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JP2001271387A - Operating machine control device for excavator-loader - Google Patents

Operating machine control device for excavator-loader

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Publication number
JP2001271387A
JP2001271387A JP2000085446A JP2000085446A JP2001271387A JP 2001271387 A JP2001271387 A JP 2001271387A JP 2000085446 A JP2000085446 A JP 2000085446A JP 2000085446 A JP2000085446 A JP 2000085446A JP 2001271387 A JP2001271387 A JP 2001271387A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
boom
bucket
operation amount
excavation
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2000085446A
Other languages
Japanese (ja)
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JP4111415B2 (en
Inventor
Masanori Ikari
政典 碇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
Priority to JP2000085446A priority Critical patent/JP4111415B2/en
Priority to US09/814,099 priority patent/US7076354B2/en
Priority to KR1020010015184A priority patent/KR100676291B1/en
Publication of JP2001271387A publication Critical patent/JP2001271387A/en
Priority to US11/353,095 priority patent/US7209820B2/en
Priority to US11/353,096 priority patent/US7289896B2/en
Priority to US11/353,166 priority patent/US7392125B2/en
Application granted granted Critical
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  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an operating machine control device for an excavator- loader which always determines the start of an excavation control at appropriate timing. SOLUTION: The device has an excavation state detecting means for detecting the state of excavation of a vehicle. A controller has a load determining part which determines whether or not the vehicle is in the course of excavation, on the basis of a detected amount inputted from the excavation state detecting means, and an automated excavation control means which sets an instruction value of automated excavation on the basis of the determination of the load determining part and outputs it to each control valve. When a boom lever is operated and the load determining part determines that the vehicle is in the course of excavation, the automated excavation control means determines the start of the automated excavation.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、車両前部に作業機
を有する掘削積込機械の作業機制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a working machine control device for an excavating and loading machine having a working machine at a front portion of a vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術】掘削積込を行う建設機械として、車体の
前部にバケットを有して、主として破砕された岩石や土
砂等の積載物をバケットにより掘削してダンプトラック
等に積み込む作業を行なうホイールローダがある。図9
にホイールローダの側面図を示す。図9において、ホイ
ールローダ1は、走行自在な車体2の前部に昇降自在に
取着したブーム3と、ブーム3の先端部に上下方向に回
動自在に枢着されたバケット4とを有する作業機5を備
えている。ブーム3及びバケット4の操作は、車体2上
に搭載された運転室7内に設けられた、それぞれの操作
レバー(図示せず)によって行なわれる。積載物6を掘
削してバケット4に積み込む際には、積載物6の山に車
両を前進させながら、ブーム操作とバケット操作とを交
互に行なっている。なお、バケット操作において、バケ
ット4をピン8を中心にして図9において時計回り方向
に回転させることをチルトさせるという。
2. Description of the Related Art As a construction machine for digging and loading, a bucket is provided at a front portion of a vehicle body, and a work such as crushed rock or earth and sand is mainly digged by a bucket and loaded on a dump truck or the like. There is a wheel loader. FIG.
Shows a side view of the wheel loader. In FIG. 9, the wheel loader 1 has a boom 3 attached to a front portion of a movable vehicle body 2 so as to be able to move up and down, and a bucket 4 pivotally attached to a tip end of the boom 3 so as to be vertically rotatable. A work machine 5 is provided. The operation of the boom 3 and the bucket 4 is performed by respective operation levers (not shown) provided in a cab 7 mounted on the vehicle body 2. When the load 6 is excavated and loaded into the bucket 4, the boom operation and the bucket operation are performed alternately while the vehicle moves forward on the pile of the load 6. In the bucket operation, rotating the bucket 4 clockwise in FIG. 9 about the pin 8 is referred to as tilting.

【0003】このような掘削作業の際に、ブーム3のブ
ーム角度の変化に応じてバケット4のバケット角度を半
自動的に制御し、作業能率を向上させる技術があり、こ
の技術は、本願の出願人と同一出願人が出願した特願平
10−288859号に示されている。同号によれば、
掘削時のブーム角度に対するバケット角度の関係を予め
記憶しておき、オペレータから制御開始信号が入力され
たときから、オペレータの操作するブーム角度に対して
バケット角度を記憶した関係になるように制御してい
る。即ち、バケット角度検出器の検出量が記憶した目標
とするバケット角度になるようにバケット角度を制御し
ている。
[0003] In such excavation work, there is a technique for semi-automatically controlling the bucket angle of the bucket 4 in accordance with a change in the boom angle of the boom 3 to improve the work efficiency. This is shown in Japanese Patent Application No. 10-288859 filed by the same applicant as the present invention. According to the same issue,
The relationship between the bucket angle and the boom angle at the time of excavation is stored in advance, and control is performed so that the relationship between the bucket angle and the boom angle operated by the operator is stored from the time when the control start signal is input from the operator. ing. That is, the bucket angle is controlled so that the detected amount of the bucket angle detector becomes the stored target bucket angle.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術には、次のような問題がある。従来技術によれ
ば、オペレータが制御開始を決定するようにしており、
熟練したオペレータならばこの制御開始時期を適切に判
断して掘削作業の効率を向上させることができる。しか
しながら、熟練度の低いオペレータによれば、掘削開始
時期を適切に判断することが困難で、制御開始時期の判
断が適切でないため作業効率が向上しなかったり、かえ
って制御によって作業効率が低下するという問題があ
る。
However, the prior art has the following problems. According to the prior art, the operator decides to start control,
A skilled operator can appropriately determine the control start timing and improve the efficiency of excavation work. However, according to an operator with low skill, it is difficult to appropriately determine the excavation start time, and the work efficiency is not improved because the determination of the control start time is not appropriate, or the work efficiency is reduced by the control. There's a problem.

【0005】本発明は、上記の問題に着目してなされた
ものであり、常に適切なタイミングで掘削制御の開始を
判断する掘削積込機械の作業機制御装置を提供すること
を目的としている。
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a work machine control device for an excavation loading machine that always determines the start of excavation control at an appropriate timing.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、第1発明はブームのリフトを制御
するブームシリンダと、ブームシリンダの伸縮を制御す
るブーム制御弁と、ブームシリンダの伸縮速度を指令す
るブームレバーと、ブームレバーの操作量を検出するブ
ームレバー操作量検出器と、バケットのチルトを制御す
るバケットシリンダと、バケットシリンダの伸縮を制御
するバケット制御弁と、バケットシリンダの伸縮速度を
指令するバケットレバーと、バケットレバーの操作量を
検出するバケットレバー操作量検出器と、ブームレバー
操作量検出器から入力されるブームレバー操作量に基づ
きブーム制御指令値をブーム制御弁に出力し、バケット
レバー操作量検出器から入力されるバケットレバー操作
量に基づきバケット制御指令値をバケット制御弁に出力
するコントローラとを備えた掘削積込機械の作業機制御
装置において、車両の掘削状態を検出する掘削状態検出
手段を有し、コントローラは、掘削状態検出手段から入
力される検出量に基づいて車両が掘削中であるか否かを
判断する負荷判断部と、前記負荷判断部の判断に基づい
て各制御弁への自動掘削指令値を設定し出力する自動掘
削制御手段とを有し、ブームレバーが操作され、かつ車
両が掘削中であると前記負荷判断部が判断したとき、自
動掘削制御手段が自動掘削開始を判断する構成としてい
る。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a boom cylinder for controlling a boom lift, a boom control valve for controlling expansion and contraction of the boom cylinder, and a boom cylinder. Boom lever that commands the expansion / contraction speed of the boom lever, a boom lever operation amount detector that detects the operation amount of the boom lever, a bucket cylinder that controls the tilt of the bucket, a bucket control valve that controls the expansion / contraction of the bucket cylinder, and a bucket cylinder Lever for instructing the expansion / contraction speed of the bucket, a bucket lever operation amount detector for detecting the operation amount of the bucket lever, and a boom control command value based on the boom lever operation amount input from the boom lever operation amount detector Output from the bucket lever operation amount detector and the bucket based on the bucket lever operation amount input from the bucket lever operation amount detector. A work machine control device for a digging and loading machine, comprising: a controller that outputs a control command value to a bucket control valve; and a digging state detecting unit that detects a digging state of the vehicle. A load determining unit that determines whether the vehicle is excavating based on the detected amount, and an automatic excavation control that sets and outputs an automatic excavation command value to each control valve based on the determination of the load determining unit. Means, and when the load determining unit determines that the boom lever is operated and the vehicle is excavating, the automatic excavation control means determines the start of automatic excavation.

