JP2944201B2 - グレーダの制御システム - Google Patents

グレーダの制御システム

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JP2944201B2
JP2944201B2 JP2503718A JP50371890A JP2944201B2 JP 2944201 B2 JP2944201 B2 JP 2944201B2 JP 2503718 A JP2503718 A JP 2503718A JP 50371890 A JP50371890 A JP 50371890A JP 2944201 B2 JP2944201 B2 JP 2944201B2
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は一般的にグレーダの回転カッタ制御システム
に関し、より詳細には機械的に駆動される回転カッタを
有するグレーダの制御システムに関する。
背景技術 舗装均し機、道路切削機としても知られるグレーダ
は、コンクリート製道路表面及び類似の道路表面を掘り
起こし、物質を除去し混合し又は表面を改良するために
設計された機械である。これらの機械は一般的に機械を
支持し均される道路表面に沿って機械を水平に移動する
ための複数のトラック（履帯）又は車輪を有しており、
道路表面に対して垂直方向に調整可能な回転カッタを有
している。
回転カッタは遠い所に配置された流体圧モータにより
流体圧的に駆動されるか、又はカッタをエンジンに機械
的に接続する駆動トレーンを介して直接駆動される。流
体圧駆動される回転カッタを有するグレーダの制御シス
テムは、1987年４月７日にRobert E.Loy等に対して発行
された米国特許第4,655,634号に開示されている。この
特許はロータリー（回転）カッタのアクセスドアが開か
れると遮断される電気回路を開示している。電気回路が
遮断されると、カッタの回転は防止され、機械は移動で
きなくなる。
しかし、流体圧駆動されるモータシステムは、一般的
にカッタをエンジンに直接接続する配置を有する機械駆
動によりもパワーをカッタに伝達するのに非効率的であ
る。機械的駆動構造はまた、カッタをグレーダのフレー
ムに直接取り付けるのに特に適している。車両フレーム
に直接カッタを取り付けること、又はより詳細には、カ
ッタの軸受ハウジングを取り付けることにより、カッタ
と機械のサスプンションシステムとの間に剛性を提供
し、これにより表面の切削又は均し作業の間に望ましく
ないカッタの撓みを最小にすることがでる。これらの理
由により、回転カッタとカッタを駆動するエンジンを直
接車両フレームに取りけ、エンジンとカッタとの間の直
接的な機械駆動を提供するのが望ましい。
従来は、機械駆動されるカッタは、一般的にエンジン
の出力シャフトを駆動プーリに接続する空圧作動される
クラッチを含んだベルト駆動構造によりエンジンに結合
されていた。駆動プーリは複数のＶベルトによりカッタ
の軸上に取り付けられた被駆動プーリに連結されてい
る。Ｖベルトのテンションはアイドラプーリを手動によ
り調整することにより、又は代案として、駆動プーリを
被駆動プーリに対して手動により再配置することにより
提供される。しばしば、個々の切断工具の再配置を容易
にするために又はロータリーカッタを修理するために、
Ｖベルトを緩めるか又はそのテンションを取り除くこと
が必要となる。従来は、ベルトテンション機構の手動に
よる調整が必要であった。
本発明は上述した問題を克服することを目的とする。
Ｖベルト駆動要素が選択的に及び自動的にテンションさ
れ或いはテンションが緩められる機械駆動ロータリーカ
ッタが望ましい。自動ベルト伸張（テンション）機構を
含むシステムの所定の構成要素が一つ或いはそれ以上の
制御信号に応じて所定の順序で係合するように、機械駆
動システムを制御するためのシステムを有することが望
ましい。
発明の開示 本発明の一つの側面によると、グレーダに回転可能に
取り付けられたカッタ及びカッタに作動的に連結された
エンジンを有するグレーダの制御システムは、エンジン
に作動的に連結されたクラッチと、クラッチから伸長す
る出力シャフトに作動的に連結されたブレーキと、クラ
ッチの出力シャフトに作動的に連結されたプーリと、回
転可能に取り付けられたカッタに連結された第２プーリ
とを含んでいる。無端状ベルトが各プーリにわたり伸長
しており、ベルトを伸張し両方のプーリに強制的に押し
付けて駆動接触させる機構が設けられている。クラッ
チ、ブレーキ及びベルト伸張機構の各々は、各操作（作
動）を調整する制御機構を有している。これらの操作制
御機構は、特別な操作モード信号を受領したことに応じ
て、所定の順序で一つ或いはそれ以上の操作制御を適当
に調整する制御機構により自動的に制御される。
制御システムの他の特徴は少なくとも一つの操作状態
を検出し、対応する信号をクラッチ、ブレーキ及びベル
ト伸張制御機構の各々を調整する制御機構に分配するこ
とのできるセンサを含んでいることである。
制御システムの他の特徴は、ブレーキと出力シャフト
に作動的に連結されたプーリとの間に介装された補助ブ
レーキを含んでいることである。補助ブレーキはベルト
伸張機構の制御機構により作動的に制御される。
図面の簡単な説明 第１図は本発明の制御システムを有するグレーダの側
面図； 第２図は本発明の制御システムの主な要素を示すブロ
ック図； 第３図は本発明の制御システムの電気回路を示す概略
