acquires information about braking factors in the traveling direction of the wheel loader 100 detected by the object sensor 25 from the object sensor 25.
- the braking factor information acquisition unit 181 outputs the acquired information to the braking factor determination unit 182.
- the braking factor determination unit 182 determines whether or not a braking factor exists in the traveling direction of the wheel loader 100 based on the acquired information on the braking factor. The result of the determination by the braking factor determination unit 182 is sent to the EPC valve control unit 94.
- the EPC valve control unit 94 When the EPC valve control unit 94 obtains a determination result that a braking factor exists in the traveling direction of the wheel loader 100, it outputs a command current to the EPC valves 46a, 46b to open them.
- the opening degree of the EPC valves 46a, 46b is adjusted by the command current. For example, a command current as shown in FIG. 7(A) is given to the EPC valves 46a, 46b.
- the command current of the braking command has a trigger current (first current) and an execution current (second current).
- the trigger current is applied to the EPC valves 46a, 46b immediately after the braking command is initiated.
- the time during which the trigger current is applied to the EPC valves 46a, 46b is called the trigger time.
- the trigger time may include the time from immediately after the braking command is initiated until the trigger current value is reached.
- the execution current is applied to the EPC valves 46a, 46b after the braking command is initiated and the trigger time has elapsed.
- the current value of the execution current is set lower than the current value of the trigger current.
- the trigger time is set to be shorter than the brake response time in Figure 7 (B).
- the brake response time is the time it takes for the hydraulic pressure of the hydraulic oil in the brake cylinders (front cylinder pressure, rear cylinder pressure) to reach the fill pressure immediately after the start of a braking command.
- the fill pressure is the pressure at which braking begins in the brake circuits 42a, 42b (the pressure at which braking begins to work).
- a high-value trigger current is applied to the EPC valves 46a, 46b immediately after the start of a braking command, thereby improving the braking responsiveness in the brake circuits 42a, 42b.
- a low-value execution current is applied to the EPC valves 46a, 46b after the trigger time has elapsed and before the start of braking operation, thereby suppressing deceleration shock caused by braking.
- the current values of the trigger current and the execution current may be adjusted based on the distance to the detected braking factor. For example, the deceleration at which the valve stops just before the braking factor is calculated from the distance to the detected braking factor, and the EPC valve control unit 94 may send an open command (command current) to the EPC valves 46a, 46b so that the valves open to achieve that deceleration.
- command current open command
- a table showing the relationship between command current and time as shown in FIG. 7 is stored in the memory unit 95 shown in FIG. 6.
- the EPC valve control unit 94 refers to the above table stored in the memory unit 95 when determining the command current to be output to the EPC valves 46a, 46b.
- the solenoids of the EPC valves 46a and 46b are operated based on an open command (command current), and the EPC valves 46a and 46b are opened. This causes hydraulic oil to be supplied from the EPC valves 46a and 46b to the rear shuttle valve 47a and the front shuttle valve 47b.
- the hydraulic oil from the rear brake valve 41a or the hydraulic oil from the EPC valve 46a, whichever has the higher pressure, is supplied to the brake circuit 42a, and braking force is exerted.
- the hydraulic oil from the front brake valve 41b or the hydraulic oil from the EPC valve 46b, whichever has the higher pressure, is supplied to the brake circuit 42a, and braking force is exerted.
- the controller 26 performs automatic braking control based on the detection results of the detection controller 180.
- automatic braking control is implemented when a braking factor is detected in the traveling direction of the wheel loader 100. For example, even if the front tires 4 and rear tires 7 are in a stopped state and not rotating, if the travel direction switching device 52 is in the reverse position, it may be determined that the wheel loader 100 is in a reverse state. Similarly, even if the front tires 4 and rear tires 7 are in a stopped state and not rotating, if the travel direction switching device 52 is in the forward position, it may be determined that the wheel loader 100 is in a forward state.
- the brake circuits 42a and 42b are activated when the operator operates the brake pedal 54 and hydraulic oil is supplied from the brake valve unit 41 to the shuttle valve unit 47.
- the controller 26 also executes a calibration mode as necessary. In this calibration mode, the controller 26 calibrates the table representing the relationship between command current and time stored in the memory unit 95 according to the deterioration state of the disc structure brake.
- the above calibration is performed by a pressure acquisition unit 91, a pressure determination unit 92, and a calibration processing unit 93.
- the pressure acquisition unit 91 acquires a signal indicating the oil pressure detected by the oil pressure sensors 75a and 75b.
- the pressure acquisition unit 91 outputs a signal indicating the acquired oil pressure to the pressure determination unit 92.
- the pressure determination unit 92 compares the actual hydraulic state (actual braking state) detected by the hydraulic sensors 75a, 75b with the reference hydraulic state (reference braking state) stored in the memory unit 95 based on the signal indicating the acquired hydraulic pressure.
- the pressure determination unit 92 calculates the actual time Tm (actual brake response time) until the hydraulic oil pressure in the brake cylinder reaches a predetermined pressure (e.g., fill pressure) from the actual hydraulic state (actual braking state) detected by the hydraulic sensors 75a, 75b.
- the pressure determination unit 92 obtains the reference time Ts (reference brake response time) until the hydraulic oil pressure in the brake cylinder reaches a predetermined pressure (e.g., fill pressure) from the reference braking state stored in the memory unit 95.
- the reference braking state is the change over time of the brake cylinder pressure in a brake in an initial state, for example, as shown in Figure 8.
- the actual braking state is the change over time of the brake cylinder pressure in a brake after deterioration, for example, as shown in Figure 8.
- the pressure determination unit 92 calculates the difference ( ⁇ T) between the actual brake response time Tm and the reference brake response time Ts. The pressure determination unit 92 determines whether the calculated difference ( ⁇ T) is greater than a predetermined time (predetermined value). This predetermined time is stored in the memory unit 95. The pressure determination unit 92 refers to the predetermined time stored in the memory unit 95 when determining whether the difference ( ⁇ T) is greater than the predetermined time.
- the signal indicating the judgment result of the pressure judgment unit 92 is output to the calibration processing unit 93.
- the calibration processing unit 93 calibrates a table indicating the relationship between the command current and time as shown in FIG. 7, which is stored in the memory unit 95, based on the signal indicating the acquired judgment result.
- the table is calibrated by calibrating the braking command parameters in the table.
- the braking command parameters are one or more parameters selected from the group consisting of a trigger time, a timing of the start of the braking command, and an amount of hydraulic oil supplied to drive the disk 89.
- Each of the trigger time and the timing of the start of the braking command is a parameter that defines the braking command.
- the amount of hydraulic oil supplied to drive the disk 89 is a parameter used when determining the braking command.
- the trigger time is calibrated to be longer than the initial state based on, for example, the difference ( ⁇ T).
- the timing of the start of the braking command (the timing of "command ON" in FIG. 7(A)) is maintained at the initial state, and the trigger time is lengthened by lengthening the time that the trigger current is applied to the EPC valves 46a, 46b.
- the timing of the start of the braking command (the timing of "command ON" in FIG. 7(A)) is also calibrated to be earlier than the initial state, for example, based on the difference ( ⁇ T).
- ⁇ T the difference
- the timing of switching the trigger current value to the effective current value is maintained at the initial state, while the timing of the start of the braking command is made earlier than the initial state. Even in this case, the result is that the trigger time is longer, and the timing of the start of the brake operation can be made earlier.
- the amount of hydraulic oil supplied to drive the disk 89 is calibrated, for example, based on the difference ( ⁇ T) so that it is greater than the initial state. In this case, the timing at which the brakes start operating can be made earlier than in the deteriorated state.
- the EPC valve control unit 94 After the braking command parameters have been calibrated, the EPC valve control unit 94 outputs a braking command to the EPC valves 46a, 46b based on the calibrated braking command parameters (a table showing the relationship between command current and time).
- the controller 26 controls the drive of the work machine 3, and adjusts the parameters of the braking command given to the EPC valves 46a, 46b based on the hydraulic pressure detected by the hydraulic sensors 75a, 75b.
- the controller 26 also calibrates the parameters of the braking command stored in the memory unit 95 based on the hydraulic pressure detected by the hydraulic sensors 75a, 75b.
- the controller 26 also calibrates the parameters of the braking command when the wheel loader 100 is stopped.
- the controller 26 also switches the current applied to the EPC valves 46a, 46b to an effective current with a lower current value than the current value of the trigger current based on the oil pressure detected by the oil pressure sensors 75a, 75b, and applies the current to the EPC valves 46a, 46b.
- the controller 26 also determines whether or not adjustment of the braking command parameters is necessary based on the result of comparing the stored reference braking state of the brake circuits 42a, 42b with the actual braking state based on the hydraulic pressure detected by the hydraulic pressure sensors 75a, 75b.
- the controller 26 also adjusts the braking command parameters when the difference ⁇ T between the reference braking response time Ts in the reference braking state and the actual braking response time Tm in the actual braking state becomes greater than a predetermined value.
- FIG. 9 is a flow diagram showing automatic braking control of the wheel loader 100 in one embodiment of the present disclosure.
- the braking factor determination unit 182 determines whether or not a braking factor exists in the traveling direction of the wheel loader 100 (step S1: FIG. 9).
- step S1 If the braking factor determination unit 182 determines in step S1 that there is no braking factor in the traveling direction of the wheel loader 100 (NO in step S1), the state of step S1 is maintained.
- step S1 if the braking factor determination unit 182 determines that a braking factor exists in the traveling direction of the wheel loader 100 (YES in step S1), the EPC valve control unit 94 sends an open command (command current) to the EPC valves 46a, 46b (step S2: Figure 9).
- This allows hydraulic oil to be supplied from the EPC valves 46a, 46b to the brake circuits 42a, 42b via the rear shuttle valve 47a and the front shuttle valve 47b, and braking force is exerted by automatic braking.
- FIG. 10 is a flow diagram showing the calibration mode of the wheel loader 100 in one embodiment of the present disclosure.
- the braking characteristics of a disk-structured brake change due to deterioration over time and other factors.
- the pressure of the hydraulic oil relative to the command current value fluctuates due to deterioration over time of the disk structure and other factors.
- the time from the start of a braking command in the brake to when braking begins i.e., the brake response time
- This can lead to the following problems (1) and (2).
- the command current given to the EPC valves 46a and 46b is calibrated.
- the controller 26 determines whether or not an instruction to execute the calibration mode has been given (step S11).
- the instruction to execute the calibration mode may be given by either an operator on board the wheel loader 100 or an operator remotely operating the wheel loader 100.
- the operator may give the instruction to execute the calibration mode by operating an operation unit such as a switch or button.
- the operation unit such as a switch or button for giving the instruction to execute the calibration mode may be installed on the wheel loader 100, or may be installed on a remote operation device (remote controller).
- the operation unit for giving the instruction to execute the calibration mode may be a physical switch or button, or may be a display image such as a switch or button displayed on a display device such as a touch panel.
- the instruction to execute the calibration mode may also be issued by the controller 26.
