JP5285815B1 - ブレード制御システム、建設機械及びブレード制御方法 - Google Patents
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Abstract
ブレード制御システムは、ブレードに掛かる負荷が第1閾値を超えたか否かを判定する判定部と、ブレードに掛かる負荷が前記第1閾値を超えたと前記判定部によって判定された場合に、前記チルトシリンダに作動油を供給することによって、前記ブレードの右チルト動作及び左チルト動作を実行するチルト制御部と、を備える。
Description
本発明は、ブレード制御システム、建設機械、およびブレード制御方法に関する。
従来、ブルドーザやモータグレーダなどの建設機械において、効率の良い掘削作業を行うことを目的として、ブレードの上下位置を自動調整することによってブレードに掛かる負荷(以下、「ブレード負荷」という)を目標値に保持させる掘削制御が提案されている(特許文献1参照)。
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、特許文献1の手法で掘削すると、ブレード負荷が目標値を上回るたびにブレードが上昇することによって、側面視において掘削面が波上にうねった形状になってしまうため、掘削面を平滑化することが困難である。
しかしながら、特許文献1の手法で掘削すると、ブレード負荷が目標値を上回るたびにブレードが上昇することによって、側面視において掘削面が波上にうねった形状になってしまうため、掘削面を平滑化することが困難である。
本発明は、上述の状況に鑑みてなされたものであり、掘削面のうねりを抑制可能とするブレード制御システム、建設機械、およびブレード制御方法を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段)
第1の態様に係るブレード制御システムは、車体に対して上下揺動可能に取り付けられるリフトフレームと、リフトフレームの先端に取り付けられるブレードと、リフトフレームとブレードとに連結され、ブレードを左右にチルト動作させるチルトシリンダと、ブレードに掛かる負荷が第1閾値を超えたか否かを判定する判定部と、ブレードに掛かる負荷が前記第1閾値を超えたと前記判定部によって判定された場合に、前記チルトシリンダに作動油を供給することによって、前記ブレードの右チルト動作及び左チルト動作を実行するチルト制御部と、を備える。ここで、右チルト動作とは、運転席から見た場合にブレードの右下端を左下端よりも下方に降下させる動作であり、左チルト動作とは、運転席から見た場合にブレードの左下端を右下端よりも下方に降下させる動作である。
(課題を解決するための手段)
第1の態様に係るブレード制御システムは、車体に対して上下揺動可能に取り付けられるリフトフレームと、リフトフレームの先端に取り付けられるブレードと、リフトフレームとブレードとに連結され、ブレードを左右にチルト動作させるチルトシリンダと、ブレードに掛かる負荷が第1閾値を超えたか否かを判定する判定部と、ブレードに掛かる負荷が前記第1閾値を超えたと前記判定部によって判定された場合に、前記チルトシリンダに作動油を供給することによって、前記ブレードの右チルト動作及び左チルト動作を実行するチルト制御部と、を備える。ここで、右チルト動作とは、運転席から見た場合にブレードの右下端を左下端よりも下方に降下させる動作であり、左チルト動作とは、運転席から見た場合にブレードの左下端を右下端よりも下方に降下させる動作である。
第1の態様に係るブレード制御システムによれば、右チルト動作時にはブレードの右下端が左下端よりも下方に降下されることにより車体右側が瞬間的に持ち上げられ、左チルト動作時にはブレードの左下端が右下端よりも下方に降下されることにより車体左側が瞬間的に持ち上げられる。そのため、左右均等に若干量ずつブレード負荷を減少させることができるので、左右均等にブレード負荷が減少される。従って、ブレードのリフト制御によってブレード負荷を調整する場合に比べて、掘削面のうねりを抑制することができる。
第2の態様に係るブレード制御システムは、第1の態様に係り、負荷が大きいほど右チルト動作および左チルト動作の実行時間を長く設定するチルト動作時間設定部を備え、チルト制御部は、チルト動作時間設定部によって設定された実行時間に応じて、右チルト動作および左チルト動作を実行する。
