JP3420823B2 - ブルドーザのドージング制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ブルドーザのドージン
グ制御装置に関し、より詳しくはブルドーザによるドー
ジング作業におけるブレードに加わる掘削・運土による
負荷量制御に関する技術である。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のブルドーザによるドージ
ング作業は、全てブルドーザを運転操作するオペレータ
の手動操作によりブレードを上昇若しくは下降させ、ブ
レードに加わる掘削・運土による負荷量をほぼ一定に保
ってならすことでもって成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述さ
れたように手動操作によりブレードを上昇若しくは下降
させ、負荷量をほぼ一定に保って効率良く、しかもスム
ーズにならすことは、例え熟練のオペレータでもブレー
ドの上昇若しくは下降の操作頻度が多くて多大の疲労を
伴うという問題点がある。また、前述のような作業を行
う操作が複雑なために、未熟なオペレータにおいては多
大の疲労を伴うことはさておき、操作自体が困難である
という問題点がある。

【０００４】本発明は、このような問題点を解消するこ
とを目的として、ドージング作業が多大の疲労を伴うこ
となく簡単な操作で効率良く、しかもスムーズに行うこ
とができるブルドーザのドージング制御装置を提供する
ことである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によるブルドーザ
のドージング制御装置は、前述された目的を達成するた
めに、 （ａ）車体の実牽引力を検知する実牽引力検知手段、 （ｂ）ドージング作業時における運転モードを手動運転
モードから、掘削に関する自動掘削運転モードと運土に
関する自動運土運転モードとを含む自動運転モードに切
り換え可能な運転モード切換手段および （ｃ）この運転モード切換手段により運転モードが前記
手動運転モードから前記自動運転モードに切り換わるに
際し、前記実牽引力検知手段により検知される実牽引力
と設定される自動運転モード時の目標牽引力との間に差
がある場合には、前記目標牽引力に実牽引力が徐々に近
づくようにブレードの上昇若しくは下降を制御するブレ
ード制御手段を具えることを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】ドージング作業における運転モードが運転モー
ド切換手段によって手動運転モードから、掘削に関する
自動掘削運転モードと運土に関する自動運土運転モード
とを含む自動運転モードに切り換えられる際に、実牽引
力検知手段により検知される実牽引力と、土質等に合わ
せて設定される目標牽引力との間に差がある場合には、
ブレード制御手段において実牽引力を目標牽引力に徐々
に近づけさせ実牽引力が目標牽引力に除々に移行される
ようにしてブレードを上昇若しくは下降させる。そし
て、最終的に、実牽引力を目標牽引力に一致させるよう
にし、ブレードに加わる掘削・運土による負荷量を一定
に保たせる。

【０００７】前記運転モード切換手段は、例えば押圧操
作切換ボタン，グリップ操作切換スイッチ，ツイスト操
作切換スイッチまたはロータリ切換スイッチより構成さ
れ得る。

【０００８】また、前記自動運転モード時の目標牽引力
を設定する目標牽引力設定手段を具えるのが好ましい。
この場合、前記目標牽引力設定手段は、前記自動掘削運
転モード時の目標牽引力および自動運土運転モード時の
目標牽引力を個別に設定するものとすることができる。
また、前記自動掘削運転モード時において前記目標牽引
力設定手段により設定される目標牽引力から所定量を差
し引いた牽引力が前記自動運土運転モード時の目標牽引
力として自動的に設定されるようにしても良い。逆に、
前記自動運土運転モード時において前記目標牽引力設定
手段により設定される目標牽引力に所定量を加算した牽
引力が前記自動掘削運転モード時の目標牽引力として自
動的に設定されるようにしても良い。このように前記自
動運土運転モード時の目標牽引力を、前記自動掘削運転
モード時の目標牽引力から所定量だけ低く設定すること
で、掘削時には大きな目標牽引力による負荷量でもって
掘削を大きくできるとともに、運土時には小さな目標牽
引力による負荷量でもって小さい掘削量で大きな運土量
を保ちブレードから零れ落ちる運土が少なくなり効率の
良いドージング作業ができる。

【０００９】本発明においては、さらに、前記目標牽引
力設定手段により設定される目標牽引力を修正可能な目
標牽引力修正手段を具えるのが好ましい。前記目標牽引
力設定手段は、ダイヤルスイッチまたはテンキースイッ
チより構成されるのが良い。また、前記目標牽引力修正
手段は、ダイヤルスイッチまたはテンキースイッチより
構成されるのが良い。

