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JP7848147B2 - Work vehicles - Google Patents
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JP7848147B2 - Work vehicles - Google Patents

Work vehicles

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JP7848147B2 JP2023014426A JP2023014426A JP7848147B2 JP 7848147 B2 JP7848147 B2 JP 7848147B2 JP 2023014426 A JP2023014426 A JP 2023014426A JP 2023014426 A JP2023014426 A JP 2023014426A JP 7848147 B2 JP7848147 B2 JP 7848147B2
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Description

本発明は、作業車両に関する。 This invention relates to a work vehicle.

車体を移動させるための走行装置と、土砂等を掘削するためのバケット及びリフトアームを有する作業装置とを備えた作業車両が知られている(特許文献1参照)。このような作業車両では、掘削した土砂等をダンプトラックなどの運搬車両へ運搬し、積み込む作業を行う。掘削、運搬、積込を含む一連の作業の効率は、作業車両の性能を示す一つの指標となる。作業車両による作業効率は、例えば、一連の作業において、単位時間当たりに運搬車両に積み込まれる運搬物(掘削物)の重量[ton/h]に相当する。つまり、作業効率は、その値が大きいほど短時間でより多くの物量を掘削、運搬できることを意味する。 A work vehicle is known that is equipped with a running gear for moving the vehicle body and a work device having a bucket and lift arm for excavating soil and other materials (see Patent Document 1). Such a work vehicle transports the excavated soil and other materials to a transport vehicle such as a dump truck and loads them onto it. The efficiency of this series of operations, including excavation, transport, and loading, is one indicator of the work vehicle's performance. The work efficiency of a work vehicle corresponds, for example, to the weight of transported material (excavated material) loaded onto the transport vehicle per unit time [ton/h] during the series of operations. In other words, a higher work efficiency value means that a larger volume of material can be excavated and transported in a shorter time.

特開2021-95710号公報Japanese Patent Publication No. 2021-95710

このような作業車両では、エンジンの動力(出力)を走行装置と作業装置に分配して掘削作業を行う。このとき、走行駆動力が小さく作業駆動力が大きすぎると、土砂にバケットを十分に貫入させることができなかったり、バケットに土砂が十分に入る前にバケットが持ち上げられたりするため、作業効率が低下する。一方、走行駆動力が大きく作業駆動力が小さすぎると、バケットを持ち上げるのに時間を要するため、作業効率が低下する。作業効率を向上するためには、走行駆動力と作業駆動力の動力配分(出力配分)を適切に行うことが有効である。 In such work vehicles, engine power (output) is distributed to the travel mechanism and the work mechanism to perform excavation. If the travel force is too small and the work force too large, the bucket may not penetrate the soil sufficiently, or it may be lifted before enough soil is filled, resulting in reduced work efficiency. Conversely, if the travel force is too large and the work force too small, it takes too long to lift the bucket, also reducing work efficiency. To improve work efficiency, it is effective to appropriately distribute the power (output distribution) between the travel force and the work force.

掘削対象物は、掘削場所によって粒度が異なる。このため、粒度の異なる掘削対象物の掘削作業において、走行駆動力と作業駆動力に対するエンジンの出力配分比を同じように設定してしまうと、作業効率が低下するおそれがある。例えば、粒度の大きい掘削対象物では、粒度の小さい掘削対象物に比べてバケットを貫入させにくく、大きな走行駆動力を要する。このため、粒度の小さい掘削対象物を掘削する場合の作業効率が良好であっても、粒度の大きい掘削物を掘削する場合の作業効率が悪化してしまうおそれがある。 The excavated material has different particle sizes depending on the excavation site. Therefore, if the engine's power distribution ratio for travel drive and work drive is set the same for excavating materials with different particle sizes, work efficiency may decrease. For example, excavating larger particle sizes requires more travel drive because it is more difficult to penetrate the bucket compared to excavating smaller particle sizes. Therefore, even if work efficiency is good when excavating smaller particle sizes, it may deteriorate when excavating larger particle sizes.

本発明は、粒度の異なる掘削対象物を掘削する場合であっても作業効率の向上が可能な作業車両を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a work vehicle that can improve work efficiency even when excavating materials with different particle sizes.

本発明の一態様による作業車両は、車体に搭載されたエンジンと、前記エンジンにより駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出される作動油により伸縮動作する油圧シリンダと、前記油圧シリンダの伸縮動作に応じて動かされる作業装置と、前記作業装置に対し独立して駆動され前記車体を走行させる走行装置と、前記エンジンにより駆動されて発電する発電機と、前記発電機により発電された電力により駆動され前記走行装置を動作させる電動機と、前記油圧シリンダの圧力を検出する圧力センサと、前記電動機の回転速度を検出する速度センサと、前記電動機の電流を検出する電流センサと、前記エンジンの出力を前記作業装置と前記走行装置に配分するための出力配分比を演算し、演算された前記出力配分比に基づいて前記油圧ポンプ及び前記電動機を制御する制御装置と、を備える。前記制御装置は、前記圧力センサ、前記速度センサ、及び前記電流センサの検出結果のうちの少なくとも一つに基づいて、前記作業装置により掘削対象物の掘削を行っているときに前記作業装置に作用する反力の脈動の大きさを表す脈動値を演算し、演算された前記脈動値が大きいほど、前記作業装置の出力に対する前記走行装置の出力の比が大きくなるように、前記出力配分比を演算する。 A work vehicle according to one aspect of the present invention comprises an engine mounted on a vehicle body, a hydraulic pump driven by the engine, a hydraulic cylinder that extends and retracts using hydraulic fluid discharged from the hydraulic pump, a work device that moves in accordance with the extension and retraction of the hydraulic cylinder, a running device that is driven independently of the work device and moves the vehicle body, a generator that is driven by the engine and generates electricity, an electric motor that is driven by the electricity generated by the generator and operates the running device, a pressure sensor that detects the pressure of the hydraulic cylinder, a speed sensor that detects the rotational speed of the electric motor, a current sensor that detects the current of the electric motor, and a control device that calculates an output distribution ratio for distributing the output of the engine to the work device and the running device, and controls the hydraulic pump and the electric motor based on the calculated output distribution ratio. The control device calculates a pulsation value, which represents the magnitude of the reaction force pulsation acting on the work device when it is excavating an object, based on at least one of the detection results of the pressure sensor, the speed sensor, and the current sensor. It then calculates the output distribution ratio such that the larger the calculated pulsation value, the greater the ratio of the output of the travel device to the output of the work device.

本発明によれば、粒度の異なる掘削対象物を掘削する場合であっても作業効率の向上が可能な作業車両を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a work vehicle that can improve work efficiency even when excavating materials with different particle sizes.

図1は、ホイールローダの側面図である。Figure 1 is a side view of a wheel loader. 図2は、ホイールローダのシステム構成図である。Figure 2 is a system configuration diagram of a wheel loader. 図3は、ホイールローダのV字掘削作業(Vシェープローディング)を説明するための図である。Figure 3 is a diagram illustrating V-shaped loading operations performed by a wheel loader. 図4は、掘削作業の動作の概要を説明する図である。Figure 4 is a diagram illustrating the general operation of the excavation work. 図5は、本実施形態に係る制御装置の機能ブロック図である。Figure 5 is a functional block diagram of the control device according to this embodiment. 図6は、掘削動作判定部の制御ブロック線図である。Figure 6 is a control block diagram of the excavation operation determination unit. 図7は、バケットシリンダ圧の時間変化について示す模式図である。Figure 7 is a schematic diagram showing the time change of bucket cylinder pressure. 図8は、粒度レベル判定部112cの制御ブロック線図である。Figure 8 is a control block diagram of the particle size level determination unit 112c. 図9は、モータ速度(車速)の時間変化について示す模式図である。Figure 9 is a schematic diagram showing the time change of motor speed (vehicle speed). 図10は、掘削量レベル判定部の制御ブロック線図である。Figure 10 is a control block diagram of the excavation volume level determination unit. 図11は、本実施形態に係る掘削状態判定部による掘削状態判定処理について説明する図である。Figure 11 illustrates the excavation state determination process by the excavation state determination unit according to this embodiment. 図12は、変形例2に係る掘削状態判定部による掘削状態判定処理について説明する図である。Figure 12 is a diagram illustrating the excavation state determination process by the excavation state determination unit according to Modification 2. 図13は、変形例3に係る制御装置の機能ブロック図である。Figure 13 is a functional block diagram of the control device according to the modified example 3.

図面を参照して、本発明の実施形態に係る作業車両について説明する。なお、本実施形態では、作業車両が電動駆動システムを備えたホイールローダである例について説明する。 A work vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, an example will be described in which the work vehicle is a wheel loader equipped with an electric drive system.

図1は、ホイールローダ10の側面図である。図1に示すように、ホイールローダ(以下、単に車両とも記す)10は、車体8と、車体8の前方に取り付けられた多関節型の作業装置6と、を備える。車体8には、アーティキュレート操舵式(車体屈折式)を採用している。車体8は、左右に前輪7A(車輪7)を装着した前部車体(フロントフレーム)8Aと、左右に後輪7B(車輪7)を装着した後部車体(リアフレーム)8Bと、前部車体8Aと後部車体8Bとを連結するセンタージョイント13と、を備える。センタージョイント13の左右両側には、前部車体8Aと後部車体8Bとを連結するように、ステアリングシリンダ9が設けられている。 Figure 1 is a side view of the wheel loader 10. As shown in Figure 1, the wheel loader (hereinafter also simply referred to as the vehicle) 10 comprises a body 8 and a multi-jointed working device 6 mounted on the front of the body 8. The body 8 employs an articulated steering system (body articulation type). The body 8 comprises a front body (front frame) 8A with front wheels 7A (wheels 7) mounted on the left and right sides, a rear body (rear frame) 8B with rear wheels 7B (wheels 7) mounted on the left and right sides, and a center joint 13 connecting the front body 8A and the rear body 8B. Steering cylinders 9 are provided on both the left and right sides of the center joint 13 to connect the front body 8A and the rear body 8B.

作業装置6は、前部車体8Aに取り付けられる。作業装置6は、アームシリンダ4と、アームシリンダ4の伸縮動作に応じて動かされるリフトアーム(以下、単にアームとも記す)2と、バケットシリンダ5と、バケットシリンダ5の伸縮動作に応じて動かされるバケット3と、を備えている。なお、アーム2とアームシリンダ4は前部車体8Aの左右に1つずつ設けられる。また、バケット3を作動させるためのリンク機構には、Zリンク式(ベルクランク式)のリンク機構が採用されている。当該リンク機構にはバケットシリンダ5が含まれる。 The working device 6 is attached to the front vehicle body 8A. The working device 6 comprises an arm cylinder 4, a lift arm (hereinafter simply referred to as "arm") 2 that moves in accordance with the extension and retraction of the arm cylinder 4, a bucket cylinder 5, and a bucket 3 that moves in accordance with the extension and retraction of the bucket cylinder 5. One arm 2 and one arm cylinder 4 are provided on each side of the front vehicle body 8A. Furthermore, a Z-link type (bell crank type) link mechanism is employed for operating the bucket 3. This link mechanism includes the bucket cylinder 5.

後部車体8B上には、前方に運転室12、後方にエンジン室16が搭載されている。運転室12内には、作業装置6のアームシリンダ4(アーム2)を操作するアーム操作装置144(図2参照)と、作業装置6のバケットシリンダ5(バケット3)を操作するバケット操作装置145(図2参照)と、車体8の前進(F)と後進(R)を切り替える前後進切替装置143(図2参照)と、車体8に加速を指示するためのアクセル操作装置141(図2参照)と、車体8に減速を指示するためのブレーキ操作装置142(図2参照)と、車体8の左右の進行方向を指示するためのステアリング操作装置(不図示)と、が設けられている。ステアリング操作装置が操作されると、ステアリングシリンダ9の伸縮駆動に伴って後部車体8Bと前部車体8Aが、センタージョイント13を中心にして屈折(旋回)する。 On the rear body 8B, a driver's cab 12 is mounted at the front and an engine room 16 at the rear. Inside the driver's cab 12 are an arm operating device 144 (see Figure 2) for operating the arm cylinder 4 (arm 2) of the work device 6, a bucket operating device 145 (see Figure 2) for operating the bucket cylinder 5 (bucket 3) of the work device 6, a forward/reverse switching device 143 (see Figure 2) for switching between forward (F) and reverse (R) movement of the body 8, an accelerator operating device 141 (see Figure 2) for instructing the body 8 to accelerate, a brake operating device 142 (see Figure 2) for instructing the body 8 to decelerate, and a steering operating device (not shown) for instructing the left/right direction of travel of the body 8. When the steering operating device is operated, the rear body 8B and the front body 8A bend (rotate) around the center joint 13 as the steering cylinder 9 extends and retracts.

エンジン室16には、図2に示すエンジン(ENG)21、油圧ポンプ(PUMP)24、コントロールバルブ(C/V)25、発電機(GEN)22及び走行モータ(MOT)26等が収納されている。エンジン21は、例えば、ディーゼルエンジン等の内燃機関により構成される。 The engine compartment 16 houses the engine (ENG) 21, hydraulic pump (PUMP) 24, control valve (C/V) 25, generator (GEN) 22, and drive motor (MOT) 26, as shown in Figure 2. The engine 21 is, for example, an internal combustion engine such as a diesel engine.

図2は、ホイールローダ10のシステム構成図である。図2に示すように、ホイールローダ10は、走行装置11の駆動部を電動化したシリーズハイブリッド式の作業車両である。ホイールローダ10の電動駆動システムは、エンジン21により発電機22を駆動して発電し、発電機22により発電された電力により走行モータ26を動作させ、走行モータ26により発生したトルクによって走行装置11を動作させるシステムである。 Figure 2 is a system configuration diagram of the wheel loader 10. As shown in Figure 2, the wheel loader 10 is a series hybrid type work vehicle in which the drive unit of the travel device 11 is electrically powered. The electric drive system of the wheel loader 10 is a system in which the engine 21 drives the generator 22 to generate electricity, the electricity generated by the generator 22 operates the travel motor 26, and the torque generated by the travel motor 26 operates the travel device 11.

ホイールローダ10は、エンジン21と、車両の各部を制御する制御装置100と、エンジン21と機械的に接続された発電機22と、エンジン21に機械的に接続された油圧ポンプ24と、油圧ポンプ24から吐出される作動油によって駆動される油圧シリンダ(アームシリンダ4、バケットシリンダ5、及びステアリングシリンダ9)と、制御装置100から入力される発電電圧指令に基づいて発電機22の発電出力(発電パワー)を制御する発電インバータ(発電機用インバータ)23と、発電機22から供給される電力によって車体8を駆動する走行モータ26と、制御装置100から入力される走行駆動トルク指令に基づいて走行モータ26のトルクを制御する走行インバータ(走行モータ用インバータ)27と、走行モータ26によって駆動され車体8を走行させる走行装置11と、を備えている。作業装置6及び走行装置11は、エンジン21の出力トルク(動力)によって、互いに独立して駆動される。 The wheel loader 10 comprises an engine 21, a control device 100 for controlling various parts of the vehicle, a generator 22 mechanically connected to the engine 21, a hydraulic pump 24 mechanically connected to the engine 21, hydraulic cylinders (arm cylinder 4, bucket cylinder 5, and steering cylinder 9) driven by the hydraulic fluid discharged from the hydraulic pump 24, a generator inverter (generator inverter) 23 that controls the power output (power generation) of the generator 22 based on a power generation voltage command input from the control device 100, a travel motor 26 that drives the vehicle body 8 with power supplied from the generator 22, a travel inverter (travel motor inverter) 27 that controls the torque of the travel motor 26 based on a travel drive torque command input from the control device 100, and a travel device 11 that is driven by the travel motor 26 to move the vehicle body 8. The work device 6 and the travel device 11 are driven independently of each other by the output torque (power) of the engine 21.

