JPS62268433A - 積込機械の自動掘削方法 - Google Patents
積込機械の自動掘削方法Info
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- JPS62268433A JPS62268433A JP10993686A JP10993686A JPS62268433A JP S62268433 A JPS62268433 A JP S62268433A JP 10993686 A JP10993686 A JP 10993686A JP 10993686 A JP10993686 A JP 10993686A JP S62268433 A JPS62268433 A JP S62268433A
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Landscapes
- Operation Control Of Excavators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
この発明は、ホイールローダ、ペイローダやトラクタシ
ョベル等の積込機械において、作業別アクチュエータを
負荷に応じてマイクロコンピュータ制御することにより
運転者の技術によらない効率良い掘削作業をなし傳るよ
うにした積込ぼ械の自l!7J翻削方法に関し、特に、
軟弱池等でのタイヤスリップを好適に防止するための改
良に関する。
ョベル等の積込機械において、作業別アクチュエータを
負荷に応じてマイクロコンピュータ制御することにより
運転者の技術によらない効率良い掘削作業をなし傳るよ
うにした積込ぼ械の自l!7J翻削方法に関し、特に、
軟弱池等でのタイヤスリップを好適に防止するための改
良に関する。
(従来の技術)
作業機アクチュエータとしてブームおよびバケットを有
するホイールローダ、ペイローダあるいはトラクタショ
ベル等の積込殿様は、コンパクトで小回りがきき、しか
も購入価格が安い等の点で土木作業現場、畜産分野、園
芸造園分野、除雪作業等の幅広い分野で使用されている
。
するホイールローダ、ペイローダあるいはトラクタショ
ベル等の積込殿様は、コンパクトで小回りがきき、しか
も購入価格が安い等の点で土木作業現場、畜産分野、園
芸造園分野、除雪作業等の幅広い分野で使用されている
。
この種の積込機械においては、ブームシリンダによって
ブームを上下に回動するとともにバケットシリンダによ
ってバケットにチルトおよびダンプ動作を行なわせるよ
うになっており、これらブームおよびバケットの回1l
lvJ作によって土砂等の躬削および積込作業を行なう
。
ブームを上下に回動するとともにバケットシリンダによ
ってバケットにチルトおよびダンプ動作を行なわせるよ
うになっており、これらブームおよびバケットの回1l
lvJ作によって土砂等の躬削および積込作業を行なう
。
ところで、上記の如きホイールローダにおけるバケット
の動きは足まわりと作業機リンクの動きの合成であるた
め、意図している方向へバケットを動かして掘削動作を
能率良く行なうには極めて高度な熟練を要し、この為、
未熟な運転者では、バケットを水平方向に突っ込み過ぎ
て垂直抵抗が過大になり車両後部が持ち上がる、あるい
はバケットが早く上がり過ぎて掘削土量が不足したりす
ることが多くあり、運転者の運転技術によって作業能率
が大きく変化するという問題点があった。
の動きは足まわりと作業機リンクの動きの合成であるた
め、意図している方向へバケットを動かして掘削動作を
能率良く行なうには極めて高度な熟練を要し、この為、
未熟な運転者では、バケットを水平方向に突っ込み過ぎ
て垂直抵抗が過大になり車両後部が持ち上がる、あるい
はバケットが早く上がり過ぎて掘削土量が不足したりす
ることが多くあり、運転者の運転技術によって作業能率
が大きく変化するという問題点があった。
そこで、本発明者等は特願昭61−29526号、特願
11n61−65181号あるいは特願昭61−651
82号等に示す技術によって上記問題点を解消するよう
にした。これらは作′@別負荷を検出し、該検出した負
荷に応じて作業機アクチュエータすなわちブームおよび
バケットをマイクロコンピュータ制御することにより、
運転者の技術によらない効率良い作業をなし得るように
したものであるが、これらの提案においては、自動掘削
開始時、ブームおよびバケットは初期位置に停止させた
状態で車両を走行させる水平貫入を行ない、水平掘削抵
抗が所定の設定値を越えた時点で。
11n61−65181号あるいは特願昭61−651
82号等に示す技術によって上記問題点を解消するよう
にした。これらは作′@別負荷を検出し、該検出した負
荷に応じて作業機アクチュエータすなわちブームおよび
バケットをマイクロコンピュータ制御することにより、
運転者の技術によらない効率良い作業をなし得るように
したものであるが、これらの提案においては、自動掘削
開始時、ブームおよびバケットは初期位置に停止させた
状態で車両を走行させる水平貫入を行ない、水平掘削抵
抗が所定の設定値を越えた時点で。
バケットおよびブームの駆動制御を開始するようにして
いる。
いる。
しかし、かかる提案では、軟弱地等でタイヤがスリップ
してしまった場合には掘削抵抗が作業□制御!Il開始
の設定値まで達しないことが多くあり、いつまでたって
も作業機が駆動されないという問題点がある。
してしまった場合には掘削抵抗が作業□制御!Il開始
の設定値まで達しないことが多くあり、いつまでたって
も作業機が駆動されないという問題点がある。
〔問題点を解決するための手段および作用〕そこで、こ
の発明では、バケットに加わる掘削抵抗の水平成分およ
び垂直成分を逐次検知し、該検知した水平掘削抵抗の推
移に基づき水平員入時のタイヤスリップを検知し、該ス
リップを検知した場合は該検知した時点から前記ブーム
またはバケットの駆動制御を開始するとともに、前記設
定値をスリップ時の水平掘削抵抗値に応じて自vJ修正
するようにして、再度のタイヤスリップを未然に防止す
るようにする。
の発明では、バケットに加わる掘削抵抗の水平成分およ
び垂直成分を逐次検知し、該検知した水平掘削抵抗の推
移に基づき水平員入時のタイヤスリップを検知し、該ス
リップを検知した場合は該検知した時点から前記ブーム
またはバケットの駆動制御を開始するとともに、前記設
定値をスリップ時の水平掘削抵抗値に応じて自vJ修正
するようにして、再度のタイヤスリップを未然に防止す
るようにする。
〔実施例)
第2図は、この発明を適用するホイールローダの外1!