- the controller 26 may, for example, calculate the cumulative operating time, cumulative running time, or cumulative braking time of the wheel loader 100, and execute the calibration mode based on the determination that the wheel loader 100 has operated, run, or braked for a predetermined time.
- the controller 26 may also execute the calibration mode based on the hydraulic pressure detected by the hydraulic pressure sensors 75a, 75b.
- step S11 If there is no instruction to execute the calibration mode (NO in step S11), the determination as to whether there is an instruction to execute the calibration mode is repeated. On the other hand, if there is an instruction to execute the calibration mode (YES in step S11), the hydraulic pressure (brake pressure) of the hydraulic oil in the brake cylinder is detected by the hydraulic pressure sensors 75a and 75b (step S12).
- a signal indicating the hydraulic pressure detected by the hydraulic pressure sensors 75a, 75b is acquired by the pressure acquisition unit 91.
- the pressure acquisition unit 91 outputs a signal indicating the acquired hydraulic pressure to the pressure determination unit 92.
- the pressure determination unit 92 calculates the actual brake response time Tm based on the signal indicating the acquired hydraulic pressure (signal indicating the actual braking state) (step S13).
- the pressure determination unit 92 also acquires the reference brake response time Ts from the reference braking state stored in the memory unit 95.
- the pressure determination unit 92 calculates the difference ( ⁇ T) between the actual brake response time Tm and the reference brake response time Ts (step S14). The pressure determination unit 92 determines whether the calculated difference ( ⁇ T) is greater than a predetermined time (predetermined value) (step S15).
- step S13 If the calculated difference ( ⁇ T) is equal to or less than the predetermined time (predetermined value) (NO in step S13), steps S12 to S15 are repeated. On the other hand, if the calculated difference ( ⁇ T) is greater than the predetermined time (predetermined value) (YES in step S13), the calibration processing unit 93 acquires the determination result and calibrates the braking command parameters (step S16).
- the brake command parameters to be calibrated include one or more parameters selected from the group consisting of a trigger time, a timing of initiation of the brake command, and an amount of hydraulic oil supplied to drive the disk 89.
- the calibration of the braking command parameters is performed by the calibration processing unit 93 rewriting the braking command parameters (a table showing the relationship between command current and time) stored in the storage unit 95. Then, the processing of the calibration mode is ended (END). In this manner, the calibration mode in this embodiment is executed.
- the EPC valve control unit 94 shown in FIG. 6 outputs a braking command to the EPC valves 46a, 46b based on the calibrated braking command parameters (a table showing the relationship between command current and time) stored in the memory unit 95.
- the above calibration mode is preferably performed when the wheel loader 100 is stopped. Whether the wheel loader 100 is stopped or not is determined by the controller 26.
- the controller 26 determines whether the wheel loader 100 is stopped or not based on, for example, the operating state of the engine 31, the state of the parking switch 53, the state of the travel direction switching device 52, the state of the accelerator 55, etc.
- the parameters of the braking command given to the EPC valves 46a, 46b may be adjusted by feedback controlling the EPC valves 46a, 46b based on the hydraulic pressure detected by the hydraulic pressure sensors 75a, 75b.
- a predetermined pressure e.g., fill pressure
- a signal indicating the oil pressure detected by the oil pressure sensors 75a and 75b is acquired by the pressure acquisition unit 91.
- the pressure acquisition unit 91 outputs a signal indicating the acquired oil pressure to the pressure determination unit 92.
- the pressure determination unit 92 determines whether the oil pressure has reached a predetermined pressure (e.g., fill pressure) based on a signal indicating the acquired oil pressure. In making this determination, the pressure determination unit 92 refers to the predetermined pressure stored in the memory unit 95. The pressure determination unit 92 outputs a signal indicating the determination result to the EPC valve control unit 94.
- a predetermined pressure e.g., fill pressure
- the EPC valve control unit 94 When the EPC valve control unit 94 obtains a determination result that the hydraulic pressure has reached a predetermined pressure, it switches the braking command given to the EPC valves 46a, 46b from the trigger current value to the effective current value. When switching the current value, the EPC valve control unit 94 refers to the effective current value stored in the memory unit 95. The EPC valve control unit 94 outputs the effective current value to the EPC valves 46a, 46b.
- the EPC valves 46a, 46b may be feedback controlled based on the oil pressure detected by the oil pressure sensors 75a, 75b.
- the hydraulic pressure sensors 75a and 75b may detect the hydraulic pressure at any time.
- the hydraulic pressure sensors 75a and 75b may also detect the hydraulic pressure when the operator or the controller 26 issues an instruction to execute the calibration mode (step S11: FIG. 10).
- the oil pressure may be automatically detected by the oil pressure sensors 75a, 75b based on the time from when the controller 26 starts outputting a braking command to the EPC valves 46a, 46b until the brakes start to work (time until the fill pressure is reached: brake response time).
- a calibration recommendation may be issued on the display device of the wheel loader 100 or the remote control device.
- the drive unit 21 uses an HST 32, but this is not limited to an HST and may be a torque converter. Also, this is not limited to an HST and an HMT (Hydro Mechanical Transmission) may be used.
- HST 32 Hydro Mechanical Transmission
- the memory unit 95 may be included in the controller 26, or may be provided separately from the controller 26.
- the wheel loader of the above embodiment may be operated by an operator on board, or may be unmanned.
- a wheel loader was used as an example of a work machine, but it is not limited to a wheel loader and may be a hydraulic excavator, etc.
- the controller 26 adjusts the parameters of the braking command given to the EPC valves 46a, 46b based on the hydraulic oil pressure in the brake cylinders detected by the hydraulic sensors 75a, 75b. This makes it possible to respond to changes in the braking characteristics of the disc-structured brakes. This prevents the occurrence of sudden deceleration shocks when there is little wear on the discs 89, etc. Also, it prevents the wheel loader 100 from being unable to stop and reaching a braking factor when there is a lot of wear on the discs 89, etc.
- the controller 26 changes the braking command parameters stored in the memory unit 95 based on the hydraulic pressure detected by the hydraulic pressure sensors 75a and 75b. This makes it possible to calibrate the braking command parameters.
- the parameters of the braking command are one or more parameters selected from the group consisting of the trigger time, the timing of the start of the braking command, and the amount of hydraulic oil supplied to drive the disk 89.
- the controller 26 changes the braking command parameters when the wheel loader 100 is stopped. This makes it possible to easily take measures to deal with changes in the braking characteristics of the disc-structure brakes, as it is not affected by changes in the hydraulic oil in the brake cylinders caused by the wheel loader 100 traveling.
- the controller 26 switches the current applied to the EPC valves 46a, 46b from a trigger current to an effective current having a current value lower than the current value of the trigger current based on the oil pressure detected by the oil pressure sensors 75a, 75b, and applies the current to the EPC valves 46a, 46b.
- This makes it possible to control the EPC valves 46a, 46b by feedback control based on the detection results of the oil pressure sensors 75a, 75b.
- the controller 26 determines whether or not adjustment of the braking command parameters is necessary based on the results of comparing the reference braking state and the actual braking state of the brake circuits 42a, 42b. This makes it possible to adjust the braking command parameters in the actual braking state based on the reference braking state.
- the controller 26 adjusts the parameters of the braking command when the difference between the reference brake response time and the actual brake response time becomes greater than a predetermined value. This makes it possible to adjust the parameters of the braking command at the actual brake response time based on the reference brake response time.
- a driving source A driving source; a traveling body that travels by the power of the drive source; A working machine driven by the power of the driving source; a braking device having a plurality of disks and braking the traveling body by hydraulically driving the plurality of disks; a brake control valve for controlling hydraulic pressure for driving the disk of the brake device; a hydraulic pressure sensor for detecting the hydraulic pressure for driving the disk of the braking device; a controller that adjusts parameters of a braking command to be given to the brake control valve based on the hydraulic pressure detected by the hydraulic pressure sensor.
- the stored braking command is set to provide a first current to the braking control valve within a trigger time immediately after initiation of the braking command, and to provide a second current having a current value lower than a current value of the first current to the braking control valve after the trigger time has elapsed, 3.
- the parameters of the braking command include one or more parameters selected from the group consisting of the trigger time, a timing of initiation of the braking command, and an amount of hydraulic oil supplied to drive the disk.
- Appendix 5 The working machine described in Appendix 1, wherein the controller switches a current applied to the brake control valve from a first current to a second current having a current value lower than a current value of the first current, based on the hydraulic pressure detected by the hydraulic pressure sensor, and applies the second current to the brake control valve.
- a driving source A driving source; a traveling body that travels by the power of the drive source; A working machine driven by the power of the driving source; a braking device having a plurality of disks and braking the traveling body by hydraulically driving the plurality of disks; a brake control valve for controlling hydraulic pressure for driving the disk of the brake device; a hydraulic pressure sensor for detecting the hydraulic pressure for driving the disk of the braking device; a controller that adjusts a parameter of a braking command to be given to the brake control valve based on the hydraulic pressure detected by the hydraulic pressure sensor.
