JP2650240B2 - 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Info
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- JP2650240B2 JP2650240B2 JP5152406A JP15240693A JP2650240B2 JP 2650240 B2 JP2650240 B2 JP 2650240B2 JP 5152406 A JP5152406 A JP 5152406A JP 15240693 A JP15240693 A JP 15240693A JP 2650240 B2 JP2650240 B2 JP 2650240B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blade
- vehicle body
- operation mode
- angle
- bulldozer
- Prior art date
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-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/76—Graders, bulldozers, or the like with scraper plates or ploughshare-like elements; Levelling scarifying devices
- E02F3/80—Component parts
- E02F3/84—Drives or control devices therefor, e.g. hydraulic drive systems
- E02F3/844—Drives or control devices therefor, e.g. hydraulic drive systems for positioning the blade, e.g. hydraulically
- E02F3/845—Drives or control devices therefor, e.g. hydraulic drive systems for positioning the blade, e.g. hydraulically using mechanical sensors to determine the blade position, e.g. inclinometers, gyroscopes, pendulums
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
Description
【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、より詳しくは作業時にブルドーザを所望
の進路に沿って直進させるように制御する直進制御技術
に関するものである。
グ装置に関し、より詳しくは作業時にブルドーザを所望
の進路に沿って直進させるように制御する直進制御技術
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ブルドーザの掘削運土作業は、ブ
ルドーザを運転操作するオペレータのマニュアル操作に
より行われるのが一般的であった。この場合、作業時の
ブルドーザの進路は、オペレータがステアリングレバー
やブレードコントロールレバー（チルトレバー）を操作
することによって調整される。
ルドーザを運転操作するオペレータのマニュアル操作に
より行われるのが一般的であった。この場合、作業時の
ブルドーザの進路は、オペレータがステアリングレバー
やブレードコントロールレバー（チルトレバー）を操作
することによって調整される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ブルド
ーザを所望の進路に沿って運転するための前述のような
オペレータの操作は熟練を要するものであり、また、た
とえ熟練のオペレータであっても多大の疲労を伴うとい
う問題点があった。
ーザを所望の進路に沿って運転するための前述のような
オペレータの操作は熟練を要するものであり、また、た
とえ熟練のオペレータであっても多大の疲労を伴うとい
う問題点があった。
【０００４】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたもので、ブルドーザを所望の進路に沿って
運転する際のオペレータのレバー操作を不要とし、それ
によって省力化を図ることのできるブルドーザのドージ
ング装置を提供することを目的とする。
めになされたもので、ブルドーザを所望の進路に沿って
運転する際のオペレータのレバー操作を不要とし、それ
によって省力化を図ることのできるブルドーザのドージ
ング装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前述された目的を達成す
るために、本発明によるブルドーザのドージング装置
は、図１に示されているように、（ａ）切換え操作によ
って当該ブルドーザの運転モードを自動運転モードに設