【0007】第1発明によれば、負荷判断部がバケット
から車両に作用する負荷が所定値以上と判断し、かつオ
ペレータがブームレバーを操作したときに自動掘削を開
始させる。熟練オペレータが掘削開始時に行う「ブーム
レバーを操作してバケットを上昇させる」という操作パ
ターンを制御フローに織り込み、この動作があったとき
に掘削開始したときと判断しているので、常に確実に掘
削開始のタイミングを検出できる。
According to the first aspect, the load judging section judges that the load acting on the vehicle from the bucket is equal to or greater than a predetermined value, and starts automatic excavation when the operator operates the boom lever. The operation pattern of "operating the boom lever to raise the bucket" performed by the skilled operator at the start of the excavation is incorporated into the control flow, and it is determined that the excavation has started when this operation is performed. Start timing can be detected.

【0008】第2発明は、第1発明の掘削積込機械の作
業機制御装置に基づいて、掘削状態検出手段は、車速を
検出する車速検出器及びエンジン回転速度を検出するエ
ンジン回転速度検出器とし、負荷判断部は、車速がエン
ジン回転速度に関する所定のカーブで示す値以下のとき
に車両が掘削中であると判断する構成としている。
A second invention is based on the work equipment control device for an excavator loading machine according to the first invention, wherein the excavation state detecting means includes a vehicle speed detector for detecting a vehicle speed and an engine speed detector for detecting an engine speed. The load determination unit is configured to determine that the vehicle is being excavated when the vehicle speed is equal to or less than a value indicated by a predetermined curve related to the engine rotation speed.

【0009】第2発明によれば、車速がエンジン回転速
度に応じた所定のカーブで示す値以下のときは、車両へ
の負荷が大きくて車速が大きくならない、即ち掘削中で
あると判断する。所定のカーブは、熟練オペレータによ
る掘削時に掘削中の車速データを収集して設定したカー
ブであるので、確実に掘削中であることを判断できる。
According to the second aspect, when the vehicle speed is equal to or less than the value indicated by the predetermined curve corresponding to the engine speed, it is determined that the load on the vehicle is large and the vehicle speed does not increase, that is, it is determined that the vehicle is being excavated. Since the predetermined curve is a curve set by collecting vehicle speed data during excavation at the time of excavation by a skilled operator, it is possible to reliably determine that excavation is in progress.

【0010】第3発明は、第1発明の掘削積込機械の作
業機制御装置に基づいて、掘削状態検出手段は、アクセ
ルペダル操作量を検出するアクセルペダル操作量検出器
及びエンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出
器とし、負荷判断部は、アクセルペダル操作量が所定操
作量以上、かつエンジン回転速度が所定回転速度以下の
ときに車両が掘削中であると判断する構成としている。
According to a third aspect of the present invention, the excavation state detecting means detects an accelerator pedal operation amount detector for detecting an accelerator pedal operation amount and an engine rotation speed based on the work equipment control device for an excavator loading machine of the first invention. The load determining unit determines that the vehicle is excavating when the accelerator pedal operation amount is equal to or more than a predetermined operation amount and the engine rotation speed is equal to or less than the predetermined rotation speed.

【0011】第3発明によれば、アクセルペダル操作量
が所定操作量以上、かつエンジン回転速度が所定回転速
度以下のときは、アクセルペダルを踏み込んでいるにも
拘らず車両への負荷が大きくてエンジン回転速度が大き
くならない、即ち車両が掘削中であると判断する。所定
操作量及び所定回転速度は、熟練オペレータによる掘削
中のアクセルペダル操作量データ及びエンジン回転速度
データを収集して設定した値であるので、確実に掘削中
であることを判断できる。
According to the third aspect, when the accelerator pedal operation amount is equal to or greater than the predetermined operation amount and the engine speed is equal to or lower than the predetermined rotation speed, the load on the vehicle is large even though the accelerator pedal is depressed. It is determined that the engine speed does not increase, that is, the vehicle is being excavated. Since the predetermined operation amount and the predetermined rotation speed are values set by collecting accelerator pedal operation amount data and engine rotation speed data during excavation by a skilled operator, it is possible to reliably determine that excavation is being performed.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、図を参照しながら、本発明
に係る実施形態を詳細に説明する。まず、図1,2,3
により第1実施形態を説明する。図1にホイールローダ
1の作業機5の側面図を示す。ブーム3の基端部は車体
2にピン7により回動自在に取着され、車体2とブーム
3はブームシリンダ10により連結されている。ブーム
シリンダ10を伸長するとブーム3はピン7を中心とし
て回動して上昇し、縮小すると下降する。また、ブーム
3の先端部にはバケット4がピン8により回動自在に取
着され、バケット4とブーム3はリンク9を介してバケ
ットシリンダ11により連結されている。バケットシリ
ンダ11を伸長するとバケット4はチルトし、縮小する
とダンプする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, FIGS.
The first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a side view of the working machine 5 of the wheel loader 1. The base end of the boom 3 is rotatably attached to the vehicle body 2 by a pin 7, and the vehicle body 2 and the boom 3 are connected by a boom cylinder 10. When the boom cylinder 10 is extended, the boom 3 rotates around the pin 7 and rises, and when it contracts, it descends. A bucket 4 is rotatably attached to the tip of the boom 3 by a pin 8, and the bucket 4 and the boom 3 are connected by a bucket cylinder 11 via a link 9. The bucket 4 tilts when the bucket cylinder 11 is extended, and dumps when the bucket cylinder 11 is contracted.

【0013】上記のような作業機5において、ブーム角
度θmは、ピン7とピン8とを結ぶ線A−Aと、ピン7
を通る鉛直線B−Bとの成す角度θmで表される。ブー
ム3の基端部のピン7部にブーム角度θmを検出するブ
ーム角度検出器40が取着されている。ブーム角度θm
は、鉛直線B−Bをゼロ度としてピン7を中心にして図
1の時計回り方向を正の角度として検出する。また、バ
ケットシリンダ11には、バケットシリンダ11のスト
ロークエンドを検出するストロークエンド検出器46が
取着されている。図2に、本実施形態の自動掘削制御装
置の制御系統図を示す。作業機油圧ポンプ12の吐出回
路16上に介装された油圧パイロット式のブーム制御弁
13とバケット制御弁14とは、それぞれブームシリン
ダ10とバケットシリンダ11とに接続され、タンデム
回路を構成している。ブーム制御弁13はA(ブーム上
昇)位置、B(中立)位置、C(ブーム下降)位置、D
(浮き)位置を有する4位置切換弁であり、バケット制
御弁14はE(チルト)位置、F(中立)位置、G(ダ
ンプ)位置を有する3位置切換弁である。
In the working machine 5 as described above, the boom angle θm is determined by the line AA connecting the pin 7 and the pin 8 and the pin 7
Is formed by an angle θm formed with a vertical line BB passing through. A boom angle detector 40 for detecting a boom angle θm is attached to a pin 7 at the base end of the boom 3. Boom angle θm
Detects the clockwise direction in FIG. 1 around the pin 7 as a positive angle with the vertical line BB as zero degree. Further, a stroke end detector 46 for detecting a stroke end of the bucket cylinder 11 is attached to the bucket cylinder 11. FIG. 2 shows a control system diagram of the automatic excavation control device of the present embodiment. A hydraulic pilot type boom control valve 13 and a bucket control valve 14 interposed on the discharge circuit 16 of the working machine hydraulic pump 12 are connected to the boom cylinder 10 and the bucket cylinder 11, respectively, to form a tandem circuit. I have. The boom control valve 13 has an A (boom up) position, a B (neutral) position, a C (boom down) position,
The bucket control valve 14 is a three-position switching valve having an E (tilt) position, an F (neutral) position, and a G (dump) position.