4M成例を示すものであり、このホイールローダには、
バケット1の回転角θ1を検出するバケット角センサ2
、ブーム3の回転角θ2を検出するブーム角センサ4、
ブームシリンダ5に供給する圧油の油圧paを検出する
油圧センサ6(第2図中には図示せず)、バケットシリ
ンダ7に供給する圧油の油圧pbを検出する油圧センサ
8(第2図中には図示せず)が設けられている。
4M成例を示すものであり、このホイールローダには、
バケット1の回転角θ1を検出するバケット角センサ2
、ブーム3の回転角θ2を検出するブーム角センサ4、
ブームシリンダ5に供給する圧油の油圧paを検出する
油圧センサ6(第2図中には図示せず)、バケットシリ
ンダ7に供給する圧油の油圧pbを検出する油圧センサ
8(第2図中には図示せず)が設けられている。
これらバケット角センサ2、ブーム角セン勺4、油圧セ
ンサ6および8の検出値θ1、θ2 、P aおよびp
bは、第1図に示すようにマイク【コントロール10に
入力される。マイクロコンピュータ10においては、こ
れら検出値を用いB剤中にバケット1に加わる掘削抵抗
の水平成分Rhおよび垂直成分Rvを逐次計算し、自動
掘削モードのときこれら計算値RhおよびRVIC基づ
いて油圧回路20の駆動制御を行なう。
ンサ6および8の検出値θ1、θ2 、P aおよびp
bは、第1図に示すようにマイク【コントロール10に
入力される。マイクロコンピュータ10においては、こ
れら検出値を用いB剤中にバケット1に加わる掘削抵抗
の水平成分Rhおよび垂直成分Rvを逐次計算し、自動
掘削モードのときこれら計算値RhおよびRVIC基づ
いて油圧回路20の駆動制御を行なう。
この油圧回路20は、ブームシリンダ5を駆動するブー
ムコントロールバルブ21、バケットシシリンダ7を駆
動するバケットコントロールバルブ22、タンク23、
作業機ポンプ24、パイロットオペレートコントロール
(POC)ポンプ25、ブームコントロールバルブ21
の切換え制御を行なうリフト用パイロット弁26、バケ
ットコントロールバルブ22の切換え制御を行なうチル
ト用パイロット弁27で構成される通常のON・OFF
制御形式のタンデム回路構成に、マイクロコンピュータ
10からの切替信号S1およびS2によって夫々作動す
る切替弁3oおよび4゜を追加するようにした。切替弁
30はリフト用パイロット弁26からブームコントロー
ルバルブ21の上側(あげがわ)リフトスプール28へ
のパイロット管路に配設されており、切替信号S1が未
入力のときにはパイロット弁26と上側リフトスプール
28とを接続するが、切替信PiS1が入力されたとき
にはPoCポンプ25を上側リフトスプール28に直結
する。切替弁40はチルト用パイロット弁27からバケ
ットコントロールバルブ22のチルト側ダンプスプール
29へのパイロット管路に配設されており、切替信号S
2が未入力のときにはパイロット弁27とチルト側ダン
プスプール29とを接続するが、切替信号S2が入力さ
れたとぎには、PoCポンプ25をチルト側ダンプスプ
ール29に直結する。これら切替信@S1および$2は
スイッチ11の投入によって自vJ掘削モードが指定さ
れた時、マイクロコンピュータ10から入力される。
ムコントロールバルブ21、バケットシシリンダ7を駆
動するバケットコントロールバルブ22、タンク23、
作業機ポンプ24、パイロットオペレートコントロール
(POC)ポンプ25、ブームコントロールバルブ21
の切換え制御を行なうリフト用パイロット弁26、バケ
ットコントロールバルブ22の切換え制御を行なうチル
ト用パイロット弁27で構成される通常のON・OFF
制御形式のタンデム回路構成に、マイクロコンピュータ
10からの切替信号S1およびS2によって夫々作動す
る切替弁3oおよび4゜を追加するようにした。切替弁
30はリフト用パイロット弁26からブームコントロー
ルバルブ21の上側(あげがわ)リフトスプール28へ
のパイロット管路に配設されており、切替信号S1が未
入力のときにはパイロット弁26と上側リフトスプール
28とを接続するが、切替信PiS1が入力されたとき
にはPoCポンプ25を上側リフトスプール28に直結
する。切替弁40はチルト用パイロット弁27からバケ
ットコントロールバルブ22のチルト側ダンプスプール
29へのパイロット管路に配設されており、切替信号S
2が未入力のときにはパイロット弁27とチルト側ダン
プスプール29とを接続するが、切替信号S2が入力さ
れたとぎには、PoCポンプ25をチルト側ダンプスプ
ール29に直結する。これら切替信@S1および$2は
スイッチ11の投入によって自vJ掘削モードが指定さ
れた時、マイクロコンピュータ10から入力される。
尚、12はスリップランプ、13は設定値イニシ1Jラ
ンズスイッチである。
ンズスイッチである。
ここで、かかる実施例構成による自動掘削動作を説明す
る前に、第3図および第4図に従って水平抵抗Rhおよ
び垂直抵抗Rvの導出方法の一例を説明する。
る前に、第3図および第4図に従って水平抵抗Rhおよ
び垂直抵抗Rvの導出方法の一例を説明する。
この方法では、入力情報として、バケット回転角01、
ブーム回転角θ2、ブームシリンダ5に供給する圧油の
油圧paおよびバケットシリンダ7に供給する圧油の油
圧Pbを用い、これら検出値を用いて水平抵抗Rhおよ
び垂直抵抗Rvを導出する。
ブーム回転角θ2、ブームシリンダ5に供給する圧油の
油圧paおよびバケットシリンダ7に供給する圧油の油
圧Pbを用い、これら検出値を用いて水平抵抗Rhおよ
び垂直抵抗Rvを導出する。
いま、ブームシリンダ5およびバケットシリンダ7の断
面積を夫々3a 、3bとすると、各シリンダ5および
7のシリンダ力FaおよびFbはFa =Pa −8a
・・・< 1 )Fb =pb −
8b ・・・(2)となる。
面積を夫々3a 、3bとすると、各シリンダ5および
7のシリンダ力FaおよびFbはFa =Pa −8a
・・・< 1 )Fb =pb −