図； 第４図は操作モードの過渡的な相互関係を示す論理
図； 第５図は操作モードの過渡状態のプログラムされた時
間の遅れを示す図； 第６図はカッタの制御ロジックの順序を示すフローチ
ャート； 第７図は診断論理順序を示すフローチャート； 第８図はディフォルト論理の順序を示すフローチャー
ト； 第９図はサービス／再開始モードの論理順序を示すフ
ローチャート； 第10図はカッタ待機モード論理の順序を示すフローチ
ャート； 第11図はカッタ作動モード論理の順序を示すフローチ
ャート； 第12図はアクセスドア論理の順序を示すフローチャー
ト； 第13図は内部システムの故障論理の順序を示すフロー
チャート； 第14図はキックバック論理の順序を示すフローチャー
トである。
発明を実施するための最良の態様 参照符号10で一般的に示されるグレーダは、一対の前
方トラックアセンブリ14と一対の後方トラックアセンブ
リ16により道路表面に沿って移動されるフレーム12を含
んでいる。フレーム12はそれぞれトラックアセンブリと
フレームとの間に伸長する流体圧作動で調整可能なスト
ラット18により、トラックアセンブリ14,16上に支持さ
れている。回転カッタ20がフレーム12に回転可能に取り
付けられており、道路表面に必然的に露出されるカッタ
20の底部を除いてその回りを包囲するハウジング22を有
している。カッタ20がフレーム12に直接取り付けられて
いるので、道路表面に対する回転カッタ20の垂直関係、
即ち、切断の深さ或いはカッタ20に取り付けられた切断
歯の地面への貫通は、調整可能なストラット18の一つ或
いは複数を適当に伸縮することにより制御される。グレ
ーダ10はさらに、回転カッタ20を駆動するための動力源
としてのエンジン26を含んでいる。エンジン26は直接機
械駆動構造により回転カッタ20に機械的に連結されてい
る。
第２図に概略的に示されている本発明の望ましい実施
態様においては、グレーダ10の回転カッタ20の制御シス
テム24は、エンジン26に直接連結されている流体圧作動
型湿式ディスククラッチ28と、クラッチ28から伸長する
出力シャフト30を含んでいる。流体圧作動ブレーキ32
と、第１プーリ又は駆動プーリ34は出力シャフト30に作
動的に連結されている。第２プーリ又は被駆動プーリ36
が回転カッタ20のマンドレル（芯棒）に直接連結されて
おり、望ましくは一つに結合されたＶベルト又は複数の
分離したＶベルトからなる無端状ベルト38が第１及び第
２プーリ3436にわたりかけ回されている。
ベルトを両方のプーリ34,36に駆動接触させるための
無端状ベルト38のテンション手段が、流体圧作動される
ベルト伸張器40により提供される。ベルト伸張器40は、
選択的に移動されてプーリ34と36との間の距離を有効的
に増加する位置に流体圧シリンダにより保持される、通
常のアイドラプーリであっても良い。代案としては、出
力シャフト30が第１プーリの位置を第２プーリ36に対し
て調整可能に位置付けさせるのを許容する一つ或いはそ
れ以上の自在継手を含んでいても良い。この構造におい
ては、その一端がフレーム12に取り付けられ他端が第１
プーリを支持する回転しない軸受ハウジングに取り付け
られている伸長可能な流体圧シリンダが、第１及び第２
プーリ34,36の間の実質的な距離を増加させるために選
択的に伸長される。
選択的にクラッチ28の係合及び係合の解除をし、選択
的にブレーキ32をかけ及びブレーキを開放し、選択的に
ベルト伸張器を係合しさらに開放する制御手段が、ソレ
ノイド作動流量制御弁42,44及び46によりそれぞれ提供
される。流体圧システム48は管路50を介して各々の流量
制御弁42,44及び46への加圧流体源を提供する。それぞ
れクラッチ制御弁42とクラッチ28との間、ブレーキ制御
弁44とブレーキ32との間、及びベルト伸張器制御弁46と
ベルト伸張器40との間で連通する管路52,54及び56は、
加圧流体をそれぞれクラッチ、ブレーキ及びベルト伸張
器に差し向ける。
好まさくは、回転カッタ20をエンジン26に連結する機
械的駆動トレーンは、出力シャフト30に作動的に連結さ
れ主要ブレーキ32と第１プーリ34の間に配置された補助
ブレーキを含んでいる。補助ブレーキは望ましくはスプ
リングで作動され、流体圧で開放されるブレーキであ
る。管路60が補助ブレーキ58とベルト伸張器の流量制御
弁46との間の流体の連通を提供する。よって、好ましい
実施態様では、ベルト伸張器の制御弁が供給管路50に開
口しているときには、加圧流体の流れは補助ブレーキ58
とベルト伸張器40に同時に提供され、Ｖベルト38を伸張
するとものに補助ブレーキ58を同時に開放する。ベルト
を伸張する制御弁が閉じられるか、または機器のパワー
不足等により補助ブレーキ及びベルト伸張器40への加圧
流体の流れが中断されたときには、Ｖベルト38のテンシ
ョンが開放されスプリング作動補助ブレーキ50がかけら
れる。
クラッチ制御手段42、ブレーキ制御手段44及びベルト
伸張器制御手段46の作動は、電子回転カッタ制御装置62
により調節される。電子回転カッタ制御装置62は、好ま
しくはグレーダ10の保護ケース上に取り付けられ、スイ
ッチ又はセンサからの出力信号を受領するのに応じて、
一つ又はそれ以上の制御手段42,44,46を所定の逐次的順
次で制御する。
特に、グレーダ10の運転ステーション68に設けられた
モード選択スイッチ66により、作動モード信号64が発生
され電子制御装置62に伝達される。好ましくは、モード
選択スイッチ66は選択された作動モードに対応するパル
