JP2575991B2 - ブルドーザのドージング装置 - Google Patents

ブルドーザのドージング装置

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JP2575991B2
JP2575991B2 JP4092764A JP9276492A JP2575991B2 JP 2575991 B2 JP2575991 B2 JP 2575991B2 JP 4092764 A JP4092764 A JP 4092764A JP 9276492 A JP9276492 A JP 9276492A JP 2575991 B2 JP2575991 B2 JP 2575991B2
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    • E02F3/844—Drives or control devices therefor, e.g. hydraulic drive systems for positioning the blade, e.g. hydraulically
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ブルドーザのドージン
グ装置に関し、より詳しくはブルドーザによるドージン
グ作業におけるブレードに加わる掘削押土による負荷量
の一定制御に関する技術、またブレードの対地刃先位置
を維持することによる整地制御に関する技術である。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のブルドーザによるドージ
ング作業は、ブルドーザを運転操作するオペレータの手
動操作によりブレードを上昇若しくは下降させて、車体
の走行滑り、言い換えればシュースリップを回避しなが
らブレードに加わる掘削押土による負荷量を一定に保っ
て効率良く、更にはブレードの対地刃先位置を維持して
整地を行なうことでもって成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、前述
されたような手動操作によりブレードを上昇若しくは下
降させて、シュースリップを回避しながら一定負荷量を
保って効率良く、更には対地刃先位置を維持して整地を
行なうことは、例え熟練のオペレータでもブレードの上
昇若しくは下降の操作頻度が多くて多大の疲労を伴うと
いう問題点がある。また、前述のような作業を行なう操
作が複雑なために、未熟なオペレータにおいては多大の
疲労を伴うことはさておいて、操作自体が困難であると
いう問題点がある。
【０００４】本発明は、このような問題点を解消するこ
とを目的として、ドージング作業が多大の疲労を伴うこ
となく、しかも簡単な操作でドージング作業を行なうこ
とができるブルドーザのドージング装置を提供すること
にある。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】本発明によるブルドー
ザのドージング装置は、前述された目的を達成するため
に、 （ａ） 車体の走行滑りを検知する走行滑り検知手段、 （ｂ） 車体の実牽引力を検知する実牽引力検知手段お
よび （ｃ） この実牽引力検知手段により検知される実牽引
力と設定される目標牽引力とを比較して、前記走行滑り
検知手段による走行滑りが無検知である場合にはブレー
ドを上昇若しくは下降させて前記実牽引力が目標牽引力
に一致するように制御し、また前記走行滑り検知手段に
よる走行滑りが検知される場合にはブレードを上昇させ
て走行滑りを回避するように制御する比較制御手段を具
えることである。
【０００６】
【作用】車体の走行滑りが走行滑り検知手段によって検
知されない無検知の場合には、実牽引力検知手段により
検知される実牽引力が例えばダイヤルセット等により設
定される目標牽引力に一致するように比較制御手段にお
いてブレードを上昇若しくは下降させてブレードに加わ
る掘削押土による負荷量を一定に保つ。また、車体の走
行滑りが走行滑り検知手段によって検知される場合に
は、比較制御手段においてブレードを上昇させてブレー
ドに加わる掘削押土による負荷量を軽減して走行滑りを
回避する。
【０００７】前記比較制御手段は、前記走行滑り検知手
段による走行滑りが無検知である場合には、前記ブレー
ドを上昇若しくは下降させて実牽引力が目標牽引力に一
致するように制御するに加えて、このブレードを上昇若
しくは下降させてそのブレードの対地刃先位置を設定さ
れる目標対地刃先位置に維持するように制御するのも良
