作业用车辆的减震动作控制装置及减震动作控制方法转让专利

申请号 : CN201180012347.2

文献号 : CN103097616B

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相似专利:

发明人 : 和田稔大田俊之

申请人 : 株式会社小松制作所

摘要 :

一种作业用车辆的减震动作控制装置,具有:能够摆动地支承在车身上的斗杆;能够摆动地支承在所述斗杆前端的铲斗;对所述斗杆进行驱动的提升工作缸;经由分支油路而与所述提升工作缸连接的蓄能器;连接在所述提升工作缸与所述蓄能器之间的分支油路上,并对所述提升工作缸与所述蓄能器的连接状态及切断状态进行切换的切换阀;进行所述切换阀的切换控制的控制器,所述控制器具有:对所述铲斗是否为载重状态进行检测的状态检测部;在所述状态检测部检测到为载重状态的情况下,将所述切换阀切换成连接状态的切换阀控制部。

权利要求 :

1.一种作业用车辆的减震动作控制装置,具有: 能够摆动地支承在车身上的斗杆; 能够摆动地支承在所述斗杆前端的纟产斗; 对所述斗杆进行驱动的提升工作缸; 经由分支油路而与所述提升工作缸连接的蓄能器; 连接在所述提升工作缸与所述蓄能器之间的所述分支油路上,并对所述提升工作缸与所述蓄能器的连接状态及切断状态进行切换的切换阀; 用于行驶的变速装置; 进行所述切换阀的切换控制的控制器, 所述作业用车辆的减震动作控制装置的特征在于, 所述控制器具有: 根据所述提升工作缸的底压、所述斗杆的姿态角度、所述铲斗的朝向及操作所述变速装置的变速操作信号中的至少一个,来检测所述铲斗是否为载重状态的状态检测部; 在所述状态检测部检测出为载重状态以外的情况下,在所述作业用车辆以规定的速度以上行驶时将所述切换阀切换成连接状态,在所述状态检测部检测出为载重状态的情况下,即便所述作业用车辆以小于所述规定的速度行驶也将所述切换阀切换成连接状态的切换阀控制部。

2.如权利要求1所述的 作业用车辆的减震动作控制装置,其特征在于, 所述状态检测部至少检测空载状态、挖掘作业中及载重状态的转变状态来作为所述作业用车辆的作业状态, 所述切换阀控制部在所述作业用车辆的作业状态为所述载重状态的情况下,将所述切换阀切换成连接状态。

3.如权利要求1所述的作业用车辆的减震动作控制装置,其特征在于, 所述切换阀控制部在检测到所述斗杆被控制为规定的姿态的情况下,将所述切换阀切换成切断状态。

4.如权利要求1所述的作业用车辆的减震动作控制装置,其特征在于, 所述切换阀控制部根据操作所述铲斗的朝向的操作杆的操作量及/或操作所述斗杆的姿态的操作杆的操作量,将所述切换阀切换成切断状态。

5.如权利要求1所述的作业用车辆的减震动作控制装置,其特征在于, 所述切换阀控制部在所述变速操作信号表示规定档的情况下,将所述切换阀切换成切断状态。

6.一种作业用车辆的减震动作控制方法,所述作业用车辆具有: 能够摆动地支承在车身上的斗杆; 能够摆动地支承在所述斗杆前端的纟产斗; 经由分支油路而对所述斗杆进行驱动的提升工作缸; 与所述提升工作缸连接的蓄能器; 连接在所述提升工作缸与所述蓄能器之间的所述分支油路,并对所述提升工作缸与所述蓄能器的连接状态及切断状态进行切换的切换阀; 用于行驶的变速装置;进行所述切换阀的切换控制的控制器, 所述作业用车辆的减震动作控制方法的特征在于,包括: 根据所述提升工作缸的底压、所述斗杆的姿态角度、所述铲斗的朝向及操作所述变速装置的变速操作信号中的至少一个,来检测所述铲斗是否为载重状态的状态检测步骤; 在所述状态检测步骤中检测出为载重状态以外的情况下,在所述作业用车辆以规定的速度以上行驶时将所述切换阀切换成连接状态,在所述状态检测步骤中检测出为载重状态的情况下,即便所述作业用车辆以小于所述规定的速度行驶也将所述切换阀切换成连接状态的切换阀控制步骤。

7.如权利要求6所述的作业用车辆的减震动作控制方法,其特征在于, 所述状态检测步骤至少检测空载状态、挖掘作业中及载重状态的转变状态来作为所述作业用车辆的作业状态;在所述作业用车辆的当前的作业状态为所述空载状态的情况下,所述状态检测步骤在检测到所述提升工作缸的底压为用于判断在所述铲斗中未装载载荷的规定空载压力以上且所述斗杆小于预先规定的规定角度、或者所述提升工作缸的底压为所述规定空载压力以上且所述铲斗的朝向为水平以上时,或者是,在所述作业用车辆的当前的作业状态为所述挖掘作业中的情况下,所述状态检测步骤在检测到向所述变速装置输入的操作信号为前进以外时,将所述作业用车辆的当前的作业状态设为载重状态。

8.如权利要求6或7所述的作业用车辆的减震动作控制方法,其特征在于, 还包括对所述斗杆是否被控制成规定的姿态进行检测,并在检测到所述斗杆未被控制成所述规定的姿态的情况下,将所述切换阀切换成切断状态的第一切断步骤。

9.如权利要求6或7所述的作业用车辆的减震动作控制方法,其特征在于, 还包括在所述变速装置进入规定档的情况下,将所述切换阀切换成切断状态的第二切断步骤。

说明书 :

作业用车辆的减震动作控制装置及减震动作控制方法技术领域

[0001] 本发明涉及作业用车辆的减震动作控制装置及减震动作控制方法,尤其是涉及轮式装载机、翻斗转向装载机、推土机或液压铲土机等作业用车辆的减震动作控制装置及减震动作控制方法。