第2の態様に係るブレード制御システムによれば、ブレード負荷が大きいときほど長時間にわたって右チルト動作および左チルト動作が実行されるので、ブレード負荷を効率的に低減させることができる。
第3の態様に係るブレード制御システムは、チルトシリンダに作動油を供給する比例制御弁と、負荷に基づいて比例制御弁の開口度を設定する開口度設定部と、を備え、開口度設定部は、負荷が大きいほど開口度を大きく設定し、チルト制御部は、開口度設定部によって設定された開口度に応じて比例制御弁を制御する。
第3の態様に係るブレード制御システムによれば、ブレード負荷が大きいときほど、右チルト動作および左チルト動作それぞれの速度を速くすることができるので、ブレード負荷を効率的に低減させることができる。
第4の態様に係るブレード制御システムは、第1乃至第3のいずれかの態様に係り、車体の理論車速を取得する理論車速取得部と、車体の実車速を取得する実車速取得部と、リフトフレームを上下に揺動させるリフトシリンダと、実車速の理論車速に対する比が第2閾値よりも小さい場合に、リフトシリンダに作動油を供給することによって、ブレードを上昇させるリフト制御部と、を備える。
第4の態様に係るブレード制御システムによれば、路面状況の変化などによって突発的に過度のシュースリップが生じた場合などには、左右のチルト動作に加えてブレードを上昇させることによって、迅速にシュースリップを抑制することができる。
第5の態様に係るブレード制御システムは、第1乃至第4のいずれかの態様に係り、車体のヨー角に基づいて、車体の旋回方向を検出する旋回方向検出部を備え、チルト制御部は、旋回方向検出部によって左旋回中であることが検出された場合には右チルト動作から開始し、旋回方向検出部によって右旋回中であることが検出された場合には左チルト動作から開始する。
第5の態様に係るブレード制御システムによれば、チルト動作開始時に車体の進行方向からのずれを補正することができる。
第6の態様に係る建設機械は、車体と、第1乃至第5のいずれかの態様に係るブレード制御システムと、を備える。
第7の態様に係る建設機械は、第6の態様に係り、車体に取り付けられる一対の履帯を含む走行装置を備える。
第8の態様に係るブレード制御方法は、車体に対して上下揺動可能に取り付けられるリフトフレームの先端に取り付けられるブレードに掛かる負荷が第1閾値を超えたか否かを判定し、ブレードに掛かる負荷が第1閾値を超えたと判定された場合に、ブレードを左右交互にチルト動作させる。
第9の態様に係るブレード制御方法は、第8の態様に係り、負荷が大きいほど、右チルト動作および左チルト動作それぞれのチルト幅を大きくする。
第10の態様に係るブレード制御方法は、第8又は第9の態様に係り、負荷が大きいほど、右チルト動作および左チルト動作それぞれのチルト速度を大きくする。
(発明の効果)
本発明によれば、掘削面のうねりを抑制可能とするブレード制御システム、建設機械、およびブレード制御方法を提供することができる。
(発明の効果)
本発明によれば、掘削面のうねりを抑制可能とするブレード制御システム、建設機械、およびブレード制御方法を提供することができる。
次に、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なっている場合がある。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
以下、「建設機械」の一例であるブルドーザについて、図面を参照しながら説明する。以下の説明において、「上」「下」「前」「後」「左」「右」とは、運転席に着座したオペレータを基準とする用語である。
《ブルドーザ100の全体構成》
図1は、実施形態に係るブルドーザ100の全体構成を示す側面図である。
図1は、実施形態に係るブルドーザ100の全体構成を示す側面図である。
ブルドーザ100は、車体10と、走行装置20と、リフトフレーム30と、ブレード40と、リフトシリンダ50と、アングルシリンダ60と、チルトシリンダ70と、GPSレシーバ80と、一対のスプロケット90と、駆動トルクセンサ95と、を備える。また、ブルドーザ100は、ブレード制御システム200を搭載している。ブレード制御システム200の構成および動作については後述する。
車体10は、運転室11とエンジン室12とを有する。運転室11には、図示しないシートや各種操作装置が内装される。エンジン室12は、運転室11の前方に配置され、図示しないエンジンを収容する。