前後進切替装置143は、前進(F)位置、ニュートラル(N)位置、後進(R)位置のいずれかに選択的に操作される前後進スイッチと、前後進スイッチの操作位置を検出する操作位置センサ143aと、を有する。操作位置センサ143aは、選択された操作位置に応じた前後進信号(FNR信号)を制御装置100に出力する。アクセル操作装置141は、アクセルペダルと、アクセルペダルの操作量(以下、アクセル操作量とも記す)を検出するアクセル操作量センサ141aと、を備えている。アクセル操作量センサ141aは、アクセルペダルの操作量(踏込量)を表すアクセル信号を制御装置100に出力する。ブレーキ操作装置142は、ブレーキペダルと、ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキ操作量センサ142aと、を備えている。ブレーキ操作量センサ142aは、ブレーキペダルの操作量(踏込量)を表すブレーキ信号を制御装置100に出力する。 The forward/reverse selector 143 includes a forward/reverse switch that can be selectively operated to one of the forward (F), neutral (N), or reverse (R) positions, and an operating position sensor 143a that detects the operating position of the forward/reverse switch. The operating position sensor 143a outputs a forward/reverse signal (FNR signal) corresponding to the selected operating position to the control device 100. The accelerator control device 141 includes an accelerator pedal and an accelerator operation amount sensor 141a that detects the amount the accelerator pedal is operated (hereinafter also referred to as accelerator operation amount). The accelerator operation amount sensor 141a outputs an accelerator signal representing the amount the accelerator pedal is operated (depression amount) to the control device 100. The brake control device 142 includes a brake pedal and a brake operation amount sensor 142a that detects the amount the brake pedal is operated. The brake operation amount sensor 142a outputs a brake signal representing the amount the brake pedal is operated (depression amount) to the control device 100.

アーム操作装置144は、アーム操作レバーと、アーム操作レバーの操作量(以下、アーム操作量とも記す)を検出するアーム操作量センサ144aとを備える。バケット操作装置145は、バケット操作レバーと、バケット操作レバーの操作量(以下、バケット操作量とも記す)を検出するバケット操作量センサ145aとを備える。アーム操作量センサ144a、バケット操作量センサ145a、アクセル操作量センサ141a、及びブレーキ操作量センサ142aは、例えば、操作部材(操作レバーまたはペダル)の操作位置に応じた電圧を制御装置100に出力するポテンショメータである。 The arm operating device 144 comprises an arm operating lever and an arm operating amount sensor 144a that detects the amount of arm operating lever operation (hereinafter also referred to as arm operating amount). The bucket operating device 145 comprises a bucket operating lever and a bucket operating amount sensor 145a that detects the amount of bucket operating lever operation (hereinafter also referred to as bucket operating amount). The arm operating amount sensor 144a, the bucket operating amount sensor 145a, the accelerator operating amount sensor 141a, and the brake operating amount sensor 142a are, for example, potentiometers that output a voltage to the control device 100 according to the operating position of the operating member (operating lever or pedal).

ホイールローダ10は、モータ速度センサ146を備えている。モータ速度センサ146は、例えばレゾルバであり、走行モータ26の回転速度(以下、モータ速度とも記す)を検出し、その検出結果を表すモータ速度信号を制御装置100に出力する。なお、モータ速度センサ146により検出されるモータ速度は、車速と一定の関係がある。このため、モータ速度センサ146により検出されたモータ速度は、車両の走行速度(車速)に変換可能である。つまり、モータ速度センサ146は、車速を検出する車速センサともいえる。 The wheel loader 10 is equipped with a motor speed sensor 146. The motor speed sensor 146 is, for example, a resolver, which detects the rotational speed of the travel motor 26 (hereinafter also referred to as motor speed) and outputs a motor speed signal representing the detection result to the control device 100. The motor speed detected by the motor speed sensor 146 has a certain relationship with the vehicle speed. Therefore, the motor speed detected by the motor speed sensor 146 can be converted to the vehicle's travel speed (vehicle speed). In other words, the motor speed sensor 146 can also be considered a vehicle speed sensor that detects vehicle speed.

走行装置11は、4つの車輪7と、走行モータ26からの動力を車輪7に伝達する動力伝達装置と、を有する。動力伝達装置は、アクスル、デファレンシャル装置、プロペラシャフト等を含んで構成される。走行モータ26は、エンジン21が出力するトルクによって回転する発電機22で発電された電力により回転駆動され走行装置11を動作させる電動機である。 The running gear 11 comprises four wheels 7 and a power transmission device that transmits power from the running motor 26 to the wheels 7. The power transmission device includes an axle, differential, propeller shaft, etc. The running motor 26 is an electric motor that operates the running gear 11 by being rotationally driven by electricity generated by a generator 22, which is rotated by the torque output by the engine 21.

発電インバータ23及び走行インバータ27は、直流部(電力線)28によって接続されている。制御装置100は、直流部28のDC電圧を制御しながら、エンジン21で発電機22を駆動し、発電された電力により走行モータ26を駆動させる。発電インバータ23は、制御装置100からの発電電圧指令に基づき、発電機22から供給される電力を利用して直流部28のバス電圧を制御する。走行インバータ27は、制御装置100の走行駆動トルク指令に基づき、直流部28の電力を利用して走行モータ26を駆動させる。走行モータ26が駆動され、走行モータ26の動力が動力伝達装置を介して車輪7に伝達されると、ホイールローダ10が走行する。 The power generator inverter 23 and the travel inverter 27 are connected by a DC section (power line) 28. The control device 100 drives the generator 22 with the engine 21 while controlling the DC voltage of the DC section 28, and uses the generated power to drive the travel motor 26. The power generator inverter 23 controls the bus voltage of the DC section 28 using the power supplied from the generator 22, based on the power generation voltage command from the control device 100. The travel inverter 27 drives the travel motor 26 using the power from the DC section 28, based on the travel drive torque command from the control device 100. When the travel motor 26 is driven and its power is transmitted to the wheels 7 via the power transmission device, the wheel loader 10 moves.

油圧ポンプ24は、エンジン21及び発電機22と機械的に接続されており、エンジン21によって駆動されて作動流体としての作動油を吐出する。油圧ポンプ24は、斜板あるいは斜軸の傾転角を制御することにより、吐出容量を変更可能な可変容量型の油圧ポンプである。油圧ポンプ24の吐出容量は、図示しないレギュレータによって制御される。油圧ポンプ24から吐出される作動油は、コントロールバルブ25によって流量及び流通方向が制御される。コントロールバルブ25は、アーム操作装置144、バケット操作装置145及びステアリング操作装置の操作方向と操作量に基づいて制御される。コントロールバルブ25が制御されることにより、操作されている操作装置に対応する油圧シリンダ(アームシリンダ4、バケットシリンダ5、ステアリングシリンダ9)に作動油が供給され、油圧シリンダが駆動される。油圧シリンダ4,5,9は、エンジン21が出力するトルクによって回転する油圧ポンプ24から吐出される作動油(圧油)によって伸縮動作する。 The hydraulic pump 24 is mechanically connected to the engine 21 and the generator 22, and is driven by the engine 21 to discharge hydraulic fluid as the working fluid. The hydraulic pump 24 is a variable displacement hydraulic pump whose discharge capacity can be changed by controlling the tilt angle of the swash plate or swash axis. The discharge capacity of the hydraulic pump 24 is controlled by a regulator (not shown). The flow rate and direction of the hydraulic fluid discharged from the hydraulic pump 24 are controlled by a control valve 25. The control valve 25 is controlled based on the operating direction and amount of the arm operating device 144, bucket operating device 145, and steering operating device. By controlling the control valve 25, hydraulic fluid is supplied to the hydraulic cylinders (arm cylinder 4, bucket cylinder 5, steering cylinder 9) corresponding to the operating device being operated, and the hydraulic cylinders are driven. The hydraulic cylinders 4, 5, and 9 extend and retract using the hydraulic fluid (pressurized oil) discharged from the hydraulic pump 24, which is rotated by the torque output by the engine 21.

アーム操作装置144が操作されると、アームシリンダ4の伸縮動作に応じてアーム2が上下方向に回動する。バケット操作装置145が操作されると、バケットシリンダ5の伸縮動作に応じてバケット3が上下方向に回動する。ステアリング操作装置が操作されると、ステアリングシリンダ9の伸縮駆動に伴って後部車体8Bと前部車体8Aが、センタージョイント13を中心にして屈折(旋回)する。 When the arm operating device 144 is operated, the arm 2 rotates vertically in accordance with the extension and retraction of the arm cylinder 4. When the bucket operating device 145 is operated, the bucket 3 rotates vertically in accordance with the extension and retraction of the bucket cylinder 5. When the steering operating device is operated, the rear body 8B and the front body 8A bend (rotate) around the center joint 13 in accordance with the extension and retraction drive of the steering cylinder 9.

このように、本実施形態に係る電動駆動システムでは、エンジン21が出力するトルクによって発電機22が駆動され、発電機22で発生する電力によって走行モータ26が駆動される。このため、エンジン21の回転速度とは独立してトルク制御が可能である。すなわち、制御装置100は、走行装置11と作業装置6とを独立して制御することが可能である。 Thus, in the electric drive system according to this embodiment, the generator 22 is driven by the torque output by the engine 21, and the travel motor 26 is driven by the electricity generated by the generator 22. Therefore, torque control is possible independently of the rotational speed of the engine 21. In other words, the control device 100 can independently control the travel device 11 and the work device 6.

制御装置100は、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)等の処理装置101、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、ハードディスクドライブ等の不揮発性メモリ102、所謂RAM(Random Access Memory)と呼ばれる揮発性メモリ103、入力インタフェース104、出力インタフェース105、及び、その他の周辺回路を備えたコンピュータで構成される。なお、制御装置100は、1つのコンピュータで構成してもよいし、複数のコンピュータで構成してもよい。 The control device 100 consists of a computer equipped with processing units 101 such as a CPU (Central Processing Unit), MPU (Micro Processing Unit), and DSP (Digital Signal Processor), non-volatile memory 102 such as ROM (Read Only Memory), flash memory, and hard disk drive, volatile memory 103 known as RAM (Random Access Memory), an input interface 104, an output interface 105, and other peripheral circuits. The control device 100 may be composed of a single computer or multiple computers.

不揮発性メモリ102には、各種演算が実行可能なプログラム、及び各種演算に用いられる閾値等のデータが格納されている。すなわち、不揮発性メモリ102は、本実施形態の機能を実現するプログラムを読み取り可能な記憶装置(記憶媒体)である。処理装置101は、不揮発性メモリ102に記憶されたプログラムを揮発性メモリ103に展開して演算処理を実行する演算処理装置である。処理装置101は、プログラムに従って入力インタフェース104、不揮発性メモリ102及び揮発性メモリ103から取り入れた信号に対して所定の演算処理を行う。 The non-volatile memory 102 stores a program capable of executing various calculations, as well as data such as thresholds used in those calculations. In other words, the non-volatile memory 102 is a storage device (storage medium) capable of reading the program that realizes the functions of this embodiment. The processing unit 101 is an arithmetic processing unit that loads the program stored in the non-volatile memory 102 into the volatile memory 103 and executes the calculations. The processing unit 101 performs predetermined calculations on signals received from the input interface 104, the non-volatile memory 102, and the volatile memory 103 according to the program.

入力インタフェース104は、操作装置から入力された操作信号及びセンサから入力されたセンサ信号を処理装置101で演算可能なデータに変換する。制御装置100に入力される操作信号としては、アクセル操作量センサ141aによって検出されるアクセル操作量を表す信号、ブレーキ操作量センサ142aによって検出されるブレーキ操作量を表す信号、アーム操作量センサ144aによって検出されるアーム操作量を表す信号、バケット操作量センサ145aによって検出されるバケット操作量を表す信号、及び、操作位置センサ143aによって検出される前後進スイッチの操作位置を表す信号がある。 The input interface 104 converts operation signals input from the operating device and sensor signals input from the sensors into data that can be processed by the processing unit 101. The operation signals input to the control unit 100 include signals representing the accelerator operation amount detected by the accelerator operation amount sensor 141a, signals representing the brake operation amount detected by the brake operation amount sensor 142a, signals representing the arm operation amount detected by the arm operation amount sensor 144a, signals representing the bucket operation amount detected by the bucket operation amount sensor 145a, and signals representing the operating position of the forward/reverse switch detected by the operating position sensor 143a.

制御装置100に入力されるセンサ信号としては、車体8とアーム2とを連結する連結軸に設けられるアーム相対角センサ151によって検出される角度を表す信号、及び、アーム2とバケット3とを連結する連結軸に設けられるバケット相対角センサ152によって検出される角度を表す信号がある。アーム相対角センサ151は、車体8に対するアーム2の相対角(傾斜角)を検出し、検出結果を表す信号を制御装置100に出力するポテンショメータである。バケット相対角センサ152は、アーム2に対するバケット3の相対角を検出し、検出結果を表す信号を制御装置100に出力するポテンショメータである。地面(走行面)に対する車体8の角度は一定であるため、アーム相対角センサ151で検出される角度は、地面に対するアーム2の相対角(傾斜角)に相当する。アーム相対角センサ151及びバケット相対角センサ152は、作業装置6の姿勢を検出する姿勢センサとして機能する。 The sensor signals input to the control device 100 include a signal representing the angle detected by the arm relative angle sensor 151, which is provided on the connecting shaft connecting the vehicle body 8 and the arm 2, and a signal representing the angle detected by the bucket relative angle sensor 152, which is provided on the connecting shaft connecting the arm 2 and the bucket 3. The arm relative angle sensor 151 is a potentiometer that detects the relative angle (tilt angle) of the arm 2 with respect to the vehicle body 8 and outputs a signal representing the detection result to the control device 100. The bucket relative angle sensor 152 is a potentiometer that detects the relative angle of the bucket 3 with respect to the arm 2 and outputs a signal representing the detection result to the control device 100. Since the angle of the vehicle body 8 with respect to the ground (running surface) is constant, the angle detected by the arm relative angle sensor 151 corresponds to the relative angle (tilt angle) of the arm 2 with respect to the ground. The arm relative angle sensor 151 and the bucket relative angle sensor 152 function as attitude sensors that detect the posture of the work device 6.

また、制御装置100に入力されるセンサ信号としては、モータ速度センサ146によって検出されるモータ速度を表す信号、バケットシリンダ圧センサ(圧力センサ)153によって検出されたバケットシリンダ5の圧力を表す信号、吐出圧センサ154によって検出される油圧ポンプ24の吐出圧を表す信号、及び電流センサ155によって検出された走行モータ26に流れる電流を表す信号がある。 Furthermore, the sensor signals input to the control device 100 include a signal representing the motor speed detected by the motor speed sensor 146, a signal representing the pressure of the bucket cylinder 5 detected by the bucket cylinder pressure sensor (pressure sensor) 153, a signal representing the discharge pressure of the hydraulic pump 24 detected by the discharge pressure sensor 154, and a signal representing the current flowing through the travel motor 26 detected by the current sensor 155.

出力インタフェース105は、処理装置101での演算結果に応じた出力用の信号を生成し、その信号を制御対象の機器に出力する。制御対象の機器には、例えば、発電インバータ23、走行インバータ27、エンジン21を制御するエンジンコントローラ(不図示)、コントロールバルブ25を制御する電磁弁(不図示)、油圧ポンプ24の容量を制御するポンプコントローラ(不図示)等がある。 The output interface 105 generates an output signal according to the calculation result of the processing unit 101 and outputs that signal to the controlled equipment. Examples of controlled equipment include the power generation inverter 23, the drive inverter 27, an engine controller (not shown) that controls the engine 21, a solenoid valve (not shown) that controls the control valve 25, and a pump controller (not shown) that controls the capacity of the hydraulic pump 24.