8b ・・・(2)となる。
ここで、抵抗作用点PD (XD 、 YD )がバ
ケット1の回転(回転角01)に対応して第4図に示す
如く変移していくと仮定する。この第4図に示すグラフ
において、縦軸はバケットの底板の先端点と抵抗作用点
PDとの間隔りし、横軸はバケット回転角θ1であり、
θh (固定値)はバケット1のサイドエツジ1aが水
平となる角度、lcはサイドエツジ1aの部分の長さで
ある。
ケット1の回転(回転角01)に対応して第4図に示す
如く変移していくと仮定する。この第4図に示すグラフ
において、縦軸はバケットの底板の先端点と抵抗作用点
PDとの間隔りし、横軸はバケット回転角θ1であり、
θh (固定値)はバケット1のサイドエツジ1aが水
平となる角度、lcはサイドエツジ1aの部分の長さで
ある。
ここで、ピンPaを中心とするX−Y座標を考え、バケ
ット1が回動筒のときのピンP1の座標を夫々(X1’
、Y1’)とすると、ブーム3がθ2回転した後のPl
の座標(×1.Yl)はとなり、またバケットピンP1
とバケット底板先端点に関する図示間隔を11、バケッ
ト底板とバケットのサイドエツジ1aとのなす角をψと
すると、バケット1およびブーム3が夫々θ1および0
2回転した後のpDの座標(XD 、 YD )は、X
D =X1 +j 1 COSθ1−[)Lco
s ψ ・(4)YD =Y1 +j 1 si
nθ1−DLsin ψ・(5)となり、第4図のグ
ラフに基づき、θ1,02回転後のPDの座標を特定す
ることができる。
ット1が回動筒のときのピンP1の座標を夫々(X1’
、Y1’)とすると、ブーム3がθ2回転した後のPl
の座標(×1.Yl)はとなり、またバケットピンP1
とバケット底板先端点に関する図示間隔を11、バケッ
ト底板とバケットのサイドエツジ1aとのなす角をψと
すると、バケット1およびブーム3が夫々θ1および0
2回転した後のpDの座標(XD 、 YD )は、X
D =X1 +j 1 COSθ1−[)Lco
s ψ ・(4)YD =Y1 +j 1 si
nθ1−DLsin ψ・(5)となり、第4図のグ
ラフに基づき、θ1,02回転後のPDの座標を特定す
ることができる。
いま、ここで第3図図示の各寸法をLl、L2 。
し3.L4.LSとし、ピンPOまわりのモーメントの
つり合いを考えると RV ・XD +Rh −YD−Fa −14−Fb
−Ls =O・・・(6) となり、またピンP1まわりのモーメントのつり合いを
考えると Rv ・(XD +X1)−Rh ・(Yl−YD )
−Fb’13=0 ・・・(7)となる。ま
た が成立するため、これら(6)(7)+8)式を解くこ
とによりRhおよびRVを求めることができる。
つり合いを考えると RV ・XD +Rh −YD−Fa −14−Fb
−Ls =O・・・(6) となり、またピンP1まわりのモーメントのつり合いを
考えると Rv ・(XD +X1)−Rh ・(Yl−YD )
−Fb’13=0 ・・・(7)となる。ま
た が成立するため、これら(6)(7)+8)式を解くこ
とによりRhおよびRVを求めることができる。
次に、第5図に示すフローチャートを参照して、かかる
実施例構成による自vJ拙削動作を説明する。
実施例構成による自vJ拙削動作を説明する。
この実施例では、水平抵抗Rhに関して3つの設定値R
hu1RhdおよびRhlRhu)Rhm>Rhd)を
設定する。また、垂直抵抗RVに関しては、第6図に示
すような設定値RVSを設定する。すなわち垂直抵抗設
定値RVSは、垂直抵抗RVによる前輪まわりのモーメ
ントを考えた場合、前輪からバケット重心までの距離の
水平成分がブーム3の回動に伴なってその長さが変化す
るため、前記垂直抵抗RVによる前輪まわりのモーメン
トを一定とすべくバケットピンP1の高さy(Ii!削
開始時を0としたバケットビン高さ)に応じて第6図に
示す如く変化させる。なお、第6図においてyaは掘削
終了ピン高さの設定値である。
hu1RhdおよびRhlRhu)Rhm>Rhd)を
設定する。また、垂直抵抗RVに関しては、第6図に示
すような設定値RVSを設定する。すなわち垂直抵抗設
定値RVSは、垂直抵抗RVによる前輪まわりのモーメ
ントを考えた場合、前輪からバケット重心までの距離の
水平成分がブーム3の回動に伴なってその長さが変化す
るため、前記垂直抵抗RVによる前輪まわりのモーメン
トを一定とすべくバケットピンP1の高さy(Ii!削
開始時を0としたバケットビン高さ)に応じて第6図に
示す如く変化させる。なお、第6図においてyaは掘削
終了ピン高さの設定値である。
さて、自a掘削を行なう場合、オペレータは、自1lJ
KA削モードスイッチ11を投入した後、エンジンを始
動し、ギヤを例えば1速にし、盛土に対して車両を走行
させる(ステップ10o)。この最初の掘削段階におい
ては、ブーム3およびバケット1を初期位置に停止させ
た状態で車両を走行させる水平突込み(貫入)掘削を行
なう。マイクロコンピュータ10は、上記スイッチ11
の投入を検知すると、バケット角センサ2、ブーム角セ
ンサ4、油圧センサ6および油圧センサ8の各検出値θ
1.θ2.PaおよびPbを取込み、これら検出値を用
いて先の第3図および第4図で説明した方法にしたがっ
て水平抵抗Rhおよび垂直抵抗RVを演痺する(ステッ
プ110)。
KA削モードスイッチ11を投入した後、エンジンを始
動し、ギヤを例えば1速にし、盛土に対して車両を走行
させる(ステップ10o)。この最初の掘削段階におい
ては、ブーム3およびバケット1を初期位置に停止させ
た状態で車両を走行させる水平突込み(貫入)掘削を行
なう。マイクロコンピュータ10は、上記スイッチ11
の投入を検知すると、バケット角センサ2、ブーム角セ
ンサ4、油圧センサ6および油圧センサ8の各検出値θ
1.θ2.PaおよびPbを取込み、これら検出値を用
いて先の第3図および第4図で説明した方法にしたがっ
て水平抵抗Rhおよび垂直抵抗RVを演痺する(ステッ
プ110)。
