JPH0795075B2 - Bulldozer rapid bandage slip detector - Google Patents

Bulldozer rapid bandage slip detector

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JPH0795075B2
JPH0795075B2 JP63018623A JP1862388A JPH0795075B2 JP H0795075 B2 JPH0795075 B2 JP H0795075B2 JP 63018623 A JP63018623 A JP 63018623A JP 1862388 A JP1862388 A JP 1862388A JP H0795075 B2 JPH0795075 B2 JP H0795075B2
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JP
Japan
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acceleration
bulldozer
track
speed
slip
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JP63018623A
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Japanese (ja)
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JPH01195367A (en
Inventor
信爾 高杉
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はブルドーザの急激履帯スリップ検知装置に関す
るものであって,例えば本発明の装置からの出力信号に
基づいて,エンジン出力又は変速機速度段を牽引力に合
わせ自動的に変更又は変速する最適自動化制御を可能に
するなど本発明の用途は広い。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an abrupt track slip detection device for a bulldozer, for example, based on an output signal from the device of the present invention, an engine output or a transmission speed stage. The present invention has a wide range of uses, such as enabling optimum automatic control that automatically changes or shifts gears according to traction force.

(従来の技術) ブルドーザにおいては,ブレードによる押土作業,リッ
パ装置によるリッピング作業中に負荷が大きくなると履
帯スリップが生じ,効率良く作業が出来ない。
(Prior Art) In a bulldozer, when the load is large during the earth pressing work using the blade and the ripping work using the ripper device, crawler belt slips occur and work cannot be performed efficiently.

そこで,特公昭58−49661号公報に示すようにドップラ
ー方式による速度検出手段で車速を検出し,この速度検
出手段で検出した車速と車輪駆動機構で検出した回転数
とに基づいて履帯スリップを検出し,それにより作業機
の負荷を低減するようにしたものが知られている。
Therefore, as shown in Japanese Examined Patent Publication No. 58-49661, vehicle speed is detected by a Doppler speed detecting means, and track slip is detected based on the vehicle speed detected by this speed detecting means and the rotational speed detected by a wheel drive mechanism. However, it is known that the load on the working machine is thereby reduced.

(発明が解決しようとする課題) かかるドップラ方式による速度検出手段は,マイクロ波
を大地に向けて送出し,反射波を受信することで車体の
大地に対する絶対速度,すなわち車速を検出するもので
あるから,水面であったり不整地であったりすると出力
が不安定となると共に,応答時間も遅く,しかも複数の
センサが近くにあると誤動作することがあると共に,レ
ーザ発生器等の高価な機器を用いるのでコストが高くな
ってしまう。
(Problem to be Solved by the Invention) The speed detecting means by the Doppler method detects the absolute speed of the vehicle body with respect to the ground, that is, the vehicle speed by transmitting the microwave toward the ground and receiving the reflected wave. Therefore, the output becomes unstable if it is on the surface of water or on uneven terrain, the response time is slow, and if multiple sensors are nearby, it may malfunction, and expensive equipment such as a laser generator may be used. The cost increases because it is used.

ところでブルドーザは、舗装路走行する一般車両と異な
り、悪路走行を余儀なくされ、車体傾斜、エンジン振動
及び悪路走行による車体振動が激しい。また計測一般に
おける累積誤差や零ドリフトもある。従ってブルドーザ
において、加速度検出手段で検出した加速度をそのまま
用いてスリップ率を演算してこのスリップ率に基づきエ
ンジン出力制御やトランスミッション変速制御を行うと
しても、このスリップ率には前記加速度に含まれた振動
加速度や傾斜加速度や累積誤差や零ドリフトが含まれる
ため、正確な制御を行い難い。
By the way, unlike a general vehicle that travels on a paved road, a bulldozer is forced to travel on a bad road, and the vehicle body tilts, engine vibrations, and vehicle body vibrations due to running on a bad road are severe. There are also cumulative errors and zero drift in general measurement. Therefore, in the bulldozer, even if the acceleration detected by the acceleration detecting means is used as it is to calculate the slip ratio and the engine output control or the transmission shift control is performed based on the slip ratio, the vibration included in the acceleration is included in the slip ratio. Accurate control is difficult because it includes acceleration, tilt acceleration, accumulated error, and zero drift.

本願発明は、上記従来技術に鑑み、応答時間が速く、安
価、かつ加速度検出手段で検出した加速度に含まれる振
動加速度や傾斜加速度や累積誤差や零ドリフトを除去
し、この除去された加速度に基づくスリップ率を検知で
きるブルドーザの急激履帯スリップ検知装置を提供する
ことを目的とする。
In view of the above-mentioned conventional technique, the present invention eliminates vibration acceleration, tilt acceleration, cumulative error and zero drift included in the acceleration detected by the acceleration detecting means, which has a fast response time, and is based on the removed acceleration. An object of the present invention is to provide an abrupt crawler belt slip detection device for a bulldozer that can detect the slip ratio.