背景技术

[0002] 一般而言,轮式装载机等作业用车辆为了有效地利用动力源所产生的力来进行挖掘等作业,不搭载对在车身上产生的振动进行吸收的悬挂系统。由此,在现有的作业用车辆中,往往会存在由于行驶中所产生的振动而使装载的载荷(砂土等)下落或使乘车舒适度降低等不良状况。
[0003] 对此,在例如以下所示的专利文献I中公开了这样的技术:搭载有能够与用于提升铲斗的液压式提升工作缸连结的蓄能器,且仅仅在作业用车辆的车速为规定值以上时将液压式提起工作缸和蓄能器连结。根据基于该专利文献I的现有技术,能够通过与液压式提升工作缸连结的蓄能器来吸收行驶中在车身上产生的振动,因此能够避免在行驶中所装载的砂土等载荷下落或行驶时的乘车舒适度降低等不良状况的产生。 [0004] 另外,在以下所示的专利文献2中公开了这样的技术:根据车速及/或前进后退杆的操作位置来对蓄能器进行蓄压控制,或对在斗杆工作缸中的底部室所产生的压力变动进行吸收控制,由此来提高行驶时中的作业车辆的稳定性。
[0005]【现有技术文献】
[0006]【专利文献】
[0007] 专利文献1:日本特开平5-209422号公报
[0008] 专利文献2:日本特开2007-186942号公报

发明内容

[0009]【发明要解决的课题】
[0010] 但是,如上述的现有技术那样,仅仅根据车速或前进后退杆的操作位置来切换蓄能器的使用的话,存在无论在铲斗中是否装载载荷均将蓄能器与底部室的连结解除的情况,在这种情况下,存在装载在铲斗中的载荷有可能下落的问题。
[0011] 本发明就是鉴于上述问题而作出的,其目的在于,提供不仅能够有效地利用由动力源产生的力,并且能够降低所装载的载荷的下落和提高乘车舒适度的作业用车辆的减震动作控制装置及减震动作控制方法。
[0012]【用于解决课题的手段】
[0013] 为了解决上述的课题而实现目的,本发明提供一种作业用车辆的减震动作控制装置,其特征在于,具有:能够摆动地支承在车身上的斗杆;能够摆动地支承在所述斗杆前端的铲斗;对所述斗杆进行驱动的提升工作缸;经由分支油路而与所述提升工作缸连接的蓄能器;连接在所述提升工作缸与所述蓄能器之间的所述分支油路上,并对所述提升工作缸与所述蓄能器的连接状态及切断状态进行切换的切换阀;进行所述切换阀的切换控制的控制器,所述控制器具有:对所述铲斗是否为载重状态进行检测的状态检测部;在所述状态检测部检测到为载重状态的情况下,将所述切换阀切换成连接状态的切换阀控制部。
[0014] 另外,本发明的减震动作控制装置的特征在于,所述切换阀控制部在所述状态检测部检测出为载重状态以外的情况下,在所述作业用车辆以规定的速度以上行驶时将所述切换阀切换成连接状态,在所述状态检测部检测出为载重状态的情况下,即便所述作业用车辆以小于所述规定的速度行驶也将所述切换阀切换成连接状态。
[0015] 另外,本发明提供一种作业用车辆的减震动作控制方法,其特征在于,所述作业用车辆具有:能够摆动地支承在车身上的斗杆;能够摆动地支承在所述斗杆前端的纟产斗;对所述斗杆进行驱动的提升工作缸;经由分支油路而与所述提升工作缸连接的蓄能器;连接在所述提升工作缸与所述蓄能器之间的所述分支油路上,并对所述提升工作缸与所述蓄能器的连接状态及切断状态进行切换的切换阀;进行所述切换阀的切换控制的控制器,所述作业用车辆的减震动作控制方法包括:对所述铲斗是否为载重状态进行检测;在所述检测中检测到为载重状态的情况下,将所述切换阀切换成连接状态。
[0016] 另外,本发明的减震动作控制方法的特征在于,所述作业用车辆还具有用于行驶的变速装置,所述检测包括:至少检测空载状态、挖掘作业中及载重状态的转变状态来作为所述作业用车辆的作业状态;在所述作业用车辆的当前的作业状态为所述空载状态的情况下,在检测到所述提升工作缸的底压为用于判断在所述铲斗中未装载载荷的规定空载压力以上且所述斗杆小于预先规定的规定角度、或者所述提升工作缸的底压为所述规定空载压力以上且所述铲斗的朝向为水平以上时,或者是,在所述作业用车辆的当前的作业状态为所述挖掘作业中的情况下,在检测到向所述变速装置输入的操作信号为前进以外时,将所述作业用车辆的当前的作业状态设为载重状态。
[0017]【发明效果】
[0018] 根据本发明,在检测到铲斗为载重状态的情况下,将切换阀切换成连接状态而使减震机构有效化,因此,能够实现不仅能够有效地利用由液压泵所产生的力,而且能够降低所装载的载荷的下落和提高乘车舒适度的作业用车辆的减震动作控制装置及减震动作控制方法。

