JPS5849658B2

JPS5849658B2 - グレ−ダノブレ−ドジドウセイギヨソウチ

Info

Publication number: JPS5849658B2
Application number: JP15129475A
Authority: JP
Inventors: 太四郎竹田
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1975-12-19
Filing date: 1975-12-19
Publication date: 1983-11-05
Also published as: JPS5275003A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はグレーダのフレードに加わる負荷が一定以上大
きくなった場合自動的にブレード匍脚して負荷を軽減さ
せるようにしたグレーダのブレード自動制御装置に関す
る。

モータグレーダにより土工作業、除雪作業を行う場合ブ
レードに加わる負荷が大き過ぎるとエンスト或はスリッ
プ等を起して走行不能となる。

これを回避するためにはブレードを回転させるか或は上
昇させるのであるが、一般にこのようなブレード制脚は
手動で行うようになっており、従って走行作業中に上記
匍脚を行う場合にはカジ取り・・ンドルを手離さなけれ
ばならず非常に危険であり且つ作業能率も低下する。

従来上述のような場合にブレードを自動制御する方法と
しては、前輪と後輪との回転数の比或は差を検出し、こ
の検出値が基準値より小さく或は大きくなったときにブ
レードを自動的に上昇させる方法、または、エンジン回
転数の低下或はトルコンの入出力軸の回転数比等により
負荷の増大を判別してブレードを上昇させる方法等があ
る。

しかしながら、上記前者にお（・ては駆動輪のスリップ
が生じたときに初めて負荷を検出し得るものであるため
にスリツプせずにエンストを起した場合には上述のブレ
ード制御２行うことができず、また、後者にお（・ては
上述とは反対に駆動輪がスリツプした場合には負荷を検
出することができなＬ−ｏ更に、上述の各方法はブレー
ドを上昇させることのみによって負荷の軽減を行わせる
ために仕上り面に段差が生じる等の欠点がある。

本発明は上述の欠点を除去する目的でなされたもので、
エンジン回転数とスロットルレバーの開度とを比較して
過負荷信号を得、更にエンジン回転数と自由輪の回転数
とを比較してスリップ信号を得、これらの（・ずれの信
号が検出された場合でも、該信号が検出されてＬ・る間
先ず、ブレードを推進角を大きくする方向に所定の角度
ずつ順次回動させて負荷の軽減を行Ｌ・、該回動角が一
定角に達した場合にお（・ても尚上記信号が検出される
場合には、該信号が検出されて℃・る間ブレードを所定
の高さだけ順次上昇させて負荷を軽減させるようにした
グレーダのブレード自動制御装置を提供するものである
。

以下本発明を添附図面の一実施例に基Ｌ・て詳述する。

第１図におち・て、エンジン回転数検出器１は当該グレ
ーダ（図示せず）に搭載された駆動用エンジン（図示せ
ず）の回転数Ｎを検出し、該回転数Ｎに応じた信号ｅ１
を出力して演算回路４，５に加える。

スロットルレバー開度検出器２は前記エンジンのスロッ
トルレバー（図示せず）の開度を検出し開度に応じた信
号ｅ２を出力して前記演算回路４に加える。

遊動輪（この場合は前輪）回転数検出器３は前輪（図示
せず）の回転数に応じた信号ｅ３を出力し前記演算回路
５に加える。

スロットルレバー（図示せず）をある開度αだけ開くと
無負荷の場合のエンジン回転数Ｎが決まるが、負荷が大
きくなるとその回転数Ｎは低下してくる。

従って、演算回路４でＮ、αの比Ｎ４すなわち前記人力
信号ｅ１，ｅ２の比ｅ！／ｅ２を演算し、該演算値
に応じた信号ｅ４を出力して比較回路６に加える。

比較回路６はこの信号ｅ４と基準値Ｅ１とを比較し
、ｅ４＜ＥＩとなると過負荷であると判断して過
負荷信号ｅ６を出力しオア回路８に加える。

一方、過負荷により上述のようにエンストを起さず駆動
輪（図示せず）がスリツプした場合には上記方法のみで
は過負荷を検出することができなＬ・。

しかしながら、過負荷により駆動輪（図示せず）がスリ
ツプすると該駆動輪の回転数は前輪（遊動輪）の回転数
よりも増加する。

従って、演算回路５でこの前輪の回転数ｎと駆動輪の回
転数すなわちエンジン回転数Ｎとの比ｎ／Ｎ、すなわち
前記信号ｅ３と０１との比ｅ３／ｅ１を演算し、
該演算値に応じた信号ｅ５を出力して比較回路７に加え
る。

