作业车辆、作业车辆的控制装置以及作业车辆的液压油量控制方法

专利名称：作业车辆、作业车辆的控制装置以及作业车辆的液压油量控制方法
技术领域：
本发明涉及作业车辆、作业车辆的控制装置以及作业车辆的液压油量控制方法。
技术背景
例如，在建筑作业车辆中的一种车辆即轮式装载机中，进行挖掘作业时需要液压， 但也存在排出量为少量即可的情况。作为检测是否为挖掘作业的方法，已知例如在专利文 献1以及专利文献2中公开的方法。
根据专利文献1，在以下的(1)至(3)的条件中的至少一个条件满足时，判断为挖 掘作业。(1)变速器处于前进第一速度档位置，(2)作业装置处于挖掘位置，(3)车辆行驶 速度为设定速度以下。
根据专利文献2，作为解决在专利文献1中公开的方法所存在的技术问题的一个 方法，当液压缸的底部压力超过规定值时，判断为挖掘作业开始，并减少液压油的供给量。
专利文献1 美国专利第6073442号说明书
专利文献2 日本特开2004-251441号公报
轮式作业装置除了进行挖掘作业外，还要进行装载作业。轮式装载机的装载作业 是指以下作业，即，通过作业装置的铲斗将砂土等装载物铲起，通过大臂抬起铲斗，以将装 载物装载至卡车的车箱等。因此，在该装载作业中，为了提高抬起装载物的速度，希望使供 给至作业装置的液压油的量增加。
另一方面，在挖掘作业中，尽管需要液压，但存在供给至液压缸的液压油的量为少 量即可的情况。
在此，在能够进行装载作业与挖掘作业这两个作业的作业车辆中，无论是装载作 业，还是挖掘作业，都可能产生液压缸的底部压力超过规定值的情况。因此，在将专利文献 2的技术应用于进行装载作业与挖掘作业的作业车辆的情况下，进行挖掘作业时，有可能会 过度地向液压缸供给大量的液压油。发明内容
因此，本发明的目的在于，在能够进行装载作业与挖掘作业这两个作业的作业车 辆进行挖掘作业时，不会过度地向液压缸供给大量的液压油。
本发明的其他目的，可从后述说明中得知。
在以下叙述中，附图标记例示与附图所记载的要素之间的对应关系，但这仅是用 于进行说明的示例，其主旨并非限定本发明的技术范围。
本发明的第一方面的作业车辆具有使作业装置51工作的液压缸128 ；向所述 液压缸1 供给液压油的第一泵120 ；检测是否处于装载作业过程中的装载作业检测机构 211 ；控制部212、213。在满足一个或多个第一挖掘作业条件，且也满足未检测出处于装载 作业过程中即第二挖掘条件的情况下，所述控制部212、213实施使从所述第一泵120供给的液压油的量减少的油量减少控制。另外，在满足所述一个或多个第一挖掘作业条件但因 检测出处于装载作业过程中而不满足所述第二挖掘条件的情况下，所述控制部212、213可 以不实施所述油量减少控制。
由此，在能够进行装载作业与挖掘作业这两个作业的作业车辆进行挖掘作业时， 不会过度地向液压缸供给大量的液压油。
在上述第一方面发明的基础上，在第二方面发明中，所述多个第一挖掘条件为以 下㈧以及(B)
(A)变速器112被指定的速度档为规定的速度档，以及/或者，检测出的车速为规 定的车速以下；
(B)所述液压缸128的底部侧的液压超过规定的值。
在上述第一方面或第二方面发明的基础上，在第三方面发明中，在检测出处于装 载作业过程中的情况下，所述控制部212、213实施与未检测出处于装载作业过程中的情况 相比使供给至所述液压缸128的液压油的量增加的油量增加控制。
在上述第三方面发明的基础上，在第四方面发明中，作业车辆具有发动机101 ； 行驶系统103 ；液压装置系统104 ；分配器102，其将来自所述发动机101的输出分别分配给 所述行驶系统103与所述液压装置系统104。所述行驶系统103具有连接于所述分配器102 的离合器110。所述液压装置系统104具有所述液压缸1 和通过所述分配器102被驱动 的一个以上的泵。所述一个以上的泵包含有所述第一泵120。所述控制部212、213实施作 为所述油量增加控制的以下(1)至(3)中的至少一个控制
(1)使所述离合器110的离合器压力降低；
(2)使自所述第一泵120供给的液压油的流量增加；
(3)除了自所述第一泵120供给的液压油外，也从包含于所述一个以上的泵中的 第二泵121向所述液压缸1 供给液压油。
另外，例如所述行驶系统103具有变换在所述发动机101与车轮18R、18F之间传 递的转矩的变矩器111，所述离合器13介于所述分配器102与所述变矩器111之间，可以与 所述发动机101和所述变矩器111串联连接。
在上述第一方面至第四方面中的任一方面发明的基础上，在第五方面发明中，具 有第一条件组至第三条件组中的至少两个条件组。各条件组包含至少一个检测出处于装载 作业过程中的条件。所述第一条件组是关于操作员的意图表达的条件组。所述第二条件组 是关于所述作业装置的位置的条件组。所述第三条件组是关于所述行驶系统的状态的条件 组。在满足从所述第一条件组至第三条件组中的至少两个条件组中一个一个地被选择的各 条件的情况下，所述装载作业检测部211检测出处于装载作业过程中。
在上述第五方面发明的基础上，在第六方面发明中，所述作业装置是能够转动地 设置于车体的一侧的大臂51，所述液压缸1 是用于使所述大臂51转动的大臂液压缸 128。所述第一条件组包含以下(a)以及(b)条件中的至少一个条件
(a)大臂操纵杆1 被操作为使所述大臂51上升；
(b)所述大臂液压缸128的伸长速度为正值。
在上述第五方面或第六方面发明的基础上，在第七方面发明中，所述第二条件组 包含以下(c)以及(d)条件中的至少一个条件
(c)所述大臂51的角度为规定角度以上；
(d)所述大臂51的角度不到规定的最大角度。
在上述第五方面至第七方面中的任一方面发明的基础上，在第八方面发明中，所 述第三条件组包含以下(e)至(h)条件中的至少一个条件