ス幅変調信号を発生する回転スイッチである。本発明の
望ましい実施態様においては、モード選択スイッチ66は
オフ位置に加えて、第１、第２及び第３作動モードに対
応する３つの戻り止め位置を有している。第１作動モー
ドはサービス又は再スタートモードであり、クラッチ28
が開放され、ブレーキがかけられ、ベルトのテンション
が開放される。待機モードである第２作動モードにおい
ては、クラッチ28及びブレーキ32は第１モード状態のま
ま、即ちそれぞれ開放され及び適用されたままである
が、ベルト伸張器制御弁46が開かれてＶベルト38にテン
ションをかけ、補助ブレーキ58を開放する。第３作動モ
ード又は通常作動モードにおいては、ベルト伸張器制御
弁は開かれたままであり、ブレーキ32が開放され、クラ
ッチが係合される。よってこの第３モードにおいては、
回転カッタ20がエンジン26に機械的に連結され、パワー
がエンジンから回転カッタに直接伝達される。
好ましくは、選択された車両作動状態を示す付加的な
制御信号が発生され電子回転カッタ制御装置62に伝達さ
れる。本発明の望ましい実施態様においては、キックバ
ックスイッチ70及びカッタサービスドア位置センサ72
が、それぞれキックバック信号74及びサービスドア位置
信号76を発生し伝達する。
キックバックスイッチ70は、前部トラックアセンブリ
14の少なくとも一つに取り付けられているストラット18
の高さを調整する流体圧回路（油圧回路）の流体圧を検
出する圧力スイッチである。もし、道の均し作業中にカ
ッタ20が硬い物質に遭遇して乗り上げを開始すると、即
ちカッタが切断面から外れて上昇すると、図示されてい
ないグレーダの自動レベル制御装置がグレーダ10の姿勢
を修正しようとする。その結果、自動レベル制御装置は
前部トラックアセンブリ14を車両フレーム12に連結して
いるストラットの伸長を制御する回路の圧力を減少させ
る。前部ストラットの流体圧回路中での圧力が所定値以
下に低下すると、キックバックスイッチ70がトリガさ
れ、キックバック発生信号74を生成する。
サービスドア位置センサ72はカッタハウジング22中の
アクセス開口部を覆っているパネル78上に取り付けられ
ている。サービスドア位置センサ72は好ましくは、カッ
タハウジング22に対するパネル78の位置に応じたパルス
幅変調アナログ信号を発生する回転スイッチである。
制御システム24はさらに、障害ディスプレイ80と燃料
遮断弁82を含んでいる。障害ディスプレイは好ましく
は、運転ステーション68のパネルに取り付けられたモニ
タ又は液晶ディスプレイである。燃料遮断弁は好ましく
は、エンジン26への燃料供給ライン中に位置しているソ
レノイド作動弁である。制御信号84,86,88,90,92が電子
回転カッタ制御装置62で発生され、それぞれ障害ディス
プレイ80、燃料遮断弁82、クラッチ制御弁42、ブレーキ
制御弁44、及びベルト伸張制御弁46に伝達される。
第３図に概略的に示されている電子回転カッタ制御装
置62は、モトローラ社製の6809 8ビットプログラマブル
・マイクロプロセッサ94と、パルス幅変調されたアナロ
グ入力信号64,76をデジタル信号に変換するアナログ−
デジタル変換器94とから構成される。電子カッタ制御装
置62はさらに、マイクロプロセッサ94のデジタル出力信
号を、それぞれ燃料遮断弁82の動作を制御するリレイド
ライバ100、クラッチ制御弁42、ブレーキ制御弁44、及
びベルト伸張弁46の動作をそれぞれ制御するソレノイド
ドライバ102,104,106に伝達されるアナログ制御信号86,
88,90,92に変換するデジタル−アナログ変換器98を含ん
でいる。
電子回転カッタ制御装置62はさらに、パルス幅変調作
動モード信号64及びサービスドア位置信号76をそれぞれ
調整しフィルタリングする信号調整回路108,110と、キ
ックバック発生信号74をフィルタリングしてラッチする
入力信号調節回路112を含んでいる。
各々の信号調節回路108,110,112は関連するセンサと
＋14ボルトの電源との間に接続されたプルアップ抵抗11
4,114′,114″を含んでいる。パルス幅変調信号調節回
路108,110はさらに、それぞれモードセンサ66及びクラ
ッチサービスドアセンサ72と、比較器122,122′の反転
されない入力との間に接続されたR/Cフィルタを含んで
いる。R/Cフィルタは入力抵抗116,116′とキャパシタ1
8,118′を含んでいる。R/Cフィルタの出力はバイアスダ
イオード120,120′の陽極側にそれぞれ接続され、これ
らのバイアスダイオードの陰極側は＋５ボルトの電源に
接続されている。比較器122,122′の反転されていない
入力は＋2.5ボルトの電源に接続されている。比較器12
2,122′の出力は差動増幅器バッファ126,126′の入力と
プルアップ抵抗124,124′に接続され、これらのプルア
ップ抵抗は＋５ボルトの電源に接続されている。差動増
幅器126,126′の出力は入力抵抗128,128′及びキャパシ
タ130,130′を有する出力フィルタ回路にそれぞれ接続
されている。これらのフィルタの出力はマイクロプロセ
ッサ94に伝達される前にアナログ−デジタル変換器96に
伝達される。
キックバック発生信号調節回路112のケースにおいて
は、入力抵抗116″とキャパシタ118″から構成されるR/
Cフィルタはキックバックスイッチ70とラッチ132の入力
の間に接続されている。このラッチは回路が最後にセッ