【0014】ブーム制御弁13及びバケット制御弁14
のパイロット受圧部は、それぞれ電磁比例指令弁20を
介してパイロットポンプ15と接続されている。電磁比
例指令弁20は、ブーム下げ指令弁21、ブーム上げ指
令弁22、バケットダンプ指令弁23及びバケットチル
ト指令弁24により構成されている。ブーム下げ指令弁
21及びブーム上げ指令弁22は、ブーム制御弁13の
各パイロット受圧部に接続され、バケットダンプ指令弁
23及びバケットチルト指令弁24は、バケット制御弁
14の各パイロット受圧部に接続されている。また、各
指令弁21,22,23,24のソレノイド指令部に
は、コントローラ25からそれぞれの指令信号が入力さ
れている。
Boom control valve 13 and bucket control valve 14
Are connected to a pilot pump 15 via an electromagnetic proportional command valve 20, respectively. The electromagnetic proportional command valve 20 includes a boom lowering command valve 21, a boom raising command valve 22, a bucket dump command valve 23, and a bucket tilt command valve 24. The boom lowering command valve 21 and the boom raising command valve 22 are connected to each pilot pressure receiving portion of the boom control valve 13, and the bucket dump command valve 23 and the bucket tilt command valve 24 are connected to each pilot pressure receiving portion of the bucket control valve 14. Have been. Further, respective command signals from the controller 25 are input to the solenoid command portions of the respective command valves 21, 22, 23 and 24.

【0015】ブームレバー30には、ブームレバー操作
量Emを検出するブームレバー操作量検出器31が取着
され、またバケットレバー32には、バケットレバー操
作量Etを検出するバケットレバー操作量検出器33が
取着されており、それぞれの検出信号はコントローラ2
5に入力されている。また、コントローラ25には、ブ
ーム角度検出器40からのブーム角度θm、エンジン回
転速度検出器43からエンジン回転速度Ne及び車速検
出器44からの車速Vがそれぞれ入力されている。な
お、エンジン回転速度検出器43及び車速検出器44
は、車両の掘削状態を検出する手段である。
A boom lever operation amount detector 31 for detecting a boom lever operation amount Em is attached to the boom lever 30, and a bucket lever operation amount detector for detecting a bucket lever operation amount Et is mounted on the bucket lever 32. 33 are attached, and each detection signal is sent to the controller 2
5 has been entered. The controller 25 receives the boom angle θm from the boom angle detector 40, the engine speed Ne from the engine speed detector 43, and the vehicle speed V from the vehicle speed detector 44, respectively. The engine speed detector 43 and the vehicle speed detector 44
Is means for detecting the excavation state of the vehicle.

【0016】運転室側部の図示しない操作パネルには、
オペレータが操作する自動掘削制御を行なうか否かを設
定するオートチルト設定スイッチ36が設けられてお
り、オートチルト設定スイッチ36から出力されるオー
トチルト信号Caは、コントローラ25に入力されてい
る。なお、オートチルト信号Caは、オペレータがオン
操作したときにオン信号「1」を出力する。なお、オン
操作しないときには、オフ信号「0」を出力する。バケ
ットレバー32には、変速レバー(図示せず)を操作す
ることなく前進2速から前進1速に変速可能なキックダ
ウンスイッチ35が設けられている。オペレータがオン
操作したときにキックダウン信号Ckはオン信号「1」
をコントローラ25に出力すると共に、図示しない変速
制御装置に指令して前進1速に変速する。なお、オン操
作しないときには、キックダウン信号Ckはオフ信号
「0」を出力する。ストロークエンド検出器46から、
ストロークエンド信号Ceがコントローラ25に入力さ
れていて、バケットシリンダ11のストロークがストロ
ークエンドまでの所定距離(例えば5mm)に達したと
きに、ストロークエンド信号Ceはオン信号の「1」を出
力する。所定距離に達しないときにはオフ信号「0」を
出力する。
An operation panel (not shown) on the side of the cab includes:
An auto tilt setting switch 36 for setting whether or not to perform automatic excavation control operated by an operator is provided. An auto tilt signal Ca output from the auto tilt setting switch 36 is input to the controller 25. The auto tilt signal Ca outputs an ON signal “1” when the operator performs an ON operation. When the on operation is not performed, an off signal “0” is output. The bucket lever 32 is provided with a kick-down switch 35 capable of shifting from the second forward speed to the first forward speed without operating a shift lever (not shown). When the operator turns on the kick down signal Ck, the kick down signal Ck turns on the signal “1”.
Is output to the controller 25 and a shift control device (not shown) is instructed to shift to the first forward speed. When the on operation is not performed, the kick down signal Ck outputs the off signal “0”. From the stroke end detector 46,
When the stroke end signal Ce is input to the controller 25 and the stroke of the bucket cylinder 11 reaches a predetermined distance (for example, 5 mm) to the stroke end, the stroke end signal Ce outputs an ON signal “1”. When the distance does not reach the predetermined distance, an off signal “0” is output.

【0017】また、オペレータが前後進を指令する前後
進レバー(図示せず)の近傍に前後進検出器47が取着
され、前後進検出器47から前進信号Cfが、コントロ
ーラ25に入力されている。前進信号Cfは、前進時に
オン信号「1」を出力する。なお、ニュートラル時及び
後進時には、オフ信号「0」を出力する。さらに、オペ
レータが操作し、土質、作業条件等から最適の掘削モー
ドを選択するモード選択釦42が、運転室側部の図示し
ない操作パネルに配設されている。オペレータは、積載
物6が柔らかくて掘削抵抗が小さいときにオフ信号
「0」、硬くて掘削抵抗が大きいときにオン信号「1」
の選択信号Ccをモード選択釦42から入力し、選択信
号Ccは、コントローラ25に入力されている。
Further, a forward / backward detector 47 is attached near a forward / backward lever (not shown) for instructing forward / backward movement by the operator, and a forward signal Cf is input to the controller 25 from the forward / backward detector 47. I have. The forward signal Cf outputs an ON signal “1” during forward travel. Note that an off signal “0” is output during neutral and reverse travel. Further, a mode selection button 42 operated by an operator to select an optimum excavation mode from soil properties, work conditions, and the like is provided on an operation panel (not shown) on the side of the driver's cab. The operator gives the off signal “0” when the load 6 is soft and the excavation resistance is small, and turns on the signal “1” when the load 6 is hard and the excavation resistance is large.
Is input from the mode selection button 42, and the selection signal Cc is input to the controller 25.