図3を参照して、ホイールローダ10により行われる作業の一例について説明する。図3は、ホイールローダ10のV字掘削作業(Vシェープローディング)を説明するための図である。図3に示すように、ホイールローダ10は、(第1動作)地山等の掘削対象物91に向かって前進し、(第2動作)掘削対象物91にバケット3を突入させ、バケット3及びアーム2を動作させることにより、掘削対象物91を掘削する掘削作業を行う。掘削作業の完了後、ホイールローダ10は、(第3動作)所定の位置まで後進して停止する。その後、ホイールローダ10は、(第4動作)バケット3を上昇させながら、ダンプトラック92に向かって前進し(ライズラン)、ダンプトラック92の手前の積込位置で停止する。そして、(第5動作)バケット3内の積荷(掘削物)をダンプトラック92の荷台に放土する積込作業を行う。積込作業が完了した後、ホイールローダ10は、(第6動作)所定の位置まで後進する。ホイールローダ10は、以上の説明のようにV字軌跡を描きながら(第1動作)~(第6動作)の一連の動作を繰り返し行う。なお、本明細書では、(第1動作)~(第6動作)の一連の動作をローダ作業とも記す。 Referring to Figure 3, an example of work performed by the wheel loader 10 will be explained. Figure 3 is a diagram illustrating V-shaped loading by the wheel loader 10. As shown in Figure 3, the wheel loader 10 (first operation) moves forward toward the object to be excavated 91, such as the ground, (second operation) plunges the bucket 3 into the object to be excavated 91, and performs excavation work by operating the bucket 3 and arm 2 to excavate the object to be excavated 91. After the excavation work is completed, the wheel loader 10 (third operation) reverses to a predetermined position and stops. Then, the wheel loader 10 (fourth operation) moves forward toward the dump truck 92 while raising the bucket 3 (rise run), and stops at the loading position in front of the dump truck 92. Then, (fifth operation) performs loading work by releasing the load (excavated material) in the bucket 3 onto the bed of the dump truck 92. After the loading work is completed, the wheel loader 10 (sixth operation) reverses to a predetermined position. The wheel loader 10 repeatedly performs a series of operations (operation 1) to (operation 6) while tracing a V-shaped trajectory as described above. In this specification, the series of operations (operation 1) to (operation 6) is also referred to as the loader operation.

ローダ作業は、ホイールローダ10の全作業時間の大部分を占める。そのため、ホイールローダ10の作業効率を向上させるためには、ローダ作業の効率を向上させることが有効である。なお、作業効率は、例えば、ローダ作業において、単位時間当たりに運搬車両に積み込まれる運搬物(掘削物)の重量[ton/h]に相当する。つまり、作業効率は、その値が大きいほど短時間でより多くの物量を掘削、運搬できることを意味する。 Loading operations account for the majority of the wheel loader 10's total working time. Therefore, improving the efficiency of loader operations is an effective way to improve the overall work efficiency of the wheel loader 10. Work efficiency, for example, corresponds to the weight of material (excavated material) loaded onto the transport vehicle per unit time [tons/hour] during loader operations. In other words, a higher work efficiency value means that a larger volume of material can be excavated and transported in a shorter time.

したがって、ローダ作業の作業効率を向上させるためには、バケット3に積み込む土砂等の量を増やすこと、あるいは、作業時の走行性能を向上させて、作業時間を短縮することが考えられる。ここで、掘削対象物91へバケット3を貫入させるための走行装置11の出力(牽引力、あるいは走行駆動力とも記す)と、掘削対象物91を掘り上げる力である作業装置6の出力(掘起力、あるいは作業駆動力とも記す)のバランスが悪いと、掘削作業の効率が低下してしまう。 Therefore, to improve the efficiency of loader operations, it is conceivable to increase the amount of soil and other materials loaded into the bucket 3, or to improve the driving performance during operation to shorten the working time. However, if there is an imbalance between the output of the traveling device 11 (also referred to as traction force or driving force) for penetrating the bucket 3 into the excavation target 91 and the output of the working device 6 (also referred to as excavation force or working force) for digging up the excavation target 91, the efficiency of the excavation work will decrease.

図4は、掘削作業の動作の概要を説明する図である。図4に示すように、走行駆動力(牽引力)と作業駆動力(掘起力)の作用方向は、ほぼ90度の位相関係にあり、それぞれの力を制御することで掘削作業の性能が変化する。例えば、水平方向の牽引力が不足し、鉛直方向の掘起力が過剰である場合、掘削対象物91にバケット3を十分に貫入させることができなかったり、バケット3内に土砂が十分に入る前にバケット3が掘削対象物91の上まで持ち上げられたりするため、作業効率が低下する。一方、鉛直方向の掘起力が不足し、水平方向の牽引力が過剰である場合、バケット3を持ち上げるのに時間がかかってしまうため、作業効率が低下する。したがって、作業効率を向上するためには、エンジン21の出力(動力)を作業装置6と走行装置11に配分するための出力配分比を適切に設定する必要がある。 Figure 4 illustrates the general operation of the excavation work. As shown in Figure 4, the directions of action of the travel driving force (traction force) and the work driving force (excavation force) are in approximately a 90-degree phase relationship, and the performance of the excavation work changes by controlling each force. For example, if the horizontal traction force is insufficient and the vertical excavation force is excessive, the bucket 3 may not be able to penetrate sufficiently into the excavation target 91, or the bucket 3 may be lifted above the excavation target 91 before enough soil and sand enters the bucket 3, thus reducing work efficiency. On the other hand, if the vertical excavation force is insufficient and the horizontal traction force is excessive, it takes time to lift the bucket 3, thus reducing work efficiency. Therefore, in order to improve work efficiency, it is necessary to appropriately set the power distribution ratio for distributing the output (power) of the engine 21 to the work device 6 and the travel device 11.

しかしながら、掘削対象物91の粒度は、掘削場所によって異なる。このため、ある粒度の掘削対象物91を想定してエンジン21の出力配分比を設定した場合、異なる粒度の掘削対象物91を掘削したときに、作業効率が低下してしまうことがある。そこで、本実施形態に係る制御装置100は、掘削対象物91の粒度に応じてエンジン21の出力配分比を設定する。具体的には、掘削対象物91の粒度が比較的大きく掘りにくい場合には、制御装置100は走行装置11への出力配分を大きくする。これにより、牽引力が大きくなり、バケット3を掘削対象物91に十分に食い込ませることができる。一方、掘削対象物91の粒度が比較的小さく掘りやすい場合には、制御装置100は作業装置6への出力配分を大きくする。これにより、掘起力が大きくなり、掘削速度を向上させることができる。 However, the particle size of the material to be excavated 91 varies depending on the excavation site. Therefore, if the power distribution ratio of the engine 21 is set assuming a certain particle size of material to be excavated 91, the work efficiency may decrease when excavating material 91 with a different particle size. To address this, the control device 100 in this embodiment sets the power distribution ratio of the engine 21 according to the particle size of the material to be excavated 91. Specifically, if the particle size of the material to be excavated 91 is relatively large and difficult to excavate, the control device 100 increases the power distribution to the travel device 11. This increases the traction force, allowing the bucket 3 to sufficiently penetrate the material to be excavated 91. On the other hand, if the particle size of the material to be excavated 91 is relatively small and easy to excavate, the control device 100 increases the power distribution to the work device 6. This increases the excavation force, improving the excavation speed.

また、制御装置100は、バケット3により掘削され、バケット3に積み込まれた土砂等の掘削物の重量(以下、掘削量とも記す)も加味してエンジン21の出力配分比を設定する。具体的には、掘削量が大きい場合には、制御装置100は走行装置11の出力配分を大きくする。これにより、牽引力が大きくなり、大量の掘削物をバケット3に積み込む作業を良好に行うことができる。一方、掘削量が小さい場合には、制御装置100は作業装置6への出力配分を大きくする。これにより、掘起力が大きくなり、少量の掘削物を素早く掘り上げることができる。 Furthermore, the control device 100 sets the power distribution ratio of the engine 21, taking into account the weight of the excavated material (hereinafter also referred to as the excavation volume) that is excavated by the bucket 3 and loaded into the bucket 3. Specifically, when the excavation volume is large, the control device 100 increases the power distribution to the travel device 11. This increases the traction force, allowing for efficient loading of large amounts of excavated material into the bucket 3. On the other hand, when the excavation volume is small, the control device 100 increases the power distribution to the work device 6. This increases the digging force, allowing for quick excavation of small amounts of material.

以下、本実施形態に係る制御装置100によって実行される制御の主な内容について説明する。なお、本実施形態では、カメラなど新規にセンサ類を追加することなく、標準的なホイールローダ10が備えている各種センサの検出結果に基づき、掘削物の粒度及び掘削量に応じたエンジン21の出力配分制御が実行される。 The following describes the main contents of the control performed by the control device 100 according to this embodiment. In this embodiment, without adding any new sensors such as cameras, the output distribution control of the engine 21 is performed according to the particle size of the excavated material and the amount of excavation, based on the detection results of various sensors provided by a standard wheel loader 10.

図5は、制御装置100の機能ブロック図である。図5に示すように、制御装置100は、不揮発性メモリ102に記憶されているプログラムを実行することにより、掘削動作判定部111、粒度演算部112、掘削量演算部113、掘削状態判定部114、出力配分演算部115、及び動力制御部116として機能する。 Figure 5 is a functional block diagram of the control device 100. As shown in Figure 5, the control device 100 functions as an excavation operation determination unit 111, a particle size calculation unit 112, an excavation amount calculation unit 113, an excavation state determination unit 114, an output distribution calculation unit 115, and a power control unit 116 by executing a program stored in the non-volatile memory 102.

掘削動作判定部111は、アーム相対角センサ(姿勢センサ)151、バケット相対角センサ(姿勢センサ)152、バケットシリンダ圧センサ(圧力センサ)153、及びモータ速度センサ146の検出結果に基づいて、掘削対象物91に対して作業装置6による掘削動作が開始されたか否かを判定する。以下、図6を参照して、掘削動作判定部111により実行される掘削動作判定処理の内容について詳しく説明する。図6は、掘削動作判定部111の制御ブロック線図である。 The excavation operation determination unit 111 determines whether or not excavation has started on the object to be excavated 91 by the work device 6, based on the detection results of the arm relative angle sensor (attitude sensor) 151, the bucket relative angle sensor (attitude sensor) 152, the bucket cylinder pressure sensor (pressure sensor) 153, and the motor speed sensor 146. The contents of the excavation operation determination process performed by the excavation operation determination unit 111 will be explained in detail below with reference to Figure 6. Figure 6 is a control block diagram of the excavation operation determination unit 111.

掘削動作判定部111は、バケット角θが突入姿勢の角度範囲内にあるか否かを判定する(S101)。バケット角θは、基準面90(図1参照)からのバケット3の傾斜角度である。本実施形態では、基準面90は地面(走行面)と平行に設定される面である。バケット3の底面が基準面90に平行な状態では、バケット角(対地角)θは0[°]である。クラウド動作によりバケット3が回動すると、その回動に伴ってバケット角θは増加する。換言すれば、ダンプ動作によりバケット3が回動すると、その回動に伴ってバケット角θは減少する。バケット角θは、アーム相対角センサ151で検出された基準面90に対するアーム2の相対角及びバケット相対角センサ152で検出されたアーム2に対するバケット3の相対角に基づいて、制御装置100によって算出される。 The excavation operation determination unit 111 determines whether the bucket angle θ is within the angle range of the entry posture (S101). The bucket angle θ is the inclination angle of the bucket 3 from the reference surface 90 (see Figure 1). In this embodiment, the reference surface 90 is a surface set parallel to the ground (traveling surface). When the bottom surface of the bucket 3 is parallel to the reference surface 90, the bucket angle (angle relative to the ground) θ is 0 [°]. When the bucket 3 rotates due to a clouding operation, the bucket angle θ increases with that rotation. In other words, when the bucket 3 rotates due to a dumping operation, the bucket angle θ decreases with that rotation. The bucket angle θ is calculated by the control device 100 based on the relative angle of the arm 2 with respect to the reference surface 90 detected by the arm relative angle sensor 151 and the relative angle of the bucket 3 with respect to the arm 2 detected by the bucket relative angle sensor 152.

突入姿勢の角度範囲は、例えば、バケット3の底面の対地角が、略水平であることを判定するために設定される。突入姿勢の角度範囲は、第1角度閾値θt1度以上第2角度閾値θt2度以下の角度範囲である。バケット3の底面が水平であるときの角度を0度としたとき、第1角度閾値θt1には0度以下の値が設定され、第2角度閾値θt2には0度以上の値が設定される。バケット角θの閾値判定処理(S101)は、作業装置6が、掘削対象物91への突入姿勢となっているか否かを判定する処理に相当する。 The angle range for the entry posture is set, for example, to determine whether the angle of the bottom surface of the bucket 3 relative to the ground is approximately horizontal. The angle range for the entry posture is between a first angle threshold θt1 degree and a second angle threshold θt2 degrees. When the angle when the bottom surface of the bucket 3 is horizontal is defined as 0 degrees, the first angle threshold θt1 is set to a value of 0 degrees or less, and the second angle threshold θt2 is set to a value of 0 degrees or more. The bucket angle θ threshold determination process (S101) corresponds to the process of determining whether the work device 6 is in an entry posture toward the excavation target 91.

掘削動作判定部111は、バケットシリンダ圧センサ153により検出されるバケットシリンダ圧Pbが圧力閾値Pbt以上であるか否かを判定する(S102)。本実施形態では、バケット3を作動させるためのリンク機構として、Zリンク式のリンク機構が採用されている。このため、ホイールローダ10が掘削対象物91に突入すると、バケットシリンダ5のロッド側油室内の作動油の圧力(以下、ロッド圧とも記す)が上昇する。このため、バケットシリンダ圧の閾値判定処理(S102)では、ロッド圧をバケットシリンダ圧Pbとして、圧力閾値Pbtと比較する。シリンダ圧の閾値判定処理(S102)は、バケット3が掘削対象物91に貫入されることにより、掘削対象物91から作業装置6に反力が作用しているか否かを判定する処理に相当する。 The excavation operation determination unit 111 determines whether the bucket cylinder pressure Pb detected by the bucket cylinder pressure sensor 153 is equal to or greater than the pressure threshold Pbt (S102). In this embodiment, a Z-link type link mechanism is used as the link mechanism for operating the bucket 3. Therefore, when the wheel loader 10 enters the excavation target 91, the pressure of the hydraulic fluid in the rod-side oil chamber of the bucket cylinder 5 (hereinafter also referred to as rod pressure) increases. Therefore, in the bucket cylinder pressure threshold determination process (S102), the rod pressure is used as the bucket cylinder pressure Pb and compared with the pressure threshold Pbt. The cylinder pressure threshold determination process (S102) corresponds to the process of determining whether a reaction force is acting from the excavation target 91 to the work device 6 as the bucket 3 penetrates the excavation target 91.

掘削動作判定部111は、モータ速度センサ146により検出されたモータ速度Vmが、速度閾値Vmt以上であるか否かを判定する(S103)。速度閾値Vmtは、0よりも大きい値である。モータ速度Vmの閾値判定処理(S103)は、ホイールローダ10が前進しているか否かを判定する処理に相当する。 The excavation operation determination unit 111 determines whether the motor speed Vm detected by the motor speed sensor 146 is greater than or equal to the speed threshold Vmt (S103). The speed threshold Vmt is a value greater than 0. The motor speed Vm threshold determination process (S103) corresponds to the process of determining whether the wheel loader 10 is moving forward or not.