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Abstract
走行体(2)は、エンジン(31)の動力で走行する。作業機(3)は、エンジン(31)の動力で駆動する。ブレーキ回路(42a、42b)は、複数のディスク(89)を油圧で駆動し、走行体(2)を制動する。EPC弁(46a、46b)は、ディスク(89)を駆動するための油圧を制御する。油圧センサ(75a、75b)は、ディスク(89)を駆動するための油圧を検出する。コントローラ(26)は、油圧センサ(75a、75b)により検出された油圧に基づいてEPC弁(46a、46b)に与える制動指令のパラメータを調整する。
Description
本開示は、作業機械、作業機械のシステムおよび作業機械の制御方法に関する。
ホイールローダなどの作業機械において物体を検出して自動で停止する自動停止システムがたとえば特開2022-150638号公報(特許文献1)に開示されている。特許文献1では、車両本体が停止できる横方向における安定範囲と重心位置との関係に基づいて、物体を検出した際の自動ブレーキに用いる制御減速度が設定される。
ホイールローダなどの作業機械に広く用いられているディスク構造のブレーキにおいては、経時的劣化でディスクなどが摩耗することによりブレーキによる制動が効き始めるまでの時間が変化する。
本開示の目的は、ディスク構造のブレーキの制動特性の変化に対応可能な作業機械、作業機械のシステムおよび作業機械の制御方法を提供することである。
本開示の作業機械および作業機械のシステムの各々は、駆動源と、走行体と、作業機と、制動装置と、制動制御弁と、油圧センサと、コントローラと、を備える。走行体は、駆動源の動力で走行する。作業機は、駆動源の動力で駆動する。制動装置は、複数のディスクを有し、複数のディスクを油圧で駆動することにより走行体を制動する。制動制御弁は、制動装置のディスクを駆動するための油圧を制御する。油圧センサは、制動装置のディスクを駆動するための油圧を検出する。コントローラは、油圧センサにより検出された油圧に基づいて制動制御弁に与える制動指令のパラメータを調整する。
本開示の一の作業機械の制御方法は、駆動源と、駆動源の動力で走行する走行体と、駆動源の動力で駆動する作業機と、複数のディスクを油圧で駆動することにより走行体を制動する制動装置と、制動装置のディスクを駆動するための油圧を制御する制動制御弁と、制動装置のディスクを駆動するための油圧を検出する油圧センサと、を有する作業機械の制御方法であって、以下のステップを有する。
油圧センサにより検出された上記油圧が取得される。取得された油圧に基づいて制動制御弁に与える制動指令のパラメータが調整される。
本開示によれば、ディスク構造のブレーキの制動特性の変化に対応可能な作業機械、作業機械のシステムおよび作業機械の制御方法を実現することができる。
以下、本開示の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
明細書および図面において、同一の構成要素または対応する構成要素には、同一の符号を付し、重複する説明を繰り返さない。また、図面では、説明の便宜上、構成を省略または簡略化している場合もある。また、実施の形態と変形例との少なくとも一部は、互いに任意に組み合わされてもよい。
明細書および図面において、同一の構成要素または対応する構成要素には、同一の符号を付し、重複する説明を繰り返さない。また、図面では、説明の便宜上、構成を省略または簡略化している場合もある。また、実施の形態と変形例との少なくとも一部は、互いに任意に組み合わされてもよい。
<ホイールローダの構成>
本実施形態におけるホイールローダ100の構成について図1を用いて説明する。
本実施形態におけるホイールローダ100の構成について図1を用いて説明する。
図1は、本開示の一実施形態におけるホイールローダ100(作業機械の一例)の構成を示す側面図である。図1に示されるように、本実施形態におけるホイールローダ100は、車両本体1と、物体センサ25とを有している。車両本体1は、走行体2と、作業機3とを有している。作業機3は、走行体2に配置されている。走行体2は、車体フレーム10と、一対のフロントタイヤ4と、キャブ5と、エンジンルーム6と、一対のリアタイヤ7と、ステアリングシリンダ9とを有している。ホイールローダ100は、作業機3を用いて土砂積み込み作業などを行なう。
なお、以下の説明において、「前」、「後」、「右」、「左」、「上」、および「下」とはキャブ5内の運転席5sに着座したオペレータから前方を見た状態を基準とする方向を示す。図1では、前後方向をZで示し、前方向を示すときはZf、後方向を示すときはZbで示す。
車体フレーム10は、いわゆるアーティキュレート(揺動)式であり、フロントフレーム11と、リアフレーム12と、連結軸部13とを有している。フロントフレーム11は、リアフレーム12の前方向Zfに配置されている。連結軸部13は、車体フレーム10における左右方向(車幅方向)の中央に設けられており、フロントフレーム11と、リアフレーム12とを互いに揺動可能に連結している。一対のフロントタイヤ4は、フロントフレーム11の左右に取り付けられている。また、一対のリアタイヤ7は、リアフレーム12の左右に取り付けられている。
作業機3は、図示しない作業機ポンプからの作動油によって駆動される。作業機3は、ブーム14と、バケット15と、リフトシリンダ16と、バケットシリンダ17と、ベルクランク18とを有している。ブーム14は、フロントフレーム11に装着されている。バケット15は、ブーム14の先端に取り付けられている。
リフトシリンダ16およびバケットシリンダ17は、油圧シリンダである。リフトシリンダ16の一端はフロントフレーム11に取り付けられており、リフトシリンダ16の他端はブーム14に取り付けられている。リフトシリンダ16の伸縮により、ブーム14が上下に揺動する。バケットシリンダ17の一端はフロントフレーム11に取り付けられており、バケットシリンダ17の他端はベルクランク18を介してバケット15に取り付けられている。バケットシリンダ17が伸縮することによって、バケット15が上下に揺動する。
キャブ5は、リアフレーム12上に載置されている。キャブ5の内部には、オペレータが着座するための運転席5s、ステアリング操作のためのハンドル、作業機3を操作するためのレバー、各種のスイッチ、表示装置などが配置されている。エンジンルーム6は、キャブ5の後方向Zbであってリアフレーム12上に配置されており、エンジン31(駆動源:図2)を収納している。
<ホイールローダ100の制動システム>
次に、本実施形態におけるホイールローダ100の制動システムについて図2~図6を用いて説明する。
次に、本実施形態におけるホイールローダ100の制動システムについて図2~図6を用いて説明する。
図2は、図1のホイールローダの制動システムを示すブロック図である。図3は、図2の制動ユニットの構成を示す油圧回路図である。図4は、図2のブレーキ回路の構造を説明する図である。図5は、図2のブレーキ回路の作動について説明する図である。図6は、図2のコントローラの構成を示すブロック図である。
図2に示されるように、ホイールローダ100の制動システムは、駆動装置21と、制動ユニット22と、操作装置23と、動作部24と、物体センサ25と、コントローラ26とを有している。
駆動装置21は、ホイールローダ100の駆動を行なう。制動ユニット22は、ホイールローダ100の制動を行なう。操作装置23は、オペレータによって操作される。動作部24は、作業機3およびステアリングの各々の動作を行なう。物体センサ25は、車両本体1の周囲の物体(障害物)、状況(崖などの地形を含む)などの制動が必要となる要因(制動要因)を検出する。コントローラ26は、操作装置23に対するオペレータの操作、物体センサ25および油圧センサ75a、75bによる検出に基づいて、駆動装置21、制動ユニット22および動作部24の操作を行なう。
(駆動装置21)
図2に示されるように、駆動装置21は、エンジン31と、HST32と、トランスファ33と、アクスル34と、フロントタイヤ4と、リアタイヤ7とを有している。
図2に示されるように、駆動装置21は、エンジン31と、HST32と、トランスファ33と、アクスル34と、フロントタイヤ4と、リアタイヤ7とを有している。
エンジン31は、たとえばディーゼル式のエンジンであり、エンジン31で発生した駆動力がHST(Hydro Static Transmission)32のポンプ32aを駆動する。
HST32は、ポンプ32aと、モータ32bと、油圧回路32cとを有している。ポンプ32aは、たとえば斜板式可変容量型のポンプであって斜板の角度をソレノイド32dによって変更することができる。ポンプ32aがエンジン31によって駆動されることにより作動油を吐出する。吐出された作動油は、油圧回路32cを通ってモータ32bに送られる。モータ32bは、たとえば斜板式ポンプであって、斜板の角度をソレノイド32eによって変更することができる。
油圧回路32cは、ポンプ32aとモータ32bとを接続している。油圧回路32cは、第1駆動回路32c1と、第2駆動回路32c2とを有している。作動油が、ポンプ32aから第1駆動回路32c1を通じてモータ32bに供給されることにより、モータ32bが一方向(たとえば、前進方向)に駆動される。作動油が、ポンプ32aから第2駆動回路32c2を通じてモータ32bに供給されることにより、モータ32bが他方向(たとえば、後進方向)に駆動される。なお、作動油の第1駆動回路32c1または第2駆動回路32c2への吐出方向はソレノイド32dによって変更することができる。
トランスファ33は、エンジン31からの出力を前後のアクスル34に分配する。
前側のアクスル34には一対のフロントタイヤ4が接続されており、分配されたエンジン31からの出力で回転する。また、後側のアクスル34には一対のリアタイヤ7が接続されており、分配されたエンジン31からの出力で回転する。
前側のアクスル34には一対のフロントタイヤ4が接続されており、分配されたエンジン31からの出力で回転する。また、後側のアクスル34には一対のリアタイヤ7が接続されており、分配されたエンジン31からの出力で回転する。
(制動ユニット22)
制動ユニット22は、制動部40と、シャットオフ弁45a、45bとを有している。制動部40は、ブレーキペダル54の操作に基づくホイールローダ100の制動の実施と、コントローラ26からの指令に基づくホイールローダ100の自動制動制御の実施とを行なう。シャットオフ弁45a、45bは、制動部40を、自動制動制御による制動力を発揮可能または発揮不可能な状態にする。
制動ユニット22は、制動部40と、シャットオフ弁45a、45bとを有している。制動部40は、ブレーキペダル54の操作に基づくホイールローダ100の制動の実施と、コントローラ26からの指令に基づくホイールローダ100の自動制動制御の実施とを行なう。シャットオフ弁45a、45bは、制動部40を、自動制動制御による制動力を発揮可能または発揮不可能な状態にする。
制動部40は、ブレーキ弁ユニット41と、ブレーキ回路42a、42b(サービスブレーキの一例)と、パーキングブレーキ43と、作動油供給路44a、44bと、EPC(Electric Proportional Valve)弁46a、46b(制動制御弁)と、シャトル弁ユニット47と、タンク48と、油圧センサ75a、75bとを有している。ブレーキ回路42a、42bは、制動装置に対応する。
作動油供給路44a、44bには、アキュームレータ、ポンプなどが接続されており、作動油が供給される。
図3に示されるように、ブレーキ弁ユニット41は、後述するブレーキペダル54によって操作される。ブレーキ弁ユニット41は、リア用ブレーキ弁41aと、フロント用ブレーキ弁41bとを有している。リア用ブレーキ弁41aおよびフロント用ブレーキ弁41bの各々は、3つのポートを有する3位置切替弁である。