【0018】次に、図2に基づいてオートチルト設定ス
イッチ36をオン操作しないで通常運転する場合の作動
を説明する。オペレータがブームレバー30又はバケッ
トレバー32を操作すると、コントローラ25には、ブ
ームレバー操作量検出器31及びバケットレバー操作量
検出器33からブームレバー操作量Em及びバケットレ
バー操作量Etが入力され、コントローラ25は、この
操作量信号に応じた作業機速度制御指令を各指令弁2
1,22,23,24に出力する。各指令弁21,2
2,23,24は、この作業機速度制御指令の大きさに
応じた圧力の各パイロット油圧を、対応するブーム制御
弁13又はバケット制御弁14のパイロット受圧部に出
力する。これによって、ブームシリンダ10又はバケッ
トシリンダ11は、それぞれのパイロット油圧に応じた
速度で対応する方向に作動する。
Next, the operation in the case of normal operation without turning on the automatic tilt setting switch 36 will be described with reference to FIG. When the operator operates the boom lever 30 or the bucket lever 32, the controller 25 receives the boom lever operation amount Em and the bucket lever operation amount Et from the boom lever operation amount detector 31 and the bucket lever operation amount detector 33, and outputs the controller 25 Reference numeral 25 designates a work machine speed control command corresponding to the operation amount signal to each command valve 2.
1, 22, 23 and 24. Each command valve 21, 2
2, 23 and 24 output the respective pilot hydraulic pressures corresponding to the magnitude of the work machine speed control command to the corresponding pilot pressure receiving portion of the boom control valve 13 or the bucket control valve 14. Thereby, the boom cylinder 10 or the bucket cylinder 11 operates in a corresponding direction at a speed corresponding to the respective pilot oil pressure.

【0019】次に、コントローラ25の図3,5に示す
制御フローチャート及び図4に示す掘削領域説明図によ
り、本実施形態に係る自動掘削制御装置の作動を説明す
る。なお、制御フローチャートの各処理のステップ番号
をSを付して表わし、S1〜S6を図3に、S7〜S1
5を図5にそれぞれ示す。S1にて、(1)オートチル
ト信号Caがオン信号「1」、(2)前進信号Cfがオン
信号「1」、(3)ブーム角度θmが所定のブーム角度下
限値θm1よりも小さい、(4)キックダウン信号Ck
がオン信号「1」、(5)ブームレバー操作量Emが所
定のブームレバー操作量下限値Em1よりも大きい、の
5項目を全て満足するときはS2の処理に移る。5項目
の内1項目でも満足しないときには、S1の処理を繰り
返す。なお、ブームレバー操作量Emがブームレバー操
作量下限値Em1以下のときには制御弁への指令値はゼ
ロ値であり、ブームレバー操作量下限値Em1より大き
く所定のブームレバー操作量上限値Em2よりも小さい
ときには、操作量に応じてブーム指令弁21,22への
制御指令値は大きくなり、ブームレバー操作量上限値E
m2以上のときには、ブーム指令弁21,22への制御
指令値はブームレバー操作量上限値Em2のときの制御
指令値を保持する。
Next, the operation of the automatic excavation control device according to this embodiment will be described with reference to the control flowchart of the controller 25 shown in FIGS. 3 and 5 and the excavation area explanatory diagram shown in FIG. Note that the step numbers of the respective processes in the control flowchart are denoted with S, and S1 to S6 are shown in FIG.
5 are shown in FIG. At S1, (1) the auto-tilt signal Ca is the ON signal “1”, (2) the forward signal Cf is the ON signal “1”, and (3) the boom angle θm is smaller than a predetermined boom angle lower limit θm1, ( 4) Kickdown signal Ck
Is satisfied, the process proceeds to step S2 if all of the following items are satisfied: ON signal "1", (5) boom lever operation amount Em is greater than predetermined boom lever operation amount lower limit value Em1. If at least one of the five items is not satisfied, the process of S1 is repeated. When the boom lever operation amount Em is equal to or less than the boom lever operation amount lower limit value Em1, the command value to the control valve is zero, and is larger than the boom lever operation amount lower limit value Em1 and is larger than a predetermined boom lever operation amount upper limit value Em2. When it is small, the control command value to the boom command valves 21 and 22 increases according to the operation amount, and the boom lever operation amount upper limit E
When m2 or more, the control command value to the boom command valves 21 and 22 holds the control command value at the time of the boom lever operation amount upper limit value Em2.

【0020】S2にて、車速Vが所定のエンジン係数k
にエンジン回転速度Neとの積よりも小さいか否かを判
断する。エンジン係数kは、図4に示すように、車速V
が前記積よりも小さいときには掘削中であり、車速Vが
前記積以上のときには掘削中ではないことを区別する直
線の勾配である。なお、エンジン係数kは、熟練オペレ
ータによる掘削時に掘削中の車速データを収集して設定
した値である。車速Vが前記積よりも小さいときにはS
3の処理に移り、前記積以上のときにはS2の繰り返
す。なお、S2を負荷第1判断部48と呼ぶ。S3に
て、ブームレバー操作量Emがブームレバー操作量上限
値Em2よりも大きいか否かを判断する。大きいときに
はS4の処理に移り、ブームレバー操作量上限値Em2
以下のときにはS7の処理に移る。S4にて、ブーム角
速度θmdがゼロ値か否かを判断し、ゼロ値のときには
S7の処理に移り、ゼロ値でないならばS6の処理に移
る。
At S2, the vehicle speed V is increased to a predetermined engine coefficient k.
Is smaller than the product of the engine speed Ne and the engine speed Ne. The engine coefficient k is, as shown in FIG.
Is smaller than the above-mentioned product, it is under excavation, and when the vehicle speed V is not less than the product, it is a slope of a straight line that distinguishes that it is not under excavation. The engine coefficient k is a value set by collecting vehicle speed data during excavation at the time of excavation by a skilled operator. When the vehicle speed V is smaller than the above product, S
The process moves to the process of step S3. If the product is equal to or larger than the product, S2 is repeated. Note that S2 is referred to as a load first determination unit 48. In S3, it is determined whether the boom lever operation amount Em is larger than the boom lever operation amount upper limit Em2. If it is larger, the process proceeds to S4, where the boom lever operation amount upper limit value Em2
In the following cases, the process proceeds to S7. In S4, it is determined whether or not the boom angular velocity θmd is a zero value. If the boom angular velocity θmd is the zero value, the process proceeds to S7. If not, the process proceeds to S6.

【0021】S6にて、ブームレバー操作量Emの値を
もつブーム制御指令値Vmと、バケットレバー操作量E
tの値をもつバケット制御指令値Vtとを電磁比例指令
弁20にそれぞれ出力し、S2の処理に戻る。S7に
て、ブームレバー操作量Emがブームレバー操作量下限
値Em1よりも小さいか否かを判断する。小さいときに
はS8の処理に移り、ブームレバー操作量下限値Em1
以上のときには、S11の処理に移る。なお、S7以降
S15までを自動掘削制御手段51と呼ぶ。S8にて、
ゼロ値のブーム制御指令値Vmを電磁比例指令弁20に
出力し、S9の処理に移る。S9にて、エンジンのハイ
アイドル回転速度Nemをエンジン回転速度Neで除し
た値と所定のバケット流量係数αtとの積をバケット流
量加算値Qtとする。バケット流量係数αtは、%で示
す値とするので、バケット流量加算値Qtも%で示す値
となる。そして、バケットレバー操作量Etにバケット
流量加算値Qtを加算した値をバケット制御指令値Vt
と設定し、S10の処理に移る。
At S6, a boom control command value Vm having the value of the boom lever operation amount Em and a bucket lever operation amount E
The bucket control command value Vt having the value t is output to the electromagnetic proportional command valve 20, and the process returns to S2. In S7, it is determined whether the boom lever operation amount Em is smaller than the boom lever operation amount lower limit Em1. If the value is smaller, the process proceeds to S8, where the boom lever operation amount lower limit value Em1 is set.
In the above case, the process proceeds to S11. The steps from S7 to S15 are referred to as automatic excavation control means 51. At S8,
The zero value boom control command value Vm is output to the electromagnetic proportional command valve 20, and the process proceeds to S9. In S9, a product of a value obtained by dividing the high idle rotation speed Nem of the engine by the engine rotation speed Ne and a predetermined bucket flow coefficient αt is set as a bucket flow addition value Qt. Since the bucket flow coefficient αt is a value indicated by%, the bucket flow addition value Qt is also a value indicated by%. Then, a value obtained by adding the bucket flow rate addition value Qt to the bucket lever operation amount Et is used as the bucket control command value Vt.
Is set, and the process proceeds to S10.