【００１０】例えば、前記実牽引力検知手段による実牽
引力の検知は、次のようにして行われる。 １．エンジンの回転数を検出するエンジン回転センサと
トルクコンバータの出力軸回転数を検出するトルクコン
バータ出力軸回転センサとを具えて、まず前記エンジン
回転センサにより検出されるエンジン回転数Ｎｅとトル
クコンバータ出力軸回転センサにより検出されるトルク
コンバータ出力軸回転数Ｎｔとの比である速度比ｅ（＝
Ｎｔ／Ｎｅ）を得、この速度比ｅにより前記トルクコン
バータのトルクコンバータ特性からトルクコンバータ出
力トルクを得、次に基本的にはそのトルクコンバータ出
力トルクに前記トルクコンバータの出力軸から前記車体
を走行させる履帯を駆動させるスプロケットまでの減速
比を乗算することにもとづく算出により車体の実牽引力
を検知する。

【００１１】２. ロックアップ付トルクコンバータにお
けるロックアップ時またはダイレクトミッションの場合
にはエンジンの回転数を検出するエンジン回転センサを
具えて、このエンジン回転センサにより検出されるエン
ジン回転数によって前記エンジンのエンジントルク特性
からエンジントルクを得、次に基本的にはそのエンジン
トルクに前記エンジンから前記車体を走行させる履帯を
駆動させるスプロケットまでの減速比を乗算することに
もとづく算出により車体の実牽引力を検知する。

【００１２】一方、前記実牽引力検知手段が、さらに車
体の前後方向の傾斜角度を検出する傾斜角センサを具え
て、この傾斜角センサにより検出される傾斜角度にもと
づいて検知される実牽引力が補正されるようにすれば、
車体の傾斜角度、言い換えれば走行する場所の傾斜角度
による走行抵抗にもかかわらずブレードに加わる掘削運
土の負荷量を一定に保つことができる。また、前記運転
モード切換手段は、例えば押圧操作切換ボタン，グリッ
プ操作切換スイッチ，ツイスト操作切換スイッチまたは
ロータリ切換スイッチより構成され得る。

【００１３】ところで、前記ブレード制御手段によるブ
レードを上昇若しくは下降させる制御は、自動運転モー
ド時における前進１速または前進の中間速度段であって
ブレードの手動操作時を除いて行われるようにすれば、
自動運転モードでも前進１速または前進の中間速度段の
ようにドージング作業に適したときにのみ自動運転が可
能となる。また、ブレードを手動操作しているときには
手動操作が優先されて、自動運転中に任意に手動操作を
介入させることができる。

【００１４】本発明の目的は、後述される詳細な説明か
ら明らかにされる。しかしながら、詳細な説明および具
体的実施例は最も好ましい実施態様について説明する
が、本発明の精神および範囲内の種々の変更および変形
はその詳細な説明から当業者にとって明らかであること
から、具体的例としてのみ述べるものである。

【００１５】

【実施例】次に、本発明によるブルドーザのドージング
制御装置の具体的実施例につき、図面を参照しつつ説明
する。図１に外観が示されているブルドーザ１におい
て、このブルドーザ１の車体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の両側部、言い換えれば車体２
の前進方向における左右の各側部には、車体２を前進、
後進および旋回に走行させる履帯５（右側部の履帯は図
示されてはいない）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６により各履帯５毎に独立して駆動される。

【００１６】また、車体２の左右の側部には、ブレード
７を先端側で支持する左および右のストレートフレーム
８、９の基端部がトラニオン１０（右側部のトラニオン
は図示されてはいない）によってブレード７が上昇・下
降可能なように枢支されている。さらに、ブレード７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が車体２との間に、またブレー
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がそのブレース１２を左ストレートフ
レーム８との間に、更にそのブレードチルトシリンダ１
３を右ストレートフレーム９との間に配することにより
設けられている。

【００１７】ところで、オペレータ席４の車体２の前進
方向における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
ているとともに、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１
８、ブレード７に加わる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、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２
０、および表示装置２１が設けられている。なお、ブレ
ードコントロールレバー１８の頂部には、押圧操作回数
によりドージング作業の手動運転モード，自動掘削運転
モードおよび自動運土運転モードに順次に切り換える等
の運転モード切換ボタン２２が配設されている。また、
オペレータ席４の前方には図示されてはいないがブレー
キペダルおよびデクセルペダルが設けられている。