ここで、マイクロコンピュータ10はこの貫入掘削の際
、タイヤスリップが発生しているか否かを検出する(ス
テップ115)。タイヤスリップが発生していないとき
には、水平掘削Rhは、第7図(I)に示す如く、次第
にm大し、やがて設定値Rhnを超過するようになるが
、タイヤスリップが発生したときには前記水平抵抗Rh
は設定値Rhlには達せず、通常第8図に示す如く推移
する。
、タイヤスリップが発生しているか否かを検出する(ス
テップ115)。タイヤスリップが発生していないとき
には、水平掘削Rhは、第7図(I)に示す如く、次第
にm大し、やがて設定値Rhnを超過するようになるが
、タイヤスリップが発生したときには前記水平抵抗Rh
は設定値Rhlには達せず、通常第8図に示す如く推移
する。
すなわち、この場合、水平抵抗Rhはある時点でRhl
より小さいピーク値Rhsとった後、同第8図に示す如
く推移するので、マイクロコンピュータ10は貫入掘削
時、水平抵抗RhがRhraより小さいピーク値Rhs
をとり、その後水平抵抗RhがRh<Rhsである状態
がΔt (0,1〜0.4秒位)時間続いた場合、これ
をタイヤスリップと判定するようにする。マイクロコン
ピュータ10はこのようにしてタイヤスリップが検出さ
れた場合、前記設定値Rhnを下式に従って修正するこ
とにより次回掘削時からのタイヤスリップを未然に防止
するとともに(ステップ116)、 Rh1= k −Rhs (k= 0.5〜0.7)
ついで、スリップランプ12を点灯しくステップ117
)、タイヤスリップ発生を運転者に報知した後、直ちに
バケット1およびブーム3の駆動を開始するようにする
。
より小さいピーク値Rhsとった後、同第8図に示す如
く推移するので、マイクロコンピュータ10は貫入掘削
時、水平抵抗RhがRhraより小さいピーク値Rhs
をとり、その後水平抵抗RhがRh<Rhsである状態
がΔt (0,1〜0.4秒位)時間続いた場合、これ
をタイヤスリップと判定するようにする。マイクロコン
ピュータ10はこのようにしてタイヤスリップが検出さ
れた場合、前記設定値Rhnを下式に従って修正するこ
とにより次回掘削時からのタイヤスリップを未然に防止
するとともに(ステップ116)、 Rh1= k −Rhs (k= 0.5〜0.7)
ついで、スリップランプ12を点灯しくステップ117
)、タイヤスリップ発生を運転者に報知した後、直ちに
バケット1およびブーム3の駆動を開始するようにする
。
尚、タイヤスリップが検出されない場合、マイクロコン
ピュータ10は前記算出した水平抵抗Rhを前記設定値
Rhll1と比較し、(ステップ120)、Rh≦Rt
uaである場合はステップ100に戻り、ステップ10
0、ステップ110、ステラフ115手順を再び実行し
、その後、ステップ120の比較によりRh<Rhmと
なったことを検知した時点で作業機制御を開始するよう
にする。
ピュータ10は前記算出した水平抵抗Rhを前記設定値
Rhll1と比較し、(ステップ120)、Rh≦Rt
uaである場合はステップ100に戻り、ステップ10
0、ステップ110、ステラフ115手順を再び実行し
、その後、ステップ120の比較によりRh<Rhmと
なったことを検知した時点で作業機制御を開始するよう
にする。
この作業機制御に関し1、マイクロコンピュータ10は
まず切替信号S2を出力することにより切替弁40を切
替え、これによりPOCポンプ25の油圧をバケットコ
ントロールバルブ22のチルト側スプール29へ送り、
バケットシリンダ7をチルト側に駆動することによりバ
ケット1のチルト動作を開始する(ステップ13o)。
まず切替信号S2を出力することにより切替弁40を切
替え、これによりPOCポンプ25の油圧をバケットコ
ントロールバルブ22のチルト側スプール29へ送り、
バケットシリンダ7をチルト側に駆動することによりバ
ケット1のチルト動作を開始する(ステップ13o)。
この結果、水平抵抗Rhは、タイヤスリップが発生して
いないときには第7図(II>に示す如く減小し、また
タイヤスリップが発生しているときには第8図破線で示
す如く減小する。
いないときには第7図(II>に示す如く減小し、また
タイヤスリップが発生しているときには第8図破線で示
す如く減小する。
次に、マイクロコンピュータ10は、再び水平抵抗Rh
および垂直抵抗RVを算出しくステップ140) 、バ
ケットシリンダ7のストロークエンドを検知しない限り
(ステップ150)、今度は該算出した垂直抵抗RVを
前記第6図に示した垂直抵抗設定値RVSと比較し、R
V≦Rvsである場合は、さらに前記算出した水平抵抗
Rhを該水平抵抗の下限設定値Rhdと比較する(ステ
ップ170)。そして、この比較の結果、水平抵抗Rh
が下限設定値Rhdより大である場合(Rh>Rhd)
、マイクロコンピュータ10は前記切替信号S2の送出
を続行し、バケット1をさらにチルトさせる(ステップ
130)。これ以後、Rv≦RVSでかつ Rv>Rh
dである限り、マイクロコンピュータ10は切替信号S
2の送出を続行し、バケット1をさらにチルトさせる。
および垂直抵抗RVを算出しくステップ140) 、バ
ケットシリンダ7のストロークエンドを検知しない限り
(ステップ150)、今度は該算出した垂直抵抗RVを
前記第6図に示した垂直抵抗設定値RVSと比較し、R
V≦Rvsである場合は、さらに前記算出した水平抵抗
Rhを該水平抵抗の下限設定値Rhdと比較する(ステ
ップ170)。そして、この比較の結果、水平抵抗Rh
が下限設定値Rhdより大である場合(Rh>Rhd)
、マイクロコンピュータ10は前記切替信号S2の送出
を続行し、バケット1をさらにチルトさせる(ステップ
130)。これ以後、Rv≦RVSでかつ Rv>Rh
dである限り、マイクロコンピュータ10は切替信号S
2の送出を続行し、バケット1をさらにチルトさせる。
しかし、ステップ170における比較の結果、水平抵抗
Rhが下限設定値Rhdより小さくなった場合、マイク