【0022】S10にて、エンジンのハイアイドル回転
速度Nemをエンジン回転速度Neで除した値と所定の
ブーム流量係数αmとの積をブーム流量変更値Qmとす
る。ブーム流量係数αmは、%で示す値とするので、ブ
ーム流量変更値Qmも%で示す値となる。そして、ブー
ム流量変更値Qmの値をもつバケット制御指令値Vtを
電磁比例指令弁20に出力してS11の処理に移る。S
11にて、ブームレバー操作量Emに応じて変化するバ
ケット流量変数αtvを演算する。次に、エンジンのハ
イアイドル回転速度Nemをエンジン回転速度Neで除
した値と演算したバケット流量変数αtvとの積をバケ
ット流量加算値Qtとする。そして、バケットレバー操
作量Etにバケット流量加算値Qtを加算した値をバケ
ット制御指令値Vtに設定し、S12の処理に移る。
In S10, the product of the value obtained by dividing the high idle speed Nem of the engine by the engine speed Ne and a predetermined boom flow coefficient αm is set as a boom flow change value Qm. Since the boom flow coefficient αm is a value indicated by%, the boom flow change value Qm is also a value indicated by%. Then, the bucket control command value Vt having the value of the boom flow rate change value Qm is output to the electromagnetic proportional command valve 20, and the process proceeds to S11. S
At 11, a bucket flow variable αtv that changes according to the boom lever operation amount Em is calculated. Next, the product of a value obtained by dividing the high idle rotation speed Nem of the engine by the engine rotation speed Ne and the calculated bucket flow variable αtv is set as a bucket flow addition value Qt. Then, a value obtained by adding the bucket flow rate addition value Qt to the bucket lever operation amount Et is set as the bucket control command value Vt, and the process proceeds to S12.

【0023】S12にて、モード選択信号Ccがオフ信
号「0」か否かを判断する。オフ信号「0」であればS
13の処理に移る。オフ信号「0」でなければ、S14
の処理に移る。S13にて、S9又はS11で設定した
バケット制御指令値Vtを、所定の時間T1(例えば5
秒)だけ電磁比例指令弁20に出力し、S15の処理に
移る。S14にて、S9又はS11で設定したバケット
制御指令値Vtと、所定のチルトオン時間ΔTとを有す
るパルスをチルト周期T2で2回だけ電磁比例指令弁2
0に出力してS15の処理に移る。S15にて、(1)
前進信号Cfがオフ信号「0」、(2)ストロークエン
ド信号Ceがオン信号「1」、(3)ブーム角度θmが
所定のブーム角度上限値θm2よりも大きい、(4)チ
ルト回数Ntが所定のチルト回数閾値Ntm以上、の4
項目の内、1項目でも満足した場合に自動掘削制御の完
了となる。4項目共に満足しないときには、S7の処理
に戻る。なお、チルト回数Ntは、S7の処理を実行し
た回数とする。
At S12, it is determined whether or not mode selection signal Cc is off signal "0". If the OFF signal is "0", S
Move to the process of 13. If the off signal is not "0", S14
Move on to processing. At S13, the bucket control command value Vt set at S9 or S11 is changed to a predetermined time T1 (for example, 5).
(Seconds) to the electromagnetic proportional command valve 20, and the process proceeds to S15. In S14, the pulse having the bucket control command value Vt set in S9 or S11 and the pulse having the predetermined tilt-on time ΔT is generated twice in the tilt cycle T2 by the electromagnetic proportional command valve 2.
The value is output to 0 and the process proceeds to S15. At S15, (1)
The forward signal Cf is an off signal “0”, (2) the stroke end signal Ce is an on signal “1”, (3) the boom angle θm is larger than a predetermined boom angle upper limit θm2, and (4) the number of tilts Nt is a predetermined value. Is equal to or greater than the tilt count threshold Ntm of
When at least one of the items is satisfied, the automatic excavation control is completed. If all four items are not satisfied, the process returns to S7. Note that the number of tilts Nt is the number of times the process of S7 is executed.

【0024】ここで、熟練オペレータによる掘削開始時
の操作パターンを説明する。オペレータが、車両1のバ
ケット4の刃先を積載物6に食い込ませると、刃先から
車体にかかる水平抵抗力が大きくなって車速Vが低下し
てくる。車速Vが、図4の斜線部に示す掘削領域になる
と、熟練したオペレータは、まず最初にブームレバー3
0を操作してブーム3を上昇させて水平抵抗力を小さく
しようとする。
Here, an operation pattern at the start of excavation by a skilled operator will be described. When the operator cuts the blade edge of the bucket 4 of the vehicle 1 into the load 6, the horizontal resistance force applied to the vehicle body from the blade edge increases, and the vehicle speed V decreases. When the vehicle speed V reaches the excavation area indicated by the hatched portion in FIG. 4, the skilled operator firstly sets the boom lever 3
0 is operated to raise the boom 3 to reduce the horizontal resistance.

【0025】次に、本実施形態の作用及び効果を説明す
る。制御フローチャートにおいて、オートチルト設定ス
イッチ36がオン操作されていて、前後進レバーが前進
位置にあり、ブーム角度θmがブーム角度下限値θm1
以下であり、キックダウンスイッチ35がオン操作され
ていて、かつブームレバー操作量Emがブームレバー操
作量下限値Em1よりも大きいときに車速Vが図4の斜
線部に示す掘削領域に入ったか否かを判断する(S1,
S2)コントローラ25は、車速Vが掘削領域に入った
ときに、オペレータがブームレバー30をブームレバー
操作量上限値Em2よりも大きく操作して、ブーム3を
早く上昇させようとしているか否かを判断する(S
3)。掘削領域は、熟練オペレータによる掘削時に得ら
れた実車データに基づいて設定されている。ブームレバ
ー30がブームレバー操作量上限値Em2よりも大きく
操作している場合に、コントローラ25は、ブーム角速
度θmdがゼロ値か否かによってブーム3の油圧回路が
リリーフしているか否かを判断する(S4)。ブームレ
バー30を大きく操作してブーム3を上昇させようとし
たにも拘らず油圧回路がリリーフしていると、もはやブ
ーム3が上昇していないので水平抵抗力を低減できな
い。そして、バケット4のチルトによって水平抵抗力を
低減するために自動掘削制御の開始のステップに移る。
Next, the operation and effect of this embodiment will be described. In the control flowchart, the auto tilt setting switch 36 is turned on, the forward / reverse lever is at the forward position, and the boom angle θm is set to the boom angle lower limit value θm1.
When the kick-down switch 35 is turned on and the boom lever operation amount Em is larger than the boom lever operation amount lower limit Em1, the vehicle speed V enters the excavation area shown by the hatched portion in FIG. (S1,
S2) When the vehicle speed V enters the excavation area, the controller 25 determines whether or not the operator operates the boom lever 30 larger than the boom lever operation amount upper limit Em2 to raise the boom 3 quickly. Do (S
3). The excavation area is set based on actual vehicle data obtained during excavation by a skilled operator. When the boom lever 30 is operated larger than the boom lever operation amount upper limit Em2, the controller 25 determines whether or not the hydraulic circuit of the boom 3 is relieved based on whether or not the boom angular velocity θmd is a zero value. (S4). If the hydraulic circuit is relieved despite the fact that the boom lever 30 is largely operated to raise the boom 3, the horizontal resistance cannot be reduced because the boom 3 is no longer raised. Then, the process proceeds to the step of starting automatic excavation control in order to reduce the horizontal resistance by tilting the bucket 4.