附图说明

[0019] 图1是表示在本发明的一实施方式中例举出的装货作业的概略流程的示意图。
[0020] 图2是用于说明基于本发明的一实施方式的轮式装载机的作业状态的转变的示意图。
[0021] 图3是用于说明基于本发明的一实施方式的轮式装载机的详细结构的侧视图。
[0022] 图4是表示基于本发明的一实施方式的减震动作控制装置的概略结构的框图。
[0023] 图5是表示基于本实施方式的控制器的具体例的概略示意图。
[0024] 图6是表示基于本发明的一实施方`式的减震动作控制方法的概略动作的流程图。
[0025] 图7是用于说明图1所示的装货作业的流程的概略的图。
[0026] 图8是表示图7所示的行程中的各参数的变化的顺序图。具体实施方式
[0027] 以下,按照附图对用于实施本发明的方式进行详细的说明。需要说明的是,在以下的说明中,各图中仅仅概略性地示出了能够理解本发明的内容的程度的形状、大小及位置关系,因而,本发明并不仅仅局限于各图中所例示出的形状、大小及位置关系。另外,在后述中所例示的数值只不过是本发明的优选例,因而,本发明并不局限于所例示出的数值。
[0028] 以下,参看附图关于基于本发明的一实施方式的作业用车辆的减震动作控制装置及减震动作控制方法进行详细的说明。需要说明的是,在本实施方式中,如图1所示,对于作为作业用车辆以轮式装载机100为例,并采用该轮式装载机100从堆积土 200中将砂土向翻斗汽车300装入的情况进行说明。
[0029] 图1是表示在本实施方式中例举出的装货作业的概略流程的示意图。如图1所示,轮式装载机100具备:进行挖掘等作业或装入载荷而搬运的作业的铲斗101 ;使铲斗101提升的斗杆102。
[0030] 在图1所示的例子中,轮式装载机100首先配置在起动位置A,从该起动位置A向堆积土 200前进而向挖掘位置B移动(步骤SI)。接着,轮式装载机100在挖掘位置B处伴随着前进,在对斗杆102进行操作的同时将铲斗101倾斜一次以上,由此使用铲斗101从堆积土 200中掬取砂土(步骤S2)。接着,轮式装载机100在后退后反向地前进,由此向翻斗汽车300的货箱横向的排土位置C移动(步骤S3)。接着,轮式装载机100在该排土位置C处使斗杆102竖立成垂直或者接近垂直的状态,并在该状态下对铲斗101进行卸载,由此将铲斗101内的砂土向翻斗汽车300的货箱排出(步骤S4)。然后,轮式装载机100边反向边后退,从而向起始的起动位置A移动(步骤S5)。之后,轮式装载机100反复步骤SI〜S5,从而将堆积土 200的砂土向翻斗汽车300的货箱装入目标的量。
[0031] 在以上那样的装货作业中,如图2所示,轮式装载机100的作业状态在空载状态(作业状态St = I)、挖掘作业中状态(作业状态St = 2)和载重状态(作业状态St = 3)之间转变。空载状态(St = I)是在铲斗101内未装载载荷的状态。挖掘作业中状态(St=2)是处于伴随着前进并同时操作斗杆102及/或伊斗101而在伊斗101内装入载荷的作业中的状态。载重状态(St = 3)是在铲斗101内装入载荷的状态。另外,图2是用于说明基于本实施方式的轮式装载机100的作业状态的转变的示意图。
[0032] 在此,在说明各作业状态(St = I〜St = 3)之间的转变条件时,参考附图对基于本实施方式的轮式装载机100的详细结构进行说明。图3是用于说明轮式装载机100的详细结构的侧视图。其中,在图3中,仅仅将与以下的说明相关的前轮103侧的轮式装载机100的一部分摘取而示出。
[0033] 如图3所示,轮式装载机100具备:铲斗101 ;斗杆102 ;提升工作缸118 ;铲斗工作缸121 ;第一铲斗连杆122 ;第二铲斗连杆124。
[0034] 铲斗101是用于将砂土等载荷挖掘并掬取的所谓“铲子”。斗杆102是用于使铲斗101沿着高度方向移动的支柱,一端借助枢轴销而能够摆动地支承在车身前框架130上。另夕卜,在斗杆102的另一端上借助枢轴销安装有能够摆动的铲斗101的底部。
[0035] 提升工作缸118是用于驱动斗杆102的构件,其具有:管118_1,其一端借助枢轴销而能够摆动地安装在车身前框架130中的与斗杆102不同的位置上;活塞杆118-3,其能够滑动地内嵌于管118-1的另一端中。该提升工作缸118在通过液压而使活塞杆118-3相对于管118-1插拔的作用下来进行伸缩。需要说明的是,在活塞杆118-3的前端借助枢轴销而安装有能够旋转的斗杆102的中腹部。因而,在提升工作缸118的伸缩的作用下,斗杆102以嵌装在车身前框架130上的枢轴销为轴而进行转动。
[0036] 例如,当提升工作缸118伸长时,斗杆102以枢轴销为枢轴而沿着图中逆时针方向旋转,其结果是,与斗杆102的支承为能够摆动的端相反侧的端上升且安装在该端上的铲斗101上升。另一方面,当提升工作缸118缩短时,斗杆102以枢轴销为枢轴而沿着图中顺时针方向旋转,其结果是,与斗杆102的支承为能够摆动的端相反侧的端下降且安装在该端上的铲斗101下降。
[0037] 铲斗工作缸121包括一端借助枢轴销而能够摆动地安装在车身前框架130中的与例如斗杆102相同的位置上的管121-1和能够滑动地内嵌于管121-1的另一端中的活塞杆121-3,并且在通过液压而使活塞杆121-3相对于管121-1插拔的作用下来进行伸缩。在活塞杆121-3的前端上借助连杆销122-1安装有能够转动的第一铲斗连杆122的一端。第一铲斗连杆122的中腹部借助支承销122-2而能够旋转地安装在固定于斗杆102的中腹部的支承构件123上。在第一铲斗连杆122的另一端借助连杆销122-3而安装有能够旋转的第二铲斗连杆124的一端。第二铲斗连杆124的另一端借助枢轴销而能够旋转地安装在铲斗101的底部中的与斗杆102不同的位置上。因而,当铲斗工作缸121伸缩时,该变位经由第一铲斗连杆122及第二铲斗连杆124向铲斗101传递,由此,铲斗101以嵌装在斗杆102上的枢轴销为轴而进行转动。
[0038] 例如,当铲斗工作缸121由于液压的上升而伸长时,第一铲斗连杆122以支承销122-2为枢轴而沿着图中顺时针方向旋转,由此第二铲斗连杆124的连杆销122-3被向车身前框架130的方向拉入。其结果是,铲斗101以与斗杆结合的枢轴销为枢轴而沿着图中逆时针方向旋转。相反,当伊斗工作缸121缩短时,伊斗101的朝向为沿着图中顺时针方向旋转的方向。