リア用ブレーキ弁41aの第1ポートは、アキュームレータ49aを介して作動油供給路44aに接続されている。また、リア用ブレーキ弁41aの第2ポートは、タンク48に接続されている。リア用ブレーキ弁41aの第3ポートは、シャトル弁ユニット47のリア用シャトル弁47aに接続されている。
リア用ブレーキ弁41aは、第1状態において第1ポートと第3ポートを繋ぎ、作動油供給路44aとリア用シャトル弁47aとを接続し、リア用シャトル弁47aに作動油を供給する。リア用ブレーキ弁41aは、第2状態において、全てのポートを閉じる。リア用ブレーキ弁41aは、第3状態において第2ポートと第3ポートとを接続し、リア用シャトル弁47aとリア用ブレーキ弁41aとの間の作動油をタンク48に排出する。リア用ブレーキ弁41aは、第2状態および第3状態において、リア用シャトル弁47aへの作動油の供給を停止する。
フロント用ブレーキ弁41bの第1ポートは、アキュームレータ49bを介して作動油供給路44bに接続されている。また、フロント用ブレーキ弁41bの第2ポートは、タンク48に接続されている。フロント用ブレーキ弁41bの第3ポートは、シャトル弁ユニット47のフロント用シャトル弁47bに接続されている。
フロント用ブレーキ弁41bは、第1状態において第1ポートと第3ポートとを繋ぎ、作動油供給路44bとフロント用シャトル弁47bとを接続し、フロント用シャトル弁47bに作動油を供給する。フロント用ブレーキ弁41bは、第2状態において、全てのポートを閉じる。フロント用ブレーキ弁41bは、第3状態において第2ポートと第3ポートとを接続し、フロント用シャトル弁47bとフロント用ブレーキ弁41bとの間の作動油をタンク48に排出する。フロント用ブレーキ弁41bは、第2状態および第3状態において、フロント用シャトル弁47bへの作動油の供給を停止する。
ブレーキペダル54の操作量に応じてリア用ブレーキ弁41aおよびフロント用ブレーキ弁41bの開度が調整され、シャトル弁ユニット47に供給される作動油の量が変更される。たとえばブレーキペダル54の操作量が大きい場合には、リア用ブレーキ弁41aおよびフロント用ブレーキ弁41bからシャトル弁ユニット47に供給される作動油の量が多くなる。
ブレーキ回路42aは、リアのアクスル34(図2)に設けられている。ブレーキ回路42aは、リア用シャトル弁47aに接続されている。ブレーキ回路42bは、フロントのアクスル34(図2)に設けられている。ブレーキ回路42bは、フロント用シャトル弁47bに接続されている。
ブレーキ回路42a、42bは、油圧式のブレーキである。ブレーキ回路42aは、リア用シャトル弁47aから供給される作動油の量が多いまたは圧が大きいほど制動力が強くなる。ブレーキ回路42bは、フロント用シャトル弁47bから供給される作動油の量が多いまたは圧が大きいほど制動力が強くなる。
シャットオフ弁45aは、作動油供給路44aに接続されている。シャットオフ弁45aは、4つのポートを有しており、開状態および閉状態の2状態をとるソレノイド弁である。シャットオフ弁45aの第1ポートは、作動油供給路44aに接続されている。シャットオフ弁45aの第2ポートはタンク48に接続されている。シャットオフ弁45aの第3ポートは、EPC弁46aに接続されている。シャットオフ弁45aの第4ポートは、開状態においてエアーが通り、閉状態において遮蔽される。
シャットオフ弁45aは、コントローラ26からの指示に基づいて開閉される。具体的には、シャットオフ弁45aは、コントローラ26からの開指令によって通電がされたときに開状態となり、コントローラ26からの閉指令によって通電が停止されたときに閉状態となる。
シャットオフ弁45aは、開状態において、第1ポートと第3ポートを接続し、作動油供給路44aからEPC弁46aに作動油を供給する。また、シャットオフ弁45aは、開状態において、エアーが通る状態の第4ポートとタンク48に接続された第2ポートを接続する。
シャットオフ弁45aは、閉状態において、第2ポートと第3ポートを接続し、シャットオフ弁45aとEPC弁46aの間の作動油をタンク48へ排出する。また、シャットオフ弁45aは、閉状態において、第1ポートおよび第4ポートを閉じる。これにより、シャットオフ弁45aは、閉状態において、作動油供給路44aからEPC弁46aへの作動油の供給を停止する。
シャットオフ弁45bは、作動油供給路44bに接続されている。シャットオフ弁45bは、4つのポートを有しており、開状態および閉状態の2状態をとるソレノイド弁である。シャットオフ弁45bの第1ポートは、作動油供給路44bに接続されている。シャットオフ弁45bの第2ポートはタンク48に接続されている。シャットオフ弁45bの第3ポートは、EPC弁46bに接続されている。シャットオフ弁45bの第4ポートは、開状態においてエアーが通り、閉状態において遮蔽される。
シャットオフ弁45bは、コントローラ26からの指示に基づいて開閉される。具体的には、シャットオフ弁45bは、コントローラ26からの開指令によって通電がされたときに開状態となり、コントローラ26からの閉指令によって通電が停止されたときに閉状態となる。
シャットオフ弁45bは、開状態において、第1ポートと第3ポートを接続し、作動油供給路44bからEPC弁46bに作動油を供給する。また、シャットオフ弁45bは、開状態において、エアーが通る状態の第4ポートとタンク48に接続された第2ポートを接続する。
シャットオフ弁45bは、閉状態において、第2ポートと第3ポートを接続し、シャットオフ弁45bとEPC弁46bの間の作動油をタンク48へ排出する。また、シャットオフ弁45bは、閉状態において、第1ポートおよび第4ポートを閉じる。これにより、シャットオフ弁45bは、閉状態において、作動油供給路44bからEPC弁46bへの作動油の供給を停止する。
本実施の形態では、コントローラ26は、たとえば、ホイールローダ100がたとえば後方向に走行しているときにのみシャットオフ弁45a、45bを開状態にする。ホイールローダ100の後方向への移動は、走行方向切替装置52におけるレバー位置を示す信号とアクセル55のアクセル操作量を示す開度信号とに基づいてコントローラ26が判断を行う。
EPC弁46aは、シャットオフ弁45aとシャトル弁ユニット47を接続する流路に配置されている。EPC弁46aは、3つのポートを有するソレノイド弁である。EPC弁46aの第1ポートは、シャットオフ弁45aに接続されている。EPC弁46aの第2ポートは、タンク48に接続されている。EPC弁46aの第3ポートは、シャトル弁ユニット47に接続されている。
EPC弁46aは、開状態において、第1ポートと第3ポートとを接続し、シャットオフ弁45aから供給される作動油をシャトル弁ユニット47に供給する。EPC弁46aの開度は、コントローラ26からの指示に基づいて調整される。EPC弁46aの開度が調整されることにより、シャトル弁ユニット47に供給される作動油の量が変更される。
EPC弁46aは、閉状態において、第1ポートが閉じられ、第2ポートと第3ポートとを接続し、EPC弁46aからシャトル弁ユニット47までの流路の作動油をタンク48に排出する。これにより、EPC弁46aは、閉状態において、シャットオフ弁45aからシャトル弁ユニット47への作動油の供給を停止する。
EPC弁46bは、シャットオフ弁45bとシャトル弁ユニット47を接続する流路に配置されている。EPC弁46bは、3つのポートを有するソレノイド弁である。EPC弁46bの第1ポートは、シャットオフ弁45bに接続されている。EPC弁46bの第2ポートは、タンク48に接続されている。EPC弁46bの第3ポートは、シャトル弁ユニット47に接続されている。
EPC弁46bは、開状態において、第1ポートと第3ポートとを接続し、シャットオフ弁45bから供給される作動油をシャトル弁ユニット47に供給する。EPC弁46bの開度は、コントローラ26からの指示に基づいて調整される。EPC弁46bの開度が調整されることにより、シャトル弁ユニット47に供給される作動油の量が変更される。
EPC弁46bは、閉状態において、第1ポートが閉じられ、第2ポートと第3ポートとを接続し、EPC弁46bからシャトル弁ユニット47までの流路の作動油をタンク48に排出する。これにより、EPC弁46bは、閉状態において、シャットオフ弁45bからシャトル弁ユニット47への作動油の供給を停止する。
本実施形態では、コントローラ26は、ホイールローダ100が所定方向(たとえば後方向Zb)に走行し、かつ走行方向の制動要因に達するリスクが高いと判定したときにEPC弁46a、46bを開状態に制御する。
シャトル弁ユニット47は、リア用シャトル弁47aと、フロント用シャトル弁47bとを有している。リア用シャトル弁47aは、リア用ブレーキ弁41aを介して供給される作動油と、EPC弁46aを介して供給される作動油のうち圧力が大きい方の作動油をブレーキ回路42aに供給する。フロント用シャトル弁47bは、フロント用ブレーキ弁41bを介して供給される作動油と、EPC弁46bを介して供給される作動油とのうち圧力が大きい方の作動油をブレーキ回路42bに供給する。
このような構成により、ブレーキペダル54が操作されずブレーキ弁ユニット41から作動油が供給されない場合でも、コントローラ26からの指示によってシャットオフ弁45a、45bおよびEPC弁46a、46bが開状態にされると、リア用シャトル弁47aおよびフロント用シャトル弁47bからブレーキ回路42a、42bに作動油が供給され、自動制動制御が実施される。ブレーキ回路42a、42bにより制動状態と非制動状態とを切り替えられるブレーキは、たとえば湿式多板ディスクブレーキである。
図4に示されるように、本例においてはリアに設けられたブレーキ回路42aの構造が示されている。
湿式多板ディスクブレーキは、複数のディスク89と、プレート85と、ピストン83)と、エンドプレート88と、スプリング84とを主に有している。ブレーキシリンダは、ディファレンシャルハウジング81とベアリングキャリア82とからなり、ピストン83が組み込まれている。プレート85およびエンドプレート88とはアスクルハウジング87のスプライン部に結合されている。
複数のディスク89の各々は、スプライン部によりリアタイヤ7への出力軸に固定されている。プレート85は、ディスク89と交互に配置され、スプライン部によりアスクルハウジング87に固定され回転しない。ピストン83は、ブレーキ回路42aに供給される作動油の油圧により作動する。なお、リアに設けられたブレーキ回路42aの構造について説明したが湿式多板ディスクブレーキの構造についてはフロントタイヤ4に設けられたブレーキ回路42bについても同様である。
図5(A)に示されるように、作動油がブレーキ回路42a、42bへ供給されてブレーキシリンダ内の油路を入ると、ブレーキシリンダ内における作動油の油圧Pによりピストン83がディスク89側へ作動する。これによりプレート85が複数のディスク89の間で挟み込まれて押圧される。これにより湿式多板ディスクブレーキは作動し、制動状態となる。
図5(B)に示されるように、ブレーキ回路42a、42bへの作動油の供給が停止されると、スプリング84の反発力(復元力)によりピストン83は元の位置に復帰し、プレート85とディスク89との押圧状態が解除される。これにより湿式多板ディスクブレーキは非制動状態となる。
図2に示されるように、パーキングブレーキ43は、トランスファ33に設けられている。パーキングブレーキ43としては、たとえば、制動状態と非制動状態とを切り替え可能な湿式多段式のブレーキ、ディスクブレーキなどを用いることができる。
