[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP5513818B2 - Industrial vehicle - Google Patents

Industrial vehicle Download PDF

Info

Publication number
JP5513818B2
JP5513818B2 JP2009213316A JP2009213316A JP5513818B2 JP 5513818 B2 JP5513818 B2 JP 5513818B2 JP 2009213316 A JP2009213316 A JP 2009213316A JP 2009213316 A JP2009213316 A JP 2009213316A JP 5513818 B2 JP5513818 B2 JP 5513818B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
force
target
bucket
arm
control device
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.)
Active
Application number
JP2009213316A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011063945A (en
Inventor
和之 伊藤
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.)
KCM Corp
Original Assignee
KCM Corp
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 KCM Corp filed Critical KCM Corp
Priority to JP2009213316A priority Critical patent/JP5513818B2/en
Publication of JP2011063945A publication Critical patent/JP2011063945A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5513818B2 publication Critical patent/JP5513818B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Description

本発明は、土砂等の掘削対象物を掘削し持上げるためのアーム及びバケットを車体に備えた産業用車両に関する。   The present invention relates to an industrial vehicle having an arm and a bucket for excavating and lifting an object to be excavated such as earth and sand.

かかる産業用車両の代表例であるホイールローダは、堆積している土砂を掘削しこれを持上げてダンプトラック等へ積込むために利用され、原動機が発生する動力がトルクコンバータ等を介して車輪に伝達されることにより、車体に牽引力が発生して走行する。また、ホイールローダは、その作業機として車体に対して揺動可能なアームと、アームに対して揺動可能なバケットとを備え、更にアーム及びバケットを夫々駆動するためのアクチュエータを備えている。   A wheel loader, which is a typical example of such an industrial vehicle, is used for excavating accumulated sand and lifting it and loading it onto a dump truck or the like. The power generated by the prime mover is applied to the wheel via a torque converter or the like. By being transmitted, a traction force is generated on the vehicle body and the vehicle travels. The wheel loader includes an arm that can swing with respect to the vehicle body and a bucket that can swing with respect to the arm, and further includes an actuator for driving the arm and the bucket.

ホイールローダを利用した作業では、地面に近接させたバケットの開口を予め土砂側に向けておく。そして、車体に牽引力を発生させて土砂に向かって走行し、バケットを土砂に突っ込ませる。次に、アームを上昇させるように揺動し且つバケットの開口を上方へ向けるようにバケットを揺動し、土砂をバケット内に積み込みながら持上げる。そして、トラックの待機場所まで走行し、そこでバケットを揺動して持上げた土砂をトラックに積込ませる。この一連の作業を繰り返して土砂の積込みが行われる。   In the operation using the wheel loader, the opening of the bucket brought close to the ground is directed in advance to the earth and sand side. Then, a traction force is generated on the vehicle body to travel toward the earth and sand, and the bucket is thrust into the earth and sand. Next, the arm is swung to raise and the bucket is swung so that the opening of the bucket faces upward, and the earth and sand are lifted while being loaded in the bucket. Then, the vehicle travels to the standby position of the truck, and the earth and sand lifted by swinging the bucket is loaded on the truck. Sediment loading is performed by repeating this series of operations.

牽引力を大きくすると、バケットの土砂に対する所謂突っ込み性が向上し、バケット内に積み込まれる土砂の量が増加する。他方、アームを上昇させるべくアクチュエータよりアームに駆動力が付与されると該駆動力に基づき作業機に回転モーメントが発生する。この駆動力由来の回転モーメントに応じてバケットから土砂に力が作用し、この力の上向き成分が土砂を持上げるためのリフト力となる。   When the traction force is increased, the so-called thrust property of the bucket with respect to the earth and sand is improved, and the amount of earth and sand loaded in the bucket is increased. On the other hand, when a driving force is applied to the arm from the actuator to raise the arm, a rotation moment is generated in the work machine based on the driving force. A force acts on the earth and sand from the bucket according to the rotational moment derived from this driving force, and the upward component of this force becomes a lift force for lifting the earth and sand.

ここで、牽引力の確保とリフト力の確保とはトレードオフの関係にある。例えば、土砂にバケットを突っ込ませた状態で車体に牽引力を作用させると、土砂からバケットに牽引力相当の反力が作用し、アクチュエータよりアームに付与された駆動力がこの反力分だけ打ち消されてしまう。よって、この駆動力から反力分を打ち消した後に残る力のみに基づいてリフト力が発生することとなり、牽引力が過大であれば駆動力が反力で相殺されてバケットを上昇させることができなくなる。   Here, securing the traction force and securing the lift force are in a trade-off relationship. For example, if a traction force is applied to the vehicle body with the bucket thrust into the earth and sand, a reaction force equivalent to the traction force acts on the bucket from the earth and sand, and the driving force applied to the arm by the actuator is canceled by this reaction force. End up. Therefore, the lift force is generated only based on the force remaining after canceling the reaction force from the drive force. If the traction force is excessive, the drive force is offset by the reaction force and the bucket cannot be raised. .

特に所謂コンバインドストールが発生すると、原動機が発生する牽引力の調整のためアクセルペダルの微調整などの煩雑な操作が必要である。これに対して特許文献1には、コンバインドストールが発生すると、自動的に牽引力を低減させてリフト力が確保されるように原動機の回転数を制御する制御装置を備えたホイールローダが提案されている(例えば特許文献1参照)。   In particular, when a so-called combined stall occurs, a complicated operation such as fine adjustment of an accelerator pedal is required to adjust the traction force generated by the prime mover. On the other hand, Patent Document 1 proposes a wheel loader equipped with a control device that controls the rotational speed of a prime mover so that the traction force is automatically reduced and the lift force is secured when a combined stall occurs. (For example, refer to Patent Document 1).

特開平3−286045号公報JP-A-3-286045

このホイールローダによれば、コンバインドストールの発生時に自動的に牽引力が減少してリフト力が確保されるため、煩雑な操作を必要とすることなくアームが上昇しないといった事態を防ぐことができる。しかし、作業中にコンバインドストールが発生すると、自動的に牽引力が低下してしまうため、このときに土砂への突っ込み性が悪くなることは避けられず、作業効率の悪化を招くおそれがある。逆に、コンバインドストールが発生していなければ、自動的に牽引力及びリフト力が調整されることはなく、依然として煩雑な操作が強いられる。   According to this wheel loader, when the combined stall occurs, the traction force is automatically reduced and the lift force is secured, so that it is possible to prevent a situation in which the arm does not rise without requiring a complicated operation. However, if a combined stall occurs during the work, the traction force is automatically reduced. Therefore, it is unavoidable that the thrust into the earth and sand is deteriorated at this time, and the work efficiency may be deteriorated. On the contrary, if the combined stall has not occurred, the traction force and the lift force are not automatically adjusted, and a complicated operation is still forced.

そこで本発明は、産業用車両の掘削作業中に牽引力とリフト力の調整がより精細に行われるようにし、以って作業効率を向上させることを目的としている。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to improve the working efficiency by adjusting the traction force and the lift force more precisely during the excavation work of an industrial vehicle.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係るホイールローダは、車体に揺動可能に設けられ、掘削対象物を掘削し持上げるためのアーム及びバケットと、前記アーム及び前記バケットに駆動力を付与し、前記バケットから掘削対象物に作用するリフト力を発生させるアクチュエータと、前記アーム及びバケットの荷役姿勢に応じて前記車体に作用する目標牽引力を算出する制御装置と、前記制御装置によって制御され、前記目標牽引力を発生させる原動機とを備えることを特徴としている。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and a wheel loader according to the present invention is provided on a vehicle body so as to be swingable, and includes an arm and a bucket for excavating and lifting an object to be excavated, the arm and the An actuator that applies a driving force to the bucket and generates a lift force that acts on the object to be excavated from the bucket; a control device that calculates a target traction force that acts on the vehicle body in accordance with the loading posture of the arm and bucket; and And a prime mover that is controlled by a control device and generates the target traction force.

ここで、アーム及びバケットは車体に対して揺動するよう取り付けられており、アクチュエータよりアームに付与された駆動力のうち、牽引力の作用方向の成分(典型的には水平方向成分)は、一般的には掘削対象物を持上げるようにアーム及びバケットの荷役姿勢が変化していくに従って増大していく傾向にある。よって、仮にアクチュエータがアーム及びバケットに付与する駆動力と牽引力とが一定の下で掘削対象物を持上げる作業が行われるとすると、牽引力相当の反力が打ち消された後に残る駆動力は、アーム及びバケットの荷役姿勢の変化に追従して変化する。即ち、駆動力及び牽引力が一定の下でアーム及びバケットの荷役姿勢が変化すると、これに追従してリフト力も変化する。   Here, the arm and the bucket are attached so as to swing with respect to the vehicle body. Of the driving force applied to the arm by the actuator, the component of the traction force acting direction (typically the horizontal component) is generally Specifically, it tends to increase as the cargo handling posture of the arm and bucket changes so as to lift the object to be excavated. Therefore, if the work to lift the object to be excavated is performed under the condition that the driving force and the traction force applied to the arm and bucket by the actuator are constant, the driving force remaining after the reaction force corresponding to the traction force is canceled is And it changes following the change of the cargo handling posture of the bucket. In other words, when the cargo handling posture of the arm and bucket changes while the driving force and the traction force are constant, the lift force changes accordingly.

本発明によれば、アーム及びバケットの荷役姿勢に応じた目標牽引力が車体に作用するように原動機が制御される。このため、荷役姿勢が変化してもリフト力を自動的且つ適切に制御することができる。このため、掘削作業物を掘り起こしてから持上げるまでの過程の間、煩雑な操作を必要とせずに作業を行うことができ、作業効率が向上する。   According to the present invention, the prime mover is controlled so that the target traction force according to the cargo handling posture of the arm and bucket acts on the vehicle body. For this reason, even if a cargo handling attitude | position changes, a lift force can be controlled automatically and appropriately. For this reason, during the process from excavating the excavation work to lifting it, the work can be performed without requiring a complicated operation, and the work efficiency is improved.