トされた状態、即ち回路をオン又はオフに保持し、マイ
クロプロセッサ94に直接入力されるのに適した調節され
たデジタル信号74を提供する。上述した説明では電源の
電圧値は望ましい実施態様で利用される値であるが、他
の回路配置及び構成要素に応じて変更可能である。
障害が発生したときには、後述されるようにマイクロ
プロセッサ94が検出された障害の相対適緊急度を決定
し、それに応じて低レベルの警告信号134又は高いレベ
ルの警告信号136のいずれかを発生する。マイクロプロ
セッサ94で生成されたデジタル障害信号134,136は、ラ
ッチ140及び障害ディスプレイ駆動回路142とから構成さ
れる障害信号調節回路138により障害ディスプレイモニ
タ80に伝達される。
産業上の利用可能性 作用について説明すると、電子回転カッタ制御装置62
は、一つ或いはそれ以上の出力信号64,74,76を受け取っ
たことに応じて制御システム24の機械的構成要素を所定
の順序で逐次的に制御する。制御機能を実行する論理は
プログラマブル・マイクロプロセッサ94にプログラムさ
れていて、これについての詳細は後述される。
カッタ作動モード間の関係は第４図に示されている。
通常順序のモード間の変化は塗りつぶした矢印により示
されている。即ち、150で示されるようにシステムをパ
ワーアップすると、制御は上述したオペレータが選択し
たモード１、即ち第４図に符号154で示されているサー
ビス／再スタートモードと同一である、モード０として
示されているディフォルト／スタートモード152に入
る。一つの作動モードから他の作動モードへの移行は、
例えばサービス／再スタートモード1,154から待機モー
ド2,156へ、或いはモード２からカッタ作動モード3,158
へ、或いはこれらの逆方向へという具合に隣接するモー
ド間で逐次的に実行される。
もし障害が検出されると、電子カッタ制御装置62は開
いた矢印を有する流れ線で示される状態に退避する（デ
ィフォルトする）。例えば、符号160で示されるように
サービスドアが閉じられた位置以外のいずれかの位置に
あることが検出されれると、ドアが閉じられるまで電子
制御装置は自動的にサービス／再スタートモード１にデ
ィフォルトする。通常の作動の間に、即ちモード３の間
に、符号162で示されるキックバックの発生が検出され
ると、制御装置は待機モード２にディフォルトする。い
ずれかのモードにあるときに符号164で示される内部シ
ステムの故障が検出されると、制御装置はエンジン26を
含む制御システム24の全ての機械的構成要素が停止する
中断モード166にディフォルトする。電子制御装置62が
通常の作動状態に復帰する前に、障害又は内部的故障の
原因は修復されなければならない。
過度の摩耗を避け制御システム24を含む駆動トレーン
部品に対する損傷を防止するために、制御システムの適
当な構成要素を逐次的に係合し、又は係合の解除をする
のが望ましい。例えば、不必要な摩耗を防止するため
に、ブレーキ32はクラッチ28の係合が解除されるまで適
用されるぶきではない。この理由のために、第５図にデ
ィレイ（遅延）T1〜T5として示されている時間的遅延が
マイクロプロセッサ94中にプログラムされた論理中に含
まれている。
第４図を参照して指摘された他の例として、カッタ作
動中に、即ちモード３の間にサービスドア78が開いたと
すると、電子カッタ制御装置62はサービス／再スタート
モード１に自動的にディフォルトする。第５図に示され
ているように、ソレノイド作動クラッチ制御弁42は時間
的遅延なしにただちに非励磁とされ、クラッチ28の係合
が解除される。T5で示される所定の時間的遅延の後に、
クラッチのピストンを追い出す（Purge）ために、ソレ
ノイド作動ブレーキ制御弁44が励磁されてブレーキ32を
かけ、ソレノイド作動ベルト伸張器制御弁46が非励磁に
されて、ベルト38のテンションを開放し補助ブレーキ58
をかける。時間的遅延T1〜T5の実際の長さは機械的部品
のサイズ及び特性に依存するが、一般的に１〜５秒のオ
ーダである。
好ましくはプログラマブル・マイクロプロセッサ94
は、第６図乃至第14図に示された論理シーケンスにより
プログラムされている。フローチャートに示されたプロ
グラム命令に加えて、マイクロプロセッサ94はパルス幅
変調信号64,76のようにシステム発生信号の基準値を提
供する一つ或いは複数のルックアップテーブル144,146
にアクセスする。
第６図に示されている主カッタ命令プログラム168
は、判定ボックス171で示されているカッタモジュール
がレディであるか否かをまず第１に決定し、レディでな
い場合には第７図に示されている診断ルーチン172を実
行する計算ループ又はコーラー170の一部分であること
に注意するべきである。診断ルーチンは主カッタ制御モ
ジュールの実行手続きに進む前に修復されなければなら
ない障害をチェックするルーチンである。もしサービス
ドア位置センサ72が判定ボックス174で示されているド
ア78が開いていると指摘すると、命令176が与えられて
第12図に示されているアクセスドアハンドラサブルーチ
ン178が実行される。
アクセスドアハンドラ178は全ての遅延カウンタをリ
セットし（180）、命令182を発生してクラッチの係合を
解除する。もしシステムが現在パワーアップシーケンス
でない場合には（184）、プログラムがチェックしてク
ラッチのピストンが開放されているか否かを決定する
（186）。この決定は時間遅延T5が満了すると断定的に
なされる。もしシステムがパワーアップシーケンスにあ