掘削動作判定部111は、モータ速度センサ146により検出されたモータ速度Vmの時間変化率を演算する(S104)。掘削動作判定部111は、モータ速度Vmの時間変化率Vrが変化率閾値Vrt以下であるか否かを判定する(S105)。変化率閾値Vrtは、負の値である。つまり、モータ速度Vmの時間変化率Vrの閾値判定処理(S105)は、ホイールローダ10が減速しているか否かを判定する処理に相当する。 The excavation operation determination unit 111 calculates the rate of change of the motor speed Vm detected by the motor speed sensor 146 (S104). The excavation operation determination unit 111 determines whether the rate of change of the motor speed Vm Vr is less than or equal to the rate of change threshold Vrt (S105). The rate of change threshold Vrt is a negative value. In other words, the threshold determination process for the rate of change of the motor speed Vm Vr (S105) corresponds to the process of determining whether the wheel loader 10 is decelerating.

角度閾値θt1,θt2、圧力閾値Pbt、速度閾値Vmt、及び変化率閾値Vrtは、実験等により予め定められ、不揮発性メモリ102に記憶されている。 The angle thresholds θt1 and θt2, the pressure threshold Pbt, the velocity threshold Vmt, and the rate of change threshold Vrt are predetermined through experiments and stored in the non-volatile memory 102.

掘削動作判定部111は、ホイールローダ10による掘削動作が開始されたか否かを判定する(S106)。掘削動作判定部111は、以下の(条件1)~(条件4)の全てが満たされた場合には、掘削動作が開始された(すなわち、ホイールローダ10が掘削対象物91に突入した)と判定し、掘削動作フラグをオンにする。掘削動作判定部111は、以下の(条件1)~(条件4)のうちの少なくとも一つが満たされていない場合には、掘削動作は開始されていない(すなわち、ホイールローダ10は掘削対象物91に突入していない)と判定し、掘削動作フラグを初期値であるオフのままとする。
(条件1)バケット角θが、第1角度閾値θt1以上第2角度閾値θt2以下である。
(条件2)バケットシリンダ圧Pbが、圧力閾値Pbt以上である。
(条件3)モータ速度Vmが速度閾値Vmt以上である。
(条件4)モータ速度Vmの時間変化率Vrが変化率閾値Vrt以下である。
The excavation operation determination unit 111 determines whether or not the excavation operation by the wheel loader 10 has started (S106). If all of the following conditions (1) to (4) are met, the excavation operation determination unit 111 determines that the excavation operation has started (i.e., the wheel loader 10 has entered the excavation target 91) and turns on the excavation operation flag. If at least one of the following conditions (1) to (4) is not met, the excavation operation determination unit 111 determines that the excavation operation has not started (i.e., the wheel loader 10 has not entered the excavation target 91) and leaves the excavation operation flag at its initial value of off.
(Condition 1) The bucket angle θ is greater than or equal to the first angle threshold θt1 and less than or equal to the second angle threshold θt2.
(Condition 2) The bucket cylinder pressure Pb is equal to or greater than the pressure threshold Pbt.
(Condition 3) The motor speed Vm is greater than or equal to the speed threshold Vmt.
(Condition 4) The time rate of change Vr of the motor speed Vm is less than or equal to the rate of change threshold Vrt.

掘削動作判定部111は、閾値判定処理(S101)~(S103),(S105)の結果に基づき、(条件1)~(条件4)のそれぞれが満たされているか否かを判定する。なお、図示しないが、掘削動作判定部111は、掘削動作フラグがオンにされた後、バケット角θが第2角度閾値θ2よりも大きい第3角度閾値θt3以上となった場合に、掘削動作は終了したと判定し、掘削動作フラグをオフにする。 The excavation operation determination unit 111 determines whether each of conditions (1) to (4) is met based on the results of threshold determination processes (S101) to (S103) and (S105). Although not shown in the figures, after the excavation operation flag is turned on, the excavation operation determination unit 111 determines that the excavation operation has ended and turns off the excavation operation flag when the bucket angle θ becomes greater than or equal to the third angle threshold θt3, which is greater than the second angle threshold θ2.

図5、図7及び図8を参照して、粒度演算部112により実行される処理の内容について詳しく説明する。図5に示す粒度演算部112は、掘削動作判定部111により掘削動作が開始されたと判定された場合に、掘削対象物91の粒度の演算を行う。掘削対象物91の粒度は、作業装置6により掘削対象物91の掘削を行っているときに作業装置6に作用する反力の脈動(振動)の大きさと一定の関係がある。本実施形態に係る粒度演算部112は、作業装置6に作用する振動を、掘削対象物91にバケット3が当たる際の掘削反力として生じるバケットシリンダ圧Pbの脈動(変動)として検出し、その脈動(変動)に基づいて、掘削対象物91の粒度の演算を行う。 Referring to Figures 5, 7, and 8, the processing performed by the particle size calculation unit 112 will be explained in detail. The particle size calculation unit 112 shown in Figure 5 calculates the particle size of the excavated material 91 when the excavation operation determination unit 111 determines that the excavation operation has started. The particle size of the excavated material 91 has a certain relationship with the magnitude of the pulsation (vibration) of the reaction force acting on the work device 6 when the work device 6 is excavating the excavated material 91. In this embodiment, the particle size calculation unit 112 detects the vibration acting on the work device 6 as the pulsation (fluctuation) of the bucket cylinder pressure Pb generated as the excavation reaction force when the bucket 3 hits the excavated material 91, and calculates the particle size of the excavated material 91 based on that pulsation (fluctuation).

図7はバケットシリンダ圧Pbの時間変化について示す模式図である。図7に示すように、ホイールローダ10による掘削動作が開始されると、バケットシリンダ圧Pbが上昇する。掘削対象物91の粒度が小さい場合、粒度が大きい場合に比べて、ホイールローダ10は小さい抵抗で掘削対象物91を掘り込める。このため、図7の上図に示すように、バケットシリンダ圧Pbに脈動(変動)はほとんど生じない。一方、掘削対象物91の粒度が大きい場合、粒度が小さい場合に比べてバケットシリンダ5への反力がばらつく。このため、図7の下図に示すように、バケットシリンダ圧Pbに脈動(変動)が生じる。 Figure 7 is a schematic diagram showing the time change of the bucket cylinder pressure Pb. As shown in Figure 7, when the excavation operation by the wheel loader 10 begins, the bucket cylinder pressure Pb increases. When the particle size of the material to be excavated 91 is small, the wheel loader 10 can excavate the material 91 with less resistance compared to when the particle size is large. Therefore, as shown in the upper part of Figure 7, there is almost no pulsation (fluctuation) in the bucket cylinder pressure Pb. On the other hand, when the particle size of the material to be excavated 91 is large, the reaction force on the bucket cylinder 5 varies more than when the particle size is small. Therefore, as shown in the lower part of Figure 7, pulsation (fluctuation) occurs in the bucket cylinder pressure Pb.

本実施形態では、掘削動作中のバケットシリンダ圧Pbの脈動成分の含有量によって、掘削対象物91の粒度を判定する。バケットシリンダ圧Pbの脈動成分を抽出する際、高速フーリエ変換(FFT:Fast Fourier Transform)などの周波数分析を実施することが考えられる。 In this embodiment, the particle size of the material to be excavated 91 is determined by the content of the pulsation component in the bucket cylinder pressure Pb during excavation. When extracting the pulsation component of the bucket cylinder pressure Pb, it is conceivable to perform frequency analysis such as the Fast Fourier Transform (FFT).

しかしながら、本実施形態では、掘削動作が開始されたと判定されてから掘上動作が開始されるまでの短い時間(例えば、数秒程度)内で、粒度の判定を行う必要がある。このため、図5に示すように、本実施形態に係る粒度演算部112は、比較的短時間で処理可能なハイパスフィルタ112aを有している。なお、掘上動作の開始は、アーム2の上げ動作の開始に相当する。 However, in this embodiment, it is necessary to determine the particle size within a short time (for example, a few seconds) between the determination that the excavation operation has started and the start of the excavation lifting operation. Therefore, as shown in Figure 5, the particle size calculation unit 112 in this embodiment has a high-pass filter 112a that can process in a relatively short time. Note that the start of the excavation lifting operation corresponds to the start of the arm 2's raising operation.

ハイパスフィルタ112aは、カットオフ周波数よりも低い周波数成分を除去する。掘削動作中のバケットシリンダ圧Pbの脈動成分は、通常、数Hz程度である。このため、カットオフ周波数には、数Hzの脈動成分が通過する程度の値が採用される。 The high-pass filter 112a removes frequency components lower than the cutoff frequency. The pulsating component of the bucket cylinder pressure Pb during excavation is typically around a few Hz. Therefore, a cutoff frequency value that allows pulsating components of a few Hz to pass through is adopted.

粒度演算部112は、作業装置6に作用する反力の脈動(変動)の大きさを表す脈動値Piとして、バケットシリンダ圧Pbの脈動成分の積分値を演算する積分処理部112bを有している。積分処理部112bは、ハイパスフィルタ112aによって抽出された脈動成分の積分値を脈動値Piとして演算する。積分処理部112bは、掘削動作の開始時点と掘上動作の開始時点との間の所定時間t0内において、ハイパスフィルタ112aにより抽出された脈動成分を積分する。本実施形態に係る積分処理部112bは、掘削動作が開始されたと判定された時点から予め定めた積分処理時間tp(tp≦t0)だけ、脈動成分を積分する。つまり、積分処理部112bは、掘削動作の初期段階(掘削対象物91への突入直後)において、脈動値Piを演算する。なお、この脈動成分は符号が負側になることがあるため、脈動成分の大きさを検知するためには、この抽出量を絶対値化するなどの処理が必要となる場合もある。 The particle size calculation unit 112 has an integration processing unit 112b that calculates the integral value of the pulsation component of the bucket cylinder pressure Pb as a pulsation value Pi, which represents the magnitude of the pulsation (fluctuation) of the reaction force acting on the work device 6. The integration processing unit 112b calculates the integral value of the pulsation component extracted by the high-pass filter 112a as the pulsation value Pi. The integration processing unit 112b integrates the pulsation component extracted by the high-pass filter 112a within a predetermined time t0 between the start of the excavation operation and the start of the excavation operation. In this embodiment, the integration processing unit 112b integrates the pulsation component for a predetermined integration processing time tp (tp ≤ t0) from the time it is determined that the excavation operation has started. In other words, the integration processing unit 112b calculates the pulsation value Pi in the initial stage of the excavation operation (immediately after entering the excavation target 91). Furthermore, since this pulsation component may have a negative sign, processing such as absolute value conversion may be necessary to detect the magnitude of the pulsation component.

粒度演算部112は、掘削対象物91の粒度の大きさを表す粒度レベルを判定する粒度レベル判定部112cを有している。図8は、粒度レベル判定部112cの制御ブロック線図である。図8に示すように、粒度レベル判定部112cは、積分処理部112bにより演算された脈動値Piと、予め定められた脈動閾値Pitとに基づいて、現在掘削している掘削対象物91の粒度レベルを演算する。粒度レベル判定部112cは、積分処理部112bにより演算された脈動値Piが、脈動閾値Pit以上であるか否かを判定する。脈動閾値Pitは、掘削対象物91の粒度の大きさを表す複数の粒度レベルと脈動値Piとの関係を規定する規定データであり、実験等により予め定められ、不揮発性メモリ102に記憶されている。 The particle size calculation unit 112 includes a particle size level determination unit 112c that determines the particle size level representing the particle size of the material to be excavated 91. Figure 8 is a control block diagram of the particle size level determination unit 112c. As shown in Figure 8, the particle size level determination unit 112c calculates the particle size level of the material to be excavated 91 based on the pulsation value Pi calculated by the integration processing unit 112b and a predetermined pulsation threshold Pit. The particle size level determination unit 112c determines whether the pulsation value Pi calculated by the integration processing unit 112b is greater than or equal to the pulsation threshold Pit. The pulsation threshold Pit is predetermined data that defines the relationship between multiple particle size levels representing the particle size of the material to be excavated 91 and the pulsation value Pi, and is predetermined through experiments, etc., and stored in the non-volatile memory 102.

粒度レベル判定部112cは、脈動値Piが脈動閾値Pit未満である場合には、掘削対象物91の粒度レベルは「小(第1粒度レベル)」と判定する。粒度レベル判定部112cは、脈動値Piが脈動閾値Pit以上である場合には、掘削対象物91の粒度レベルは「大(第1粒度レベルよりも大きい第2粒度レベル)」と判定する。 The particle size level determination unit 112c determines that the particle size level of the excavated material 91 is "small (first particle size level)" if the pulsation value Pi is less than the pulsation threshold Pit. If the pulsation value Pi is equal to or greater than the pulsation threshold Pit, the particle size level of the excavated material 91 is determined to be "large (second particle size level, larger than the first particle size level)."

図5、図9及び図10を参照して、掘削量演算部113により実行される処理の内容について詳しく説明する。図5に示す掘削量演算部113は、掘削動作判定部111により掘削動作が開始されたと判定された場合に、掘削量の演算を行う。掘削量は、掘削対象物91に車両が突入したときの車速の減速度と一定の関係がある。本実施形態に係る掘削量演算部113は、掘削動作の開始からの車速の減速度に基づいて、掘削量の演算を行う。なお、判定に利用する車速は、可能な限り正確な情報を得ることが好ましい。このため、本実施形態では、車輪7を回転駆動している走行モータ26の回転速度(モータ速度)を活用する。 Referring to Figures 5, 9, and 10, the processing performed by the excavation volume calculation unit 113 will be explained in detail. The excavation volume calculation unit 113 shown in Figure 5 calculates the excavation volume when the excavation operation determination unit 111 determines that the excavation operation has started. The excavation volume has a certain relationship with the deceleration of the vehicle speed when the vehicle enters the excavation target 91. In this embodiment, the excavation volume calculation unit 113 calculates the excavation volume based on the deceleration of the vehicle speed from the start of the excavation operation. It is preferable to obtain the most accurate information possible regarding the vehicle speed used for the determination. Therefore, in this embodiment, the rotational speed (motor speed) of the travel motor 26 that rotates the wheels 7 is utilized.

図9は、モータ速度(車速)の時間変化について示す模式図である。図9に示すように、ホイールローダ10が掘削対象物91に突入して掘削動作が開始されると、モータ速度Vmが減速する。掘削量が小さい場合、掘削量が大きい場合に比べて、モータ速度Vmの変化が小さい。一方、掘削量が大きい場合、掘削量が小さい場合に比べて、モータ速度Vmの変化が大きい。本実施形態では、この特性を活用して、掘削動作の初期段階(掘削対象物91への突入直後)のモータ速度の減速度に基づいて、掘削量を判定する。 Figure 9 is a schematic diagram illustrating the time variation of motor speed (vehicle speed). As shown in Figure 9, when the wheel loader 10 enters the excavation target 91 and the excavation operation begins, the motor speed Vm decelerates. When the excavation volume is small, the change in motor speed Vm is smaller compared to when the excavation volume is large. On the other hand, when the excavation volume is large, the change in motor speed Vm is larger compared to when the excavation volume is small. In this embodiment, this characteristic is utilized to determine the excavation volume based on the deceleration of the motor speed in the initial stage of the excavation operation (immediately after entering the excavation target 91).

図5に示すように、掘削量演算部113は、減速度演算部113a及び掘削量レベル判定部113bを有している。本実施形態に係る減速度演算部113aは、掘削動作が開始されたと判定された時点から予め定めた減速度処理時間td(td≦t0)経過後までのモータ速度Vmの低下量ΔVm(>0)を減速度処理時間tdで除することにより、走行モータ26の減速度Dを算出する(D=ΔVm/td,D>0)。なお、本実施形態において、減速度処理時間tdは、積分処理時間tpと同じである(td=tp)。 As shown in Figure 5, the excavation volume calculation unit 113 includes a deceleration calculation unit 113a and an excavation volume level determination unit 113b. In this embodiment, the deceleration calculation unit 113a calculates the deceleration D of the travel motor 26 by dividing the decrease in motor speed Vm ΔVm (>0) from the time it is determined that the excavation operation has started until after a predetermined deceleration processing time td (td ≤ t0) has elapsed by the deceleration processing time td (D = ΔVm/td, D > 0). In this embodiment, the deceleration processing time td is the same as the integration processing time tp (td = tp).