図3に示されるように、油圧センサ75aは、シャトル弁ユニット47のリア用シャトル弁47aとブレーキ回路42aとの間の油圧回路における油圧を検出する。本例においては油圧センサ75aは、ブレーキ回路42aのブレーキシリンダに供給され、ディスク89を駆動するための作動油の圧力(油圧)を検出する。
油圧センサ75bは、シャトル弁ユニット47のフロント用シャトル弁47bとブレーキ回路42bとの間の油圧回路における油圧を検出する。本例においては油圧センサ75bは、ブレーキ回路42bのブレーキシリンダに供給され、ディスク89を駆動するための作動油の圧力(油圧)を検出する。
図2に示されるように、油圧センサ75a、75bの各々によって検出された情報がコントローラ26に送信される。コントローラ26は、較正モードにおいて、油圧センサ75a、75bの各々によって検出された油圧の情報に基づいて較正処理を実行する。
(操作装置23)
操作装置23は、キャブ5(図1)内に搭乗したオペレータにより操作される。操作装置23は、作業機操作部51と、走行方向切替装置52と、パーキングスイッチ53と、ブレーキペダル54と、アクセル55と、較正モードスイッチ56とを有している。
操作装置23は、キャブ5(図1)内に搭乗したオペレータにより操作される。操作装置23は、作業機操作部51と、走行方向切替装置52と、パーキングスイッチ53と、ブレーキペダル54と、アクセル55と、較正モードスイッチ56とを有している。
作業機操作部51は、キャブ5内に設けられている。作業機操作部51は、作業機3の動作を操作するものであり、たとえばオペレータにより操作される操作レバーである。作業機操作部51の操作量は、たとえばポテンショメータ、ホールIC(Integrated Circuit)などによって検出される。作業機操作部51が操作されると、作業機操作部51の操作量を示す操作信号がコントローラ26に送信される。コントローラ26は、操作信号を、リフトシリンダ16およびバケットシリンダ17用のEPC弁63に操作指令として送信する。
走行方向切替装置52は、キャブ5内に設けられている。オペレータは、走行方向切替装置52を操作してホイールローダ100の走行方向を設定する。走行方向切替装置52はたとえばFNRレバーである。FNRレバーは、前進(F)、中立(N)、または後進(R)のレバー位置をとることができる。FNRレバーのレバー位置を示す操作信号がコントローラ26に送信され、コントローラ26は、ソレノイド32dを制御することにより走行方向を前進、中立、または後進に切り替える。
FNRレバーのレバー位置を検出する位置検出センサとして、ポテンショメータが用いられてもよいし、前進位置、後進位置および中立位置ごとにスイッチが設けられていてもよい。また、ポテンショメータとスイッチのうち一方が誤操作しても検出可能なように双方が設けられていてもよい。
ブレーキペダル54は、キャブ5内に設けられている。ブレーキペダル54は、ブレーキ弁ユニット41のリア用ブレーキ弁41aおよびフロント用ブレーキ弁41bの開度を調整する。
アクセル55は、キャブ5内に設けられている。オペレータは、アクセル55を操作してスロットル開度を設定する。アクセル55は、アクセル操作量を示す開度信号を生成してコントローラ26へ送信する。コントローラ26は、送信される信号に基づいてエンジン31の回転速度を制御する。
パーキングスイッチ53は、キャブ5内に設けられており、オン・オフに状態を切り替え可能なスイッチであり、その状態を示す信号をコントローラ26に送信する。コントローラ26は、送信される信号に基づいてパーキングブレーキ43を制動状態または非制動状態にする。
較正モードスイッチ56は、キャブ5内に設けられており、オン・オフに状態を切り替え可能なスイッチであり、その状態を示す信号をコントローラ26に送信する。コントローラ26は、送信される信号に基づいて後述する手動による較正モードの実行を開始する。
(物体センサ25)
物体センサ25は、車両本体1の周囲に位置する物体、状況(崖などの地形を含む)などの制動が必要となる制動要因を検出する。物体センサ25は、ホイールローダ100の走行方向に位置する物体、状況(崖などの地形を含む)などの制動が必要となる制動要因を検出する。物体センサ25は、ホイールローダ100が後方向Zbに走行する場合にはホイールローダ100の後方向Zbに位置する制動要因を検出する後方検出部である。また物体センサ25は、ホイールローダ100が前方向Zfに走行する場合にはホイールローダ100の前方向Zfに位置する制動要因を検出する前方検出部である。
物体センサ25は、車両本体1の周囲に位置する物体、状況(崖などの地形を含む)などの制動が必要となる制動要因を検出する。物体センサ25は、ホイールローダ100の走行方向に位置する物体、状況(崖などの地形を含む)などの制動が必要となる制動要因を検出する。物体センサ25は、ホイールローダ100が後方向Zbに走行する場合にはホイールローダ100の後方向Zbに位置する制動要因を検出する後方検出部である。また物体センサ25は、ホイールローダ100が前方向Zfに走行する場合にはホイールローダ100の前方向Zfに位置する制動要因を検出する前方検出部である。
物体センサ25が後方検出部である場合、後方検出部は、たとえば図1に示すように車両本体1の後端に取り付けられるが、後端以外に取り付けられてもよい。物体センサ25が前方検出部である場合、前方検出部は、たとえばキャブ5に取り付けられてもよく、フロントフレーム11に取り付けられてもよく、またこれら以外に取り付けられてもよい。
物体センサ25は、たとえばレーザ光を射出して対象物の情報を取得するLiDAR(Light Detection and Ranging)である。物体センサ25は、電波を射出することにより対象物の情報を取得するRadar(Radio Detection and Ranging)であってもよい。Radarは、たとえば送信アンテナから発したミリ波帯の電波が物体の表面で反射して戻ってくる様子を受信アンテナで検出するミリ波レーダであってもよい。物体センサ25は、カメラを含む視覚センサであってもよい。物体センサ25は、赤外線センサであってもよい。
物体センサ25によって検出された情報がコントローラ26に送信され、コントローラ26は、ホイールローダ100の走行方向に制動要因が存在するか否かを判定する。またコントローラ26は、検出した制動要因までの距離を算出する。コントローラ26は、検出した制動要因までの距離などに基づいて、ホイールローダ100がその制動要因に達するリスクが高いか否かを判定してもよい。
(動作部24)
動作部24は、リフトシリンダ16およびバケットシリンダ17と、油圧ポンプ61と、油圧バルブ62と、EPC弁63とを有している。エンジン31の駆動力の一部が、油圧ポンプ61に伝達される。油圧ポンプ61はエンジンにより駆動され、作動油を吐出する。油圧ポンプ61は、吐出した作動油によってリフトシリンダ16およびバケットシリンダ17を作動させる。油圧ポンプ61から吐出された作動油は、油圧バルブ62を介して、リフトシリンダ16およびバケットシリンダ17に供給される。EPC弁63は、油圧バルブ62の開閉および開度を制御する。
動作部24は、リフトシリンダ16およびバケットシリンダ17と、油圧ポンプ61と、油圧バルブ62と、EPC弁63とを有している。エンジン31の駆動力の一部が、油圧ポンプ61に伝達される。油圧ポンプ61はエンジンにより駆動され、作動油を吐出する。油圧ポンプ61は、吐出した作動油によってリフトシリンダ16およびバケットシリンダ17を作動させる。油圧ポンプ61から吐出された作動油は、油圧バルブ62を介して、リフトシリンダ16およびバケットシリンダ17に供給される。EPC弁63は、油圧バルブ62の開閉および開度を制御する。
EPC弁63は、コントローラ26からの指示に基づいて開閉される。具体的には、EPC弁63は、コントローラ26からの開指令によって通電がされたときに開状態となり、コントローラ26からの閉指令によって通電が停止されたときに閉状態となる。
EPC弁63は、開状態において、油圧ポンプ61と作業機シリンダ16、17とを接続するように油圧バルブ62を制御し、油圧ポンプ61から作業機シリンダ16、17に作動油を供給する。EPC弁63は、閉状態において、油圧ポンプ61からリフトシリンダ16およびバケットシリンダ17への作動油の供給を停止する。
(コントローラ26)
コントローラ26は、プロセッサと、メインメモリと、ストレージとを含む。プロセッサはたとえばCPU(Central Processing Unit)などである。メインメモリは、たとえばROM(Read Only Memory)のような不揮発性メモリおよびRAM(Random Access Memory)のような揮発性メモリを含む。
コントローラ26は、プロセッサと、メインメモリと、ストレージとを含む。プロセッサはたとえばCPU(Central Processing Unit)などである。メインメモリは、たとえばROM(Read Only Memory)のような不揮発性メモリおよびRAM(Random Access Memory)のような揮発性メモリを含む。
コントローラ26および操作装置23の各々は、ホイールローダ100に搭載されていてもよく、ホイールローダ100の外部に離れて配置されていてもよい。コントローラ26および操作装置23の各々がホイールローダ100の外部に離れて配置されている場合、コントローラ26および操作装置23の各々は、駆動装置21、制動ユニット22、操作装置23、物体センサ25などと無線により接続されていてもよい。コントローラ26は、ホイールローダ100から離れたサーバに格納されていてもよい。また操作装置23がホイールローダ100から離れていることにより、オペレータはホイールローダ100のキャブ5内に搭乗せずに、遠隔でホイールローダ100を操作してもよい。
コントローラ26は、ストレージに記憶されているプログラムを読み出してメインメモリに展開し、プログラムに従って所定の処理を実行する。コントローラ26は、全体で1つのCPUを有していてもよい。またコントローラ26は、自動制動制御用コントローラと較正用コントローラとに分かれていてもよい。自動制動制御用コントローラと較正用コントローラとは別々のCPUを有していてもよい。またプログラムは、ネットワークを介してコントローラ26に配信されてもよい。
図6に示されるように、コントローラ26は、制動要因情報取得部181と、制動要因判定部182と、EPC弁制御部94と、圧力取得部91と、圧力判定部92と、較正処理部93と、記憶部95とを有している。
制動要因情報取得部181は、物体センサ25で検出されたホイールローダ100の進行方向における制動要因に関する情報を物体センサ25から取得する。制動要因情報取得部181は、取得した情報を制動要因判定部182へ出力する。
制動要因判定部182は、取得した制動要因に関する情報に基づいて、ホイールローダ100の進行方向に制動要因が存在するか否かを判定する。制動要因判定部182による判定結果はEPC弁制御部94に送信される。
EPC弁制御部94は、ホイールローダ100の進行方向に制動要因が存在するとの判定結果を取得すると、EPC弁46a、46bに開指令となる指令電流を出力する。EPC弁46a、46bの開度は、指令電流により調整される。EPC弁46a、46bには、たとえば図7(A)に示されるような指令電流が与えられる。
図7(A)に示されるように、制動指令の指令電流は、トリガ電流(第1電流)と実行電流(第2電流)とを有している。トリガ電流は、制動指令の開始直後にEPC弁46a、46bに与えられる。トリガ電流がEPC弁46a、46bに与えられる時間はトリガ時間と称する。トリガ時間は、制動指令の開始直後からトリガ電流値に達するまでの時間を含んでいてもよい。
