JP2005248697A - Rotor type excavation work vehicle and rotor excavation control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロータ式掘削作業車両及び同ロータ式掘削作業車両を用いたロータ掘削制御方法に関する。 The present invention relates to a rotor excavation work vehicle and a rotor excavation control method using the rotor excavation work vehicle.
従来から、車両の前部又は後部に、外周に掘削刃またはバケットを有し水平軸回りに回転するロータを上下昇降可能に取付けて、同ロータにて地面を連続的に掘削又は耕作可能とした作業車両（以下、ロータ式掘削作業車両と言う。）が知られている。例えば特許文献１には、従来技術によるロータ式掘削作業車両の例が記載されている。
Conventionally, a rotor that has an excavating blade or bucket on the outer periphery and rotates around a horizontal axis is attached to the front or rear of the vehicle so that it can be moved up and down, and the ground can be continuously excavated or cultivated by the rotor. 2. Description of the Related Art Work vehicles (hereinafter referred to as rotor excavation work vehicles) are known. For example,
図１０により、上記特許文献１を例にして、従来技術によるロータ式掘削作業車両について説明する。図１０は従来技術によるロータ式掘削作業車両の側面図であり、図１０（Ａ）は第１の掘削状態の説明図、図１０（Ｂ）は第２の掘削状態の説明図である。 The rotor type excavation work vehicle according to the prior art will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a side view of a conventional rotor excavation work vehicle. FIG. 10A is an explanatory diagram of a first excavation state, and FIG. 10B is an explanatory diagram of a second excavation state.
図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）に示すように、ロータ式掘削作業車両は、車体８１が走行装置８１ａ上に旋回自在に搭載されており、同車体８１にはアーム揺動機構部８３を介してアーム８２の基端側が上下揺動可能に支持されている。前記アーム８２の先端部には、支持機構部８７を介してロータ支持枠体８８が上下揺動可能に支持され、同ロータ支持枠体８８には前後２段のロータ８４，８５が回転駆動可能に支持されている。前記アーム８２及びロータ支持枠体８８の上下揺動によって掘削深さを制御可能とし、車体８１の旋回によって掘削幅を制御可能としている。
As shown in FIGS. 10 (A) and 10 (B), in the rotor type excavation work vehicle, a
また、前記ロータ８５はロータ昇降機構部８６を介して前記ロータ支持枠体８８に支持されており、同ロータ昇降機構部８６によって前記ロータ８４との相対的な上下方向位置が変更可能となっている。これによって、図１０（Ａ）に示すような浅掘りの場合と、図１０（Ｂ）に示すような探掘りの場合とにおいて、それぞれ効率良く掘削することができる。
しかしながら、上記従来技術によるロータ式掘削作業車両の構成においては、次に述べる幾つかの課題が残されている。
（１）ロータ式掘削作業車両の特徴は、一般的な油圧ショベル等の掘削機と比較して、比較的浅い深さでの連続掘削、例えば耕作または地盤改良あるいは戦地における地雷除去等に適しているが、これらの場合には、所定の掘削深さとなるように均一に掘削することが求められる。
However, some problems described below remain in the configuration of the rotor excavation work vehicle according to the related art.
(1) The characteristics of the rotor-type excavation work vehicle are suitable for continuous excavation at a relatively shallow depth, for example, cultivation or ground improvement or landmine removal on a battlefield, compared with excavators such as general excavators. However, in these cases, it is required to excavate uniformly so as to have a predetermined excavation depth.
（２）他方、硬軟様々に変化する地質を連続して掘削する際には、前記ロータ８４，８５の外周に設けたバケット又は掘削刃の刃先力は、油圧ショベルのバケットの刃先力程には大きく構成されてはいない。このため、硬い地質に対してロータ８４，８５が、その回転力を保持したままの状態で回転停止（以下、ストールと言う。）し易くなっている。その結果、前記ロータ８４，８５の駆動系（図示されていない。）の故障及びオーバーヒートが発生し易くなる。また、上記ストールの発生は、作業能率低下の大きな要因ともなっている。
(2) On the other hand, when continuously excavating hard and soft geology, the cutting edge force of the bucket or excavating blade provided on the outer periphery of the
（３）上記（２）の状態を回避して、上記（１）の要求を実現するためには、オペレータは常に、前記ロータ式掘削作業車両の車速と、前記アーム８２及びロータ支持枠体８８の昇降位置とを調整して、ロータ８４，８５の負荷を最適に保ちつつ、所定の掘削深さを維持して掘り進まなければならない。しかし、この操作は細心の注意を払って、しかも熟練を要する困難な操作であり、その結果、オペレータの操作疲労が過大となる。
(3) In order to avoid the state of (2) and realize the request of (1) above, the operator always has the vehicle speed of the rotor excavation work vehicle, the
また、このためオペレータが熟練不足の場合には適切な操作を行うことができず、施工が不安定となってしまう。特に、ロータ式掘削作業車両を用いて地雷除去を行う場合には、所定の掘削深さでの掘削が行われないと、掘削した箇所内に地雷が残存してしまう事態が発生する。 For this reason, when the operator is not skilled, proper operation cannot be performed, and the construction becomes unstable. In particular, when landmine removal is performed using a rotor excavation work vehicle, if excavation is not performed at a predetermined excavation depth, a situation occurs in which landmines remain in the excavated portion.
（４）上記（３）の状態においても、オペレータの感覚に頼って、前記ロータ８４，８５の負荷を最適に長時間維持し続けることは不可能である。その結果、ロータ８４，８５の過大負荷によるストールの発生または過小負荷による空転状態の発生が頻発し、このため作業能率の低下や所定の掘削深さでの掘削が行われない状態を招いている。
(4) Even in the state (3), it is impossible to keep the load of the
本発明は上記の問題点に着目してなされたもので、オペレータの操作に頼ることなく、ロータの負荷を適切に制御してストールの回避を可能とし、且つ、所定の掘削深さでの均一な掘削ができるロータ式掘削作業車両を提供することを目的としている。 The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and it is possible to avoid the stall by appropriately controlling the load of the rotor without depending on the operation of the operator, and at a predetermined excavation depth. An object of the present invention is to provide a rotor-type excavation work vehicle capable of excavation.
本願発明の課題は請求項１〜７に記載された発明及び請求項８〜１２に記載された発明より達成することができる。
即ち、本願発明では請求項１に記載したように、エンジンを搭載し、下部に走行装置を有する車体と、前記車体に昇降可能に支持され、外周部に掘削部を有する回転自在のロータと、前記ロータを回転駆動するロータ駆動装置と、前記ロータを昇降駆動するロータ昇降装置と、前記エンジンの動力を前記走行装置に伝達する走行用動力伝達装置とを備えたロータ式掘削作業車両において、前記ロータの掘削負荷を検出するロータ負荷検出手段と、前記ロータの昇降位置を検出するロータ位置検出手段と、前記ロータ負荷検出手段が検出したロータ掘削負荷、及び前記ロータ位置検出手段が検出したロータ昇降位置を入力し、かつ前記ロータ掘削負荷が予め設定した所定範囲内になるように、前記車両に対する走行停止を含む車速の増減速制御指令及びロータ昇降位置の位置制御指令を出力するコントローラと、を備え、前記コントローラからの前記増減速制御指令によって前記エンジン又は前記走行用動力伝達装置が制御され、前記位置制御指令によって前記ロータ昇降装置が制御され、前記増減速制御指令及び／又は前記位置制御指令により、前記ロータによる掘削で所定の掘削深さが維持されてなることを最も主要な特徴と成している。
The object of the present invention can be achieved by the invention described in
That is, in the present invention, as described in
また、本願発明では請求項２〜４に記載したように、ロータ掘削負荷が前記所定範囲の上限値を超えたときのコントローラから出力する制御指令を特定したことを主要な特徴となしている。
In addition, as described in
更に、請求項５に記載したように、車両の停止制御時にコントローラから走行用動力伝達装置の動力伝達を遮断する制御信号を出力することを主要な特徴となしている。
更にまた、請求項６、請求項７に記載したように、検出手段を特定したことを主要な特徴となしている。
Furthermore, as described in
Furthermore, as described in
本願発明では請求項１に記載したように、エンジンを搭載し、下部に走行装置を有する車体と、前記車体に昇降可能に支持され、外周部に掘削部を有する回転自在のロータと、前記ロータを回転駆動するロータ駆動装置と、前記ロータを昇降駆動するロータ昇降装置と、前記エンジンの動力を前記走行装置に伝達する走行用動力伝達装置とを備えたロータ式掘削作業車両におけるロータ掘削深さ制御方法において、前記ロータの掘削負荷、及び前記ロータの昇降位置を検出すること、前記検出したロータ掘削負荷、及び前記検出したロータ昇降位置に基づいて、前記ロータ掘削負荷が予め設定した所定範囲内になるように、前記車両に対する走行停止を含む車速の増減速制御を行うこと及び／又はロータ昇降位置の位置制御を行うこと、前記増減速制御により、前記エンジン又は前記走行用動力伝達装置を制御すること、ロータ昇降位置の位置制御により、前記ロータ昇降装置を制御すること、前記増減速制御及び／又はロータ昇降位置の位置制御により、前記ロータによる掘削で所定の掘削深さを維持させてなることを他の最も主要な特徴となしている。
In the present invention, as described in
また、請求項９〜請求項１１に記載したように、ロータ掘削負荷が所定範囲の上限値を超えたときの制御を特定したことを主要な特徴となしている。
更に、請求項１２に記載したように、車両の停止制御時に更に走行用動力伝達装置の動力伝達を遮断する制御を行うことを主要な特徴となしている。
Further, as described in
Furthermore, as described in
本願発明では、ロータ掘削負荷を監視し、ロータ掘削負荷が所定範囲内になるように、１つの手段として車速を制御してロータの前後方向の送り量を自動的に調整することが可能である。また、他の手段としてロータ昇降装置の昇降量を制御してロータの上下方向の送り量を自動的に調整することが可能である。これらによって、地質の硬軟の変化等に対してロータの掘削負荷を常に適切な状態となるように自動的に維持制御することができ、ロータのストールを回避できる。 In the present invention, it is possible to monitor the rotor excavation load and automatically adjust the feed amount in the longitudinal direction of the rotor by controlling the vehicle speed as one means so that the rotor excavation load is within a predetermined range. . As another means, it is possible to automatically adjust the feed amount in the vertical direction of the rotor by controlling the lift amount of the rotor lifting device. By these, the excavation load of the rotor can be automatically maintained and controlled so as to always be in an appropriate state against changes in geological hardness and softness, and the stall of the rotor can be avoided.