図10は、掘削量レベル判定部113bの制御ブロック線図である。図10に示すように、掘削量レベル判定部113bは、減速度演算部113aにより演算された減速度Dと、予め定められた減速度閾値Dtとに基づいて、掘削量レベルを演算する。掘削量レベル判定部113bは、減速度Dが、減速度閾値Dt以上であるか否かを判定する。減速度閾値Dtは、作業装置6により掘削される掘削物の重量である掘削量の大きさを表す複数の掘削量レベルと減速度Dとの関係を規定する規定データであり、実験等により予め定められ、不揮発性メモリ102に記憶されている。 Figure 10 is a control block diagram of the excavation volume level determination unit 113b. As shown in Figure 10, the excavation volume level determination unit 113b calculates the excavation volume level based on the deceleration D calculated by the deceleration calculation unit 113a and a predetermined deceleration threshold Dt. The excavation volume level determination unit 113b determines whether the deceleration D is greater than or equal to the deceleration threshold Dt. The deceleration threshold Dt is predetermined data that defines the relationship between multiple excavation volume levels, which represent the magnitude of the excavation volume (the weight of the excavated material excavated by the work device 6), and the deceleration D. It is predetermined through experiments, etc., and stored in the non-volatile memory 102.

掘削量レベル判定部113bは、減速度Dが減速度閾値Dt未満である場合には、掘削量レベルは「小(第1掘削量レベル)」と判定する。掘削量レベル判定部113bは、減速度Dが減速度閾値Dt以上である場合には、掘削量レベルは「大(第1掘削量レベルよりも大きい第2掘削量レベル」と判定する。 The excavation volume level determination unit 113b determines the excavation volume level to be "small (first excavation volume level)" if the deceleration D is less than the deceleration threshold Dt. The excavation volume level determination unit 113b determines the excavation volume level to be "large (second excavation volume level, which is larger than the first excavation volume level)" if the deceleration D is equal to or greater than the deceleration threshold Dt.

図5及び図11を参照して、掘削状態判定部114による掘削状態判定処理について説明する。図11は、掘削状態判定部114による掘削状態判定処理について説明する図である。図5及び図11に示すように、掘削状態判定部114は、粒度レベル判定部112cで判定された粒度レベルと、掘削量レベル判定部113bで判定された掘削量レベルとに基づいて、ホイールローダ10による掘削状態が、軽掘削状態であるか、あるいは重掘削状態であるかを判定する。掘削状態判定部114は、粒度レベルが「小」であり、かつ、掘削量レベルが「小」である場合には、掘削状態が軽掘削状態であると判定する。掘削状態判定部114は、粒度レベルが「大」である場合、あるいは、掘削量レベルが「大」である場合には、掘削状態が重掘削状態であると判定する。重掘削状態とは、軽掘削状態よりも大きな走行駆動力を必要とする掘削状態である。 The excavation state determination process by the excavation state determination unit 114 will be explained with reference to Figures 5 and 11. Figure 11 is a diagram illustrating the excavation state determination process by the excavation state determination unit 114. As shown in Figures 5 and 11, the excavation state determination unit 114 determines whether the excavation state by the wheel loader 10 is a light excavation state or a heavy excavation state, based on the particle size level determined by the particle size level determination unit 112c and the excavation amount level determined by the excavation amount level determination unit 113b. The excavation state determination unit 114 determines that the excavation state is a light excavation state if the particle size level is "small" and the excavation amount level is "small". The excavation state determination unit 114 determines that the excavation state is a heavy excavation state if the particle size level is "large" or the excavation amount level is "large". A heavy excavation state is an excavation state that requires a greater driving force than a light excavation state.

図5に示す出力配分演算部115は、掘削状態判定部114の判定結果に基づいて、エンジン21の出力を作業装置6と走行装置11に配分するための出力配分比を演算する。なお、本実施形態において、エンジン21の出力配分比は、走行駆動力の上限値と作業駆動力の上限値の比(割合)に相当する。 The output distribution calculation unit 115 shown in Figure 5 calculates the output distribution ratio for distributing the engine 21's output to the work device 6 and the travel device 11 based on the determination result of the excavation state determination unit 114. In this embodiment, the output distribution ratio of the engine 21 corresponds to the ratio (percentage) of the upper limit of the travel driving force to the upper limit of the work driving force.

出力配分演算部115は、粒度レベル判定部112cにより演算された粒度レベル、及び掘削量レベル判定部113bにより演算された掘削量レベルの双方に基づいて、エンジン21の出力配分比を演算する。 The output distribution calculation unit 115 calculates the output distribution ratio of the engine 21 based on both the particle size level calculated by the particle size level determination unit 112c and the excavation volume level calculated by the excavation volume level determination unit 113b.

出力配分演算部115は、掘削状態が重掘削状態と判定された場合(粒度レベルが「大」と判定された場合、あるいは、掘削量レベルが「大」と判定された場合)には、作業装置6の出力に対する走行装置11の出力の比が1よりも大きくなるように、出力配分比を演算する。出力配分演算部115は、掘削状態が軽掘削状態と判定された場合(粒度レベルが「小」と判定され、かつ、掘削量レベルが「小」と判定された場合)には、作業装置6の出力に対する走行装置11の出力の比が1以下になるように、出力配分比を演算する。 The output distribution calculation unit 115 calculates the output distribution ratio so that the ratio of the output of the traveling device 11 to the output of the working device 6 is greater than 1 when the excavation state is determined to be a heavy excavation state (when the particle size level is determined to be "large" or when the excavation volume level is determined to be "large"). The output distribution calculation unit 115 calculates the output distribution ratio so that the ratio of the output of the traveling device 11 to the output of the working device 6 is 1 or less when the excavation state is determined to be a light excavation state (when the particle size level is determined to be "small" and the excavation volume level is determined to be "small").

本実施形態では、出力配分演算部115は、掘削状態が重掘削状態であると判定された場合には、走行駆動力の上限値と作業駆動力の上限値の比(割合)を7:3に設定する。具体的には、出力配分演算部115は、走行駆動力の上限値の配分比率(百分率)ηcを70%に設定し、作業駆動力の上限値の配分比率(百分率)ηiを30%に設定する。なお、配分比率の数値は一例である。出力配分演算部115は、例えば、走行駆動力の上限値の配分比率ηcを60%に設定し、作業駆動力の上限値の配分比率ηiを40%に設定してもよい。このように、走行駆動力の上限値を作業駆動力の上限値よりも大きくすることにより、掘削対象物91の粒度が比較的大きい場合に、掘削対象物91に対してバケット3を深く貫入させることができる。また、大量の掘削物を効率的に掘削することができる。 In this embodiment, when the output distribution calculation unit 115 determines that the excavation state is a heavy excavation state, it sets the ratio (percentage) of the upper limit of the travel driving force to the upper limit of the work driving force to 7:3. Specifically, the output distribution calculation unit 115 sets the distribution ratio (percentage) ηc of the upper limit of the travel driving force to 70% and the distribution ratio (percentage) ηi of the upper limit of the work driving force to 30%. Note that the numerical values of the distribution ratios are examples. For example, the output distribution calculation unit 115 may set the distribution ratio ηc of the upper limit of the travel driving force to 60% and the distribution ratio ηi of the upper limit of the work driving force to 40%. By setting the upper limit of the travel driving force to be greater than the upper limit of the work driving force in this way, the bucket 3 can be driven deeply into the excavated material 91 when the particle size of the material to be excavated 91 is relatively large. Furthermore, a large amount of excavated material can be excavated efficiently.

また、出力配分演算部115は、掘削状態が軽掘削状態であると判定された場合には、走行駆動力の上限値と作業駆動力の上限値の比(割合)を5:5に設定する。具体的には、出力配分演算部115は、走行駆動力の上限値の配分比率ηc及び作業駆動力の上限値の配分比率ηiをそれぞれ50%に設定する。なお、配分比率の数値は一例である。出力配分演算部115は、例えば、走行駆動力の上限値の配分比率ηcを40%に設定し、作業駆動力の上限値の配分比率ηiを60%に設定してもよい。このように、作業駆動力の上限値を走行駆動力の上限値以上とすることにより、掘削対象物91の粒度が比較的小さく、かつ、掘削量が比較的小さい場合に、掘削速度を向上することができる。 Furthermore, if the output distribution calculation unit 115 determines that the excavation state is a light excavation state, it sets the ratio (percentage) of the upper limit of the travel driving force to the upper limit of the work driving force to 5:5. Specifically, the output distribution calculation unit 115 sets the distribution ratio ηc of the upper limit of the travel driving force and the distribution ratio ηi of the upper limit of the work driving force to 50% each. Note that the numerical values of the distribution ratios are examples. For example, the output distribution calculation unit 115 may set the distribution ratio ηc of the upper limit of the travel driving force to 40% and the distribution ratio ηi of the upper limit of the work driving force to 60%. In this way, by setting the upper limit of the work driving force to be greater than or equal to the upper limit of the travel driving force, the excavation speed can be improved when the particle size of the material to be excavated 91 is relatively small and the excavation amount is relatively small.

出力配分演算部115により演算された走行駆動力の上限値の配分比率ηc及び作業駆動力の上限値の配分比率ηiは、掘削動作フラグがオフになるまで保持される。掘削動作フラグがオフになると、出力配分演算部115は、走行駆動力の上限値の配分比率ηc及び作業駆動力の上限値の配分比率ηiを予め定めた基準値に設定する。 The distribution ratio ηc for the upper limit of the travel driving force and the distribution ratio ηi for the upper limit of the work driving force, calculated by the output distribution calculation unit 115, are held until the excavation operation flag is turned off. When the excavation operation flag is turned off, the output distribution calculation unit 115 sets the distribution ratio ηc for the upper limit of the travel driving force and the distribution ratio ηi for the upper limit of the work driving force to predetermined reference values.

エンジン21の出力トルクは、作業装置6、走行装置11及び補機(不図示)によって消費される。作業装置6により消費されるトルクは、油圧ポンプ24の入力トルクに相当する。走行装置11によって消費されるトルクは、走行モータ26の出力トルクに相当する。 The output torque of the engine 21 is consumed by the work device 6, the travel device 11, and auxiliary equipment (not shown). The torque consumed by the work device 6 corresponds to the input torque of the hydraulic pump 24. The torque consumed by the travel device 11 corresponds to the output torque of the travel motor 26.

動力制御部116は、出力配分演算部115によって演算された配分比率ηc,ηi、エンジン出力トルクTe、作業要求トルクTi、走行要求トルクTc及び補機要求トルクTaに基づいて、作業駆動トルク指令及び走行駆動トルク指令を演算する。エンジン出力トルクTe、作業要求トルクTi、走行要求トルクTc、及び補機要求トルクTaは、制御装置100によって算出される。 The power control unit 116 calculates the work drive torque command and the travel drive torque command based on the distribution ratios ηc and ηi calculated by the output distribution calculation unit 115, the engine output torque Te, the work request torque Ti, the travel request torque Tc, and the auxiliary equipment request torque Ta. The engine output torque Te, work request torque Ti, travel request torque Tc, and auxiliary equipment request torque Ta are calculated by the control device 100.

エンジン出力トルクTeは、現在のエンジン回転速度において出力可能な最大トルクである。制御装置100は、不揮発性メモリ102に記憶されているエンジン出力トルクカーブを参照し、エンジン回転速度センサ147(図2参照)で検出されたエンジン回転速度に基づいてエンジン出力トルクTeを算出する。補機要求トルクTaは、発電機22によって発生した電力によって動作する複数の補機の動作状態に応じて算出される。 The engine output torque Te is the maximum torque that can be output at the current engine speed. The control device 100 refers to the engine output torque curve stored in the non-volatile memory 102 and calculates the engine output torque Te based on the engine speed detected by the engine speed sensor 147 (see Figure 2). The auxiliary equipment request torque Ta is calculated according to the operating status of multiple auxiliary equipment powered by the electricity generated by the generator 22.

制御装置100は、アーム操作量、バケット操作量、アクセル操作量等に基づいて、エンジン回転速度の目標値(以下、目標速度とも記す)を設定する。制御装置100で設定された目標速度は、図示しないエンジンコントローラに出力される。エンジンコントローラは、エンジン回転速度センサ147で検出されるエンジン回転速度が、目標速度となるように燃料噴射装置(不図示)を制御する。なお、エンジン回転速度センサ147は、エンジンコントローラに接続されていてもよい。 The control device 100 sets a target engine speed (hereinafter also referred to as target speed) based on the arm operation amount, bucket operation amount, accelerator operation amount, etc. The target speed set by the control device 100 is output to an engine controller (not shown). The engine controller controls the fuel injection system (not shown) so that the engine speed detected by the engine speed sensor 147 becomes the target speed. The engine speed sensor 147 may also be connected to the engine controller.

制御装置100は、レバー操作量(アーム操作量、及びバケット操作量)に基づいて、作業要求トルクTiを算出する。不揮発性メモリ102には、ポンプ要求流量マップが記憶されている。制御装置100は、ポンプ要求流量マップを参照し、レバー操作量(レバー信号)に基づいて、ポンプ要求流量を決定する。ポンプ要求流量マップは、レバー操作量にポンプ要求流量が略比例するように設定されている。ポンプ要求流量は、レバー操作量が大きくなるほど大きくなる。なお、ポンプ要求流量マップは、アーム操作量に基づくマップと、バケット操作量に基づくマップとがあり、それぞれのマップで決定された流量のうち、大きい方がポンプ要求流量として決定される。 The control device 100 calculates the work request torque Ti based on the lever operation amount (arm operation amount and bucket operation amount). The non-volatile memory 102 stores a pump request flow rate map. The control device 100 refers to the pump request flow rate map and determines the pump request flow rate based on the lever operation amount (lever signal). The pump request flow rate map is set so that the pump request flow rate is approximately proportional to the lever operation amount. The pump request flow rate increases as the lever operation amount increases. Note that there are two pump request flow rate maps: one based on the arm operation amount and another based on the bucket operation amount. The larger of the flow rates determined in each map is determined as the pump request flow rate.

制御装置100は、ポンプ要求流量と吐出圧センサ154で検出された油圧ポンプ24の吐出圧に基づいて油圧要求動力を演算し、油圧要求動力とエンジン回転速度センサ147で検出されたエンジン21の回転速度に基づいて作業要求トルクTiを算出する。作業要求トルクTiは、レバー操作量が大きくなるほど大きくなる。 The control device 100 calculates the required hydraulic power based on the pump flow rate and the discharge pressure of the hydraulic pump 24 detected by the discharge pressure sensor 154. It then calculates the required working torque Ti based on the required hydraulic power and the rotational speed of the engine 21 detected by the engine rotational speed sensor 147. The required working torque Ti increases as the lever operation amount increases.

制御装置100は、モータ速度、及びアクセル操作量に基づいて、走行要求トルクTcを算出する。不揮発性メモリ102には、走行モータ26のトルクマップが記憶されている。このトルクマップは、アクセル信号に応じた複数のトルクカーブが記憶されている。トルクマップは、アクセル信号が大きくなるほど走行要求トルクTcが大きくなり、モータ速度が速くなるほど走行要求トルクTcが小さくなるように設定されている。制御装置100は、アクセル操作量に対応するトルクカーブを選択し、モータ速度に基づいて走行要求トルクTcを決定する。 The control device 100 calculates the required driving torque Tc based on the motor speed and accelerator pedal input. The non-volatile memory 102 stores the torque map of the drive motor 26. This torque map stores multiple torque curves corresponding to the accelerator signal. The torque map is set so that the required driving torque Tc increases as the accelerator signal increases, and decreases as the motor speed increases. The control device 100 selects the torque curve corresponding to the accelerator pedal input and determines the required driving torque Tc based on the motor speed.