(e)在制动器不工作时的离合器13的输入转速与输出转速之比为规定值以上、或 处于制动器工作时；
(f)设定于变速器112的速度档为规定的速度档；
(g)设定于变速器112的行驶档位从后退切换至前进；
(h)车速为规定的速度以上。
在上述第五方面发明的基础上，在第九方面发明中，所述第一条件组包含(χ)条 件，即大臂操纵杆126被操作为使所述大臂51上升。所述第二条件组包含(y)条件，即所 述大臂51的角度为规定角度以上。在所述(χ)条件与所述(y)条件两者均满足的情况下， 所述装载作业检测部211检测出处于装载作业过程中。
在上述第五方面至第九方面中的任一方面发明的基础上，在第十方面发明中，所 述液压装置系统104具有通过所述分配器102被驱动的一个以上的泵120、121 ；能够转动 地设于车体2的一侧的大臂51 ；可转动地设于该大臂51的一侧的铲斗52 ；用于使所述大臂 转动的大臂液压缸128 ；用于使所述铲斗转动的铲斗液压缸129 ；根据大臂操纵杆126以及 铲斗操纵杆125的操作量而向所述大臂液压缸128以及所述铲斗液压缸1 供给从所述第 一泵120排出的液压油的第一控制阀123 ；能够通过该第一控制阀123向所述大臂液压缸 128供给液压油的第二泵121。所述第一泵120以及所述第二泵121包含于所述一个以上 的泵 120、121。
在第十一方面发明中，作业车辆具有使大臂51工作的液压缸128 ；向所述液压缸 1 供给液压油的第一泵120 ；变速器112 ；控制部200。在以下条件(A)以及(B)两者均被 满足，并且以下条件(C)以及⑶中的至少一个未被满足的情况下，所述控制部200实施使 从所述第一泵120供给的液压油的量减少的油量减少控制，
(A)变速器112被指定的速度档为规定的速度档，以及/或者，检测出的车速为规 定的车速以下；
(B)所述液压缸128的底部侧的液压超过规定的值；
(C)大臂操纵杆1 被操作为使所述大臂51上升；
(D)所述大臂51的角度为规定角度以上。
可以替代“ (C)以及⑶条件中的任一条件均未被满足的情况”，而采用“从所述第 一至第三条件组中的至少两个条件组中一个一个地被选择的至少一个条件未被满足的情况”。
所述各部分可以为各机构。各部分能够通过硬件、计算机程序或其组合(例如，一 部分通过计算机程序来实现，剩下的部分通过硬件来实现)来构筑。计算机程序被读入规 定的处理器来执行。并且，在进行计算机程序被读入处理器来执行的信息处理时，可适当地 使用存在于存储器等硬件资源上的存储区域。并且，计算机程序可从CD-ROM等记录介质安 装于计算机中，也可经由通信网络下载至计算机中。


图1是表示适用本发明第一实施例的作业车辆的轮式装载机的整体结构的说明 图。
图2是示意性表示控制器功能的说明图。
图3是轮式装载机的侧视图。
图4是表示装载作业时的情况的说明图。
图5是表示轮式装载机的作业工序的说明图。
图6是用于定义装载作业时的大臂姿势的说明图
图7是用于设定离合器指令压力的图表。
图8是用于设定泵的排出量的图表。
图9是检测装载作业的处理的流程图。
图10是使供给至作业装置的液压油量增加的处理的流程图。
图11是本发明第二实施例的装载作业检测处理的流程图。
图12是本发明第三实施例的装载作业检测处理的流程图。
图13是本发明第四实施例的装载作业检测处理的流程图。
图14是本发明第五实施例的装载作业检测处理的流程图。
图15是本发明第六实施例的装载作业检测处理的流程图。
图16是本发明第七实施例的装载作业检测处理的流程图。
图17是本发明第八实施例的装载作业检测处理的流程图。
图18是本发明第九实施例的装载作业检测处理的流程图。
图19是继电器打开/关闭的切换控制的流程图。
附图标记说明
1 轮式装载机
5 作业装置
11 挖掘对象具体实施方式
以下，参考附图，对本发明的几个实施例进行详细说明。
第一实施例
以下举例说明将本发明的实施例适用于作为作业车辆的轮式装载机的情况。此 外，本实施例也能够适用于轮式装载机以外的其他作业车辆。
图1是示意性表示轮式装载机的整体结构的说明图。轮式装载机大致分为机械结 构100与控制结构(以下称为控制装置)200。首先对机械结构100进行说明，然后对控制 装置200进行说明。
机械结构100例如具有发动机101 ；将发动机101的输出分配给行驶系统103以 及液压装置系统104的输出分配器(ΡΤ0 动力输出装置)102 ；用于使轮式装载机行驶的行 驶系统103 ；主要用于驱动作业装置5的液压装置系统104。因构成上述结构，因此例如在 液压装置系统104中，如果减少供给至后述大臂液压缸1 的液压油的量，则能够将来自发 动机101的输出更多地分配给行驶系统103。
在此，参考图3。图3是轮式装载机1的侧视图。轮式装载机1具有车体2;设于 车体2前后的左右一对的轮胎3 ；设于车体2后方的机械室4 ；设于车体2前方的作业装置 5 ；设于车体2中央部的驾驶室6。
车体2具有后部车体21 ；前部车体22 ；联结后部车体21与前部车体22的联结部 23。在后部车体21与前部车体22之间，设有左右一对的转向液压缸130。如果操作员操作 驾驶室6内的转向操纵杆127(参考图1)，则对应该操作，一侧的转向液压缸130的活塞杆 伸长，另一侧的转向液压缸130的活塞杆缩短。由此，轮式装载机1能够改变行进路线。
机械室4中收纳有发动机101、各泵120等。作业装置5具有从前部车体22向 前方延伸并可转动地设置的大臂51 ；可转动地设于该大臂51前端的铲斗52。轮式装载机 1具有用于使大臂51沿上下方向转动的大臂液压缸128 ；用于使铲斗52转动的铲斗液压 缸 129 ο