また、ロータ掘削負荷に基づき車速とロータ昇降位置を自動的に制御するので、所定の掘削深さとなるように均一に掘削することができ、作業能率を向上できる。しかも、本願発明のロータ式掘削作業車両を地雷除去装置として使用した場合には、均一の深さでの掘削により、地雷の取り残しが防止され、確実に地雷の除去を行うことができる。 Further, since the vehicle speed and the rotor raising / lowering position are automatically controlled based on the rotor excavation load, the excavation can be performed uniformly so as to have a predetermined excavation depth, and the work efficiency can be improved. Moreover, when the rotor-type excavation work vehicle of the present invention is used as a mine removal device, the mine is prevented from being left behind by excavation at a uniform depth, and the mine can be removed reliably.
ロータ掘削負荷が予め設定した所定範囲内にならない場合としては、地質の硬軟の変化によりロータに加わる掘削負荷の変動が大きくなった場合や、地雷除去作業中に地雷の爆発による衝撃等によりロータに大きな負荷が加わった場合等がある。 When the rotor excavation load does not fall within the preset range, the excavation load applied to the rotor increases due to changes in geological hardness and softness. There are cases where a large load is applied.
請求項２に記載した構成により、所定の掘削深さで掘り進みながら、地質の硬軟の変化すなわちロータ掘削負荷に応じて車速を自動的に制御することができる。これにより、ロータ掘削負荷が所定範囲の上限値以下となるように、ロータの前後方向の送り量を調整することができる。 According to the second aspect of the present invention, the vehicle speed can be automatically controlled according to the change in geological hardness, that is, the rotor excavation load, while digging at a predetermined excavation depth. Thereby, the feed amount in the front-rear direction of the rotor can be adjusted so that the rotor excavation load is not more than the upper limit value of the predetermined range.
つまり、ロータ掘削負荷が所定範囲の上限値を超えたら、上限値以下になるように車速を減速させることができる。更に、車速を減速させても地質の硬さが過大等の理由によって、ロータ掘削負荷が上限値以下にならないときには、その場で走行を停止して掘削を続行させることができる。これによって、所定の掘削深さを自動的に維持しながら掘削を続行することができる。 That is, when the rotor excavation load exceeds the upper limit value in the predetermined range, the vehicle speed can be reduced so as to be equal to or lower than the upper limit value. Furthermore, even if the vehicle speed is reduced, when the rotor excavation load does not fall below the upper limit due to excessive geological hardness, traveling can be stopped and excavation can be continued. Thereby, excavation can be continued while automatically maintaining a predetermined excavation depth.
請求項３に記載した構成により、地質の硬さ過大等によって走行停止状態で掘削を続行する状況においても、ロータの上下方向の送り量を自動的に調整してロータ負荷を適切に維持しながら所定深さまで掘削することが可能となる。これによって、地質が硬い場合等であっても、ロータのストールによる作業停止の回避を行うことができ、しかも所定の掘削深さの維持を自動的に行うことができる。
With the configuration described in
請求項４に記載した構成により、所定の掘削深さで掘り進みながら、地質の硬軟の変化すなわちロータ掘削負荷に応じて、ロータの上下方向の送り量を自動的に調整してロータ負荷を適切に維持することができる。しかも、このとき、所定の掘削深さを維持するため、車両の走行を停止させ、所定の掘削深さに対する掘削残しが発生しないようにさせることができる。これにより、ロータ掘削負荷が所定範囲の上限値以下となるように、ロータの上下方向及び前後方向の送り量を調整することができる。
According to the configuration described in
請求項５に記載した構成により、地質の硬さ過大によって走行停止（車速ゼロ）状態で掘削を続行する際に、エンジンの出力を走行用動力伝達装置へ配分することなく、その出力の全てをロータ駆動装置へ振り向けることが可能となる。これによって、地質が硬い時における掘削作業能率を高めることができる。
With the configuration described in
請求項６に記載した構成により、ロータ掘削負荷を回転速度センサによって容易に検出することができる。例えば、ロータの外周に比較的小さな掘削刃を多数設置し、同ロータ１回転当りの掘削量を少なくして回転速度を高くした、所謂高速回転型のロータを用いた場合においては、特に、ロータの回転速度が負荷変動に対して敏感に変化する現象を利用することができ、ロータ掘削負荷を容易にしかも確実に検出することができる。
With the configuration described in
請求項７に記載した構成により、ロータ駆動用のモータのトルクを検出することによってロータ掘削負荷を容易に確実に検出することができる。例えば、ロータの外周に比較的大きな掘削刃またはバケットを設置してロータ１回転当りの掘削量を多くし、ロータの回転速度を低くした、所謂低速回転型のロータの場合においては、特に、ロータのトルクが負荷変動に対して敏感に変化する現象を利用することができ、ロータ掘削負荷を容易にしかも確実に検出することができる。
With the configuration described in
本願発明では、請求項８〜請求項１２に記載した方法の発明により、上述したロータ式掘削作業車両が奏する作用を有効に行わせることができる。即ち、エンジン又は走行用動力伝達装置に対する増減速制御、ロータ昇降装置に対するロータ昇降位置の位置制御により、ロータによる掘削において所定の掘削深さを維持させることができる。
In the invention of the present application, the method described in
増減速制御とロータ昇降位置の位置制御とは、どちらかを先に行わせることもできるが、請求項９に記載したように増減速制御を先に行わせることもできる。また、請求項１１に記載したように、増減速制御とロータ昇降位置の位置制御とを同時に行わせることもできる。
Either the acceleration / deceleration control or the position control of the rotor lifting / lowering position can be performed first, but the acceleration / deceleration control can also be performed first as described in
ロータ昇降位置の位置制御については、車両の走行中にロータの昇降制御を行っていると、所定の掘削深さよりも浅い状態での掘削を行ってしまうことがある。ロータによる掘削深さを均一にするため、ロータ昇降位置の位置制御時においては、車両の走行を停止させた状態でロータ昇降位置に対する位置制御を行うことが望ましい。これにより、所定の掘削深さに対する掘削残しを発生させずに掘削作業を行わせることができる。 Regarding the position control of the rotor raising / lowering position, if the raising / lowering control of the rotor is performed while the vehicle is traveling, excavation may be performed in a state shallower than a predetermined excavation depth. In order to make the excavation depth by the rotor uniform, it is desirable to perform position control with respect to the rotor raising / lowering position while the vehicle is stopped during the position control of the rotor raising / lowering position. Thereby, excavation work can be performed without generating excavation residue with respect to a predetermined excavation depth.
また、請求項１２に記載したように、車両の停止時には走行用動力伝達装置（１０、２０）の動力伝達を遮断することができる。これにより、エンジンの出力をロータ駆動装置へ振り向けることが可能となり、ロータを高トルク状態で駆動させることも、高速回転で駆動させることもできる。
Further, as described in
このように本願発明では、ロータの負荷を自動的に適切な状態に維持してロータのストールを回避できると共に、所定の掘削深さで均一に掘削することができる。従って、オペレータの操作疲労を軽減でき、かつ作業能率を向上させることができる。 As described above, according to the present invention, the rotor load can be automatically maintained in an appropriate state to avoid the rotor stall, and the excavation can be performed uniformly at a predetermined excavation depth. Accordingly, operator fatigue can be reduced and work efficiency can be improved.