上記目的を達成するため、第1発明なるブルドーザの急
激履帯スリップ検知装置は、図1を参照して説明すれ
ば、ブルドーザの前後方向の加速度を検出してこの加速
度からブルドーザの実際車速を求めると共に、起動輪の
回転数や回転半径等から履帯の理論速度を算出し、これ
ら実際車速と理論速度とから履帯のスリップ率を演算す
るブルドーザの急激履帯スリップ検知装置において、 ブルドーザの前後方向の加速度を検出する加速度センサ
13と、 前記加速度センサ13からの加速度を受けてこの加速度か
らブルドーザの振動加速度を除去するローパスフィルタ
10aと、 前記ローパスフィルタ10aからの加速度を受けてこの加
速度からブルドーザの実際車速を求めると共に、起動輪
の回転数や回転半径等から履帯の理論速度を算出し、こ
れら実際車速と理論速度とから履帯のスリップ率を演算
する演算器と を備えたことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the rapid track slip detection device for a bulldozer according to the first aspect of the present invention will be described with reference to FIG. 1, in which the forward / backward acceleration of the bulldozer is detected and the actual vehicle speed of the bulldozer is determined from this acceleration. In the rapid track crawler slip detection device of the bulldozer, which calculates the theoretical speed of the crawler track from the number of revolutions of the starting wheel and the radius of gyration, and calculates the slip ratio of the crawler track from these actual vehicle speed and theoretical speed, the longitudinal acceleration of the bulldozer is calculated. Accelerometer to detect
13 and a low-pass filter that receives the acceleration from the acceleration sensor 13 and removes the vibration acceleration of the bulldozer from this acceleration.
10a, and the acceleration from the low-pass filter 10a is received to obtain the actual vehicle speed of the bulldozer from this acceleration, and the theoretical speed of the crawler track is calculated from the rotational speed and the radius of rotation of the starting wheel, and from these actual vehicle speed and theoretical speed. And a calculator for calculating the slip ratio of the crawler track.

また第2発明なるブルドーザの急激履帯スリップ検知装
置は、ブルドーザの前後方向の加速度を検出してこの加
速度からブルドーザの実際車速を求めると共に、起動輪
の回転数や回転半径等から履帯の理論速度を算出し、こ
れら実際車速と理論速度とから履帯のスリップ率を演算
するブルドーザの急激履帯スリップ検知装置において、 ブルドーザの前後方向の加速度を検出する加速度センサ
13と、 前記加速度センサ13からの加速度を受けてこの加速度か
らブルドーザの振動加速度を除去するローパスフィルタ
10aと、 ブルドーザの傾斜角を検出する傾斜計14と、 前記ローパスフィルタ10aからの加速度と前記傾斜計か
らの傾斜角とを受け、傾斜角によって前記ローパスフィ
ルタ10aからの加速度からブルドーザの傾斜加速度を除
去する演算を行い、この傾斜加速度を除去した加速度か
らブルドーザの実際車速を求めると共に、起動輪の回転
数や回転半径等から履帯の理論速度を算出し、これら実
際車速と理論速度とから履帯のスリップ率を演算する演
算器と を備えたことを特徴としている。
Further, the rapid track slip detection device for a bulldozer according to the second invention detects the acceleration in the front-rear direction of the bulldozer and obtains the actual vehicle speed of the bulldozer from this acceleration. In a rapid track crawler slip detection device for a bulldozer, which calculates and calculates the slip ratio of the crawler track from the actual vehicle speed and the theoretical speed, an acceleration sensor that detects the longitudinal acceleration of the bulldozer.
13 and a low-pass filter that receives the acceleration from the acceleration sensor 13 and removes the vibration acceleration of the bulldozer from this acceleration.
10a, an inclinometer 14 for detecting the tilt angle of the bulldozer, the acceleration from the low-pass filter 10a and the inclination angle from the inclinometer, and the inclination angle of the bulldozer from the acceleration from the low-pass filter 10a by the inclination angle. The calculation to remove is performed, the actual vehicle speed of the bulldozer is determined from the acceleration obtained by removing the tilt acceleration, the theoretical speed of the track is calculated from the rotation speed and the radius of rotation of the starting wheel, and the actual speed of the track and the theoretical speed of the track are calculated. And a calculator for calculating the slip ratio.

