JPH0762683A - ブルドーザのブレード制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オペレータにより繰り返し行われる掘削開始
時や後進走行時の操作を省略することによりオペレータ
の疲労の軽減を図り、併せて作業時の安全性の向上を図
る。 【構成】 ドージング作業時における運転モードを自動
運転モードに設定可能な運転モード設定装置、トランス
ミッションの速度段位置を検知する速度段位置検知装置
および、この速度段位置検知装置によりトランスミッシ
ョンの速度段位置が前進走行位置にあることが検知さ
れ、かつ前記運転モード設定装置により運転モードが自
動運転モードに設定される掘削開始時に、ブレードの下
端を車体に対して水平にするとともにそのブレードの下
端を地面に接触させるようにそのブレードの傾斜動およ
び下降動を制御するブレード制御装置を備える構成とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ブルドーザによるドー
ジング作業において掘削開始時もしくは後進走行時にブ
レードを制御する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種ブルドーザによるドージン
グ作業は、ブルドーザを運転操作するオペレータの手動
操作により変速レバーまたはステアリングレバーを操作
して速度段を切換えまたは走行方向を変更させ、またブ
レードコントロールレバーを操作してブレードを上昇も
しくは下降させ、更にはブレードを左右に傾斜させて作
業することでもってなされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
手動操作によるドージング作業において、オペレータが
変速レバーを前進走行位置に入れて掘削作業を開始しよ
うとする際には、ブレードを地面まで下降させる操作を
行うとともに、このブレードが左右に傾斜しているとき
にはブレードの下端を車体に対して水平にする所謂チル
ト操作を行うことが必要である。また、所定のドージン
グ作業が終了して変速レバーを後進位置に入れて掘削地
点まで後進走行しようとする際には、一旦ブレードを所
定位置まで上昇させた後そのブレードを走行姿勢（最低
地上高さ）まで下降させるように操作することが必要で
ある。

【０００４】しかしながら、前述されているような掘削
開始時や後進走行時のオペレータによる操作は何度も繰
り返す操作であるために、たとえ熟練のオペレータであ
ってもブレードの昇降動もしくは傾斜動の操作頻度が多
くて多大の疲労を伴うという問題点がある。とりわけブ
レードを水平にするチルト操作は、目標がないためにオ
ペレータが特に神経を使う作業であって疲労につながる
ことが多い。また、後進走行時において、オペレータの
誤操作によってブレードを所定高さ以上に上昇させた場
合には、この上昇状態のまま車体を走行させることによ
り車体が安定性を損なって事故が発生する危険性もあ
る。

【０００５】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、オペレータにより繰り返し行われる掘
削開始時または後進走行時の操作を省略することにより
オペレータの疲労の軽減を図り、併せて作業時の安全性
の向上を図ることのできるブルドーザのブレード制御装
置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によるブルドーザ
のブレード制御装置は、前述された目的を達成するため
に、第１に、（ａ）ドージング作業時における運転モー
ドを自動運転モードに設定可能な運転モード設定手段、
（ｂ）トランスミッションが前進走行状態にあるか後進
走行状態にあるかを検知する走行状態検知手段および
（ｃ）この走行状態検知手段によりトランスミッション
が前進走行状態にあることが検知され、かつ前記運転モ
ード設定手段により運転モードが自動運転モードに設定
される掘削開始時に、ブレードの下端を車体に対して水
平にするとともにそのブレードの下端を地面に接触させ
るようにそのブレードの傾斜動および下降動を制御する
ブレード制御手段を備えることを特徴とするものであ
る。