い。この場合には、例えばダイヤルセット等で設定され
る目標対地刃先位置を基準として整地も行なわれるよう
になる。
【０００８】なお、前記比較制御手段における前記実牽
引力を目標牽引力に一致させるようにブレードを上昇若
しくは下降させる制御と、前記対地刃先位置を目標対地
刃先位置に維持させるようにブレードを上昇若しくは下
降させる制御とは、前記実牽引力と目標牽引力との差が
小さい場合にはその実牽引力を目標牽引力に一致させる
ようにブレードを上昇若しくは下降させる制御を優先さ
せるようにすれば良い。このようにすれば、起伏が大き
くない平坦な場所での実牽引力と目標牽引力との差が小
さいドージング作業においては、車体の走行滑りが回避
されながらブレードに加わる掘削押土による負荷量が一
定に保たれ作業量が増大するようになる。また、起伏が
大きい場所での距離的、時間的な牽引力の変動が大きく
て実牽引力と目標牽引力との差が大きくなるドージング
作業においては、ブレードの対地刃先位置が維持され整
地されて掘削跡地の凸凹が減少するようになる。
【０００９】前記走行滑り検知手段による車体の走行滑
りの検知は、次のようにして行なわれる。 １．車体の前後方向の傾斜角度を検出する傾斜角センサ
を具えて、この傾斜角センサからの時々刻々の車体の前
後方向の傾斜角度状態を示す出力から周波数分離により
加速度成分を抽出することにより車体の走行滑りを検知
する。 ２．加速度センサを具えて、この加速度センサからの車
体の加速度状態を示す出力から車体の走行滑りを検知す
る。 ３．ドップラー車速計を具えて、このドップラー車速計
より得られる車体の実車速とその車体を走行させる履帯
の走行速度とを比較して車体の走行滑りを検知する。
【００１０】また、前記実牽引力検知手段による実牽引
力の検知は、次のようにして行なわれる。 １．エンジンの回転数を検出するエンジン回転センサと
トルクコンバータの出力軸回転数を検出するトルクコン
バータ出力軸回転センサとを具えて、まず前記エンジン
回転センサにより検出されるエンジン回転数Ｎｅとトル
クコンバータ出力軸回転センサにより検出されるトルク
コンバータ出力軸回転数Ｎｔとの比である速度比ｅ（＝
Ｎｔ／Ｎｅ）を得、この速度比ｅにより前記トルクコン
バータのトルクコンバータ特性からトルクコンバータ出
力トルクを得、次に基本的にはそのトルクコンバータ出
力トルクに前記トルクコンバータの出力軸から前記車体
を走行させる履帯を駆動させるスプロケットまでの減速
比を乗算することにもとづく算出により車体の実牽引力
を検知する。 ２．ロックアップ付トルクコンバータにおけるロックア
ップ時またはダイレクトミッションの場合にはエンジン
の回転数を検出するエンジン回転センサを具えて、この
エンジン回転センサにより検出されるエンジン回転数に
よって前記エンジンのエンジントルク特性からエンジン
トルクを得、次に基本的にはそのエンジントルクに前記
エンジンから前記車体を走行させる履帯を駆動させるス
プロケットまでの減速比を乗算することにもとづく算出
により車体の実牽引力を検知する。 ３．前記車体を走行させる履帯を駆動させるスプロケッ
トの駆動トルク量を検出する駆動トルクセンサを具え
て、この駆動トルクセンサにより検出される駆動トルク
量にもとづき車体の実牽引力を検知する。 ４．ブレードを支持するストレートフレームの車体に対
する結合部であるトラニオンにおける曲げ応力量を検出
する曲げ応力センサを具えて、この曲げ応力センサによ
り検出される曲げ応力量にもとづいて車体の実牽引力を
検知する。
【００１１】一方、前記実牽引力検知手段が、さらに車
体の前後方向の傾斜角度を検出する傾斜角センサを具え
て、この傾斜角センサにより検出される傾斜角度にもと
づいて検知される実牽引力が補正されるようにすれば、
車体の傾斜角度、言い換えれば走行する場所の傾斜角度
による走行抵抗にもかかわらずブレードに加わる掘削押
土の負荷量を一定に保つことができる。なお、前記実牽
引力検知手段における傾斜角センサは、前記走行滑り検
知手段における傾斜角センサと共用され得る。
【００１２】ところで、前記比較制御手段によるブレー
ドのドージング作業の自動運転制御は、自動運転モード
時における前進１速または前進の中間速度段であってブ
レードの手動操作時を除いて行なわれるようにすれば、
自動運転モードでも前進１速または前進の中間速度段の
ようにドージング作業に適したときにのみ自動運転が可
能となる。また、ブレードを手動操作しているときには
手動操作が優先されて、自動運転中に任意に手動操作を