定可能な運転モード切換操作手段、（ｂ）ブレードの左
右端を上昇もしくは下降させることによりそのブレード
を車体に対して傾斜させるブレード傾斜動手段、（ｃ）
前記車体の目標進行方向に対するヨー方向角を検知する
ヨー方向角検知手段、（ｄ）前記ブレードの車体に対す
る傾斜角を検知するブレード傾斜角検知手段、（ｅ）前
記車体の左右方向の傾斜角を検知する車体傾斜角検知手
段および、（ｆ）前記運転モード切換操作手段の操作に
より当該ブルドーザの運転モードが自動運転モードに設
定されているとき、前記ヨー方向角検知手段により検知
される車体のヨー方向角からその車体を直進させるため
の第１のブレード傾斜量を演算するとともに、前記ブレ
ード傾斜角検知手段により検知されるブレードの傾斜角
および前記車体傾斜角検知手段により検知される車体の
傾斜角から前記ブレードによる左右の掘削跡坪を水平に
するための第２のブレード傾斜量を演算し、これら第１
および第２の各ブレード傾斜量を加算して得られる最終
ブレード傾斜量に基づいて前記ブレード傾斜動手段を制
御するブレード傾斜制御手段を備えることを特徴とする
ものである。
るために、本発明によるブルドーザのドージング装置
は、図１に示されているように、（ａ）切換え操作によ
って当該ブルドーザの運転モードを自動運転モードに設
定可能な運転モード切換操作手段、（ｂ）ブレードの左
右端を上昇もしくは下降させることによりそのブレード
を車体に対して傾斜させるブレード傾斜動手段、（ｃ）
前記車体の目標進行方向に対するヨー方向角を検知する
ヨー方向角検知手段、（ｄ）前記ブレードの車体に対す
る傾斜角を検知するブレード傾斜角検知手段、（ｅ）前
記車体の左右方向の傾斜角を検知する車体傾斜角検知手
段および、（ｆ）前記運転モード切換操作手段の操作に
より当該ブルドーザの運転モードが自動運転モードに設
定されているとき、前記ヨー方向角検知手段により検知
される車体のヨー方向角からその車体を直進させるため
の第１のブレード傾斜量を演算するとともに、前記ブレ
ード傾斜角検知手段により検知されるブレードの傾斜角
および前記車体傾斜角検知手段により検知される車体の
傾斜角から前記ブレードによる左右の掘削跡坪を水平に
するための第２のブレード傾斜量を演算し、これら第１
および第２の各ブレード傾斜量を加算して得られる最終
ブレード傾斜量に基づいて前記ブレード傾斜動手段を制
御するブレード傾斜制御手段を備えることを特徴とする
ものである。
【０００６】前記車体の目標進行方向は、運転モード切
換操作手段により運転モードが自動運転モードとされた
ときの進行方向に設定するとよい。この場合、自動運転
モードにおいて手動操作により車体の進行方向が変更さ
れるとき、その変更された進行方向を新たな目標進行方
向に設定するのが好ましい。
換操作手段により運転モードが自動運転モードとされた
ときの進行方向に設定するとよい。この場合、自動運転
モードにおいて手動操作により車体の進行方向が変更さ
れるとき、その変更された進行方向を新たな目標進行方
向に設定するのが好ましい。
【０００７】また、前記ヨー方向角検知手段は、ヨー角
速度を出力するヨーレートジャイロからのデータを積分
することによりヨー方向角を算出するものとするのが好
適である。
速度を出力するヨーレートジャイロからのデータを積分
することによりヨー方向角を算出するものとするのが好
適である。
【０００８】さらに、前記ブレード傾斜角検知手段は、
ブレードを昇降動させる左右のブレードリフトシリンダ
のシリンダ長さを検知することによりそのブレードの傾
斜角を検知するものとするのが好適である。
ブレードを昇降動させる左右のブレードリフトシリンダ
のシリンダ長さを検知することによりそのブレードの傾
斜角を検知するものとするのが好適である。
【０００９】
【作用】当該ブルドーザの運転モードが自動運転モード
に設定されているときに、車体の目標進行方向に対する
ヨー方向角が例えばヨーレートジャイロからのデータを
積分することにより得られ、このヨー方向角から車体を
直進させるための第１のブレード傾斜量が演算される。
また、同じく自動運転モードにおいて、ブレード傾斜角
検知手段により検知されるブレードの傾斜角と、車体傾
斜角検知手段により検知される車体の傾斜角とからブレ
ードの左右の掘削跡坪を水平にするための第２のブレー
ド傾斜量が演算される。そして、このようにして演算さ
れる第１のブレード傾斜量と第２のブレード傾斜量とを
加算する形で最終ブレード傾斜量が求められ、この最終
ブレード傾斜量に基づいてブレード傾斜制御手段によっ
てブレード傾斜動手段が制御される。こうして、自動運
転モードにおいてブレードに偏負荷がかかってブルドー
ザの進行方向が変わったときにはブレードの傾斜角（チ
ルト角）を変えて元の進行方向に戻るように制御され、
また、車体が左右に傾斜することによってブレードが地
面に対して傾斜したときにはやはりブレードの傾斜角
（チルト角）を変えてそのブレードが地面に対して水平
になるように制御される。
に設定されているときに、車体の目標進行方向に対する
ヨー方向角が例えばヨーレートジャイロからのデータを
積分することにより得られ、このヨー方向角から車体を