回到图1。行驶系统103例如具有调制离合器(以下，也称“离合器”)110 ；变矩 器111;变速器112;车轴113。离合器110的连接、脱离等，例如通过液压来控制。具体地 说，例如通过由指定有液压的控制信号所指定的液压来控制离合器110。以下，将作用于调 制离合器110的压力称为“离合器压力”。控制装置200发送指定了离合器压力的控制信 号。为了便于说明，在图中，分别将离合器简写为“Mod/C”，将变矩器简写为“T/C”，将变速 器简写为“T/M”。从发动机101输出的动力(旋转转矩)经由离合器110、变矩器111、变速 器112以及车轴113传递至轮胎3。
液压装置系统104例如具有加载泵120 ；开关泵121 ；转向泵122 ；主阀123 ；负载 传感(转向)阀(图中，Closed Center Load Sensing System(CLSS)闭式中心负荷传感 系统)124 ；铲斗操纵杆125 ；大臂操纵杆126 ；转向操纵杆127 ；大臂液压缸128 ；铲斗液压 缸129 ；转向液压缸130 ；辅机用泵131 ；辅机132。
在此，加载泵120对应“第一泵”，开关泵121对应“第二泵”，主阀123对应“第一 控制阀”。另外，负载传感阀124也可称为“第二控制阀”。
加载泵120是用于向大臂液压缸128以及铲斗液压缸129供给液压油的泵。转向 泵122是用于向转向液压缸130供给液压油的泵。开关泵121是用于向转向液压缸130、或 大臂液压缸1 及铲斗液压缸129中的任一个供给液压油的泵。各泵120、121、122例如分 别作为斜盘型液压泵而构成，通过来自控制装置200的控制信号来控制各斜盘的角度。
负载传感阀IM根据负载来机械地控制从开关泵121排出的液压油的供给目的地 以及供给量。负载传感阀1 也可称为转向阀。正常行驶时，从开关泵121排出的液压油， 经由负载传感阀124，供给至转向液压缸130。即，行驶时，开关泵121用于支援转向泵122， 使转向液压缸130工作。另外，本实施方式中，作为负载传感阀(或转向阀)1 的一例，采 用CLSS阀，但本发明也可应用于采用除CLSS阀以外的其他阀的结构。
与此相对，作业时，从开关泵121排出的液压油，经由负载传感阀124以及主阀 123，供给至大臂液压缸128。即，装载作业时，开关泵121用于支援加载泵120，使大臂液压 缸128工作。
铲斗操纵杆125是用于操作铲斗52的装置。大臂操纵杆126是用于操作大臂51 的装置。转向操纵杆127是用于操作转向液压缸130的装置。各操纵杆125、126、127例如 具有由操作员操作的操作部、根据操作部的操作量来控制先导压的先导压控制阀。主阀123根据通过操作铲斗操纵杆125或大臂操纵杆1 而输入的先导压，将从加载泵120 (或加载 泵120以及开关泵121这两者)排出的液压油供给至大臂液压缸1 或铲斗液压缸129。
辅机132例如是由液压马达驱动的类似冷却风扇等的装置。辅机用泵131是用于 向辅机132供给液压油的泵。
在机械结构100内的规定位置，设有各种传感器140。各种传感器140是与图2 — 并后述的传感器141 149及151的总称。由各种传感器140检测出的各种状态作为电信 号而被输入至控制装置200。
控制装置200作为电子电路而构成，所述电子电路例如具有运算部(例如 CPU(中央处理器))210 ；存储器220 ；输入输出接口部230。运算部210具有作业状态检测 部215和液压油量控制部212。
作业状态检测部215具有检测轮式装载机1的作业状态的作用。液压油量控制部 212具有控制供给至大臂液压缸128的液压油的量的作用。
存储器220是存储例如程序221、参数222以及图表223的存储介质。运算部210 通过从存储器220读入并执行程序221，作为作业状态检测部215及液压油量控制部212 起作用(即，能够检测轮式装载机1的作业状态、或控制供给至大臂液压缸1 的液压油的 量)。参数222是作业状态检测部215、液压油量控制部212所使用的阈值、设定值。图表 223是作业状态检测部215、液压油量控制部212所使用的图表。
输入输出接口部230是用于在各种传感器140、离合器110、变速器112、各泵 120 122、131等之间收发电信号的电路。运算部210经由输入输出接口部230接收来自 各种传感器140的信号。并且，运算部210经由输入输出接口部230向离合器110、各泵 120 122、131输出控制信号。另外，上述控制装置200的结构在理解及实施本发明所需的 程度下将结构予以简要例示，本发明并不限定于上述结构。
图2是着眼于控制装置200的功能的说明图。由操作员操作的斜盘控制取消开关 150和构成各种传感器140的传感器141 149以及151连接于控制装置200。
斜盘控制取消开关150是用于切换斜盘控制的实施与不实施的开关。斜盘控制取 消开关150接通(ON)时，不实施斜盘控制(例如，供给至大臂液压缸128的液压油的量增 加(例如设为最大值))，斜盘控制取消开关150断开(OFF)时，实施斜盘控制。
行驶档位传感器141检测设定于变速器112的行驶档位是前进(F)、空档(二工 一卜，> )(N)、后退(R)中的哪一个。通过行驶档位传感器141还能够检测设定于变速器 112的速度档。行驶档位传感器141不一定需要作为传感器而构成。只要利用从控制装置 200内的变速器控制电路向变速器112输出的信号，便可知行驶档位和速度档。
大臂操纵杆操作量传感器142检测大臂操纵杆126的操作方向以及操作量。大臂 角度传感器143检测大臂51的角度。发动机转速传感器144检测发动机101的转速。离 合器输出转速传感器145检测从离合器110输出的转速。变速器输出转速传感器146检测 从变速器112输出的转速。制动踏板操作量传感器147检测驾驶室6内的制动踏板的操作 量。油门操作量传感器148检测驾驶室6内的油门踏板的操作量。车速计149例如是车速 检测部的一例，检测轮式装载机1的车体速度(车速)。大臂底部压力传感器151例如为配 置于大臂液压缸1 的底部侧的压力传感器，检测大臂液压缸1 的底部侧的液压(以下， 称为“大臂底部压力”)。