介入させることができる。
【００１３】
【実施例】次に、本発明によるブルドーザのドージング
装置の具体的実施例につき、図面を参照しつつ説明す
る。図１に外観が示されているブルドーザ１において、
このブルドーザ１の車体２上には、図示されないエンジ
ンを収納しているボンネット３、およびブルドーザ１を
運転操作するオペレータのオペレータ席４が配設されて
いる。また、車体２の両側部、言い換えれば車体２の前
進方向における左右の各側部には、車体２を前進、後進
および旋回に走行させる履帯５（右側部の履帯は図示さ
れてはいない。）が設けられている。これら両履帯５
は、エンジンから伝達される駆動力によって対応するス
プロケット６により各履帯５毎に独立して駆動される。
【００１４】また、車体２の左右の側部には、ブレード
７を先端側で支持する左および右のストレートフレーム
８、９の基端部がトラニオン１０（右側部のトラニオン
は図示されてはいない。）によってブレード７が上昇・
下降可能なように枢支されている。さらに、ブレード７
には、このブレード７を上昇・下降させる左右一対のブ
レードリフトシリンダ１１が車体２との間に、またブレ
ード７を左右に傾斜させるブレース１２およびブレード
チルトシリンダ１３がそのブレース１２を左ストレート
フレーム８との間に、更にそのブレードチルトシリンダ
１３を右ストレートフレーム９との間に配することによ
り設けられている。
【００１５】ところで、オペレータ席４の車体２の前進
方向における左側にはステアリングレバー１５、変速レ
バー１６および燃料コントロールレバー１７が設けられ
ているとともに、右側にはブレード７を上昇、下降、左
傾斜および右傾斜させるブレードコントロールレバー１
８、ブレード７に加わる堀削押土の負荷量の設定用およ
びその設定負荷量に対する増減修正用の第１および第２
のダイヤルスイッチ１９Ａ，１９Ｂ、ドージング作業の
自動運転オン・オフを切換える自動運転モード押圧切換
スイッチ２０、トルクコンバータのロックアップオン・
オフを切換えるロックアップ切換スイッチ２１、および
表示装置２２が設けられている。なお、オペレータ席４
の前方には図示されてはいないがデクセルペダルが設け
られている。
【００１６】次に、動力伝達系統が示されている図２に
おいて、エンジン３０からの回転駆動力は、ダンパー３
１および作業機油圧ポンプを含む各種油圧ポンプを駆動
するＰＴＯ３２を介して、ロックアップ機構３３ａおよ
びポンプ３３ｂを有するロックアップ付トルクコンバー
タ３３に伝達される。次に、このロックアップ付トルク
コンバータ３３の出力軸から、回転駆動力はその出力軸
に入力軸が連結されている例えば遊星歯車湿式多板式ク
ラッチ変速機であるトランスミッション３４に伝達され
る。このトランスミッション３４は、前進、後進クラッ
チ３４ａ、３４ｂおよび１速乃至３速クラッチ３４ｃ〜
３４ｅを有してトランスミッション３４の出力軸は前後
進３段階の速度で回転されるようになっている。続い
て、このトランスミッション３４の出力軸からその回転
駆動力は、ピニオン３５ａおよびベルギア３５ｂ、更に
は左右一対の操向クラッチ３５ｃおよび操向ブレーキ３
５ｄが配されている横軸３５ｅを有するステアリング機
構３５を介して左右一対の各終減速機構３６に伝達され
て履帯５を走行させる各スプロケット６が駆動されるよ
うになっている。なお、符号３７はエンジン３０の回転
数を検出するエンジン回転センサであるとともに、符号
３８はロックアップ付トルクコンバータ３３の出力軸の
回転数を検出するトルクコンバータ出力軸回転センサで
ある。
【００１７】一方、本発明によるブルドーザのドージン
グ装置の全体が概略的に示されている図３において、第
１および第２のダイヤルスイッチ１９Ａ，１９Ｂからの
ブレード７に加わる掘削押土の設定される負荷量および
その設定負荷量に対する増減修正の各ダイヤル値デー
タ、自動運転モード切換スイッチ２０からのドージング
作業の自動運転オン・オフの切換による自動・手動運転
モード選択指示、ロックアップ切換スイッチ２１からの
トルクコンバータ３３のロックアップオン・オフの切換
えによるロックアップ（Ｌ／Ｕ）・トルコン（Ｔ／Ｃ）
選択指示、エンジン回転センサ３７からのエンジン３０
の回転数データおよびトルクコンバータ出力軸回転セン
サ３８からのトルクコンバータ３３の出力軸の回転数デ
ータは、バス４０を介してマイコン４１に供給される。
さらに、このマイコン４１には、ブレード７を上昇・下
降させる左右一対のブレードリフトシリンダ１１の左右