直進させるための第１のブレード傾斜量が演算される。
また、同じく自動運転モードにおいて、ブレード傾斜角
検知手段により検知されるブレードの傾斜角と、車体傾
斜角検知手段により検知される車体の傾斜角とからブレ
ードの左右の掘削跡坪を水平にするための第２のブレー
ド傾斜量が演算される。そして、このようにして演算さ
れる第１のブレード傾斜量と第２のブレード傾斜量とを
加算する形で最終ブレード傾斜量が求められ、この最終
ブレード傾斜量に基づいてブレード傾斜制御手段によっ
てブレード傾斜動手段が制御される。こうして、自動運
転モードにおいてブレードに偏負荷がかかってブルドー
ザの進行方向が変わったときにはブレードの傾斜角（チ
ルト角）を変えて元の進行方向に戻るように制御され、
また、車体が左右に傾斜することによってブレードが地
面に対して傾斜したときにはやはりブレードの傾斜角
（チルト角）を変えてそのブレードが地面に対して水平
になるように制御される。
【００１０】
【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いて、図面を参照しつつ説明す
る。
装置の具体的実施例について、図面を参照しつつ説明す
る。
【００１１】図２に、本発明の一実施例に係るブルドー
ザの斜視図が示されている。図示のように、本実施例の
ブルドーザ１において、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の前進方向の両側部には、車体
２を前進，後進および旋回させる履帯５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により各履帯５毎に独立
して駆動される。
ザの斜視図が示されている。図示のように、本実施例の
ブルドーザ１において、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の前進方向の両側部には、車体
２を前進，後進および旋回させる履帯５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により各履帯５毎に独立
して駆動される。
【００１２】また、車体２の前進方向の前部にはブレー
ド７が左右のストレートフレーム８，９の先端に支持さ
れて配設され、これらストレートフレーム８，９の基端
部はそれぞれトラニオン１０によって枢支されている。
さらに、ブレード７と車体２との間には、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、またブレード７とストレートフレーム８，９
との間には、このブレード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がそれぞれ設
けられている。
ド７が左右のストレートフレーム８，９の先端に支持さ
れて配設され、これらストレートフレーム８，９の基端
部はそれぞれトラニオン１０によって枢支されている。
さらに、ブレード７と車体２との間には、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、またブレード７とストレートフレーム８，９
との間には、このブレード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がそれぞれ設
けられている。
【００１３】また、オペレータ席４の車体２の前進方向
の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、一方、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１８，ブレード７に加
わる掘削運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（オートス
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およびド
ージング作業の現在のモード等を表示する表示装置２２
が設けられている。なお、オペレータ席４の前方には図
示されていないがデクセルペダルが設けられている。
の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、一方、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１８，ブレード７に加
わる掘削運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（オートス
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およびド
ージング作業の現在のモード等を表示する表示装置２２
が設けられている。なお、オペレータ席４の前方には図
示されていないがデクセルペダルが設けられている。
【００１４】一方、本発明の一実施例に係るブルドーザ
のドージング装置の概略構成が示されている図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に加わる掘削運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２