【００１８】次に、動力伝達系統が示されている図２に
おいて、エンジン３０からの回転駆動力は、ダンパー３
１および作業機油圧ポンプを含む各種油圧ポンプを駆動
するＰＴＯ３２を介して、ロックアップ機構３３ａおよ
びポンプ３３ｂを有するロックアップ付トルクコンバー
タ３３に伝達される。次に、このロックアップ付トルク
コンバータ３３の出力軸から、回転駆動力はその出力軸
に入力軸が連結されている例えば遊星歯車湿式多板式ク
ラッチ変速機であるトランスミッション３４に伝達され
る。このトランスミッション３４は、前進、後進クラッ
チ３４ａ、３４ｂおよび１速乃至３速クラッチ３４ｃ〜
３４ｅを有してトランスミッション３４の出力軸は前後
進３段階の速度で回転されるようになっている。続い
て、このトランスミッション３４の出力軸からその回転
駆動力は、ピニオン３５ａおよびベベルギア３５ｂ、更
には左右一対の操向クラッチ３５ｃおよび操向ブレーキ
３５ｄが配されている横軸３５ｅを有するステアリング
機構３５を介して左右一対の各終減速機構３６に伝達さ
れて履帯５を走行させる各スプロケット６が駆動される
ようになっている。なお、符号３７はエンジン３０の回
転数を検出するエンジン回転センサであるとともに、符
号３８はロックアップ付トルクコンバータ３３の出力軸
の回転数を検出するトルクコンバータ出力軸回転センサ
である。

【００１９】一方、本発明によるブルドーザのドージン
グ制御装置の全体が概略的に示されている図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、運
転モード切換ボタン２２によるドージング作業の手動運
転モード，自動掘削運転モードまたは自動運土運転モー
ドへの切り換え等に際してのボタン押圧操作状況、エン
ジン回転センサ３７からのエンジン３０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３８からのト
ルクコンバータ３３の出力軸の回転数データは、バス４
０を介してマイコン４１に供給される。さらに、このマ
イコン４１には、車体２の時々刻々の前後方向の傾斜角
度を検出する傾斜角センサ４２からの傾斜角データ、変
速レバー１６の操作による速度段の切り換えにもとづく
トランスミッション３４の速度段切換状況を検出するト
ランスミッション速度段切換センサ４３からの速度段切
換状況、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が手動運転操作中であるか否かを検出するブ
レード操作センサ４４からの手動運転操作状況、ロック
アップ切換スイッチ２０の切換操作によるロックアップ
オン・オフの切り換えにもとづくトルクコンバータ３３
のロックアップ（Ｌ／Ｕ）・トルコン（Ｔ／Ｃ）切換状
況を検出するトルクコンバータＬ／Ｕ・Ｔ／Ｃ切換セン
サ４５からのＬ／Ｕ・Ｔ／Ｃ切換状況、およびブレーキ
ペダルへの押圧操作によりブレーキが操作中であるか否
かを検出するブレーキ操作センサ４６からのブレーキ操
作状況がバス４０を介して供給される。

【００２０】マイコン４１は、所定プログラムを実行す
る中央処理装置（ＣＰＵ）４１Ａと、このプログラムお
よびエンジン特性曲線マップ、トルクコンバータ特性曲
線マップ等の各種マップを記憶する読出し専用メモリ
（ＲＯＭ）４１Ｂ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として、また各種レジスタとしての
書込み可能メモリ（ＲＡＭ）４１Ｃと、このプログラム
中の時間を計測するタイマ４１Ｄとより構成されてい
る。そして、前述されたブレード７に加わる設定される
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、運転モード切換ボタン２２のボタン押圧
操作状況、エンジン３０の回転数データ、トルクコンバ
ータ３３の出力軸の回転数データ、車体２の前後方向の
傾斜角データ、トランスミッション３４の速度段切換状
況、ブレード７の手動運転操作状況、トルクコンバータ
３３のＬ／Ｕ・Ｔ／Ｃ切換状況およびブレーキのブレー
キ操作状況にもとづき、前記プログラムを実行すること
によりブレード７を上昇若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４７に供給さ
れ、リフト弁アクチュエータ４８およびリフトシリンダ
操作弁４９を介して左右一対のブレードリフトシリンダ
１１がそのリフト操作量にもとづき駆動制御されること
によってブレード７を上昇または下降させている。な
お、表示装置２１においては、現在においてブルドーザ
１がドージング作業の手動運転モードにあるか自動掘削
運転モードにあるか自動運土運転モードにあるか等が表
示される。

【００２１】次に、前述のように構成されるブルドーザ
のドージング装置の動作について、図４のフローチャー
ト図にもとづき詳述する。Ｓ１〜Ｓ３ 電源の投入によ
り所定プログラムの実行を開始してマイコン４１におけ
るＲＡＭ４１Ｃに設定されている各種レジスタ等の内容
をクリヤする等の初期化を行う。次に、初期化後の本実
施例においては５秒間に亘って傾斜角センサ４２から傾
斜角データを初期値として順次に読込む。この傾斜角デ
ータを初期値として順次に読込むのは、これら傾斜角デ
ータの移動平均による周波数分離により車体２の傾斜角
度を得るためである。