の各ストローク位置を検出するブレードリフトシリンダ
ストロークセンサ４２からの各ストローク位置データ、
車体２の時々刻々の前後方向の傾斜角度を検出する傾斜
角センサ４３からの傾斜角データ、変速レバー１６の操
作により速度段が切換えられてトランスミッション３４
が前後進３段階のいずれの速度段状態にあるかを検出す
るトランスミッション速度段センサ４４からの速度段状
態、およびブレードコントロールレバー１８の操作によ
りブレード７が手動運転操作中であるか否かを検出する
ブレード操作センサ４５からの手動運転操作状況がバス
４０を介して供給される。
【００１８】マイコン４１は、所定プログラムを実行す
る中央処理装置（ＣＰＵ）４１Ａと、このプログラムお
よびエンジン特性曲線マップ、トルクコンバータ特性曲
線マップ等の各種マップを記憶する読出し専用メモリ
（ＲＯＭ）４１Ｂと、このプログラムを実行するに必要
なワーキングメモリとして、また各種レジスタとしての
書込み可能メモリ（ＲＡＭ）４１Ｃと、このプログラム
中の時間を計測するタイマ４１Ｄとより構成されてい
る。そして、前述されたブレード７に加わる掘削押土の
設定される負荷量およびその設定負荷量に対する増減修
正の各ダイヤル値データ、ドージング作業の自動・手動
運転モード選択指示、トルクコンバータ３３のＬ／Ｕ・
Ｔ／Ｃ選択指示、エンジン３０の回転数データ、トルク
コンバータ３３の出力軸の回転数データ、左右のブレー
ドリフトシリンダ１１の各ストローク位置データ、車体
２の前後方向の傾斜角データ、トランスミッション３４
の速度段状態およびブレード７の手動運転操作状況にも
とづき、前記プログラムを実行することによりブレード
７を上昇若しくは下降させるリフト操作量がブレードリ
フトシリンダコントローラ４６に供給され、リフト弁ア
クチュエータ４７およびリフトシリンダ操作弁４８を介
して左右一対のブレードリフトシリンダ１１がそのリフ
ト操作量にもとづき駆動制御されることによって、ブレ
ード７を上昇または下降させている。なお、表示装置２
２においては、現在においてブルドーザ１がドージング
作業の自動運転モードにあるか手動運転モードにあるか
等が表示される。
【００１９】次に、前述のように構成されるブルドーザ
のドージング装置の動作について、図４のフローチャー
ト図にもとづき詳述する。Ｓ１〜Ｓ３ 電源の投入によ
り所定プログラムの実行を開始してマイコン４１におけ
るＲＡＭ４１Ｃに設定されている各種レジスタ等の内容
をクリヤする等の初期化を行なう。次に、初期化後のｔ
1 秒後間に亘って傾斜角センサ４３から傾斜角データを
初期値として順次に読込む。この傾斜角データを初期値
として順次に読込むのは、これら傾斜角データの移動平
均による周波数分離により車体２の傾斜角度を得ている
ためである。
【００２０】Ｓ４〜Ｓ６ まず、第１および第２のダイ
ヤルスイッチ１９Ａ，１９Ｂからブレード７に加わる掘
削押土の設定される負荷量およびその設定負荷量に対す
る増減修正の各ダイヤル値データ、自動運転モード押圧
切換スイッチ２０からドージング作業の自動・手動運転
モード選択指示、ロックアップ切換スイッチ２１からト
ルクコンバータ３３のＬ／Ｕ・Ｔ／Ｃ選択指示、エンジ
ン回転センサ３７からエンジン３０の回転数データ、ト
ルクコンバータ出力軸回転センサ３８からトルクコンバ
ータ３３の出力軸の回転数データ、ブレードリフトシリ
ンダストロークセンサ４２から左右のブレードリフトシ
リンダ１１の各ストローク位置データ、傾斜角センサ４
３から車体２の前後方向の傾斜角データ、トランスミッ
ション速度段センサ４４からトランスミッション３４の
速度段状態およびブレード操作センサ４５からブレード
７の手動運転操作状況を読込む。次に、電源電圧が所定
電圧以上の正常で電子回路等が正常駆動状態にある場合
には、次のデータ処理を行なう。 １ 順次に読込まれた傾斜角データから移動平均法によ
る周波数分離により低周波成分を抽出して車体２の傾斜
角度を得る。 ２ 次に、この低周波成分を前述の順次に読込まれた傾
斜角データから差引く周波数分離により加速度成分を抽
出して車体２の加速度を得る。 ３ また、左右のブレードリフトシリンダ１１の各スト
ローク位置データを平均した平均ストローク位置データ
にもとづき左右のストレートフレーム８，９に対して平
均化された車体２に対するストレートフレーム相対角度
ψ1 を得る。 ４ また、このストレートフレーム相対角度ψ1 を前項
のようにして得られる車体２の傾斜角度とによって左右
のストレートフレーム８，９に対して平均化された対地