１からのトルクコンバータ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２３からのエンジン
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２４からのトルクコンバータの出力軸の回転数データ
は、バス２５を介してマイコン２６に供給される。さら
に、このマイコン２６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
ストローク量を検出するブレードリフトシリンダストロ
ークセンサ２７からの各ストローク位置データ、車体２
の時々刻々の左右方向の傾斜角度を検出する傾斜角セン
サ（ロール角センサ）２８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２９からの
速度段状態、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が手動運転操作状態にあるか否かを検出
するブレード操作センサ３０からの手動運転操作状況お
よび、車体２の目標進行方向に対するヨー方向角を検知
するヨー角センサ（ヨーレートジャイロ）３１からのヨ
ー角データがバス２５を介して供給される。
のドージング装置の概略構成が示されている図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に加わる掘削運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２
１からのトルクコンバータ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２３からのエンジン
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２４からのトルクコンバータの出力軸の回転数データ
は、バス２５を介してマイコン２６に供給される。さら
に、このマイコン２６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
ストローク量を検出するブレードリフトシリンダストロ
ークセンサ２７からの各ストローク位置データ、車体２
の時々刻々の左右方向の傾斜角度を検出する傾斜角セン
サ（ロール角センサ）２８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２９からの
速度段状態、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が手動運転操作状態にあるか否かを検出
するブレード操作センサ３０からの手動運転操作状況お
よび、車体２の目標進行方向に対するヨー方向角を検知
するヨー角センサ（ヨーレートジャイロ）３１からのヨ
ー角データがバス２５を介して供給される。
【００１５】マイコン２６は、所定のプログラムを実行
する中央処理装置（ＣＰＵ）２６Ａと、このプログラム
および各種マップ等を記憶する読出し専用メモリ（ＲＯ
Ｍ）２６Ｂと、このプログラムを実行するに必要なワー
キングメモリおよび各種レジスタとしての書込み可能メ
モリ（ＲＡＭ）２６Ｃと、このプログラム中の時間を計
測するタイマ２６Ｄとより構成されている。そして、マ
イコン２６は、前述の各種スイッチおよびセンサからの
信号に基づいて前記プログラムを実行し、それによりブ
レード７を左右に傾斜させるチルト操作量がブレードチ
ルトシリンダコントローラ３２に供給され、チルト弁ア
クチュエータ３３およびチルトシリンダ操作弁３４を介
してブレードチルトシリンダ１３が駆動制御されるとと
もに、ブレード７を上昇も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（図示せず）
に供給され、左右一対のブレードリフトシリンダ１１
（図３には図示せず）がそのリフト操作量に基づき駆動
制御されることによって、ブレード７が上昇または下降
される。なお、ブルドーザ１が現在自動運転モードにあ
るか手動運転モードにあるか等は表示装置２２に表示さ
れる。
する中央処理装置（ＣＰＵ）２６Ａと、このプログラム
および各種マップ等を記憶する読出し専用メモリ（ＲＯ
Ｍ）２６Ｂと、このプログラムを実行するに必要なワー
キングメモリおよび各種レジスタとしての書込み可能メ
モリ（ＲＡＭ）２６Ｃと、このプログラム中の時間を計
測するタイマ２６Ｄとより構成されている。そして、マ
イコン２６は、前述の各種スイッチおよびセンサからの
信号に基づいて前記プログラムを実行し、それによりブ
レード７を左右に傾斜させるチルト操作量がブレードチ
ルトシリンダコントローラ３２に供給され、チルト弁ア
クチュエータ３３およびチルトシリンダ操作弁３４を介
してブレードチルトシリンダ１３が駆動制御されるとと
もに、ブレード７を上昇も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（図示せず）
に供給され、左右一対のブレードリフトシリンダ１１
（図３には図示せず）がそのリフト操作量に基づき駆動