走行装置20は、一対の履帯(図1において、左側の履帯のみ図示)によって構成され、車体10の下部に取り付けられている。走行装置20は、一対のスプロケット90によって回転される。
リフトフレーム30は、車幅方向において走行装置20の内側に配置される。リフトフレーム30は、車幅方向に平行なリフト軸Xを中心として、車体10に対して上下揺動可能に取り付けられる。リフトフレーム30は、球関節部31と、ピッチ支持リンク32と、支柱部33とを介してブレード40を支持している。
ブレード40は、車体10の前方に配置される。ブレード40は、球関節部31に連結される自在継手41と、ピッチ支持リンク32に連結されるピッチング継手42とを介して、リフトフレーム30の先端に支持される。ブレード40は、リフトフレーム30の上下揺動に伴って上下に移動する。ブレード40の下端部には、掘削時や整地時に地面に挿入される刃先40Pが形成されている。
リフトシリンダ50は、車体10とリフトフレーム30とに連結される。リフトシリンダ50が伸縮することによって、リフトフレーム30はリフト軸Xを中心として上下揺動される。
アングルシリンダ60は、リフトフレーム30とブレード40とに連結される。アングルシリンダ60が伸縮することによって、ブレード40は自在継手41およびピッチング継手42それぞれの回動中心を通るアングル軸Yを中心として揺動される。
チルトシリンダ70は、リフトフレーム30の支柱部33とブレード40の右上端部とに連結される。チルトシリンダ70が伸縮することによって、ブレード40は、リフト軸Xおよびアングル軸Yそれぞれに直交するチルト軸Zを中心として揺動される。本実施形態では、ブレード40がチルト軸Zを中心として揺動する動作を“チルト動作”という。チルト動作は、右チルト動作と左チルト動作とを含んでいる。右チルト動作とは、運転席から見た場合にブレード40の右下端を左下端よりも下方に降下させる動作であり、左チルト動作とは、運転席から見た場合にブレードの左下端を右下端よりも下方に降下させる動作である。
GPSレシーバ80は、車体10上に配置される。GPSレシーバ80は、GPS(Global Positioning System;全地球測位システム)用のアンテナである。GPSレシーバ80は、自機のグローバル位置を示すGPSデータを受信する。GPSレシーバ80は、受信したGPSデータを後述するブレードコントローラ210(図2参照)に送信する。
一対のスプロケット90は、図示しないエンジンによって駆動される。一対のスプロケット90によって走行装置20が回転される。
駆動トルクセンサ95は、一対のスプロケット90の駆動トルクを示す駆動トルクデータを取得する。駆動トルクセンサ95は、駆動トルクデータをブレードコントローラ210に送信する。
《ブレード制御システム200の構成》
図2は、実施形態に係るブレード制御システム200の構成を示すブロック図である。
図2は、実施形態に係るブレード制御システム200の構成を示すブロック図である。
ブレード制御システム200は、ブレードコントローラ210、回転数センサ220、旋回方向検出部230、比例制御弁240および油圧ポンプ250を備える。
回転数センサ220は、一対のスプロケット90の回転数を示す回転数を検出する。回転数センサ220は、一対のスプロケット90の回転数を示す回転数データをブレードコントローラ210に送信する。
旋回方向検出部230は、ジャイロセンサによって検出される車体10のヨー角に基づいて、車体10の旋回方向を検出する。車体10のヨー角とは、例えばハンドルなどの方向操作具によって設定される進行方向からの左右方向におけるズレ角である。旋回方向検出部230は、検出した旋回方向をブレードコントローラ210に送信する。
ブレードコントローラ210は、回転数センサ220から受信する回転数データと、旋回方向検出部230から受信する旋回方向と、GPSレシーバ80から受信するGPSデータと、駆動トルクセンサ95から受信する駆動トルクデータとに基づいて、比例制御弁240に指令値を出力する。ブレードコントローラ210の機能及び動作については後述する。
比例制御弁240は、リフトシリンダ50及びチルトシリンダ70と油圧ポンプ250との間に配置される。比例制御弁240の開口度は、ブレードコントローラ210から出力される指令値によって制御される。