【0026】ブーム3の油圧回路がリリーフしていない
ときには、ブームレバー操作量Emの値をもつブーム制
御指令値Vm及びバケットレバー操作量Etの値をもつ
バケット制御指令値Vtを電磁比例指令弁20に出力
し、オペレータのレバー操作量通りにブーム及びバケッ
トを操作する。そして、車速Vがまだ掘削領域にあるか
否かを判断する。
When the hydraulic circuit of the boom 3 is not relieved, the boom control command value Vm having the value of the boom lever operation amount Em and the bucket control command value Vt having the value of the bucket lever operation amount Et are transmitted to the electromagnetic proportional command valve 20. To operate the boom and bucket according to the amount of lever operation by the operator. Then, it is determined whether or not the vehicle speed V is still in the excavation area.

【0027】水平抵抗力が大きくなって、車速Vが掘削
領域に入ったときに、ブームレバー操作量Emがブーム
レバー操作量上限値Em2以上も操作されているのにバ
ケット4が上昇しないときには、バケット4の刃先が硬
い地面に食い込んだような状態であると判断し、自動掘
削制御を開始させる。また、車速Vが掘削領域に入って
いてオペレータが大きくブーム3を上昇させようとする
意志のない、ブームレバー操作量Emがブームレバー操
作量上限値Em2以下の場合に、自動掘削制御を開始さ
せる。
When the horizontal resistance increases and the vehicle speed V enters the excavation area, and the bucket 4 does not rise even though the boom lever operation amount Em is operated more than the boom lever operation amount upper limit Em2, It is determined that the cutting edge of the bucket 4 has cut into the hard ground, and automatic digging control is started. Also, when the vehicle speed V is in the excavation area and the operator has no intention to raise the boom 3 greatly, and the boom lever operation amount Em is equal to or less than the boom lever operation amount upper limit Em2, the automatic excavation control is started. .

【0028】自動掘削制御の開始が決定されると、ブー
ムレバー操作量Emがブームレバー操作量下限値Em1
以下のとき(S7)には、オペレータはブーム3を上昇
させる意志はないと判断し、ゼロ値のブーム制御指令値
Vmを指令弁21,22に出力してブーム3を上昇させ
ない(S8)。バケット制御指令値Vtについては、バ
ケットレバー操作量Etにバケット流量加算値Qtを加
算した値とし、エンジン回転速度Neが小さくなるに従
って大きな%になるようなバケット流量加算値Qtを演
算する。そして、演算したバケット流量加算値Qtをバ
ケットレバー操作量Etに加算したバケット制御指令値
Vtをバケット4を作動させる指令弁23,24への指
令値と設定する。なお、演算されたバケット制御指令値
Vtが100%以上の値になるときは100%に設定す
る(S9)。
When the start of the automatic excavation control is determined, the boom lever operation amount Em becomes the boom lever operation amount lower limit Em1.
In the following cases (S7), the operator determines that there is no intention to raise the boom 3 and outputs a zero-value boom control command value Vm to the command valves 21 and 22 so as not to raise the boom 3 (S8). The bucket control command value Vt is a value obtained by adding the bucket flow rate addition value Qt to the bucket lever operation amount Et, and calculates the bucket flow rate addition value Qt that becomes larger as the engine speed Ne decreases. Then, a bucket control command value Vt obtained by adding the calculated bucket flow rate addition value Qt to the bucket lever operation amount Et is set as a command value to the command valves 23 and 24 for operating the bucket 4. When the calculated bucket control command value Vt becomes a value equal to or more than 100%, it is set to 100% (S9).

【0029】ブームレバー操作量Emがブームレバー操
作量下限値Em1よりも大きいときは、ブームレバー操
作量Emの替わりに、ブーム流量変更値Qmをブーム制
御指令値Vmとして指令弁21,22に出力してブーム
3を上昇させる。ブーム流量変更値Qmは、エンジン回
転速度Neが小さくなるに従って大きな%になるように
演算される。なお、演算されたブーム流量変更値Qmが
100%以上の値になるときは100%とする。そし
て、演算したブーム流量変更値Qmをブーム制御指令値
Vmに設定する(S10)。一方、ブームレバー操作量
Emに応じて変化するバケット流量変数αtvを求め、
エンジンのハイアイドル回転速度Nemを現在のエンジ
ン回転速度Neで除した値とバケット流量変数αtvと
の積をバケット流量加算値Qtとする。そして、バケッ
トレバー操作量Etにバケット流量加算値Qtを加算し
た値をバケット制御指令値Vtに設定する(S11)。
When the boom lever operation amount Em is larger than the boom lever operation amount lower limit Em1, the boom flow rate change value Qm is output to the command valves 21 and 22 as the boom control command value Vm instead of the boom lever operation amount Em. To raise the boom 3. The boom flow rate change value Qm is calculated so as to increase as the engine rotation speed Ne decreases. When the calculated boom flow rate change value Qm becomes a value of 100% or more, the value is set to 100%. Then, the calculated boom flow rate change value Qm is set to the boom control command value Vm (S10). On the other hand, a bucket flow variable αtv that changes according to the boom lever operation amount Em is obtained,
The product of the value obtained by dividing the high idle speed Nem of the engine by the current engine speed Ne and the bucket flow variable αtv is defined as the bucket flow addition value Qt. Then, a value obtained by adding the bucket flow rate addition value Qt to the bucket lever operation amount Et is set as the bucket control command value Vt (S11).

【0030】次に、オペレータの操作するモード選択釦
42から入力されるモード選択信号Ccを判断する(S
12)。積載物6の掘削抵抗力が小さいときにはオフ信
号「0」、硬くて掘削抵抗の大きいときにはオン信号
「1」がコントローラ25に入力されている。モード選
択信号Ccがオフ信号「0」のとき、予め設定されたバ
ケット制御指令値Vtを所定の時間T1(例えば5秒)
だけ指令弁23,24に出力して、バケット4をバケッ
ト制御指令値Vtに対応した速度及び時間T1に応じた
角度チルトさせる(S13)。また、オン信号「1」の
ときには、予め設定されたバケット制御指令値Vtを所
定のΔTだけ2回、パルス的に指令弁23,24に出力
して、バケット4を振動させながらチルトさせる(S1
4)。なお、ブーム制御指令値Vm及びバケット制御指
令値Vtを自動掘削指令値と呼ぶ。そして、ストローク
エンド信号Ceがオン信号「1」のときに自動掘削制御
は完了する(S15)。
Next, the mode selection signal Cc inputted from the mode selection button 42 operated by the operator is judged (S
12). The off signal “0” is input to the controller 25 when the load 6 is low in excavation resistance, and the on signal “1” is input when the load 6 is hard and excavation resistance is high. When the mode selection signal Cc is the off signal “0”, the preset bucket control command value Vt is changed to a predetermined time T1 (for example, 5 seconds).
Is output to the command valves 23 and 24 to tilt the bucket 4 at a speed corresponding to the bucket control command value Vt and an angle corresponding to the time T1 (S13). When the ON signal is “1”, the preset bucket control command value Vt is output twice to the command valves 23 and 24 by a predetermined ΔT twice in a pulsed manner, and the bucket 4 is tilted while vibrating (S1).
4). Note that the boom control command value Vm and the bucket control command value Vt are called automatic digging command values. Then, when the stroke end signal Ce is the ON signal “1”, the automatic excavation control is completed (S15).