制御されることによって、ブレード７が上昇または下降
される。なお、ブルドーザ１が現在自動運転モードにあ
るか手動運転モードにあるか等は表示装置２２に表示さ
れる。
【００１６】前記ブレードリフトシリンダストロークセ
ンサ２７は左右のブレードリフトシリンダ１１に対応し
て各１個ずつ設けられているので、これら左右の各ブレ
ードリフトシリンダストロークセンサ２７により検出さ
れるブレードリフトシリンダ１１のストローク量の差を
算出することで、ブレード７の傾斜量（チルト量）の検
出が行われる。
ンサ２７は左右のブレードリフトシリンダ１１に対応し
て各１個ずつ設けられているので、これら左右の各ブレ
ードリフトシリンダストロークセンサ２７により検出さ
れるブレードリフトシリンダ１１のストローク量の差を
算出することで、ブレード７の傾斜量（チルト量）の検
出が行われる。
【００１７】本実施例においては、自動運転モード押圧
切換スイッチ２０が押圧されてブルドーザ１が自動運転
モードに設定されると、そのときの車体２の進行方向が
目標進行方向に設定され、この目標進行方向に対する車
体２のヨー方向角がヨー角速度を出力するヨーレートジ
ャイロ３１からのデータを積分することにより算出さ
れ、こうして得られるヨー方向角から車体を直進させる
ためのブレード７の傾斜量（チルト量）が演算される。
また、左右のブレードリフトシリンダ１１に対応して設
けられているブレードリフトシリンダストロークセンサ
２７により検知されるブレード７の傾斜角と、ロール角
センサ２８により検知される車体２の左右方向の傾斜角
とからブレード７の左右の掘削跡坪を水平にするための
ブレード７の傾斜量（チルト量）が演算される。そし
て、このようにして演算される各傾斜量を加算する形で
最終的なブレード７の傾斜量が求められ、この最終傾斜
量に基づいてブレードチルトシリンダコントローラ３
２，チルト弁アクチュエータ３３およびチルトシリンダ
操作弁３４を介してブレードチルトシリンダ１３が制御
される。
切換スイッチ２０が押圧されてブルドーザ１が自動運転
モードに設定されると、そのときの車体２の進行方向が
目標進行方向に設定され、この目標進行方向に対する車
体２のヨー方向角がヨー角速度を出力するヨーレートジ
ャイロ３１からのデータを積分することにより算出さ
れ、こうして得られるヨー方向角から車体を直進させる
ためのブレード７の傾斜量（チルト量）が演算される。
また、左右のブレードリフトシリンダ１１に対応して設
けられているブレードリフトシリンダストロークセンサ
２７により検知されるブレード７の傾斜角と、ロール角
センサ２８により検知される車体２の左右方向の傾斜角
とからブレード７の左右の掘削跡坪を水平にするための
ブレード７の傾斜量（チルト量）が演算される。そし
て、このようにして演算される各傾斜量を加算する形で
最終的なブレード７の傾斜量が求められ、この最終傾斜
量に基づいてブレードチルトシリンダコントローラ３
２，チルト弁アクチュエータ３３およびチルトシリンダ
操作弁３４を介してブレードチルトシリンダ１３が制御
される。
【００１８】また、前述のような自動運転モードにおい
て、マニュアル介入によってステアリングレバー１５も
しくはブレードコントロールレバー（チルトレバ−）１
８が操作されて車体２の進行方向が変更された場合に
は、この変更された進行方向が新たな目標進行方向に設
定され、この目標進行方向に対して前述のブレードチル
トシリンダ１３の制御が行われる。
て、マニュアル介入によってステアリングレバー１５も
しくはブレードコントロールレバー（チルトレバ−）１
８が操作されて車体２の進行方向が変更された場合に
は、この変更された進行方向が新たな目標進行方向に設
定され、この目標進行方向に対して前述のブレードチル
トシリンダ１３の制御が行われる。
【００１９】このような制御の一例が図４に示されてい
る。この図４において、掘削開始時には、（ａ）のよう
にブレード７の傾斜角（チルト角）が車体に対して水平
になるようにされる。この状態で、（ｂ）のようにブレ
ード７に偏負荷がかかってブルドーザ１の進行方向が変
わったときにはブレード７の傾斜角（チルト角）を二点
鎖線で示すように変えて元の進行方向に戻るように制御
される。また、（ｃ）のように車体２が左右に傾斜する
ことによってブレード７が地面３５に対して傾斜したと
きにはやはりブレード７の傾斜角（チルト角）を二点鎖
線で示すように変えてそのブレード７が地面３５に対し
て水平になるように制御される。そして、（ｄ）のよう
に車体２が水平に戻ったらブレード７も地面３５に対し
て水平になるように維持される。
る。この図４において、掘削開始時には、（ａ）のよう
にブレード７の傾斜角（チルト角）が車体に対して水平
になるようにされる。この状態で、（ｂ）のようにブレ
ード７に偏負荷がかかってブルドーザ１の進行方向が変
わったときにはブレード７の傾斜角（チルト角）を二点
鎖線で示すように変えて元の進行方向に戻るように制御
される。また、（ｃ）のように車体２が左右に傾斜する
ことによってブレード７が地面３５に対して傾斜したと
きにはやはりブレード７の傾斜角（チルト角）を二点鎖
線で示すように変えてそのブレード７が地面３５に対し