ロコンピュータ10は切替信号S2の送出を停止してバ
ケット1のチルト動を一旦停止するとともに、今度は切
替信PiS1を出力することにより切替弁30を切Uえ
、POCポンプ25の油圧をブームコントロールバルブ
21の上側スプール28へ送り、ブームシリンダ5を上
側(あげがわ)に駆動することにより、ブーム3を上昇
させる(ステップ180)。このブームの上昇によって
、水平抵抗Rhは今度は第7図(III)に示す如く増
大する方向に向かう。
Rhが下限設定値Rhdより小さくなった場合、マイク
ロコンピュータ10は切替信号S2の送出を停止してバ
ケット1のチルト動を一旦停止するとともに、今度は切
替信PiS1を出力することにより切替弁30を切Uえ
、POCポンプ25の油圧をブームコントロールバルブ
21の上側スプール28へ送り、ブームシリンダ5を上
側(あげがわ)に駆動することにより、ブーム3を上昇
させる(ステップ180)。このブームの上昇によって
、水平抵抗Rhは今度は第7図(III)に示す如く増
大する方向に向かう。
次に、マイクロコンピュータ10は、再び水平抵抗Rh
、Rvを箇出しくステップ190)、ブーム角θ1が所
定の設定角を超えない限り(ステップ200)、今度は
該算出した垂直抵抗RVを前記設定値RVSと比較しく
ステップ210)、RV>RVSでない場合は、さらに
前記口出した水平抵抗Rhを該水平抵抗の上限設定値R
huと比較する(ステップ220)。そして、この比較
の結果、水平抵抗Rhが上限設定値Rhut、:満だな
い場合には(Rh≦Rhu)、マイクロコンピュータ1
oは、まずこの水平抵抗Rhを前回締出した水平抵抗値
Rto+と比較する(ステップ230)。そして、この
比較の結果がRh≧Rhpである場合には、マイクロコ
ンピュータ10は前記切8信号S1の送出を続行し、ブ
ーム3をさらに上昇させる(ステップ180)。そして
、これ以後、マイクロコンピュータ10はRV≦Rvs
、Rh≦Rhu。
、Rvを箇出しくステップ190)、ブーム角θ1が所
定の設定角を超えない限り(ステップ200)、今度は
該算出した垂直抵抗RVを前記設定値RVSと比較しく
ステップ210)、RV>RVSでない場合は、さらに
前記口出した水平抵抗Rhを該水平抵抗の上限設定値R
huと比較する(ステップ220)。そして、この比較
の結果、水平抵抗Rhが上限設定値Rhut、:満だな
い場合には(Rh≦Rhu)、マイクロコンピュータ1
oは、まずこの水平抵抗Rhを前回締出した水平抵抗値
Rto+と比較する(ステップ230)。そして、この
比較の結果がRh≧Rhpである場合には、マイクロコ
ンピュータ10は前記切8信号S1の送出を続行し、ブ
ーム3をさらに上昇させる(ステップ180)。そして
、これ以後、マイクロコンピュータ10はRV≦Rvs
、Rh≦Rhu。
Rh≧Rhpである限り切替信号S1の送出を続行し、
ブーム3の上げ回動を行なう。
ブーム3の上げ回動を行なう。
そして、マイクロコンピュータ1oは、ステップ220
における比較の結果がRh>Rhuとなった時点、すな
わち水平抵抗Rhが上限設定fa Rhuを超えた時点
で、切替信号S1の送出を停止してブーム3の上昇動を
停止するとともに、今度は切替信号S2を出力すること
によりバケット1のチルト動を再開する(ステップ13
0)。そのバケットのチルト肋によって水平抵抗Rhは
第7図(IV)に示す如く再び下降してゆく。
における比較の結果がRh>Rhuとなった時点、すな
わち水平抵抗Rhが上限設定fa Rhuを超えた時点
で、切替信号S1の送出を停止してブーム3の上昇動を
停止するとともに、今度は切替信号S2を出力すること
によりバケット1のチルト動を再開する(ステップ13
0)。そのバケットのチルト肋によって水平抵抗Rhは
第7図(IV)に示す如く再び下降してゆく。
また、マイクロコンピュータ10では、前述したブーム
3の上昇の最中に、水平抵抗Rhが前回の水平抵抗演算
M Rhpより小さくなったときには(Rh <Rhp
) 、前記同様切替信号S1の送出を停止してブーム3
の上昇動を一旦停止させるとともに、今度は切替信号$
2を出力してバケット1をチルトさせるようにしている
(ステップ130)。すなわち、ブームの上昇駆動中に
おいては、水平抵抗Rhが該水平抵抗の上限設定値Rh
uに達しないままゆっくり下降していくことがあり、こ
の場合、ブームは負荷による水平掘削抵抗Rhが不十分
なまま上昇され続けることになる。そごで。
3の上昇の最中に、水平抵抗Rhが前回の水平抵抗演算
M Rhpより小さくなったときには(Rh <Rhp
) 、前記同様切替信号S1の送出を停止してブーム3
の上昇動を一旦停止させるとともに、今度は切替信号$
2を出力してバケット1をチルトさせるようにしている
(ステップ130)。すなわち、ブームの上昇駆動中に
おいては、水平抵抗Rhが該水平抵抗の上限設定値Rh
uに達しないままゆっくり下降していくことがあり、こ
の場合、ブームは負荷による水平掘削抵抗Rhが不十分
なまま上昇され続けることになる。そごで。
ブーム上昇中においては、ステップ230で、現在の水
平抵抗llRhを直前に算出した水平抵抗値Rhpと比
較することにより、水平抵抗Rhの下降を検出し、該下
降が検出された場合には、第7図(V)に示す如くブー
ムの上昇動を停止してバケットをチルトさせることによ
り水平抵抗値Rhを強制的に下限設定値Rhdまで下げ
、その後、ブームを再び上昇させることにより水平抵抗
値Rhを上限設定値Rhuまで増大させるようにしてい
る。
平抵抗llRhを直前に算出した水平抵抗値Rhpと比
較することにより、水平抵抗Rhの下降を検出し、該下
降が検出された場合には、第7図(V)に示す如くブー
ムの上昇動を停止してバケットをチルトさせることによ
り水平抵抗値Rhを強制的に下限設定値Rhdまで下げ
、その後、ブームを再び上昇させることにより水平抵抗
値Rhを上限設定値Rhuまで増大させるようにしてい
る。
このようにして、ブームの上昇駆!lJオよびバケット