前記制御装置は、前記アームの荷役姿勢が水平に近づくほど増大する目標牽引力を算出することが好ましい。ここで、一般的にはアームの荷役姿勢が水平に近づくほど、アクチュエータよりアームに付与された駆動力に基づきバケットから掘削対象物に作用する力の牽引力の作用方向の成分が増大し、より大きな牽引力相当の反力に抗してリフト力を確保することができる。このため、荷役姿勢を水平に近づけていく過程では、目標牽引力が増加してもリフト力を継続して確保することができる。従って、上記のように目標牽引力を設定することにより、リフト力を確保した上で牽引力を増大させることができ、作業機の突っ込み性が向上して作業効率が向上する。   It is preferable that the control device calculates a target traction force that increases as the cargo handling posture of the arm approaches horizontal. Here, generally, the closer the cargo handling posture of the arm is to the horizontal, the greater the component of the traction force acting on the object to be excavated from the bucket based on the driving force applied to the arm by the actuator. Lift force can be secured against reaction force equivalent to tractive force. For this reason, in the process of bringing the cargo handling posture closer to the horizontal, the lift force can be continuously secured even if the target traction force increases. Therefore, by setting the target traction force as described above, it is possible to increase the traction force while securing the lift force, improving the thrust of the work implement and improving the work efficiency.

前記アクチュエータが前記アームを揺動させるホイストシリンダと、前記バケットを揺動させるバケットシリンダとを備え、前記制御装置は、前記アームの前記車体に対する角度、又は前記ホイストシリンダの伸長量に基づいて、前記荷役姿勢を検知してもよい。前記制御装置は、更に前記バケットの前記車体に対する角度、又は前記バケットシリンダの伸長量に基づいて、前記荷役姿勢を検知してもよい。   The actuator includes a hoist cylinder that swings the arm, and a bucket cylinder that swings the bucket, and the control device is configured based on an angle of the arm with respect to the vehicle body or an extension amount of the hoist cylinder. The cargo handling posture may be detected. The control device may further detect the cargo handling posture based on an angle of the bucket with respect to the vehicle body or an extension amount of the bucket cylinder.

前記制御装置は更に、前記アクチュエータが前記アーム及び前記バケットのうち少なくとも前記アームに付与する駆動力に応じて前記車体に作用する前記目標牽引力を算出してもよい。これにより、駆動力が変化してもこれを吸収して最適な牽引力及びリフト力を発生させることができる。   The control device may further calculate the target traction force acting on the vehicle body according to a driving force applied to at least the arm or the bucket by the actuator. As a result, even if the driving force changes, this can be absorbed and the optimum traction force and lift force can be generated.

荷役姿勢と目標リフト力との関係を示す複数の目標リフト力マップを記憶する目標リフト力マップ記憶部と、オペレータから選択すべき目標リフト力マップの指令の入力を受け付けるリフト力指令器を備え、前記制御装置は、前記リフト力指令器からの指令に応じて複数の前記目標リフト力マップのうち1つを選択し、当該選択した目標リフト力マップを参照して目標リフト力を演算してもよい。これにより、例えば掘削対象物の比重や粘性や傾斜角度等に合わせて、リフト力を設定変更することができる。   A target lift force map storage unit that stores a plurality of target lift force maps indicating the relationship between the cargo handling posture and the target lift force, and a lift force command device that receives an input of a target lift force map command to be selected from an operator, The control device may select one of the plurality of target lift force maps according to a command from the lift force commander, and calculate the target lift force with reference to the selected target lift force map. Good. Accordingly, for example, the lift force can be set and changed in accordance with the specific gravity, viscosity, inclination angle, etc. of the excavation object.

前記目標牽引力と当該目標牽引力を発生させるために必要な前記原動機の目標回転数を演算するための目標回転数マップを記憶する目標回転数マップ記憶部と、前記原動機に接続されたトルクコンバータとを更に備え、前記制御装置は、前記トルクコンバータの入力軸の回転数と前記トルクコンバータの出力軸の回転数との比に応じて前記複数の前記目標回転数マップのうち1つを選択し、当該選択した目標回転数マップを参照して目標回転数を演算してもよい。これにより、トルクコンバータのストール発生時のほかの場合であっても、上記比に応じて決まるトルクコンバータの最大吸収トルクに従って牽引力の調整制御を精度よく行うことができる。   A target speed map storage unit for storing a target speed map for calculating the target traction force and a target speed of the prime mover necessary for generating the target traction force; and a torque converter connected to the prime mover. The control device further selects one of the plurality of target rotational speed maps according to a ratio between the rotational speed of the input shaft of the torque converter and the rotational speed of the output shaft of the torque converter, The target rotational speed may be calculated with reference to the selected target rotational speed map. Thereby, even when the stall of the torque converter occurs, the traction force adjustment control can be accurately performed according to the maximum absorption torque of the torque converter determined according to the ratio.

前記制御装置は、前記アーム及び前記バケットによる掘削対象物の掘削作業が行われているか否かを判断し、掘削作業が行われていると判断したときに、前記作業機の荷役姿勢に基づく前記原動機の制御を実行することが好ましい。   The control device determines whether or not excavation work is being performed on the object to be excavated by the arm and the bucket, and when it is determined that excavation work is being performed, It is preferable to execute control of the prime mover.

以上のように本発明によれば、アーム及びバケットの荷役姿勢に応じて牽引力とリフト力が精細に調整されるようになるため、作業効率が向上する。   As described above, according to the present invention, since the traction force and the lift force are finely adjusted according to the handling posture of the arm and the bucket, the working efficiency is improved.

本発明の実施形態に係る産業用車両の一例として示すホイールローダの側面図である。It is a side view of a wheel loader shown as an example of an industrial vehicle concerning an embodiment of the present invention. 図1に示すホイールローダの構成を模式的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the structure of the wheel loader shown in FIG. 図1の部分拡大図であって、牽引力とリフト力との関係の説明図である。It is the elements on larger scale of Drawing 1, and is an explanatory view of the relation between tractive force and lift force. (a)が牽引力とリフト力との関係を示すグラフ、(b)がアーム角とアーム力の水平方向成分との関係を示すグラフである。(A) is a graph which shows the relationship between tractive force and lift force, (b) is a graph which shows the relationship between an arm angle and the horizontal direction component of arm force. アーム角と牽引力及びリフト力との関係の説明図である。It is explanatory drawing of the relationship between an arm angle, tractive force, and lift force. 図1に示すホイールローダのトルク線図であって、原動機の回転数と牽引力との関係を示すグラフである。FIG. 2 is a torque diagram of the wheel loader shown in FIG. 1 and is a graph showing the relationship between the rotational speed of the prime mover and the traction force. 図3に示す制御器が実行する処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the process which the controller shown in FIG. 3 performs. アーム角に応じた目標リフト力を求めるためのマップである。It is a map for calculating | requiring the target lift force according to an arm angle. 図7に示す処理を実行しながら行われる掘削作業の作用図である。FIG. 8 is an operation diagram of excavation work performed while executing the process shown in FIG. 7. アーム角に応じた目標牽引力を求めるためのマップである。It is a map for calculating | requiring the target tractive force according to an arm angle. 速度比及び目標牽引力に応じた目標回転数を求めるためのマップである。It is a map for calculating | requiring the target rotation speed according to speed ratio and target tractive force. アーム角に応じた目標回転数を求めるためのマップである。It is a map for calculating | requiring the target rotation speed according to an arm angle.

以下これら図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、ここでは本発明の実施形態に係る産業用車両としてホイールローダを例示しており、このホイールローダは水平の地面に接地しているものと仮定する。よって、後述する牽引力は水平方向に働くものとしているが、牽引力やその他の力の作用方向、及びアーム角、バケット角を得るための基準平面の向きは地面の傾斜に応じて適宜変更される。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to these drawings. Here, a wheel loader is illustrated as an industrial vehicle according to an embodiment of the present invention, and this wheel loader is assumed to be grounded on a horizontal ground. Therefore, although the traction force described later is assumed to work in the horizontal direction, the direction of application of the traction force and other forces, and the orientation of the reference plane for obtaining the arm angle and bucket angle are appropriately changed according to the inclination of the ground.

[全体構成]
図1に示すホイールローダ1は車体2を備え、車体2の下前部及び下後部には左右一対の車輪3,4が設けられている。車体2の前部にはアーム5の基端部が揺動可能に取り付けられ、アーム5の先端部にはバケット6が揺動可能に取り付けられている。以下では説明便宜のため、これらアーム5及びバケット6を纏めて「作業機」と呼ぶこともある。
[overall structure]
A wheel loader 1 shown in FIG. 1 includes a vehicle body 2, and a pair of left and right wheels 3 and 4 are provided at a lower front portion and a lower rear portion of the vehicle body 2. A base end portion of the arm 5 is swingably attached to the front portion of the vehicle body 2, and a bucket 6 is swingably attached to the distal end portion of the arm 5. Hereinafter, for convenience of explanation, these arms 5 and buckets 6 may be collectively referred to as “work machines”.

作業機のアクチュエータは、ホイストシリンダ7及びバケットシリンダ9から構成される。ホイストシリンダ7は車体2とアーム5との間に架け渡されており、ホイストシリンダ7の伸縮に応じてアーム5は車体2に対して左右の軸線周りに揺動する。バケット6の後部にはレバー8が固設され、レバー8とアーム5との間にバケットシリンダ9が架け渡されている。このバケットシリンダ9の伸縮に応じてバケット6はアーム5に対して左右の軸線周りに揺動する。   The actuator of the work machine includes a hoist cylinder 7 and a bucket cylinder 9. The hoist cylinder 7 is stretched between the vehicle body 2 and the arm 5, and the arm 5 swings around the left and right axis with respect to the vehicle body 2 according to the expansion and contraction of the hoist cylinder 7. A lever 8 is fixed to the rear portion of the bucket 6, and a bucket cylinder 9 is bridged between the lever 8 and the arm 5. As the bucket cylinder 9 expands and contracts, the bucket 6 swings around the left and right axes with respect to the arm 5.

車体2の後部には動力を発生する原動機10が搭載され、原動機10はトルクコンバータ11、変速機12、プロペラシャフト13、及びアクスル14,15を介して車輪3,4と接続されている。原動機10が発生する動力が車輪3,4に伝達されることにより、車体2に水平方向の牽引力が発生してホイールローダ1が走行可能となる。なお、原動機10は、往復動内燃機関単体から構成されてもよく、これに電気モータ/ジェネレータを付設した所謂ハイブリッド型であってもよい。変速機12は複数の前進用変速段と、複数の後進用変速段とを設定可能である。   A prime mover 10 that generates power is mounted on the rear portion of the vehicle body 2, and the prime mover 10 is connected to wheels 3 and 4 via a torque converter 11, a transmission 12, a propeller shaft 13, and axles 14 and 15. By transmitting the power generated by the prime mover 10 to the wheels 3 and 4, a horizontal traction force is generated in the vehicle body 2 and the wheel loader 1 can travel. The prime mover 10 may be constituted by a single reciprocating internal combustion engine or may be a so-called hybrid type in which an electric motor / generator is attached thereto. The transmission 12 can set a plurality of forward shift stages and a plurality of reverse shift stages.