て水平になるように制御される。そして、（ｄ）のよう
に車体２が水平に戻ったらブレード７も地面３５に対し
て水平になるように維持される。
【００２０】次に、前述の制御動作を図５のフローチャ
ート図に基づき説明する。 Ｓ１：スタートすると、電源の投入により所定プログラ
ムの実行を開始し、マイコン２６のＲＡＭ２６Ｃに設定
されている各種レジスタ等の内容をクリアするととも
に、タイマ２６Ｄに設定されている各種タイマをリセッ
トする等の初期化を行う。 Ｓ２：各種スイッチおよびセンサからの全データ、すな
わち、第１および第２のダイヤルスイッチ１９Ａ，１９
Ｂ、オートスイッチ２０、ロックアップ切換スイッチ２
１、エンジン回転センサ２３、トルクコンバータ出力軸
回転センサ２４、ブレードリフトシリンダストロークセ
ンサ２７、傾斜角センサ２８、トランスミッション速度
段センサ２９およびブレード操作センサ３０からの各デ
ータを読み込む。 Ｓ３：読み込まれたデータのうち左右のブレードリフト
シリンダストロークセンサ２７より得られる左右シリン
ダストロークθL ，θR のデータからブレード７のチル
ト角θT を算出する。ここで、左右の各シリンダストロ
ークθL ，θR は、左右の各ブレードリフトシリンダス
トロークセンサ２７の出力電圧に対してそれぞれ図６
（ａ）（ｂ）に示されるような特性となる。また、こう
して得られる各シリンダストロークθL ，θR の差θR
−θL に対してチルト角θT は図６（ｃ）に示されるよ
うな特性となる。 Ｓ４：傾斜角センサ（傾斜計）２８からの信号より車体
２の左右の傾斜角θB を算出する。なお、この傾斜角θ
B は、傾斜角センサ２８の出力電圧に対して図７に示さ
れるような特性となる。 Ｓ５：オートスイッチ２０が押されたかどうかを判定
し、押されていない（ＮＯ）、すなわちマニュアルモー
ドにあるというときにはステップＳ６へ進み、オートス
イッチ２０が押されてオートモードにあるというときに
は本実施例のチルト制御を行うためにステップＳ７へ進
む。 Ｓ６：マニュアルモードにあるので、ヨー方向角φY を
零に設定してステップＳ２へ戻る。 Ｓ７：ヨーレートジャイロ３１からの信号（ヨーレート
ジャイロ信号）ωY を積分することにより車体２の進行
方向すなわちヨー方向角φY を求める。ここで、ヨーレ
ートジャイロ信号ωY は、ヨーレートジャイロ３１の出
力電圧に対して図８に示されるような特性となる。 Ｓ８：ステップＳ７で求めたヨー方向角φY の出力値の
変動分（ドリフト）を除去するため、このφY をハイパ
スフィルタ処理してφ’Y を得る。 Ｓ９：このハイパスフィルタ処理されたヨー方向角φ’
Y に基づいて、図９に示されている制御特性マップから
車体を直進させる（直進制御）ためのブレードチルト量
ＱY を算出する。 Ｓ１０：前述のステップＳ３，Ｓ４で求めたブレードチ
ルト角θT および車体傾斜角θB に基づいて、図１０に
示されている制御特性マップから左右の掘削跡坪を水平
にする（水平制御）ためのブレードチルト量ＱB を算出
する。 Ｓ１１：ステップＳ９，Ｓ１０で求めた各ブレードチル
ト量ＱY ，ＱB を加算する形で最終ブレードチルト量Ｑ
Y ＋ＱB を求め、これを最終指令としてブレードチルト
シリンダコントローラ３２に出力する。 Ｓ１２：マニュアル介入によってステアリングレバー１
５もしくはブレードコントロールレバー（チルトレバ
−）１８が操作されて車体２の進行方向が変更されたか
否かを判定し、進行方向が変更された（ＹＥＳ）という
ときには、既に求められているヨー方向角φY をリセッ
トして、この変更された進行方向を新たな目標進行方向
に設定するためステップＳ６へ進み、進行方向が変更さ
れていない（ＮＯ）というときには、ステップＳ２へ戻
って前述の制御を繰り返す。
ート図に基づき説明する。 Ｓ１：スタートすると、電源の投入により所定プログラ
ムの実行を開始し、マイコン２６のＲＡＭ２６Ｃに設定
されている各種レジスタ等の内容をクリアするととも
に、タイマ２６Ｄに設定されている各種タイマをリセッ
トする等の初期化を行う。 Ｓ２：各種スイッチおよびセンサからの全データ、すな
わち、第１および第２のダイヤルスイッチ１９Ａ，１９
Ｂ、オートスイッチ２０、ロックアップ切換スイッチ２
１、エンジン回転センサ２３、トルクコンバータ出力軸
回転センサ２４、ブレードリフトシリンダストロークセ
ンサ２７、傾斜角センサ２８、トランスミッション速度
段センサ２９およびブレード操作センサ３０からの各デ
ータを読み込む。 Ｓ３：読み込まれたデータのうち左右のブレードリフト
シリンダストロークセンサ２７より得られる左右シリン
ダストロークθL ，θR のデータからブレード７のチル
ト角θT を算出する。ここで、左右の各シリンダストロ
ークθL ，θR は、左右の各ブレードリフトシリンダス
トロークセンサ２７の出力電圧に対してそれぞれ図６
（ａ）（ｂ）に示されるような特性となる。また、こう
して得られる各シリンダストロークθL ，θR の差θR
−θL に対してチルト角θT は図６（ｃ）に示されるよ
うな特性となる。 Ｓ４：傾斜角センサ（傾斜計）２８からの信号より車体
２の左右の傾斜角θB を算出する。なお、この傾斜角θ