油圧ポンプ250は、エンジンと連動しており、比例制御弁240を介してリフトシリンダ50及びチルトシリンダ70に作動油を供給する。
《ブレードコントローラ210の機能》
図3は、ブレードコントローラ210の機能を示すブロック図である。
図3は、ブレードコントローラ210の機能を示すブロック図である。
図3に示すように、ブレードコントローラ210は、ブレード負荷取得部211と、理論車速取得部212と、実車速取得部213と、グリップ率取得部214と、判定部215と、記憶部216と、チルト指令値設定部217と、チルト動作時間設定部218と、チルト制御部219aと、リフト制御部219bと、を備える。
ブレード負荷取得部211は、駆動トルクセンサ95から受信する駆動トルクデータに基づいて、ブレード40に掛かる負荷(以下、「ブレード負荷F」という。)を算出する。ブレード負荷は、“掘削抵抗”或いは“牽引力”と言い換えることができる。
理論車速取得部212は、回転数センサ220から受信する回転数データに基づいて、理論車速Stを算出する。理論車速Stとは、ブルドーザ100の車速の推測値である。
実車速取得部213は、GPSレシーバ80から取得するGPSデータに基づいて、ブルドーザ100の実車速Srを算出する。実車速Srとは、ブルドーザ100の車速の実測値である。
グリップ率取得部214は、実車速Srを理論車速Stで割ることによってグリップ率ΔS(%)を算出する。すなわち、グリップ率ΔSは、実車速Srの理論車速Stに対する比であり、ΔS=Sr/Stが成立する。このグリップ率ΔSは、走行装置20が地面に対してスリップしている度合いを示す指標である。シュースリップの度合いが大きくなるに従って、グリップ率ΔSは低下する。なお、シュースリップは通常運転時にも発生しているが、過度のシュースリップが発生すればスリップ量が大きくなり過ぎて、走行装置20の駆動力が地面に対して適切に伝達されない状態が発生してしまう。
判定部215は、ブレード負荷Fが0.55W(Wは、ブルドーザ100の車重)よりも大きいか、及び、グリップ率ΔSが70%以下かつブレード負荷Fが0.3Wより大きいか、を判定する。なお、判定部215において用いられる各種閾値は任意に設定可能である。
記憶部216は、ブレードコントローラ210の制御に用いられる各種情報を記憶している。具体的に、記憶部216は、図4〜図6に示されるマップを記憶している。図4に示されるマップは、ブレード負荷Fに基づいてチルト指令値を設定するためのチルト指令値曲線G1を含んでおり、チルト指令値設定部217によって用いられる。図5に示されるマップは、チルト指令値に乗算されるゲインの時間推移を設定するためのゲイン曲線G2を含んでおり、チルト制御部219aによって用いられる。図6に示されるマップ3は、グリップ率ΔSに基づいてリフト指令値を設定するためのリフト指令値曲線G3を含んでおり、リフト制御部219bによって用いられる。
チルト指令値設定部(開口度設定部の一例)217は、図4に示されるマップを参照して、ブレード負荷Fからチルト指令値を設定する。チルト指令値設定部217は、図4のマップに示される通り、ブレード負荷Fが負荷閾値TH1(第1負荷の一例)よりも小さい場合には、チルト指令値を最低値に固定し、ブレード負荷Fが負荷閾値TH1以上である場合には、ブレード負荷Fが大きくなるほどチルト指令値を高く設定する。また、図4のマップに示される通り、チルト指令値設定部217は、ブレード負荷Fが所定値以上である場合にはチルト指令値を最高値に固定する。なお、チルト指令値は、比例制御弁240の開口度に対応しており、ブレード負荷Fが大きいほどブレード40のチルト速度が速くなる。チルト速度とは、右チルト動作又は左チルト動作におけるブレード40の移動速度である。
なお、負荷閾値TH1は、過度のシュースリップを回避するためにブレードをリフトアップさせる必要がある場合におけるブレード負荷を基準として設定することができる。これにより、ブレードのリフトアップより先に左右のチルト動作が実行されるので、掘削面のうねりが抑制されることとなる。