また第3発明なるブルドーザの急激履帯スリップ検知装
置は、ブルドーザの前後方向の加速度を検出してこの加
速度からブルドーザの実際車速を求めると共に、起動輪
の回転数や回転半径等から履帯の理論速度を算出し、こ
れら実際車速と理論速度とから履帯のスリップ率を演算
するブルドーザの急激履帯スリップ検知装置において、 車体水平方向に対して互いに上下45゜方向に傾けて配置
された2個の加速度センサ13a、13bと、 前記加速度センサ13a、13bからの加速度を受けてこれら
を加算することによりブルドーザの傾斜加速度を除去す
る演算器と、 前記演算器からの加速度を受けてこの加速度からブルド
ーザの振動加速度を除去するローパスフィルタ10aと、 前記ローパスフィルタ10aからの加速度を受けてこの加
速度からブルドーザの実際車速を求めると共に、起動輪
の回転数や回転半径等から履帯の理論速度を算出し、こ
れら実際車速と理論速度とから履帯のスリップ率を演算
する演算器と を備えたことを特徴としている。
The bulldozer rapid crawler track slip detection device according to a third aspect of the invention detects the front-back acceleration of the bulldozer and obtains the actual vehicle speed of the bulldozer from this acceleration, as well as the theoretical speed of the crawler track from the number of revolutions of the starting wheel and the radius of gyration. In the rapid track slip detection device of the bulldozer, which calculates and calculates the slip ratio of the track from the actual vehicle speed and the theoretical speed, two acceleration sensors 13a are arranged at an angle of 45 ° to each other with respect to the horizontal direction of the vehicle body. , 13b, and a calculator that receives the accelerations from the acceleration sensors 13a and 13b and adds them to remove the tilt acceleration of the bulldozer, and receives the acceleration from the calculator to obtain the vibration acceleration of the bulldozer from this acceleration. The low-pass filter 10a to be removed and the acceleration of the bulldozer from the acceleration received from the low-pass filter 10a. Together determine the speed, calculating a track of the theoretical speed from the rotational speed and turning radius, etc. of the drive sprocket, it is characterized in that a computing unit for calculating a track slip ratio from these actual vehicle speed and the theoretical speed.

また第4発明なるブルドーザの急激履帯スリップ検知装
置は、上記第1発明、第2発明又は第3発明のブルドー
ザの急激履帯スリップ検知装置において、 加速度を入力してその累積誤差や零ドリフトを除去する
ハイパスフィルタ10bを設けたことを特徴としている。
A bulldozer rapid crawler track slip detecting device according to a fourth invention is the bulldozer rapid crawler track slip detecting device according to the first invention, the second invention, or the third invention, in which acceleration is input to eliminate accumulated error and zero drift. A feature is that a high-pass filter 10b is provided.

(作用) 第1発明によれば、ブルドーザの振動加速度は、スリッ
プ率の演算で必要な車両加速度よりも高周波であるた
め、ローパスフィルタ10aで除去する。その後、演算器
で履帯のスリップ率を演算する。
(Operation) According to the first aspect of the invention, the vibration acceleration of the bulldozer has a higher frequency than the vehicle acceleration required for the calculation of the slip ratio, so it is removed by the low-pass filter 10a. After that, the slip ratio of the crawler belt is calculated by a calculator.

第2発明によれば、ローパスフィルタ10aで上記同様ブ
ルドーザの振動加速度を除去した後、演算器で、別途備
えた傾斜計14からのブルドーザの傾斜角を受けてこの傾
斜角によって傾斜加速度を除去する。その後、演算器で
履帯のスリップ率を演算する。
According to the second invention, after the vibration acceleration of the bulldozer is removed by the low-pass filter 10a in the same manner as described above, the computing unit receives the tilt angle of the bulldozer from the separately provided inclinometer 14 and removes the tilt acceleration by this tilt angle. . After that, the slip ratio of the crawler belt is calculated by a calculator.

第3発明によれば、車体水平方向に対して互いに上下45
゜方向に傾けて配置した2個の加速度センサ13a、13bか
らの加速度を演算器で加算演算することによりブルドー
ザの傾斜加速度を除去する。そして前記同様、ローパス
フィルタ10aでブルドーザの振動加速度を除去する。そ
の後、演算器で履帯のスリップ率を演算する。
According to the third aspect of the invention, the upper and lower parts are arranged vertically with respect to the horizontal direction of the vehicle body.
The tilt acceleration of the bulldozer is removed by adding and calculating the accelerations from the two acceleration sensors 13a and 13b, which are tilted in the .degree. Direction, by a calculator. Then, similarly to the above, the vibration acceleration of the bulldozer is removed by the low-pass filter 10a. After that, the slip ratio of the crawler belt is calculated by a calculator.

第4発明はによれば、上記第1発明、第2発明又は第3
発明のブルドーザの急激履帯スリップ検知装置におい
て、加速度を累積誤差や零ドリフトは、スリップ率の演
算で必要な車両加速度よりも低周波であるため、ハイパ
スフィルタ10bで除去する。
According to the fourth invention, the first invention, the second invention or the third invention is provided.
In the abrupt crawler belt slip detection device for a bulldozer according to the present invention, the accumulated acceleration error and zero drift are lower in frequency than the vehicle acceleration required for the calculation of the slip ratio, and therefore are removed by the high pass filter 10b.