に対するストレートフレーム絶対角度を得る。次に、こ
のようにして得られる時間順次のストレートフレーム絶
対角度の５秒間の移動平均により移動平均ストレートフ
レーム絶対角度ψ2 を得る。
【００２１】Ｓ７〜Ｓ１１ トランスミッション３４の
速度段状態が前進１速Ｆ１または前進２速Ｆ２である場
合には、トルクコンバータ３３のＬ／Ｕ・Ｔ／Ｃ選択指
示がロックアップかトルコンかにより、次のように実牽
引力ＦR を計算する。 １ ロックアップ時 エンジン３０の回転数Ｎｅから図５に示されているよう
なエンジン特性曲線マップからエンジントルクＴｅを得
る。次に、このエンジントルクＴｅにトランスミッショ
ン３４、ステアリング機構３５および終減速機構３６、
言い換えればトルクコンバータ３３の出力軸からスプロ
ケット６までの減速比ｋse、更にはスプロケット６の径
ｒを乗算して牽引力Ｆｅ（＝Ｔｅ・ｋse・ｒ）を得る。
さらに、この牽引力Ｆｅからブレード７のリフト操作量
によって図6 に示されているようなポンプ補正特性マッ
プから得られるＰＴＯ３２におけるブレードリフトシリ
ンダ１１に対する作業機油圧ポンプ等のポンプ消費量に
対応する牽引力補正分Ｆｃを差引いて実牽引力ＦR （＝
Ｆｅ−Ｆｃ）を得る。 ２ トルコン時 エンジン３０の回転数Ｎｅとトルクコンバータ３３の出
力軸の回転数Ｎｔとの比である速度比ｅ（＝Ｎｔ／Ｎ
ｅ）により図７に示されているようなトルクコンバータ
特性曲線マップからトルク係数ｔp およびトルク比ｔを
得てトルクコンバータ出力トルクＴｃ〔＝ｔp ・（Ｎｅ
／１０００）2 ・ｔ〕を得る。次に、このトルクコンバ
ータ出力トルクＴｃに前項と同様にトルクコンバータ３
３の出力軸からスプロケット６までの減速比ｋSe、更に
はスプロケット６の径ｒを乗算することにより実牽引力
ＦR （＝Ｔｃ・ｋSe・ｒ）を計算によって得る。
【００２２】次に、このようにして得られた実牽引力Ｆ
R から、図８に示されているような傾斜角度−負荷補正
分特性マップから得られる車体２の傾斜角度に対応する
負荷補正分を差引いて補正後実牽引力Ｆを得る。Ｓ１２
〜Ｓ１６ 自動運転モード押圧切換スイッチ２０の自動
・手動運転モード選択指示がドージング作業の自動運転
モード選択指示である場合には、次の処理を行なう。 １．自動運転モード押圧切換スイッチ２０の押圧切換操
作の押圧持続時間がｔ2秒以上である場合には、補正後
実牽引力Ｆを目標牽引力Ｆｏとして設定する。 ２．自動運転モード押圧切換スイッチ２０の押圧切換操
作の押圧持続時間がｔ2秒未満である場合には、第１の
ダイヤルスイッチ１９Ａで設定されるブレード７に加わ
る掘削押土の負荷量のダイヤル値を目標牽引力Ｆｏとし
て設定する。次に、この設定された目標牽引力Ｆｏを第
１のダイヤルスイッチ１９Ａで設定される負荷量に対す
る増減修正である第２のダイヤルスイッチ１９Ｂのダイ
ヤル値で増減修正して目標牽引力Ｆｏとする。
【００２３】Ｓ１７〜Ｓ１９ 自動運転モード押圧切換
スイッチ２０の自動・手動運転モード選択指示がドージ
ング作業の自動運転モード選択指示になり、この自動運
転モード選択指示によって自動運転モードになってから
ｔ3 秒以上の場合には、ブレード７の目標対地刃先位置
ψ0 として移動平均ストレートフレーム絶対角度ψ2 を
設定する。また、ｔ3 秒未満の場合にはブレード７の目
標対地刃先位置としてストレートフレーム相対角度ψ1
を設定する。
【００２４】Ｓ２０〜Ｓ２２ ブレードコントロールレ
バー１８によりブレード７が手動運転されていない手動
運転操作状況にない場合には、目標牽引力Ｆｏと補正後
実牽引力Ｆとの牽引力差△Ｆ、また目標対地刃先位置ψ
ｏと移動平均ストレートフレーム絶対角度ψ2 との対地
刃先位置差△ψを得るとともに、表示装置２２にドージ
ング作業の自動運転モードにあることを表示する。
【００２５】Ｓ２３〜Ｓ２５ まず、傾斜角データから
周波数分離に抽出される加速度成分から得られる車体２
の加速度の移動平均による移動平均加速度、更には補正
後実牽引力Ｆにもとづき、次の条件を基準にしてシュー
スリップ、言い換えれば車体２の走行滑りを走行滑りと
して検知する。 １．走行滑りとされる条件（１°≒0.0174Ｇ，Ｗ：ブル
ドーザ１の全重量） 移動平均加速度α＜−４° または 移動平均加速度α＜−２°且つ補正後実牽引力Ｆ＞
０．６Ｗ ２．走行滑り後において走行滑りがなくなったとされる
条件 移動平均加速度α＞０．１° または 補正後実牽引力Ｆ＞走行滑りの開始時点における補正
後実牽引力Ｆ−０．１Ｗ
【００２６】次に、前述の条件を基準として走行滑りで