【００２２】Ｓ４〜Ｓ６ まず、第１および第２のダイ
ヤルスイッチ１９Ａ，１９Ｂからブレード７に加わる設
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、運転モード切換ボタン２２から
ボタン押圧操作状況、エンジン回転センサ３７からエン
ジン３０の回転数データ、トルクコンバータ出力軸回転
センサ３８からトルクコンバータ３３の出力軸の回転数
データ、傾斜角センサ４２から車体２の前後方向の傾斜
角データ、トランスミッション速度段切換センサ４３か
らトランスミッション３４の速度段切換状況、ブレード
操作センサ４４からブレード７の手動運転操作状況、ト
ルクコンバータＬ／Ｕ・Ｔ／Ｃ切換センサ４５からトル
クコンバータ３３のＬ／Ｕ・Ｔ／Ｃ切換状況およびブレ
ーキ操作センサ４６からブレーキのブレーキ操作状況を
読込む。次に、電源電圧が所定電圧以上の正常で電子回
路等が正常駆動状態にある場合には、次のデータ処理を
行う。

【００２３】１．順次に読込まれた傾斜角データから移
動平均法による周波数分離により低周波成分を抽出して
車体２の傾斜角度を得る。 ２．次に、この低周波成分を前述の順次に読込まれた傾
斜角データから差引く周波数分離により加速度成分を抽
出して車体２の加速度を得る。

【００２４】Ｓ７〜Ｓ１２ トランスミッション３４の
速度段が前進１速（Ｆ１）または前進２速（Ｆ２）にあ
る場合には、トルクコンバータ３３がロックアップ（Ｌ
／Ｕ）にあるかトルコン（Ｔ／Ｃ）にあるかにより、次
のように実牽引力Ｆ_R を計算する。

【００２５】1. ロックアップ時 エンジン３０の回転数Ｎｅから図５に示されているよう
なエンジン特性曲線マップからエンジントルクＴｅを得
る。次に、このエンジントルクＴｅにトランスミッショ
ン３４、ステアリング機構３５および終減速機構３６、
言い換えればトルクコンバータ３３の出力軸からスプロ
ケット６までの減速比ｋ_se、更にはスプロケット６の径
ｒを乗算して牽引力Ｆｅ（＝Ｔｅ・ｋ_se・ｒ）を得る。
さらに、この牽引力Ｆｅからブレード７のリフト操作量
によって図６に示されているようなポンプ補正特性マッ
プから得られるＰＴＯ３２におけるブレードリフトシリ
ンダ１１に対する作業機油圧ポンプ等のポンプ消費量に
対応する牽引力補正分Ｆｃを差引いて実牽引力Ｆ_R （＝
Ｆｅ−Ｆｃ）を得る。

【００２６】2. トルコン時 エンジン３０の回転数Ｎｅとトルクコンバータ３３の出
力軸の回転数Ｎｔとの比である速度比ｅ（＝Ｎｔ／Ｎ
ｅ）により図７に示されているようなトルクコンバータ
特性曲線マップからトルク係数ｔ_p およびトルク比ｔを
得てトルクコンバータ出力トルクＴｃ〔＝ｔ_p ・（Ｎｅ
／100)² ・ｔ〕を得る。次に、このトルクコンバータ出
力トルクＴｃに前項と同様にトルクコンバータ３３の出
力軸からスプロケット６までの減速比ｋ_Se、更にはスプ
ロケット６の径ｒを乗算することにより実牽引力Ｆ
_R （＝Ｔｃ・ｋ_Se・ｒ）を得る。

【００２７】次に、このようにして得られた実牽引力Ｆ
_R から、図８に示されているような傾斜角度−負荷補正
分特性マップから得られる車体２の傾斜角度に対応する
負荷補正分を差引いて補正後実牽引力Ｆを得る。なお、
トランスミッション３４の速度段が前進１速（Ｆ１）ま
たは前進２速（Ｆ２）にない場合には、自動掘削運転モ
ードに際して第１のダイヤルスイッチ１９Ａで設定され
るブレード７に加わる負荷量のダイヤル値に対応する目
標牽引力に実牽引力が徐々に近づくように計算するに用
いる累積値Ｘを“０”に設定する。

【００２８】Ｓ１３〜Ｓ１６ 運転モード切換ボタン２
２への押圧操作が解除された場合には、次の処理を行
う。 1. 運転モード切換ボタン２２のへ押圧操作のボタン押
圧持続時間が本実施例においては２秒以上であった場合
には、押圧操作中の平均化した補正後実牽引力Ｆを目標
牽引力Ｆ₀ として設定する。 2. 運転モード切換ボタン２２の押圧切換操作の押圧持
続時間が２秒未満であった場合には、運転モード切換ボ
タン２２の押圧操作回数Ｙに“１”を加算する。