控制装置200内的作业状态检测部215具有装载作业检测部211、挖掘作业检测部 213。
装载作业检测部211具有检测是否处于装载作业过程中的作用。装载作业检测部 211通过适当利用来自各传感器141 149的信号来判定是否处于装载作业过程中。
挖掘作业检测部213具有检测是否处于挖掘作业过程中的作用。挖掘作业检测部 213基于来自斜盘控制取消开关150、行驶档位传感器141以及大臂底部压力传感器151的 信号和是否处于装载作业过程中的结果，来判定是否处于挖掘作业过程中。
如果检测出处于装载作业过程中，则液压油量控制部212通过增大加载泵120的 斜盘的角度，或者/以及，通过使离合器110的离合器压力降低，从而使供给至大臂液压缸 128的液压油的量增加。另一方面，如果检测出处于挖掘作业过程中，则液压油量控制部 212通过减小加载泵120的斜盘的角度，从而使供给至大臂液压缸128的液压油的量减少。
液压油量控制部212例如具有斜盘角度控制部212A ；离合器指令压力控制部 212B。斜盘角度控制部212A输出用于控制加载泵120的斜盘的角度的控制信号。离合器 指令压力控制部212B输出用于控制离合器110的离合器压力的控制信号。以下，将用于控 制加载泵120的斜盘的角度的控制信号称为“斜盘角度控制信号”，将用于控制离合器压力 的控制信号称为“离合器压力控制信号”，将离合器压力控制信号所指定的离合器压力称为 “离合器指令压力”。
加载泵120的斜盘的角度例如通过继电器216的打开/关闭(0N/0FF)而被控制。 具体地说，例如，在继电器216从关闭被切换到打开的情况下，加载泵120的斜盘的角度减 小，因此，从加载泵120供给至大臂液压缸128的液压油的量减少(例如，液压油的供给量 不到其最大量)。另一方面，在继电器216从打开被切换到关闭的情况下，加载泵120的斜 盘的角度增大，因此，从加载泵120供给至大臂液压缸128的液压油的量增加(例如，被供 给的液压油的量达到最大量)。
在检测到装载作业时，斜盘角度控制部212A使继电器216关闭，以使从加载泵120 排出的液压油的流量增加。并且，在检测到挖掘作业时，斜盘角度控制部212A使继电器216 打开，以使从加载泵120排出的液压油的流量减少。另外，加载泵120的斜盘的角度也可 通过继电器216的打开/关闭以外的方法来控制。并且，例如，从与斜盘角度控制部212A 不同的其他斜盘角度控制部输出有其他斜盘角度控制信号时，在来自斜盘角度控制部212A 的斜盘角度控制信号与上述其他斜盘角度控制信号中，代表较大一方的值的斜盘角度控制 信号被选择并被输入至加载泵120。
在检测到装载作业时，离合器指令压力控制部212B输出使发动机101的输出更多 地分配给作业装置5侧的、使离合器压力降低的离合器压力控制信号。另外，从与离合器指 令压力控制部212B不同的其他离合器压力控制部输出有其他离合器压力控制信号时，在 来自离合器指令压力控制部212B的离合器压力控制信号与上述其他离合器压力控制信号 中，代表较小一方的值的离合器压力的控制信号被选择并被输入至离合器110。例如，安装 有特殊的制动器(这种特殊的制动器也称为左制动器)的作业车辆的情况下，由特殊的制 动器带来的离合器指令压力相当于上述其他离合器压力控制信号中的一个。
图4是表示装载作业时的情况的说明图。操作员使大臂51抬起至自卸卡车10的 车箱的上方，并使铲斗52向倾倒方向转动，从而使铲斗52内的装载物落到自卸卡车10的车箱内。
图5是示意性表示轮式装载机1的作业流程的说明图。轮式装载机1反复进行对 砂土等挖掘对象11进行挖掘并将其装载至自卸卡车10之类的搬送部的定式化作业。
在第一作业工序Pl中，操作员在使铲斗52下降至靠近地面的位置的状态下使轮 式装载机1朝挖掘对象11行驶。操作员在将铲斗52插进挖掘对象11后使铲斗52向倾斜 方向转动，从而将装载物收纳在铲斗52中。S卩，在该第一作业工序Pl中，进行挖掘作业。
在第二作业工序P2中，操作员使收纳有装载物的铲斗52自地面抬起规定量，使轮 式装载机1处于行驶姿态，并后退。
在第三作业工序P3中，操作员一边使大臂51上升一边靠近自卸卡车10，如图4所 示，将铲斗52内的装载物倾倒至自卸卡车10的车箱中。即，在该第三作业工序P3中，进行 装载作业。
在第四作业工序P4中，操作员一边使大臂51下降一边使轮式装载机1后退。此 后，再次转至第一作业工序P1。
图6是示意性表示开始装载作业的初始状态下的大臂51的角度的说明图。将经 过大臂51的转动支点并与地面(水平面)H平行时的线设为基准线A1-A1，将连结大臂51 的转动支点与铲斗52的转动支点的线设为A2-A2。将Al-Al与A2-A2所成的角设为大臂角 度9 b。以大臂51相比基准线Al-Al朝下侧转动了 θ 1的状态为负，以大臂51转动至基准 线Al-Al上侧的状态为正，在本实施例中，检测装载开始的初始状态。θ 1的值例如为-10 度。但是，该值仅为一例，并不限定本发明。
在连结大臂51的转动支点与铲斗52的转动支点的线Α2-Α2位于从基准线Al-Al 逆时针转动θ 1的转动位置上侧的情况下，能够判定为装载作业开始。这样，在本实施例 中，检测出行驶时大臂51的角度以上的大臂51的上升。
另外，图6所示的定义仅为一例，本发明并不限定于此。例如，如后述的图17所 示，也可使用以SAE(Society of Automotive Engineers 汽车工程师学会)标准所定义的 "Carry Position 搬运姿势”。