[0039] 通过这样来驱动提升工作缸118及铲斗工作缸121,对铲斗101的距地表面的高度及朝向进行操作。需要说明的是,在本实施方式中,所谓“铲斗101的朝向”(以下,称之为“铲斗朝向”),是将适于进行挖掘作业的铲斗的状态规定为水平的朝向时所使用的用语。具体而言,在轮式装载机100位于水平地面上的情况下,能够通过铲斗101的底部(与地面相接一侧的面)的朝向、或安装在铲斗101上的齿(图中铲斗前下方所表示出的小片)的朝向、或者托盘状的铲斗101的开口所朝向的方向将铲斗101的朝向规定为水平。
[0040] 另外,在斗杆102的车身前框架130侧的端设有对斗杆102的姿态(例如仰角:以下,称之为“斗杆角度”)进行检测的斗杆角度传感器102-11。检测出的斗杆角度向后述的控制器111(参考图4)输入。需要说明的是,在本实施方式中,所谓“斗杆角度”,例如是指将以斗杆102中的支承在车身前框架130上的端作为起点时的斗杆102的枢支轴即枢轴销与作为铲斗101的枢支轴的枢轴销连结的直线和水平面所成的角度(仰角)。不过,并不限定于此,例如也可以是相对于垂直方向的角度等而进行各种变形。
[0041] 进而,在第一铲斗连杆122的中腹部中的设有支承销122-2的位置上设有用于对铲斗101和斗杆102所成的角度进行检测的铲斗角度传感器122-11。铲斗角度传感器122-11例如以斗杆102的长边方向为基准而对第一铲斗连杆122相对于该基准的旋转角进行检测。检测出的旋转角作为铲斗角度而向后述的控制器111 (参考图4)输入。控制器Ill根据所输入的斗杆角度和铲斗角度来算出铲斗101的朝向(铲斗朝向)。
[0042] 接着,将基于本实施方式的轮式装载机100所搭载的减震动作控制装置110的结构摘出而参考附图进行详细的说明。图4是表示基于本实施方式的减震动作控制装置110的概略结构的框图。如图4所示,减震动作控制装置110包括:控制器111 ;变速操作检测器112A ;减震功能开关112B ;斗杆操作杆操作量传感器112C ;铲斗操作杆操作量传感器112D ;车速传感器113 ;流体储蓄器114 ;包含切换阀115a及电磁比例控制(Electromagnetic Proportional Control:EPC)阀 115b 在内的阀系 115 ;先导压供给源116 ;蓄能器117 ;分别由管118-1及活塞杆118-3构成的一个以上的提升工作缸118 ;底压检测器119。在该结构中,流体储蓄器114、包含切换阀115a及EPC阀115b在内的阀系115及蓄能器117作为使提升工作缸118的振动降低的减震机构来发挥功能。需要说明的是,提升工作缸118经由操作阀140而连接有将工作油喷出的液压泵141及油罐142。提升工作缸118在通过对操作阀140进行操作而对工作油的供给及供给方向进行切换的作用下来进行伸缩。提升工作缸118和操作阀140之间通过主油路145来连接。从该主油路145分支出的分支油路146将蓄能器117及流体储蓄器114连接。另外,在分支油路146的中途设有切换阀115a。并且,蓄能器117经由分支油路146中的分支油路146a及主油路145中的底部侧的油路而与提升工作缸118连接。
[0043] 变速操作检测器112A设置在对轮式装载机100的变速装置进行操作的变速杆机构上,对该变速杆机构中的指示前进(F)-中立(N)-后退(R)、以及从一档速度至四档速度中的任一速度档的当前的操作位置进行检测,并将表示该当前的操作位置的变速操作信号向控制器111输出。减震功能开关112B是通过操作者来切换减震功能的有效化/无效化的开关,并将表示减震功能通过操作者被有效化(打开)还是被无效化(关闭)的减震功能SW信号向控制器111输出。斗杆操作杆操作量传感器112C对由操作者所操作的斗杆操作杆的操作角度(斗杆杆行程)进行检测,并将表示该斗杆杆行程量的斗杆杆行程信号向控制器111输出。铲斗操作杆操作量传感器112D对由操作者所操作的铲斗操作杆的操作角度(铲斗杆行程)进行检测,并将表示该铲斗杆行程量的铲斗杆行程信号向控制器111输出。另外,车速传感器113始终对轮式装载机100的当前的车速进行检测,并将表示该检测出的车速的车速信号向控制器111输出。底压检测器119对提升工作缸118的底部侧的液压(以下,称之为“斗杆底压”)进行检测,并将表示该检测出的斗杆底压的斗杆底压信号向控制器111输出。
[0044]控制器 111 例如由 CPU (Central Processing Unit:中央处理器)或 MPU (MicroProcessing Unit:微处理器)等信息处理装置构成,其根据所输入的变速操作信号、减震功能SW信号、斗杆杆行程信号、铲斗杆行程信号、车速信号及斗杆底压信号,来生成作为用于对阀系115中的EPC阀115b进行开闭的控制信号的减震驱动信号,并将该减震驱动信号向EPC阀115b输出。
[0045] 先导压供给源116供给对切换阀115a进行操作的液压。在先导压供给源116及切换阀115a之间连接有EPC阀115b。该EPC阀115b当被输入来自控制器111的“开”控制用的减震驱动信号时,使先导压供给源116与切换阀115a之间导通,并将来自先导压供给源116的加压流体(先导油)作为液压先导信号而向切换阀115a引导。另一方面,EPC阀115b当被输入来自控制器111的“闭”控制用的减震驱动信号时,将先导压供给源116与切换阀115a之间切断,阻止来自先导压供给源116的加压流体导向切换阀115a。另外,当将切换阀115a与流体储蓄器114连接时,切换阀115a借助设置在被施加液压先导信号的相反侧的弹簧的作用,将压力油向流体储蓄器114排出,并使其向图示中所压下的位置移动。
[0046] 切换阀115a是用于对提升工作缸118和蓄能器117的连结进行开闭的所谓先导动作阀,其根据经由EPC阀115b而输入的液压先导信号来控制提升工作缸118中的活塞杆118-3侧与流体储蓄器114之间的导通、以及提升工作缸118中的管118-1侧与蓄能器117之间的导通。例如在输入有液压先导信号(加压流体)的情况下,切换阀115a通过流入的加压流体而向使弹簧115c压缩的方向移动。其结果是,切换阀115a形成开状态,活塞杆118-3与流体储蓄器114之间及管118-1与蓄能器117之间分别导通。由此,提升工作缸118侧的工作油分别能够向流体储蓄器114及蓄能器117流出流入。这样,通过许可提升工作缸118侧的工作油向蓄能器117的流出流入,从而能够由蓄能器117来吸收在轮式装载机100的尤其是斗杆102上产生的振动。