実行電流は、制動指令の開始後であってトリガ時間の経過後にEPC弁46a、46bに与えられる。実行電流の電流値は、トリガ電流の電流値よりも低く設定されている。
トリガ時間は、図7(B)におけるブレーキ応答時間よりも短くなるように設定されている。ブレーキ応答時間とは、ブレーキシリンダ内における作動油の油圧(フロントシリンダ圧、リアシリンダ圧)が、制動指令の開始直後からフィル圧に達するまでの時間である。フィル圧とは、ブレーキ回路42a、42bにおいてブレーキ作動が開始する圧力(制動が効き始める圧力)である。
上記のように制動指令の開始直後に高い電流値のトリガ電流がEPC弁46a、46bに与えられることにより、ブレーキ回路42a、42bにおける制動の応答性が高められる。また、トリガ時間の経過後であってブレーキ作動の開始前に低い電流値の実行電流がEPC弁46a、46bに与えられることにより制動による減速ショックが抑制される。
なおトリガ電流および実行電流の各々の電流値は、検出された制動要因までの距離に基づいて調整されてもよい。たとえば検出された制動要因までの距離から、制動要因の手前で停止する減速度を算出し、その減速度を発揮する開度になるようにEPC弁制御部94がEPC弁46a、46bに開指令(指令電流)を送信してもよい。
図7に示されるような指令電流と時間との関係を示すテーブルが図6に示す記憶部95に記憶されている。EPC弁制御部94は、EPC弁46a、46bに出力する指令電流を決定する際に記憶部95に記憶された上記テーブルを参照する。
図3に示されるように、開指令(指令電流)に基づいてEPC弁46a、46bのソレノイドが操作されることにより、EPC弁46a、46bが開状態となる。これによりEPC弁46a、46bからリア用シャトル弁47aとフロント用シャトル弁47bに作動油が供給される。
リア用シャトル弁47aにおいて、リア用ブレーキ弁41aからの作動油とEPC弁46aからの作動油とのうち圧力が高い方がブレーキ回路42aに供給され、制動力が発揮される。また、フロント用シャトル弁47bにおいて、フロント用ブレーキ弁41bからの作動油とEPC弁46bからの作動油とのうち圧力が高い方がブレーキ回路42aに供給され、制動力が発揮される。
これにより、オペレータによってブレーキペダル54の操作が行われない場合であっても自動ブレーキが実施されて制動力が発揮され、制動要因の手前でホイールローダ100を停止させることができる。このようにコントローラ26は、検知コントローラ180の検出結果に基づいて自動制動制御を実施する。
以上のように本実施形態では、ホイールローダ100の進行方向に制動要因を検出した場合に自動制動制御を実施する。たとえばフロントタイヤ4およびリアタイヤ7が回転していない停止状態であっても、走行方向切替装置52が後進の位置をとっている場合、ホイールローダ100が後進状態であると判定してもよい。また同様に、たとえばフロントタイヤ4およびリアタイヤ7が回転していない停止状態であっても、走行方向切替装置52が前進の位置をとっている場合、ホイールローダ100が前進状態であると判定してもよい。
なお、自動制動制御による制動力が発揮されない場合であっても、オペレータがブレーキペダル54を操作し、ブレーキ弁ユニット41から作動油がシャトル弁ユニット47に供給されるとブレーキ回路42a、42bが作動する。
またコントローラ26は、必要に応じて較正モードを実行する。この較正モードにおいて、コントローラ26は、ディスク構造のブレーキの劣化状態に応じて、記憶部95に記憶されている指令電流と時間との関係を表わすテーブルを較正する。
図6に示されるように、上記較正は、圧力取得部91、圧力判定部92および較正処理部93により行われる。圧力取得部91は、油圧センサ75a、75bにより検出された油圧を示す信号を取得する。圧力取得部91は、取得した油圧を示す信号を圧力判定部92へ出力する。
圧力判定部92は、取得した油圧を示す信号に基づいて、油圧センサ75a、75bにより検出された実際の油圧状態(実制動状態)と、記憶部95に記憶された基準となる油圧状態(基準制動状態)とを比較する。
図4~図6に示されるディスク構造のブレーキにおいては、経時的劣化によりディスク89などが摩耗して、プレート85とディスク89との間の隙間が大きくなる。このため図8に示されるように、ブレーキの劣化後には初期状態と比較して、ブレーキシリンダ内における作動油の油圧がフィル圧に達するまでの時間がΔT(=Tm-Ts)だけ長くなる。なおTsは、ブレーキの初期状態において、ブレーキシリンダ内における作動油の油圧がフィル圧に達するまでの時間である。Tmは、ブレーキの劣化後において、ブレーキシリンダ内における作動油の油圧がフィル圧に達するまでの時間である。
圧力判定部92は、油圧センサ75a、75bにより検出された実際の油圧状態(実制動状態)から、ブレーキシリンダ内における作動油の油圧が所定圧力(たとえばフィル圧)に達するまでの実際の時間Tm(実ブレーキ応答時間)を算出する。一方、圧力判定部92は、記憶部95に記憶された基準制動状態から、ブレーキシリンダ内における作動油の油圧が所定圧力(たとえばフィル圧)に達するまでの基準の時間Ts(基準ブレーキ応答時間)を取得する。なお基準制動状態とは、図8に示されるようなたとえば初期状態のブレーキにおけるブレーキシリンダ圧の経時変化である。また実制動状態とは、図8に示されるようなたとえば劣化後のブレーキにおけるブレーキシリンダ圧の経時変化である。
圧力判定部92は、上記の実ブレーキ応答時間Tmと基準ブレーキ応答時間Tsとの差分(ΔT)を算出する。圧力判定部92は、算出した差分(ΔT)が所定時間(所定値)よりも大きいか否かを判定する。この所定時間は記憶部95に記憶されている。圧力判定部92は、差分(ΔT)が所定時間より大きいか否かを判定するに際して、記憶部95に記憶された所定時間を参照する。
圧力判定部92の判定結果を示す信号は、較正処理部93へ出力される。較正処理部93は、取得した判定結果を示す信号に基づいて、記憶部95に記憶されている図7に示されるような指令電流と時間との関係を表わすテーブルを較正する。
上記テーブルの較正は、上記テーブルにおける制動指令のパラメータを較正することにより行われる。上記制動指令のパラメータは、トリガ時間と、制動指令の開始のタイミングと、ディスク89を駆動するために供給される作動油の油量とからなる群より選ばれる1つ以上のパラメータである。トリガ時間と制動指令の開始のタイミングとの各々は、制動指令を規定するパラメータである。ディスク89を駆動するために供給される作動油の油量は、制動指令を決定する際に用いられるパラメータである。
トリガ時間は、たとえば差分(ΔT)に基づいて初期状態よりも長くなるように較正される。この場合、制動指令の開始のタイミング(図7(A)における「指令ON」のタイミング)を初期状態のまま維持しつつ、トリガ電流をEPC弁46a、46bに与える時間を長くすることによりトリガ時間が長くされる。
また制動指令の開始のタイミング(図7(A)における「指令ON」のタイミング)は、たとえば差分(ΔT)に基づいて初期状態よりも早めるように較正される。この場合、トリガ電流値を実行電流値に切り替えるタイミングを初期状態のまま維持しつつ、制動指令の開始タイミングが初期状態よりも早められる。この場合においても結果的にトリガ時間は長くなり、ブレーキ作動開始のタイミングを早めることができる。
ディスク89を駆動するために供給される作動油の油量は、たとえば差分(ΔT)に基づいて初期状態よりも多くなるように較正される。この場合、劣化後の状態よりもブレーキ作動開始のタイミングを早めることができる。
制動指令のパラメータの較正が行われた後は、EPC弁制御部94は、較正後の制動指令のパラメータ(指令電流と時間との関係を表わすテーブル)に基づいてEPC弁46a、46bに制動指令を出力する。
上記よりコントローラ26は、作業機3の駆動を制御し、油圧センサ75a、75bにより検出された油圧に基づいてEPC弁46a、46bに与える制動指令のパラメータを調整する。またコントローラ26は、記憶部95に記憶された制動指令のパラメータを、油圧センサ75a、75bにより検出された油圧に基づいて較正する。またコントローラ26は、ホイールローダ100が停止した状態で制動指令のパラメータを較正する。
またコントローラ26は、油圧センサ75a、75bにより検出された油圧に基づいてEPC弁46a、46bに与える電流をトリガ電流の電流値よりも低い電流値の実行電流に切り替えてEPC弁46a、46bに与える。
またコントローラ26は、ブレーキ回路42a、42bの記憶された基準制動状態と油圧センサ75a、75bにより検出された油圧に基づく実際の実制動状態とを比較した結果に基づいて制動指令のパラメータの調整が必要か否かを判定する。またコントローラ26は、基準制動状態における基準ブレーキ応答時間Tsと実制動状態における実ブレーキ応答時間Tmとの差分ΔTが所定値よりも大きくなった時点で制動指令のパラメータを調整する。
<自動制動制御>
次に、本実施形態におけるホイールローダ100の自動制動制御について図6および図9を用いて説明する。
次に、本実施形態におけるホイールローダ100の自動制動制御について図6および図9を用いて説明する。
図9は、本開示の一実施形態におけるホイールローダ100の自動制動制御を示すフロー図である。図6に示されるように、制動要因判定部182がホイールローダ100の進行方向に制動要因が存在するか否かを判定する(ステップS1:図9)。
ステップS1において、ホイールローダ100の進行方向に制動要因が存在しないと制動要因判定部182が判定した場合(ステップS1においてNO)、上記ステップS1の状態が維持される。
またステップS1において、ホイールローダ100の進行方向に制動要因が存在すると制動要因判定部182が判定した場合(ステップS1においてYES)、EPC弁制御部94がEPC弁46a、46bに開指令(指令電流)を送信する(ステップS2:図9)。
これにより、EPC弁46a、46bのソレノイドが操作され、EPC弁46a、46bが開状態となる。これによりEPC弁46a、46bからリア用シャトル弁47aとフロント用シャトル弁47bとを介してブレーキ回路42a、42bに作動油が供給され、自動制動による制動力が発揮される。
そして、処理が終了される(エンド:図9)。
上記の図9に示された自動制動制御により、ホイールローダ100の進行方向に制動要因が検出された場合には、自動制動によってホイールローダ100は制動要因の手前で停止することができる。
上記の図9に示された自動制動制御により、ホイールローダ100の進行方向に制動要因が検出された場合には、自動制動によってホイールローダ100は制動要因の手前で停止することができる。
<較正モード>
次に、本実施形態におけるホイールローダ100の較正モードについて説明する。
次に、本実施形態におけるホイールローダ100の較正モードについて説明する。
図10は、本開示の一実施形態におけるホイールローダ100の較正モードを示すフロー図である。上記したように経時的劣化などによってディスク構造のブレーキの制動特性は変化する。つまりディスク構造の経時的劣化などにより指令電流値に対する作動油の圧力が変動する。これによりブレーキにおける制動指令の開始から制動が掛かり始めるまでの時間(つまりブレーキ応答時間)がディスク89の摩耗状態により異なる。このため以下の問題(1)、(2)が考えられる。
(1)ディスク89などの摩耗が少ない場合、高い指令電流を出力しているトリガ時間中にブレーキ作動が開始してしまい急激な減速ショックが生じる。
(2)ディスク89などの摩耗が多い場合、ブレーキの作動開始が遅れるため、ホイールローダ100が停止できずに制動要因に達してしまう(たとえば障害物に干渉してしまう)。