あると検知される場合と、走行滑りでなく無検知とされ
る場合とにおいて、次のように処理を行なう。 １．走行滑りであると検知される場合には、ブレード７
に加わる掘削押土の負荷量を軽減して走行滑りを回避す
るために、図示されないスリップ制御特性マップにより
ブレード７を上昇させるリフト操作量Ｑｓを得る。 ２．走行滑りでなく無検知とされる場合には、まず次の
各リフト操作量Ｑ1 , Ｑ2 を得る。 目標牽引力Ｆｏと補正後牽引力Ｆとの牽引力差△Ｆに
より、図９に示されている負荷制御特性マップから補正
後牽引力Ｆが目標牽引力Ｆｏに一致するようにブレード
７を上昇若しくは下降させるリフト操作量Ｑ1 を得る。 次に、目標対地刃先位置ψ0 と移動平均ストレートフ
レーム絶対角度ψ2 との対地刃先位置差△ψにより図１
０に示されているような整地制御特性マップから移動平
均ストレートフレーム絶対角度ψ2 を目標対地刃先位置
ψ0 に一致するようにブレード７を上昇若しくは下降さ
せるリフト操作量Ｑ2 を得る。 続いて、これらリフト操作量Ｑ1 , Ｑ2 を牽引力差△
Ｆにより図１１に示されているような負荷−整地制御重
み付特性マップにしたがって重み付けにより加算したリ
フト操作量ＱT を得る。この重み付マップによれば牽引
力差△Ｆが±０．１Ｗ以内である場合には負荷制御が優
先されるようになっている。
【００２７】なお、電源電圧が所定電圧以下の正常でな
く電子回路等が正常駆動状態でないとされる場合、トラ
ンスミッション３４の速度段状態が前進１速Ｆ１または
前進２速Ｆ２以外である場合、自動運転モード押圧切換
スイッチ２０の自動・手動運転モード選択指示がドージ
ング作業の手動運転モード選択指示の場合、更にブレー
ドコントロールレバー１８によりブレード７が手動運転
されている手動運転状況にある場合には、ブレードコン
トロールレバー１８の操作量にしたがって図示されない
マニュアル制御特性マップによりステップＳ２６におい
てブレード７を上昇若しくは下降させるリフト操作量Ｑ
N が得られる。
【００２８】以上の各リフト操作量ＱS , ＱT , Ｑ
N は、ブレードリフトシリンダコントローラ４６に供給
され、各リフト操作量ＱS , ＱT , ＱN にもとづきリフ
ト弁アクチュエータ４７およびリフトシリンダ操作弁４
８を介してブレードリフトシンリダ１１を駆動制御し、
ブレード７を上昇若しくは下降させる所望の制御が行な
われる。
【００２９】本実施例においては、実牽引力を検知する
に際して計算によって実牽引力を得たが、スプロケット
６の駆動トルクを検出する駆動トルクセンサを設けて、
この駆動トルクセンサにより検出される駆動トルク量に
もとづき実牽引力を得て検知するようにしても良い。ま
た、トラニオン１０におけるブレード７を支持するスト
レートフレーム８，９による曲げ応力量を検出する曲げ
応力センサを設けて、この曲げ応力センサにより検出さ
れる曲げ応力量にもとづき実牽引力を得て検知するよう
にしても良い。
【００３０】本実施例においては、動力伝達系統にロッ
クアップ付トルクコンバータ３３が配設される場合を説
明したが、ロックアップ機構を有さないトルクコンバー
タの場合でも、またトルクコンバータを有さないダイレ
クトミッションの場合でも本発明が適用できることは言
うまでもない。このダイレクトミッションの場合におけ
る実牽引力の算出は前述のロックアップ時の場合と同様
である。
【００３１】本実施例においては、車体２の走行滑りを
傾斜角センサ４３からの出力である傾斜角データから周
波数分離により加速度成分を抽出することにより検知し
たが、別途に加速度センサを設けてその加速度センサか
らの車体２の加速度状態を示す出力から検知するように
しても良い。また、ドップラー車速計を設け、このドッ
プラー車速計により得られる車体２の実車速とその車体
２を走行させる履帯５の走行速度とを比較して検知して
も良い。
【００３２】本実施例においては、目標対地刃先位置の
設定を算出等により設定したが、目標牽引力の設定と同
様にダイヤルスイッチで設定するのも良い。
【００３３】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれば
走行滑りを回避しながらブレードに加わる掘削押土の負
荷量が目標牽引力になるようにブレードが自動的に上昇
若しくは下降されて一定負荷量が保たれるようになるた
めに、ドージング作業に多大の疲労を伴うことなく、し
かも簡単な操作でドージング作業を行なうことができ
る。また、走行滑りが回避されることにより履帯の耐久