動力制御部116は、エンジン出力トルクTeから補機要求トルクTaを差し引いた値である差分値ΔTeを算出する(ΔTe=Te-Ta)。動力制御部116は、出力配分演算部115で演算された走行駆動トルクの配分比率ηcに差分値ΔTeを乗じることにより、走行駆動トルクの上限値Tclを算出する。動力制御部116は、出力配分演算部115で演算された作業駆動トルクの配分比率ηiに差分値ΔTeを乗じることにより、作業駆動トルクの上限値Tilを算出する。 The power control unit 116 calculates a difference value ΔTe, which is the engine output torque Te minus the auxiliary equipment required torque Ta (ΔTe = Te - Ta). The power control unit 116 calculates the upper limit value Tcl of the driving torque by multiplying the distribution ratio ηc of the driving torque calculated by the output distribution calculation unit 115 by the difference value ΔTe. The power control unit 116 also calculates the upper limit value Til of the work driving torque by multiplying the distribution ratio ηi of the work driving torque calculated by the output distribution calculation unit 115 by the difference value ΔTe.

動力制御部116は、走行要求トルクTc及び走行駆動トルクの上限値Tclのうち小さい方を走行駆動トルクの目標値として決定し、その目標値に基づいて走行駆動トルク指令を出力する。動力制御部116は、作業要求トルクTi及び作業駆動トルクの上限値Tilのうち小さい方を作業駆動トルクの目標値として決定し、その目標値に基づいて作業駆動トルク指令を出力する。 The power control unit 116 determines the smaller of the requested driving torque Tc and the upper limit value Tcl of the driving torque as the target value for the driving torque, and outputs a driving torque command based on that target value. The power control unit 116 also determines the smaller of the requested work torque Ti and the upper limit value Til of the work driving torque as the target value for the work driving torque, and outputs a work driving torque command based on that target value.

走行駆動トルク指令は、走行インバータ27に出力される。走行インバータ27は、走行駆動トルク指令に基づいて走行モータ26のトルクを制御する。これにより、走行装置11が走行モータ26で発生する走行駆動力によって駆動される。作業駆動トルク指令は、図示しないポンプコントローラに出力される。ポンプコントローラは、作業駆動トルク指令及び油圧ポンプ24の吐出圧に基づいて、油圧ポンプ24の吐出容量(押しのけ容積)を制御するための制御信号を生成する。ポンプコントローラは、生成した制御信号を図示しないレギュレータに出力することにより、油圧ポンプ24の吐出容量を制御する。これにより、作業装置6が油圧シリンダ4,5で発生する作業駆動力によって駆動される。 The travel torque command is output to the travel inverter 27. The travel inverter 27 controls the torque of the travel motor 26 based on the travel torque command. As a result, the travel device 11 is driven by the travel driving force generated by the travel motor 26. The work torque command is output to a pump controller (not shown). The pump controller generates a control signal to control the discharge capacity (displacement volume) of the hydraulic pump 24 based on the work torque command and the discharge pressure of the hydraulic pump 24. The pump controller controls the discharge capacity of the hydraulic pump 24 by outputting the generated control signal to a regulator (not shown). As a result, the work device 6 is driven by the work driving force generated by the hydraulic cylinders 4 and 5.

このように、本実施形態に係る制御装置100は、掘削対象物91の粒度を表すパラメータとしての作業装置6に作用する反力の脈動(振動)の大きさを表す脈動値Pi(本実施形態では、バケットシリンダ圧の脈動の所定期間での積分値)を演算し、脈動値Piが大きいほど、走行駆動トルク(走行駆動力)の上限値を大きくするとともに作業駆動トルク(作業駆動力)の上限値を小さくする。 Thus, the control device 100 according to this embodiment calculates a pulsation value Pi (in this embodiment, the integral value of the bucket cylinder pressure pulsation over a predetermined period) which represents the magnitude of the pulsation (vibration) of the reaction force acting on the work device 6, as a parameter representing the particle size of the material to be excavated 91. The larger the pulsation value Pi, the higher the upper limit of the travel drive torque (travel driving force) and the lower the upper limit of the work drive torque (work driving force).

したがって、掘削作業において、例えば、オペレータがアクセル操作装置141をフル操作しつつ、アーム操作装置144及びバケット操作装置145をフル操作した場合には、走行駆動力と作業駆動力とが上限値に制御され、掘削対象物91の粒度及び掘削量に応じて走行駆動力と作業駆動力が適切に調整される。これにより、良好な掘削動作を実施することが可能となる。なお、上限値を超えるまでは、オペレータの操作量に応じた走行駆動力及び作業駆動力を発生させることができる。 Therefore, in excavation work, for example, if the operator fully operates the accelerator control device 141 while also fully operating the arm control device 144 and bucket control device 145, the travel driving force and work driving force are controlled to their upper limits, and the travel driving force and work driving force are appropriately adjusted according to the particle size of the material to be excavated 91 and the amount of excavation. This makes it possible to perform good excavation operations. Note that the travel driving force and work driving force can be generated according to the operator's input until they exceed the upper limits.

上述した実施形態によれば、次の作用効果を奏する。 According to the above-described embodiment, the following effects and advantages are achieved.

(1)制御装置100は、エンジン21の出力を作業装置6と走行装置11に配分するための出力配分比を演算し、演算された出力配分比に基づいて油圧ポンプ24及び走行モータ(電動機)26を制御する。制御装置100は、バケットシリンダ圧センサ(圧力センサ)153の検出結果に基づいて、作業装置6により掘削対象物91の掘削を行っているときに作業装置6に作用する反力の脈動の大きさを表す脈動値(バケットシリンダ圧Pbの脈動成分の積分値)Piを演算する。制御装置100は、演算された脈動値Piが大きいほど、作業装置6の出力(作業駆動力)に対する走行装置11の出力(走行駆動力)の比(ηc/ηi)が大きくなるように、出力配分比(ηc:ηi)を演算する。制御装置100は、演算された出力配分比(ηc:ηi)に基づいて油圧ポンプ24及び走行モータ(電動機)26を制御する。 (1) The control device 100 calculates the output distribution ratio for distributing the engine 21's output to the work device 6 and the travel device 11, and controls the hydraulic pump 24 and the travel motor (electric motor) 26 based on the calculated output distribution ratio. Based on the detection result of the bucket cylinder pressure sensor (pressure sensor) 153, the control device 100 calculates the pulsation value (integral value of the pulsation component of the bucket cylinder pressure Pb) Pi, which represents the magnitude of the pulsation of the reaction force acting on the work device 6 when the work device 6 is excavating the object to be excavated 91. The control device 100 calculates the output distribution ratio (ηc:ηi) such that the larger the calculated pulsation value Pi, the larger the ratio (ηc/ηi) of the output of the travel device 11 to the output of the work device 6 (work driving force). The control device 100 controls the hydraulic pump 24 and the travel motor (electric motor) 26 based on the calculated output distribution ratio (ηc:ηi).

脈動値Piは、掘削対象物91の粒度を表すパラメータであり、粒度が大きいほど脈動値Piが大きくなる。したがって、本実施形態では、掘削対象物91の粒度が大きくなるほど、作業装置6の出力に対する走行装置11の出力の比が大きくなるようにエンジン21の出力配分が制御される。これにより、粒度の異なる掘削対象物91を掘削する場合であっても作業効率の向上が可能なホイールローダ10を提供することができる。 The pulsation value Pi is a parameter representing the particle size of the material to be excavated 91; the larger the particle size, the larger the pulsation value Pi. Therefore, in this embodiment, the output distribution of the engine 21 is controlled so that the ratio of the output of the travel device 11 to the output of the work device 6 increases as the particle size of the material to be excavated 91 increases. This provides a wheel loader 10 that can improve work efficiency even when excavating material 91 with different particle sizes.

(2)制御装置100は、モータ速度センサ(速度センサ)146の検出結果に基づいて、走行モータ26の減速度Dを演算する。制御装置100は、演算された減速度Dが大きいほど、作業装置6の出力(作業駆動力)に対する走行装置11の出力(走行駆動力)の比(ηc/ηi)が大きくなるように、出力配分比(ηc:ηi)を演算する。 (2) The control device 100 calculates the deceleration D of the travel motor 26 based on the detection result of the motor speed sensor (speed sensor) 146. The control device 100 calculates the output distribution ratio (ηc:ηi) such that the larger the calculated deceleration D, the larger the ratio (ηc/ηi) of the output of the travel device 11 to the output of the work device 6 (work driving force).

減速度Dは、掘削量を表すパラメータであり、掘削量が大きいほど減速度Dが大きくなる。本実施形態では、掘削量が大きくなるほど、作業装置6の出力に対する走行装置11の出力の比が大きくなる。このため、掘削量が大きいときには走行駆動力(牽引力)が大きくなる。その結果、大量の掘削物をバケット3に積み込む作業を良好に行うことができる。また、掘削量が小さときには作業駆動力(掘起力)が大きくなる。その結果、少量の掘削物を素早く掘り上げることができる。 The deceleration rate D is a parameter representing the excavation volume; the larger the excavation volume, the greater the deceleration rate D. In this embodiment, the ratio of the output of the traveling device 11 to the output of the working device 6 increases as the excavation volume increases. Therefore, when the excavation volume is large, the traveling driving force (traction force) increases. As a result, the operation of loading a large amount of excavated material into the bucket 3 can be performed efficiently. Conversely, when the excavation volume is small, the working driving force (excavation force) increases. As a result, a small amount of excavated material can be quickly excavated.

(3)制御装置100は、アーム相対角センサ(姿勢センサ)151、バケット相対角センサ(姿勢センサ)152、バケットシリンダ圧センサ(圧力センサ)153、及びモータ速度センサ(速度センサ)146の検出結果に基づいて、掘削対象物91に対して作業装置6による掘削動作が開始されたか否かを判定する。制御装置100は、掘削動作が開始されたと判定された場合に、脈動値Pi及び減速度Dに基づいて演算された出力配分比(ηc:ηi)に基づいて、油圧ポンプ24及び走行モータ26を制御する。この構成によれば、掘削動作が開始された場合に、掘削対象物91の粒度及び掘削量に適した出力配分比に応じて油圧ポンプ24及び走行モータ26が制御される。一方、掘削動作が開始される前の段階では、本実施形態で説明した出力配分比とは異なる出力配分比(基準値)で油圧ポンプ24及び走行モータ26を制御することができる。 (3) The control device 100 determines whether or not the excavation operation by the work device 6 has started on the excavation target 91 based on the detection results of the arm relative angle sensor (attitude sensor) 151, the bucket relative angle sensor (attitude sensor) 152, the bucket cylinder pressure sensor (pressure sensor) 153, and the motor speed sensor (speed sensor) 146. If the control device 100 determines that the excavation operation has started, it controls the hydraulic pump 24 and the travel motor 26 based on the output distribution ratio (ηc:ηi) calculated based on the pulsation value Pi and the deceleration D. With this configuration, when the excavation operation starts, the hydraulic pump 24 and the travel motor 26 are controlled according to an output distribution ratio suitable for the particle size and excavation amount of the excavation target 91. On the other hand, before the excavation operation starts, the hydraulic pump 24 and the travel motor 26 can be controlled with an output distribution ratio (reference value) different from the output distribution ratio described in this embodiment.

(4)不揮発性メモリ(記憶装置)102には、掘削対象物91の粒度の大きさを表す複数の粒度レベルと脈動値Piとの関係を規定する脈動閾値Pitと、掘削量の大きさを表す複数の掘削量レベルと減速度Dとの関係を規定する減速度閾値Dtと、が記憶されている。制御装置100は、脈動閾値Pitと、演算された脈動値Piとに基づいて、粒度レベルを演算する。制御装置100は、減速度閾値Dtと、演算された減速度Dとに基づいて、掘削量レベルを演算する。制御装置100は、演算された粒度レベル及び掘削量レベルの双方に基づいて、エンジン21の出力配分比(ηc:ηi)を演算する。この構成によれば、複数に分類された粒度レベル及び掘削量レベルに応じて適切な出力配分比を演算することができる。本実施形態では、粒度レベル及び掘削量レベルは、それぞれ2段階に分類されている。これにより、制御装置100の演算負荷を低減しつつ、粒度レベル及び掘削量レベルに応じて牽引力及び掘起力が適切に調整され、作業効率を向上できる。 (4) The non-volatile memory (storage device) 102 stores a pulsation threshold Pit that defines the relationship between a plurality of particle size levels representing the particle size of the material to be excavated 91 and the pulsation value Pi, and a deceleration threshold Dt that defines the relationship between a plurality of excavation volume levels representing the size of the excavation volume and the deceleration D. The control device 100 calculates the particle size level based on the pulsation threshold Pit and the calculated pulsation value Pi. The control device 100 calculates the excavation volume level based on the deceleration threshold Dt and the calculated deceleration D. The control device 100 calculates the output distribution ratio (ηc:ηi) of the engine 21 based on both the calculated particle size level and the excavation volume level. With this configuration, an appropriate output distribution ratio can be calculated according to the plurality of classified particle size levels and excavation volume levels. In this embodiment, the particle size level and the excavation volume level are each classified into two stages. This reduces the computational load on the control device 100, while appropriately adjusting the traction force and excavation force according to the particle size level and excavation volume level, thereby improving work efficiency.

次のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせたりすることも可能である。 The following modifications are also within the scope of the present invention, and it is possible to combine the configurations shown in the modifications with the configurations described in the embodiments described above, or to combine the configurations described in the following different modifications.

<変形例1>
エンジン21の出力配分比、すなわち走行駆動力の上限値と作業駆動力の上限値の比は、上述した例に限定されない。走行駆動力の上限値と作業駆動力の上限値の比は、作業車両の種類、大きさ、作業車両の稼働場所に応じて適宜定められる。
<Variation 1>
The power distribution ratio of the engine 21, that is, the ratio of the upper limit of the driving force for travel to the upper limit of the working force, is not limited to the example described above. The ratio of the upper limit of the driving force for travel to the upper limit of the working force is determined appropriately according to the type and size of the work vehicle and the location where the work vehicle operates.

<変形例2>
上記実施形態では、図11に示すように、粒度レベル及び掘削量レベルのそれぞれが2段階に分類されている例について説明したが、粒度レベル及び掘削量レベルのそれぞれは3段階以上に分類されていてもよい。
<Modified Example 2>
In the above embodiment, as shown in Figure 11, an example was described in which both the particle size level and the excavation volume level are classified into two stages. However, both the particle size level and the excavation volume level may be classified into three or more stages.

図12を参照して、粒度レベル及び掘削量レベルのそれぞれが3段階に分類されている例について説明する。図12は、本実施形態の変形例2に係る掘削状態判定部114による掘削状態判定処理について説明する図である。本変形例では、図12に示すように、「小」「中」「大」の3段階に分類された粒度レベルと、「小」「中」「大」の3段階に分類された掘削量レベルに基づいて、掘削状態が判定される。 Referring to Figure 12, an example in which both the particle size level and the excavation volume level are classified into three stages will be explained. Figure 12 is a diagram illustrating the excavation state determination process by the excavation state determination unit 114 according to Modification 2 of this embodiment. In this modification, as shown in Figure 12, the excavation state is determined based on the particle size level, which is classified into three stages: "small," "medium," and "large," and the excavation volume level, which is also classified into three stages: "small," "medium," and "large."