【００２９】Ｓ１７〜Ｓ２３ 運転モード切換ボタン２
２の押圧操作回数Ｙが０または３回の場合には手動運転
モードとし、１回の場合には自動掘削運転モードとし、
更には２回の場合には自動運土運転モードとして、次の
処理を行う。 1. 手動運転モード時 運転モード切換ボタン２２の押圧操作回数Ｙを“０”に
設定する。 2. 自動掘削運転モード時 自動掘削運転モードに切り換わった時点の初期補正後実
牽引力Ｆ’と、第１のダイヤルスイッチ１９Ａで設定さ
れるブレード７に加わる負荷量のダイヤル値、更には下
限値とを比較して前記ダイヤル値に対応する目標牽引力
Ｆ₀ に実牽引力が除々に近づくようにプログラムを繰り
返す毎に加算され累積した単位牽引力成分ΔＷの累積値
Ｘにもとづき、次のように計算して暫定の目標牽引力Ｆ
₀ を順次に得る。なお、プログラムの繰り返し時間は本
実施例においては２０ｍ秒である。

【００３０】ｉ）初期補正後実牽引力Ｆ’がダイヤル値
を超える場合（図９におけるａ参照） 暫定の目標牽引力Ｆ₀ ← 初期補正後実牽引力Ｆ’−
累積値Ｘ ii）初期補正後実牽引力Ｆ’がダイヤル値と下限値との
間にある場合（図９におけるｂ参照） 暫定の目標牽引力Ｆ₀ ← 初期補正後実牽引力Ｆ’₀
＋累積値Ｘ iii）初期補正後実牽引力Ｆ’が下限値未満の場合（図
９におけるｃ参照） 暫定の目標牽引力Ｆ₀ ← 下限値＋累積値 こうして、暫定の目標牽引力Ｆ₀ が設定されるブレード
７に加わる負荷量のダイヤル値に対応する牽引力に到達
するまで繰り返され、ダイヤル値に対応する牽引力に到
達するとそのダイヤル値に対応する牽引力を目標牽引力
Ｆ₀ として設定する。なお、下限値を定めるのは、ブレ
ード７の刃先が掘削面に対して当たっているか浮いてい
るかの定かでない実牽引力が小でふらついているような
場合から開始すると安定したブレード７の上昇若しくは
下降の制御を行えないためである。

【００３１】3. 自動運土運転モード時 第１のダイヤルスイッチ１９Ａで設定されるブレード７
に加わる負荷量のダイヤル値から所定値α、本実施例に
おいては０．１〜０．２Ｗを差し引いて目標牽引力Ｆ₀
として設定する。

【００３２】Ｓ２４〜Ｓ２７ 設定された目標牽引力Ｆ
₀ を第１のダイヤルスイッチ１９Ａで設定されるブレー
ド７に加わる負荷量に対する増減修正である第２のダイ
ヤルスイッチ１９Ｂで設定されるダイヤル値で増減修正
して目標牽引力Ｆ₀ とする。

【００３３】次に、ブレードコントロールレバー１８に
よりブレード７が手動運転されていない手動運転操作状
態にない場合であって、ブレーキが操作されているブレ
ーキ操作状態にあるとき、トルクコンバータ３３がロッ
クアップ（Ｌ／Ｕ）とトルコン（Ｔ／Ｃ）との間におけ
るＬ／Ｕ・Ｔ／Ｃ切換操作中でＬ／Ｕ・Ｔ／Ｃ切換操作
状態にあるとき、またはトランスミッション３４が前進
１速（Ｆ１）と前進２速（Ｆ２）との間における速度段
切換操作中で速度段切換操作状態にあるときには、前述
された増減修正後の目標牽引力Ｆ₀ に所定値β、本実施
例においては０．１〜０．２Ｗを加算して目標牽引力Ｆ
₀ とする。この０．１〜０．２Ｗを加算するのはブレー
キ操作による負荷でもって急減速されシュースリップと
検知され、またＬ／Ｕ・Ｔ／Ｃ切換操作状態および速度
段切換操作状態にある場合には実牽引力が小さくなっ
て、ブレード７に加わる負荷量を軽減するためにブレー
ド７が上昇されるのを阻止するためである。

【００３４】Ｓ２８〜Ｓ３２ まず、目標牽引力Ｆ₀ と
補正後実牽引力との牽引力差ΔＦを得るとともに、表示
装置２１にドージング作業の手動運転モード，自動掘削
運転モードまたは自動運土運転モードであることを表示
する。次に、傾斜角データから周波数分離に抽出される
加速度成分から得られる車体２の加速度の移動平均によ
る移動平均加速度、更には補正後実牽引力Ｆにもとづ
き、次の条件を基準にしてシュースリップ、言い換えれ
ば車体２の走行滑りを走行滑りとして検知する。