图7是表示用于控制离合器指令压力而使用的图表Tl。图7以及图8所示的图表 T1、T2是图1所示的图表223的一例。图7中的横轴表示大臂操纵杆126的操作量(％ )， 图7中的纵轴表示离合器指令压力(kg/cm2)。大臂操纵杆操作量是使大臂51上升时的操 纵杆操作量。图中粗实线表示油门踏板的操作量是0%的情况，图中的单点划线表示油门踏 板的操作量是100%的情况。在油门踏板的操作量大于0%小于100%的范围内，使用根据 实线表示的0%的特性与单点划线表示的100%的特性进行插补而求得的值。
在大臂操纵杆操作量在0 50 %的范围内，增高离合器指令压力，将发动机101的 输出更多地分配给行驶系统。当大臂操纵杆操作量超过50%时，根据大臂操纵杆操作量而 使离合器指令压力降低。设定为，油门踏板的操作量越多，则离合器指令压力降低的比例越 大。即，在本实施例中，油门踏板的操作量越大，使离合器110产生滑动，将发动机101的输 出更多地分配给作业装置5侧。在通过左制动器进行的离合器操作时，比较由左制动器带 来的离合器压力指令值与从图表Tl求得的指令值，采用较低一方的指令值。
图8是表示为了控制加载泵120的斜盘的角度而使用的图表T2。图8中的横轴表 示大臂操纵杆操作量(％ )，图8中的纵轴表示目标流量(％ )。大臂操纵杆操作量是使大臂51上升时的操作量。目标流量由相对于最大流量的比例来表示。设定为，大臂操纵杆操 作量越大，则加载泵120所要求的流量越大。
图9是表示用于检测是否处于装载作业过程中的处理的流程图。以下的各流程图 表示理解及实施本发明的所需程度下的处理的概要。在以下各条件全部满足的情况下，装 载作业检测部211判定为装载作业(图5中的工序P3)已开始。
作为第一条件，装载作业检测部211判定大臂操纵杆1 是否向上升方向被操作 (SlO)。上升方向的操作是指用于使大臂51上升的操作。由于在装载作业中，需要抬起大 臂51，因此判定大臂操纵杆126是否向上升方向被操作。
作为第二条件，装载作业检测部211判定大臂角度θ b是否比预先设定的规定角 度Θ1大(S11)。Θ1例如被设为-10度。由于在装载作业中，一边使大臂51上升，一边靠 近自卸卡车10，因此判定大臂51的角度θ b是否比行驶开始时的角度大。
作为第三条件，装载作业检测部211判定大臂角度θ b是否比预先设定的上限角 度emax小(S12)。由于在大臂51已经上升至上限的情况下，不需要更多的液压油，因此确 认大臂角度θ b比上限值θ max小。
作为第四条件，装载作业检测部211判定是否处于下述两种情况中的任一情况， 即制动器不工作时的速度比是否比Rl大、或制动器是否处于工作状态这两种情况(S13)。 制动器不工作时是指制动踏板未被操作。速度比是指变矩器111的输出转速除以变矩器 111的输入转速而得到的值。也可为离合器110的输入转速与离合器110的输出转速之比。 制动器工作状态是指制动踏板被操作而使制动器起作用的状态。
制动器不工作时的速度比小于R1(R1作为一例被设定为0.3)的情况(速度比 <R1)是指轮式装载机1处于加速中的情况、或处于图5所示的挖掘作业过程中(工序Pl) 的情况中的任一情况。此情况下，即使分配给作业装置的油量少也可以。
在上述四个条件全部被满足的情况下，装载作业检测部211判定为处于装载作业 过程中(S14)。此时，装载作业检测部211将表示处于装载作业过程中的参数222写入存储 器220中。例如，装载作业检测部211将存储在存储器220中的装载作业标记的值设为表 示处于装载作业过程中的值(例如“1”)。装载作业标记是表示是否处于装载作业过程中 的标记。
图10是表示用于使液压油量增加的处理的流程图。如果装载作业检测部211判 定为处于装载作业过程中(S20 是)，则液压油量控制部212进行下述多个油量增加处理。
在第一油量增加处理中，液压油量控制部212的离合器指令压力控制部212B利用 图7所示的图表Tl，根据大臂操纵杆操作量以及油门踏板操作量，确定向离合器110施加的 离合器指令压力(S21)。在此确定的离合器指令压力是比当前的离合器压力低的值，例如是 用于使离合器110脱离的值。离合器指令压力控制部212B向离合器110输出表示已确定 的离合器指令压力的离合器压力控制信号(S21)。通过使离合器指令压力降低，使分配给液 压装置系统的发动机动力增加。由此，能够使供给至大臂液压缸128的油量增加。
在第二油量增加处理中，液压油量控制部212的斜盘角度控制部212A关闭继电器 216。或者斜盘角度控制部212A利用图8所示的图表T2，检测与大臂操纵杆操作量对应的 目标流量，设定用于实现检测出的目标流量的斜盘角度，并将斜盘角度控制信号输出至加 载泵120(S2》。由此，能够使供给至大臂液压缸128的油量增加。
在第三油量增加处理中，斜盘角度控制部212A以使开关泵121的排出量增大的方 式设定斜盘角度，并向开关泵121输出控制信号(S23)。斜盘角度控制部212A例如基于“开 关泵121的斜盘角度(％ )=由负载传感阀1 确定的斜盘角度(％ ) +对应于大臂操纵杆 操作量的增加量(％ ) ”的计算式，能够设定开关泵121的斜盘角度。
由负载传感阀所确定的斜盘角度是指对应于被判断为为了操作转向液压缸130 而需要的流量的斜盘角度。对应于大臂操纵杆操作量的增加量是对应于被判断为为了支援 加载泵120而需要的流量的斜盘角度。上述计算式右边的总和超过100%时，开关泵121的 斜盘角度被限定于100%。
在第四油量增加处理中，斜盘角度控制部212A以使从辅机用泵131排出的液压油 的流量下降的方式设定辅机用泵131的斜盘角度，并向辅机用泵131输出控制信号(S24)。 如果处于辅机用泵131经由泵用离合器连接于输出分配器102的情况，则斜盘角度控制部 212A能够替代斜盘角度的控制而使泵用离合器的接合解除。由此，分配给辅机用泵131的 输出被分配给加载泵120。