上記問題(1)、(2)を解決するために、本実施形態においてはEPC弁46a、46bに与える指令電流が較正される。
図10に示されるように、本実施形態の較正モードにおいては、まず較正モードの実行指示があったか否かがコントローラ26により判定される(ステップS11)。較正モードの実行指示は、ホイールローダ100に搭乗するオペレータ、およびホイールローダ100を遠隔操作するオペレータのいずれによって行われてもよい。オペレータは、スイッチ、ボタンなどの操作部を操作することにより、較正モードの実行指示を行ってもよい。較正モードの実行指示をするためのスイッチ、ボタンなどの操作部はホイールローダ100に設置されていてもよく、また遠隔操作装置(リモートコントローラ)に設置されていてもよい。較正モードの実行指示をするための操作部は、物理的なスイッチ、ボタンなどであってもよく、またタッチパネルのような表示装置に表示されるスイッチ、ボタンなどの表示画像であってもよい。
また較正モードの実行指示は、コントローラ26により行われてもよい。コントローラ26は、たとえばホイールローダ100の累積稼働時間、累積走行時間、または累積制動時間を演算し、ホイールローダ100が所定時間稼働、走行または制動したとの判定結果に基づいて較正モードを実行してもよい。またコントローラ26は、油圧センサ75a、75bにより検出された油圧に基づいて較正モードを実行してもよい。
較正モードの実行指示がない場合(ステップS11においてNO)には、引き続き較正モードの実行指示があるか否かの判定が繰り返される。一方、較正モードの実行指示があった場合(ステップS11においてYES)には、ブレーキシリンダ内における作動油の油圧(ブレーキ圧)が油圧センサ75a、75bにより検出される(ステップS12)。
油圧センサ75a、75bにより検出された油圧を示す信号は、圧力取得部91により取得される。圧力取得部91は、取得した油圧を示す信号を圧力判定部92へ出力する。圧力判定部92は、取得した油圧を示す信号(実制動状態を示す信号)に基づいて、実ブレーキ応答時間Tmを算出する(ステップS13)。また圧力判定部92は、記憶部95に記憶された基準制動状態から、基準ブレーキ応答時間Tsを取得する。
圧力判定部92は、上記の実ブレーキ応答時間Tmと基準ブレーキ応答時間Tsとの差分(ΔT)を算出する(ステップS14)。圧力判定部92は、算出した差分(ΔT)が所定時間(所定値)よりも大きいか否かを判定する(ステップS15)。
算出した差分(ΔT)が所定時間(所定値)以下である場合(ステップS13においてNO)、上記ステップS12~S15が繰り返される。一方、算出した差分(ΔT)が所定時間(所定値)よりも大きい場合(ステップS13においてYES)、その判定結果を取得した較正処理部93は、制動指令のパラメータを較正する(ステップS16)。
較正される制動指令のパラメータは、トリガ時間と、制動指令の開始のタイミングと、ディスク89を駆動するために供給される作動油の油量とからなる群より選ばれる1つ以上のパラメータを含む。
上記制動指令のパラメータの較正は、較正処理部93が記憶部95に記憶された制動指令のパラメータ(指令電流と時間との関係を表わすテーブル)を書き換えることにより行われる。そして、較正モードの処理が終了される(エンド)
以上により本実施形態における較正モードは実行される。
以上により本実施形態における較正モードは実行される。
上記較正モードにより制動指令のパラメータの較正が行われた後は、図6に示されるEPC弁制御部94が、記憶部95に記憶された較正後の制動指令のパラメータ(指令電流と時間との関係を表わすテーブル)に基づいてEPC弁46a、46bに制動指令を出力する。
上記の較正モードは、ホイールローダ100が停止した状態で行われることが好ましい。ホイールローダ100が停止した状態か否かは、コントローラ26により判定される。コントローラ26は、たとえばエンジン31の稼働状態、パーキングスイッチ53の状態、走行方向切替装置52の状態、アクセル55の状態などに基づいてホイールローダ100が停止した状態か否かを判定する。
<他の実施形態>
上記実施形態においてはコントローラ26が、油圧センサ75a、75bにより検出された油圧に基づいてEPC弁46a、46bに与える制動指令のパラメータを調整する方法として、制動指令のパラメータを較正することにより調整する方法について説明したが、制動指令のパラメータを調整する方法はこれに限定されない。
上記実施形態においてはコントローラ26が、油圧センサ75a、75bにより検出された油圧に基づいてEPC弁46a、46bに与える制動指令のパラメータを調整する方法として、制動指令のパラメータを較正することにより調整する方法について説明したが、制動指令のパラメータを調整する方法はこれに限定されない。
コントローラ26が制動指令のパラメータを調整する方法として、油圧センサ75a、75bにより検出された油圧に基づいてEPC弁46a、46bをフィードバック制御することにより、EPC弁46a、46bに与える制動指令のパラメータが調整されてもよい。この場合、油圧センサ75a、75bにより検出された油圧が所定圧力(たとえばフィル圧)に達したことを検出したら、EPC弁46a、46bに与える制動指令をトリガ電流値から実行電流値に切り替えることで制動指令のパラメータが調整される。
このフィードバック制御においては、図6に示されるように、油圧センサ75a、75bにより検出された油圧を示す信号が圧力取得部91により取得される。圧力取得部91は、取得した油圧を示す信号を圧力判定部92へ出力する。
圧力判定部92は、取得した油圧を示す信号に基づいて当該油圧が所定圧力(たとえばフィル圧)に達したか否かを判定する。この判定において、圧力判定部92は、記憶部95に記憶されている所定圧力を参照する。圧力判定部92は、その判定結果を示す信号をEPC弁制御部94へ出力する。
EPC弁制御部94は、当該油圧が所定圧力に達しているとの判定結果を取得した場合、EPC弁46a、46bに与える制動指令をトリガ電流値から実行電流値に切り替える。電流値の切り替えに際して、EPC弁制御部94は、記憶部95に記憶された実行電流値を参照する。EPC弁制御部94は、実行電流値をEPC弁46a、46bへ出力する。
このように油圧センサ75a、75bにより検出された油圧に基づいてEPC弁46a、46bがフィードバック制御されてもよい。
油圧センサ75a、75bによる油圧の検出は随時実施されてもよい。またオペレータまたはコントローラ26が較正モードの実行指示(ステップS11:図10)を出すタイミングで油圧センサ75a、75bによる油圧の検出が実施されてもよい。
またコントローラ26がEPC弁46a、46bへ制動指令の出力を開始してからブレーキ制動が効き出すまでの時間(フィル圧に達するまでの時間:ブレーキ応答時間)に基づいて、自動で油圧センサ75a、75bによる油圧の検出が実施されてもよい。
またコントローラ26が油圧センサ75a、75bによる油圧の検出結果(たとえばブレーキ応答時間:図7)に基づいて制動指令のパラメータを較正した方がよいと判定した場合には、ホイールローダ100または遠隔操作装置の表示装置にて較正のリコメンドを出してもよい。
上記実施形態では、駆動装置21にHST32を用いているが、HSTに限らなくても良く、トルクコンバータであってもよい。また、HSTに限らず、HMT(Hydro Mechanical Transmission)が用いられてもよい。
記憶部95はコントローラ26に含まれていてもよく、コントローラ26とは別個に設けられていてもよい。
上記実施形態のホイールローダはオペレータが搭乗して操作してもよいし、無人で操作されてもよい。
上記実施形態では、作業機械の一例としてホイールローダを用いて説明したが、ホイールローダに限らなくてもよく、油圧ショベルなどであってもよい。
実施形態においては、後進時において検知コントローラ180によって後方に制動要因が存在することが検出された場合に、自動ブレーキが実行される場合について説明したが、後進時に限られず前進時に対して自動ブレーキが実行される構成においても本願発明を適用することが可能である。
<効果>
次に、本実施形態の効果について説明する。
次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態においては図6に示されるように、コントローラ26は、油圧センサ75a、75bにより検出されたブレーキシリンダ内の作動油の油圧に基づいてEPC弁46a、46bに与える制動指令のパラメータを調整する。これによりディスク構造のブレーキの制動特性の変化に対応することが可能となる。このためディスク89などの摩耗が少ない場合に急激な減速ショックの発生が抑制される。またディスク89などの摩耗が多い場合にホイールローダ100が停止できずに制動要因に達することも抑制される。
また本実施形態においては図6に示されるように、コントローラ26は、記憶部95に記憶された制動指令のパラメータを、油圧センサ75a、75bにより検出された油圧に基づいて変更する。これにより制動指令のパラメートを較正することができる。
また本実施形態においては図6に示されるように、制動指令のパラメータは、トリガ時間と、制動指令の開始のタイミングと、ディスク89を駆動するために供給される作動油の油量とからなる群より選ばれる1つ以上のパラメータである。これらのパラメータの少なくとも1つを較正することにより、ディスク構造のブレーキの制動特性の変化に対応することが可能となる。
また本実施形態においては図6に示されるように、コントローラ26は、ホイールローダ100が停止した状態で制動指令のパラメータを変更する。これによりホイールローダ100が走行することによるブレーキシリンダ内における作動油の変化の影響を受けないため、ディスク構造のブレーキの制動特性の変化に対応する処置を容易に講ずることが可能となる。
また本実施形態においては図6に示されるように、コントローラ26は、油圧センサ75a、75bにより検出された油圧に基づいて、EPC弁46a、46bに与える電流をトリガ電流からトリガ電流の電流値よりも低い電流値の実行電流に切り替えてEPC弁46a、46bに与える。これにより油圧センサ75a、75bの検出結果に基づくフィードバック制御によりEPC弁46a、46bを制御することができる。
また本実施形態においては図に示されるように、コントローラ26は、ブレーキ回路42a、42bの基準制動状態と実際制動状態とを比較した結果に基づいて制動指令のパラメータの調整が必要か否かを判定する。これにより基準制動状態に基づいて実際制動状態における制動指令のパラメータを調整することが可能となる。
また本実施形態においては図6に示されるように、コントローラ26は、基準ブレーキ応答時間と実ブレーキ応答時間との差分が所定値よりも大きくなった時点で制動指令のパラメータを調整する。これにより基準ブレーキ応答時間に基づいて実ブレーキ応答時間における制動指令のパラメータを調整することが可能となる。
<付記>
上述したような実施形態は、以下のような技術思想を含む。
上述したような実施形態は、以下のような技術思想を含む。
(付記1)
駆動源と、
前記駆動源の動力で走行する走行体と、
前記駆動源の動力で駆動する作業機と、
複数のディスクを有し、複数の前記ディスクを油圧で駆動することにより前記走行体を制動する制動装置と、
前記制動装置の前記ディスクを駆動するための油圧を制御する制動制御弁と、
前記制動装置の前記ディスクを駆動するための前記油圧を検出する油圧センサと、
前記油圧センサにより検出された前記油圧に基づいて前記制動制御弁に与える制動指令のパラメータを調整するコントローラと、を備えた、作業機械。
駆動源と、
前記駆動源の動力で走行する走行体と、
前記駆動源の動力で駆動する作業機と、
複数のディスクを有し、複数の前記ディスクを油圧で駆動することにより前記走行体を制動する制動装置と、