のチルト駆動を交互に繰返し行なうことで水平抵抗Rh
は上限設定値Rhuと下限設定値Rhdとの間を往復す
ることになる。かかる切替駆ジノを行っている間に垂直
抵抗RVが設定値RVSより大となると、マイクロコン
ピュータ10は、ステップ160またはステップ210
にd3いてこれを検出し、その後手順をステップ240
に移行する。すなわち、ステップ160においてRV>
RVSを検出した場合には、マイクロコンピュータ10
は切替信号$2の送出を続行することによって手順をス
テップ240に移行し、ステップ210においてRVン
RVSを検出した場合には切替信号$1の送出を停止し
、かつ切替信号S2を出力することによって手順をステ
ップ240に移行するようにする。
のチルト駆動を交互に繰返し行なうことで水平抵抗Rh
は上限設定値Rhuと下限設定値Rhdとの間を往復す
ることになる。かかる切替駆ジノを行っている間に垂直
抵抗RVが設定値RVSより大となると、マイクロコン
ピュータ10は、ステップ160またはステップ210
にd3いてこれを検出し、その後手順をステップ240
に移行する。すなわち、ステップ160においてRV>
RVSを検出した場合には、マイクロコンピュータ10
は切替信号$2の送出を続行することによって手順をス
テップ240に移行し、ステップ210においてRVン
RVSを検出した場合には切替信号$1の送出を停止し
、かつ切替信号S2を出力することによって手順をステ
ップ240に移行するようにする。
そして、この後マイクロコンピュータ10は所定の掘削
終了時まで、前記切替信号S2を出力し続けることによ
りバケット1を所定角チルトさせた後、今回の掘削動作
を終了する(ステップ250)。なお、掘削終了時の検
出方法としては、バケット1のサンドエツジ1aが水平
になった時点を掘削終了時とする方法、バケットビンP
1の地上高が所定高さとなった時点を掘削終了時とする
方法、バケットシリングのストロークエンドを検出する
方法等がある。
終了時まで、前記切替信号S2を出力し続けることによ
りバケット1を所定角チルトさせた後、今回の掘削動作
を終了する(ステップ250)。なお、掘削終了時の検
出方法としては、バケット1のサンドエツジ1aが水平
になった時点を掘削終了時とする方法、バケットビンP
1の地上高が所定高さとなった時点を掘削終了時とする
方法、バケットシリングのストロークエンドを検出する
方法等がある。
このように、この実施例によれば、掘削当初における貫
入掘削時、タイヤスリップが発生した場合、これを検知
し、直ちに作業機制御を開始するようにするとともに作
業機料tIII開始のための水平抵抗膜定地Rhlをス
リップしたときの水平抵抗のピーク値Rhsを用いて自
動修正するようにしたので、次回掘削時からは該修正し
た水平抵抗設定値に従って作業機制御が開始されるよう
になり、タイヤスリップを未然に防止することができる
。尚、路面が軟弱地から普通の地面に変化した場合等に
は、運転者は設定値イニシャライズスイッチ13を投入
するようにすれば、前記修正された水平抵抗設定値Rh
mを修正前の元の設定値にイニシャライズさせることが
できる。
入掘削時、タイヤスリップが発生した場合、これを検知
し、直ちに作業機制御を開始するようにするとともに作
業機料tIII開始のための水平抵抗膜定地Rhlをス
リップしたときの水平抵抗のピーク値Rhsを用いて自
動修正するようにしたので、次回掘削時からは該修正し
た水平抵抗設定値に従って作業機制御が開始されるよう
になり、タイヤスリップを未然に防止することができる
。尚、路面が軟弱地から普通の地面に変化した場合等に
は、運転者は設定値イニシャライズスイッチ13を投入
するようにすれば、前記修正された水平抵抗設定値Rh
mを修正前の元の設定値にイニシャライズさせることが
できる。
ところで、上記制afF順において、バケットシリンダ
のストロークエンドを検出した場合(ステップ150)
、またはブーム角が所定の設定値を超えた場合(ステ
ップ200)には、手順をステップ240に移行し、そ
の後掘削動作を終了させるようにする。これは、水平抵
抗値Rhおよび垂直抵抗値RVと各設定値Rhd、Rh
uおよびRVSとの比較に基づく切替え制御だけでは、
掘削動作がいつまでも終了しないことがあり、その対策
として上記ステップを追加するようにした。
のストロークエンドを検出した場合(ステップ150)
、またはブーム角が所定の設定値を超えた場合(ステ
ップ200)には、手順をステップ240に移行し、そ
の後掘削動作を終了させるようにする。これは、水平抵
抗値Rhおよび垂直抵抗値RVと各設定値Rhd、Rh
uおよびRVSとの比較に基づく切替え制御だけでは、
掘削動作がいつまでも終了しないことがあり、その対策
として上記ステップを追加するようにした。
ざらに、上記制御手順においては、最初、水平抵抗Rh
を上限設定値Rhuより小なる値である設定1ia R
haと比較し、Rh>Rhiとなった時点でバケットチ
ルト動を開始するようにした。すなわち、掘削開始時に
おいては車速が速すぎるためにバケットの回動開始が遅
れぎみになり、この結果、タイヤのスリップ等が発生す
ることが多く、この対策として、掠削当初においては水
平抵抗Rhを上限設定値Rhuより小さい設定値Rh+
1と比較するようにして、バケット回動開始タイミング
を故意に速めるようにした。勿論、かかる対策を施した
ほうが望ましいのであるが、前記設定値Rhnを上限設
定ff1Rhuで代用し、水平抵抗に関しては上限設定
rBRhuおよび下限設定値Rhdのみを設定するよう
にしてもよい。
を上限設定値Rhuより小なる値である設定1ia R
haと比較し、Rh>Rhiとなった時点でバケットチ
ルト動を開始するようにした。すなわち、掘削開始時に
おいては車速が速すぎるためにバケットの回動開始が遅
れぎみになり、この結果、タイヤのスリップ等が発生す
ることが多く、この対策として、掠削当初においては水
平抵抗Rhを上限設定値Rhuより小さい設定値Rh+