【0031】なお、本実施形態では、掘削中か否かを図
4に示すようなエンジン回転速度に関する直線により判
断しているが、直線ではなく曲線であっても何ら差し支
えない。
In the present embodiment, whether or not excavation is being performed is determined by a straight line related to the engine speed as shown in FIG. 4, but it may be a curved line instead of a straight line.

【0032】次に、図6,7,8により第2実施形態を
説明する。図6に示す制御系統図において、第1実施形
態で説明した図2の制御系統図の車速検出器44の替わ
りにアクセルペダル操作量Aを検出するアクセルペダル
操作量検出器45が設けてあり、検出されたアクセルペ
ダル操作量Aはコントローラ25に入力されている。ア
クセルペダル操作量検出器45の他は図2と同一の構成
要素であるので、ここでは説明を省略する。なお、アク
セルペダル操作量検出器45は、車両の掘削状態を検出
する掘削状態検出手段である。本実施形態の制御フロー
チャートは、第1実施形態で説明した図3の負荷第1判
断部48を図7に示す負荷第2判断部49に変更したの
みで、残りのフローは図3と同一である。負荷第2判断
部49は、処理ステップS16を有していて、(1)ア
クセルペダル操作量Aがアクセルペダル操作量閾値Aj
よりも大きく、(2)エンジン回転速度Neがエンジン
回転速度閾値Nejよりも小さい、の2項目を共に満足
すれば図3のS3の処理に移る。1項目でも満足しない
ときにはS16の処理を繰り返す。アクセルペダル操作
量閾値Aj、エンジン回転速度閾値Nejは、熟練オペ
レータによる掘削中のアクセルペダル操作量データ及び
エンジン回転速度データを収集して設定した値であり、
予めコントローラ25に記憶されている。また、各値の
関係を図8に示す。アクセルペダルをアクセルペダル操
作量閾値Ajまで踏み込んでいるにも拘らず、エンジン
回転速度Neが大きくならないときに掘削中であると判
断している。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. In the control system diagram shown in FIG. 6, an accelerator pedal operation amount detector 45 for detecting an accelerator pedal operation amount A is provided instead of the vehicle speed detector 44 in the control system diagram of FIG. 2 described in the first embodiment, The detected accelerator pedal operation amount A is input to the controller 25. The components other than the accelerator pedal operation amount detector 45 are the same as those in FIG. 2, and the description is omitted here. Note that the accelerator pedal operation amount detector 45 is an excavation state detecting unit that detects an excavation state of the vehicle. The control flowchart of this embodiment is different from the first embodiment only in that the load first determination unit 48 of FIG. 3 is changed to the load second determination unit 49 shown in FIG. 7, and the remaining flow is the same as that of FIG. is there. The load second determination unit 49 includes a processing step S16. (1) When the accelerator pedal operation amount A is equal to the accelerator pedal operation amount threshold Aj
If the two items of (2) the engine rotation speed Ne are smaller than the engine rotation speed threshold Nej are satisfied, the process proceeds to S3 in FIG. If even one item is not satisfied, the process of S16 is repeated. The accelerator pedal operation amount threshold Aj and the engine rotation speed threshold Nej are values set by collecting accelerator pedal operation amount data and engine rotation speed data during excavation by a skilled operator,
It is stored in the controller 25 in advance. FIG. 8 shows the relationship between the values. It is determined that excavation is being performed when the engine rotation speed Ne does not increase despite the accelerator pedal being depressed to the accelerator pedal operation amount threshold Aj.

【0033】本実施形態の作用及び効果を説明する。ア
クセルペダル操作量A及びエンジン回転速度Neが掘削
領域に入ったとき、かつブームレバー操作量Emがブー
ムレバー操作量下限値Em1以上にあるときが掘削開始
の意思表示であるとする熟練オペレータの操作手順を取
り込んでいるので常に適切なタイミングで掘削の制御を
開始できる。なお、自動掘削制御に入った後の処理方法
における作用及び効果は、第1実施形態と同一であるの
で説明を省略する。
The operation and effect of this embodiment will be described. Skilled operator's operation that indicates when the accelerator pedal operation amount A and the engine rotation speed Ne have entered the excavation area and the boom lever operation amount Em is equal to or greater than the boom lever operation amount lower limit Em1 as an indication of excavation start intention. Excavation control can always be started at an appropriate timing because the procedure is taken in. The operation and effect in the processing method after the automatic excavation control is started are the same as those in the first embodiment, and thus the description is omitted.

【0034】以上、本発明によれば、バケットから車両
に作用する負荷が所定値以上のとき、かつブームレバー
を略フルストローク操作しているにも拘らずブーム角速
度がゼロ値のときに自動掘削を開始させる。また、ブー
ムレバーの操作を略フルストローク操作した後にブーム
レバー操作量を小さくしたときにも自動掘削を開始させ
る。熟練オペレータが掘削開始時に行う「ブームレバー
を操作してバケットを上昇させる」という操作パターン
を制御フローに織り込み、この動作があったときに掘削
開始したときと判断しているので、常に確実に掘削開始
のタイミングを検出できる。
As described above, according to the present invention, automatic excavation is performed when the load acting on the vehicle from the bucket is equal to or greater than a predetermined value and the boom angular velocity is zero despite the boom lever being operated substantially at full stroke. To start. Automatic excavation is also started when the operation amount of the boom lever is reduced after the operation of the boom lever is performed substantially at full stroke. The operation pattern of "operating the boom lever to raise the bucket" performed by the skilled operator at the start of the excavation is incorporated into the control flow, and it is determined that the excavation has started when this operation is performed. Start timing can be detected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1実施形態に係る作業機の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a working machine according to a first embodiment.

【図2】第1実施形態に係る制御系統図である。FIG. 2 is a control system diagram according to the first embodiment.

【図3】第1実施形態に係る制御フローチャートの掘削
開始判断部である。
FIG. 3 is an excavation start determination unit in a control flowchart according to the first embodiment.

【図4】車速及びエンジン回転速度で示す掘削領域の説
明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of an excavation area indicated by a vehicle speed and an engine rotation speed.

【図5】第1実施形態に係る制御フローチャートの自動
掘削制御部である。
FIG. 5 is an automatic excavation control unit in a control flowchart according to the first embodiment.

【図6】第2実施形態に係る制御系統図である。FIG. 6 is a control system diagram according to a second embodiment.

【図7】第2実施形態に係る掘削中の判断回路である。FIG. 7 is a decision circuit during excavation according to the second embodiment.

【図8】アクセルペダル操作量及びエンジン回転速度で
示す掘削領域の説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of an excavation area indicated by an accelerator pedal operation amount and an engine rotation speed.