(実施例) 以下実施例を説明する。尚、実施例における特徴的事項
を予め説明する。第1の特徴は,スリップ加速度α
演算方法とスリップSの出力方法とである。スリップ加
速度αは車体加速度αと,履帯速度Vを微分して得
られる履帯加速度αとから演算式 と演算されて得られる。そしてこの結果αと急激履帯
スリップの判定基準値αSTDとが比較されて,α<α
STDの場合にスリップ信号Sを出力する。第2の特徴
は,前記演算式α−αを正確に実行するためのもの
であって,不要加速度成分と誤差との除去方法である。
Example An example will be described below. The characteristic items of the embodiment will be described in advance. The first feature is a method of calculating the slip acceleration α S and a method of outputting the slip S. The slip acceleration α S is an arithmetic expression based on the vehicle body acceleration α 1 and the track acceleration α R obtained by differentiating the track speed V. Is calculated and obtained. Then, as a result, α S is compared with the determination reference value α STD of the rapid track slip, and α S
In the case of STD , the slip signal S is output. The second feature is to accurately execute the arithmetic expression α 1R , and is a method of removing an unnecessary acceleration component and an error.

次に,以上の特徴の細部について第2図を参照しつつ説
明する。まず不要加速度成分とその除去とであるが,不
要加速度成分とは,(a),(b),(c),(d),
及び(e)に図示するように,加速度センサ13が検知す
るのは車速vに基づく車体加速度 と,車体傾斜角θに基づく車体傾斜加速度(α=g・
sinθ)と,車体振動に基づく振動加速度αとからな
る合成加速度であって、演算式α−αに必要以外の
加速度α2を言う。そしてその除去は次のように行
う。振動加速度αは,(c)に例図示するように30−
40Hzの振動数で発生する加速度であるため20Hz程度のロ
ーパスフィルタ10aを通過させることにより除去され得
る。この振動加速度αの除去のためにローパスフィル
タ10aは四発明の総てに採用し構成手段の1部としてい
る。次に車体傾斜加速度αは次の三方法により除去し
得る。
Next, details of the above features will be described with reference to FIG. First, the unnecessary acceleration component and its removal are referred to as (a), (b), (c), (d),
And (e), the acceleration sensor 13 detects the vehicle body acceleration based on the vehicle speed v. And a vehicle body inclination acceleration (α 2 = g ·
sin θ) and vibration acceleration α 3 based on vehicle body vibration, which is a combined acceleration, and accelerations α 2 and α 3 other than those required for the arithmetic expression α 1 −α R. And the removal is performed as follows. The vibration acceleration α 3 is 30-as shown in FIG.
Since the acceleration occurs at a frequency of 40 Hz, it can be removed by passing it through the low-pass filter 10a of about 20 Hz. In order to remove this vibration acceleration α 3 , the low-pass filter 10a is adopted in all the four inventions and is a part of the constituent means. Next, the vehicle body tilt acceleration α 2 can be removed by the following three methods.

(1) 方法1…ハイパスフィルタ10bを通過させるこ
とにより除去する。
(1) Method 1 ... Removal by passing through the high-pass filter 10b.

(2) 方法2…車体傾斜センサを備え,傾斜角θを検
出して,g・sinθとし、これがαと等しいことからα
−g・sinθ=0と演算して除去する。
(2) Method 2 ... A vehicle body inclination sensor is provided, the inclination angle θ is detected, and g · sin θ is obtained. Since this is equal to α 2 , α
2- g · sin θ = 0 is calculated and removed.

(3) 方法3…2個の加速度センサ13aと13bとを,車
体水平に対し互いに上下45゜に傾けて装着し,これらの
出力加速度αIOとαII0とを次演算式によって演算する
ことにより除去する。
(3) Method 3 ... By mounting the two acceleration sensors 13a and 13b at an angle of 45 ° with respect to the horizontal direction of the vehicle body, and calculating the output accelerations α IO and α II0 by the following formula. Remove.

・αはローパスフィルタによりα=0となってい
る。
・ Α 3 is α 3 = 0 due to the low-pass filter.