性を向上させることができるとともに、更に一定負荷量
でドージング作業が行なわれるために効率が良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるブルドーザのドージング装置の具
体的実施例を説明するためのブルドーザの外観図であ
る。
【図２】本発明によるブルドーザのドージング装置の具
体的実施例を説明するための動力伝達系統のスケルトン
図である。
【図３】本発明によるブルドーザのドージング装置の具
体的実施例を説明するための全体概略ブロック図であ
る。
【図４】図３によって説明したドージングプログラムの
フローチャート図である。
【図５】図４において説明したエンジン特性曲線マップ
のグラフ図である。
【図６】図４において説明したポンプ補正特性マップの
グラフ図である。
【図７】図４において説明したトルクコンバータ特性曲
線マップのグラフ図である。
【図８】図４において説明した傾斜角度−負荷補正分特
性マップのグラフ図である。
【図９】図４において説明した負荷制御特性マップのグ
ラフ図である。
【図１０】図４において説明した整地制御特性マップの
グラフ図である。
【図１１】図４において説明した負荷−整地制御重み付
特性マップのグラフ図である。
【符号の説明】
１ ブルドーザ ２ 車体 ３ ボンネット ４ オペレータ席 ５ 履帯 ６ スプロケット ７ ブレード ８，９ ストレートフレーム １０ トラニオン １１ ブレードリフトシリンダ １２ ブレース １３ ブレードチルトシリンダ １５ ステアリングレバー １６ 変速レバー １７ 燃料コントロールレバー １８ ブレードコントロールレバー １９Ａ，１９Ｂ ダイヤルスイッチ ２０ 自動運転モード押圧切換スイッチ ２１ ロックアップ切換スイッチ ２２ 表示装置 ３０ エンジン ３１ ダンパー ３２ ＰＴＯ ３３ ロックアップ付トルクコンバータ ３４ トランスミッション ３５ ステアリング機構 ３６ 終減速機構 ３７ エンジン回転センサ ３８ トルクコンバータ出力軸回転センサ ４０ バス ４１ マイコン ４２ ブレードリフトシリンダストロークセンサ ４３ 傾斜角センサ ４４ トランスミッション速度段センサ ４５ ブレード操作センサ ４６ ブレードリフトシリンダコントローラ ４７ リフト弁アクチュエータ ４８ リフトシリンダ操作弁

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）車体の走行滑りを検知する走行滑
    り検知手段、 （ｂ）車体の実牽引力を検知する実牽引力検知手段およ
    び （ｃ）この実牽引力検知手段により検知される実牽引力
    と設定される目標牽引力とを比較して、前記走行滑り検
    知手段による走行滑りが無検知である場合にはブレード
    を上昇若しくは下降させて前記実牽引力が目標牽引力に
    一致するように制御し、また前記走行滑り検知手段によ
    る走行滑りが検知される場合にはブレードを上昇させて
    走行滑りを回避するように制御する比較制御手段を具え
    ることを特徴とするブルドーザのドージング装置。
  2. 【請求項２】 前記比較制御手段は、前記走行滑り検知
    手段による走行滑りが無検知である場合には、前記ブレ
    ードを上昇若しくは下降させて実牽引力が目標牽引力に
    一致するように制御するに加えて、このブレードを上昇
    若しくは下降させてそのブレードの対地刃先位置を設定
    される目標対地刃先位置に維持するように制御すること
    を特徴とする請求項１に記載のブルドーザのドージング
    装置。
  3. 【請求項３】 前記比較制御手段における前記実牽引力
    を目標牽引力に一致させるようにブレードを上昇若しく
    は下降させる制御と、前記対地刃先位置を目標対地刃先
    位置に維持させるようにブレードを上昇若しくは下降さ
    せる制御とは、前記実牽引力と目標牽引力との差が小さ
    い場合にはその実牽引力を目標牽引力に一致させるよう
    にブレードを上昇若しくは下降させる制御を優先させる
    ことを特徴とする請求項２に記載のブルドーザのドージ
    ング装置。
  4. 【請求項４】 前記走行滑り検知手段は、車体の前後方
    向の傾斜角度を検出する傾斜角センサを具えて、この傾
    斜角センサからの時々刻々の車体の前後方向の傾斜角度
    状態を示す出力から周波数分離により加速度成分を抽出
    することにより車体の走行滑りを検知することを特徴と