1と比較するようにして、バケット回動開始タイミング
を故意に速めるようにした。勿論、かかる対策を施した
ほうが望ましいのであるが、前記設定値Rhnを上限設
定ff1Rhuで代用し、水平抵抗に関しては上限設定
rBRhuおよび下限設定値Rhdのみを設定するよう
にしてもよい。
この場合、タイヤスリップを検出したとき、作業医制御
開始のための設定値(Rhnに対応)は前述した補正式
に従って修正するようにするが、ブーム上昇を一時停止
させるための上限設定値R+11Jは修正せずにそのま
ま設定された値を維持させるようにしなくてはならない
。すなわち、この場合タイヤスリップ検出後は作業派制
御開始のための設定値とブーム上昇一時停止タイミング
を識別させるための設定値とは別の値を用いるようにす
るのである。
開始のための設定値(Rhnに対応)は前述した補正式
に従って修正するようにするが、ブーム上昇を一時停止
させるための上限設定値R+11Jは修正せずにそのま
ま設定された値を維持させるようにしなくてはならない
。すなわち、この場合タイヤスリップ検出後は作業派制
御開始のための設定値とブーム上昇一時停止タイミング
を識別させるための設定値とは別の値を用いるようにす
るのである。
尚、本発明においては水平抵抗Rhおよび垂直抵抗RV
を求めるための演算方法は、第3図および第4図を用い
て説明した方法に限るわけでなく、例えば他にロードセ
ル等の荷重計によってバケットに加わる負荷を検出し、
該検出値と水平および垂直抵抗RhおよびRVとの力の
つり合いに基づきRhおよびRVを求めるようにしても
よい。
を求めるための演算方法は、第3図および第4図を用い
て説明した方法に限るわけでなく、例えば他にロードセ
ル等の荷重計によってバケットに加わる負荷を検出し、
該検出値と水平および垂直抵抗RhおよびRVとの力の
つり合いに基づきRhおよびRVを求めるようにしても
よい。
また、バケットおよびブームの駆動の手法も上記実施例
で示したものに限らず、他に、例えば特願昭61−29
526号あるいは特願昭61−65181号に示したよ
うな駆動方法を用いるようにしてもよい。
で示したものに限らず、他に、例えば特願昭61−29
526号あるいは特願昭61−65181号に示したよ
うな駆動方法を用いるようにしてもよい。
また、本発明を適用する積込職域もホイールローダに限
るわけでなく、他にベイローダ、トラクタショベル等、
作業■アクチュエータとしてブームおよびバケットを有
するもの全ての機械に適用可能である。
るわけでなく、他にベイローダ、トラクタショベル等、
作業■アクチュエータとしてブームおよびバケットを有
するもの全ての機械に適用可能である。
以上説明したように、この発明によれば、掘削貫入時の
掘削水平抵抗の推移からタイヤスリップを検知し、該タ
イヤスリップが検知された時点から直ちに作業闘制御を
開始するようにするとともに、作業別制御開始の設定値
をスリップしたときの掘削水平抵抗を用いて自動修正す
るようにしたので作業ぼがいつまでたっても駆動されな
いといったことが無くなり、また、次回掘削時からのク
イレスリップを未然に防止することができるようになる
。
掘削水平抵抗の推移からタイヤスリップを検知し、該タ
イヤスリップが検知された時点から直ちに作業闘制御を
開始するようにするとともに、作業別制御開始の設定値
をスリップしたときの掘削水平抵抗を用いて自動修正す
るようにしたので作業ぼがいつまでたっても駆動されな
いといったことが無くなり、また、次回掘削時からのク
イレスリップを未然に防止することができるようになる
。
第1図はこの発明の一実施例について全体的制611
@成例を示す概略図、第2図はホイールローダの外観的
構成および各センサの配設例を示す側面図、第3図は水
平・垂直抵抗Rh 、Rvを求めるための演算例を説明
するための図、第4図は同演粋例に用いる抵抗作用点の
設定移動軌跡の1例を示すグラフ、第5図は同実施例の
具体作用例を示すフローチャート、第6図は垂直抵抗設
定値RVSとバケット高さyとの関係を示すグラフ、第
7図は本実施例による水平抵抗の変化例を示す図、第8
図はタイヤスリップが発生したときの水平抵抗の変化例
を示す図である。 1・・・バケット、2・・・バケット角センサ、3・・
・ブーム、4・・・ブーム角センサ、5・・・ブームシ
リンダ、6.8・・・油圧センサ、7・・・バケットシ
リンダ、10・・・マイクロコンピュータ、11・・・
自U> &、削スイッチ、12・・・スリップランプ、
13・・・設定値イニシャライズスイッチ、20・・・
油圧回路、21・・・ブームコントロールバルブ、22
・・・バケットコントロールバルブ、23・・・タンク
、24・・・作業別ポンプ、25・・・POCポンプ、
26・・・リフト用パイロット弁、27・・・チルト用
パイロット弁、28゜2つ・・・スプール、30.40
・・・切替弁。 第3図 第4図 第6図 時間 第7図 第8図
@成例を示す概略図、第2図はホイールローダの外観的
構成および各センサの配設例を示す側面図、第3図は水
平・垂直抵抗Rh 、Rvを求めるための演算例を説明
するための図、第4図は同演粋例に用いる抵抗作用点の
設定移動軌跡の1例を示すグラフ、第5図は同実施例の
具体作用例を示すフローチャート、第6図は垂直抵抗設
定値RVSとバケット高さyとの関係を示すグラフ、第
7図は本実施例による水平抵抗の変化例を示す図、第8
図はタイヤスリップが発生したときの水平抵抗の変化例
を示す図である。 1・・・バケット、2・・・バケット角センサ、3・・
・ブーム、4・・・ブーム角センサ、5・・・ブームシ
リンダ、6.8・・・油圧センサ、7・・・バケットシ
リンダ、10・・・マイクロコンピュータ、11・・・
自U> &、削スイッチ、12・・・スリップランプ、
13・・・設定値イニシャライズスイッチ、20・・・
油圧回路、21・・・ブームコントロールバルブ、22
・・・バケットコントロールバルブ、23・・・タンク