比較回路７はこの入力信号ｅ５と基準値Ｅ２とを比較
し、ｅ５＜Ｅ２となると過負荷による駆動輪スリ
ップと判断してスリップ信号ｅ７を出力し前記オア回路
８に加える。

尚、上記演算におも・では入力信号の「比」を求めてＬ
・るが「差」を求めてもよＬ・。

オア回路８は過負荷信号ｅ５、スリップ信号ｅ７のどち
らか一方でも加えられてＬ・る間信号ｅｇ（第４図
ａ）を出力し、ゲート回路９，１７に加える。

尚、この場合駆動輪の回転数として直接エンジン回転数
Ｎを使用したが、変速機がある場合には、例えばその変
速比に応じた適当な係数Ｃｎを上記値Ｎに乗算して使用
することは言うまでもなＬ・が、説明の便宜上前述のよ
うに値Ｎをそのまま使用してＬ・る。

フレード２３は円輪板２２に固設されており、該円輪板
２２はリフトシリンダ２５，２６のロツド２５ａ，２６
ａに夫々固設されて℃・る。

油圧モータ２１は歯車系（図示せず）を介して前記円輪
板２２に結合されており、パイプ３１，３２から供給
される作動油に基（・て該円輪板２２を反時計方向或は
時計方向に回動させる。

また、リフトシリンダ２５，２６はパイプ３３を介して
供給される作動油に基Ｌ・て該円輪板２２を上動させる
。

従って、ブレード２３はこれら油圧モータ２１，シリン
ダ２５，２６により反時計、時計方向に回動制御され且
つ上動制御される。

ブレード回転方向検出器１２は例えば回転型ポテンショ
メータで歯車系（図示せず）を介して前記円輪板２２に
結合されており、該円輪板２２すなわちブレード２３０
回動力向及び回動角に応じた信号ｅｖを出力して比較回
路１３．１４に加える。

この回転型ポテンショメータ１２は例えば第３図に示す
ように、抵抗体部１２ａの両端子１２ｂ，１２ｃには夫
々十■、−■の電圧が印加されており、可動接点部１２
ｄは前記歯車系を介して円輪板２２に従動して該抵抗体
部１２ａ上を摺動移行し、接続端子１２ｅを介して前記
信号ｅｖを出力する。

すなわち、ブレード２３がグレーダの進行方向に対して
直角（第２図におち・てブレード２３の回動角θ１がＯ
）のときには０、ブレード２３が反時計方向、時計方向
に回動した場合にはその回動方向及び回動角θに応じた
極性及び大きさのブレード回動信号十ｅｙ、ｅｙを出
力する。

比較回路１３は入力信号ｅｖが＋ｅｖである場合には信
号Ｃ１を、一ｅｖである場合にはＣ２を出力し夫々アン
ド１５．１６に加える。

比較回路１４は入力信号ｅｙの絶対値ｌｅｖｌと基準
値Ｅ３とを比較し、ｌｅｖｌ＜Ｅ３である場合には
ゲート信号ｇ１を、ｌｅｖｌ＞Ｅ３である場合に
はゲート信号ｇ２を出力し、これらのゲート信号ｇ１、
ｇ２を前記ゲート回路９，１７に印加して該ゲート回路
９，１７を開放する。

この基準値Ｅ３はフν−ド２３の反時計、時計方向の最
大回動角θＭＡＸ世比ばθゆ６０° に対応した信号で
ある。

このようにブレード２３の最大回動角θゆを一定角に制
限した理由は、回動角を大きくすればこれに応じてブレ
ド２３に加わる負荷を小さくすることができるが、ブレ
ード２３の押上幅が減少してし−ｊ５ために却って作業
能率が低下する。

従って、ブレード２３０回動角を一定角以下に制限し、
この最大回動角まで回動制御しても尚かつブレード２３
に加わる負荷を軽減し得なＬ・場合には、フレード２３
を上動させて負荷軽減を行なうものである。

勿論、上記最大回動角θゆはブレード２３の長さ等に基
（・て最適の値に設定することは言うまでもな℃・０パ
ルス発生器１１は信号ｅ８がゲート回路９を介して加え
られると、該信号ｅ８が加えられてＬ・る間パルス信号
Ｐ１（第４図Ｃ）を出力して前記各アンド回路１５，１
６に加える。

パルス幅可変器１０はパルス発生器１１から出力するパ
ルス信号Ｐ１のパルス幅Ｔ１を適宜の幅に設定するた
めのものである。

すなわち、作業の対象が土であるか砂であるか或は砂利
であるか等により、後述する１個のパルス信号Ｐ１によ
るブレード２３０１回の制御回動角θ１を最適の値に設
定する。

尚、この回動角θ．は予め実験等に基Ｌ・て決定する。

アンド回路１５．１６はアンド条件が成立すると夫々信
号Ｓ１、Ｓ２を出力し方向切換電磁弁（以下単に電磁弁
と（・う）２０のソレノイド２０Ｓａ、２０Ｓｂを夫々
付勢する。