[0047] 需要说明的是,流体储蓄器114是对作为向提升工作缸118或铲斗工作缸121传递驱动力的介质的工作油进行储备的油罐。另外,蓄能器117是作为管118-1侧的压力油的释放部位来发挥功能的蓄压器。
[0048] 在如上构成的轮式装载机100中,参考以下所示的表1对于图2所示的各作业状态(St = I~St = 3)间的转变条件进行详细的说明。表1是表示基于本实施方式的作业状态的转变条件的表格。
[0049]【表1】
[0051] 如表1所示,作业状态转变时所考虑的转变条件的参数中包括斗杆底压、斗杆角度、铲斗朝向及变速操作信号。[0052] 斗杆底压是由底压检测器119所检测的斗杆底压。在此,表I中,规定空载压力是在铲斗101未装载载荷的状态下所检测的斗杆底压。另外,规定冲击压力是在挖掘时铲斗101向堆积土 200突入的冲击所产生的压力。该规定冲击压力比规定空载压力充分高。另夕卜,斗杆底压伴随着向翻斗汽车300装入载荷时等的斗杆102的上升而上升,但规定冲击压力被设定为比基于该上升的最高压力更高的压力。
[0053] 如上所述,斗杆角度(姿态)是例如以车身前框架130侧的枢轴(枢轴销)作为起点时的斗杆102相对于水平面的仰角。在此,在表I中,规定角度是假定为不会保持在该斗杆角度以上的铲斗101高度而进行行驶的斗杆102的角度。该规定角度通常被设定为比水平高几十度(例如20度)的角度。
[0054] 如上所述,铲斗朝向是托盘状的铲斗101的开口所朝向的方向。另外,如上所述,变速操作信号是表示变速杆机构的当前的操作位置的信号。需要说明的是,变速杆机构对于变速装置而指示前进(F)-中立(N)-后退(R)、以及从一档速度至四档速度中的任一速度档,故在变速操作信号中混合有前进后退和速度档这两种信号。不过,本说明中前进且一档速度档(Fl)以外的速度档任意即可,故在需要的情况以外未提及速度档。
[0055] 在当前的作业状态为空载状态(当前的作业状态St = I)的情况下,轮式装载机100的作业状态以检测出规定冲击压力以上的斗杆底压为条件,而向挖掘作业中状态(转变目标作业状态St = 2)转变。另外,处于空载状态的轮式装载机100的作业状态以斗杆底压在规定空载压力以上且斗杆角度小于规定角度、或者斗杆底压在规定空载压力以上且铲斗朝向在水平以上为条件,而向载重状态(转变目标作业状态St = 3)转变。
[0056] 另外,在当前的作业状态为挖掘中作业状态(当前的作业状态St = 2)的情况下,轮式装载机100的作业状态以斗杆底压小于规定空载压力为条件,而向空载状态(转变目标作业状态St = I)转变。另外,挖掘中作业状态的轮式装载机100的作业状态以变速操作信号为表示前进的F信号以外为条件,而向载重状态(转变目标作业状态St = 3)转变。
[0057] 进而,在当前的作业状态为载重作业(当前的作业状态St = 3)的情况下,轮式装载机100的作业状态以检测出规定冲击压力以上的斗杆底压为条件,而向挖掘作业中状态(转变目标作业状态St = 2)转变。另外,作为载重状态的轮式装载机100的作业状态以斗杆角度在规定角度以上且铲斗朝向在水平以下、或者斗杆底压小于规定空载压力为条件,而向空载状态(转变目标作业状态St = I)转变。
[0058] 这样,在本实施方式中,控制器111根据由底压检测器119、斗杆角度传感器102-11、铲斗角度传感器122-11或变速操作检测器112A检测出的值和转变条件(表I),对是否是在铲斗101中装载有载荷的状态进行检测。
[0059] 接着,参考附图对基于本实施方式的控制器111的具体例进行详细的说明。图5是表示基于本实施方式的控制器111的具体例的概略示意图。
[0060] 如图5所示,从变速操作检测器112A向控制器111输入变速操作信号。从减震功能开关112B向控制器111输入表示减震功能通过操作者被有效化(打开)还是被无效化(关闭)的减震功能SW信号。从斗杆操作杆操作量传感器112C向控制器111输入斗杆杆行程信号。从铲斗操作杆操作量传感器112D向控制器111输入铲斗杆行程信号。除此以夕卜,向控制器111还输入:由底压检测器119检测出的表示斗杆底压的斗杆底压信号;由车速传感器113测量出的表示车速的车速信号;由斗杆角度传感器102-11检测出的表示斗杆角度的斗杆角度检测信号;由铲斗角度传感器122-11检测出的表示铲斗朝向的铲斗朝向检测信号。
[0061] 控制器111包括:对当前的作业状态进行检测的状态检测部IllA ;进行减震功能的打开/关闭、即将提升工作缸118与蓄能器117之间切换为连接状态(开)或者切断状态(闭)的切换阀115a的切换控制的切换阀控制部111B。状态检测部IllA根据向控制器111输入的信号中的变速操作信号、斗杆底压信号、斗杆角度检测信号及铲斗朝向检测信号,并按照上述表I检测当前的状态,并将检测结果向切换阀控制部IllB输出。
[0062] 基于状态检测部IllA的检测结果,而向切换阀控制部IllB输入斗杆角度检测信号、斗杆杆行程信号、铲斗杆行程信号、来自车速传感器113的车速信号、来自减震功能开关112B的减震功能SW信号。切换阀控制部IllB根据所输入的各种信号而生成对减震功能进行打开或者关闭的减震驱动信号,并将该减震驱动信号向用于对阀系115(参考图4)中的EPC阀115b进行开闭的圆筒形线圈输出。需要说明的是,所谓“减震功能打开”,是指向切换阀115a输出使先导压供给源116与切换阀115a之间导通那样的“开”控制用的减震驱动信号,所谓“减震功能关闭”,是指向切换阀115a输出“闭”控制用的减震驱动信号。
[0063] 接着,利用附图对于基于本实施方式的减震动作控制方法进行详细的说明。需要说明的是,在以下的说明中,着眼于控制器111的动作来说明。图6是表示基于本实施方式的减震动作控制方法的概略动作的流程图。本动作可以构成为,随着本实施方式中的作业用车辆的动力源(例如发动机)的起动而动作,只要无另外的停止指令,随着动力源的停止也停止本动作。