    する請求項１乃至３のうちのいずれかに記載のブルドー
    ザのドージング装置。
  5. 【請求項５】 前記走行滑り検知手段は、加速度センサ
    を具えて、この加速度センサからの車体の加速度状態を
    示す出力から車体の走行滑りを検知することを特徴とす
    る請求項１乃至３のうちのいずれかに記載のブルドーザ
    のドージング装置。
  6. 【請求項６】 前記走行滑り検知手段は、ドップラー車
    速計を具えて、このドップラー車速計より得られる車体
    の実車速とその車体を走行させる履帯の走行速度とを比
    較して車体の走行滑りを検知することを特徴とする請求
    項１乃至３のうちのいずれかに記載のブルドーザのドー
    ジング装置。
  7. 【請求項７】 前記実牽引力検知手段は、エンジンの回
    転数を検出するエンジン回転センサとトルクコンバータ
    の出力軸回転数を検出するトルクコンバータ出力軸回転
    センサとを具えて、まず前記エンジン回転センサにより
    検出されるエンジン回転数Ｎｅとトルクコンバータ出力
    軸回転センサにより検出されるトルクコンバータ出力軸
    回転数Ｎｔとの比である速度比ｅ（＝Ｎｔ／Ｎｅ）を
    得、この速度比ｅにより前記トルクコンバータのトルク
    コンバータ特性からトルクコンバータ出力トルクを得、
    次に基本的にはそのトルクコンバータ出力トルクに前記
    トルクコンバータの出力軸から前記車体を走行させる履
    帯を駆動させるスプロケットまでの減速比を乗算するこ
    とにもとづく算出により車体の実牽引力を検知すること
    を特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれかに記載の
    ブルトーザーのドージング装置。
  8. 【請求項８】 前記実牽引力検知手段は、ロックアップ
    付トルクコンバータにおけるロックアップ時またはダイ
    レクトミッションの場合にはエンジンの回転数を検出す
    るエンジン回転センサを具えて、このエンジン回転セン
    サにより検出されるエンジン回転数によって前記エンジ
    ンのエンジントルク特性からエンジントルクを得、次に
    基本的にはそのエンジントルクに前記エンジンから前記
    車体を走行させる履帯を駆動させるスプロケットまでの
    減速比を乗算することにもとづく算出により車体の実牽
    引力を検知することを特徴とする請求項１乃至３のうち
    のいずれかに記載のブルドーザのドージング装置。
  9. 【請求項９】 前記実牽引力検知手段は、前記車体を走
    行させる履帯を駆動させるスプロケットの駆動トルク量
    を検出する駆動トルクセンサを具えて、この駆動トルク
    センサにより検出される駆動トルク量にもとづき車体の
    実牽引力を検知することを特徴とする請求項１乃至３の
    うちのいずれかに記載のブルドーザのドージング装置。
  10. 【請求項１０】 前記実牽引力検知手段は、さらに車体
    の前後方向の傾斜角度を検出する傾斜角センサを具え
    て、この傾斜角センサにより検出される傾斜角度にもと
    づき検知される実牽引力が補正されることを特徴とする
    請求項７乃至９のうちのいずれかに記載のブルドーザの
    ドージング装置。
  11. 【請求項１１】 前記実牽引力検知手段における傾斜セ
    ンサは、前記走行滑り検知手段における傾斜角センサと
    共用されることを特徴とする請求項１０に記載のブルド
    ーザのドージング装置。
  12. 【請求項１２】 前記実牽引力検知手段は、ブレードを
    支持するストレートフレームの車体に対する結合部であ
    るトラニオンにおける曲げ応力量を検出する曲げ応力セ
    ンサを具えて、この曲げ応力センサにより検出される曲
    げ応力量にもとづいて車体の実牽引力を検知する請求項
    １乃至３のうちのいずれかに記載のブルドーザのドージ
    ング装置。
  13. 【請求項１３】 前記比較制御手段によるブレードを上
    昇若しくは下降させる制御は、自動運転モード時におけ
    る前進１速または前進の中間速度段であってブレードの
    手動操作時を除いて行なわれることを特徴とする請求項
    １乃至３のうちのいずれかに記載のブルドーザのドージ
    ング装置。
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