【００３５】1. 走行滑りとされる条件 （１°≒0.0174Ｇ，Ｗ：ブルドーザ１の全重量） 移動平均加速度γ＜−４°または 移動平均加速度γ＜−２°且つ補正後実牽引力Ｆ＞
０．６Ｗ ２．走行滑り後において走行滑りがなくなったとされる
条件 平均加速度γ＞０．１°または 補正後実牽引力Ｆ＞走行滑りの開始時点における補正
後実牽引力Ｆ−０．１Ｗ

【００３６】次に、前述の条件を基準として走行滑りで
あると検知される場合と、走行滑りでなく無検知とされ
る場合とにおいて、次のように処理を行う。 1. 走行滑りであると検知される場合には、ブレード７
に加わる負荷量を軽減して走行滑りを回避するために、
図示されないスリップ制御特性マップによりブレード７
を上昇させるリフト操作量Ｑｓを得る。 2. 走行滑りでなく無検知とされる場合には、目標牽引
力Ｆ₀ と補正後牽引力Ｆとの牽引力差△Ｆにより、図１
０に示されている負荷制御特性マップから補正後牽引力
Ｆが目標牽引力Ｆ₀ に一致するようにブレード７を上昇
若しくは下降させるリフト操作量Ｑ_L を得る。

【００３７】なお、電源電圧が所定電圧以下の正常でな
く電子回路等が正常駆動状態でないとされる場合、トラ
ンスミッション３４の速度段が前進１速（Ｆ１）または
前進２速（Ｆ２）以外である場合、手動運転モードにあ
る場合、またブレードコントロールレバー１８によりブ
レード７が手動運転されている手動運転操作状態にある
場合には、ブレードコントロールレバー１８の操作量に
したがって図示されないマニュアル制御特性マップによ
りステップＳ３３においてブレード７を上昇若しくは下
降させるリフト操作量Ｑ_N が得られる。

【００３８】以上の各リフト操作量Ｑ_S , Ｑ_L , Ｑ
_N は、ブレードリフトシリンダコントローラ４７に供給
され、各リフト操作量Ｑ_S , Ｑ_L , Ｑ_N にもとづきリフ
ト弁アクチュエータ４８およびリフトシリンダ操作弁４
９を介してブレードリフトシンリダ１１を駆動制御し、
ブレード７を上昇若しくは下降させる所望の制御が行わ
れる。

【００３９】本実施例においては、動力伝達系統にロッ
クアップ付トルクコンバータ３３が配設される場合を説
明したが、ロックアップ機構を有さないトルクコンバー
タの場合でも、またトルクコンバータを有さないダイレ
クトミッションの場合でも本発明が適用できることは言
うまでもない。このダイレクトミッションの場合におけ
る実牽引力の算出は前述のロックアップ時の場合と同様
である。

【００４０】本実施例においては、車体２の走行滑りを
傾斜角センサ４２からの出力である傾斜角データから周
波数分離により加速度成分を抽出することにより検知し
たが、別途に加速度センサを設けてその加速度センサか
らの車体２の加速度状態を示す出力から検知するように
しても良い。また、ドップラー車速計を設け、このドッ
プラー車速計により得られる車体２の実車速とその車体
２を走行させる履帯５の走行速度とを比較して検知して
も良い。

【００４１】本実施例においては、手動運転モード若し
くは自動運土運転モードから自動掘削運転モードに切り
換わるに際して目標牽引力Ｆ₀ に実牽引力が除々に近づ
くようにブレードの上昇若しくは下降を制御したが、手
動運転モード若しくは自動掘削運転モードから自動運土
運転モードに切り換わるに際しも同様に目標牽引力Ｆ ₀
に実牽引力が徐々に近づくようにしても良い。

【００４２】本実施例においては、一対のダイヤルスイ
ッチ１９Ａ，１９Ｂを設けて直接には自動掘削運転モー
ド時のブレード７に加わる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とし、自動運土運転モード
時のブレード７に加わる負荷量の設定はその設定される
自動掘削運転モード時の負荷量から所定量αを差し引い
た、更には増減修正された負荷量が自動的に設定される
ようにしたが、自動運土運転モード用として他の一対の
ダイヤルスイッチを設けても良い。また、直接には自動
運土運転モード時のブレード７に加わる負荷量の設定お
よびその設定負荷量に対する増減修正するための一対の
ダイヤルスイッチを設けて、これらダイヤルスイッチで
設定される自動運土運転モード時のブレード７に加わる
負荷量に所定量αを加算した負荷量が自動掘削運転モー
ド時の負荷量として自動的に設定されるようにしても良
い。なお、ダイヤルスイッチ１９Ａ，１９Ｂに代えてテ
ンキースイッチを用いても良い。この場合には、テンキ
ースイッチで設定される負荷量を表示装置２１に表示さ
せるのが良い。