次に誤差とその除去とであるが,誤差とは,変速ショッ
クやエンジン出力の急変化等による誤差εと,ドリフ
ト誤差εとによる累積誤差であって,演算出力α
不要のものである。そしてその除去はハイパスフィルタ
10bを通過させることにより除去できる。本発明は急激
履帯スリップ検知装置であって前記したように急激スリ
ップを検知しこれによエンジン又は変速機を制御するも
のであってマイクロコンピュータを使用しているからと
いってその演算速度毎,例えば0.02秒毎にエンジン出力
や変速度段が変更できるものでなくて急激シュースリッ
プした時、制御命令なる出力Sを発信しつづけるもので
あって,急激シュースリップがない場合(α
αSTD)やエンジン又は変更機制御アクチュエータの作
動タイムラグの期間はいわゆる単なる演算(α−α
=α)を実施しているにすぎず,この間に誤差ε
ドリフト誤差εが累積し出力αが変化するのを防止
するのがこの誤差除去である。従って前記タイムラグ時
間に留意すれば実用上スリップ信号Sが出力し得る期間
は少なくとも1秒又は2秒以上のものではなくてはなら
ず,これは振動数としてみれば1Hz又は0.5Hz以下とな
る。
Next is the error and its removal. The error is the cumulative error due to the error ε C due to shift shock, sudden change in engine output, etc. and the drift error ε d , which is not necessary for the calculation output α S. Is. And its removal is a high pass filter
It can be removed by passing through 10b. The present invention is a rapid crawler belt slip detecting device for detecting an abrupt slip as described above and controlling an engine or a transmission by this, and even if a microcomputer is used, the calculation speed is For example, when the engine output or variable speed stage cannot be changed every 0.02 seconds and a sudden shoe slip occurs, the control command output S is continuously transmitted and there is no sudden shoe slip (α S >
α STD ) and the operation time lag period of the engine or changer control actuator are so-called simple calculations (α 1R
= Α R ), the error removal is to prevent the error ε C and the drift error ε d from accumulating during this period and changing the output α S. Therefore, in consideration of the time lag time, the period during which the slip signal S can be practically output must be at least 1 second or 2 seconds or more, which is 1 Hz or 0.5 Hz or less in terms of frequency.

更に具体的に述べると,Xに図示する実測値の如く,スリ
ップ加速度の累積誤差は1秒間でα=0.1G程の無視で
きないものとなっている。従って後記するスリップ信号
Sの出力判断基準の実施例(αSTD=0.1G)と同一とな
り全く無視不可能な誤差と言える。そこで前記ハイパス
フィルタ10bにスリップ加速度αを通過させることに
より,誤差としてのスリップ加速度成分がたとえいくら
か大きかろうと振動数が小さいため除去し得ることにな
る。補足として,傾斜加速度αをハイパスフィルタ10
bで除去し得る理由もこの振動数が小さいことに起因す
る。しかしながら傾斜の多い所すなわち傾斜発生頻度が
高く振動数として例えば1Hz以上である場合は第2,第3
発明のように別途傾斜加速度αを除去する構成が不可
欠となる。
More specifically, as shown by the actual measurement value shown in X, the accumulated error of the slip acceleration is α S = 0.1 G per second, which cannot be ignored. Therefore, it becomes the same as the embodiment (α STD = 0.1 G) of the output judgment standard of the slip signal S which will be described later, and it can be said that the error cannot be ignored at all. Therefore, by allowing the slip acceleration α S to pass through the high-pass filter 10b, the slip acceleration component as an error can be removed because the frequency is small even if it is somewhat large. As a supplement, the tilt acceleration α 2 is set to the high-pass filter 10
The reason why it can be removed by b is also due to this small frequency. However, if there is a large amount of inclination, that is, the frequency of inclination is high and the frequency is, for example, 1 Hz or more,
It is indispensable to separately remove the tilt acceleration α 3 as in the invention.

最後にスリップ信号Sの出力についてY図を参照しつつ
述べる。ブルドーザは押土又はリッピング作業におい
て,負荷が増加しある一定の値に至ると急激に履帯スリ
ップを行う。これを横軸をスリップ率 そして縦軸を牽引力にして示したのが図Y1である。そし
てこの急激スリップ点におけるスリップ加速度αの最
大値は0.5〜1.0秒において0.1〜0.2Gとなる。
Finally, the output of the slip signal S will be described with reference to the Y diagram. The bulldozer suddenly slips the tracks when the load increases and reaches a certain value in the work of pushing or ripping. The horizontal axis is the slip ratio Then, the vertical axis is the traction force and is shown in Figure Y1. The maximum value of the slip acceleration α S at this sudden slip point becomes 0.1 to 0.2 G in 0.5 to 1.0 second.

従ってこのスリップ加速度αSmaxを急激履帯スリップ判
定基準αSTDとすることにより,α<αSTDの場合スリ
ップ信号Sを出力する。
Therefore, by setting this slip acceleration α Smax as the sudden crawler belt slip determination reference α STD , the slip signal S is output when α SSTD .

(第1実施例) 第1実施例を第1図,第2図及び第3図を参照しつつ述
べる。尚,既説のもの,特に作用については重複説明を
避け,新たなる構成のみにつき下記する。
(First Embodiment) A first embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 3. It should be noted that the description of the already-described ones, especially the operation, will be omitted, and only the new configuration will be described below.