この電磁弁２０はソレノイド２０Ｓａ、２０Ｓｂが付勢
されると夫々位置２０Ａ、２０Ｂに切換えられ、Ｌ・ず
れのソレノイド２０Ｓａ，２０Ｓｂも付勢されな（・と
きには中位置２０ｃに切換えられる。

そして、該電磁弁２０が位置２０Ａ、２０Ｂに切換えら
れると前記油圧モータ２１が前記円輪板２２を反時計、
時計方向に回動制御する。

パルス発生器１９は前記信号ｅ８がゲート回路１７を介
して加えられると、該信号ｅ８が加えられている間パル
ス信号Ｐ２（第４図ｆ）を出力し、切換電磁弁（以下
単に電磁弁とＬ・う）２４のソレノイド２４Ｓを付勢す
る。

該電磁弁２４はソレノイド２４Ｓが付勢されると位置２
４Ａに切換えられ、付勢されなＬ・ときには中位置２４
Ｂに切換えられる。

そして、該電磁弁２４が位置２４Ａに切換えられると、
リフトシリンダ２５．２６が短縮して円輪板２２を上動
制御する。

パルス幅可変器１８は前記パルス発生器１９から出力す
るパルス信号Ｐ２のパルス幅Ｔ２を適宜の値に設定する
ためのものである。

すなわち、前述のパルス幅可変器１０と同様に作業対象
に応じて上記１個のパルス信号Ｐ２による１回のブレー
ド上昇量ｈｒを最適の値に設定するもので予め実験等に
基Ｌ・て決定する。

さて、ブレード２３を当該グレーダの進行方向に対して
反時計方向に所定の回動角θ１（第２図）、且つブレ
ード下端部２３ａが地面３０に接する（第１図）ように
設定して整地作業を実施してＬ・るとする。

この状態におＬ・てはブレード２３の回動角θ１は当然
θ１〈θエであり、従って、ブレード回転方向検出器１
２は回動角θ１に応じた信号十ｅｖを出力しており、該
信号十ｅｖ１を比較回路１３，１４に加えてＬ・る。

そして、比較回路１３は該入力信号＋ｅＶ１に基Ｌ・て
信号Ｃ１を出力してアンド回路１５に加え、比較回路１
４はｌｅｖ＋〈Ｅ３に基（゛てゲート信号ｇｌ（第
４図ｂ）を出力してゲート回路９に加え該ゲート回路９
を開放してＬ・る。

今、ブレード２３に加わる負荷が増大し時刻ｔ１におＬ
・て例えば前記比較回路６から過負荷信号ｅ６が出力さ
れたとする。

オア回路８は該信号ｅ６に基Ｌ・て信号ｅＢ（第４図
ａ）を出力しゲート回路９を介してパルス発生器１１に
加える。

パルス発生器１１は信号ｅ８が加えられるとパルス信号
Ｐ１（同図Ｃ）を出力してアンド回路１５．１６に加え
る。

従って、アンド回路１５０条件が成立し該アンド回路１
５が信号Ｓ１（前記パルス信号Ｐ１と同じ）を出力し、
電磁弁２００ソレノイド２０Ｓａを時間Ｔ１の間付勢
する。

該電磁弁２０はこの時間Ｔ１の間位置２０Ａに切換えら
れ油圧モータ２１を介して前記円輪板２２を反時計方向
にθ．だげ回動させる。

従ってブレード２３の回動角がθ７だげ増大してθ１＋
θＴ（同図ｄ）となり、この増加分だけ該ブレード２３
に加わる負加が軽減される。

このようにして、パルス信号Ｐ１が発生されてＬ・る
間順次ブレード２３を反時計方向に回動させて（同図ｄ
）負荷を軽減する。

そして、時刻ｊｍにお（・てブレード２３の回動角θ
が最犬角θユに達すると、ブレード回転方向検出器１２
の出力信号十ｅｖが比較回路１４０基準値Ｅ３に対して
１ｅｖ１≧Ｅ３となり、前述したようにゲート信号ｇ１
が該比較回路１４から出力されなくなり（同図ｂ）、ゲ
ート回路９が閉成され、同時にゲート信号ｇ２が出力さ
れて（同図ｅ）、ゲート回路１７が開放される。

従って、パルス発生器１１がパルス信号Ｐ１を出力せ
ず（同図Ｃ）、電磁弁２０カ１中位置２０Ｃに切換えら
れ、ブレード２３が前記最犬回動角θ。

の位置に停止保持される（同図ｄ、第２図）。

ブレード２３が上述のようにして最大回動角θゆの位置
まで回動制御された状態におち・ても尚且つ当該ブレー
ド２３に加わる負荷が減少せず、過負荷信号ｅ６が依然
として出力されてＬ・ると、これに応じてオア回路８が
信号ｅ８を出力し続ける（同図ａ）。