【０００７】また、本発明によるブルドーザのブレード
制御装置は、第２に、（ａ）ドージング作業時における
運転モードを自動運転モードに設定可能な運転モード設
定手段、（ｂ）トランスミッションが前進走行状態にあ
るか後進走行状態にあるかを検知する走行状態検知手段
および（ｃ）この走行状態検知手段によりトランスミッ
ションが後進走行状態にあることが検知され、かつ運転
モード設定手段により運転モードが自動運転モードに設
定される際に、ブレードの下端が地面に対して所定距離
上方に位置する後進走行位置となるようにそのブレード
の上昇もしくは下降を制御するブレード制御手段を備え
ることを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】前記第１の特徴を有するブルドーザのブレード
制御装置においては、トランスミッションが前進走行状
態にあることが検知され、かつ運転モード設定手段によ
り運転モードが自動運転モードに設定される掘削開始時
に、ブレード制御手段によってブレードの下端が車体に
対して水平になるようにそのブレードが傾斜動されると
ともに、このブレードの下端が地面と接触するようにそ
のブレードが下降動される。したがって、オペレータが
多大の疲労を伴うことなくブレードを掘削開始時におけ
る所定の基準位置にスムーズに移動させることができ、
ドージング作業を効率良く行うことができる。

【０００９】本発明においては、例えばブレードの左右
端部と車体本体との間にそれぞれ配される一対の油圧シ
リンダを有するブレード昇降動手段を備えるのが好まし
い。また、前記ブレードの昇降動位置と傾斜動位置とを
検知するブレード位置検知手段を備えるのが好ましい。
ここで、このブレード位置検知手段としては、前記ブレ
ード昇降動手段における一対の油圧シリンダのストロー
ク量を検知することによりブレードの昇降動位置と傾斜
動位置とを検知するものとするのが良い。

【００１０】さらに、本発明においては、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を備える
のが好ましく、このブレード傾斜動手段としては、ブレ
ードの一端部と車体本体との間に配される一つの油圧シ
リンダと、このブレードの他端部と車体本体との間に配
される一つのブレースとを有するのが良い。

【００１１】前記ブレード制御手段は、ブレードを傾斜
動させた後に下降動させるようにそのブレードを制御す
るようにしても良いし、またブレードを下降動させた後
に傾斜動させるようにそのブレードを制御するようにし
ても良い。

【００１２】また、前記第２の特徴を有するブルドーザ
のブレード制御装置においては、トランスミッションが
後進走行状態にあることが検知され、かつ運転モード設
定手段により運転モードが自動運転モードに設定される
際に、ブレードが後進走行位置よりも高い位置にあると
きにはそのブレードが下降され、また後進走行位置より
も低い位置にあるときにはブレードが上昇されて、ブレ
ードの下端が地面に対して所定距離上方に位置する後進
走行位置となるようにブレードが制御される。

【００１３】このようにすれば、オペレータが多大の疲
労を伴うことなくブレードを後進走行時における所定の
基準位置にスムーズに移動させることができてドージン
グ作業を効率良く行うことができ、またブレードを所定
高さ以上に上昇させたまま走行させることによる転倒事
故等の発生を未然に防ぐことができる。

【００１４】本発明においては、例えばブレードの左右
端部と車体本体との間にそれぞれ配される一対の油圧シ
リンダを有するブレード昇降動手段を備えるのが好まし
い。また、前記ブレードの昇降動位置を検知するブレー
ド位置検知手段を備えるのが好ましい。ここで、ブレー
ド位置検知手段としては、前記ブレード昇降動手段にお
ける一対の油圧シリンダのストローク量を検知すること
により前記ブレードの昇降動位置を検知するのが良い。

【００１５】さらに、本発明においては、前記ブレード
制御手段により前記ブレードを前記後進走行位置となる
まで上昇もしくは下降させた後に、前記運転モードを自
動運転モードから手動運転モードに切り換える運転モー
ド切換手段を備えるのが好ましい。

【００１６】なお、前記自動運転モードは、少なくとも
ドージング作業における掘削に関する自動掘削運転モー
ドと、ドージング作業における運土に関する自動運土運
転モードとを有し得る。

【００１７】また、前記運転モード設定手段は、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
れ得る。

【００１８】本発明の他の目的は、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よって明らかであるこ
とから、具体例としてのみ述べるものである。

【００１９】

【実施例】次に、本発明によるブルドーザのブレード制
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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】一方、本発明によるブルドーザのブレード
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３９を
介してマイコン４０に供給される。さらに、このマイコ
ン４０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４１
からの各ストローク位置データ、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１
８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
がバス３９を介して供給される。