チルト動作時間設定部218は、ブレード負荷Fに基づいて、チルト動作の実行時間(以下、「チルト動作時間」という。)を設定する。チルト動作時間設定部218は、例えば、ブレード負荷Fが0.65Wより大きい場合にはチルト動作時間を2秒に設定し、それ以外の場合にはチルト動作時間を1秒に設定する。また、チルト動作時間設定部218は、ブレード負荷Fが大きいほどチルト動作時間を徐々に長く設定してもよい。なお、チルト動作時間は、図5のマップの横軸(時間軸)の長さに対応しており、チルト動作時間が長いほどブレード40のチルト幅が大きくなる。チルト幅とは、ブレード40の右下端および左下端それぞれの位置の鉛直方向における差分である。
チルト制御部219aは、図5に示されるマップを参照しながら、ゲイン曲線G2と、チルト指令値設定部217によって設定されたチルト指令値と、チルト動作時間設定部218によって設定されたチルト動作時間とに基づいて、チルト指令値の時間推移を決定する。また、チルト制御部219aは、旋回方向検出部230によって検出された旋回方向に基づいて、右チルト動作と左チルト動作のいずれを先に実行するかを決定する。具体的に、チルト制御部219aは、左旋回中は右チルト動作を先に実行し、右旋回中又は直進中は左チルト動作を先に実行するように決定する。チルト制御部219aは、決定したチルト指令値の時間推移に応じて、比例制御弁240にチルト指令値を出力する。
リフト制御部219bは、図6に示されるマップを参照しながら、グリップ率ΔSに基づいてリフト指令値を決定する。リフト制御部219bは、図6のマップに示される通り、グリップ率ΔSがグリップ閾値TH2(第2閾値の一例)よりも小さいほどリフト指令値を高く設定し、グリップ率ΔSが所定値以下である場合にはリフト指令値を最高値に固定する。なお、リフト指令値は、比例制御弁240の開口度に対応しており、グリップ率ΔSが低いほどブレード40のリフト速度が速くなる。リフト速度とは、ブレード40が上方に移動する速度である。
《ブレードコントローラ210の動作》
図7は、ブレードコントローラ210の動作を説明するためのフロー図である。
図7は、ブレードコントローラ210の動作を説明するためのフロー図である。
まず、ステップS1において、ブレードコントローラ210は、駆動トルクセンサ95から取得する駆動トルクデータに基づいて、ブレード負荷Fを算出する。
次に、ステップS2において、ブレードコントローラ210は、回転数センサ220から理論車速Stを取得する。
次に、ステップS3において、ブレードコントローラ210は、GPSレシーバ80から取得するGPSデータに基づいて、ブルドーザ100の実車速Srを算出する。
次に、ステップS4において、ブレードコントローラ210は、実車速Srを理論車速Stで割ることによってグリップ率ΔS(%)を算出する。
次に、ステップS5において、ブレードコントローラ210は、ブレード負荷Fが0.55Wよりも大きいか、及び、グリップ率ΔSが70%以下かつブレード負荷Fが0.3Wより大きいか、を判定する。いずれかの条件が満たされる場合、処理はステップS6に進む。いずれの条件も満たされない場合、処理はステップS1に戻る。
次に、ステップS6において、ブレードコントローラ210は、図4に示すチルト指令値曲線G1を参照しながら、ブレード負荷Fに基づいてチルト指令値を設定する。なお、ブレード負荷Fが負荷閾値TH1よりも小さい場合のチルト指令値(mA)では、比例制御弁240を駆動させられないので、結局、ブレード負荷Fが負荷閾値TH1よりも大きい場合にのみブレード40がチルト動作される。
次に、ステップS7において、ブレードコントローラ210は、ブレード負荷Fの大きさに応じてチルト動作時間を設定する。この際、ブレードコントローラ210は、ブレード負荷Fが大きいほどチルト動作時間を長く設定する。本実施形態において、チルト動作時間は、ブレード負荷Fが0.65Wより大きい場合には2秒に設定され、ブレード負荷Fが0.65W以下の場合には1秒に設定される。これによって、ブレード負荷Fが大きいほど、チルト幅が大きくなる。
次に、ステップS8において、ブレードコントローラ210は、図5に示すゲイン曲線G2を参照しながら、チルト指令値設定部217によって設定されたチルト指令値と、チルト動作時間設定部218によって設定されたチルト動作時間とに基づいて、チルト指令値の時間推移を決定する。
次に、ステップS9において、ブレードコントローラ210は、旋回方向検出部230によって検出された旋回方向に基づいて、右チルト動作と左チルト動作のいずれを先に実行するかを決定する。ブレードコントローラ210は、左旋回中は右チルト動作から開始され、右旋回中又は直進中は左チルト動作から開始されるように決定する。