また、原動機10の出力軸には例えばピストンポンプ等の油圧ポンプ16が直接的に接続されており、原動機10が発生する動力に基づいて油圧ポンプ16が駆動されるようになっている。   Further, a hydraulic pump 16 such as a piston pump is directly connected to the output shaft of the prime mover 10, and the hydraulic pump 16 is driven based on the power generated by the prime mover 10.

車体2の上部に設けられたキャビン17には、作業員が走行操作や掘削作業を行うための各種操作器18が配備されている。この操作器18には、例えば操舵用のステアリング19、原動機10の出力を操作するためのアクセルペダル20、変速操作用のシフトレバー21、アーム5及びバケット6の揺動を操作するための作業機操作レバー22のほか、後述する切替スイッチ23,24等が含まれる。   In the cabin 17 provided in the upper part of the vehicle body 2, various operating devices 18 are provided for an operator to perform traveling operation and excavation work. The operating device 18 includes, for example, a steering 19 for steering, an accelerator pedal 20 for operating the output of the prime mover 10, a shift lever 21 for shifting operation, an arm 5 and a working machine for operating swinging of the bucket 6. In addition to the operation lever 22, switches 23, 24 and the like described later are included.

掘削作業においては、アクセルペダル20を踏んで車体2を土砂等の掘削対象物50の堆積部に向かって前進させる。このとき、予めシフトレバー21を操作しておき、車輪3,4に伝達されるトルクを大きくするべく、例えば変速段を前進走行用の最低速段に設定する。また、予め作業操作レバー22を操作しておき、堆積部の下部から掘削対象物50を掘り起こせるようにするため、アーム5を下降させ且つバケット6の開口を前方に向ける。よって、作業の開始時点ではバケット6の下端部が地面に近接する位置におかれる。この状態で前進してバケット6を堆積部の下部に突っ込ませた後、作業機操作レバー22を操作してアーム5を上昇させ且つバケット6の開口を上方へ向ける。アーム5の上昇により掘削対象物50には上向きのリフト力が作用し、バケット6内の掘削対象物50が持ち上がる。そして、所定箇所まで走行した後にアーム5及びバケット6を揺動し、バケット6内の掘削対象物50を降ろす。   In the excavation work, the accelerator pedal 20 is stepped on to advance the vehicle body 2 toward the accumulation portion of the excavation target 50 such as earth and sand. At this time, the shift lever 21 is operated in advance, and, for example, the gear position is set to the lowest speed stage for forward traveling in order to increase the torque transmitted to the wheels 3 and 4. Further, by operating the work operation lever 22 in advance, the arm 5 is lowered and the opening of the bucket 6 is directed forward so that the excavation target object 50 can be dug up from the lower part of the accumulation portion. Therefore, the lower end of the bucket 6 is positioned close to the ground at the start of the work. In this state, the bucket 6 moves forward and thrusts the bucket 6 into the lower part of the depositing section, and then the work implement operating lever 22 is operated to raise the arm 5 and to open the bucket 6 upward. As the arm 5 moves up, an upward lift force acts on the excavation target 50, and the excavation target 50 in the bucket 6 is lifted. Then, after traveling to a predetermined location, the arm 5 and the bucket 6 are swung, and the excavation object 50 in the bucket 6 is lowered.

[油圧系]
図2に示すように、油圧ポンプ16が吐出した作動油はコントロールバルブ26を介してホイストシリンダ7及びバケットシリンダ9に送られる。コントロールバルブ26は、作業機操作レバー22の位置に応じて駆動制御され、これらシリンダ7,9に互いに独立して作動油が供給される。このため、アーム5及びバケット6は、キャビン17内でのレバー操作に応じて互いに独立して揺動する。
[Hydraulic system]
As shown in FIG. 2, the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 16 is sent to the hoist cylinder 7 and the bucket cylinder 9 via the control valve 26. The control valve 26 is driven and controlled according to the position of the work implement operating lever 22, and hydraulic oil is supplied to the cylinders 7 and 9 independently of each other. For this reason, the arm 5 and the bucket 6 swing independently of each other according to the lever operation in the cabin 17.

[制御系]
また、ホイールローダ1には、マイクロコンピュータ等から構成される制御器30が備えられている。制御器30の入力側には、トルクコンバータ11の入力軸の回転数を検出する第1回転数センサ31、トルクコンバータ11の出力軸の回転数を検出する第2回転数センサ32、アクセルペダル20の操作量を検出するペダルセンサ33、シフトレバー21の位置を検出するシフトセンサ34、ポンプ圧を検出するポンプ圧センサ35、ホイストシリンダ7に供給される圧力を検出するシリンダ供給圧センサ36、荷役姿勢を検出する荷役姿勢検出器37、及び切替スイッチ23,24等が接続されている。
[Control system]
Further, the wheel loader 1 is provided with a controller 30 composed of a microcomputer or the like. On the input side of the controller 30, a first rotation speed sensor 31 that detects the rotation speed of the input shaft of the torque converter 11, a second rotation speed sensor 32 that detects the rotation speed of the output shaft of the torque converter 11, and the accelerator pedal 20. Pedal sensor 33 for detecting the operation amount, shift sensor 34 for detecting the position of the shift lever 21, pump pressure sensor 35 for detecting the pump pressure, cylinder supply pressure sensor 36 for detecting the pressure supplied to the hoist cylinder 7, cargo handling A cargo handling posture detector 37 for detecting the posture, changeover switches 23 and 24, and the like are connected.

「荷役姿勢」とは、車体2、又は地面若しくは水平面等の基準平面に対する作業機の姿勢を言い、その具体的な数値としては、例えば図3に示すように、車体2に対するアーム5の支点P1とバケット6の前下端部に位置する掘削対象物に対する作用点P3との間の結線と、基準平面となる地面(水平面)とがなす角度θによって表すことができる。荷役姿勢検出器37は、制御器30が内部処理を経てこの荷役姿勢を検知可能とするような信号を出力可能であればよく、典型的にはアーム5の車体2に対する角度を検出するアーム角度センサ38、バケット6の車体2に対する角度を検出するバケット角度センサ39等によって実現される。アーム5及びバケット6の角度は夫々ホイストシリンダ7及びバケットシリンダ9の伸長量に応じて決定されるため、ホイストシリンダ7の伸長量を検出するホイストシリンダ伸長量センサ40、バケットシリンダ9の伸長量を検出するバケットシリンダ伸長量センサ41等によっても実現可能である。ここでは便宜的に、荷役姿勢検出器37として、アーム角度センサ38及びバケット角度センサ39を採用した場合を例示する。 The “loading attitude” refers to the attitude of the working machine with respect to the vehicle body 2 or a reference plane such as the ground or a horizontal plane. Specific numerical values thereof include, for example, a fulcrum P of the arm 5 with respect to the vehicle body 2 as shown in FIG. 1 and the angle θ formed by the connection between the point of action P 3 for the excavation target located at the front lower end of the bucket 6 and the ground (horizontal plane) serving as the reference plane. The cargo handling posture detector 37 only needs to be able to output a signal that enables the controller 30 to detect the cargo handling posture through an internal process. Typically, the arm angle for detecting the angle of the arm 5 with respect to the vehicle body 2 is detected. The sensor 38, the bucket angle sensor 39 for detecting the angle of the bucket 6 with respect to the vehicle body 2, and the like are realized. Since the angles of the arm 5 and the bucket 6 are determined in accordance with the extension amounts of the hoist cylinder 7 and the bucket cylinder 9, respectively, the extension amount of the hoist cylinder extension sensor 40 and the extension amount of the bucket cylinder 9 are detected. This can also be realized by the bucket cylinder extension amount sensor 41 or the like to be detected. Here, for convenience, a case where an arm angle sensor 38 and a bucket angle sensor 39 are employed as the cargo handling posture detector 37 is illustrated.

制御器30の出力側には、原動機10の動作を制御する原動機制御モジュール(以下、「ECM」と呼ぶ)42が接続され、このECM42は、原動機10の回転数を変動させるための機構を駆動制御する構成となっている。よって、制御器30は、ECM42に指令を出力することにより、原動機10の回転数を間接的に調整する制御を実行することができる。なお、ECM42によって駆動制御される機構の形態は特に限定されない。   A motor control module (hereinafter referred to as “ECM”) 42 for controlling the operation of the motor 10 is connected to the output side of the controller 30, and this ECM 42 drives a mechanism for changing the rotational speed of the motor 10. It is the structure to control. Therefore, the controller 30 can execute control to indirectly adjust the rotational speed of the prime mover 10 by outputting a command to the ECM 42. The form of the mechanism that is driven and controlled by the ECM 42 is not particularly limited.

制御器30はそのメモリ領域に記憶されるプログラムを実行することによって、掘削作業中に荷役姿勢等に応じて原動機10の回転数を調整し、以って掘削作業に最適な牽引力及びリフト力を発生させるようになっている。本制御の説明に際し、まず、図1に示した一般的なリンク機構を有する作業機を備えたホイールローダ1における牽引力、リフト力、荷役姿勢、ホイストシリンダ7の駆動力(以下、「ホイストシリンダ力」と呼ぶ)、及び原動機10の回転数の関係を詳細に説明する。   The controller 30 executes a program stored in the memory area, thereby adjusting the rotational speed of the prime mover 10 according to the cargo handling posture during the excavation work, thereby obtaining the optimum traction force and lift force for the excavation work. It is supposed to be generated. In the description of this control, first, the traction force, the lift force, the cargo handling posture, the driving force of the hoist cylinder 7 (hereinafter referred to as “the hoist cylinder force”) in the wheel loader 1 equipped with the work machine having the general link mechanism shown in FIG. ) And the rotational speed of the prime mover 10 will be described in detail.