【００２５】マイコン４０は、所定プログラムを実行す
る中央処理装置（ＣＰＵ）４０Ａ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）４０Ｂ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）４０Ｃと、このプログラム
中の時間を計測するタイマ４０Ｄ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、ブレードリフトシリ
ンダ１１の左右の各ストローク位置データ、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４６に供給され、リフト弁アクチュエー
タ４７およびリフトシリンダ操作弁４８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。また、マイコン４０のプログラ
ムの実行により、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４９に供
給され、チルト弁アクチュエータ５０およびチルトシリ
ンダ操作弁５１を介してブレードチルトシリンダ１３が
駆動制御されることによってブレード７を傾斜動させて
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。

【００２６】前記ブレードリフトシリンダストロークセ
ンサ４１は、図４に示されているように、ブレードリフ
トシリンダ１１のストローク量をそのブレードリフトシ
リンダ１１の傾動量によって検知するものである（な
お、図４はブルドーザ１の左側面を拡大して示すもので
ある。）。すなわち、左右のブレードリフトシリンダ１
１は、ブルドーザ１の車体本体に固定されている取付け
ブラケット５２に対して垂直面内で回転自在に支持され
ている円盤状のシリンダ支持体５３に支持されており、
このシリンダ支持体５３に隣接する車体２の本体にはブ
レードリフトシリンダストロークセンサ４１の一部をな
すポテンショメータ５４が取付けられている。そして、
このポテンショメータ５４の回動軸５５に取付けられる
アーム５６の先端部と前記シリンダ支持体５３の回転部
とはロッド５７により連結され、ブレードリフトシリン
ダ１１の作動によってそのブレードリフトシリンダ１１
が図４で一点鎖線位置から二点鎖線位置まで回動する
と、ロッド５７によりアーム５６が押動されてそのアー
ム５６が矢印Ａ方向に回動し、その回動角がポテンショ
メータ５４により検出されるようになっている。また、
ブレードリフトシリンダストロークセンサ４１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４１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、
ブレードチルトシリンダ１３の作動によるブレード７の
チルト量の検出も行われる。

【００２７】次に、前述のように構成されるブルドーザ
のブレード制御装置の動作について、図５，図６のフロ
ーチャート図にもとづき詳述する。

【００２８】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４０におけるＲＡＭ４０
Ｃ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。

【００２９】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、ブレードリフトシリンダストロークセンサ４１
からのブレードリフトシリンダ１１の各ストローク位置
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。 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。

【００３０】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。 １．ロックアップ時 エンジン３０の回転数Ｎｅから図７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８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。 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９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。

【００３１】次に、このようにして得られた実牽引力Ｆ
_R から、図１０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。

【００３２】次いで、ブレードリフトシリンダストロー
クセンサ４１のポテンショメータ５４にて計測される左
右の各ブレードリフトシリンダ１１の回動角より、ブレ
ード７のリフトチルト相対角を計算する。

【００３３】Ｓ１３〜Ｓ１４：運転モード切換ボタン２
２の押圧操作回数によってドージング作業時における運
転モードが自動運転モードにあるときには、押圧操作回
数が１回の自動掘削運転モードにある場合または押圧操
作回数が２回の自動運土運転モードにある場合に応じて
次のように目標牽引力を設定する。なお、押圧操作回数
が０回または３回の場合には手動運転モードに設定され
る。

【００３４】１．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
限値と比較して前記ダイヤル値に対応する目標牽引力Ｆ
₀ に実牽引力が徐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Ｆ₀
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。 i）初期補正後実牽引力Ｆ’がダイヤル値を超える場合 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 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 暫定の目標牽引力Ｆ₀ ← 下限値＋累積値Ｘ

【００３５】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。

【００３６】２. 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（Ｗ：ブルドーザ１の全重
量）を差し引いて目標牽引力Ｆ₀ として設定する。

【００３７】Ｓ１５〜Ｓ１６：目標牽引力と補正後実牽
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にあることを表示する。