[0064] 如图6所示,控制器111首先判定在轮式装载机100上是否搭载有减震功能(步骤S101),若未搭载(步骤S101、否),则结束本动作,若搭载(步骤S101、是),则向下一步骤S102前进。需要说明的是,是否搭载有减震功能能够适用例如在未图示的存储器中预先登录的结构等各种结构。
[0065] 接着,控制器111判定减震功能开关112B是否打开(步骤S102),若未打开(步骤S102,否),则转向步骤S112,关闭减震功能。另一方面,在减震功能开关112B打开的情况下(步骤S102、是),向步骤S103前进。需要说明的是,步骤SlOl及步骤S102是基于实施方式(例如,未设有减震功能开关112B的作业用车辆)所设置的步骤。
[0066] 在步骤S103中,控制器111判定当前的速度档是否处于规定档(Fl)以外。轮式装载机100无论前进后退通常均适用二档以上的速度档而进行操作,前进且一档速度在进行挖掘作业时使用。在挖掘作业时,为了提高作业效率,切断减震机构可消除车身与作业机的相对运动而使效率提高。因而,在判定变速操作信号是否为前进且一档速度(Fl)以外而为“F1的情况下(步骤S103、否),转向步骤S112,关闭减震功能。另一方面,在当前的速度档为前进一档速度以外的情况下(步骤S103、是),为了对是否有效化减震机构进一步地进行判断,向下一步骤S104前进。
[0067] 在步骤S104中,控制器111判定车速是否为第一阈速度Va以上,在车速为第一阈速度Va以上的情况下(步骤S104、是),转向步骤S110。另一方面,在车速为小于第一阈速度Va的情况下(步骤S104、否),控制器111转向步骤S105。
[0068] 接着,在步骤S105中,控制器111判定车速是否为第二阈速度Vd以上,在车速为第二阈速度Vd以上的情况下(步骤S105、是),转向步骤S106。另一方面,在车速为比第二阈速度Vd小的情况下(步骤S105、否),控制器111转向步骤S107。
[0069] 在从步骤S105的“是”分支的步骤S106中,控制器111判定在进入了本步骤的时刻下的减震功能是否处于打开状态。在减震功能为打开状态的情况下(步骤S106、是),控制器111转向步骤S110。另一方面,在减震功能不为打开状态的情况下(步骤S106、否),控制器111转向步骤S107。
[0070] 上述的步骤S104、步骤S105及步骤S106根据基于车速的条件来进行是否打开减震功能的判断。在步骤S103中,如上所述,在轮式装载机100以低速操作的情况下,考虑优先作业,故车身与作业机(斗杆102和铲斗101等)的相对位置被固定时效率良好。另外,在速度的判定值为一个速度的情况下,当以该速度附近行驶时,若减震功能或打开或关闭,存在引发波动动作的可能性。为此,从具有滞后的观点考虑,具有两个阈速度。需要说明的是,第一阈速度Va是比第二阈速度Vd大的速度值。
[0071] 然后,关于在步骤S104、步骤S106的“是”的情况下分支的步骤S110,作为后述返回图6所示的主流程的说明。
[0072] 在步骤S107中,控制器111判定当前的作业状态是否处于载重状态(St = 3),在不是载重状态的情况下(步骤S107、否),转向步骤S112,关闭减震功能。另一方面,步骤S107的判定的结果是,在当前的作业状态为载重状态(St = 3)的情况下(步骤S107、是),控制器111向步骤S108前进。
[0073] 在步骤S108中,控制器111判定斗杆角度是否是规定的姿态即小于水平,在斗杆角度不为小于水平的情况下(步骤S108、否),转向步骤S112,关闭减震功能。另一方面,判定的结果是,在为小于水平的情况下(步骤S108、是),控制器111向用于对操作铲斗101的朝向的状态进行检查的步骤S109前进。即,控制器111判断是否根据由来自斗杆角度传感器102-11的检测值所求出的斗杆角度将斗杆102的姿态控制为规定的姿态(仰角在水平以上的姿态),在斗杆102被控制为规定的姿态的情况下,关闭减震功能。
[0074] 该步骤进行将减震功能打开是否能够稳定行驶的判断。在载重状态(St = 3)下,在铲斗收纳有重量物,故斗杆位于下方位置会使轮式装载机100的重心位置变低,能够稳定行驶。在这样的情况下,将减震功能打开。另一方面,在重心变高的情况下,将减震功能关闭。另外,在斗杆102上升至水平以上或者接近垂直状态的状态下,存在向翻斗汽车300的货箱装入载荷的操作。在这样的情况下,当减震功能处于打开状态时,铲斗位置变得不稳定,往往在接近翻斗汽车300上耗费规定以上的时间。也就是说,步骤S108实质上也是用于判定是否欲将铲斗101内的载荷装入翻斗汽车300的货箱的步骤。根据该步骤的判定结果使减震功能打开/关闭,从而能够防止例如斗杆102摇晃而使斗杆102或铲斗101与翻斗汽车300的货箱等接触等不良状况的发生。需要说明的是,对于本步骤的斗杆角度条件和表I所示的向载重状态(St = 3)的转变条件的斗杆角度条件而言,既可以相同也可以不同是不言而喻的,能够根据各自的目标来设定。
[0075] 然后,向步骤S109前进,控制器111根据操作铲斗101的朝向的铲斗杆行程信号来检测,判定该铲斗杆行程是否处于第一阈行程以上。该步骤S109的判定的结果是,在铲斗杆行程为小于第一阈行程的情况下(步骤S109、否),控制器111转向步骤S112,关闭减震功能。另一方面,判定的结果是,在铲斗杆行程为第一阈行程以上的情况下(步骤S109、是),控制器111向步骤SllO前进。[0076] 不过,铲斗杆行程信号以正的数值来表示倾斜方向的操作,以负的数值来表示卸载方向的操作,且设定为杆的操作量越多其绝对值越大。另外,将中立、即没有铲斗杆的操作的情况下的铲斗杆行程信号设为O。在此,第一阈行程被规定为任意的卸载方向的值(负数)。这是因为,容许进行调整所装入的货物的货物姿态的动作之际的较小的卸载及倾斜动作,而对铲斗101较大地被向卸载方向操作的情况进行判断。这样,通过使第一阈行程具有相对于中立的某种程度的边缘,从而作为对轮式装载机的操作人员是否欲将铲斗101内的载荷排出进行判定的阈值来发挥功能。