这样，通过实施第一至第四油量增加处理，在装卸作业过程中，能够向大臂液压缸 1 供给更多的液压油，能够提高大臂51的上升速度。
在本实施例中，叙述了分别实施第一至第四油量增加处理的情况，但本发明并不 限定于此。例如，液压流量控制部212也可构成为仅实施第一油量增加处理(S21)或第二 油量增加处理(S2》中的任一处理。液压流量控制部212可实施第一、第二、第三油量增加 处理(S21、S22、S23)，也可仅实施第一与第二油量增加处理(S21、S22)，还可仅实施第一与 第三油量增加处理(S21、S2!3)或第二与第三油量增加处理(S22、S23)。
图19是继电器打开/关闭的切换控制的流程图。
控制装置200的挖掘作业检测部213进行A判断(SlOl)。A判断是指斜盘控制取 消开关150是否接通的判断。在A判断的结果为“是”的情况下(S101 是)，斜盘角度控制 部212A通过将继电器216关闭，使供给至大臂液压缸128的油量增加(SllO)。
在A判断的结果为“否”的情况下(S101 否)，挖掘作业检测部213进行B判断 (S102)。B判断是指继电器216是否打开(例如是否输出有用于使继电器216打开的电信 号)的判断。
在B判断的结果为“否”的情况下(S102 否)，挖掘作业检测部213判断是否满足 第一挖掘作业条件。具体地说，挖掘作业检测部213进行C判断(S103)，在C判断的结果为 “是”的情况下(S103 是)，进行D判断(S104)。C判断是设定于变速器112的速度档是否 为规定的速度档(例如前进一档)的判断。D判断是大臂底部压力是否超过第一规定值的 判断。
在C判断的结果与D判断的结果均为“是”的情况下(S103 是，并且，S104 是)， 挖掘作业检测部213进行E判断(S105)。E判断为是否处于装载作业过程中的判断。在E 判断中，例如，如果存储在存储器220中的装载作业标记为规定值(例如“1”)，则判断为处 于装载作业过程中，如果不是，则判断为不是处于装载作业过程中。
在C判断的结果与D判断的结果均为“是”、且E判断的结果为“否”的情况下 (S105 否)，挖掘作业检测部213判定为处于挖掘作业过程中。此情况下，斜盘角度控制部 212A通过使继电器216从关闭切换到打开(S106)，使供给至大臂液压缸128的液压油的量14减少。
另一方面，在C判断的结果与D判断的结果均为“是”、且E判断的结果也为“是” 的情况下(S105 是)，挖掘作业检测部213判定为不是处于挖掘作业过程中。此情况下，不 进行步骤S106，再次进行步骤SlOl。
另外，在B判断的结果为“是”的情况下(S102 是)，在所述多个的第一挖掘作业 条件与不是处于装载作业过程中即第二挖掘条件中，只要有一个条件未被满足，则挖掘作 业检测部213判断为不是处于挖掘作业过程中。具体地说，挖掘作业检测部213进行F判断 (S107)，F判断与C判断相同，S卩，是设定于变速器112的速度档是否为规定的速度档(例 如前进一档)的判断。在F判断的结果为“是”的情况下(S107:是)，挖掘作业检测部213 进行G判断(S108)。G判断是大臂底部压力是否不到第二规定值的判断。如果G判断的结 果为“否”(S108:否)，则挖掘作业检测部213进行H判断(S109)。H判断与E判断相同， 即，为是否处于装载作业过程中的判断。如果H判断的结果为“否”(S109 否)，则不进行步 骤S110，再次进行步骤SlOl。但是，如果F判断的结果为“否” (S107 否)、G判断的结果为 “是” (S108 是)，或者H判断的结果为“是” (S109 是)，则斜盘角度控制部212A通过使继 电器216关闭，使供给至大臂液压缸128的液压油的量增加。
以上，是继电器打开/关闭的切换控制的流程。
另外，步骤S104的第一规定值与步骤S108的第二规定值可以是相同的值也可以 是不同的值。例如，第二规定值可以是自第一规定值(例如200 [kg/cm2])减去规定的滞后 值(例如50Dcg/cm2])后所得的值(例如150[kg/cm2])(即，可以为第二规定值<第一规定 值)。
并且，例如，步骤S103、S104以及S105并不限定于上述的顺序，以任何顺序进行均 可(例如，也可以在步骤S105后进行步骤S103或S104)。同样，步骤S107、S108以及S109 也可以以任意顺序进行。
另外，例如，在步骤S103以及/或步骤S107中，可替代第一判断即设定于变速器 112的速度档是否为规定的速度档(例如前进一档)或在该第一判断的基础上，进行第二判 断即车速计149所检测出的车速是否不到规定的车速。替代第一判断的结果为“是”的情 况、或在第一判断的结果为“是”的基础上，在第二判断的结果为“是”的情况下，步骤S103 以及/或步骤S107的判断的结果为“是”。
因本发明如上所述构成，因此例如能够起到以下效果。
在本实施例中，当挖掘作业条件大致被满足(具体地说，第一挖掘条件被满足)且 未检测出处于装载作业过程中时(具体地说，第二挖掘条件未被满足时)，实施减少供给至 大臂液压缸128的液压油的量的处理。由此，在挖掘作业时，不会过度地向大臂液压缸1 供给大量的液压油。
另一方面，在本实施例中，即使挖掘作业条件大致被满足(具体地说，第一挖掘条 件被满足)但检测出处于装载作业过程中时(具体地说，第二挖掘条件未被满足时)，不实 施减少供给至大臂液压缸1 的液压油的量的处理。由此，不会导致供给至大臂液压缸128 的液压油的量在装载作业过程中减少。
在本实施例中，基于大臂操纵杆操作量、大臂角度等规定的参数的变化，能够自动 地检测装载作业的状态。因此，能够进行对应于装载作业的控制，并提高轮式装载机1的性能。