[リフト力・牽引力・ホイストシリンダ力・荷役姿勢の関係]
図3中符号P1はアーム5の車体2に対する揺動支点、符号P2はホイストシリンダ7のアーム5に対する揺動支点、符号P3はバケット6の前下端部に設定されてバケット6より掘削対象物に対して力が作用する掘削作用点、符号P4はアーム5のバケット6に対する揺動支点である。また、水平方向に作用する各力は前向きを正、鉛直方向に作用する各力は上向きを正とする。また、後述する各角度θ、θA、θBは地面(ここでは水平面)を基準平面とし、左側面視において該基準平面から反時計回り側を正とする。
[Relationship between lift force, traction force, hoist cylinder force, and loading attitude]
In FIG. 3, reference symbol P 1 is a swing fulcrum for the arm 5 with respect to the vehicle body 2, reference symbol P 2 is a swing fulcrum for the arm 5 of the hoist cylinder 7, and reference symbol P 3 is set at the front lower end of the bucket 6 The excavation action point at which a force acts on the object, symbol P 4, is a swing fulcrum for the bucket 6 of the arm 5. Each force acting in the horizontal direction is positive in the forward direction, and each force acting in the vertical direction is positive in the upward direction. Each angle θ, θ A , and θ B , which will be described later, has a ground plane (here, a horizontal plane) as a reference plane, and a counterclockwise side from the reference plane in the left side view is positive.

ホイストシリンダ7が伸長すると、ホイストシリンダ力Fがアーム5に付与される。すると、アーム5及びバケット6には点P1を中心とした回転モーメントが発生する。このとき、バケットシリンダ9にはバケットシリンダ力FBが働いていることとなり、アーム5及びバケット6にはこのバケットシリンダ力FBに基づく点P1を中心とした回転モーメントも発生する。これらのことから、点P1を中心とした回転モーメントMは、以下のように表される。 When the hoist cylinder 7 extends, a hoist cylinder force F is applied to the arm 5. Then, a rotational moment about the point P 1 is generated in the arm 5 and the bucket 6. At this time, the bucket cylinder force F B is acting on the bucket cylinder 9, and the arm 5 and the bucket 6 also generate a rotational moment about the point P 1 based on the bucket cylinder force F B. From these facts, the rotational moment M around the point P 1 is expressed as follows.

Figure 0005513818
Figure 0005513818

なお、L1は点P1からホイストシリンダ7の軸線までの最短距離、即ちホイストシリンダ力Fが付与する点P1回りのモーメント算出のためのモーメントアームの距離であり、アーム角θAの関数となる。Ma1は、点P1からバケットシリンダ9の軸線までの最短距離(モーメントアーム)であり、アーム角θA、バケット角θBの関数となる。 L 1 is the shortest distance from the point P 1 to the axis of the hoist cylinder 7, that is, the moment arm distance for calculating the moment around the point P 1 applied by the hoist cylinder force F, and is a function of the arm angle θ A. It becomes. M a1 is the shortest distance (moment arm) from the point P 1 to the axis of the bucket cylinder 9 and is a function of the arm angle θ A and the bucket angle θ B.

掘削作業中には、このホイストシリンダ力Fに応じた回転モーメントに基づき、掘削作用点P3より掘削対象物に力(以下、この力を「作業力」と呼ぶ)を作用させることができる。ここで、後述するように牽引力FTを考慮しない場合であって、作業力が水平方向のみに作用するとしたときの力を最大水平力Fxとし、垂直方向のみに作用するとしたときの力を最大垂直力Fyとする。 During excavation work, a force (hereinafter referred to as “working force”) can be applied to the object to be excavated from the excavation action point P 3 based on the rotational moment corresponding to the hoist cylinder force F. Here, as will be described later, when the traction force FT is not considered, the force when the working force is applied only in the horizontal direction is defined as the maximum horizontal force F x, and the force when the operation force is applied only in the vertical direction. The maximum normal force F y is assumed.

力の釣り合いから、最大水平力Fxと最大垂直力Fyとの比は、式(2)のとおり、点P1,P3間の結線と地面(ここでは水平面)とがなす角度θに依存する。 From the balance of forces, the ratio between the maximum horizontal force F x and the maximum vertical force F y is the angle θ formed by the connection between the points P 1 and P 3 and the ground (here, the horizontal plane) as shown in equation (2). Dependent.

Figure 0005513818
Figure 0005513818

この角度θは、前述したように「荷役姿勢」を具体的に数値として表わし得る角度であるが、式(3)で表すとおり、アーム角θAとバケット角θBの関数となる。アーム角θAは点P1,P4間の結線と地面とがなす角度、バケット角θBは点P3,P4間の結線と地面とがなす角度であり、これら角度θA,θBも荷役姿勢を表す数値として扱い得ることとなる。なお、LAは点P1,P4間の距離、LBは点P3,P4間の距離である。 The angle θ is an angle that can specifically represent the “loading attitude” as a numerical value as described above, and is a function of the arm angle θ A and the bucket angle θ B as represented by equation (3). The arm angle θ A is an angle formed by the connection between the points P 1 and P 4 and the ground, and the bucket angle θ B is an angle formed by the connection between the points P 3 and P 4 and the ground. These angles θ A and θ B can also be handled as a numerical value representing the cargo handling posture. Note that L A is the distance between the points P 1 and P 4 , and L B is the distance between the points P 3 and P 4 .

Figure 0005513818
Figure 0005513818

式(2),(3)より、掘削対象物に作用する最大水平力Fx及び最大垂直力Fyは、式(4)で表すとおり、アーム角θA及びバケット角θBの関数となる。 From equations (2) and (3), the maximum horizontal force F x and the maximum vertical force F y acting on the excavation object are functions of the arm angle θ A and the bucket angle θ B as represented by equation (4). .

Figure 0005513818
Figure 0005513818

なお、掘削作用点P3で作用する最大水平力FxによるP1を中心とする回転モーメントは、式(1)で表す回転モーメントMと等しい。よって、最大水平力Fxと、ホイストシリンダ力F及びバケットシリンダ力FBとは、式(5)の関係を満たす。 Note that the rotational moment centered on P 1 due to the maximum horizontal force F x acting at the excavation operating point P 3 is equal to the rotational moment M expressed by Equation (1). Therefore, the maximum horizontal force F x , the hoist cylinder force F, and the bucket cylinder force F B satisfy the relationship of Expression (5).

Figure 0005513818
Figure 0005513818

なお、バケット6が回転しないとすると、バケットシリンダ力FBは式(6)で表される関係を満たし、式(5),(6)より、最大水平力Fxとホイストシリンダ力Fとは、式(7)の関係を満たす。 If the bucket 6 does not rotate, the bucket cylinder force F B satisfies the relationship expressed by the equation (6). From the equations (5) and (6), the maximum horizontal force F x and the hoist cylinder force F are The relationship of the formula (7) is satisfied.

Figure 0005513818
Figure 0005513818

Figure 0005513818
Figure 0005513818

なお、Ma1〜Ma4はそれぞれモーメントアームであり、アーム角θA、バケット角θBの関数となる。 Note that M a1 to M a4 are moment arms, which are functions of the arm angle θ A and the bucket angle θ B.

ここで、掘削作業中に車体2に牽引力FTが発生しており、掘削作業点P3で掘削対象物に該牽引力FTが作用していれば、作業力は、掘削対象物50より作用する該牽引力相当の反力によって打ち消される。牽引力FT及びその反力は水平方向に働くため、作業力から該反力を打ち消した後に残る力(以下、この力を「残力」と呼ぶ)の水平方向成分Fx′は式(8)で表される。 Here, and tractive force F T is generated in the vehicle body 2 during excavation work, if the action is該牽attraction F T drilling object in excavation work point P 3, the working force, acting from the drilling object 50 It cancels out by the reaction force equivalent to the traction force. Since traction F T and its reaction force acting in the horizontal direction, the force remaining after canceling a reaction force from the work force (hereinafter, this force is referred to as "Zanryoku") horizontal component F x 'is the formula (8 ).

Figure 0005513818
Figure 0005513818

リフト力FLは、この残力の垂直方向成分であるため、式(4),(7),(8)より式(9)で表すことができる。 Since the lift force FL is a vertical component of this residual force, it can be expressed by equation (9) from equations (4), (7), and (8).

Figure 0005513818
Figure 0005513818

α、βは、アーム角θA及びバケット角θBの関数であり、次式(10)で表すことができる。 α and β are functions of the arm angle θ A and the bucket angle θ B and can be expressed by the following equation (10).

Figure 0005513818
Figure 0005513818

このようにリフト力FLは、牽引力FTと、ホイストシリンダ力Fと、荷役姿勢(即ちアーム角θA及びバケット角θB)との関数となる。なお、LA,LBは、作業機の設計パラメータであり、定数として扱うことができる。 Thus lifting force F L is a function of the traction force F T, and the hoist cylinder force F, the handling and orientation (i.e. the arm angle theta A and the bucket angle theta B). L A and L B are design parameters of the work machine and can be handled as constants.

式(9)及び図4(a)に示すように、牽引力FTが増加すると、反力が増加して残力が減少するため、リフト力FLが減少する。このため、掘削作業中に大きなリフト力FLを得るためには牽引力FTを抑える必要があるとわかる。他方、図4(b)に示すように、作業力は、アーム角θAが減少してアーム5が上昇するほど、水平方向への分担割合が大きくなる。リンク機構の設定法にもよるが、掘削作業中には、一般的にこの増加割合はアーム角θA及びバケット角θBの変化による作業力の変化割合よりも大きい。 Equation (9) and as shown in FIG. 4 (a), when the traction force F T increases, the reaction force is residual force decreases with increasing lift force F L is reduced. Therefore, we know that in order to obtain a large lifting force F L during drilling operations it is necessary to suppress the traction F T. On the other hand, as shown in FIG. 4B, the working force increases in the horizontal share as the arm angle θ A decreases and the arm 5 rises. Although depending on the setting method of the link mechanism, during excavation work, this increase rate is generally larger than the change rate of work force due to changes in the arm angle θ A and bucket angle θ B.

従って、図5に示すように、一定の牽引力FTが作用する下でアーム角θAを減少させると、残力の水平方向成分Fx′が増大し、リフト力FLが増大する。言い換えれば、アーム角θAを減少させている間は、牽引力FTが増大しても一定のリフト力FLを確保することが可能になる。なお、リフト力FLは、ホイストシリンダ力Fに基づいて発生する作業力の残力の垂直方向成分であるため、ホイストシリンダ力Fが増大すればリフト力FLも増大する。 Accordingly, as shown in FIG. 5, reducing the arm angle theta A under acting constant traction force F T, it increases the horizontal component F x 'residual force, lift force F L is increased. In other words, while reducing the arm angle theta A, even if the traction force F T is increased it is possible to ensure a constant lifting force F L. Incidentally, the lift force F L are the vertical component of the residual force of the working force generated on the basis of the hoist cylinder force F, the lift force F L is also increased if increased hoist cylinder force F.