前記制動装置の前記ディスクを駆動するための油圧を制御する制動制御弁と、
前記制動装置の前記ディスクを駆動するための前記油圧を検出する油圧センサと、
前記油圧センサにより検出された前記油圧に基づいて前記制動制御弁に与える制動指令のパラメータを調整するコントローラと、を備えた、作業機械。
(付記2)
前記コントローラは、記憶された前記制動指令の前記パラメータを、前記油圧センサにより検出された前記油圧に基づいて較正する、付記1に記載の作業機械。
前記コントローラは、記憶された前記制動指令の前記パラメータを、前記油圧センサにより検出された前記油圧に基づいて較正する、付記1に記載の作業機械。
(付記3)
記憶された前記制動指令は、前記制動指令の開始直後のトリガ時間内には第1電流を前記制動制御弁に与え、前記トリガ時間の経過後には前記第1電流の電流値より低い電流値の第2電流を前記制動制御弁に与えるよう設定されており、
前記制動指令の前記パラメータは、前記トリガ時間と、前記制動指令の開始のタイミングと、前記ディスクを駆動するために供給される作動油の油量とからなる群より選ばれる1つ以上のパラメータを含む、付記2に記載の作業機械。
記憶された前記制動指令は、前記制動指令の開始直後のトリガ時間内には第1電流を前記制動制御弁に与え、前記トリガ時間の経過後には前記第1電流の電流値より低い電流値の第2電流を前記制動制御弁に与えるよう設定されており、
前記制動指令の前記パラメータは、前記トリガ時間と、前記制動指令の開始のタイミングと、前記ディスクを駆動するために供給される作動油の油量とからなる群より選ばれる1つ以上のパラメータを含む、付記2に記載の作業機械。
(付記4)
前記コントローラは、前記作業機械が停止した状態で前記パラメータを較正する、付記2または付記3に記載の作業機械。
前記コントローラは、前記作業機械が停止した状態で前記パラメータを較正する、付記2または付記3に記載の作業機械。
(付記5)
前記コントローラは、前記油圧センサにより検出された前記油圧に基づいて前記制動制御弁に与える電流を第1電流から前記第1電流の電流値よりも低い電流値の第2電流に切り替えて前記制動制御弁に与える、付記1に記載の作業機械。
前記コントローラは、前記油圧センサにより検出された前記油圧に基づいて前記制動制御弁に与える電流を第1電流から前記第1電流の電流値よりも低い電流値の第2電流に切り替えて前記制動制御弁に与える、付記1に記載の作業機械。
(付記6)
前記コントローラは、前記制動装置の記憶された基準制動状態と前記油圧センサにより検出された前記油圧に基づく前記制動装置の実際の実制動状態とを比較した結果に基づいて前記制動指令の前記パラメータの調整が必要か否かを判定する、付記1から付記5のいずれか1つに記載の作業機械。
前記コントローラは、前記制動装置の記憶された基準制動状態と前記油圧センサにより検出された前記油圧に基づく前記制動装置の実際の実制動状態とを比較した結果に基づいて前記制動指令の前記パラメータの調整が必要か否かを判定する、付記1から付記5のいずれか1つに記載の作業機械。
(付記7)
前記コントローラは、前記基準制動状態における基準ブレーキ応答時間と前記実制動状態における実ブレーキ応答時間との差分が所定値よりも大きくなった時点で前記パラメータを調整する、付記6に記載の作業機械。
前記コントローラは、前記基準制動状態における基準ブレーキ応答時間と前記実制動状態における実ブレーキ応答時間との差分が所定値よりも大きくなった時点で前記パラメータを調整する、付記6に記載の作業機械。
(付記8)
駆動源と、
前記駆動源の動力で走行する走行体と、
前記駆動源の動力で駆動する作業機と、
複数のディスクを有し、複数の前記ディスクを油圧で駆動することにより前記走行体を制動する制動装置と、
前記制動装置の前記ディスクを駆動するための油圧を制御する制動制御弁と、
前記制動装置の前記ディスクを駆動するための前記油圧を検出する油圧センサと、
前記油圧センサにより検出された前記油圧に基づいて前記制動制御弁に与える制動指令のパラメータを調整するコントローラと、を備えた、作業機械のシステム。
駆動源と、
前記駆動源の動力で走行する走行体と、
前記駆動源の動力で駆動する作業機と、
複数のディスクを有し、複数の前記ディスクを油圧で駆動することにより前記走行体を制動する制動装置と、
前記制動装置の前記ディスクを駆動するための油圧を制御する制動制御弁と、
前記制動装置の前記ディスクを駆動するための前記油圧を検出する油圧センサと、
前記油圧センサにより検出された前記油圧に基づいて前記制動制御弁に与える制動指令のパラメータを調整するコントローラと、を備えた、作業機械のシステム。
(付記9)
駆動源と、前記駆動源の動力で走行する走行体と、前記駆動源の動力で駆動する作業機と、複数のディスクを油圧で駆動することにより前記走行体を制動する制動装置と、前記制動装置の前記ディスクを駆動するための油圧を制御する制動制御弁と、前記制動装置の前記ディスクを駆動するための前記油圧を検出する油圧センサと、を有する作業機械の制御方法であって、
前記油圧センサにより検出された前記油圧を取得するステップと、
取得された前記油圧に基づいて前記制動制御弁に与える制動指令のパラメータを調整するステップと、を備えた、作業機械の制御方法。
駆動源と、前記駆動源の動力で走行する走行体と、前記駆動源の動力で駆動する作業機と、複数のディスクを油圧で駆動することにより前記走行体を制動する制動装置と、前記制動装置の前記ディスクを駆動するための油圧を制御する制動制御弁と、前記制動装置の前記ディスクを駆動するための前記油圧を検出する油圧センサと、を有する作業機械の制御方法であって、
前記油圧センサにより検出された前記油圧を取得するステップと、
取得された前記油圧に基づいて前記制動制御弁に与える制動指令のパラメータを調整するステップと、を備えた、作業機械の制御方法。
以上、本開示の実施形態について説明したが、今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
1 車両本体、2 走行体、3 作業機、4 フロントタイヤ、5 キャブ、5s 運転席、6 エンジンルーム、7 リアタイヤ、9 ステアリングシリンダ、10 車体フレーム、11 フロントフレーム、12 リアフレーム、13 連結軸部、14 ブーム、15 バケット、16 リフトシリンダ、17 バケットシリンダ、18 ベルクランク、21 駆動装置、22 制動ユニット、23 操作装置、24 動作部、25 物体センサ、26 コントローラ、31 エンジン、32 HST、32a ポンプ、32b モータ、32c1 第1駆動回路、32c2 第2駆動回路、32c 油圧回路、32d,32e ソレノイド、33 トランスファ、34 アクスル、40 制動部、41 ブレーキ弁ユニット、41a リア用ブレーキ弁、41b フロント用ブレーキ弁、42a,42b ブレーキ回路、43 パーキングブレーキ、44a,44b 作動油供給路、45a,45b シャットオフ弁、46a,46b,63 EPC弁、47 シャトル弁ユニット、47a リア用シャトル弁、47b フロント用シャトル弁、48 タンク、49a,49b アキュームレータ、51 作業機操作部、52 走行方向切替装置、53 パーキングスイッチ、54 ブレーキペダル、55 アクセル、56 較正モードスイッチ、61 油圧ポンプ、62 油圧バルブ、75a,75b 油圧センサ、81 ディファレンシャルハウジング、82 ベアリングキャリア、83 ピストン、84 スプリング、85 プレート、87 アスクルハウジング、88 エンドプレート、89 ディスク、91 圧力取得部、92 圧力判定部、93 較正処理部、94 弁制御部、95 記憶部、100 ホイールローダ、180 検知コントローラ、181 制動要因情報取得部、182 制動要因判定部。
Claims (9)
- 駆動源と、
前記駆動源の動力で走行する走行体と、
前記駆動源の動力で駆動する作業機と、
複数のディスクを有し、複数の前記ディスクを油圧で駆動することにより前記走行体を制動する制動装置と、
前記制動装置の前記ディスクを駆動するための前記油圧を制御する制動制御弁と、
前記制動装置の前記ディスクを駆動するための前記油圧を検出する油圧センサと、
前記油圧センサにより検出された前記油圧に基づいて前記制動制御弁に与える制動指令のパラメータを調整するコントローラと、を備えた、作業機械。 - 前記コントローラは、記憶された前記制動指令の前記パラメータを、前記油圧センサにより検出された前記油圧に基づいて較正する、請求項1に記載の作業機械。
- 記憶された前記制動指令は、前記制動指令の開始直後のトリガ時間内には第1電流を前記制動制御弁に与え、前記トリガ時間の経過後には前記第1電流の電流値より低い電流値の第2電流を前記制動制御弁に与えるよう設定されており、
前記制動指令の前記パラメータは、前記トリガ時間と、前記制動指令の開始のタイミングと、前記ディスクを駆動するために供給される作動油の油量とからなる群より選ばれる1つ以上のパラメータを含む、請求項2に記載の作業機械。 - 前記コントローラは、前記作業機械が停止した状態で前記パラメータを較正する、請求項2または請求項3に記載の作業機械。
- 前記コントローラは、前記油圧センサにより検出された前記油圧に基づいて前記制動制御弁に与える電流を第1電流から前記第1電流の電流値よりも低い電流値の第2電流に切り替えて前記制動制御弁に与える、請求項1に記載の作業機械。
- 前記コントローラは、前記制動装置の記憶された基準制動状態と前記油圧センサにより検出された前記油圧に基づく前記制動装置の実際の実制動状態とを比較した結果に基づいて前記制動指令の前記パラメータの調整が必要か否かを判定する、請求項1に記載の作業機械。
- 前記コントローラは、前記基準制動状態における基準ブレーキ応答時間と前記実制動状態における実ブレーキ応答時間との差分が所定値よりも大きくなった時点で前記パラメータを調整する、請求項6に記載の作業機械。
- 駆動源と、
前記駆動源の動力で走行する走行体と、
前記駆動源の動力で駆動する作業機と、
複数のディスクを有し、複数の前記ディスクを油圧で駆動することにより前記走行体を制動する制動装置と、
前記制動装置の前記ディスクを駆動するための前記油圧を制御する制動制御弁と、
前記制動装置の前記ディスクを駆動するための前記油圧を検出する油圧センサと、
前記油圧センサにより検出された前記油圧に基づいて前記制動制御弁に与える制動指令のパラメータを調整するコントローラと、を備えた、作業機械のシステム。 - 駆動源と、前記駆動源の動力で走行する走行体と、前記駆動源の動力で駆動する作業機と、複数のディスクを油圧で駆動することにより前記走行体を制動する制動装置と、前記制動装置の前記ディスクを駆動するための前記油圧を制御する制動制御弁と、前記制動装置の前記ディスクを駆動するための前記油圧を検出する油圧センサと、を有する作業機械の制御方法であって、
前記油圧センサにより検出された前記油圧を取得するステップと、
取得された前記油圧に基づいて前記制動制御弁に与える制動指令のパラメータを調整するステップと、を備えた、作業機械の制御方法。
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2023
- 2023-02-06 JP JP2023016066A patent/JP2024111514A/ja active Pending
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2024
- 2024-02-05 WO PCT/JP2024/003651 patent/WO2024166849A1/ja unknown
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