【００３８】Ｓ１７〜Ｓ２１：ブルドーザの現在の制御
領域が自動運転モード時の通常のブレード位置制御の領
域にあるか否かを図示されないセンサ等によって検知
し、ブルドーザの現在の制御領域が自動運転モード時の
通常のブレード位置制御の領域にない場合、言い換えれ
ばブレード７に加わる負荷量を一定に制御する負荷一定
制御の領域にない場合には、トランスミッションの速度
段位置が前進走行位置にあってブレード７が掘削開始位
置にない場合であるので、ブレード７の下端が地面（Gr
ound Line ）に達する位置になっているか否かと、ブレ
ード７の下端が車体に対して水平になっているか否かと
によって、次のように処理を行う。

【００３９】１．ブレードリフトシリンダストロークセ
ンサ４１にてブレード７の位置を検知してそのブレード
７の下端が地面に達していない場合には、ブレード７の
下端を地面まで下降させるリフト操作量Ｑ_D を得て、ブ
レードリフトシリンダ１１に下降指令を出す。 ２．左右のブレードリフトシリンダストロークセンサ４
１の各検出値の差を検知してブレード７の下端が車体に
対して水平になっていない場合には、ブレード７の下端
を車体に対して水平にするチルト操作量Ｑ_T を得て、ブ
レードチルトシリンダ１３にチルト指令を出す。

【００４０】こうして、ブレード７は地面に向けて下降
動作された後そのブレード７の下端が車体に対して水平
になるように傾斜（チルト）動作され、ブレード７の一
端が既に地面に達しているときには他端部のみチルト動
作され、これによってブレード７は下端が水平状態にな
るようにして地面まで下ろされて掘削開始時における所
定の基準位置に達する。

【００４１】Ｓ２２〜Ｓ２４：ブルドーザの現在の制御
領域が自動運転モード時の通常のブレード位置制御（負
荷一定制御）の領域にある場合には、次の処理を行う。
まず、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。 １. 走行滑りとされる条件 （１°≒0.0174Ｇ） 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

【００４２】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Ｑ_S 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ΔＦにより、図１
１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。

【００４３】Ｓ２５〜Ｓ２８：トランスミッションが後
進走行位置（Ｒ）に切換わったときには、この切換わり
時におけるブレード位置が後進走行時の位置である所定
の高さ位置（最低地上高さ）にない場合に、ブレード７
を所定高さ位置まで上昇もしくは下降させるリフト操作
量Ｑ_H を得て、ブレードリフトシリンダ１１に上昇もし
くは下降指令を出す。そして、このような処理によって
ブレード７が上昇もしくは下降されて後進走行位置に達
すると、運転モードが自動運転モードから手動運転モー
ドに切換わる。

【００４４】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Ｓ２９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 を得る。

【００４５】以上の各リフト操作量Ｑ_D ，Ｑ_S , Ｑ_L ,
Ｑ_H ，Ｑ_N は、ブレードリフトシリンダコントローラ４
６に供給され、各リフト操作量Ｑ_D ，Ｑ_S , Ｑ_L ,
Ｑ_H ，Ｑ _N にもとづきリフト弁アクチュエータ４７およ
びリフトシリンダ操作弁４８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、またチルト操作量Ｑ
_T は、ブレードチルトシリンダコントローラ４９に供給
され、チルト弁アクチュエータ５０およびチルトシリン
ダ操作弁５１を介してブレードチルトシリンダ１３を駆
動制御し、ブレード７を傾動させる所望の制御が行われ
る。

【００４６】本実施例では、前述のフローチャート図に
おけるステップＳ１８〜Ｓ２１において、ブレード７が
地面に向けて下降動作された後そのブレード７の下端が
車体に対して水平になるように傾斜（チルト）動作され
るものとしたが、ブレード７の下端が車体に対して水平
になるようにチルト動作された後そのブレード７が地面
に向けて下降動作されるようにしても良い。この場合、
前記ステップＳ１８〜Ｓ２１は図１２に示されるように
ステップＳ１８’〜Ｓ２１’に置き換えられる。また、
ブレード７の下降動作を行いつつチルト動作を行う実施
例も可能である。