(1) 構成 第1図に示すのは,エンジン22で発生した駆動力がトル
クコンバータ23と,変速機24と,走行クラッチと,終減
速と,スプロケット25とを経て履帯26に伝えられるブル
ドーザ20であって,このブルドーザ20の車体には,車体
前後方向の加速度αを検出する加速度センサ13と,履
帯速度Vを検出するための変速機速度段mの検出センサ
15及びトルクコンバータ出力回転数Nの検出センサ16
と,前記履帯速度Vに基づいて履帯加速度αを演算す
る履帯速度微分回路11と,車体加速度αから前記履帯
加速度αを減算してスリップ加速度αを演算する車
体加速度減算回路12とが備えられ,かつ,コントローラ
10の内部には図示されないローパスフィルタと,ハイパ
スフィルタと,スリップ信号出力判定回路とが組み込ま
れた構成となっている。
(1) Configuration FIG. 1 shows that the driving force generated by the engine 22 is transmitted to the crawler track 20 via the torque converter 23, the transmission 24, the traveling clutch, the final deceleration, and the sprocket 25. Therefore, the body of the bulldozer 20 includes an acceleration sensor 13 for detecting the acceleration α 0 in the longitudinal direction of the vehicle and a detection sensor for the transmission speed stage m for detecting the track speed V.
15 and torque converter output speed N detection sensor 16
And a track speed differential circuit 11 for calculating a track acceleration α R based on the track speed V, and a vehicle body acceleration subtraction circuit 12 for calculating a slip acceleration α S by subtracting the track acceleration α R from a vehicle body acceleration α 1. And a controller
The inside of 10 has a configuration in which a low-pass filter, a high-pass filter, and a slip signal output determination circuit (not shown) are incorporated.

(2) 作用 第2図に基づいて作用を示すと,検出センサ15による変
速機速度段信号mと,検出センサ16によるトルクコンバ
ータ出力回転数Nとを入力し,記憶済みの各速度段にお
けるスプロケットまでの総減速比kを演算式V=m×N
×kと演算11aし,これを更に微分(dv/dt)と演算11b
した結果を履帯加速度αとする履帯速度微分回路11が
有り,この履帯加速度αがローパスフィルタ10aを通
過して振動加速度αが除去された車体加速度(α
α)に減算(α+α−α)される。この減算は
車体加速度減算回路12で演算されるものであって,結果
であるスリップ加速度αはハイパスフィルタ10bを通
過し,傾斜加速度α、零ドリフト及び誤差は除去され
真正のスリップ加速度αがスリップ判定回路10cで判
断基準値αSTDと比較され,α<0.1Gの場合スリップ
信号Sを出力する。尚,本例におけるローパスフィルタ
10aの通過基準は20Hz,ハイパスフィルタ10bの通過基準
は1Hz及び急激履帯スリップの判定基準はαSTD=−0.1G
である。以上のフローを更に模式化した図が第3図であ
る。
(2) Operation When the operation is shown based on FIG. 2, the transmission speed stage signal m from the detection sensor 15 and the torque converter output speed N from the detection sensor 16 are input, and the sprocket at each stored speed stage is input. The total reduction ratio k up to is calculated by V = m × N
× k and calculation 11a, and further differentiate (dv / dt) and calculation 11b
Track speed differentiating circuit 11 there, the track acceleration alpha R is vehicle acceleration vibration acceleration alpha 3 passes through the low-pass filter 10a has been removed (alpha 1 to the result and track the acceleration alpha R +
α 2 ) is subtracted (α 1 + α 2 −α R ). This subtraction is calculated by the vehicle body acceleration subtraction circuit 12, and the resulting slip acceleration α S passes through the high-pass filter 10b, the tilt acceleration α 2 , zero drift and error are removed, and the true slip acceleration α S is removed. Is compared with the judgment reference value α STD in the slip judgment circuit 10c, and if α S <0.1 G, the slip signal S is output. The low-pass filter in this example
The pass standard of 10a is 20Hz, the pass standard of the high-pass filter 10b is 1Hz, and the criterion for rapid track slip is α STD = −0.1G
Is. FIG. 3 is a diagram further schematicizing the above flow.

(第2実施例) 第2実施例を第4図及び第5図に示す。これは第1実施
例と比較しての違いを述べるのみとする。
(Second Embodiment) A second embodiment is shown in FIGS. 4 and 5. This will only describe the differences compared to the first embodiment.

(1) 構成 第1実施例の構成に次の手段を付加したものである。(1) Structure The following means is added to the structure of the first embodiment.

(イ)全体構成として車体傾斜センサ14を付加してあ
る。
(A) A vehicle body inclination sensor 14 is added as an overall configuration.