粒度レベル判定部112cは、脈動値Piが第1脈動閾値Pit1未満である場合には、掘削対象物91の粒度レベルは「小」と判定する。粒度レベル判定部112cは、脈動値Piが第1脈動閾値Pit1以上第2脈動閾値Pit2未満である場合には、掘削対象物91の粒度レベルは「中」と判定する。粒度レベル判定部112cは、脈動値Piが第2脈動閾値Pit2以上である場合には、掘削対象物91の粒度レベルは「大」と判定する。なお、第2脈動閾値Pit2は、第1脈動閾値Pit1よりも大きい(Pit2>Pit1)。 The particle size level determination unit 112c determines the particle size level of the excavated material 91 as "small" if the pulsation value Pi is less than the first pulsation threshold Pit1. The particle size level determination unit 112c determines the particle size level of the excavated material 91 as "medium" if the pulsation value Pi is greater than or equal to the first pulsation threshold Pit1 and less than the second pulsation threshold Pit2. The particle size level determination unit 112c determines the particle size level of the excavated material 91 as "large" if the pulsation value Pi is greater than or equal to the second pulsation threshold Pit2. Note that the second pulsation threshold Pit2 is greater than the first pulsation threshold Pit1 (Pit2 > Pit1).

掘削量レベル判定部113bは、減速度Dが第1減速度閾値Dt1未満である場合には、掘削量レベルは「小」と判定する。掘削量レベル判定部113bは、減速度Dが第1減速度閾値Dt1以上第2減速度閾値Dt2未満である場合には、掘削量レベルは「中」と判定する。掘削量レベル判定部113bは、減速度Dが第2減速度閾値Dt2以上である場合には、掘削量レベルは「大」と判定する。なお、第2減速度閾値Dt2は、第1減速度閾値Dt1よりも大きい(Dt2>Dt1)。 The excavation volume level determination unit 113b determines the excavation volume level as "small" if the deceleration D is less than the first deceleration threshold Dt1. The excavation volume level determination unit 113b determines the excavation volume level as "medium" if the deceleration D is greater than or equal to the first deceleration threshold Dt1 and less than the second deceleration threshold Dt2. The excavation volume level determination unit 113b determines the excavation volume level as "large" if the deceleration D is greater than or equal to the second deceleration threshold Dt2. Note that the second deceleration threshold Dt2 is greater than the first deceleration threshold Dt1 (Dt2 > Dt1).

掘削状態判定部114は、粒度レベルが「小」であり、かつ掘削量レベルが「小」である場合には、掘削状態が軽掘削状態であると判定する。掘削状態判定部114は、粒度レベル及び掘削量レベルの一方が「小」であり、かつ他方が「中」である場合、あるいは、粒度レベル及び掘削量レベルの双方が「中」である場合には、掘削状態が中掘削状態であると判定する。掘削状態判定部114は、粒度レベル及び掘削量レベルの少なくとも一方が「大」である場合には、掘削状態が重掘削状態であると判定する。 The excavation state determination unit 114 determines that the excavation state is light excavation if the particle size level is "small" and the excavation volume level is "small". The excavation state determination unit 114 determines that the excavation state is medium excavation if either the particle size level or the excavation volume level is "small" and the other is "medium", or if both the particle size level and the excavation volume level are "medium". The excavation state determination unit 114 determines that the excavation state is heavy excavation if at least one of the particle size level or the excavation volume level is "large".

出力配分演算部115は、掘削状態が重掘削状態であると判定された場合には、走行駆動力の上限値と作業駆動力の上限値の比(割合)を6:4に設定する。出力配分演算部115は、掘削状態が中掘削状態であると判定された場合には、走行駆動力の上限値と作業駆動力の上限値の比(割合)を5:5に設定する。出力配分演算部115は、掘削状態が軽掘削状態であると判定された場合には、走行駆動力の上限値と作業駆動力の上限値の比(割合)を4:6に設定する。 The output distribution calculation unit 115, when it determines that the excavation state is heavy excavation, sets the ratio (percentage) of the upper limit of the travel driving force to the upper limit of the work driving force to 6:4. When it determines that the excavation state is moderate excavation, the output distribution calculation unit 115 sets the ratio (percentage) of the upper limit of the travel driving force to the upper limit of the work driving force to 5:5. When it determines that the excavation state is light excavation, the output distribution calculation unit 115 sets the ratio (percentage) of the upper limit of the travel driving force to the upper limit of the work driving force to 4:6.

本変形例では、粒度レベル及び掘削量レベルの分類数が上記実施形態に比べて多いため、ホイールローダ10による作業効率の向上が見込める。 In this modified example, the number of classifications for particle size level and excavation volume level is greater than in the above embodiment, thus improving the work efficiency of the wheel loader 10.

なお、上記実施形態では、粒度レベル及び掘削量レベルのそれぞれが2段階に分類され、本変形例では、粒度レベル及び掘削量レベルのそれぞれが3段階に分類される例について説明した。しかしながら、粒度レベル及び掘削量レベルのそれぞれは、4段階以上に分類されていてもよい。 In the above embodiment, the particle size level and excavation volume level were each classified into two stages, while this modified example describes an example where the particle size level and excavation volume level are each classified into three stages. However, the particle size level and excavation volume level may each be classified into four or more stages.

<変形例3>
図13に示すように、ホイールローダ10は、脈動値Pi及び減速度Dに基づいて、出力配分比を演算するAUTOモード(第1制御モード)と、脈動値Pi及び減速度Dにかかわらず、出力配分比を演算するMANUALモード(第2制御モード)と、を手動で切り替え可能なモード切替操作装置である切替スイッチ358をさらに備えていてもよい。
<Example 3>
As shown in Figure 13, the wheel loader 10 may further include a changeover switch 358, which is a mode switching operation device that allows manual switching between an AUTO mode (first control mode) that calculates the output distribution ratio based on the pulsation value Pi and deceleration D, and a MANUAL mode (second control mode) that calculates the output distribution ratio regardless of the pulsation value Pi and deceleration D.

また、ホイールローダ10は、出力配分比を任意に設定可能な操作装置である出力配分設定ダイヤル359を備えていてもよい。切替スイッチ358及び出力配分設定ダイヤル359は、運転室12内に設けられている。 Furthermore, the wheel loader 10 may be equipped with an output distribution setting dial 359, which is an operating device that allows the output distribution ratio to be set arbitrarily. The changeover switch 358 and the output distribution setting dial 359 are located inside the driver's cab 12.

切替スイッチ358は、操作位置として、AUTOモード位置とMANUALモード位置とを有する。切替スイッチ358は、AUTOモード位置に操作されている場合、AUTOモードが選択されていることを表す信号を制御装置300に出力する。この場合、制御装置300は、出力配分モードとしてAUTOモードを設定する。切替スイッチ358は、MANUALモード位置に操作されている場合、MANUALモードが選択されていることを表す信号を制御装置300に出力する。この場合、制御装置300は、出力配分モードとしてMANUALモードを設定する。 The changeover switch 358 has two operating positions: an AUTO mode position and a MANUAL mode position. When the changeover switch 358 is operated to the AUTO mode position, it outputs a signal to the control device 300 indicating that AUTO mode is selected. In this case, the control device 300 sets AUTO mode as the output distribution mode. When the changeover switch 358 is operated to the MANUAL mode position, it outputs a signal to the control device 300 indicating that MANUAL mode is selected. In this case, the control device 300 sets MANUAL mode as the output distribution mode.

本変形例に係る出力配分設定ダイヤル359は、出力配分モードがMANUALモードに設定されているときに用いられる配分比率ηcを設定する。制御装置300は、出力配分設定ダイヤル359の操作位置に基づいて、走行駆動力の配分比率ηcを演算する。さらに、制御装置300は、作業駆動力の配分比率ηiを演算する。制御装置300は、100[%]から走行駆動力の配分比率ηc[%]を減じることにより、作業駆動力の配分比率ηiを算出する(100-ηc=ηi[%])。 The output distribution setting dial 359 in this modified example sets the distribution ratio ηc used when the output distribution mode is set to MANUAL mode. The control device 300 calculates the distribution ratio ηc of the driving force based on the operating position of the output distribution setting dial 359. Furthermore, the control device 300 calculates the distribution ratio ηi of the work force. The control device 300 calculates the work force distribution ratio ηi by subtracting the driving force distribution ratio ηc[%] from 100[%] (100 - ηc = ηi[%]).

このように、本変形例によれば、出力配分モードがMANUALモードに設定されている場合には、オペレータにより操作される出力配分設定ダイヤル359の操作位置に基づいて配分比率ηc,ηiが演算される。なお、出力配分モードがAUTOモードに設定されている場合には、上記実施形態で説明したように、脈動値Pi及び減速度Dに基づいて配分比率ηc,ηiが演算される。 Thus, according to this modified example, when the output distribution mode is set to MANUAL mode, the distribution ratios ηc and ηi are calculated based on the operating position of the output distribution setting dial 359, which is operated by the operator. When the output distribution mode is set to AUTO mode, the distribution ratios ηc and ηi are calculated based on the pulsation value Pi and deceleration D, as described in the above embodiment.

このような変形例によれば、オペレータの意思によって、脈動値Pi及び減速度Dに基づく出力配分制御の機能を無効にすることができる。つまり、オペレータは、作業条件や作業環境に応じて、脈動値Pi及び減速度Dに基づく出力配分制御の機能の有効/無効を選択できる。 According to this modified configuration, the operator can disable the power distribution control function based on the pulsation value Pi and deceleration D. In other words, the operator can select whether to enable or disable the power distribution control function based on the pulsation value Pi and deceleration D depending on the working conditions and environment.

なお、切替スイッチ358は、AUTOモードにおいて、脈動値Pi及び減速度Dの双方に基づく出力配分制御を実行する第1AUTOモード、脈動値Piのみに基づく出力配分制御を実行する第2AUTOモード、及び減速度Dのみに基づく出力配分制御を実行する第3AUTOモードのいずれかに切替可能に構成されていてもよい。 Furthermore, the changeover switch 358 may be configured to switch between three modes in AUTO mode: a first AUTO mode that performs output distribution control based on both the pulsation value Pi and the deceleration D; a second AUTO mode that performs output distribution control based only on the pulsation value Pi; and a third AUTO mode that performs output distribution control based only on the deceleration D.

<変形例4>
掘削動作の開始判定方法は、上記実施形態で説明した方法に限定されない。上記実施形態で説明した判定方法に代えて、ホイールローダ10の前方を監視するためのカメラ(撮影装置)で撮影された画像データに基づいて、掘削動作が開始されたか否かを判定してもよい。ホイールローダ10の前方を監視する赤外線センサで検出された情報に基づいて掘削動作が開始されたか否かを判定してもよい。しかしながら、カメラ及び赤外線センサは、オプションとして設けられることが多い。したがって、コストの低減を図るため、制御装置100は、標準的に装備されている姿勢センサ(アーム相対角センサ151及びバケット相対角センサ152)、圧力センサ(バケットシリンダ圧センサ153)、及び速度センサ(モータ速度センサ146)の検出結果のうちの少なくとも一つに基づいて、掘削対象物91に対して作業装置6による掘削動作が開始されたか否かを判定することが好ましい。
<Modification 4>
The method for determining the start of excavation is not limited to the method described in the above embodiment. Instead of the determination method described in the above embodiment, the start of excavation may be determined based on image data captured by a camera (photography device) for monitoring the front of the wheel loader 10. The start of excavation may also be determined based on information detected by an infrared sensor that monitors the front of the wheel loader 10. However, cameras and infrared sensors are often provided as options. Therefore, in order to reduce costs, it is preferable that the control device 100 determines whether the excavation operation by the work device 6 has started on the object to be excavated 91 based on at least one of the detection results of the attitude sensors (arm relative angle sensor 151 and bucket relative angle sensor 152), pressure sensors (bucket cylinder pressure sensor 153), and speed sensors (motor speed sensor 146) that are standard equipment.

<変形例5>
上記実施形態では、掘削動作が開始されたと判定された後、バケット角θが第3角度閾値θt3以上となったときに、掘削動作が終了したと判定する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、掘削動作が開始されたと判定されてからの時間が、予め定めた所定時間(例えば、5秒程度)を経過した場合に、掘削動作が終了したと判定してもよい。
<Example 5>
In the above embodiment, an example was described in which, after it was determined that the excavation operation had started, the excavation operation was determined to have ended when the bucket angle θ became equal to or greater than a third angle threshold θt3. However, the present invention is not limited to this. For example, the excavation operation may be determined to have ended when a predetermined time (for example, about 5 seconds) has elapsed since it was determined that the excavation operation had started.

<変形例6>
上記実施形態に係るホイールローダ10は、オペレータの操作により作業装置6及び走行装置11が動作する。このため、上記実施形態では、走行駆動力の上限値と作業駆動力の上限値の比を脈動値Pi及び減速度Dに応じて調整していた。しかしながら、本発明はこれに限定されない。例えば、ホイールローダ10は、自動運転制御により走行する構成であってもよい。この場合、制御装置100は、脈動値Pi及び減速度Dに基づいて、出力配分比を演算し、演算した出力配分比に基づいて走行駆動力の目標値及び作業駆動力の目標値を演算する。つまり、本変形例において、掘削動作が開始されると、エンジン21の出力配分比は、常に走行駆動力の目標値と作業駆動力の目標値の比(割合)に相当する。これにより、さらに作業効率の向上を図ることができる。
<Modification 6>
In the wheel loader 10 according to the above embodiment, the working device 6 and the traveling device 11 are operated by the operator. For this reason, in the above embodiment, the ratio of the upper limit of the traveling driving force to the upper limit of the working driving force was adjusted according to the pulsation value Pi and the deceleration D. However, the present invention is not limited to this. For example, the wheel loader 10 may be configured to travel by automatic driving control. In this case, the control device 100 calculates the output distribution ratio based on the pulsation value Pi and the deceleration D, and calculates the target value of the traveling driving force and the target value of the working driving force based on the calculated output distribution ratio. In other words, in this modified example, when the excavation operation is started, the output distribution ratio of the engine 21 always corresponds to the ratio (percentage) of the target value of the traveling driving force and the target value of the working driving force. This makes it possible to further improve work efficiency.

<変形例7>
上述したように、モータ速度と車速とは一定の関係がある。このため、モータ速度センサ146に代えて、車輪7の回転速度を検出する車輪速センサを採用してもよい。つまり、車輪速センサにより検出された車速に基づいて、掘削動作の開始判定、及び、掘削量の演算処理を行ってもよい。
<Example 7>
As mentioned above, there is a certain relationship between motor speed and vehicle speed. For this reason, a wheel speed sensor that detects the rotational speed of the wheel 7 may be used instead of the motor speed sensor 146. In other words, the start of the excavation operation and the calculation of the excavation amount may be performed based on the vehicle speed detected by the wheel speed sensor.

<変形例8>
上記実施形態では、バケットシリンダ圧センサ(圧力センサ)153の検出結果に基づいて、脈動値Piを演算する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。作業装置6により掘削対象物91の掘削を行っているときに作業装置6に作用する反力の脈動は、モータ速度センサ146の検出結果や電流センサ155の検出結果にも表れる。したがって、制御装置100は、モータ速度センサ146、あるいは電流センサ155の検出結果に基づいて、脈動値Piを演算してもよい。制御装置100は、バケットシリンダ圧センサ153、モータ速度センサ146、及び電流センサ155の検出結果のうちの少なくとも一つに基づいて、脈動値Piを演算する構成であればよい。
<Difference 8>
In the above embodiment, an example was described in which the pulsation value Pi is calculated based on the detection result of the bucket cylinder pressure sensor (pressure sensor) 153, but the present invention is not limited thereto. The pulsation of the reaction force acting on the work device 6 when the work device 6 is excavating the object to be excavated 91 is also reflected in the detection result of the motor speed sensor 146 and the current sensor 155. Therefore, the control device 100 may calculate the pulsation value Pi based on the detection result of the motor speed sensor 146 or the current sensor 155. The control device 100 is configured to calculate the pulsation value Pi based on at least one of the detection results of the bucket cylinder pressure sensor 153, the motor speed sensor 146, and the current sensor 155.