[牽引力・原動機の回転数・速度比の関係]
図6には、原動機10の回転数に応じた原動機10から伝えられるトルクの推移が示されている(トルクカーブET1〜ET3参照)。本実施形態では原動機10に油圧ポンプ16を直付けしており、原動機10が出力するトルクは油圧ポンプ16の負荷によって吸収され、負荷が増大するほど油圧ポンプ16の吸収トルクが増大する。図を参照すると、正味トルクの推移を表すトルクカーブET1に対し、油圧ポンプ16の吸収トルクを考慮したトルクカーブET2,ET3が下方を推移し、リリーフ状態でのトルクカーブET3は無負荷状態でのトルクカーブET2の下方を推移している。なお、掘削作業中においては、リリーフ状態でのトルクカーブET3に近似した推移を示す。
[Relationship between tractive force, motor speed and speed ratio]
FIG. 6 shows the transition of torque transmitted from the prime mover 10 according to the rotational speed of the prime mover 10 (see torque curves ET1 to ET3). In the present embodiment, the hydraulic pump 16 is directly attached to the prime mover 10, and the torque output from the prime mover 10 is absorbed by the load of the hydraulic pump 16, and the absorption torque of the hydraulic pump 16 increases as the load increases. Referring to the figure, the torque curves ET2 and ET3 taking into account the absorption torque of the hydraulic pump 16 shift downward with respect to the torque curve ET1 representing the transition of the net torque, and the torque curve ET3 in the relief state is in the no-load state. It is below the torque curve ET2. Note that, during excavation work, a transition approximate to the torque curve ET3 in the relief state is shown.

また、図6には、原動機10の回転数に応じたトルクコンバータ11が吸収できる最大トルクの推移が速度比に応じて例示されている(トルクカーブTT1〜TT11参照)。このトルクコンバータ11の最大吸収トルクが変速機12を介して車輪3,4まで伝達されることになるため、この最大吸収トルクは車体2に発生する牽引力FTと比例する。各トルクカーブTT1〜TT11の推移によると、最大吸収トルクは、変速比の値に関わらず原動機10の回転数が所定範囲内で増加している間は単純増加する。よって、原動機10の回転数を増加させると、牽引力FTが増大することになる。 FIG. 6 illustrates the transition of the maximum torque that can be absorbed by the torque converter 11 according to the rotational speed of the prime mover 10 according to the speed ratio (see torque curves TT1 to TT11). Since the maximum absorption torque of the torque converter 11 is to be transmitted to the wheels 3, 4 via the transmission 12, the maximum absorption torque is proportional to the traction force F T generated in the vehicle body 2. According to the transition of each of the torque curves TT1 to TT11, the maximum absorption torque simply increases while the rotational speed of the prime mover 10 increases within a predetermined range regardless of the value of the gear ratio. Therefore, increasing the rotational speed of the prime mover 10, the traction force F T will increase.

この「速度比」とは、トルクコンバータ11の出力回転数を入力回転数で除した値を言い、速度比が0とはトルクコンバータ11がストールしている状態であることを表す。本実施形態では、速度比が小さいときほど或る回転数に対する最大吸収トルクが増大して牽引力FTが増大する場合を示すが、これは一例である。なお、バケット6を掘削対象物に突っ込ませた掘削作業中においては、速度比が小さい値となりがちであり、一般的には0から0.4までの数値範囲に収まる。 The “speed ratio” refers to a value obtained by dividing the output rotational speed of the torque converter 11 by the input rotational speed, and a speed ratio of 0 indicates that the torque converter 11 is stalled. In the present embodiment shows a case where traction force maximum absorption torque is increased F T is increased for a certain rotational speed as when the speed ratio is small, this is an example. During excavation work in which the bucket 6 is thrust into the excavation target, the speed ratio tends to be a small value, and generally falls within a numerical range from 0 to 0.4.

次に、図7を参照して制御器30が実行する処理を手順に沿って説明する。なお、図7に示す一連の処理は、例えばホイールローダ1のイグニションスイッチがONである間に、所定の制御周期(例えば10msec)毎に繰り返し行われる。   Next, a process executed by the controller 30 will be described along a procedure with reference to FIG. Note that the series of processes shown in FIG. 7 is repeatedly performed at predetermined control cycles (for example, 10 msec) while the ignition switch of the wheel loader 1 is ON, for example.

まず、制御器30は入力側に接続されたセンサ類から信号を入力し(ステップS1)、この入力信号に基づいて掘削作業中であるか否かを判断する(ステップS2)。掘削作業中か否かの判断は、例えばシフトレバー21の位置、ポンプ圧、及び速度比に基づいて判断される。すなわち、シフトセンサ34からの入力信号に基づいてシフトレバー21が例えば前進走行用の最低速段を設定する位置にあり、ポンプ圧センサ35からの入力信号に基づいてポンプ圧が所定値以上であり、且つ第1回転数センサ31及び第2回転数センサ32からの入力信号に基づいて速度比が所定値以下(例えば0.5以下)であるか否かを判断する。これら条件を全て満足する場合は掘削作業中であり、そうでない場合は掘削作業中ではないものとすることができる。   First, the controller 30 inputs a signal from sensors connected to the input side (step S1), and determines whether or not excavation work is being performed based on the input signal (step S2). The determination of whether or not excavation work is in progress is made based on, for example, the position of the shift lever 21, the pump pressure, and the speed ratio. That is, based on the input signal from the shift sensor 34, the shift lever 21 is at a position where, for example, the lowest speed stage for forward traveling is set, and the pump pressure is greater than or equal to a predetermined value based on the input signal from the pump pressure sensor 35. Based on the input signals from the first rotation speed sensor 31 and the second rotation speed sensor 32, it is determined whether or not the speed ratio is not more than a predetermined value (for example, not more than 0.5). If all of these conditions are satisfied, the excavation operation is being performed, otherwise the excavation operation is not being performed.

掘削作業中でないと判断すると(S2:NO)、ペダルセンサ33からの入力信号に基づき、予めメモリ領域に記憶している走行モード用のマップを参照してアクセルペダル20の操作量に応じた原動機10の目標回転数を求め、求めた回転数に従ってECM42に指令を与え(ステップS17)、一連の処理を終了する。なお、ECM42は、制御器30からの指令に基づき、原動機10の回転数が目標回転数となるよう原動機10を駆動制御する。   If it is determined that the excavation work is not being performed (S2: NO), based on the input signal from the pedal sensor 33, the prime mover corresponding to the amount of operation of the accelerator pedal 20 with reference to the map for the travel mode stored in the memory area in advance. A target rotational speed of 10 is obtained, a command is given to the ECM 42 in accordance with the obtained rotational speed (step S17), and a series of processing ends. The ECM 42 drives and controls the prime mover 10 so that the rotational speed of the prime mover 10 becomes the target rotational speed based on a command from the controller 30.

掘削作業中であると判断すると(S2:YES)、予めメモリ領域に記憶している目標リフト力マップを読み出す(ステップS3)。図8(a)に例示するように、目標リフト力マップは、アーム角θAに応じた目標リフト力を定めるためのマップである。但し、目標リフト力とアーム角θAとの間の関係はどのように設定されていてもよい。例えばアーム角θAの変化によらず一定の目標リフト力が設定されてもよく(マップM1参照)、アーム角θAが小さくなってアーム5が上昇していくほど目標リフト力が増加するよう設定されてもよい(マップM2参照)。ここでは便宜的に、メモリ領域にはマップM1のみが記憶され、ステップS3において該マップM1が常に読み出されるものとする。 If it is determined that excavation work is in progress (S2: YES), the target lift force map stored in advance in the memory area is read (step S3). As illustrated in FIG. 8 (a), the target lift force map is a map for determining a target lift force corresponding to the arm angle theta A. However, the relationship between the target lift force and the arm angle θ A may be set in any way. For example, a constant target lift force may be set regardless of a change in the arm angle θ A (see map M1), and the target lift force increases as the arm angle θ A decreases and the arm 5 moves up. It may be set (see map M2). Here, for convenience, it is assumed that only the map M1 is stored in the memory area, and the map M1 is always read in step S3.

次に、荷役姿勢、目標リフト力及びホイストシリンダ力等を夫々演算する(ステップS4)。ここでは、荷役姿勢として、アーム角センサ38及びバケット角センサ39からの入力信号に基づいて、アーム角θA及びバケット角θBが求められる。目標リフト力は、ステップS3で読み出した目標リフト力マップが参照されることにより、アーム角θAに応じて求められる。また、ホイストシリンダ力は、シリンダ供給圧センサ36からの入力信号に基づき演算され、更に各モーメントアームがアーム角θA、バケット角θBに基づき演算される。 Next, a cargo handling posture, a target lift force, a hoist cylinder force, and the like are respectively calculated (step S4). Here, based on input signals from the arm angle sensor 38 and the bucket angle sensor 39, the arm angle θ A and the bucket angle θ B are obtained as the cargo handling posture. The target lift force is obtained according to the arm angle θ A by referring to the target lift force map read in step S3. The hoist cylinder force is calculated based on an input signal from the cylinder supply pressure sensor 36, and each moment arm is calculated based on the arm angle θ A and the bucket angle θ B.

次に、目標牽引力を演算する(ステップS5)。目標牽引力は、式(9)を用い、ステップS4で演算されたアーム角θA、バケット角θB、目標リフト力、ホイストシリンダ力F、及び各モーメントアームに基づいて求められる。 Next, the target traction force is calculated (step S5). The target traction force is obtained based on the arm angle θ A , bucket angle θ B , target lift force, hoist cylinder force F, and each moment arm calculated in step S4 using equation (9).

次に、目標回転数を演算する(ステップS6)。メモリ領域には、速度比に応じて互いに異なる推移を示すトルクカーブTT1〜TT11(図6参照)が、予め目標回転数マップとして記憶されている。目標回転数の演算に際しては、複数の目標回転数マップの中から、ステップS2で演算された速度比に対応する目標回転数マップが選択される。なお、本実施形態のようにトルクカーブTT1〜TT11の速度比ピッチを有限にした場合には、例えば検知された速度比の端数処理を行ってから目標回転数マップを選択するようにしてもよい。   Next, the target rotational speed is calculated (step S6). In the memory area, torque curves TT1 to TT11 (see FIG. 6) showing different transitions according to the speed ratio are stored in advance as a target rotational speed map. In calculating the target rotational speed, a target rotational speed map corresponding to the speed ratio calculated in step S2 is selected from a plurality of target rotational speed maps. When the speed ratio pitch of the torque curves TT1 to TT11 is finite as in the present embodiment, for example, the target rotation speed map may be selected after performing the fraction processing of the detected speed ratio. .