[0077] 需要说明的是,上述的步骤S108和步骤S109无需按照该顺序进行判定,也可以更换顺序。换而言之,可以说在伴随这两个步骤而向汽车300装入载荷的动作时,判断为将减震功能关闭,因此存在这样的变形例,即,还设有表示转向“装入状态”的开关来检查打开/关闭、或在表I所示的作业状态中设置“装入状态”以通过步骤S108和步骤S109的条件判断使状态转变等,由此统一在对是否处于装入状态进行判断的步骤中等。
[0078] 接着,在步骤SllO中,控制器111根据操作斗杆102的仰角(斗杆角度)的斗杆杆行程信号来检测,判定该斗杆杆行程是否处于第二阈行程以上。需要说明的是,对于本步骤而言,不仅仅是来自步骤109的路径,通过基于先前说明的步骤S104和步骤S106的判定而将减震功能打开的路径也可以进入。
[0079] 在由该步骤SllO中判断出的斗杆杆行程信号中,将没有操作的中立状态的信号设为0,使斗杆上升的操作由正的数值来表示,使斗杆下降的操作由负的数值来表示,且设定为杆的操作量越多其绝对值越大。并且,第二阈行程值被规定为负的数值。也就是说,该小于第二阈行程值这样的状态是指使斗杆大且急速下降的状态。
[0080] 在这样的动作中,为了使提升工作缸的底部侧的压力油快速地清除,而使底部侧的压力油接近大气压。由此,在减震功能为打开状态的情况下,使与底部侧相连的蓄能器117的压力下降至大气压附近。在这种状态下,考虑减震功能关闭之后,再形成打开状态。减震功能打开是向载重状态(St = 3)转变的情况,故在提升工作缸的底部侧具有能够耐受载重的重量的液压。对此,在减震功能打开时而蓄能器内的压力大致为O (大气压附近)的情况下,底部侧的压力油流入蓄能器,其结果是,引发暂时斗杆下降这样的现象。为了减小该下降现象而使卸载功能打开时不会给操作人员带来不快感,蓄能器117需要保持恒定的压力。对此,在步骤SllO中,若斗杆行程杆的操作信号小于第二阈行程值,则判断为斗杆急速下降的状态,形成减震功能关闭状态。由此,底部侧与蓄能器间的压力油的连通被阻止。不过,步骤SllO要求上述的功能,故在将底压检测器119的检测压力作为信号而该压力值在任意的阈值以下的情况下,也可以是将减震功能关闭的步骤。
[0081] 然后,步骤SllO的判定的结果是,在斗杆杆行程为小于第二阈行程的情况下(步骤S110、否),控制器111转向步骤S112,关闭减震功能。
[0082] 另一方面,步骤SllO的判定的结果是,在斗杆杆行程为第二阈行程以上的情况下(步骤S110、是),控制器111打开减震功能(步骤S111),之后,转向步骤S113。另外,当在步骤S112中关闭减震功能时,之后,控制器111转向步骤S113。
[0083] 在步骤S113中,控制器111判定是否输入基于未图示的键开关等的减震动作控制处理的结束指示(步骤S113),在输入了结束指示的情况下(步骤S113是),结束本减震动作控制处理。另一方面,在未输入结束指示的情况下(步骤S114的否),控制器111返回步骤S102,反复上述的步骤S102以后的处理。
[0084] 通过如上所述的动作,在本实施方式中,在作业状态为载重状态(St = 3)的情况下,无论车速如何,均将减震功能打开,因此,能够防止由于反向时在斗杆102等上产生的振动等而使铲斗101内的载荷下落或者行驶中的乘车舒适度降低的情况。另外,在本实施方式中,对应于斗杆102的角度(仰角)来关闭减震功能,故能够防止由于在向翻斗汽车300的货箱装入载荷等之际产生的斗杆102的振动等而使斗杆102或铲斗101向翻斗汽车300接触的情况。进而,在本实施方式中,在作业状态为载重状态(St = 3)以外的情况下(步骤S107、否),如果轮式装载机100以规定的速度(第一阈速度Va或者第二阈速度Vd)以上来行驶的话(步骤S104、是或者步骤S105、是),则使减震机构有效化,在为载重状态(St = 3)的情况下(步骤S107、是),即便是轮式装载机100以小于规定的速度(第一阈速度Va或者第二阈速度Vd)来行驶(步骤S104、否或者步骤S105、否),也使减震机构有效化。由此,能够可靠地根据挖掘作业或搬运作业等作业状态来使减震功能有效化/无效化。
[0085] 接着,以图1所示的装货作业作为具体例,参考附图对该装货作业的流程进行详细的说明。图7是用于说明图1所示的装货作业的流程的概略的图。图8是表示图7所示的行程中的各参数的变化的顺序图。
[0086] 如图7所示,在图1所示的装货作业中,轮式装载机100首先从起动位置A朝向堆积土 200正前方的挖掘位置B前进(图7(a))。在该行程中,如图8(a)所示,作业状态为空载状态(St = I),另外,轮式装载机100通过前进二档速度(F2)以上的变速用齿轮开始前进,然后,在时刻tl车速成为第一阈速度Va以上。轮式装载机100的控制器111以在时刻tl车速成为第一阈速度Va以上为条件,而打开减震功能。
[0087] 接着,轮式装载机100在挖掘位置B跟前处开始慢行(图7 (b))。在该行程中,如图8(b)所示,作业状态为空载状态(St = I)。另外,轮式装载机100从前进二档速度档(F2)以上的变速用齿轮在时刻t2成为前进一档速度档(Fl),因此,控制器111在该时刻t2关闭减震功能。然后,车速从第一阈速度Va以上的车速开始减速,进而,在时刻t3成为第二阈速度Vd以下的车速。需要说明的是,在图7(b)所示的行程中,轮式装载机100以在将铲斗101的朝向保持水平的同时使斗杆102下降并使铲斗101接地的状态慢行。
[0088] 接着,轮式装载机100到达挖掘位置B时,通过多次进行铲斗101的提起(切地)及倾斜,而通过铲斗101来挖掘堆积土 200并向铲斗101内装入砂土(图7(c))。在该行程中,如图8(c)所示,起初作业状态为空载状态(St = I),另外,轮式装载机100在使铲斗101接地的状态下,在时刻t4使铲斗101向堆积土 200突入。此时,斗杆底压在时刻t4急剧上升。控制器111对该斗杆底压的急剧上升进行检测,使作业状态从空载状态(St = I)向挖掘作业中状态(St = 2)转变(参考图1及表I)。之后,轮式装载机100边使斗杆角度逐渐上升(提起)边使铲斗101倾斜多次(使铲斗开口朝向上方),而向铲斗101内装入砂土。因而,此时的斗杆底压基于提起及倾斜而变化。