ると、クラッチは既に開放されており、時間的遅延の要
求はバイパスされる。クラッチが開放されていることが
保証されると、命令188,190が与えられてそれぞれブレ
ーキを適用しベルト伸張器を開放する。命令192が次い
で実行され、これによりアクセスドアが開いていること
を指摘するエコーコードを有するハイレベルの警告信号
136が障害ディスプレイモニタ80に送出される。次いで
プログラムはコーラー170に復帰して、カッタのドアが
閉じられるまで上述したルーチンを再実行する。このと
き診断ルーチン172におけるカッタドアの状態の質問（1
74）は、否定的に回答される。
カッタドアが開いていないことを決定した後に、第７
図に示されている診断ルーチン172は内部システムの故
障があるか否かをチェックする（194）。もし例えば回
路のショート或いは断線のようなシステム内部の意図し
ない以上な作用、又は後述するサブルーチンの一つによ
り発生された命令の結果内部システムの故障が検出され
ると、命令196が与えられて第13図に示されている内部
システム故障ハンドラ200を実行する。内部システム故
障プログラムは、それぞれ全ての遅延カウンタのリセッ
ト、エンジン停止、クラッチの開放、ブレーキの適用、
及びベルト伸張器の開放をする一連の命令202,204,206,
208,210を実行する。命令212がさらに実行されると、内
部システムの故障を示すエラーコードを有するハイレベ
ルの警告信号136が障害ディスプレイモニタ80の送出さ
れる。次いでプログラムはコーラー170に復帰し、内部
の故障が修復されるまで上述したカッタ及び診断ルーチ
ン168,172が再実行される。故に、アクセスパネルの開
放又は内部的故障のいずれでもプログラムの命令はコー
ラー170に復帰する。この状態は第７図でクラッチモジ
ュール＝レディでないというボックス214により示され
ている。
内部システムの故障が修復されると、或いはそのよう
な故障がない場合には、診断ルーチン172は判定ボック
ス216に進んで現在の作動モードがカッタ作動モード、
即ちモード３であるか否かを決定する。もし作動モード
がモード３であると、キックバックの現象が検出された
か否かが決定される（218）。
もしキックバックの現象が検出されると、命令220が
与えられて第14図に示されているキックバックハンドラ
222が実行される。キックバックハンドラプログラム222
は命令224を出してクラッチの係合を解除し、次いでク
ラッチのピストンが追い出されているか否かを決定した
後に（226）、即ち時間遅延T4が満足された後、命令228
が出されてブレーキがかけられる。命令230が実行され
ると、キックバックの現象が起こったことを示すエラー
コードを有するハイレベルの警告信号136が発生され、
この警告及びコードを障害ディスプレイモニタ80に伝達
する。キックバックの障害状態が修復されるまで、プロ
グラムはコーラー170に復帰する。
第７図に示された診断ルーチンを再び参照すると、も
しカッタのドア状態の質問174、内部システムの質問19
4、モード３の作動状態の質問216及びキックバックの現
象の質問218が全て否定的な返答であるとすると、診断
ルーチン172の状態は満足され、カッタモジュールは実
行ボックス230により指摘されているようにレディ状態
になる。診断ルーチン172はシステムの故障及び障害信
号を繰り返してモニタし、出力信号を発生して回転カッ
タ20の作動を制御する。
再び第６図に戻ると、診断ルーチンから肯定的な反応
が得られると、即ちカッタモジュールがレディであると
すると、カッタプログラム168は判定ボックス232に進ん
で、ディフォルト／スタートモードが首尾よく実行され
た否かを決定する。もしディフォルト／スタートが首尾
よく実行されていないとすると、命令234が出されて第
８図に示されているディフォルトハンドラ236が実行さ
れる。
ディフォルトハンドラ236はメインパワーリレイをオ
ンにし（238）、クラッチを開放し（240）、そして所定
の時間遅延T1の後に（242）、ブレーキをかける（24
4）。第２の時間遅延T2の後に（246）、命令248が与え
られてベルト伸張器40を開放し補助ブレーキ58をかけ
る。判定ボックス250により指摘されているようにもし
モード選択スイッチ66がサービス／再スタートモードの
位置にセットされていたとすると、ディフォルトルーチ
ンが首尾よく実行されて作動モードは実行ボックス250
に示されているモード０にセットされ、プログラムはコ
ーラー170に復帰する。もしモード選択スイッチ66がモ
ード１のサービス／再スタート位置以外の位置にセット
されているとすると、実行ボックス254に示されている
ローレベルの警告信号134がマイクロプロセッサ94によ
り生成されて、障害ディスプレイ80に伝達される。モー
ド選択スイッチがモード１の位置にセットされない限
り、診断ルーチンから抜け出すことはできない。
診断及びディフォルトルーチン172,236が首尾よく実
行されると、カッタプログラム168は判定ボックス256
（第６図）に進んで現在の作動モードが実行されている
か否かを決定する。この決定に対する返答が否定的であ
る場合には、命令258が出されて暫定的なカッタモード
テーブル或いはカッタモード選択スイッチから作動モー
ドを読み取る。現在のモードの実行に関する質問に対す
る返答が肯定的である場合には、命令260が出されてカ
ッタモードテーブルを更新する。現在のモードの実行に