在本实施例中，在装载作业时，使供给至大臂液压缸128的液压油的流量增加。因 此，能够提高大臂51的上升速度，缩短装载作业所需要的时间，改善作业效率。并且，由于 装载作业开始时自动地使供给至大臂液压缸128的液压油的流量增加，因此操作员不需要 进行操作制动踏板等多余的操作，作业时的操作性能提高。
在本实施例中，在用于积极地检测是否处于装载作业过程中的条件(S10、Sll)与 用于防止误检测的条件(S12、S13)全部满足的情况下，判定为装载作业开始。因此，能够以 更高的可靠性判定装载作业的开始。
在本实施例中，如果检测出处于装载作业过程中，则实施第一至第四油量增加处 理(S21 S24)。因此，能够向大臂液压缸1 供给更多的液压油，以使大臂51迅速上升。
第二实施例
以下，说明检测装载作业的处理的变形例。即装载作业检测部211的变形例。以 下各实施例相当于第一实施例的变形例。
如图11所示，在第二实施例中，装载作业检测部211分别判定大臂操纵杆1 是 否向上升方向被操作(Sio)以及大臂角度eb是否比规定值θ 1大(Si 1)，在两个条件都成 立的情况下，判定为处于装载作业过程中(S14)。
如上所述构成的本实施例也能够起到与所述第一实施例相同的效果。在本实施例 中，由于检测装载作业的处理比第一实施例简单，因此与第一实施例相比能够简化控制程序。
第三实施例
如图12所示，在第三实施例中，装载作业检测部211分别判定在第一实施例中叙 述的第一条件(SlO)以及第四条件(S13)，在两个条件都成立的情况下，判定为处于装载作 业过程中(S14)。如上所述构成的本实施例也能够起到与所述第二实施例相同的效果。
第四实施例
如图13所示，在第四实施例中，装载作业检测部211分别判定大臂角度9 b是否 比规定值θ 1大(Sll)以及速度档是否被设定于前进二档(S15)，在两个条件都成立的情况 下，判定为处于装载作业过程中(S14)。由于装载作业时，在将装载物收纳于铲斗52中的状 态下靠近自卸卡车10，因此变速器112大多被设定于前进二档。
但是，本发明并不限定于前进二档。即，在步骤S15中，判定是否为预先设定的规 定的速度档。在本实施例中，作为规定的速度档的一例，列举二档。如上所述构成的本实施 例也能够起到与所述第二实施例相同的效果。
第五实施例
如图14所示，在第五实施例中，装载作业检测部211分别判定大臂角度9b是否 比规定值θ 1大(Sll)，行驶档位是否从后退切换至前进(S 16)，在两个条件都成立的情况 下，判定为处于装载作业过程中(S14)。
如图5所示，在从作业工序Ρ2转至作业工序Ρ3的情况下，由于行驶档位从后退 切换至前进，因此能够将行驶档位的变化作为用于检测装载作业开始的一个信息而加以利 用。如上所述构成的本实施例也能够起到与所述第二实施例相同的效果。
第六实施例
如图15所示，在第六实施例中，装载作业检测部211分别判定大臂角度9 b是否 比规定值θ 1大(Sll)以及大臂51的角速度是否大于零(S17)，在两个条件都成立的情况 下，判定为处于装载作业过程中(S14)。
装载作业时，向自卸卡车10行驶，同时抬起大臂51。大臂51通过大臂液压缸1 的活塞杆的伸长而向上方转动。根据大臂液压缸128的活塞杆的伸长，大臂液压缸128以 其基端的转动支点为中心顺时针转动。因此，基于来自大臂角度传感器143的检测信号，求 出大臂51的角速度，从而能够判别大臂51是否处于上升过程中。
如上所述构成的本实施例也能够起到与所述第二实施例相同的效果。另外，大臂 51的角速度也能够作为大臂液压缸1 的角速度而检测出。并且，也可构成为替代角速度， 而判定大臂液压缸1 的活塞杆的伸长速度是否在零以上。活塞杆的伸长速度可通过大臂 液压缸128的角速度算出，也可使用直接检测活塞杆的位移量的线性传感器算出。
第七实施例
如图16所示，在第七实施例中，装载作业检测部211分别判定行驶档位是否从后 退切换至前进(S16)以及大臂51的角速度是否为零以上(S17)，在两个条件都成立的情况 下，判定为处于装载作业过程中(S14)。如上所述构成的本实施例也能够起到与所述第二实 施例相同的效果。
第八实施例
如图17所示，在第八实施例中，替代图9中的S11，装载作业检测部211判定大臂 角度θ b是否成为“搬运姿势”(SllA)。由于“搬运姿势”可根据SAE标准或ISO标准来定 义，因此，步骤SllA也可称为“判定是否成为SAE或ISO标准所规定的“搬运姿势””。如上 所述构成的本实施例也能够起到与所述第二实施例相同的效果。
第九实施例
如图18所示，在第九实施例中，替代图13中的S15，装载作业检测部211判定车速 ν是否超过预先设定的规定速度VI(SIS)。在大臂角度eb超过θ 1 (S11 是)并且车速ν 超过Vl的情况下，判定为处于装载作业过程中。
以上，说明了本发明的几个实施例，但这些实施例仅是用于说明本发明的示例，其 主旨并非将本发明的范围仅限定于这些实施例。本发明只要不脱离其主旨，也可实施其他 各种形态。
例如，在实施例中，作为用于检测是否处于装载作业过程中的信息，列举了以下信 息，S卩大臂操纵杆是否向上升方向被操作；大臂角度是否为规定值以上；大臂角度是否成 为“搬运姿势”;大臂角度是否不到上限角度；制动器不工作时的速度比是否为规定值以上； 是否为规定的速度档；行驶档位是否从后退切换至前进；大臂的角速度(大臂液压缸角速 度)是否为规定值以上。而且，在实施例中，说明了多个将所列举的信息(参数)适当结合 的例子。但本发明并不限定于实施例所明示的结合，其他的结合也包含在本发明的范围内。
权利要求
1.一种作业车辆，其特征在于，具有 液压缸(1 )，其使作业装置(51)工作；第一泵(120)，其向所述液压缸(128)供给液压油； 装载作业检测机构011)，其检测是否处于装载作业过程中；控制部012、213)，在满足一个或多个第一挖掘作业条件，且也满足未检测出处于装载 作业过程中即第二挖掘条件的情况下，该控制部012、213)实施使从所述第一泵(120)供 给的液压油的量减少的油量减少控制。