次いで、選択された目標回転数マップが参照されることにより、ステップS5で演算された目標牽引力に応じて目標回転数が求められる。なお、目標回転数マップは、トルクカーブTT1〜TT11のうち回転数の増加に対して牽引力(最大吸収トルク)が単純増加する範囲のみを利用するようになっている。   Next, by referring to the selected target rotational speed map, the target rotational speed is obtained according to the target traction force calculated in step S5. Note that the target rotational speed map uses only the range in which the traction force (maximum absorption torque) simply increases with respect to the increase in rotational speed in the torque curves TT1 to TT11.

次に、この目標回転数に従ってECM42に指令を与え(ステップS7)、一連の処理を終了する。ECM42は、制御器30からの指令に基づき、原動機10の回転数がステップS6で演算された目標回転数となるよう原動機10を駆動制御する。   Next, a command is given to the ECM 42 in accordance with the target rotational speed (step S7), and a series of processing ends. Based on a command from the controller 30, the ECM 42 drives and controls the prime mover 10 so that the rotational speed of the prime mover 10 becomes the target rotational speed calculated in step S6.

図9は図7に示す処理を繰り返しながら行う掘削作業の作用図である。アーム角θAが大きい値となる掘削作業の開始直後においては、図8(a)のマップM1により求まる目標リフト力FLを確保するため、一般的には目標牽引力FTは比較的小さい値となり、原動機10の回転数は所定の作業開始回転数に設定される。無論、バケット6内の掘削対象物50を持ち上げることができるように、目標リフト力FLは0よりも十分に大きい値に設定される。即ち、目標牽引力FTは、ホイストシリンダ力が牽引力の反力によって完全に打ち消されることがない十分に小さい値に設定される。 FIG. 9 is an operation diagram of excavation work performed while repeating the processing shown in FIG. Immediately after the start of excavation work arm angle theta A becomes a large value, in order to ensure a desired lift force F L which is obtained by the map M1 of FIG. 8 (a), the general target pulling force F T is in a relatively small value Thus, the rotational speed of the prime mover 10 is set to a predetermined work start rotational speed. Of course, the target lift force FL is set to a value sufficiently larger than 0 so that the excavation object 50 in the bucket 6 can be lifted. That is, the target pulling force F T is hoist cylinder force is set to a sufficiently small value is not be completely canceled by the reaction force of the pulling force.

アーム角θAが小さくなってアーム5が上昇し、荷役姿勢が水平に近づいていくと、マップM1に従って一定の目標リフト力FLが設定されるため、一般的には目標牽引力FTの値が徐々に大きくなり、原動機10の回転数は上記作業開始回転数から徐々に増加していく。このとき、目標回転数マップは、牽引力の増加に対して回転数が単純増加するように設定されているため、原動機10の回転数の急変を避けることができる。 Arm 5 is raised by the arm angle theta A becomes smaller, the handling attitude approaches horizontal, since the constant target lifting force F L is set according to the map M1, in general the value of the target pulling force F T Gradually increases, and the rotational speed of the prime mover 10 gradually increases from the work start rotational speed. At this time, since the target rotational speed map is set so that the rotational speed simply increases with respect to the increase in traction force, a sudden change in the rotational speed of the prime mover 10 can be avoided.

アーム5の上昇過程では同じリフト力FLが継続して作用するため、掘削対象物50の持上げを良好に行うことができる。その上で牽引力FLが増加するため、アーム5が上昇していくほど突っ込み性が向上する。よって、堆積部からより多くの掘削対象物50をバケット6内に積載することができる。 To act continuously same lift force F L is the increase in the course of the arms 5, it is possible to satisfactorily perform lifting excavation object 50. Since the traction force F L thereon increases, thrusting is improved as the arm 5 rises. Therefore, more excavation objects 50 can be loaded in the bucket 6 from the accumulation part.

このように、荷役姿勢に応じた牽引力の制御を行うことにより、リフト力を確保した上で突っ込み性を改善することができ、作業1回当たりの掘削対象物の積載量を多くすることができる。よって、リフト力の確保のため不必要な牽引力を発生させなくてもよくなり、掘削作業時の原動機10の出力を下げることができる。従って、最大限の掘削量を確保しつつも最大限燃料消費を抑えることができる。   Thus, by controlling the traction force according to the handling posture, it is possible to improve the thrust while securing the lift force, and it is possible to increase the loading amount of the excavation object per work. . Therefore, it is not necessary to generate unnecessary traction force for securing the lift force, and the output of the prime mover 10 during excavation work can be reduced. Therefore, it is possible to suppress the fuel consumption to the maximum while securing the maximum excavation amount.

また、目標牽引力の決定に際しては、ホイストシリンダ力を入力パラメータとしている。このためホイストシリンダ7の負荷が変動しても、この負荷変動に追従して目標牽引力が決定される。具体的にはホイストシリンダ力が減少すると、その減少分に応じてリフト力が減少するため、目標牽引力はこの減少分を相殺するようにして共に減少する。他方、目標リフト力はホイストシリンダ力に関係なく決定されるようになっている。このようにして、ホイストシリンダの負荷が変動してリフト力が減少するような場合があっても、所望のリフト力を掘削対象物50に作用させることができ、掘削対象物50の持上げを確実に行うことができる。   In determining the target traction force, the hoist cylinder force is used as an input parameter. For this reason, even if the load of the hoist cylinder 7 fluctuates, the target traction force is determined following the load fluctuation. Specifically, when the hoist cylinder force decreases, the lift force decreases according to the decrease, so that the target traction force decreases together so as to offset the decrease. On the other hand, the target lift force is determined irrespective of the hoist cylinder force. Thus, even when the load of the hoist cylinder fluctuates and the lift force may decrease, a desired lift force can be applied to the excavation target object 50, and the excavation target object 50 is reliably lifted. Can be done.

そして、この荷役姿勢等に応じて牽引力を自動的に調整する制御は、制御器30が掘削作業中であると判断すると実行される。このため、このように判断されている間は、作業員はアクセルペダル20を微調整して原動機10の回転数を調整するといった煩雑な作業を行わなくてもよくなり、掘削作業中におけるホイールローダ1の操作を容易に行うことができるようになる。   The control for automatically adjusting the traction force according to the cargo handling posture or the like is executed when the controller 30 determines that excavation work is being performed. For this reason, during this determination, the worker does not have to perform complicated work such as fine adjustment of the accelerator pedal 20 to adjust the rotational speed of the prime mover 10, and the wheel loader during excavation work. The operation 1 can be easily performed.

これまで本発明の実施形態について説明したが、上記構成及び制御器が実行する処理の内容は本発明の範囲内において適宜変更可能である。   Although the embodiment of the present invention has been described so far, the above configuration and the contents of the processing executed by the controller can be appropriately changed within the scope of the present invention.

例えば、制御器30のメモリ領域に、図8に示す複数の目標リフト力マップM1,M2が記憶されていてもよい。このとき、キャビン17内の切替スイッチ23を操作することによって、複数の目標リフト力マップM1,M2のうち何れを参照して目標リフト力を演算するのかを作業員が指令可能であってもよい。   For example, a plurality of target lift force maps M1, M2 shown in FIG. 8 may be stored in the memory area of the controller 30. At this time, the operator may be able to instruct which of the plurality of target lift force maps M1 and M2 to calculate the target lift force by operating the changeover switch 23 in the cabin 17. .

この場合、ステップS1で切替スイッチ23からの入力信号が制御器30に入力され、ステップS3で該入力信号に基づいて参照すべき目標リフト力マップが選択される。ステップS4では、該選択された目標リフト力マップが参照されることによって、アーム角θAに基づいて目標リフト力が演算されることとなる。前述したように目標リフト力マップM2はアーム角θAが減少するに連れて目標リフト力が増大するように設定されている。切替スイッチ23においてこのマップM2が参照されるように指令しておくことにより、バケット6内に積み込まれた掘削対象物の重量が大きくなる掘削作業の後半において、より大きなリフト力を作用させることができる。このため、例えば掘削対象物の比重や粘性が大きい場合や掘削対象物の堆積部の傾斜角度が急であっても、持上げを確実に行うことができるようになる。 In this case, an input signal from the changeover switch 23 is input to the controller 30 in step S1, and a target lift force map to be referred to is selected based on the input signal in step S3. In step S4, the target lift force is calculated based on the arm angle θ A by referring to the selected target lift force map. As described above, the target lift force map M2 is set so that the target lift force increases as the arm angle θ A decreases. By instructing the changeover switch 23 to refer to the map M2, a larger lift force can be applied in the latter half of the excavation work in which the weight of the excavation object loaded in the bucket 6 increases. it can. For this reason, for example, even when the specific gravity or viscosity of the excavation target is large, or even when the inclination angle of the accumulation portion of the excavation target is steep, the lifting can be reliably performed.

上記実施形態においては、アーム角θA、バケット角θB、目標リフト力、ホイストシリンダ力Fを入力パラメータとし、式(9)を用いて目標牽引力を演算したが、目標牽引力の演算方法はこの方法に限られない。 In the above embodiment, the arm traction angle θ A , the bucket angle θ B , the target lift force, and the hoist cylinder force F are input parameters, and the target traction force is calculated using Equation (9). It is not limited to the method.

例えば、式(9)の変数の何れかを定数化してもよい。例えばバケット角θBはアーム角θAの変化に追従して変更されるものの、一般的にはバケット角θBの変更に伴う作業力の垂直成分と水平成分との分担割合の変化は、アーム角θAのそれと比べて小さい。よって、目標牽引力の演算の入力パラメータとなる荷役姿勢の具体的数値として、アーム角θAのみが用いられていてもよい。ホイストシリンダ力Fも適宜定数化可能である。 For example, any of the variables in equation (9) may be made constant. For example, although the bucket angle θ B is changed following the change in the arm angle θ A , in general, the change in the sharing ratio between the vertical component and the horizontal component of the working force accompanying the change in the bucket angle θ B is Smaller than that of the angle θ A. Therefore, only the arm angle θ A may be used as a specific numerical value of the cargo handling posture that is an input parameter for calculating the target traction force. The hoist cylinder force F can also be made constant as appropriate.