以下に、本発明に係るロータ式掘削作業車両の実施形態について、図１〜図８を参照して詳述する。 Hereinafter, embodiments of a rotor excavation work vehicle according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
先ず図１〜図５により、第１実施形態の説明をする。最初に図１、図２により、構成要素を説明する。図１、図２に示すように、ロータ式掘削作業車両１は、車体１ａの左右外側下部に左右１対の走行装置２，２を備えている。車体１ａの内側前部にはエンジン３が搭載され、同エンジン３にはエンジン３に供給する燃料噴射量（以下、スロットルと言う。）を制御するエンジンコントローラ３ａが取付けられている。
First, the first embodiment will be described with reference to FIGS. First, components will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 and 2, the rotor-type
また、エンジン３の後方には、同エンジン３に連結された走行用動力伝達装置１０（図３において後述する。）又は走行用動力伝達装置２０（図７において後述する。）が配設されている。同走行用動力伝達装置１０，２０によって、エンジン３の動力を左右１対の走行装置２，２に伝達している。
Further, behind the
前記車体１ａの前方には、ロータ式掘削作業機３０が昇降自在に設けられている。ロータ式掘削作業機３０は、円筒形状のロータ３１と、同ロータ３１を回転駆動する油圧モータ３２ａを有するロータ駆動装置３２と、前記ロータ３１の回転軸における左右端部を回転自在に支持するロータ昇降装置３３とを備えている。
In front of the
ロータ３１の外周部には、図示せぬ所定数の掘削刃が配設され掘削部として構成されている。また、ロータ３１は、ロータ駆動装置３２により略水平な前記回転軸の軸心回りに回転することができる。
A predetermined number of excavating blades (not shown) are arranged on the outer peripheral portion of the
ロータ昇降装置３３は、上下揺動自在とした左右一対の支持アーム３４，３４を備えている。左右一対の支持アーム３４，３４は、それぞれの一端部側で前記ロータ３１の回転軸を回転自在に支持し、それぞれの他端部側が前記左右１対の走行装置２，２に上下揺動自在にピン結合されている。また、左右一対の支持アーム３４，３４は、前記車体１ａの前端部側の左右に揺動自在に取付けた、例えば油圧シリンダからなるアクチュエータ３３ｂ，３３ｂによって昇降駆動される。
The rotor lifting / lowering
前記ロータ駆動装置３２には、ロータ３１の掘削負荷（以後、単にロータ掘削負荷という。）を検出するロータ負荷検出手段５１（図３において後述する。）またはロータ負荷検出手段６１（図７において後述する。）が配設されている。
The
前記アクチュエータ３３ｂを前記車体１ａに揺動自在に連結する回動部には、前記ロータ昇降装置３３の昇降動に伴うアクチュエータ３３ｂの揺動角度を検出するポテンショメータ５２が取り付けられている。同ポテンショメータ５２は、ロータ３１の昇降位置すなわち掘削深さを検出するロータ位置検出手段５２となっている。
A
尚、ロータ位置検出手段５２としては、アクチュエータ３３ｂの揺動角度を検出する代わりに、左右一対の支持アーム３４，３４の揺動角度を検出する構成とすることもできる。
The rotor position detecting means 52 may be configured to detect the swing angle of the pair of left and
車体１ａの後方側上部には運転室４が設置されており、運転室４内の略中央には運転席４ａが配設され、その左寄りにはコントローラ４０、その右寄りには作業機弁ユニット３６がそれぞれ配設されている。運転席４ａの前方部には、作業機ロックレバー４１、ロータ回転レバー４２、ロータ昇降レバー４３、駐車ブレーキレバー４４、ブレーキペダル４５、変速レバー４６、スロットルレバー４７、及び自動掘削スイッチ４９等がそれぞれ配設されている。
尚、運転室４等の配置構成は、例示であって他の配置構成とすることができるものである。
A driver's
In addition, the arrangement configuration of the
次に図３を用いて、第１実施形態の制御回路を説明する。尚、図３において実細線は油圧経路を示し、破線はパイロット油圧経路、一点鎖線は電気的な操作信号経路、二点鎖線は電気的なフィードバック信号経路、三点鎖線は集合体（ユニット）を表す包囲線をそれぞれ示している。また、以降の制御回路図においても、制御回路図で記載した線の意味は同じようになっている。 Next, the control circuit of the first embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the solid line indicates the hydraulic path, the broken line indicates the pilot hydraulic path, the one-dot chain line indicates the electrical operation signal path, the two-dot chain line indicates the electrical feedback signal path, and the three-dot chain line indicates the aggregate (unit). Each encircling line is shown. In the subsequent control circuit diagrams, the meanings of the lines described in the control circuit diagrams are the same.
図３において、エンジンコントローラ３ａ（図３の下部に示す。）は、信号経路４７ａを介してコントローラ４０に接続されている。また、走行用動力伝達装置１０（図３の下部に示す。）は、動力源としてのエンジン３の出力動力を、動力取出しギヤボックス（以下、ＰＴＯと言う。）１１、同ＰＴＯ１１の一動力出力軸に連結したトルクコンバータ１２、トランスミッション１３、横軸装置１６、及び左右の終減速機１７，１７を経由して前記左右１対の走行装置２，２に伝達している。
In FIG. 3, the
トランスミッション１３には、変速用の油圧ポート１５が所定数配設され、同油圧ポート１５上には変速弁ユニット１４が取付けられている。変速弁ユニット１４は、図３の上部側における三点鎖線で示す枠線１４内に記載した複数の切換弁で構成（詳細は後述する。）されている。各切換弁は、それぞれ信号経路４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄ，４６ｅを介してコントローラ４０に接続されている。
The
前記横軸装置１６の内部には、油圧の付加により開放される所謂ネガティブ式のブレーキ１６ａ，１６ａが設置されている。また、横軸装置１６には前記左右のブレーキ１６ａ，１６ａを操作する操作用の油圧ポート１９，１９が設置されている。各油圧ポート１９，１９にはブレーキ弁ユニット１８が取付けられている。ブレーキ弁ユニット１８は、図３の上部における三点鎖線で示す枠線１８内に記載した複数の切換弁で構成（詳細は後述する。）されている。各切換弁は、信号経路４４ａ，４５ａを介してコントローラ４０に接続されている。
Inside the
前記ＰＴＯ１１の他の動力出力軸には、前記ロータ駆動装置３２とロータ昇降装置３３とを駆動する可変容量型の油圧ポンプ５が取付けられている。同油圧ポンプ５の吐出ポートは、油圧管路５ａを介して前記作業機弁ユニット３６に接続されている。作業機弁ユニット３６は、図３中の三点鎖線で示す枠線３６内に記載した複数の切換弁で構成（詳細は後述する。）されている。
A variable displacement
各切換弁は、油圧管路３６h、３６j及び３６m、３６nを介してそれぞれ油圧モータ３２ａとアクチュエータ３３とに接続され、また信号経路４１ａ，４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂを介してコントローラ４０に夫々接続されている。
Each switching valve is connected to the
前記ＰＴＯ１１には、弁操作用のポンプ６が取付けられ、同ポンプ６は油圧管路６ａを介して前出の変速弁ユニット１４、ブレーキ弁ユニット１８、作業機弁ユニット３６の夫々に接続されている。
The
前記ロータ駆動装置３２には、ロータ負荷検出手段としての回転速度センサ５１が取付けられている。回転速度センサ５１により、油圧モータ３２ａの出力軸（図示せず。）の回転速度を検出する。同回転速度センサ５１は、信号経路５１ａを介してコントローラ４０に接続されている。また、前記ロータ位置検出手段５２は、信号経路５２ａを介してコントローラ４０に接続されている。
The
前記作業機ロックレバー４１、ロータ回転レバー４２、ロータ昇降レバー４３、駐車ブレーキレバー４４、ブレーキペダル４５、変速レバー４６、スロットルレバー４７、及び自動掘削スイッチ４９は、それぞれ信号経路４１m，４２m，４３m，４４m，４５m，４６m，４７m，４９mを介してコントローラ４０に接続されている。
The work implement
次に図３〜図４により、前記の各構成要素の制御系統を説明する。
図３〜図４を用いて、後述する自動掘削の制御系統の説明を容易にする目的で、先ずオペレータの操作（以下、マニュアルモードと言う。）による制御系統の説明をする。
作業機ロックレバー４１を解除方向に操作すると、操作信号が信号経路４１ｍを経てコントローラ４０に入力される。コントローラ４０は作業機弁ユニット３６内の作業機ロック弁３６ａに制御信号を出力して、同作業機ロック弁３６ａを開く。これによりポンプ６からの油圧は、作業機弁ユニット３６内のパイロット弁３６ｂ，３６ｃ，３６ｅ，３６ｆの人カポートに伝えられて、以下に述べる作業機操作が可能となる。
Next, referring to FIGS. 3 to 4, the control system of each of the above-described components will be described.
For the purpose of facilitating the description of the control system for automatic excavation, which will be described later, first, the control system by an operator's operation (hereinafter referred to as manual mode) will be described with reference to FIGS.