【００４３】本実施例においては、ドージング作業の手
動運転モード，自動掘削運転モードおよび自動運土運転
モードを切り換える等に押圧操作される運転モード切換
ボタン２２を用いたが、この運転モード切換ボタン２２
に代えてグリップ操作切換スイッチ，ツイスト操作切換
スイッチまたはロータリ切換スイッチを用いても良い。

【００４４】本実施例において、第１のダイヤルスイッ
チ19Ａを掘削する土質、例えば砂質土，砂磔土あるいは
軟岩のうちのいずれかを選択する土質モードスイッチと
し、これら各土質モードに対応してブレード７に加わる
負荷値を設定するものとすることができる。

【００４５】本実施例による設定されるブレード７に加
わる負荷値は、ブルドーザ１の車体２の走行滑り（シュ
ースリップ）の頻度が最適になるように学習によって増
減させるようにすることも可能である。

【００４６】以上に説明したように、本発明は、種々に
変更可能なことはあきらかである。このような変更は本
発明の精神および範囲に反することなく、また当業者に
とって明瞭な全てのそのような変形、変更は、請求の範
囲に含まれるものである。

【００４７】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
ブレードに加わる掘削・運土の負荷量が目標牽引力に対
応する一定負荷量になるようにブレードが自動的に上昇
若しくは下降されて、ドージング作業が多大の疲労を伴
うことなく簡単な操作で効率良く行うことができる。し
かも、自動運転モードに切り換わるに際して実牽引力と
自動運転モード時の目標牽引力との間に差がある場合に
は、徐々に実牽引力が目標牽引力に移行されスムーズな
ドージング作業を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明によるブルドーザのドージング
制御装置の具体的実施例のブルドーザの外観図である。

【図２】図２は、本発明によるブルドーザのドージング
制御装置の具体的実施例の動力伝達系統のスケルトン図
である。

【図３】図３は、本発明によるブルドーザのドージング
制御装置の具体的実施例の全体概略ブロック図である。

【図４】図４は、本発明によるブルドーザのドージング
制御装置の具体的実施例のドージングプログラムのフロ
ーチャート図である。

【図５】図５は、図４の説明に用いたエンジン特性曲線
マップのグラフ図である。

【図６】図６は、図４の説明に用いたポンプ補正特性マ
ップのグラフ図である。

【図７】図７は、図４の説明に用いたトルクコンバータ
特性曲線マップのグラフ図である。

【図８】図８は、図４の説明に用いた傾斜角度−負荷補
正分特性マップのグラフ図である。

【図９】図９は、図４の説明に用いた自動掘削運転モー
ド時にダイヤルスイッチでもって設定されるブレードに
加わる負荷量に対応する目標牽引力に除々に近づけさせ
る過程を説明するグラフ図である。

【図１０】図１０は、図４の説明に用いた負荷制御特性
マップである。

【符号の説明】

１ ブルドーザ ２ 車体 ３ ボンネット ４ オペレータ席 ５ 履帯 ６ スプロケット ７ ブレード ８，９ ストレートフレーム １０ トラニオン １１ ブレードリフトシリンダ １２ ブレース １３ ブレードチルトシリンダ １５ ステアリングレバー １６ 変速レバー １７ 燃料コントロールレバー １８ ブレードコントロールレバー １９Ａ，１９Ｂ ダイヤルスイッチ ２０ ロックアップ切換スイッチ ２１ 表示装置 ２２ 運転モード切換ボタン ３０ エンジン ３１ ダンパー ３２ ＰＴＯ ３３ ロックアップ付トルクコンバータ ３４ トランスミッション ３５ ステアリング機構 ３６ 終減速機構 ３７ エンジン回転センサ ３８ トルクコンバータ出力軸回転センサ ４０ バス ４１ マイコン ４２ 傾斜角センサ ４３ トランスミッション速度段切換センサ ４４ ブレード操作センサ ４５ トルクコンバータＬ／Ｕ・Ｔ／Ｃ切換セン
サ ４６ ブレーキ操作センサ ４７ ブレードリフトシリンダコントローラ ４８ リフト弁アクチュエータ ４９ リフトシリンダ操作弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−161529（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−106239（ＪＰ，Ａ) 特公 昭53−5441（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02F 3/84 - 3/85 E02F 3/43