関する質問256の応答で発生した作動モード情報258,260
は次いで、判定ボックス262で示されているようにオペ
レータにより選択されたモード、即ちモード選択スイッ
チ66の位置と比較される。もし現在の作動モードとオペ
レータにより制御されたモード位置スイッチの位置が相
関関係があるとすると、プログラムはコーラー170に復
帰しカッタルーチン168を再実行する。もしオペレータ
により選択されたモードが現在の作動モードに一致しな
いとすると、モード選択スイッチがポジション１、即ち
サービス／再スタート位置にあるか否かが比較される
（264）。もしこの時点でモード選択スイッチ66がポジ
ション１にあるとすると、命令266が出されて第９図に
示されているサービス／再スタートルーチン268が実行
される。
サービス／再スタートサブルーチン268は、判定ボッ
クス270に示されているようにこのモード（モード１）
へ移行がディフォルトモードからであるか否かを決定す
ることにより開始される。もし肯定的であるとすると、
カッタ駆動部品の退出ステータスが情報ボックス272に
要約され、第１命令274が出されて障害ディスプレイか
ら警告及びエラーコードを取り除く。次いで第２命令27
6が出されて臨時カッタモードテーブル中の作動モード
をモード１にセットし、プログラムはコーラー170に復
帰する。もしサービス／再スタートモードへの移行がデ
ィフォルトモードからでないとすると、判定ボックス27
8で示されているように移行がポジション２、即ち待機
モードからの移行であるか否かが決定される。もし肯定
的であると、カッタ駆動部品の退出ステータスが情報ボ
ックス280中で要約され、命令282が出されて命令ボック
ス276で示されている作動モードをモード１にセットす
る前に、駆動部品をサービス／再スタートモード、即ち
補助ブレーキがかけられベルトのテンションが開放され
ているモードにし、次いでプログラムはコーラー170に
復帰する。もしサービス／再スタートモードへの移行が
ディフォルトモード又は待機モードからでないとする
と、内部システム故障命令284が生成されて引き続いて
コーラーに復帰し、ここでこのように生成された故障命
令が診断ルーチン172（第７図に信号を送って前述した
内部システム故障ハンドラ200（第13図）を実行する。
再び第６図を参照すると、もし作動モードがモードス
イッチの位置と一致せず且つモードスイッチがポジショ
ン１にないとすると、判定ボックス286に示されている
ようにモード選択スイッチがポジション２、即ちカッタ
待機モードにあるか否かが決定される。もし肯定的であ
ると、命令288が出されて第10図に示されているカッタ
待機サブルーチン290が実行される。
カッタ待機モード290は、判定ボックス292に示されて
いるようにこのモード（モード２）への移行がカッタ作
動モード（モード３）からであるか否かを判定すること
により開始される。もし肯定的であると、カッタ作動モ
ードの退出ステータスが情報ボックス294中で要約さ
れ、命令296が出されてクラッチが開放される。判定ボ
ックス298で示されている所定の時間遅延T4が満了する
までは、命令300が出されて現在の作動モードが引き続
いて実行されていることを示す内部フラグを発生し、プ
ログラムはコーラー170に復帰する。クラッチのピスト
ンが追い出されたことが確認されると、即ち時間遅延T4
の後には、命令302が出されてブレーキをかけ、プログ
ラムがコーラー170に復帰する前に、作動モードが現在
モード２であることを反映するためにカッタモードテー
ブルを更新する命令304及び現在の作動モードへの移行
が首尾よく完了したことを示す内部フラグを発生する命
令306が引き続いて出される。もしカッタ待機モードへ
の移行が作動モード（モード３）からでないとすると、
その移行がサービス／再スタートモード（モード１）か
らであるか否かが決定される（308）。もし肯定的であ
ると、カッタ駆動部品の退出ステータスが情報ボックス
310中で要約され、命令312が出されて補助ブレーキを開
放しベルト伸張器を係合する。その後上述したカッタモ
ードテーブルを更新する命令304及び現在のモードに首
尾よく移行したことを示す内部フラグを発生する命令30
6が生成される。もしカッタ待機モードへの移行がモー
ド３又はモード１からでない場合には、内部システム故
障命令314が生成され、引き続いてコーラー170に復帰
し、上述した内部システム故障ハンドラ200（第13図）
が実行される。
再び第６図を参照すると、もし作動モードがモードス
イッチの位置に一致せず、さらにモードスイッチがポジ
ション１又は２にセットされていないとすると、判定ボ
ックス316に示されているようにモード選択スイッチが
ポジション３、即ちカッタ作動モードにセットされてい
るか否かが決定される。もし肯定的であると、命令318
が出されて第11図に示されているカッタ待機ルーチン32
0が実行される。
カッタ作動ルーチン320は、判定ボックス322に示され
ているようにモード３への移行がカッタ待機モード（モ
ード２）からであるか否かを決定することにより開始さ
れる。もし肯定的であると、カッタ駆動部品の退出ステ
ータス、即ちモード２で作動しているときの部品のステ
ータスが情報ボックス324中で要約され、命令326が生成
されてブレーキが開放される。判定ボックス328で示さ
れている所定の時間遅延T3が経過するまでは、命令330
が出されて現在のモードの作動を実行中であることを示
す内部フラグがセットされ、プログラムはコーラー170