次に、ステップS10において、ブレードコントローラ210は、ステップS9において決定されたチルト指令値の時間推移に応じて、比例制御弁240にチルト指令値を出力する。これによって、ブレード負荷Fが負荷閾値TH1よりも大きい場合、もしくは、走行装置20に過度のシュースリップが生じている場合に、ブレード40が左右交互に一回ずつチルト動作される。
また、上述のステップS5〜ステップS10と並行して、ブレードコントローラ210は、リフトシリンダ50の制御を同時に実行する。
まず、ステップS11において、ブレードコントローラ210は、図6に示すリフト指令値曲線G3を参照しながら、グリップ率ΔSに基づいてリフト指令値を取得する。リフト指令値曲線G3によれば、リフト指令値は、グリップ率ΔSがグリップ閾値TH2よりも小さいほど高い値に設定されている。従って、走行装置20のシュースリップが過度であるほど高い上昇指令値が与えられる。
次に、ステップS12において、ブレードコントローラ210は、ステップS11において取得されるリフト指令値を比例制御弁240に出力する。これによって、走行装置20に過度のシュースリップが生じている場合には、ブレード40がリフトアップされる。
《作用および効果》
(1)本実施形態に係るブレードコントローラ210は、ブレード負荷Fが負荷閾値TH1よりも大きい場合、ブレード40に左右交互に一回ずつチルト動作させる。
(1)本実施形態に係るブレードコントローラ210は、ブレード負荷Fが負荷閾値TH1よりも大きい場合、ブレード40に左右交互に一回ずつチルト動作させる。
このようなチルト動作によれば、右チルト動作時には車体右側が瞬間的に持ち上げられ、左チルト動作時には車体左側が瞬間的に持ち上げられるので、左右均等に若干量ずつブレード負荷Fを減少させることができる。これによって、左右均等にブレード負荷Fが減少されるので、ブレード40のリフト制御によってブレード負荷Fを調整する場合に比べて、掘削面にうねりが発生することを抑制することができる。
ここで、図8は、従来のリフト制御で掘削した場合における掘削面の高さ変位を示すグラフである。図9は、本実施形態に係るチルト制御およびリフト制御で掘削した場合における掘削面の高さ変位を示すグラフである。図8と図9の高さ変位を比較してわかるように、チルト制御での掘削によって掘削面のうねりが抑制されることが確認された。また、図9に示される各シリンダの駆動状況から明らかなように、チルト制御が実行されることでリフト制御の回数が少なくなった区間において、掘削面のうねりがより抑制されることがわかった。
(2)ブレードコントローラ210は、ブレード負荷Fが大きいほど、作動油の供給時間を長くすることによって、チルト幅を大きくする。
従って、ブレード負荷Fが大きいときほど、ブレード負荷Fを効率的に低減させることができる。
(3)ブレードコントローラ210は、ブレード負荷Fが大きいほど、比例制御弁240の開口度を大きくすることによって、チルト速度を大きくする。
従って、ブレード負荷Fが大きいときほど、ブレード負荷Fを効率的に低減させることができる。
(4)ブレードコントローラ210は、走行装置20に過度のシュースリップが生じた場合に、リフトシリンダ50に作動油を供給することによって、リフトフレーム30を上昇させる。
従って、路面状況の変化などによって突発的に過度のシュースリップが生じた場合などにおいても、迅速に過度のシュースリップを抑制することができる。
(5)ブレードコントローラ210は、車体10が左旋回中であれば右チルト動作から開始し、車体10が右旋回中であれば左チルト動作から開始する。
従って、チルト動作開始時に車体10の進行方向からのずれを補正することができる。
《その他の実施形態》
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
(A)上記実施形態において明示した各種数値は一例にすぎず、適宜設定することができる。
(B)上記実施形態では特に触れていないが、オペレータがステアリング操作中には上述のチルト動作やリフト動作を実行しないようにしても良い。
(C)上記実施形態では特に触れていないが、上述のチルト動作やリフト動作とは別に、オペレータの操作に基づく通常のチルト動作やリフト動作が実行されてもよい。この場合には、ブレードコントローラ210によるチルト動作やリフト動作をオペレータの操作に基づくチルト動作やリフト動作に加重すればよい。