When the work implement
即ち、ロータ回転レバー４２を操作すると、操作方向に応じた正逆の操作信号が信号経路４２mを介してコントローラ４０に入力される。コントローラ４０はそれぞれ信号経路４２ａ，４２ｂを介して、作業機弁ユニット３６のパイロット弁３６ｂ，３６ｃに対して制御指令を出力する。パイロット弁３６ｂ，３６ｃの作動によりロータ回転弁３６ｄが操作され、ロータ駆動装置３２の油圧モータ３２ａは前記操作方向に応じて正逆自在に回転駆動される。これにより、ロータ３１の回転が制御される。
That is, when the
ロータ昇降レバー４３を操作すると、その操作信号がコントローラ４０に入力される。コントローラ４０は入力した前記操作信号に基づき、信号経路４３ａ，４３ｂを介して作業機弁ユニット３６のパイロット弁３６ｅ，３６ｆに対して制御指令を出力する。パイロット弁３６ｅ，３６ｆの作動によりロータ昇降弁３６ｇが操作され、ロータ昇降装置３３の油圧アクチュエータ３３ｂが伸縮駆動される。これにより、ロータ３１の昇降が制御される。
When the rotor lifting / lowering
また、駐車ブレーキレバー４４を解除方向に操作すると、その操作信号がコントローラ４０に入力される。コントローラ４０は入力した前記操作信号に基づき、信号経路４４ａを介してブレーキ開放指令をブレーキ弁ユニット１８のパイロット弁１８ａに対して出力する。パイロット弁１８ａの作動によりブレーキ保持分１８ｂが閉じられ、ブレーキ１６ａの操作用油圧管路１８ｅとドレーン管路１８ｆとの接続が遮断される。これにより、ポンプ６からの油圧が、ブレーキ弁１８ｄ及び油圧管路１８ｅを経てブレーキ１６ａに伝えられ、ネガティブ式のブレーキ１６ａが開放される。従って、次に述べるブレーキ操作が可能となる。
When the
ブレーキペダル４５を操作すると、その操作信号がコントローラ４０に入力される。コントローラ４０は入力した前記操作信号に基づき、信号経路４５ａを介してブレーキオン指令をブレーキ弁ユニット１８のパイロット弁１８ｃに出力する。これにより、パイロット弁１８ｃの作動によりブレーキ弁１８ｄが操作されて、ブレーキ１６ａの操作用油圧管路１８ｅとドレーン管路１８ｆとを連通させ、ブレーキ１６ａをオン（制動）させる。
When the
変速レバー４６を操作すると、その変速信号がコントローラ４０に入力される。コントローラ４０は入力した前記変速信号に対応した変速指令を、それぞれ信号経路４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄ，４６ｅを介して変速弁ユニット１４のパイロット弁１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅに出力する。これによって、各パイロット弁１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅの作動により、それぞれ前進弁１４ｆ、後進弁１４ｇ，１速弁１４ｈ，２速弁１４ｊ，３速弁１４ｋが選択的に操作されて、トランスミッション１３の中立、発進、変速の各制御が行われる。
When the
そして、スロットルレバー４７が操作されると、その操作量信号がコントローラ４０に入力され、コントローラ４０は前記操作量信号に応じた燃料噴射量指令を信号経路４７ａを介してエンジンコントローラ３ａに出力する。エンジンコントローラ３ａはこの燃料噴射量指令に基づき燃料噴射量を制御し、これによってエンジン３の回転速度が制御され、車速の制御が行われる。
When the
次に自動掘削の制御系統の説明を行う。
図４において、オペレータが前記マニュアルモードの操作によってロータ式掘削作業車両１を所定の掘削作業状態にした後に、自動掘削スイッチ４９をオンにすると、コントローラ４０は、後述するように回転速度センサ（ロータ負荷検出手段）５１及びロータ位置検出手段５２の検出信号に基づいて所定の演算処理を行う。そして、コントローラ４０は、ロータ掘削負荷が所定範囲内になるように、変速弁ユニット１４、エンジンコントローラ３ａ及びブレーキ弁ユニット１８を制御して、車速を最大車速状態から車速ゼロまでの範囲内で停止制御を含む増減速制御をする。
Next, the automatic excavation control system will be described.
In FIG. 4, when the operator turns on the
さらに、上記において車両の走行を停止させてもロータ掘削負荷が減少せず過大の場合には、ロータ掘削負荷が予め設定した所定範囲内の負荷状態となるように、アクチュエータ３３ｂを作動してロータ昇降装置３３の昇降制御を行いつつ掘削を続行する。そして掘削深さが予め設定した所定の深さになるまで、車両を停止させた状態にて掘削を続行する。
これらによって、自動的にロータ３１のストールを回避し、且つ、所定の深さで均一な掘削を行わせることができる。
Furthermore, if the rotor excavation load does not decrease even if the vehicle is stopped in the above case and is excessive, the
As a result, stalling of the
次に、図５に示す制御フローチャートに基づき、コントローラ４０の前記自動掘削の制御手順を説明する。
図５において、ステップＳ０で、マニュアルモードにより車両を所定の掘削作業状態にした後、自動掘削スイッチ４９をオンにする。これにより、コントローラ４０は以下の自動掘削制御処理を開始する。
Next, the control procedure of the automatic excavation of the
In FIG. 5, in step S <b> 0, after the vehicle is brought into a predetermined excavation work state by the manual mode, the
ステップＳ１では、自動掘削スイッチ４９がオン状態であるか否かを確認し、自動掘削スイッチ４９がオフのときには、ステップＳ９９に移り、マニュアルモードに戻る。自動掘削スイッチ４９がオンのときには、ステップＳ２に移り、ロータ３１の回転駆動による掘削作業を続行する。
In step S1, it is confirmed whether or not the
次にステップＳ３に移り、回転速度センサ５１により検出した回転速度が予め設定した適正範囲の上限値以下か否か（即ち、ロータ掘削負荷が所定範囲の下限値以上か否か）を判別する。回転速度が適正範囲の上限値を超えているときには、ロータ掘削負荷は過小状態であると判断してステップ２１（後述する。）に移り、処理を続行する。
Next, the process proceeds to step S3, where it is determined whether or not the rotational speed detected by the
そして、回転速度が適正範囲の上限値以下のときにはステップＳ４に移り、前記回転速度が前記適正範囲の下限値以上か否かの判別を行う。回転速度が前記適正範囲の下限値以下の場合には、ロータ掘削負荷が過大であると判断してステップＳ１１（後述する。）へ移る。回転速度が前記適正範囲の下限値以上の場合には、ロータ掘削負荷が適正状態であると判断してステップＳ１へ戻り、前記処理を繰り返す。 When the rotational speed is equal to or lower than the upper limit value of the appropriate range, the process proceeds to step S4, and it is determined whether or not the rotational speed is equal to or higher than the lower limit value of the appropriate range. If the rotational speed is less than or equal to the lower limit value of the appropriate range, it is determined that the rotor excavation load is excessive, and the process proceeds to step S11 (described later). If the rotational speed is equal to or higher than the lower limit value of the appropriate range, it is determined that the rotor excavation load is in an appropriate state, the process returns to step S1, and the above process is repeated.
前記ステップＳ４において、ロータ掘削負荷が過大であると判定された場合のループについて説明する。ステップＳ１１において、現在のトランスミッション１３の速度段が２速以上か否かを判断し、２速以上であればステップＳ１２に移り、前記速度段を１段シフトダウンして車速を落とした後、ステップＳ１に戻って上記処理を繰り返す。
A loop when it is determined in step S4 that the rotor excavation load is excessive will be described. In step S11, it is determined whether or not the current speed stage of the
現在のトランスミッション１３の速度段が２速以上でないときにはステップＳ１３に移り、トランスミッション１３における現在の速度段が１速か否かの判断を行う。１速のときには、ステップＳ１４に移り、エンジン３のスロットル開度が、予め設定した下限値、即ち、ロータの掘削能力低下を許容できるとして設定したスロットル開度の下限値よりも上であるか否かの判断を行う。
When the current speed stage of the
スロットル開度の下限値よりも上の開度のときは、ステップＳ１５に移り、同スロットル開度を所定のステップ幅で減少させて車速を落とし、ステップＳ１に戻って処理を繰り返す。 When the opening is higher than the lower limit of the throttle opening, the process proceeds to step S15, the throttle opening is decreased by a predetermined step width to reduce the vehicle speed, and the process returns to step S1 to repeat the process.