B は、傾斜角センサ２８の出力電圧に対して図７に示さ
れるような特性となる。 Ｓ５：オートスイッチ２０が押されたかどうかを判定
し、押されていない（ＮＯ）、すなわちマニュアルモー
ドにあるというときにはステップＳ６へ進み、オートス
イッチ２０が押されてオートモードにあるというときに
は本実施例のチルト制御を行うためにステップＳ７へ進
む。 Ｓ６：マニュアルモードにあるので、ヨー方向角φY を
零に設定してステップＳ２へ戻る。 Ｓ７：ヨーレートジャイロ３１からの信号（ヨーレート
ジャイロ信号）ωY を積分することにより車体２の進行
方向すなわちヨー方向角φY を求める。ここで、ヨーレ
ートジャイロ信号ωY は、ヨーレートジャイロ３１の出
力電圧に対して図８に示されるような特性となる。 Ｓ８：ステップＳ７で求めたヨー方向角φY の出力値の
変動分（ドリフト）を除去するため、このφY をハイパ
スフィルタ処理してφ’Y を得る。 Ｓ９：このハイパスフィルタ処理されたヨー方向角φ’
Y に基づいて、図９に示されている制御特性マップから
車体を直進させる（直進制御）ためのブレードチルト量
ＱY を算出する。 Ｓ１０：前述のステップＳ３，Ｓ４で求めたブレードチ
ルト角θT および車体傾斜角θB に基づいて、図１０に
示されている制御特性マップから左右の掘削跡坪を水平
にする（水平制御）ためのブレードチルト量ＱB を算出
する。 Ｓ１１：ステップＳ９，Ｓ１０で求めた各ブレードチル
ト量ＱY ，ＱB を加算する形で最終ブレードチルト量Ｑ
Y ＋ＱB を求め、これを最終指令としてブレードチルト
シリンダコントローラ３２に出力する。 Ｓ１２：マニュアル介入によってステアリングレバー１
５もしくはブレードコントロールレバー（チルトレバ
−）１８が操作されて車体２の進行方向が変更されたか
否かを判定し、進行方向が変更された（ＹＥＳ）という
ときには、既に求められているヨー方向角φY をリセッ
トして、この変更された進行方向を新たな目標進行方向
に設定するためステップＳ６へ進み、進行方向が変更さ
れていない（ＮＯ）というときには、ステップＳ２へ戻
って前述の制御を繰り返す。
【００２１】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、車体の目標進行方向に対するヨー方向角から車体を
直進させるためのブレードチルト量を演算するととも
に、ブレードの傾斜角と車体の左右方向傾斜角とからブ
レードの左右の掘削跡坪を水平にするためのブレードチ
ルト量を演算するように構成しているので、ブルドーザ
を所望の進路に沿って運転する際のオペレータのレバー
操作を不要とすることができる。したがって、オペレー
タの疲労の軽減が図れ、ドージング作業の省力化，無人
化に寄与するところの大きいブルドーザのドージング装
置を得ることができる。
ば、車体の目標進行方向に対するヨー方向角から車体を
直進させるためのブレードチルト量を演算するととも
に、ブレードの傾斜角と車体の左右方向傾斜角とからブ
レードの左右の掘削跡坪を水平にするためのブレードチ
ルト量を演算するように構成しているので、ブルドーザ
を所望の進路に沿って運転する際のオペレータのレバー
操作を不要とすることができる。したがって、オペレー
タの疲労の軽減が図れ、ドージング作業の省力化，無人
化に寄与するところの大きいブルドーザのドージング装
置を得ることができる。
【図１】本発明の全体構成図
【図２】本発明の一実施例に係るブルドーザの斜視図
【図３】本発明の一実施例に係るブルドーザのドージン
グ装置の概略構成を示すブロック図
グ装置の概略構成を示すブロック図
【図４】本発明の一実施例の制御動作説明図
【図５】本発明の一実施例の制御動作を示すフローチャ
ート図
ート図
【図６】本発明の一実施例における左右シリンダストロ
ークの特性およびその左右シリンダストロークに対する
ブレードチルト角の特性マップを示すグラフ図
ークの特性およびその左右シリンダストロークに対する
ブレードチルト角の特性マップを示すグラフ図
【図７】本発明の一実施例における車体左右傾斜角の特
性を示すグラフ図
性を示すグラフ図
【図８】本発明の一実施例におけるヨーレートジャイロ
信号の特性を示すグラフ図
信号の特性を示すグラフ図
【図９】本発明の一実施例におけるヨー方向角に対する
ブレードチルト量の特性マップを示すグラフ図
ブレードチルト量の特性マップを示すグラフ図
【図１０】本発明の一実施例におけるブレードトルト角
および車体左右傾斜角に対するブレードチルト量の特性
マップを示すグラフ図
および車体左右傾斜角に対するブレードチルト量の特性
マップを示すグラフ図
１ ブルドーザ ２ 車体 ７ ブレード １３ ブレードチルトシリンダ ２０ 自動運転モード押圧切換スイッチ ２６ マイコン ２７ ブレードリフトシリンダストロークセンサ ２８ 傾斜角センサ ３１ ヨーレートジャイロ ３２ ブレードチルトシリンダコントローラ
フロントページの続き (72)発明者 西田 悟 大阪府枚方市上野３丁目１−１ 株式会 社小松製作所大阪工場内 (72)発明者 中田 和志 大阪府枚方市上野３丁目１−１ 株式会 社小松製作所大阪工場内 (56)参考文献 特開 昭63−217024（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−112503（ＪＰ，Ａ) 実開 昭53−40601（ＪＰ，Ｕ)