【００４７】本実施例では、トランスミッションが後進
位置に切換えられたとき、ブレード７を所定の高さ位置
に近づけるように上昇もしくは下降させるものについて
説明したが、このようにトランスミッションが後進位置
に切換えられたとき、ブレード７を一旦ボンネット３の
位置まで上昇させ、この後後進走行位置まで下降させる
ようにしても良い。

【００４８】本実施例においては、トランスミッション
３４が前進走行状態にあるか後進走行状態にあるかをト
ランスミッション速度段切換センサ４３からの信号によ
り判定するものとしたが、変速レバー１６の操作位置を
判定するスイッチを設けて、このスイッチにより判定す
ることもできる。

【００４９】本実施例においては、実牽引力を検知する
に際して計算によって実牽引力を得たが、スプロケット
６の駆動トルクを検出する駆動トルクセンサを設けて、
この駆動トルクセンサにより検出される駆動トルク量に
もとづき実牽引力を得て検知するようにしても良い。ま
た、トラニオン１０におけるブレード７を支持するスト
レートフレーム８による曲げ応力量を検出する曲げ応力
センサを設けて、この曲げ応力センサにより検出される
曲げ応力量にもとづき実牽引力を得て検知するようにし
ても良い。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】本実施例においては、押圧操作式の運転モ
ード切換ボタン２２により運転モードを切り換えるもの
としたが、この他に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。

【００５３】以上に説明したように、本発明は、種々に
変更可能なことは明らかである。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。

【００５４】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、オペレータにより繰り返し行われる掘削開始時また
は後進走行時の操作を省略することができ、これによっ
てオペレータの疲労の軽減を図ることができ、併せて作
業時の安全性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例によるブルドーザの外
観図である。

【図２】図２は動力伝達系統のスケルトン図である。

【図３】図３は全体概略ブロック図である。

【図４】図４はブレードリフトシリンダストロークセン
サの詳細図である。

【図５】図５はドージングプログラムのフローチャート
図（前段）である。

【図６】図６はドージングプログラムのフローチャート
図（後段）である。

【図７】図７はエンジン特性曲線マップのグラフ図であ
る。

【図８】図８はポンプ補正特性マップのグラフ図であ
る。

【図９】図９はトルクコンバータ特性曲線マップのグラ
フ図である。

【図１０】図１０は傾斜角度−負荷補正分特性マップの
グラフ図である。

【図１１】図１１は負荷制御特性マップのグラフ図であ
る。

【図１２】図１２はドージングプログラムの変形例の部
分フローチャート図である。

【符号の説明】

１ ブルドーザ ２ 車体 ７ ブレード 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 １６ 変速レバー １８ ブレードコントロールレバー ２２ 運転モード切換ボタン ３４ トランスミッション ４０ マイコン ４１ ブレードリフトシリンダストロークセンサ 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 ４６ ブレードリフトシリンダコントローラ ４９ ブレードチルトシリンダコントローラ ５４ ポテンショメータ

───────────────────────────────────────────────────── 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３−１−１ 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３−１−１ 株式会社小 松製作所大阪工場内