に復帰する。ブレーキピストンが追い出されたことが確
認されると、即ち時間遅延T3の後には、命令332が出さ
れてクラッチが係合され、コーラー170に復帰する前
に、引き続いてカッタモードテーブルを更新する命令33
4及び作動モードへの移行が首尾よく完了されたことを
示す内部フラグをセットする命令336が出される。もし
カッタ作動モード（モード３）への移行がカッタ待機モ
ード（モード２）からでないとすると、内部システム故
障命令338が生成され、引き続いてコーラー170に復帰
し、上述したマナーにより内部故障ルーチン200（第13
図）が実行される。
第６図を再び参照すると、もしカッタプログラム168
がオペレータの選択した作動モードへの移行の開始に失
敗するか或いはオペレータが選択した作動モードを連続
するのに失敗すると、内部システム故障が指摘され、命
令340が生成される。コーラー170に復帰し引き続いてカ
ッタモジュールがレディであるか否かの質問171を再実
行した後に、プログラムの実行は診断ルーチン172（第
７図）に向けられ、上述したマナーにより第13図に示さ
れた内部システム故障ルーチン200が実行される。前に
指摘したように、内システム故障ルーチンを実行する
と、カッタ駆動部品を中断モードにしてハイレベルの警
告信号136が障害ディスプレイモニタ80に伝達される。
さらに、第６図乃至第14図のフローチャートに示され
且つその内容が説明されたように、制御システムのソフ
トウエアは常に全ての入力及び出力を検査して、内部シ
ステムの故障及び所定の外部障害状態が検出されないこ
とがないことを保証する。内部故障が発生する度に、シ
ステムはただちに中断モードに移行し、システム中の全
つのアクセスがオフになることを保証し、故障が修復さ
れるまで正常の作動に復帰すること、或いは正常な作動
を開始することが防止される。障害状態が検出される
と、システムはただちに適当な低い作動状態に戻り、こ
の状態が障害が修復されるまで維持される。
これらの理由のために、本発明の望ましい実施態様は
中断モードにおいて自動的に係合する補助ブレーキ58を
含んでいる。さらに、制御装置への電力の供給が中断さ
れたとき或いは流体圧力の損失があったときはいつで
も、補助ブレーキ58が係合されてベルトのテンションが
開放される。この構造は、修理のためにグレーダ10が停
止させられる毎に或いは夜間のグレーダの不作動状態の
ときに特に望ましく、これにより無端状ベルト38の寿命
が引き伸ばされる。
よって、本発明はオペレータの入力及び作動状態の検
出に応じて、機械駆動部品が選択的に且つ逐次的に制御
される回転カッタの制御システムを提供する。制御シス
テムは所定の順序で機械的駆動ライン部品の一つ或いは
複数の作動を制御することにより、所定の障害の発生及
び内部システムの故障の発生に反応する。さらに、駆動
トレーンの望ましくない摩耗又は負荷を防止するため
に、選択された命令の実行の間には適当な時間的遅延が
設けられている。
第６図乃至第14図のフローチャートに示された回転カ
ッタの制御ロジック（論理）は上述しのためのた演算ル
ープ中で、車両の操縦のための制御モジュール、推進並
びに警告及びディスプレイ等の他の機能を含む統合制御
プログラムの一つのモジュールとして含まれる。同じマ
イクロプロセッサ94を、他の入力を処理し、カッタ、操
縦、推進、警告及びディスプレイのソフトウエアプログ
ラムを統合し、他の制御機能をサポートする制御信号を
生成するように容易にプログラムすることが可能であ
る。
本発明の他の側面、目的及び利益は図面、発明の記述
及び添付請求の範囲を研究することにより得ることがで
きる。
フロントページの続き (72)発明者 シモンズ、ゲラルド・ピー アメリカ合衆国、61550 イリノイ、モ ートン、ネルソン・アベニュー 516 (72)発明者 スペック、アルバート・ジェイ アメリカ合衆国、62704 イリノイ、ス プリングフィールド、ブレントウッド・ ドライブ 1942 (56)参考文献 特開 昭63−284302（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−62505（ＪＰ，Ａ) 米国特許4655634（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) E01C 23/12

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】グレーダ（10）に回転可能に取り付けられ
    たカッタ（20）と、回転可能なカッタ（20）に作動的に
    連結されたエンジン（26）と、グレーダ（10）に設けら
    れたアクセス開口部をカバーする少なくとも一つのパネ
    ル（78）を有するグレーダ（10）の制御システム（24）
    であって、 前記エンジン（26）に作動的に連結され伸長する出力シ
    ャフト（30）を有するクラッチ（28）と； 前記クラッチ（28）を選択的に係合しさらに係合の解除
    をするクラッチ制御手段（42）と； 出力シャフト（30）に作動的に連結されたブレーキ（3
    2）と； 前記ブレーキ（32）を選択的に適用し且つ開放するブレ
    ーキ制御手段（44）と； 前記出力シャフト（30）に作動的に連結された第１プー
    リ（34）と； 前記回転可能に取り付けられたカッタ（20）に連結され
    た第２プーリ（36）と； 前記プーリ（34）と（36）の間で伸長する無端状ベルト