Claims (5)
- 【請求項１】 （ａ）切換え操作によって当該ブルドー
ザの運転モードを自動運転モードに設定可能な運転モー
ド切換操作手段、（ｂ）ブレードの左右端を上昇もしく
は下降させることによりそのブレードを車体に対して傾
斜させるブレード傾斜動手段、（ｃ）前記車体の目標進
行方向に対するヨー方向角を検知するヨー方向角検知手
段、（ｄ）前記ブレードの車体に対する傾斜角を検知す
るブレード傾斜角検知手段、（ｅ）前記車体の左右方向
の傾斜角を検知する車体傾斜角検知手段および、（ｆ）
前記運転モード切換操作手段の操作により当該ブルドー
ザの運転モードが自動運転モードに設定されていると
き、前記ヨー方向角検知手段により検知される車体のヨ
ー方向角からその車体を直進させるための第１のブレー
ド傾斜量を演算するとともに、前記ブレード傾斜角検知
手段により検知されるブレードの傾斜角および前記車体
傾斜角検知手段により検知される車体の傾斜角から前記
ブレードによる左右の掘削跡坪を水平にするための第２
のブレード傾斜量を演算し、これら第１および第２の各
ブレード傾斜量を加算して得られる最終ブレード傾斜量
に基づいて前記ブレード傾斜動手段を制御するブレード
傾斜制御手段を備えることを特徴とするブルドーザのド
−ジング装置。 - 【請求項２】 前記車体の目標進行方向は、前記運転モ
ード切換操作手段により運転モードが自動運転モードと
されたときの進行方向に設定される請求項１に記載のブ
ルドーザのド−ジング装置。 - 【請求項３】 自動運転モードにおいて手動操作により
前記車体の進行方向が変更されるとき、その変更された
進行方向が新たな目標進行方向に設定される請求項２に
記載のブルドーザのド−ジング装置。 - 【請求項４】 前記ヨー方向角検知手段は、ヨー角速度
を出力するヨーレートジャイロからのデータを積分する
ことによりヨー方向角を算出するものとされる請求項１
乃至３のうちのいずれかに記載のブルドーザのド−ジン
グ装置。 - 【請求項５】 前記ブレード傾斜角検知手段は、前記ブ
レードを昇降動させる左右のブレードリフトシリンダの
シリンダ長さを検知することによりそのブレードの傾斜
角を検知するものとされる請求項１乃至４のうちのいず
れかに記載のブルドーザのド−ジング装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5152406A JP2650240B2 (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | ブルドーザのドージング装置 |
| US08/264,348 US5487428A (en) | 1993-06-23 | 1994-06-23 | Straight-ahead traveling control system for a bulldozer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5152406A JP2650240B2 (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | ブルドーザのドージング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0711665A JPH0711665A (ja) | 1995-01-13 |
| JP2650240B2 true JP2650240B2 (ja) | 1997-09-03 |
Family
ID=15539817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5152406A Expired - Fee Related JP2650240B2 (ja) | 1993-06-23 | 1993-06-23 | ブルドーザのドージング装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5487428A (ja) |
| JP (1) | JP2650240B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101824831A (zh) * | 2010-04-16 | 2010-09-08 | 山推工程机械股份有限公司 | 推土机故障自动诊断系统 |
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| JPH10147953A (ja) * | 1996-11-18 | 1998-06-02 | Komatsu Ltd | ブルドーザのドージング装置 |
| JPH10147952A (ja) * | 1996-11-18 | 1998-06-02 | Komatsu Ltd | ブルドーザのドージング装置 |
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