ステップＳ１４において、予め設定したスロットル開度の下限値以下のときは、ステップＳ１６に移り、トランスミッション１３をニュートラルにし、ブレーキ１６ａをオン（制動状態）にする。そしてエンジン１３のスロットル開度を全開にして、停車中の掘削状態のまま、上記ステップＳ１に戻り、以上の処理を繰り返す。
In step S14, when it is less than or equal to the preset lower limit of the throttle opening, the process proceeds to step S16, the
ステップＳ１３において、現在の速度段が１速ではなく既にニュートラル状態であると判別した場合には、ステップＳ１７に移り、ロータ昇降装置３３を介してロータ３１を所定ステップ幅（高さ）で上昇させてロータ掘削負荷を軽減する。そして、ステップＳ１に戻り、上記処理を繰リ返す。
If it is determined in step S13 that the current speed stage is not the first speed but is already in the neutral state, the process proceeds to step S17, and the
前記ステップＳ３において、ロータ掘削負荷が過小であると判定した場合には、ステップＳ２１に移動する。ステップＳ２１では、トランスミッション１３がニュートラル状態か否かを判別する。トランスミッション１３がニュートラル状態、即ち、停車掘削中のときには、さらにステップＳ２２に移り、ポテンショメータ５２の検出値が所定の設定値に達しているか否か、即ちロータ３１が所定の掘削深さに達しているか否かの判別を行う。
If it is determined in step S3 that the rotor excavation load is too small, the process moves to step S21. In step S21, it is determined whether or not the
そして、所定の掘削深さに達していないときには、ステップＳ２３に移り、ロータ昇降装置３３を制御してロータ３１を所定のステップ幅（高さ）で下げていく。これにより、ロータ掘削負荷を増大させ、その後ステップＳ１に戻り上記処理を繰り返す。
When the predetermined excavation depth has not been reached, the process proceeds to step S23 where the
また、所定の掘削深さに到達しているときには、ステップＳ２４に移り、ブレーキ１６ａをオフ（制動解除）にすると共に、トランスミッション１３を速度段１に変速して車両を所定速度で発進させ、この後ステップＳ１に戻って上記処理を繰り返す。
When the predetermined excavation depth has been reached, the process proceeds to step S24 where the
ステップＳ２１において、トランスミッション１３がニュートラル状態ではないとき、即ち、車両が移動しつつ掘削を行っているときには、ステップＳ２５に移り、エンジン３のスロットル開度が全開か否かの判断を行う。エンジン３のスロットル開度が全開でない場合には、ステップＳ２６に移り、前記スロットル開度を所定のステップ幅で増大させて車速を増速する。この後ステップＳ１に戻って上記処理を繰り返す。
In step S21, when the
エンジン３のスロットル開度が全開の場合には、ステップＳ２７に移り、トランスミッション１３の現在の速度段が最高段であるか否かの判断を行う。最高段であるときには、そのままステップＳ１に戻って処理を繰り返す。最高段でないときには、ステップＳ２８に移り、トランスミッション１３を１段シフトアップして上記ステップＳ１に戻り、以上の処理を繰り返す。
When the throttle opening of the
尚、上記実施形態では、複数の速度段を有するトランスミッションを備えたロータ式掘削作業車両に適用した例で説明を行ったが、前後進各１段のみを有するトランスミッションの場合に対しても本願発明を好適に適用することができる。この場合では、車速の増減は、速度段の変速無しでエンジンスロットル開度の増減を制御することにより行うことができる。 In the above embodiment, the description has been given of an example in which the present invention is applied to a rotor excavation work vehicle including a transmission having a plurality of speed stages. Can be suitably applied. In this case, the vehicle speed can be increased / decreased by controlling the increase / decrease of the engine throttle opening without shifting the speed stage.
第１実施形態に係る自動掘削制御処理は、ロータ掘削負荷が過大の場合に同ロータ掘削負荷を軽減させるステップＳ１１〜Ｓ１７と、ロータ掘削負荷が過小の場合に同ロータ掘削負荷を増大させるステップＳ２１〜Ｓ２８とを備えている。前記ステップの中には、固い地質に対して車速ゼロで停車掘削しつつ所定の掘削深さを確保するステップＳ１６〜Ｓ１７，Ｓ２１〜Ｓ２３をそれぞれ備えている。 The automatic excavation control processing according to the first embodiment includes steps S11 to S17 for reducing the rotor excavation load when the rotor excavation load is excessive, and step S21 for increasing the rotor excavation load when the rotor excavation load is excessive. To S28. The steps include steps S16 to S17 and S21 to S23 for securing a predetermined excavation depth while stopping and excavating the hard geology at a vehicle speed of zero.
これらのステップにより、ロータ昇降位置（掘削深さ）を所定の深さ位置にして掘削走行しているときにおいて、ロータ掘削負荷が大きくなったときには、車速を減速してロータ掘削負荷が所定範囲以内になるように制御することができる。このとき、車速ゼロ（つまり車両停止状態）まで減速しても、ロータ掘削負荷が所定範囲以内にならないときには、車両停止状態での掘削を行いつつロータ昇降位置を制御してロータ掘削負荷を減少させながら掘削を続行する。 With these steps, when the rotor excavation load increases when the excavation is performed with the rotor ascending / descending position (excavation depth) set to the predetermined depth position, the vehicle speed is reduced and the rotor excavation load is within the predetermined range. Can be controlled. At this time, if the rotor excavation load does not fall within the predetermined range even if the vehicle speed is reduced to zero (that is, the vehicle is stopped), the rotor excavation load is reduced by controlling the rotor lifting position while excavating in the vehicle stopped state. Continue drilling while.
掘削を続行して所定の深さまで掘削した後には、ロータ昇降位置を予め設定した所定の設定位置に維持しながら車両を走行させて再度掘削走行を行う。これにより、ロータ掘削負荷が過大になったときでも、ロータ３１のストールを回避することができ、しかも自動的に所定の掘削深さを確保しながら掘削することができるので、作業能率を向上できる。
After the excavation is continued and excavated to a predetermined depth, the vehicle travels while excavating again while maintaining the rotor ascending / descending position at a predetermined set position. Thereby, even when the rotor excavation load becomes excessive, stalling of the
次に、図６〜図８により第２実施形態の説明をする。尚、図１〜図５と同一の構成要素には同一の符合を付して以下での説明を省略する。 Next, the second embodiment will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as FIGS. 1-5, and description below is abbreviate | omitted.
先ず図６により、第２実施形態の制御回路を説明する。図６において、走行用動力伝達装置２０（図６の下部に示す。）は、エンジン３に取付けたＰＴＯ１１（動力取出しギヤボックス）と、同ＰＴＯ１１の一動力出力軸に取付けた可変容量型の油圧ポンプ２１と、同油圧ポンプ２１と所定の油圧回路２１ｂを介して接続された左右の走行用モータ２２，２２と、同左右の走行用モータ２２，２２の出力軸にそれぞれ連結された左右の終減速機１７，１７とを備えた油圧式の動力伝達装置として構成されている。
First, the control circuit of the second embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 6, a traveling power transmission device 20 (shown in the lower part of FIG. 6) includes a PTO 11 (power take-off gear box) attached to the
可変容量型の油圧ポンプ２１は、パイロット油圧で作動する吐出量制御機構（以下、レギュレータと言う。）２１ａを有しており、同レギュレータ２１ａはパイロット油圧管路２４ｃ，２４ｄを介して、車体１ａの所定箇所に設置された変速弁ユニット２４（詳細は後述する。）に接続している。変速弁ユニット２４の各パイロット弁２４ａ，２４ｂのソレノイド操作部は、信号経路４６ａ，４６ｂを介してコントローラ４０に接続している。
The variable displacement hydraulic pump 21 has a discharge amount control mechanism (hereinafter referred to as a regulator) 21a that operates with pilot hydraulic pressure. The regulator 21a is connected to the
前記左右の終減速機１７，１７の内部にはブレーキ１６ａ，１６ａ（図３において前出。）が、外部には前記ブレーキ１６ａ，１６ａの操作用の油圧ポート１９，１９がそれぞれ設けられている。各油圧ポート１９，１９は油圧管路１８ｅを介して、車体１ａの所定箇所に設置されたブレーキ弁ユニット１８（図３において前出。）に接続している。
ロータ駆動装置３２の油圧モータ３２ａに接続した油圧管路３６h，３６jには、前記油圧モータ３２ａの駆動油圧を検出する圧力センサ６１がロータ負荷検出手段として取付けられている。ロータ負荷検出手段６１は、信号経路６１ａを介してコントローラ４０に接続している。
A
次に図６〜図７を用いて、前記の各構成要素の制御系統を説明する。先ずマニュアルモードにより変速レバー４６を操作すると、その操作信号がコントローラ４０に入力される。コントローラ４０は入力した前記操作信号に応じた変速指令信号を信号経路４６ａ，４６ｂを介して変速弁ユニット２４のパイロット弁２４ａ，２４ｂに出力する。
Next, the control system of each component will be described with reference to FIGS. First, when the
各パイロット弁２４ａ，２４ｂの作動によって油圧ポンプ２１のレギュレータ２１ａの作動量（以下、開度と言う。）が操作される。油圧ポンプ２１のレギュレータ２１ａの作動量が操作されると、可変容量型の油圧ポンプ２１の傾転角度（すなわち吐出量に相当する。）がゼロ（中立）位置から最大角度位置までの範囲で無段階に制御され、走行用動力伝達装置２０の中立、発進、変速、及び停止等の各制御が行われる。
The operation amount of the regulator 21a of the hydraulic pump 21 (hereinafter referred to as opening) is operated by the operation of each
次に自動掘削スイッチ４９をオンにすると、コントローラ４０は、圧力センサ（ロータ負荷検出手段）６１の検出信号に基づき後述のように所定の演算処理を行う。コントローラ４０は、ロータ掘削負荷が所定範囲内になるように、変速弁ユニット２４及びブレーキ弁ユニット１８を制御し、それによって、車速を最大速からゼロ速までの範囲以内で増減速させることができる。
また、このときには車両を停止させた状態でもロータ掘削負荷が過大の場合には、前記第１実施形態（図４）において既述したと同じ制御が行われる。
Next, when the
At this time, if the rotor excavation load is excessive even when the vehicle is stopped, the same control as described in the first embodiment (FIG. 4) is performed.