(ロ)加速度減算回路12に演算式(g・sinθ)と(α
=α+α−α−g・sinθ=α−α)とを
備える演算部12aを付加してある。
(B) In the acceleration subtraction circuit 12, the arithmetic expressions (g · sin θ) and (α
S = α 1 + α 2 −α R −g · sin θ = α 1 −α R ) is added.

(2) 作用 (Z)に図示するように,実測値として車体傾斜がθ=
35゜である場合の車体傾斜加速度は最大±0.3G/0.5秒位
となり,かつ,これが頻発する稼動条件下においてはハ
イパスフィルタで除去不能であって,これは前記の通
り,車体傾斜センサより入力した傾斜角θを基にα
α+α−α−g・sinθ=α−αと正確に演
算するようにしたものである。以上のフローを更に模式
化した図が第5図である。
(2) As shown in the action (Z), the vehicle body inclination is θ =
When the vehicle body inclination acceleration is 35 °, the maximum acceleration is ± 0.3G / 0.5 seconds, and it cannot be removed by the high-pass filter under operating conditions where this occurs frequently. Α S =
The calculation is performed accurately as α 1 + α 2 −α R −g · sin θ = α 1 −α R. FIG. 5 is a diagram further schematicizing the above flow.

(第3実施例) 第3実施例を第6図及び第7図に示す。これも第1実施
例と比較しての違いのみを述べる。
(Third Embodiment) A third embodiment is shown in FIGS. 6 and 7. Again, only the differences compared with the first embodiment will be described.

(1) 構成 第1実施例の構成において,次の手段に変更及び付加し
たものである。
(1) Structure The structure of the first embodiment is modified and added to the following means.

(イ)全体構成として1個の加速センサを2個の加速度
センサ13aと13bに変更したもので,車体水平に対し互い
に上下方向45゜に傾けて装着してある。
(A) As a whole configuration, one acceleration sensor is changed to two acceleration sensors 13a and 13b, and they are mounted so as to be tilted at a vertical angle of 45 ° with respect to the horizontal of the vehicle body.

(ロ)上記加速度センサ13aと13bとの出力加速度αI0
αII0とを加算し で除する演算回路を付加したものである。
(B) Add the output accelerations α I0 and α II0 of the acceleration sensors 13a and 13b It has an arithmetic circuit added to divide by.

(2) 作用 本実施例の作用については説明済みである 本実施例のフローを更に模式化した図が第7図である。(2) Operation The operation of this embodiment has already been described. FIG. 7 is a further schematic view of the flow of this embodiment.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、加速度検出セン
サからの検出を用いるため応答時間が速く、また安価で
ある。しかもこのような加速度検出センサで検出した加
速度に含まれる振動加速度や傾斜加速度や累積誤差や零
ドリフトを除去し、除去後の加速度に基づきスリップ率
を演算するため、正確なスリップ率を検知できる。詳し
くは次の通りである。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, since the detection from the acceleration detection sensor is used, the response time is fast and the cost is low. Moreover, since the vibration acceleration, the tilt acceleration, the accumulated error, and the zero drift included in the acceleration detected by such an acceleration detection sensor are removed and the slip ratio is calculated based on the removed acceleration, the accurate slip ratio can be detected. Details are as follows.

第1発明によれば、スリップ率にはブルドーザの振動加
速度が含まれないため、割合平坦な稼働現場や岩石の少
ない稼働現場での使用に好適である。
According to the first aspect of the invention, since the slip ratio does not include the vibration acceleration of the bulldozer, it is suitable for use in an operation site where the ratio is flat or an operation site where there is little rock.

第2発明及び第3発明によれば、スリップ率にはブルド
ーザの振動加速度及び傾斜加速度が含まれないため、凹
凸の激しい稼働現場や岩石の多い稼働現場での使用に好
適である。
According to the second invention and the third invention, since the slip ratio does not include the vibration acceleration and the tilt acceleration of the bulldozer, the slip ratio is suitable for use in an operating site with severe unevenness or an operating site with many rocks.