【図9】ホイールローダの側面図である。FIG. 9 is a side view of the wheel loader.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ホイールローダ、3…ブーム、4…バケット、5…
作業機、6…積載物、10…ブームシリンダ、11…バ
ケットシリンダ、12…作業機油圧ポンプ、13…ブー
ム制御弁、14…バケット制御弁、20…電磁比例指令
弁、21…ブームリフト指令弁、22…ブームダウン指
令弁、23…バケットダンプ指令弁、24…バケットチ
ルト指令弁、25…コントローラ、30…ブームレバ
ー、31…ブームレバー操作量検出器、32…バケット
レバー、33…バケットレバー操作量検出器、35…キ
ックダウンスイッチ、36…オートチルト設定スイッ
チ、40…ブーム角度検出器、41…バケット角度検出
器、42…モード選択釦、43…エンジン回転速度検出
器、44…車速検出器、45…アクセルペダル操作量検
出器、46…ストロークエンド検出器、47…前後進検
出器、48…負荷第1判断部、49…負荷第2判断部、
51…自動掘削制御手段、V…車速、Ne…エンジン回
転速度、θm…ブーム角度、θt…バケット角度、θm
d…ブーム角速度、Em…ブームレバー操作量、Et…
バケットレバー操作量、Qm…ブーム流量変更値、Qt
…バケット流量加算値、Vm…ブーム制御指令値、Vt
…バケット制御指令値、Cf…前進信号、Ca…オート
チルト信号、Ce…ストロークエンド信号、Ck…キッ
クダウン信号、Cs…セミオート掘削信号、Cc…モー
ド選択信号、k…エンジン係数、A…アクセルペダル操
作量、Aj…アクセルペダル操作量閾値、Nt…チルト
回数、αm…ブーム流量係数、αt…バケット流量係
数、αtv…バケット流量変数、Nej…エンジン回転
速度閾値。
1 ... wheel loader, 3 ... boom, 4 ... bucket, 5 ...
Work machine, 6 ... Load, 10 ... Boom cylinder, 11 ... Bucket cylinder, 12 ... Work machine hydraulic pump, 13 ... Boom control valve, 14 ... Bucket control valve, 20 ... Electromagnetic proportional command valve, 21 ... Boom lift command valve , 22 ... Boom down command valve, 23 ... Bucket dump command valve, 24 ... Bucket tilt command valve, 25 ... Controller, 30 ... Boom lever, 31 ... Boom lever operation amount detector, 32 ... Bucket lever, 33 ... Bucket lever operation Amount detector, 35 ... Kick down switch, 36 ... Auto tilt setting switch, 40 ... Boom angle detector, 41 ... Bucket angle detector, 42 ... Mode selection button, 43 ... Engine speed detector, 44 ... Vehicle speed detector , 45: accelerator pedal operation amount detector, 46: stroke end detector, 47: forward / backward movement detector, 48: load first Cross section, 49 ... load second determination unit,
51: automatic excavation control means, V: vehicle speed, Ne: engine rotation speed, θm: boom angle, θt: bucket angle, θm
d: Boom angular velocity, Em: Boom lever operation amount, Et:
Bucket lever operation amount, Qm: boom flow rate change value, Qt
... Bucket flow rate addition value, Vm ... Boom control command value, Vt
... bucket control command value, Cf ... forward signal, Ca ... auto tilt signal, Ce ... stroke end signal, Ck ... kickdown signal, Cs ... semi-auto excavation signal, Cc ... mode selection signal, k ... engine coefficient, A ... accelerator pedal Operation amount, Aj: accelerator pedal operation amount threshold, Nt: number of tilts, αm: boom flow coefficient, αt: bucket flow coefficient, αtv: bucket flow variable, Nej: engine rotation speed threshold.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ブームのリフトを制御するブームシリン
ダと、 ブームシリンダの伸縮を制御するブーム制御弁と、 ブームシリンダの伸縮速度を指令するブームレバーと、 ブームレバーの操作量を検出するブームレバー操作量検
出器と、 バケットのチルトを制御するバケットシリンダと、 バケットシリンダの伸縮を制御するバケット制御弁と、 バケットシリンダの伸縮速度を指令するバケットレバー
と、 バケットレバーの操作量を検出するバケットレバー操作
量検出器と、 ブームレバー操作量検出器から入力されるブームレバー
操作量に基づきブーム制御指令値をブーム制御弁に出力
し、バケットレバー操作量検出器から入力されるバケッ
トレバー操作量に基づきバケット制御指令値をバケット
制御弁に出力するコントローラとを備えた掘削積込機械
の作業機制御装置において、 車両の掘削状態を検出する掘削状態検出手段を有し、 コントローラは、掘削状態検出手段から入力される検出
量に基づいて車両が掘削中であるか否かを判断する負荷
判断部と、前記負荷判断部の判断に基づいて各制御弁へ
の自動掘削指令値を設定し出力する自動掘削制御手段と
を有し、ブームレバーが操作され、かつ車両が掘削中で
あると前記負荷判断部が判断したとき、自動掘削制御手
段が自動掘削開始を判断することを特徴とする掘削積込
機械の作業機制御装置。
1. A boom cylinder for controlling a lift of a boom, a boom control valve for controlling the expansion and contraction of the boom cylinder, a boom lever for instructing an expansion and contraction speed of the boom cylinder, and a boom lever operation for detecting an operation amount of the boom lever An amount detector, a bucket cylinder for controlling the bucket tilt, a bucket control valve for controlling the expansion and contraction of the bucket cylinder, a bucket lever for instructing the expansion and contraction speed of the bucket cylinder, and a bucket lever operation for detecting the operation amount of the bucket lever A boom control command value is output to the boom control valve based on the boom lever operation amount input from the boom lever operation amount detector, and a bucket is output based on the bucket lever operation amount input from the bucket lever operation amount detector. And a controller for outputting a control command value to the bucket control valve. The work machine control device for a loading machine, further comprising: an excavation state detection unit configured to detect an excavation state of the vehicle, wherein the controller determines whether the vehicle is excavating based on the detection amount input from the excavation state detection unit. And an automatic digging control means for setting and outputting an automatic digging command value to each control valve based on the judgment of the load deciding unit, the boom lever is operated, and the vehicle is excavated. An automatic excavation control means judges the start of automatic excavation when the load judging section judges that the operation is in progress.
【請求項2】 請求項1記載の掘削積込機械の作業機制
御装置において、 掘削状態検出手段は、車速を検出する車速検出器及びエ
ンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出器と
し、 負荷判断部は、車速がエンジン回転速度に関する所定の
カーブで示す値以下のときに車両が掘削中であると判断
することを特徴とする掘削積込機械の作業機制御装置。
2. The work machine control device for an excavator loading machine according to claim 1, wherein the excavation state detecting means includes a vehicle speed detector for detecting a vehicle speed and an engine speed detector for detecting an engine speed. The unit is configured to determine that the vehicle is being excavated when the vehicle speed is equal to or less than a value indicated by a predetermined curve related to the engine rotation speed, and a working machine control device for the excavation loading machine.
【請求項3】 請求項1記載の掘削積込機械の作業機制
御装置において、 掘削状態検出手段は、アクセルペダル操作量を検出する
アクセルペダル操作量検出器及びエンジン回転速度を検
出するエンジン回転速度検出器とし、 負荷判断部は、アクセルペダル操作量が所定操作量以
上、かつエンジン回転速度が所定回転速度以下のときに
車両が掘削中であると判断することを特徴とする掘削積
込機械の作業機制御装置。
3. The work implement control device for an excavator loading machine according to claim 1, wherein the excavation state detecting means includes an accelerator pedal operation amount detector for detecting an accelerator pedal operation amount, and an engine rotation speed for detecting an engine rotation speed. A load determining unit configured to determine that the vehicle is excavating when the accelerator pedal operation amount is equal to or more than a predetermined operation amount and the engine rotation speed is equal to or less than the predetermined rotation speed. Work machine control device.
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