図８に示した制御フローチャートに基づき、制御手順を説明する。尚、図５と同一のステップには同一のステップ番号を付して、以下でのその説明を省略し、主に異なる処理内容のステップについて説明する。 A control procedure will be described based on the control flowchart shown in FIG. The same steps as those in FIG. 5 are denoted by the same step numbers, the description thereof will be omitted below, and steps having different processing contents will be mainly described.
ステップＳ１で自動掘削スイッチ４９がオン状態であるのを確認したら、ステップＳ２に移り、ロータ３１の回転駆動による掘削作業を続行する。ステップＳ３Ａにおいて、圧力センサ６１により検出した油圧が予め設定した適正範囲の下限値以上か否かの判別を行う。圧力センサ６１により検出した油圧が予め設定した適正範囲の下限値以下のときは、ロータ掘削負荷が過小であると判断してステップ４１（後述する。）へ移行する。
If it is confirmed in step S1 that the
また、圧力センサ６１により検出した油圧が予め設定した適正範囲の下限値以上のときは、ステップＳ４Ａに移り、前記油圧が予め設定した適正範囲の上限値以下か否かの判別を行う。前記油圧が予め設定した適正範囲の上限値以下ではないときには、ロータ掘削負荷が過大であると判断してステップＳ３１（後述する。）へ移行する。前記油圧が予め設定した適正範囲の上限値以下のときには、ロータ掘削負荷が適正であると判断してステップＳ１に戻り、前記処理を繰り返す。
When the hydraulic pressure detected by the
ステップＳ４Ａにおいて、ロータ掘削負荷が過大であると判断した場合には、ステップＳ３１に移り、油圧ポンプ２１のレギュレータ２１ａの開度が、予め設定した下限値より上か否かの判断を行う。レギュレータ２１ａの開度が予め設定した下限値より上のときは、ステップＳ３２に移り、レギュレータ２１ａの開度を所定のスナッブ幅で下げて車速を落とす。この後ステップＳ１に戻って上記処理を繰り返す。 If it is determined in step S4A that the rotor excavation load is excessive, the process proceeds to step S31, where it is determined whether the opening degree of the regulator 21a of the hydraulic pump 21 is above a preset lower limit value. When the opening degree of the regulator 21a is higher than a preset lower limit value, the process proceeds to step S32, where the opening degree of the regulator 21a is lowered by a predetermined snubbing width to reduce the vehicle speed. Thereafter, the process returns to step S1 and the above processing is repeated.
また、レギュレータ２１ａの開度が予め設定した下限値以下であれば、ステップＳ３３に移り、レギュレータ２１ａの開度が中立（ポンプ吐出量ゼロ）であるか否かの判別を行う。レギュレータ２１ａの開度が中立でない場合には、ステップＳ３４に移り、レギュレータ２１ａの開度を中立にし、かつブレーキ１６ａをオンにする。これにより、停車掘削の状態で、ステップＳ１に戻り以上の処理を繰り返す。
If the opening degree of the regulator 21a is equal to or less than the preset lower limit value, the process proceeds to step S33, and it is determined whether or not the opening degree of the regulator 21a is neutral (pump discharge amount zero). When the opening degree of the regulator 21a is not neutral, the process proceeds to step S34, where the opening degree of the regulator 21a is made neutral and the
尚、上記開度の下限値は、レギュレータ２１ａの開度がゼロに近い領域において、むしろ中立（略停車状態）にしてエンジン３の出力を全てロータ３の回転駆動に配分した方が良い、として設定したときの開度下限値である。
It should be noted that the lower limit value of the opening is preferably neutral (substantially stopped) in the region where the opening of the regulator 21a is close to zero and all the output of the
ステップＳ３３において、レギュレータ２１ａの開度が中立と判別された場合には、ステップＳ３５に移り、ロータ昇降装置３３を介してロータ３１を所定ステップ幅（高さ）で上昇させ、ロータ掘削負荷を軽減する。そして、ステップＳ１に戻り以上の処理を繰り返す。
If it is determined in step S33 that the opening degree of the regulator 21a is neutral, the process proceeds to step S35, where the
ステップＳ３Ａにおいて、ロータ負荷が過小であると判定したときには、ステップＳ４１に移り、レギュレータ２１ａの開度が中立（ポンプ吐出量ゼロ）か否かの判別を行う。レギュレータ２１ａの開度が中立、即ち停車掘削中のときには、さらにステップＳ４２に移り、ポテンショメータ５２の検出値が所定値に達しているか否か、即ち所定の掘削深さに達しているか否かの判別を行う。
When it is determined in step S3A that the rotor load is excessively small, the process proceeds to step S41 to determine whether or not the opening degree of the regulator 21a is neutral (pump discharge amount zero). When the opening degree of the regulator 21a is neutral, that is, when excavation is stopped, the process further proceeds to step S42, and it is determined whether or not the detected value of the
所定の掘削深さに達していないときには、ステップＳ４３に移り、ロータ昇降装置３３を制御してロータ３１を所定のステップ幅（高さ）で下降させロータ負荷を増大させる。その後ステップＳ１に戻り上記処理を繰り返す。また、所定の掘削深さに到達しているときには、ステップＳ４４に移り、ブレーキ１６ａをオフ（制動解除）にすると共に、レギュレータ２１ａの開度を前述の設定下限値にして、車両を発進させる。その後ステップＳ１に戻り上記処理を繰り返す。
When the predetermined excavation depth has not been reached, the process proceeds to step S43, where the
ステップＳ４１において、レギュレータ２１ａの開度が中立でないとき、すなわち移動しつつ掘削中のときには、ステップＳ４５に移りレギュレータ２１ａの開度が全開か否かの判断を行う。レギュレータ２１ａの開度が全開であるときには、ステップＳ１に戻って上記処理を繰り返す。レギュレータ２１ａの開度が全開でないときには、ステップＳ４６に移り、レギュレータ２１ａの開度を所定ステップ幅で上げて車速を増速させ、この後ステップＳ１に戻って上記処理を繰り返す。 In step S41, when the opening degree of the regulator 21a is not neutral, that is, when excavating while moving, the process proceeds to step S45 to determine whether or not the opening degree of the regulator 21a is fully opened. When the opening degree of the regulator 21a is fully open, the process returns to step S1 and the above process is repeated. When the opening degree of the regulator 21a is not fully open, the process proceeds to step S46, the opening degree of the regulator 21a is increased by a predetermined step width to increase the vehicle speed, and then the process returns to step S1 to repeat the above processing.