2.根据权利要求1所述的作业车辆，其特征在于，所述多个第一挖掘条件为以下(A)以 及⑶(A)变速器(11 被指定的速度档为规定的速度档，以及/或者，检测出的车速为规定 的车速以下；(B)所述液压缸(128)的底部侧的液压超过规定的值。
3.根据权利要求1或2所述的作业车辆，其特征在于，在检测出处于装载作业过程中的 情况下，所述控制部(212、21；3)实施与未检测出处于装载作业过程中的情况相比使供给至 所述液压缸(128)的液压油的量增加的油量增加控制。
4.根据权利要求3所述的作业车辆，其特征在于， 具有发动机(101)； 行驶系统(103)； 液压装置系统(104)；分配器(102)，其将来自所述发动机(101)的输出分别分配给所述行驶系统(10 与所 述液压装置系统(104)；所述行驶系统(103)具有连接于所述分配器(102)的离合器(110)， 所述液压装置系统(104)具有所述液压缸(128)和通过所述分配器(10 被驱动的一 个以上的泵，所述一个以上的泵包含有所述第一泵(120)，所述控制部(212、213)实施作为所述油量增加控制的以下(1)至(3)中的至少一个控制(1)使所述离合器(110)的离合器压力降低；(2)使自所述第一泵(120)供给的液压油的流量增加；(3)除了自所述第一泵(120)供给的液压油外，也从包含于所述一个以上的泵中的第 二泵(121)向所述液压缸(12 供给液压油。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的作业车辆，其特征在于，具有第一条件组至第三 条件组中的至少两个条件组，各条件组包含至少一个检测出处于装载作业过程中的条件，所述第一条件组是关于操作员的意图表达的条件组， 所述第二条件组是关于所述作业装置的位置的条件组， 所述第三条件组是关于所述行驶系统的状态的条件组，在满足从所述第一条件组至第三条件组中的至少两个条件组中一个一个地被选择的 各条件的情况下，所述装载作业检测部(211)检测出处于装载作业过程中。
6.根据权利要求5所述的作业车辆，其特征在于，所述作业装置(51)是能够转动地设置于车体的一侧的大臂(51)，所述液压缸(128)是用于使所述大臂(51)转动的大臂液压缸(1 )，所述第一条件组包含以下(a)以及(b)条件中的至少一个条件(a)大臂操纵杆(126)被操作为使所述大臂(51)上升；(b)所述大臂液压缸(1 )的伸长速度为正值。
7.根据权利要求5或6所述的作业车辆，其特征在于，所述第二条件组包含以下(c)以 及(d)条件中的至少一个条件(c)所述大臂(51)的角度为规定角度以上；(d)所述大臂(51)的角度不到规定的最大角度。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的作业车辆，其特征在于，所述第三条件组包含以 下(e)至(h)条件中的至少一个条件(e)在制动器不工作时的离合器(1 的输入转速与输出转速之比为规定值以上、或处 于制动器工作时；(f)设定于变速器(112)的速度档为规定的速度档；(g)设定于变速器(112)的行驶档位从后退切换至前进；(h)车速为规定的速度以上。
9.根据权利要求5所述的作业车辆，其特征在于，所述第一条件组包含(χ)条件，即大 臂操纵杆(126)被操作为使所述大臂(51)上升，所述第二条件组包含(y)条件，即所述大臂(51)的角度为规定角度以上，在所述(χ)条件与所述(y)条件两者均满足的情况下，所述装载作业检测部(211)检 测出处于装载作业过程中。
10.一种作业车辆的控制装置，其特征在于，具有装载作业检测部011)，其检测是否处于装载作业过程中；控制部012、213)，在满足一个或多个第一挖掘作业条件，且也满足未检测出处于装载 作业过程中即第二挖掘条件的情况下，该控制部012、213)实施使从所述第一泵(120)供 给到使作业装置(51)工作的液压缸(1 )的液压油的量减少的油量减少控制。
11.一种作业车辆的液压油量控制方法，其控制作业车辆(1)的液压油量的供给，其特 征在于，判断是否满足一个或多个第一挖掘作业条件且也满足未检测出处于装载作业过程中 即第二挖掘条件，在判断结果为“是”的情况下，实施使从泵(120)供给到使作业装置(51)工作的液压 缸(1 )的液压油的量减少的油量减少控制。
12.—种作业车辆，其特征在于，具有液压缸(1 )，其使大臂(51)工作；第一泵(120)，其向所述液压缸(128)供给液压油；变速器(112)；控制部000)，在以下条件㈧以及⑶两者均被满足，并且以下条件(C)以及⑶中 的至少一个未被满足的情况下，所述控制部(200)实施使从所述第一泵(120)供给的液压油的量减少的油量减少控制，(A)变速器(11 被指定的速度档为规定的速度档，以及/或者，检测出的车速为规定 的车速以下；(B)所述液压缸(1 )的底部侧的液压超过规定的值；(C)大臂操纵杆(126)被操作为使所述大臂(51)上升；(D)所述大臂(51)的角度为规定角度以上。
全文摘要
一种能够进行装载作业与挖掘作业这两个作业的作业车辆，其在进行挖掘作业时不会过度地向液压缸供给大量的液压油。在满足一个或多个第一挖掘作业条件，且也满足未检测出处于装载作业过程中即第二挖掘条件的情况下，控制部(200)实施使从第一泵(120)供给至使作业装置(51)工作的液压缸(128)的液压油的量减少的油量减少控制。
文档编号F15B11/00GK102037194SQ200980118570
公开日2011年4月27日 申请日期2009年3月11日 优先权日2008年3月21日
发明者斋藤芳明, 松本智, 泷口敬英 申请人:株式会社小松制作所