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）車体の実牽引力を検知する実牽引
   力検知手段、 （ｂ）ドージング作業時における運転モードを手動運転
   モードから、掘削に関する自動掘削運転モードと運土に
   関する自動運土運転モードとを含む自動運転モードに切
   り換え可能な運転モード切換手段および （ｃ）この運転モード切換手段により運転モードが前記
   手動運転モードから前記自動運転モードに切り換わるに
   際し、前記実牽引力検知手段により検知される実牽引力
   と設定される自動運転モード時の目標牽引力との間に差
   がある場合には、前記目標牽引力に実牽引力が徐々に近
   づくようにブレードの上昇若しくは下降を制御するブレ
   ード制御手段を具えることを特徴とするブルドーザのド
   ージング制御装置。
2. 【請求項２】 前記運転モード切換手段は、押圧操作切
   換ボタン，グリップ操作切換スイッチ，ツイスト操作切
   換スイッチまたはロータリ切換スイッチより構成される
   ことを特徴とする請求項１に記載のブルドーザのドージ
   ング制御装置。
3. 【請求項３】 さらに、前記自動運転モード時の目標牽
   引力を設定する目標牽引力設定手段を具えることを特徴
   とする請求項１または２に記載のブルドーザのドージン
   グ制御装置。
4. 【請求項４】 前記目標牽引力設定手段は、前記自動掘
   削運転モード時の目標牽引力および自動運土運転モード
   時の目標牽引力を個別に設定するものである請求項３に
   記載のブルドーザのドージング制御装置。
5. 【請求項５】 前記自動掘削運転モード時において前記
   目標牽引力設定手段により設定される目標牽引力から所
   定量を差し引いた牽引力が前記自動運土運転モード時の
   目標牽引力として自動的に設定されることを特徴とする
   請求項３に記載のブルドーザのドージング制御装置。
6. 【請求項６】 前記自動運土運転モード時において前記
   目標牽引力設定手段により設定される目標牽引力に所定
   量を加算した牽引力が前記自動掘削運転モード時の目標
   牽引力として自動的に設定されることを特徴とする請求
   項３に記載のブルドーザのドージング制御装置。
7. 【請求項７】 さらに、前記目標牽引力設定手段により
   設定される目標牽引力を修正可能な目標牽引力修正手段
   を具えることを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記
   載のブルドーザのドージング制御装置。
8. 【請求項８】 前記目標牽引力設定手段は、ダイヤルス
   イッチまたはテンキースイッチより構成されることを特
   徴とする請求項３〜７のいずれかに記載のブルドーザの
   ドージング制御装置。
9. 【請求項９】 前記目標牽引力修正手段は、ダイヤルス
   イッチまたはテンキースイッチより構成されることを特
   徴とする請求項７に記載のブルドーザのドージング制御
   装置。
10. 【請求項１０】 前記実牽引力検知手段は、エンジンの
    回転数を検出するエンジン回転センサとトルクコンバー
    タの出力軸回転数を検出するトルクコンバータ出力軸回
    転センサとを具えて、まず前記エンジン回転センサによ
    り検出されるエンジン回転数Ｎｅとトルクコンバータ出
    力軸回転センサにより検出されるトルクコンバータ出力
    軸回転数Ｎｔとの比である速度比ｅ（＝Ｎｔ／Ｎｅ）を
    得、この速度比ｅにより前記トルクコンバータのトルク
    コンバータ特性からトルクコンバータ出力トルクを得、
    次に基本的にはそのトルクコンバータ出力トルクに前記
    トルクコンバータの出力軸から前記車体を走行させる履
    帯を駆動させるスプロケットまでの減速比を乗算するこ
    とにもとづく算出により車体の実牽引力を検知すること
    を特徴とする請求項１に記載のブルドーザのドージング
    制御装置。
11. 【請求項１１】 前記実牽引力検知手段は、ロックアッ
    プ付トルクコンバータにおけるロックアップ時またはダ
    イレクトミッションの場合にはエンジンの回転数を検出
    するエンジン回転センサを具えて、このエンジン回転セ
    ンサにより検出されるエンジン回転数によって前記エン
    ジンのエンジントルク特性からエンジントルクを得、次
    に基本的にはそのエンジントルクに前記エンジンから前
    記車体を走行させる履帯を駆動させるスプロケットまで
    の減速比を乗算することにもとづく算出により車体の実
    牽引力を検知することを特徴とする請求項１に記載のブ
    ルドーザのドージング制御装置。
12. 【請求項１２】 前記実牽引力検知手段は、さらに車体
    の前後方向の傾斜角度を検出する傾斜角センサを具え
    て、この傾斜角センサにより検出される傾斜角度にもと
    づき検知される実牽引力が補正されることを特徴とする
    請求項１０または１１に記載のブルドーザのドージング
    制御装置。
13. 【請求項１３】 前記ブレード制御手段によるブレード
    を上昇若しくは下降させる制御は、自動運転モード時に
    おける前進１速または前進の中間速度段であってブレー
    ドの手動操作時を除いて行われることを特徴とする請求
    項１〜１２のいずれかに記載のブルドーザのドージング
    制御装置。