また、これら入力パラメータに応じて目標牽引力を演算するための目標牽引力マップを制御器30に予め記憶させていてもよい。なお、目標リフト力は、目標牽引力が演算されると、そのときの荷役姿勢及びホイストシリンダ力に応じて決定されるため、これを目標牽引力マップの入力パラメータとして利用する必要はなく、制御器30に目標リフト力マップを記憶させておく必要もなくなる。更に、残りのアーム角θA、バケット角θB、ホイストシリンダ力Fを全て入力パラメータとして用いる必要もない。 A target traction force map for calculating the target traction force according to these input parameters may be stored in the controller 30 in advance. When the target traction force is calculated, the target lift force is determined according to the cargo handling posture and the hoist cylinder force at that time. Therefore, it is not necessary to use the target lift force as an input parameter of the target traction force map. This eliminates the need to store the target lift force map. Furthermore, it is not necessary to use the remaining arm angle θ A , bucket angle θ B , and hoist cylinder force F as input parameters.

図10は、アーム角θAのみに応じて目標牽引力を演算するために用いる目標牽引力マップM4〜M6を例示している。各マップM4〜M6は、アーム角θAが減少するときほど目標牽引力が増大するように設定されており、これにより掘削作業物の持上げを確実に行わせた上でアーム5が上昇していくに従って一般的には牽引力を増大させることができ、作業効率が向上する。このマップを用いるときには、図7に示すステップS3が目標牽引力マップを読み出す処理に置き換えられ、ステップS4ではアーム角θAの演算のみが行われ、ステップS5では読み出された目標牽引力マップが参照されることによって、ステップS4で演算されたアーム角θAに基づいて目標牽引力が演算される。 Figure 10 illustrates the target pulling force map M4~M6 used for calculating a target traction force depending only on the arm angle theta A. Each map M4~M6, the more are the target traction force is set to increase, gradually arm 5 is raised in terms of allowed reliably perform lifting drilling operations residue thus when the arm angle theta A decreases In general, the traction force can be increased and the working efficiency is improved. When using this map is replaced with the process of the step S3 shown in FIG. 7 reads the target pulling force map, only the calculation of the arm angle theta A step S4 is performed, the target pulling force map that is read in step S5 is referred Thus, the target traction force is calculated based on the arm angle θ A calculated in step S4.

制御器30はこの目標牽引力マップを1つのみ記憶して常にそのマップが参照されるようにしてもよいし、複数の目標牽引力マップを記憶していてもよい。複数のマップを記憶している場合は、制御器30が参照するマップを作業者が切替スイッチ23で指令可能であることが好ましい。これにより上記同様にして、例えば掘削対象物の種類に応じて最適な牽引力及びリフト力を作用させることができるようになる。   The controller 30 may store only one target traction force map and always refer to the map, or may store a plurality of target traction force maps. When a plurality of maps are stored, it is preferable that the operator can instruct the map referred to by the controller 30 with the changeover switch 23. As a result, in the same manner as described above, for example, optimum traction force and lift force can be applied according to the type of excavation object.

図11は、目標リフト力マップ又は目標牽引力マップを参照して目標牽引力を演算した後に、該目標牽引力に応じて目標回転数マップを参照して目標回転数を演算する形態において、該目標回転数マップの変形例を示している。図6に示した上記実施形態においては、或る速度比に対して1つの目標回転数マップが設定されていたが、図11に示すように、或る速度比に対して複数の目標回転数マップが設定されていてもよい。言い換えると、図6に示すような速度比に応じて異なる目標回転数を設定するためのマップパターンが複数記憶されていてもよい。   FIG. 11 shows an example in which the target rotational speed is calculated by referring to the target rotational force map in accordance with the target traction force after calculating the target traction force with reference to the target lift force map or the target traction force map. The modification of a map is shown. In the embodiment shown in FIG. 6, one target rotation speed map is set for a certain speed ratio. However, as shown in FIG. 11, a plurality of target rotation speeds for a certain speed ratio is set. A map may be set. In other words, a plurality of map patterns for setting different target rotational speeds depending on the speed ratio as shown in FIG. 6 may be stored.

このとき、キャビン17内の切替スイッチ24を操作することによって、複数の目標回転数マップのパターンのうち何れのパターンを参照して目標回転数を演算するのかを作業員が指令可能であってもよい。   At this time, even if the operator can instruct which of the plurality of target rotational speed map patterns is to be used to calculate the target rotational speed by operating the changeover switch 24 in the cabin 17. Good.

このような構成とする場合、ステップS1で切替スイッチ24からの入力信号が制御器30に入力され、ステップS3で該入力信号に基づいて参照すべき目標回転数マップのパターンが選択される。そして、ステップS6で、選択されたパターンを参照することにより、速度比と、ステップS5で演算された目標牽引力とに基づいて目標回転数が演算される。   In such a configuration, an input signal from the changeover switch 24 is input to the controller 30 in step S1, and a target rotation speed map pattern to be referred to is selected based on the input signal in step S3. In step S6, by referring to the selected pattern, the target rotational speed is calculated based on the speed ratio and the target traction force calculated in step S5.

また、上記のようにアーム角θA、バケット角θB及びホイストシリンダ力Fを入力パラメータとして目標リフト力を演算せずに目標牽引力を演算可能であることと同じく、これらパラメータと速度比とを入力パラメータとして目標牽引力を演算せずに目標回転数を直接演算することもできる。即ち、アーム角θA、バケット角θB、ホイストシリンダ力F及び速度比に応じて目標回転数を演算するための目標回転数マップを予め制御器30に記憶させてもよい。このとき、目標リフト力マップ及び目標牽引力マップを記憶しておく必要はなくなる。 In addition, as described above, the target traction force can be calculated without calculating the target lift force using the arm angle θ A , bucket angle θ B and hoist cylinder force F as input parameters. It is also possible to directly calculate the target rotational speed without calculating the target traction force as an input parameter. That is, the controller 30 may store in advance the target rotational speed map for calculating the target rotational speed in accordance with the arm angle θ A , bucket angle θ B , hoist cylinder force F, and speed ratio. At this time, it is not necessary to store the target lift force map and the target traction force map.

また、アーム角θA、バケット角θB、ホイストシリンダ力F及び速度比の全てを入力パラメータとして用いる必要はない。例えば速度比は、前述したように掘削作業中において一般的には0から0.4の数値範囲に収まり、この範囲内においては或る回転数に対するトルクコンバータ11の最大吸収トルクが大きく変わらないことがある(図6のトルクカーブTT1〜TT5参照)。このため、速度比に応じて異なる目標回転数を決定することで狙いの牽引力を作用させる制御の精度は向上するものの、速度比に関係なく回転数が決定されるようにしても狙いの牽引力と実牽引力との間に大きな差が生じないとも考えられる。よって、制御器の負荷軽減を優先し、速度比を目標回転数マップの入力パラメータから適宜省略可能である。 Further, it is not necessary to use all of the arm angle θ A , bucket angle θ B , hoist cylinder force F, and speed ratio as input parameters. For example, as described above, the speed ratio generally falls within a numerical range of 0 to 0.4 during excavation work, and within this range, the maximum absorption torque of the torque converter 11 for a certain rotational speed does not change significantly. (See torque curves TT1 to TT5 in FIG. 6). For this reason, although the accuracy of the control for applying the target traction force is improved by determining a different target rotation speed according to the speed ratio, the target traction force and the target traction force can be determined regardless of the speed ratio. It is considered that there is no big difference with the actual traction force. Therefore, priority can be given to reducing the load on the controller, and the speed ratio can be appropriately omitted from the input parameters of the target rotational speed map.

従って、図12に示すように、目標回転数マップM7〜M9は、目標牽引力マップと同様、アーム角θAのみに応じて目標回転数が演算されるように設定されていてもよい。このとき、アーム角θAが減少するときほど目標回転数が増大するように設定することにより、掘削作業物の持上げを確実に行わせた上でアーム5が上昇していくに従って一般的には牽引力を増大させることができ、作業効率が向上する。なお、このようなマップを用いる場合、図7に示すステップS3が目標回転数マップを読み出す処理に置き換えられ、ステップS4ではアーム角θAの演算のみが行われ、ステップS5が省略され、ステップS6では読み出された目標回転数マップが参照されることによって、ステップS4で演算されたアーム角θAに基づいて目標回転数が演算される。 Therefore, as shown in FIG. 12, the target rotational speed maps M7 to M9 may be set so that the target rotational speed is calculated only in accordance with the arm angle θ A , like the target traction force map. At this time, by setting so that the target rotational speed increases as the arm angle θ A decreases, in general, the excavation work is reliably lifted and the arm 5 is generally raised. The traction force can be increased and work efficiency is improved. When such a map is used, step S3 shown in FIG. 7 is replaced with a process of reading the target rotational speed map. In step S4, only the calculation of the arm angle θ A is performed, step S5 is omitted, and step S6 is performed. Then, by referring to the read target rotational speed map, the target rotational speed is calculated based on the arm angle θ A calculated in step S4.

また、制御器30はこの目標回転数マップを1つのみ記憶して常にそのマップが参照されるようにしてもよいし、複数の目標回転数マップを記憶していてもよい。複数のマップを記憶している場合は、制御器30が参照するマップを作業者が切替スイッチ23で指令可能とすることが好ましい。   Further, the controller 30 may store only one target rotation speed map and always refer to the map, or may store a plurality of target rotation speed maps. When a plurality of maps are stored, it is preferable that the operator can instruct the map referred to by the controller 30 with the changeover switch 23.

なお、以上では産業用車両としてホイールローダを例示したが、本発明は、クローラ式ローダや、ロードホールダンプの他、ブルドーザやスクレーパや油圧ショベル等の掘削・運搬・積込作業を行うための産業用車両に広く適用可能である。   Although the wheel loader has been illustrated as an industrial vehicle in the above, the present invention is an industry for excavating, transporting and loading work such as a crawler loader, a load hole dumper, a bulldozer, a scraper, and a hydraulic excavator. It can be widely applied to industrial vehicles.

本発明は、アーム及びバケットの荷役姿勢に応じて牽引力とリフト力が精細に調整され、作業効率が向上するという作用効果を奏し、例えばホイールローダ等に適用すると有益である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has an effect that the traction force and the lift force are finely adjusted according to the handling posture of the arm and the bucket and the working efficiency is improved. For example, the present invention is beneficial when applied to a wheel loader or the like.