(D)上記実施形態において、ブレード負荷は、駆動トルクデータに基づいて算出されることとしたが、これに限られるものではない。ブレード負荷は、例えば、トランスミッション、ステアリング機構及び終減速機構までの減速比とスプロケットの径とを、エンジントルクに乗算することによっても得ることができる。
(E)上記実施形態では、「建設機械」としてブルドーザを例に挙げて説明したが、これに限られるものではなく、モータグレーダなどであってもよい。
(F)上記実施形態において、ブレードコントローラ210は、右チルト動作と左チルト動作とを1回ずつ実行することとしたが、その後に、右チルト動作及び/又は左チルト動作をさらに続けて実行してもよい。
本発明のブレード制御システムは、掘削面のうねりを抑制可能なため、建設機械分野に広く適用可能である。
30…リフトフレーム40…ブレード
70…チルトシリンダ
215…判定部
219a…チルト制御部
214…ブレード負荷取得部
212…距離演算部
213…距離判定部
217…リフトシリンダ制御部
70…チルトシリンダ
215…判定部
219a…チルト制御部
214…ブレード負荷取得部
212…距離演算部
213…距離判定部
217…リフトシリンダ制御部
Claims (10)
- 車体に対して上下揺動可能に取り付けられるリフトフレームと、
前記リフトフレームの先端に取り付けられるブレードと、
前記リフトフレームと前記ブレードとに連結され、前記ブレードを左右にチルト動作させるチルトシリンダと、
前記ブレードに掛かる負荷が第1閾値を超えたか否かを判定する判定部と、
前記ブレードに掛かる負荷が前記第1閾値を超えたと前記判定部によって判定された場合に、前記チルトシリンダに作動油を供給することによって、前記ブレードの右チルト動作及び左チルト動作を、交互に連続して実行させるチルト制御部と、
を備えるブレード制御システム。 - 前記負荷が大きいほど前記右チルト動作および前記左チルト動作を実行する合計時間を長く設定するチルト動作時間設定部を備え、
前記チルト制御部は、前記チルト動作時間設定部によって設定された前記実行時間に応じて、前記右チルト動作および前記左チルト動作を実行する、
請求項1に記載のブレード制御システム。 - 前記チルトシリンダに作動油を供給する比例制御弁と、
前記負荷に基づいて前記比例制御弁の開口度を設定する開口度設定部と、
を備え、
前記開口度設定部は、前記負荷が大きいほど前記開口度を大きく設定し、
前記チルト制御部は、前記開口度設定部によって設定された前記開口度に応じて前記比例制御弁を制御する、
請求項1又は2に記載のブレード制御システム。 - 前記車体の理論車速を取得する理論車速取得部と、
前記車体の実車速を取得する実車速取得部と、
前記リフトフレームを上下に揺動させるリフトシリンダと、
前記実車速の前記理論車速に対する比が第2閾値よりも小さい場合に、前記リフトシリンダに作動油を供給することによって、前記ブレードを上昇させるリフト制御部と、
を備える、
請求項1乃至3のいずれかに記載のブレード制御システム。 - 前記車体のヨー角に基づいて、前記車体の旋回方向を検出する旋回方向検出部を備え、
前記チルト制御部は、前記旋回方向検出部によって左旋回中であることが検出された場合には右チルト動作から開始し、前記旋回方向検出部によって右旋回中であることが検出された場合には左チルト動作から開始する、
請求項1乃至4のいずれかに記載のブレード制御システム。 - 車体と、
請求項1乃至5のいずれかに係るブレード制御システムと、
を備える建設機械。 - 前記車体に取り付けられる一対の履帯を含む走行装置を備える請求項6に記載の建設機械。
- 車体に対して上下揺動可能に取り付けられるリフトフレームの先端に取り付けられるブレードに掛かる負荷が第1閾値を超えたか否かを判定し、前記ブレードに掛かる負荷が前記第1閾値を超えたと判定された場合に、前記ブレードを左右交互に連続してチルト動作させるブレード制御方法。
- 前記負荷が大きいほど、右チルト動作および左チルト動作それぞれのチルト幅を大きくする、
請求項8に記載のブレード制御方法。 - 前記負荷が大きいほど、右チルト動作および左チルト動作それぞれのチルト速度を大きくする、
請求項8又は9に記載のブレード制御方法。
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