以上説明したように、第２実施形態の自動掘削制御によれば、ロータ掘削負荷が過大の場合にはロータ掘削負荷を軽減させるために、まず車速を減速させる制御を行っている。車速の減速を行ってもロータ掘削負荷が軽減されないときには、さらにロータ３１を上昇させ（ステップＳ３１〜Ｓ３５）て、ロータ掘削負荷の軽減を行っている。
As described above, according to the automatic excavation control of the second embodiment, when the rotor excavation load is excessive, control is first performed to reduce the vehicle speed in order to reduce the rotor excavation load. If the rotor excavation load is not reduced even when the vehicle speed is reduced, the
ロータ負荷が過小の場合には、上記と逆の操作制御を行ってロータ掘削負荷を増大させている（ループＳ４１〜Ｓ４６）。また、地雷除去時の地雷の爆発時や固い地質等に対しては、車速ゼロによる停車掘削を行って所定の掘削深さを確保している（ステップＳ３３〜Ｓ３５，Ｓ４１〜Ｓ４３）。これらによって、ロータ３１のストールの回避を図ることができるとともに、所定掘削深さの確保を図ることができる。
When the rotor load is too small, the operation control opposite to the above is performed to increase the rotor excavation load (loops S41 to S46). In addition, when a land mine explodes at the time of land mine removal, hard geology, or the like, stop excavation at a vehicle speed of zero is performed to ensure a predetermined excavation depth (steps S33 to S35, S41 to S43). As a result, it is possible to avoid the stall of the
次に、図９により第３実施形態の説明をする。尚、実施例３において、実施例１及び実施例２と同一の構成要素については、同一の符合を付して以下での説明を省略する。 Next, the third embodiment will be described with reference to FIG. In the third embodiment, the same components as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
実施例１、実施例２においては、ロータ掘削負荷が予め設定した適正範囲の上限値以上であることを検出したときは、車両の走行を徐々に減速させてロータ掘削負荷を適正範囲内に収まるように制御することを最初に行っている。車両の減速制御によって停止状態としても、させてもロータ掘削負荷が適正範囲内に収まらないときに、ロータ昇降装置３３を制御して所定のステップ幅でロータ３１を上昇させる制御を行っている。
In the first and second embodiments, when it is detected that the rotor excavation load is equal to or higher than the upper limit value of the appropriate range set in advance, the traveling of the vehicle is gradually decelerated to keep the rotor excavation load within the appropriate range. So that you are going to control first. When the rotor excavation load does not fall within the appropriate range even if the vehicle is stopped by the deceleration control of the vehicle, the
これに対して、実施例３では、ロータ掘削負荷が予め設定した適正範囲の上限値以上であることを検出したとき、車両の走行を停止させるとともにロータ昇降装置３３を制御して所定のステップ幅でロータ３１を上昇させる構成となっている。この点で、実施例３は、実施例１、実施例２の構成とは異なっている。
In contrast, in the third embodiment, when it is detected that the rotor excavation load is equal to or greater than the upper limit value of the preset appropriate range, the vehicle is stopped and the
ロータ掘削負荷が予め設定した適正範囲の上限値以下であるときの制御は、実施例１、実施例２における制御と同様の制御を行うことができる。即ち、ロータ掘削負荷を油圧モータ３２ａの回転速度を検出する回転速度センサ５１を用いて検出するときには、実施例１の図５に示すステップＳ３からステップＳ２１〜Ｓ２８の制御を行うことがでる。また、ロータ掘削負荷を油圧モータ３２ａの駆動圧油を検出する圧力センサ６１を用いて検出するときには、実施例２の図８に示すステップＳ３ＡからステップＳ４１〜Ｓ４６の制御を行うことがでる。
The control when the rotor excavation load is equal to or lower than the upper limit value of the appropriate range set in advance can be the same control as the control in the first and second embodiments. That is, when the rotor excavation load is detected using the
以下においては、実施例１、実施例２とは異なる制御構成を中心として、図９の制御フローチャートを用いて説明する。ステップＳ３Ｂでは、ロータ掘削負荷が予め設定した適正範囲の上限値以上であるか否かの判別を行っている。ロータ掘削負荷を実施例１のように回転速度センサ５１で検出したときには、図５のステップＳ４での判断を行うことができる。即ち、回転速度センサ５１で検出した回転速度が、予め設定した適性範囲の下限以下であるときには、ロータ掘削負荷は予め設定した適正範囲の上限値以上となっているものとの判断することができる。
In the following, the control configuration different from the first and second embodiments will be mainly described with reference to the control flowchart of FIG. In step S3B, it is determined whether or not the rotor excavation load is equal to or greater than an upper limit value of a preset appropriate range. When the rotor excavation load is detected by the
ロータ掘削負荷を実施例２のように圧力センサ６１で検出したときには、図８のステップＳ４Ａでの判断を行うことができる。即ち、圧力センサ６１で検出した圧力が、予め設定した適性範囲の上限以上であるときには、ロータ掘削負荷は予め設定した適正範囲の上限値以上となっているものとの判断することができる。
When the rotor excavation load is detected by the
ステップＳ３Ｂにおいて、ロータ掘削負荷が予め設定した適正範囲の上限値以上であるときには、ステップＳ５１に移り車両が走行中か停止中であるかの判別を行う。車両の停止中であることの判断は、トランスミッション１３の位置がニュートラル位置であるか否か、あるいはレギュレータ２１ａの開度が中立位置であるか否か、及びブレーキ１６ａの作動状況を検出することにより検出することができる。
In step S3B, when the rotor excavation load is equal to or greater than the upper limit value of the preset appropriate range, the process proceeds to step S51 to determine whether the vehicle is running or stopped. The determination that the vehicle is stopped is made by detecting whether or not the position of the
ステップＳ５１で車両が走行中であると判断したときには、ステップＳ５２に移り車両の走行を停止する。ステップＳ５１で車両が停止中又はステップＳ５２において車両を停止させたときには、ステップＳ５３に移りロータ昇降装置３３を制御してロータ３１を所定のステップ幅で上昇させる。
When it is determined in step S51 that the vehicle is traveling, the process proceeds to step S52 and the vehicle is stopped. When the vehicle is stopped in step S51 or when the vehicle is stopped in step S52, the process proceeds to step S53, and the
これにより、ロータ掘削負荷を減少させることができ、しかもロータ３１による掘削残しをなくして掘削深さを予め設定した深さに維持することができる。これにより、例えば、本願発明を地雷除去作業に適用した場合であっても、常に予め設定した一定の深さで掘り進めて行くことができ、一定の深さでの掘削において堀残しを防止することができる。
Thereby, the rotor excavation load can be reduced, and the excavation residue by the
ステップＳ３Ｂにおいて、ロータ掘削負荷が予め設定した適正範囲の上限を超えていないときには、ステップＳ６１に移り車両が走行中か停止中であるかの判別を行う。車両が走行中であるときには、ステップＳ６５に移り、予め設定した最高速度で車両が走行しているか否かの判別を行う。 In step S3B, when the rotor excavation load does not exceed the upper limit of the appropriate range set in advance, the process proceeds to step S61 to determine whether the vehicle is running or stopped. When the vehicle is traveling, the process proceeds to step S65, and it is determined whether or not the vehicle is traveling at a preset maximum speed.
ステップ６５で、車両が予め設定した最高速度で車両が走行していると判断したときには、ステップＳ１に戻り、処理を続行する。ステップ６５で、車両が予め設定した最高速度で車両が走行していないと判断したときには、ステップＳ６６に移り車両の走行速度を増速させた後、ステップＳ１に戻り処理を続行する。 If it is determined in step 65 that the vehicle is traveling at the preset maximum speed, the process returns to step S1 to continue the process. If it is determined in step 65 that the vehicle is not traveling at the preset maximum speed, the process proceeds to step S66 to increase the traveling speed of the vehicle, and then the process returns to step S1 to continue the process.
ステップＳ６１において、車両が停止中であると判断したときには、ステップＳ６２に移りポテンショメータ値が所定値であるか否かの判別を行う。即ち、ロータ３１が所定の掘削深さでの掘削を行う位置にきているかの判断を行う。
In step S61, when it is determined that the vehicle is stopped, the process proceeds to step S62 to determine whether or not the potentiometer value is a predetermined value. That is, it is determined whether the
ステップＳ６２において、ロータ３１が所定の掘削深さ位置とはなっていないと判断したときには、ステップＳ６３に移りロータ昇降装置３３を制御してロータ３１を所定のステップ幅で一つのステップ幅だけ下降させる。ロータ３１を所定のステップ幅だけ降下させた後に、ステップＳ１に移り処理を続行する。
If it is determined in step S62 that the
ステップＳ６２でロータ３１が所定の掘削深さ位置になっていることが判断されると、ステップＳ６４に移り、車両の走行を行わせる。車両を走行させた後、ステップ１に戻り処理を続行する。
If it is determined in step S62 that the
なお、図１〜図５による第１実施形態と図６〜図８による第２実施形態、及び第３実施形態の構成において、ロータ負荷検出手段として、回転速度センサ５１または圧力センサ６１を用いているが、ロータ負荷検出手段としてはこれらの検出手段に限定されるものではない。例えば、ロードセル等を用いたトルク計、又は車速を検出する車速センサ等の他のロータ負荷検出手段を用いても、本願発明は良好に適用することができる。 In the configurations of the first embodiment according to FIGS. 1 to 5, the second embodiment according to FIGS. However, the rotor load detection means is not limited to these detection means. For example, the present invention can be satisfactorily applied even if other rotor load detection means such as a torque meter using a load cell or the like, or a vehicle speed sensor for detecting the vehicle speed is used.