[0089] 接着,轮式装载机100以在铲斗101装载了砂土的状态进行后退,从而返回起动位置A附近(图7(d))。在该行程中,如图8(d)所示,作业状态为挖掘作业中状态(St = 2),另外,轮式装载机100在时刻t5使变速杆机构进入逆向(R),接着开始后退,之后,在起动位置A附近停止。此时,在时刻t6车速成为第一阈速度Va以上,之后,在时刻t7车速成为第二阈速度Vd以下。控制器111在时刻t5对变速杆机构进入逆向进行检测,使作业状态从挖掘作业中状态(St = 2)向载重状态(St = 3)转变(参考图1及表I)。另外,控制器111打开减震功能。不过,由于在时刻t7,车速即便成为第二阈速度Vd以下,作业状态也为载重状态(St = 3),故控制器111不使减震功能关闭(参考表I)。由此,能够降低在反向时斗杆102上产生的振动,其结果是,能够减少来自铲斗101的载重的下落或乘车舒适度的降低。
[0090] 接着,轮式装载机100边反向边前进,由此朝向翻斗汽车300中的货箱横向的排土位置C移动(图7(e)),接着,边驱动斗杆102而将铲斗101提起至目标的高度(例如翻斗汽车300的货箱以上的高度)边进行减速,由此移动至翻斗汽车300的货箱横向的排土位置C(图7(f))。在图7(e)所示的行程中,首先,如图8(e)所示,作业状态为载重状态(St= 3),另外,轮式装载机100通过前进二档(F2)以上的变速用齿轮开始前进,之后,在时刻t8车速成为第一阈速度Va以上。不过,在该时刻t8,减震功能已经打开,故控制器111维持该打开状态。接着,在图7(f)所示的行程中,如图8(f)所示,轮式装载机100仍以前进二档以上的变速用齿轮开始减速并且使斗杆102提起,之后,在时刻t9斗杆102的角度成为水平以上。控制器111以在时刻t9斗杆的角度成为水平以上为条件,而关闭减震功能。由此,斗杆102形成相对于轮式装载机100的车身不易振动的状态,因此,能够防止由于轮式装载机100接近翻斗汽车300之际在斗杆102上产生的振动而使斗杆102或铲斗101与翻斗汽车300接触。需要说明的是,在之后的时刻tlO车速成为第二阈值速度Vd以下,但在该时刻tlO减震功能已经关闭。
[0091] 接着,轮式装载机100在排土位置C处将铲斗101卸载,由此将铲斗101内的砂土向翻斗汽车300的货箱内排出(图7(g))。在该行程中,如图8(g)所示,起初作业状态为载重状态(St = 3),之后,将铲斗101内的砂土逐渐排出,由此在时刻til斗杆底压成为阈压Tp以下。控制器111对斗杆底压成为阈压Tp以下进行检测,使作业状态从载重状态(St =3)向空载状态(St = I)转变。
[0092] 接着,轮式装载机100开始自排土位置C的后退,并且驱动斗杆102而进行铲斗101的下降及倾斜(图7(h))。在该行程中,如图8(h)所示,作业状态为空载状态(St =I),另外,轮式装载机100开始后退,之后,在时刻tl2车速成为第一阈速度Va以上。控制器111以在时刻tl2车速成为第一阈速度Va以上为条件,而打开减震功能。不过,在时刻tl2的以前,斗杆角度在规定角度(例如20° )以下。
[0093] 接着,轮式装载机100在起动位置A附近开始减速,之后,在起动位置A停止(图7(i))。在该行程中,如图8(i)所示,作业状态为空载状态(St = I),另外,轮式装载机100开始减速后,在时刻tl3车速成为第二阈速度Vd以下。控制器111以在时刻tl3车速成为第二阈速度Vd以下为条件,而关闭减震功能。
[0094] 经过以上的行程,完成一个循环的挖掘及排土作业(装货作业)。轮式装载机100反复一次以上的该循环,从而将目标量的砂土装入翻斗汽车300的货箱中。
[0095] 需要说明的是,在上述的实施方式中,切换阀控制部IllB在状态检测部IllA检测到为载重状态以外的情况下也使减震功能打开,但不局限于此,在状态检测部IllA检测到为载重状态的情况下,也都可以将减震功能打开。
[0096] 另外,上述实施方式及其变形例只不过是用于实施本发明的例子,本发明并不局限于这些例子,根据规格等进行各种变形也都在本发明的范围内,进而,在本发明的范围内,根据上述记载能够进行其他的各种实施方式也是显而易见的。例如,对于各实施方式适当例示出的变形例对于其他的实施方式也能够适用是自不待言的。
[0097] 例如,在上述的实施方式中,作为作业用车辆以轮式装载机为例,但本发明不限定于此,例如对于翻斗转向装载机或液压铲土机等各种作业用车辆也能够适用。另外,在上述实施方式中,以搭载有将工作油作为来自动力源的驱动力的传递介质而采用的液压系统的作业用车辆(轮式装载机100)为例进行了说明,但不限定于此,在搭载有将水或其他的液体作为驱动力的传递介质而采用的液压系统的作业用车辆中也能够适用本发明。
[0098]【符号说明】
[0099] 100轮式装载机
[0100] 101 铲斗
[0101] 102 斗杆
[0102] 118-1U21-1 管
[0103] 118-3、121-3 活塞杆
[0104] 102-11斗杆角度传感器
[0105] 103 前轮
[0106] 110减震动作控制装置
[0107] 111控制器
[0108] IllA状态检测部
[0109] IllB切换阀控制部
[0110] 112A变速操作检测器
[0111] 112B减震功能开关
[0112] 112C斗杆操作杆操作量传感器
[0113] 112D铲斗操作杆操作量传感器
[0114] 113车速传感器
[0115] 114流体储蓄器
[0116] 115 阀系
[0117] 115-1圆筒形线圈
[0118] 115a 切换阀
[0119] 115b EPC 阀
[0120] 116先导压供给源
[0121] 117蓄能器
[0122] 118提升工作缸
[0123] 119底压检测器
[0124] 120变速器
[0125] 121铲斗工作缸
[0126] 122第一铲斗连杆
[0127] 122-1、122-3 连杆销
[0128] 122-2 支承销
[0129] 122-11铲斗角度传感器[0130] 123支承构件
[0131] 124第二铲斗连杆
[0132] 130车身前框架
[0133] 140操作阀
[0134] 141液压泵
[0135] 145主油路
[0136] 146、146a 分支油路
[0137] 200 堆积土
[0138] 300翻斗汽车
[0139] A起动位置
[0140] B挖掘位置
[0141] C排土位置