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）ドージング作業時における運転モ
   ードを自動運転モードに設定可能な運転モード設定手
   段、（ｂ）トランスミッションが前進走行状態にあるか
   後進走行状態にあるかを検知する走行状態検知手段およ
   び（ｃ）この走行状態検知手段によりトランスミッショ
   ンが前進走行状態にあることが検知され、かつ前記運転
   モード設定手段により運転モードが自動運転モードに設
   定される掘削開始時に、ブレードの下端を車体に対して
   水平にするとともにそのブレードの下端を地面に接触さ
   せるようにそのブレードの傾斜動および下降動を制御す
   るブレード制御手段を備えることを特徴とするブルドー
   ザのブレード制御装置。
2. 【請求項２】 さらに、前記ブレードを上昇もしくは下
   降させるブレード昇降動手段を備えることを特徴とする
   請求項１に記載のブルドーザのブレード制御装置。
3. 【請求項３】 前記ブレード昇降動手段は、前記ブレー
   ドの左右端部と車体本体との間にそれぞれ配される一対
   の油圧シリンダを有することを特徴とする請求項２に記
   載のブルドーザのブレード制御装置。
4. 【請求項４】 さらに、前記ブレードの昇降動位置と傾
   斜動位置とを検知するブレード位置検知手段を備えるこ
   とを特徴とする請求項３に記載のブルドーザのブレード
   制御装置。
5. 【請求項５】 前記ブレード位置検知手段は、前記ブレ
   ード昇降動手段における一対の油圧シリンダのストロー
   ク量を検知することにより前記ブレードの昇降動位置と
   傾斜動位置とを検知することを特徴とする請求項４に記
   載のブルドーザのブレード制御装置。
6. 【請求項６】 さらに、前記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を備えることを特徴と
   する請求項１に記載のブルドーザのブレード制御装置。
7. 【請求項７】 前記ブレード傾斜動手段は、前記ブレー
   ドの一端部と車体本体との間に配される一つの油圧シリ
   ンダと、このブレードの他端部と車体本体との間に配さ
   れる一つのブレースとを有することを特徴とする請求項
   ６に記載のブルドーザのブレード制御装置。
8. 【請求項８】 前記ブレード制御手段は、前記ブレード
   を傾斜動させた後に下降動させるようにそのブレードを
   制御することを特徴とする請求項１に記載のブルドーザ
   のブレード制御装置。
9. 【請求項９】 前記ブレード制御手段は、前記ブレード
   を下降動させた後に傾斜動させるようにそのブレードを
   制御することを特徴とする請求項１に記載のブルドーザ
   のブレード制御装置。
10. 【請求項１０】 （ａ）ドージング作業時における運転
    モードを自動運転モードに設定可能な運転モード設定手
    段、（ｂ）トランスミッションが前進走行状態にあるか
    後進走行状態にあるかを検知する走行状態検知手段およ
    び（ｃ）この走行状態検知手段によりトランスミッショ
    ンが後進走行状態にあることが検知され、かつ運転モー
    ド設定手段により運転モードが自動運転モードに設定さ
    れる際に、ブレードの下端が地面に対して所定距離上方
    に位置する後進走行位置となるようにそのブレードの上
    昇もしくは下降を制御するブレード制御手段を備えるこ
    とを特徴とするブルドーザのブレード制御装置。
11. 【請求項１１】 さらに、前記ブレードを上昇もしくは
    下降させるブレード昇降動手段を備えることを特徴とす
    る請求項１０に記載のブルドーザのブレード制御装置。
12. 【請求項１２】 前記ブレード昇降動手段は、前記ブレ
    ードの左右端部と車体本体との間にそれぞれ配される一
    対の油圧シリンダを有することを特徴とする請求項１１
    に記載のブルドーザのブレード制御装置。
13. 【請求項１３】 さらに、前記ブレードの昇降動位置を
    検知するブレード位置検知手段を備えることを特徴とす
    る請求項１２に記載のブルドーザのブレード制御装置。
14. 【請求項１４】 前記ブレード位置検知手段は、前記ブ
    レード昇降動手段における一対の油圧シリンダのストロ
    ーク量を検知することにより前記ブレードの昇降動位置
    を検知することを特徴とする請求項１３に記載のブルド
    ーザのブレード制御装置。
15. 【請求項１５】 さらに、前記ブレード制御手段により
    前記ブレードを前記後進走行位置となるまで上昇もしく
    は下降させた後に、前記運転モードを自動運転モードか
    ら手動運転モードに切り換える運転モード切換手段を備
    えることを特徴とする請求項１０に記載のブルドーザの
    ブレード制御装置。
16. 【請求項１６】 前記自動運転モードは、少なくとも前
    記ドージング作業における掘削に関する自動掘削運転モ
    ードと、前記ドージング作業における運土に関する自動
    運土運転モードとを有することを特徴とする請求項１ま
    たは１０に記載のブルドーザのブレード制御装置。
17. 【請求項１７】 前記運転モード設定手段は、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または１０に記載のブルド
    ーザのブレード制御装置。