なおまた、ロータ駆動装置３２に油圧モータ３２ａを取付けた構成を示しているが、これに限ることなく、電動モータを取付けても良く、その場合に同電動モータの電流値を周知のＣＴ（カレントトランスミッタ）またはシャント等を用いた電流計で計測して同電動モータのトルクを検出する構成とすることもできる。そして、前記トルク検出センサをロータ負荷検出手段として用いることができる。
In addition, although the configuration in which the
上記実施形態では、発明の適用機械として機械式の走行用動力伝達装置１０または油圧式の走行用動力伝達装置２０を有するロータ式掘削作業車両１を例に挙げて説明したが、走行用動力伝達装置としては、これらの走行用動力伝達装置１０，２０に限るものではない。例えば、油圧機械併用式の所謂HMT（ハイドロメカニカルトランスミッション）を用いた走行用動力伝達装置等の他形式の走行用動力伝達装置を有するロータ式掘削作業車両においても、第１実施形態、第２実施形態又は第３実施形態に係る発明を適用して普遍的に、上記と同様に実施することが可能である。しかも、それによって上記第１実施形態、第２実施形態又は第３実施形態に係る発明と同様の作用及び効果を得ることができる。
In the above embodiment, the rotor type
１ ロータ式掘削作業車両
１ａ 車体
２ 走行装置
３ エンジン
３ａ エンジンコントローラ
１０ 走行用動力伝達装置（機械式）
１１ ＰＴＯ
１３ トランスミッション
１６ａ ブレーキ
２０ 走行用動力伝達装置（油圧式）
２１ 油圧ポンプ
２１ａ レギュレータ
３０ ロータ式掘削作業機
３１ ロータ
３２ ロータ駆動装置
３２ａ 油圧モータ
３３ ロータ昇降装置
４０ コントローラ
４９ 自動掘削スイッチ
５１ 回転速度センサ（ロータ負荷検出手段）
５１ａ 信号経路
５２ ポテンショメータ（ロータ位置検出手段）
５２ａ 信号経路
６１ 圧力センサ（ロータ負荷検出手段）
６１ａ 信号経路
DESCRIPTION OF
11 PTO
13
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Hydraulic
61a Signal path
Claims (12)
前記ロータ（３１）の掘削負荷を検出するロータ負荷検出手段（５１，６１）と、
前記ロータ（３１）の昇降位置を検出するロータ位置検出手段（５２）と、
前記ロータ負荷検出手段（５１，６１）が検出したロータ掘削負荷、及び前記ロータ位置検出手段（５２）が検出したロータ昇降位置を入力し、かつ前記ロータ掘削負荷が予め設定した所定範囲内になるように、前記車両（１）に対する走行停止を含む車速の増減速制御指令及びロータ昇降位置の位置制御指令を出力するコントローラ（４０）と、を備え、
前記コントローラ（４０）からの前記増減速制御指令によって前記エンジン（３）又は前記走行用動力伝達装置（１０、２０）が制御され、前記位置制御指令によって前記ロータ昇降装置（３３）が制御され、前記増減速制御指令及び／又は前記位置制御指令により、前記ロータ（３１）による掘削で所定の掘削深さが維持されてなることを特徴とするロータ式掘削作業車両。 A vehicle body (1a) equipped with an engine (3) and having a traveling device (2, 2) in the lower part, and a rotatable rotor (31) supported by the vehicle body (1a) so as to be movable up and down and having an excavation part on the outer periphery. ), A rotor drive device (32) that rotationally drives the rotor (31), a rotor lift device (32) that drives the rotor (31) to move up and down, and power of the engine (3) as the travel device (2) , 2) In the rotor type excavation work vehicle provided with the driving power transmission device (10, 20) for transmitting to
Rotor load detection means (51, 61) for detecting the excavation load of the rotor (31);
Rotor position detecting means (52) for detecting the raising / lowering position of the rotor (31);
The rotor excavation load detected by the rotor load detection means (51, 61) and the rotor lifting / lowering position detected by the rotor position detection means (52) are input, and the rotor excavation load falls within a predetermined range. And a controller (40) for outputting a vehicle speed increase / decrease control command including a stop of travel for the vehicle (1) and a position control command for the rotor lift position,
The engine (3) or the traveling power transmission device (10, 20) is controlled by the acceleration / deceleration control command from the controller (40), and the rotor lifting device (33) is controlled by the position control command, A rotor excavation work vehicle in which a predetermined excavation depth is maintained by excavation by the rotor (31) by the acceleration / deceleration control command and / or the position control command.
前記位置制御指令によりロータ昇降装置（３３）を制御して、前記ロータ掘削負荷が前記上限値以下となる位置に前記ロータ（３１）を上昇させ、前記ロータ掘削負荷が前記上限値以下に低下したときには、前記ロータ（３１）の下降指令をロータ昇降装置（３３）に対して出力し、前記ロータ（３１）を徐々に下降させて所定の掘削深さ位置に戻す制御を行わせ、
前記増減速制御指令により、前記車両（１）を停止させてなることを特徴とする請求項１記載のロータ式掘削作業車両。 When the rotor excavation load input to the controller (40) exceeds the upper limit value of the predetermined range, the controller (40) controls the position control command and the increase / decrease to make the rotor excavation load equal to or lower than the upper limit value. Speed control command is output,
The rotor elevating device (33) is controlled by the position control command to raise the rotor (31) to a position where the rotor excavation load is equal to or less than the upper limit value, and the rotor excavation load is reduced to the upper limit value or less. Sometimes, the lowering command of the rotor (31) is output to the rotor lifting and lowering device (33), and the rotor (31) is gradually lowered to return to a predetermined excavation depth position.
The rotor excavation work vehicle according to claim 1, wherein the vehicle (1) is stopped by the acceleration / deceleration control command.
前記ロータ（３１）の掘削負荷、及び前記ロータ（３１）の昇降位置を検出すること、
前記検出したロータ掘削負荷、及び前記検出したロータ昇降位置に基づいて、前記ロータ掘削負荷が予め設定した所定範囲内になるように、前記車両（１）に対する走行停止を含む車速の増減速制御を行うこと及び／又はロータ昇降位置の位置制御を行うこと、
前記増減速制御により、前記エンジン（３）又は前記走行用動力伝達装置（１０、２０）を制御すること、
ロータ昇降位置の位置制御により、前記ロータ昇降装置（３３）を制御すること、
前記増減速制御及び／又はロータ昇降位置の位置制御により、前記ロータ（３１）による掘削で所定の掘削深さを維持させてなることを特徴とするロータ掘削制御方法。 A vehicle body (1a) equipped with an engine (3) and having a traveling device (2, 2) in the lower part, and a rotatable rotor (31) supported by the vehicle body (1a) so as to be movable up and down and having an excavation part on the outer periphery. ), A rotor drive device (32) that rotationally drives the rotor (31), a rotor lift device (33) that drives the rotor (31) to move up and down, and the power of the engine (3) as the travel device (2) , 2) In the rotor excavation depth control method in the rotor excavation work vehicle provided with the driving power transmission device (10, 20) for transmission to
Detecting the excavation load of the rotor (31) and the lift position of the rotor (31);
Based on the detected rotor excavation load and the detected rotor ascending / descending position, vehicle speed increase / decrease control including travel stop for the vehicle (1) is performed so that the rotor excavation load falls within a predetermined range. Performing and / or performing position control of the rotor lifting position,
Controlling the engine (3) or the driving power transmission device (10, 20) by the acceleration / deceleration control;
Controlling the rotor lifting device (33) by position control of the rotor lifting position;
A rotor excavation control method, wherein a predetermined excavation depth is maintained by excavation by the rotor (31) by the acceleration / deceleration control and / or position control of the rotor raising / lowering position.
前記ロータ昇降位置の位置制御により、前記ロータ掘削負荷が前記上限値以下に低下するまで、前記ロータ昇降装置（３３）を制御して前記ロータ（３１）を上昇させること、
前記ロータ掘削負荷が前記上限値以下に低下したときには、前記ロータ昇降装置（３３）を制御して前記ロータ（３１）を徐々に下降させて所定の掘削深さ位置に戻すことを特徴とする請求項９記載のロータ掘削制御方法。 Even when the vehicle (1) is stopped by the acceleration / deceleration control, when the vehicle (1) does not decrease below the upper limit value, the position control of the rotor lifting position is subsequently performed.
By controlling the rotor lifting position, the rotor lifting device (33) is controlled to raise the rotor (31) until the rotor excavation load drops below the upper limit value,
When the rotor excavation load drops below the upper limit value, the rotor lifting device (33) is controlled to gradually lower the rotor (31) to return it to a predetermined excavation depth position. Item 10. The rotor excavation control method according to Item 9.
前記位置制御により、ロータ昇降装置（３３）を制御して前記ロータ掘削負荷が前記上限値以下となる位置に上昇させ、前記ロータ掘削負荷が前記上限値以下に低下するまで、前記ロータ昇降装置（３３）を制御して前記ロータ（３１）を上昇させること、
前記ロータ掘削負荷が前記上限値以下に低下したときには、前記ロータ昇降装置（３３）を制御して前記ロータ（３１）を徐々に下降させて所定の掘削深さ位置に戻すこと、
前記増減速制御により、前記車両（１）を停止させることを特徴とする請求項８記載のロータ掘削制御方法。 When the rotor excavation load exceeds an upper limit value of the predetermined range, the position control and the acceleration / deceleration control are performed simultaneously,
By the position control, the rotor elevating device (33) is controlled to raise the rotor excavation load to a position below the upper limit value, and the rotor elevating device (until the rotor excavation load decreases below the upper limit value). 33) to control and raise the rotor (31);
When the rotor excavation load decreases below the upper limit value, the rotor lifting device (33) is controlled to gradually lower the rotor (31) to return it to a predetermined excavation depth position;
The rotor excavation control method according to claim 8, wherein the vehicle (1) is stopped by the acceleration / deceleration control.
The rotor excavation control method according to claim 9 or 11, characterized in that when the stop control of the vehicle (1) is performed by the acceleration / deceleration control, the power transmission of the driving power transmission device (10, 20) is cut off. .
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