    （38）と； 前記ベルト（38）を伸張しベルト（38）を前記第１及び
    第２プーリ（34,36）の強制的に駆動接触させる手段（4
    0）と； 前記ベルト伸張制御手段（46）と； 予め定められた複数のカッタ作動モードのうちの一つを
    選択し、前記作動モードの選択に応じて第１出力信号
    （64）を生成し伝達する手段（66）と； 前記第１出力信号（64）を受け取ったことに応じて、前
    記ベルト伸張制御手段（46）、ブレーキ制御手段（44）
    及びクラッチ制御手段（42）のうちの所定の一つを予め
    定められた逐次的順序で制御する手段（62）と； を具備したグレーダ（10）の制御システム（24）。
  2. 【請求項２】前記制御システム（24）は少なくとも一つ
    の作動状態を検出し、作動状態に応じて第２出力信号
    （74）を生成し且つ伝達する手段（70）を含んでいる請
    求項１記載の制御システム（24）。
  3. 【請求項３】前記逐次的制御手段（62）は、前記第１及
    び第２出力信号（64,74）を受け取る入力（108,1112）
    を有し、第１制御信号（88）、第２制御信号（90）、第
    ３制御信号（92）を生成してそれぞれ前記クラッチ制御
    手段（42）、前記ブレーキ制御手段（44）、前記ベルト
    伸張制御手段（46）に送出するマイクロプロセッサ（9
    4）を含んでいる請求項２記載の制御システム（24）。
  4. 【請求項４】前記グレーダ（10）は液体圧作動で調整可
    能なトラット（18）を含んでおり、前記少なくとも一つ
    の作動状態を検出し、作動状態に応じて第２出力信号
    （74）を生成し且つ伝達する手段（70）は前記流体圧作
    動で調整可能なストラット（18）中の液体圧力スイッチ
    （70）を含んでいる請求項２記載の制御システム（2
    4）。
  5. 【請求項５】前記制御システム（24）は、前記少なくと
    も一つのパネル（78）の位置を検出し、前記パネル（7
    8）の位置を示す第３出力信号（76）を生成してこれを
    送出する手段（72）を含んでいる請求項１記載の制御シ
    ステム（24）。
  6. 【請求項６】前記逐次的制御手段（62）は、前記第１出
    力信号（64）及び第３出力信号（76）を受け取る入力
    （108,110）を有しており、第１制御信号（88）、第２
    制御信号（90）及び第３制御信号（92）を生成してこれ
    らの信号を前記クラッチ制御手段（42）、前記ブレーキ
    制御手段（44）、及び前記ベルト伸張制御手段（46）に
    送出するマイクロプロセッサ（94）を含んでいる請求項
    ５記載の制御システム（24）。
  7. 【請求項７】前記制御システム（24）は少なくとも一つ
    の作動状態を検出してその作動状態に応じて第２出力信
    号（74）を生成して送出する手段（70）と、前記少なく
    とも一つのパネル（78）の位置を検出して前記パネル
    （78）の位置を示す第３出力信号（76）を生成して送出
    する手段（72）を含んでいる請求項１記載の制御システ
    ム（24）。
  8. 【請求項８】前記逐次的な制御手段（62）は前記第１出
    力信号（64）、第２出力信号（74）及び第３出力信号
    （76）を受け取る入力（108,110,112）を有し、第１制
    御信号（88）、第２制御信号（90）及び第３制御信号
    （92）を生成してこれらの信号を前記クラッチ制御手段
    （42）、前記ブレーキ制御手段（44）及び前記ベルト伸
    張制御手段（46）に送出するマイクロプロセッサ（94）
    を含んでいる請求項７記載の制御システム（24）。
  9. 【請求項９】前記ブレーキ（32）と前記第１プーリ（3
    4）との間に配置され前記出力シャフト（30）と作動的
    に連結された補助ブレーキ（58）をさらに含んでいる請
    求項１記載の制御システム（24）。
  10. 【請求項１０】前記ベルト伸張制御手段（46）は前記補
    助ブレーキ（58）をかけるのと同時に前記ベルト伸張手
    段（40）を開放し、前記補助ブレーキ（58）を開放する
    のと同時に前記ベルト伸張手段（40）を係合する請求項
    ９記載の制御システム（24）。
  11. 【請求項１１】前記クラッチ（28）は流体圧的に作動さ
    れ、前記クラッチ制御手段（42）は電気的に作動される
    請求項１記載の制御システム（24）。
  12. 【請求項１２】前記ブレーキ（32）は流体圧的に作動さ
    れ、前記ブレーキ制御手段（44）は電気的に作動される
    請求項１記載の制御システム（24）。
  13. 【請求項１３】前記ベルト伸張手段（40）は流体圧的に
    作動されるシリンダ（40）を含んでおり、前記ベルト伸
    張手段（40）を制御する前記手段（46）は電気的に作動
    される請求項１記載の制御システム（24）。
  14. 【請求項１４】前記補助ブレーキ（58）は機械的に係合
    されるとともに流体圧的に開放され、前記ベルト伸張手
    段（40）の前記制御手段（46）は電気的に作動される請
    求項９記載の制御システム（24）。
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