<変形例9>
上記実施形態に係る制御装置100は、脈動値Pi及び減速度Dの双方に基づいて、エンジン21の出力配分比を演算する例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。制御装置100は、脈動値Piが大きいほど、作業装置6の出力に対する走行装置11の出力の比が大きくなるように、出力配分比を演算する構成であればよい。なお、上記実施形態のように、減速度が大きいほど、作業装置6の出力に対する走行装置11の出力の比が大きくなるように、出力配分比を演算する機能を制御装置100が備えていることが好ましい。この機能をさらに備えていることにより、掘削量に応じた適切な出力配分で走行装置11及び作業装置6を動作させることができる。
<Difference 9>
The control device 100 in the above embodiment was described in an example where the output distribution ratio of the engine 21 is calculated based on both the pulsation value Pi and the deceleration D. However, the present invention is not limited thereto. The control device 100 may be configured to calculate the output distribution ratio such that the ratio of the output of the traveling device 11 to the output of the working device 6 increases as the pulsation value Pi increases. It is preferable that the control device 100 has a function to calculate the output distribution ratio such that the ratio of the output of the traveling device 11 to the output of the working device 6 increases as the deceleration increases, as in the above embodiment. By further providing this function, the traveling device 11 and the working device 6 can be operated with an appropriate output distribution according to the amount of excavation.

<変形例10>
上記実施形態に係る制御装置100は、減速度Dに基づいて、掘削量レベルを判定する方法について説明した。しかしながら、掘削量レベルの判定方法は、これに限定されない。例えば、カメラ(撮影装置)で撮影されたバケット3に積み込まれた掘削物の画像データに基づいて、掘削量レベルを判定してもよい。
<Modification 10>
The control device 100 according to the above embodiment was described as a method for determining the excavation level based on the deceleration D. However, the method for determining the excavation level is not limited to this. For example, the excavation level may be determined based on image data of the excavated material loaded into the bucket 3, which is captured by a camera (imaging device).

<変形例11>
上記実施形態で説明した発電機22は、図示しない蓄電装置からの電力によって電動機として動作する発電電動機であってもよい。
<Variation 11>
The generator 22 described in the above embodiment may be a generator-motor that operates as an electric motor using power from an energy storage device (not shown).

<変形例12>
制御装置100は、作業効率を演算し、直前の掘削作業において設定された出力配分比と、作業効率とを表示装置に表示させてもよい。
<Modified example 12>
The control device 100 may calculate the work efficiency and display the output distribution ratio set in the previous excavation operation and the work efficiency on the display device.

<変形例13>
上記実施形態で説明した制御装置100の機能は、それらの一部または全部をハードウェア(例えば各機能を実行するロジックを集積回路で設計する等)で実現してもよい。
<Modification 13>
The functions of the control device 100 described in the above embodiment may be partially or entirely implemented in hardware (for example, by designing the logic for executing each function using an integrated circuit).

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。上述した実施形態及び変形例は本発明を理解し易く説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。なお、図中に示した制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上で必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。 The embodiments of the present invention have been described above. However, these embodiments represent only a portion of the applications of the present invention, and are not intended to limit the technical scope of the present invention to the specific configurations of the embodiments described above. The embodiments and modifications described above are illustrative examples provided to facilitate understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those comprising all the configurations described. Furthermore, the control lines and information lines shown in the figures are those deemed necessary for explanation and do not necessarily represent all the control lines and information lines required in the product. In practice, it can be assumed that almost all configurations are interconnected.

2…アーム、3…バケット、4…アームシリンダ(油圧シリンダ)、5…バケットシリンダ(油圧シリンダ)、6…作業装置、8…車体、10…ホイールローダ(作業車両)、11…走行装置、21…エンジン、22…発電機、23…発電インバータ、24…油圧ポンプ、25…コントロールバルブ、26…走行モータ(電動機)、27…走行インバータ、91…掘削対象物、100…制御装置、101…処理装置、102…不揮発性メモリ(記憶装置)、103…揮発性メモリ(記憶装置)、111…掘削動作判定部、112…粒度演算部、112a…ハイパスフィルタ、112b…積分処理部、112c…粒度レベル判定部、113…掘削量演算部、113a…減速度演算部、113b…掘削量レベル判定部、114…掘削状態判定部、115…出力配分演算部、116…動力制御部、144…アーム操作装置、144a…アーム操作量センサ、145…バケット操作装置、145a…バケット操作量センサ、146…モータ速度センサ(速度センサ)、151…アーム相対角センサ(姿勢センサ)、152…バケット相対角センサ(姿勢センサ)、153…バケットシリンダ圧センサ(圧力センサ)、155…電流センサ、300…制御装置、358…切替スイッチ(モード切替操作装置)、359…出力配分設定ダイヤル、D…減速度、Dt…減速度閾値、Dt1…第1減速度閾値、Dt2…第2減速度閾値、Pb…バケットシリンダ圧、Pbt…圧力閾値、Pi…脈動値、Pit…脈動閾値、Pit…第1脈動閾値、Pit2…第2脈動閾値、Vm…モータ速度、Vmt…速度閾値、θ…バケット角、θt1…第1角度閾値、θt2…第2角度閾値、θt3…第3角度閾値 2...Arm, 3...Bucket, 4...Arm cylinder (hydraulic cylinder), 5...Bucket cylinder (hydraulic cylinder), 6...Working device, 8...Vehicle body, 10...Wheel loader (work vehicle), 11...Traveling device, 21...Engine, 22...Generator, 23...Generator inverter, 24...Hydraulic pump, 25...Control valve, 26...Travel motor (electric motor), 27...Travel inverter, 91...Excavation target, 100...Control device, 101...Processing device, 102...Non-volatile memory (storage device), 103...Volatile memory (storage device), 111...Excavation operation determination unit, 112...Particle size calculation unit, 112a...High-pass filter, 112b...Integration processing unit, 112c...Particle size level determination unit, 113...Excavation amount calculation unit, 113a...Deceleration calculation unit, 113b...Excavation amount level determination unit, 114...Excavation state determination unit, 115...Output distribution calculation unit, 116...Power control unit, 1 44…Arm operating device, 144a…Arm operating amount sensor, 145…Bucket operating device, 145a…Bucket operating amount sensor, 146…Motor speed sensor (speed sensor), 151…Arm relative angle sensor (attitude sensor), 152…Bucket relative angle sensor (attitude sensor), 153…Bucket cylinder pressure sensor (pressure sensor), 155…Current sensor, 300…Control device, 358…Changeover switch (mode switching operation device), 359…Output distribution setting dial, D…Deceleration, Dt…Deceleration threshold, Dt1…First deceleration threshold, Dt2…Second deceleration threshold, Pb…Bucket cylinder pressure, Pbt…Pressure threshold, Pi…Pulsation value, Pit…Pulsation threshold, Pit…First pulsation threshold, Pit2…Second pulsation threshold, Vm…Motor speed, Vmt…Speed threshold, θ…Bucket angle, θt1…First angle threshold, θt2…Second angle threshold, θt3…Third angle threshold

Claims (9)

車体に搭載されたエンジンと、
前記エンジンにより駆動される油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから吐出される作動油により伸縮動作する油圧シリンダと、
前記油圧シリンダの伸縮動作に応じて動かされる作業装置と、
前記作業装置に対し独立して駆動され前記車体を走行させる走行装置と、
前記エンジンにより駆動されて発電する発電機と、
前記発電機により発電された電力により駆動され前記走行装置を動作させる電動機と、
前記油圧シリンダの圧力を検出する圧力センサと、
前記電動機の回転速度を検出する速度センサと、
前記電動機の電流を検出する電流センサと、
前記エンジンの出力を前記作業装置と前記走行装置に配分するための出力配分比を演算し、演算された前記出力配分比に基づいて前記油圧ポンプ及び前記電動機を制御する制御装置と、を備えた作業車両において、
前記制御装置は、
前記圧力センサ、前記速度センサ、及び前記電流センサの検出結果のうちの少なくとも一つに基づいて、前記作業装置により掘削対象物の掘削を行っているときに前記作業装置に作用する反力の脈動の大きさを表す脈動値を演算し、
演算された前記脈動値が大きいほど、前記作業装置の出力に対する前記走行装置の出力の比が大きくなるように、前記出力配分比を演算する
ことを特徴とする作業車両。
The engine mounted on the vehicle body,
A hydraulic pump driven by the aforementioned engine,
A hydraulic cylinder that extends and retracts using hydraulic fluid discharged from the aforementioned hydraulic pump,
A work device that moves in accordance with the extension and retraction operation of the hydraulic cylinder,
A traveling device that is driven independently of the aforementioned working device and moves the vehicle body,
A generator that generates electricity driven by the aforementioned engine,
An electric motor driven by the electricity generated by the aforementioned generator operates the aforementioned traction device,
A pressure sensor for detecting the pressure of the hydraulic cylinder,
A speed sensor for detecting the rotational speed of the electric motor,
A current sensor for detecting the current of the electric motor,
A work vehicle comprising: a control device that calculates an output distribution ratio for distributing the output of the engine to the work device and the travel device, and controls the hydraulic pump and the electric motor based on the calculated output distribution ratio,
The control device is
Based on at least one of the detection results of the pressure sensor, the speed sensor, and the current sensor, a pulsation value representing the magnitude of the reaction force pulsation acting on the work device when the work device is excavating the object to be excavated is calculated.
A work vehicle characterized by calculating the output distribution ratio such that the larger the calculated pulsation value, the larger the ratio of the output of the travel device to the output of the work device.
請求項1に記載の作業車両において、
前記制御装置は、
前記速度センサの検出結果に基づいて、前記電動機の減速度を演算し、
演算された前記減速度が大きいほど、前記作業装置の出力に対する前記走行装置の出力の比が大きくなるように、前記出力配分比を演算する
ことを特徴とする作業車両。
In the work vehicle described in claim 1,
The control device is
Based on the detection result of the speed sensor, the deceleration of the electric motor is calculated.
A work vehicle characterized by calculating the output distribution ratio such that the larger the calculated deceleration, the greater the ratio of the output of the travel device to the output of the work device.
請求項2に記載の作業車両において、
前記作業装置の姿勢を検出する姿勢センサを備え、
前記制御装置は、
前記姿勢センサ、前記圧力センサ、及び前記速度センサの検出結果のうちの少なくとも一つに基づいて、前記掘削対象物に対して前記作業装置による掘削動作が開始されたか否かを判定し、
前記掘削動作が開始されたと判定された場合に、前記脈動値及び前記減速度に基づいて演算された前記出力配分比に基づいて、前記油圧ポンプ及び前記電動機を制御する
ことを特徴とする作業車両。
In the work vehicle described in claim 2,
The work device is equipped with a posture sensor that detects the posture of the work device,
The control device is
Based on at least one of the detection results of the attitude sensor, the pressure sensor, and the speed sensor, it is determined whether or not the excavation operation by the work device has started on the object to be excavated.
A work vehicle characterized by controlling the hydraulic pump and the electric motor based on the output distribution ratio calculated based on the pulsation value and the deceleration when it is determined that the excavation operation has started.
請求項1に記載の作業車両において、
前記掘削対象物の粒度の大きさを表す複数の粒度レベルと前記脈動値との関係を規定する脈動閾値が記憶される記憶装置を備え、
前記制御装置は、
前記脈動閾値と、演算された前記脈動値とに基づいて、前記粒度レベルを演算し、
演算された前記粒度レベルに基づいて前記出力配分比を演算する
ことを特徴とする作業車両。
In the work vehicle described in claim 1,
The device includes a storage device that stores a pulsation threshold that defines the relationship between a plurality of particle size levels representing the particle size of the excavated material and the pulsation value,
The control device is
Based on the pulsation threshold and the calculated pulsation value, the particle size level is calculated.
A work vehicle characterized by calculating the output distribution ratio based on the calculated particle size level.
請求項1に記載の作業車両において、
前記制御装置は、
前記脈動値が予め定められた脈動閾値以上である場合には、前記作業装置の出力に対する前記走行装置の出力の比が1よりも大きくなるように、前記出力配分比を演算し、
前記脈動値が前記脈動閾値未満である場合には、前記作業装置の出力に対する前記走行装置の出力の比が1以下になるように、前記出力配分比を演算する
ことを特徴とする作業車両。
In the work vehicle described in claim 1,
The control device is
If the pulsation value is greater than or equal to a predetermined pulsation threshold, the output distribution ratio is calculated such that the ratio of the output of the traveling device to the output of the working device is greater than 1.
A work vehicle characterized in that, when the pulsation value is less than the pulsation threshold, the output distribution ratio is calculated such that the ratio of the output of the travel device to the output of the work device is 1 or less.
請求項2に記載の作業車両において、
前記制御装置は、
掘削量の大きさを表す複数の掘削量レベルと前記減速度との関係を規定する減速度閾値が記憶される記憶装置を備え、
前記制御装置は、
前記減速度閾値と、演算された前記減速度とに基づいて、前記掘削量レベルを演算し、
演算された前記掘削量レベルに基づいて前記出力配分比を演算する
ことを特徴とする作業車両。
In the work vehicle described in claim 2,
The control device is
The system includes a memory device that stores a deceleration threshold that defines the relationship between multiple excavation volume levels representing the magnitude of the excavation volume and the deceleration,
The control device is
Based on the deceleration threshold and the calculated deceleration, the excavation level is calculated.
A work vehicle characterized by calculating the output distribution ratio based on the calculated excavation volume level.
請求項2に記載の作業車両において、
前記制御装置は、
前記減速度が予め定められた減速度閾値以上である場合には、前記作業装置の出力に対する前記走行装置の出力の比が1よりも大きくなるように、前記出力配分比を演算し、
前記減速度が前記減速度閾値未満である場合には、前記作業装置の出力に対する前記走行装置の出力の比が1以下になるように、前記出力配分比を演算する
ことを特徴とする作業車両。
In the work vehicle described in claim 2,
The control device is
If the deceleration is greater than or equal to a predetermined deceleration threshold, the output distribution ratio is calculated such that the ratio of the output of the traveling device to the output of the working device is greater than 1.
A work vehicle characterized in that, when the deceleration is less than the deceleration threshold, the output distribution ratio is calculated such that the ratio of the output of the travel device to the output of the work device is 1 or less.
請求項2に記載の作業車両において、
前記掘削対象物の粒度の大きさを表す複数の粒度レベルと前記脈動値との関係を規定する脈動閾値と、掘削量の大きさを表す複数の掘削量レベルと前記減速度との関係を規定する減速度閾値と、が記憶される記憶装置を備え、
前記制御装置は、
前記脈動閾値と、演算された前記脈動値とに基づいて、前記粒度レベルを演算し、
前記減速度閾値と、演算された前記減速度とに基づいて、前記掘削量レベルを演算し、
演算された前記粒度レベル及び前記掘削量レベルの双方に基づいて、前記出力配分比を演算する
ことを特徴とする作業車両。
In the work vehicle described in claim 2,
The device includes a storage device that stores a pulsation threshold that defines the relationship between a plurality of particle size levels representing the particle size of the excavated material and the pulsation value, and a deceleration threshold that defines the relationship between a plurality of excavation volume levels representing the size of the excavation volume and the deceleration,
The control device is
Based on the pulsation threshold and the calculated pulsation value, the particle size level is calculated.
Based on the deceleration threshold and the calculated deceleration, the excavation level is calculated.
A work vehicle characterized by calculating the output distribution ratio based on both the calculated particle size level and the excavation volume level.
請求項1に記載の作業車両において、
前記脈動値に基づいて、前記出力配分比を演算する第1制御モードと、前記脈動値にかかわらず、前記出力配分比を演算する第2制御モードと、を手動で切り替え可能なモード切替操作装置をさらに備える
ことを特徴とする作業車両。
In the work vehicle described in claim 1,
A work vehicle further comprising a mode switching device that allows manual switching between a first control mode that calculates the output distribution ratio based on the pulsation value and a second control mode that calculates the output distribution ratio regardless of the pulsation value.
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