1 ホイールローダ
2 車体
5 アーム
6 バケット
7 ホイストシリンダ
9 バケットシリンダ
10 原動機
11 トルクコンバータ
16 油圧ポンプ
23,24 切替スイッチ
30 制御器
37 荷役姿勢検出器
42 原動機制御モジュール
T 牽引力
L リフト力
F ホイストシリンダ力
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wheel loader 2 Car body 5 Arm 6 Bucket 7 Hoist cylinder 9 Bucket cylinder 10 Prime mover 11 Torque converter 16 Hydraulic pump 23, 24 change-over switch 30 Controller 37 Carrying attitude detector 42 Prime mover control module F T traction force F L Lift force F Hoist cylinder Power

Claims (7)

車体に揺動可能に取り付けられ、掘削対象物を掘削し持上げるためのアーム及びバケットと、
前記アーム及びバケットに駆動力を付与し、前記バケットから掘削対象物に作用するリフト力を発生させるアクチュエータと、
前記アーム及びバケットの荷役姿勢に応じて前記車体に作用する目標牽引力を算出する制御装置と、
前記制御装置によって制御され、前記目標牽引力を発生させる原動機とを備え
前記制御装置は、前記アームの荷役姿勢が水平に近づくほど増大する目標牽引力を算出することを特徴とする産業用車両。
An arm and a bucket that are swingably attached to the vehicle body and for excavating and lifting an object to be excavated;
An actuator that applies a driving force to the arm and the bucket and generates a lift force that acts on the object to be excavated from the bucket;
A control device for calculating a target traction force acting on the vehicle body in accordance with the handling posture of the arm and bucket;
A motor that is controlled by the control device and generates the target traction force ;
Said controller, industrial vehicle handling posture of said arm, characterized that you calculate the target pulling force increases closer horizontally.
前記アクチュエータが前記アームを揺動させるホイストシリンダと、前記バケットを揺動させるバケットシリンダとを備え、
前記制御装置は、前記アームの前記車体に対する角度、又は前記ホイストシリンダの伸長量に基づいて、前記荷役姿勢を検知する請求項1に記載の産業用車両。
The actuator includes a hoist cylinder that swings the arm, and a bucket cylinder that swings the bucket,
The industrial vehicle according to claim 1, wherein the control device detects the cargo handling posture based on an angle of the arm with respect to the vehicle body or an extension amount of the hoist cylinder.
前記制御装置は、更に前記バケットの前記車体に対する角度、又は前記バケットシリンダの伸長量に基づいて、前記荷役姿勢を検知する請求項に記載の産業用車両。 The industrial vehicle according to claim 2 , wherein the control device further detects the cargo handling posture based on an angle of the bucket with respect to the vehicle body or an extension amount of the bucket cylinder. 前記制御装置は、さらに前記アクチュエータが前記アーム及び前記バケットのうち少なくとも前記アームに付与する駆動力に応じて前記車体に作用する目標牽引力を算出する請求項1に記載の産業用車両。   The industrial vehicle according to claim 1, wherein the control device further calculates a target traction force acting on the vehicle body according to a driving force applied to at least the arm and the bucket by the actuator. 車体に揺動可能に取り付けられ、掘削対象物を掘削し持上げるためのアーム及びバケットと、
前記アーム及びバケットに駆動力を付与し、前記バケットから掘削対象物に作用するリフト力を発生させるアクチュエータと、
前記アーム及びバケットの荷役姿勢に応じて前記車体に作用する目標牽引力を算出する制御装置と、
前記制御装置によって制御され、前記目標牽引力を発生させる原動機と、
荷役姿勢と目標リフト力との関係を示す複数の目標リフト力マップを記憶する目標リフト力マップ記憶部と、
オペレータから選択すべき目標リフトマップの指令の入力を受け付けるリフト力指令器とを備え、
前記制御装置は、前記記憶された複数の目標リフト力マップのうち、前記リフト力指令器からの指令に応じて複数の前記目標リフト力マップのうち1つを選択し、当該選択した目標リフト力マップを参照して目標リフト力を演算す産業用車両。
An arm and a bucket that are swingably attached to the vehicle body and for excavating and lifting an object to be excavated;
An actuator that applies a driving force to the arm and the bucket and generates a lift force that acts on the object to be excavated from the bucket;
A control device for calculating a target traction force acting on the vehicle body in accordance with the handling posture of the arm and bucket;
A prime mover controlled by the control device to generate the target traction force;
A target lift force map storage unit for storing a plurality of target lift force maps indicating the relationship between the cargo handling posture and the target lift force;
A lift force command device for receiving an input of a target lift map command to be selected from an operator;
The control device selects one of the plurality of target lift force maps in response to a command from the lift force commander among the plurality of stored target lift force maps, and the selected target lift force map industrial vehicle we calculate the target lift force by referring to a map.
車体に揺動可能に取り付けられ、掘削対象物を掘削し持上げるためのアーム及びバケットと、
前記アーム及びバケットに駆動力を付与し、前記バケットから掘削対象物に作用するリフト力を発生させるアクチュエータと、
前記アーム及びバケットの荷役姿勢に応じて前記車体に作用する目標牽引力を算出する制御装置と、
前記制御装置によって制御され、前記目標牽引力を発生させる原動機と、
前記目標牽引力と当該目標牽引力を発生させるために必要な前記原動機の目標回転数を演算するための目標回転数マップを複数記憶する目標回転数マップ記憶部と、
前記原動機に接続されたトルクコンバータと備え、
前記制御装置は、前記トルクコンバータの入力軸の回転数と前記トルクコンバータの出力軸の回転数との比に応じて前記複数の前記目標回転数マップのうち1つを選択し、当該選択した目標回転数マップを参照して目標回転数を演算す産業用車両。
An arm and a bucket that are swingably attached to the vehicle body and for excavating and lifting an object to be excavated;
An actuator that applies a driving force to the arm and the bucket and generates a lift force that acts on the object to be excavated from the bucket;
A control device for calculating a target traction force acting on the vehicle body in accordance with the handling posture of the arm and bucket;
A prime mover controlled by the control device to generate the target traction force;
A target rotation speed map storage unit for storing a plurality of target rotation speed maps for calculating the target traction force and the target rotation speed of the prime mover necessary for generating the target traction force;
And a torque converter connected to the prime mover,
The control device selects one of the plurality of target rotational speed maps according to a ratio between the rotational speed of the input shaft of the torque converter and the rotational speed of the output shaft of the torque converter, and the selected target industrial vehicles with reference to the rotational speed map you calculate the target rotational speed.
前記制御装置は、前記アーム及び前記バケットによる掘削対象物の掘削作業が行われているか否かを判断し、掘削作業が行われていると判断したときに、前記アーム及び前記バケットの荷役姿勢に基づく前記原動機の制御を実行する請求項1乃至のいずれか1項に記載の産業用車両。 The control device determines whether or not an excavation work is being performed on the object to be excavated by the arm and the bucket, and when determining that the excavation operation is being performed, the control device determines the loading posture of the arm and the bucket. The industrial vehicle according to any one of claims 1 to 6 , wherein control of the prime mover is executed.
JP2009213316A 2009-09-15 2009-09-15 Industrial vehicle Active JP5513818B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009213316A JP5513818B2 (en) 2009-09-15 2009-09-15 Industrial vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009213316A JP5513818B2 (en) 2009-09-15 2009-09-15 Industrial vehicle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011063945A JP2011063945A (en) 2011-03-31
JP5513818B2 true JP5513818B2 (en) 2014-06-04

Family

ID=43950459

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009213316A Active JP5513818B2 (en) 2009-09-15 2009-09-15 Industrial vehicle

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5513818B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7433070B2 (en) 2020-02-11 2024-02-19 Ykk株式会社 slider

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5261419B2 (en) * 2010-03-05 2013-08-14 株式会社小松製作所 Work vehicle and control method of work vehicle
WO2013027873A1 (en) * 2011-08-24 2013-02-28 Volvo Construction Equipment Ab Method for controlling a working machine
WO2013145342A1 (en) * 2012-03-30 2013-10-03 株式会社小松製作所 Wheel rotor and method for controlling wheel rotor
JP5092071B1 (en) * 2012-03-30 2012-12-05 株式会社小松製作所 Wheel loader and wheel loader control method
WO2013145340A1 (en) * 2012-03-30 2013-10-03 株式会社小松製作所 Wheel rotor and method for controlling wheel rotor
JP5092069B1 (en) * 2012-03-30 2012-12-05 株式会社小松製作所 Wheel loader and wheel loader control method
EP2667059B1 (en) 2012-03-30 2016-06-01 Komatsu, Ltd. Wheel loader and method for controlling wheel loader
EP2949822B1 (en) * 2013-12-03 2019-02-06 Komatsu Ltd. Utility vehicle
JP7038515B2 (en) * 2017-09-29 2022-03-18 日立建機株式会社 Wheel loader
JP7107771B2 (en) 2018-06-29 2022-07-27 株式会社小松製作所 Working machines and systems containing working machines
JP7266371B2 (en) * 2018-06-29 2023-04-28 株式会社小松製作所 Working machines and systems containing working machines
JP6959899B2 (en) * 2018-09-27 2021-11-05 日立建機株式会社 Wheel loader

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62291335A (en) * 1986-06-10 1987-12-18 Komatsu Ltd Automatic excavation system of loading machine
JP3130377B2 (en) * 1992-07-28 2001-01-31 株式会社神戸製鋼所 Operation control method and operation control device for wheel-type construction machine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7433070B2 (en) 2020-02-11 2024-02-19 Ykk株式会社 slider

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011063945A (en) 2011-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5513818B2 (en) Industrial vehicle
JP6242919B2 (en) Work vehicle
JP5161380B1 (en) Work vehicle and control method of work vehicle
US8751117B2 (en) Method for controlling a movement of a vehicle component
JP5192605B1 (en) Wheel loader
JP5228132B1 (en) Wheel loader
EP2413005B1 (en) Construction vehicle
JP4493990B2 (en) Traveling hydraulic working machine
CN111622293B (en) Control method and system of wheel loader
CN110234815B (en) Work vehicle and method for controlling work vehicle
CN102037194B (en) Working vehicle, control device for working vehicle, and operating-oil amount control method for working vehicle
US9469972B2 (en) Adaptive control system for cyclic excavation machine
JP6959899B2 (en) Wheel loader
US9702117B2 (en) Work vehicle control method, work vehicle control device, and work vehicle
JP6736597B2 (en) Wheel loader
CN109072954B (en) Working vehicle
CN111133154B (en) Wheel loader
US9809948B2 (en) Work vehicle control method, work vehicle control device, and work vehicle
JP7374144B2 (en) work vehicle
WO2022113602A1 (en) Control system for loading equipment, method, and loading equipment
JP7130018B2 (en) work vehicle
JP2023124250A (en) wheel loader

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120810

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130628

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131015

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131211

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140304

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140328

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5513818

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350