、24・・・作業別ポンプ、25・・・POCポンプ、
26・・・リフト用パイロット弁、27・・・チルト用
パイロット弁、28゜2つ・・・スプール、30.40
・・・切替弁。 第3図 第4図 第6図 時間 第7図 第8図
Claims (2)
- (1)ブームおよびバケットを有する積込機械のバケッ
トに加わる掘削抵抗の水平成分および垂直成分を逐次検
知し、前記積込機械を走行させた後前記検知した水平掘
削抵抗が所定の設定値を越えた時点から前記検知した水
平掘削抵抗および垂直掘削抵抗に応じてブームおよびバ
ケットを自動的に駆動制御するようにして掘削を行なう
積込機械の自動掘削方法において 前記検知した水平掘削抵抗の推移に基づき前記積込機械
のスリップを検知し、該スリップを検知した場合は該検
知した時点から前記ブームまたはバケットの駆動制御を
開始するとともに、前記設定値をスリップ時の水平掘削
抵抗値に応じて自動修正するようにしたことを特徴とす
る積込機械の自動掘削方法。 - (2)前記積込機械を走行させた後前記検知した水平掘
削抵抗が前記設定値より小さいピーク値をとり、その後
水平掘削抵抗が所定時間以上前記ピーク値を越えないと
き、これをスリップとして検知するとともに、スリップ
を検知した場合、前記ピーク値に所定の係数値を掛ける
ことにより前記設定値の修正を行なう特許請求の範囲第
(1)項記載の積込機械の自助掘削方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10993686A JPS62268433A (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | 積込機械の自動掘削方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10993686A JPS62268433A (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | 積込機械の自動掘削方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62268433A true JPS62268433A (ja) | 1987-11-21 |
Family
ID=14522862
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10993686A Pending JPS62268433A (ja) | 1986-05-14 | 1986-05-14 | 積込機械の自動掘削方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62268433A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7725234B2 (en) | 2006-07-31 | 2010-05-25 | Caterpillar Inc. | System for controlling implement position |
US8083004B2 (en) | 2007-03-29 | 2011-12-27 | Caterpillar Inc. | Ripper autodig system implementing machine acceleration control |
WO2020003637A1 (ja) * | 2018-06-29 | 2020-01-02 | 株式会社小松製作所 | 作業機械、および作業機械を含むシステム |
CN111655940A (zh) * | 2018-06-29 | 2020-09-11 | 株式会社小松制作所 | 作业机械及包括作业机械的*** |
US11881061B2 (en) | 2018-06-29 | 2024-01-23 | Komatsu Ltd. | Work machine and system including work machine |
-
1986
- 1986-05-14 JP JP10993686A patent/JPS62268433A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7725234B2 (en) | 2006-07-31 | 2010-05-25 | Caterpillar Inc. | System for controlling implement position |
US8083004B2 (en) | 2007-03-29 | 2011-12-27 | Caterpillar Inc. | Ripper autodig system implementing machine acceleration control |
WO2020003637A1 (ja) * | 2018-06-29 | 2020-01-02 | 株式会社小松製作所 | 作業機械、および作業機械を含むシステム |
JP2020002696A (ja) * | 2018-06-29 | 2020-01-09 | 株式会社小松製作所 | 作業機械、および作業機械を含むシステム |
CN111655940A (zh) * | 2018-06-29 | 2020-09-11 | 株式会社小松制作所 | 作业机械及包括作业机械的*** |
US11753802B2 (en) | 2018-06-29 | 2023-09-12 | Komatsu Ltd. | Work machine and system including work machine |
US11881061B2 (en) | 2018-06-29 | 2024-01-23 | Komatsu Ltd. | Work machine and system including work machine |
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