この信号ｅ８はゲート回路１７を介してパルス発生器１
９に加えられる。

パルス発生器１９はこの信号ｅ８が加えられると該信号
ｅ８が加えられた時刻ｔｍからパルス信号Ｐ２を出力し
（同図ｆ）、電磁弁２４０ソレノイド２４Ｓを付勢する
。

電磁弁２４はソレノイド２４Ｓが付勢されろ時間Ｔ２の
間位置２４Ａに切換えられる。

従って、リフトシリンダ２５．２６が短縮してフレード
２３をｈＴだげ上動させる（同図ｇ）。

このブレード２３の上動に応じて当該ブレード２３に加
わる負荷が減少する。

このようにしてブレード２３がパルス信号Ｐ２に応じて
順次上動制御されるにつれ、負荷が軽減される。

そして、ブレード２３が高さｈδまで上動制御された時
刻ｔｎにお（・て（同図ｇ）、前述の過負荷信号ｅ６が
出力されなくなったとする。

従って、オア回路８の信号ｅ８がＯ（同図ａ）となり、
パルス発生器１９からパルス信号Ｐ２が出力されなくな
る（同図ｆ）。

従って、電磁弁２４が位置２４Ｂに切換えられ、リフト
シリンダ２５．２６が該位置で停止しブレード２３を前
述の高さｈδの位置に停止保持する。

上述のようにしてブレード２３の制御を行うことにより
当該ブレード２３に加わる負荷を軽減することができる
。

尚、上記実施例にお（・では過負荷信号ｅ６によるブレ
ード制御につＬ・て記述したが、スリップ信号ｅ７であ
っても上述と全く同様にブレード制御を行うことができ
る。

更に、上記実施例にお（・てはブレードを反時計方向に
回動制御した場合につ℃・て説明したが、これとは反対
に時計方向に回動制御する場合も前述と同様に行うこと
ができる。

但し、本発明におし・では前述したように最初に設定し
たブレードの設定角の方向に当該ブレードを回動させて
回動角を増加することにより負荷軽減を行うため、上述
の場合には最初のブレードの設定角を時計方向の角度と
することが必要であることは言うまでもなん・。

以上説明したように本発明によれば、車輪のエンジン回
転数の低下及び車輪のスリップの両方でブレードの過負
荷検出を行うために如何なる場合にお（゛ても確実に過
負荷状態を検出することができる。

しかも、先ず、ブレードを回動させて負荷軽減を行（・
、それでも尚且つ過負荷である場合にのみブレード上動
制御を行うことにより余程の過負荷でな（゛限り負荷軽
減により仕上げ面が段差になることはない。

更に、オペレータが高度の操縦技術を習得して℃・なく
とも安全且つ容易にグレーダを操作することができ、且
つ負荷軽減により作業能率を低下させることがなＬ・等
の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るグレーダのブレード自動制御装置
の一実施例を示すブロック図、第２図は第１図に示すブ
レードの動作説明図、第３図は本装置に使用するブレー
ド回転方向検出器の一実施例を示す図、第４図は第１図
に示す回路の各部出力信号波形及びブレードの制御を示
すグラフである。１・・・エンジン回転数検出器、２・・・スロットルレ
バー開度検出器、３・・・遊動輪回転数検出器、４，５
・・・演算回路、６，７，１３，１４・・・比較回路、
８・・・オア回路、９，１７・・・ゲート回路、１０
．１８・・・パルス幅可変器、ＩＬ１９・・・パルス
発生器、１２・・・ブレード回転方向検出器、１５．１
６・・・アンド回路、２０．２４・・・電磁弁、２１・
・・油圧モータ、２２・・・円輪板、２３・・・ブレー
ド、２５，２６・・・リフトシリンダ、２７．２８・・
・油圧ポンプ、３１〜３４・・・パイプ、３０・・・犬
地、Ｔ１，Ｔ２・・・ドレインタンク。

Claims

【特許請求の範囲】

１エンジン回転数とスロットルレバー開度との比較に
基Ｌ・てブレード過負荷信号を得る手段と、前記エンジ
ン回転数と遊動輪回転数との比較に基（・てブレード過
負荷による車輪のスリップ信号を得る手段と、ブレード
回動機構部に配され車輪の進行方向に対するブレードの
回動力向及び回動角に応じた極性及び大きさのブレード
回動信号を得る手段と、前記過負荷信号、スリップ信号
のＬ・ずれかと前記ブレード回動信号とに基（・てブレ
ードをその回動角が増加する方向に回動させかつ前記ブ
レード回動信号が一定値を超えたときに、前記ブレード
の回動を停止させて該ブレードを上動させろ手段とを具
えてなるグレーダのブレード自動制御装置。