第4発明によれば、スリップ率には累積誤差や零ドリフ
トも含まれないため、計器自体の精度を低くでき、また
例えば寒暖変化の大きい稼働現場での使用に好適であ
る。
According to the fourth aspect of the invention, since the slip ratio does not include a cumulative error or zero drift, the accuracy of the instrument itself can be lowered, and it is suitable for use in an operating site where the temperature changes greatly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図乃至第7図は本発明の実施例を示す図であって次
の通りである。 第1図…第1実施例の手段装着図, 第2図…第1図の実施例の作用流れ図, 第3図…第1図の実施例の作用流れ模式図, 第4図…第2実施例の作用流れ図, 第5図…第4図の実施例の作用流れ模式図, 第6図…第3実施例の作用流れ図, 第7図…第6図の実施例の作用流れ模式図。 10……コントローラ 10a……ローパスフィルタ 10b……ハイパスフィルタ 11……履帯速度微分回路 12……車体加速度減算回路 13,13a,13b……加速度センサ 14……車体傾斜センサ 15……変速速度段検出センサ 16……トルクコンバータ出力回転数検出センサ 30……アクチュエータ制御コントローラ
1 to 7 are views showing an embodiment of the present invention and are as follows. FIG. 1 ... Means for mounting means of the first embodiment, FIG. 2 ... Operation flow chart of the embodiment of FIG. 1, FIG. 3 ... Operation flow schematic diagram of the embodiment of FIG. 1, FIG. Example operation flow chart, FIG. 5 ... Operation flow schematic diagram of the embodiment of FIG. 4, FIG. 6 ... Operation flow chart of the third embodiment, FIG. 7 ... Operation flow schematic diagram of the embodiment of FIG. 10 …… Controller 10a …… Low-pass filter 10b …… High-pass filter 11 …… Track speed differentiation circuit 12 …… Vehicle acceleration subtraction circuit 13,13a, 13b …… Acceleration sensor 14 …… Vehicle inclination sensor 15 …… Gear shift speed detection Sensor 16 …… Torque converter output speed detection sensor 30 …… Actuator controller

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ブルドーザの前後方向の加速度を検出して
この加速度からブルドーザの実際車速を求めると共に、
起動輪の回転数や回転半径等から履帯の理論速度を算出
し、これら実際車速と理論速度とから履帯のスリップ率
を演算するブルドーザの急激履帯スリップ検知装置にお
いて、 ブルドーザの前後方向の加速度を検出する加速度センサ
13と、 前記加速度センサ13からの加速度を受けてこの加速度か
らブルドーザの振動加速度を除去するローパスフィルタ
10aと、 前記ローパスフィルタ10aからの加速度を受けてこの加
速度からブルドーザの実際車速を求めると共に、起動輪
の回転数や回転半径等から履帯の理論速度を算出し、こ
れら実際車速と理論速度とから履帯のスリップ率を演算
する演算器と を備えたことを特徴とするブルドーザの急激履帯スリッ
プ検知装置。
1. The front-back acceleration of the bulldozer is detected, and the actual vehicle speed of the bulldozer is obtained from this acceleration.
The rapid track crawler slip detection device of the bulldozer, which calculates the theoretical speed of the crawler track from the number of rotations and radius of the starting wheel, and calculates the slip ratio of the crawler track from these actual vehicle speed and theoretical speed, detects the longitudinal acceleration of the bulldozer. Acceleration sensor
13 and a low-pass filter that receives the acceleration from the acceleration sensor 13 and removes the vibration acceleration of the bulldozer from this acceleration.
10a, and the acceleration from the low-pass filter 10a is received to obtain the actual vehicle speed of the bulldozer from this acceleration, and the theoretical speed of the crawler track is calculated from the rotational speed and the radius of rotation of the starting wheel, and from these actual vehicle speed and theoretical speed. An abrupt track slip detection device for a bulldozer, which is provided with a calculator for calculating a slip ratio of the track.
【請求項2】ブルドーザの前後方向の加速度を検出して
この加速度からブルドーザの実際車速を求めると共に、
起動輪の回転数や回転半径等から履帯の理論速度を算出
し、これら実際車速と理論速度とから履帯のスリップ率
を演算するブルドーザの急激履帯スリップ検知装置にお
いて、 ブルドーザの前後方向の加速度を検出する加速度センサ
13と、 前記加速度センサ13からの加速度を受けてこの加速度か
らブルドーザの振動加速度を除去するローパスフィルタ
10aと、 ブルドーザの傾斜角を検出する傾斜計14と、 前記ローパスフィルタ10aからの加速度と前記傾斜計か
らの傾斜角とを受け、傾斜角によって前記ローパスフィ
ルタ10aからの加速度からブルドーザの傾斜加速度を除
去する演算を行い、この傾斜加速度を除去した加速度か
らブルドーザの実際車速を求めると共に、起動輪の回転
数や回転半径等から履帯の理論速度を算出し、これら実
際車速と理論速度とから履帯のスリップ率を演算する演
算器と を備えたことを特徴とするブルドーザの急激履帯スリッ
プ検知装置。
2. The acceleration of the bulldozer in the front-rear direction is detected, and the actual vehicle speed of the bulldozer is obtained from this acceleration.
The rapid track crawler slip detection device of the bulldozer, which calculates the theoretical speed of the crawler track from the number of rotations and radius of the starting wheel, and calculates the slip ratio of the crawler track from these actual vehicle speed and theoretical speed, detects the longitudinal acceleration of the bulldozer. Acceleration sensor
13 and a low-pass filter that receives the acceleration from the acceleration sensor 13 and removes the vibration acceleration of the bulldozer from this acceleration.
10a, an inclinometer 14 for detecting the tilt angle of the bulldozer, the acceleration from the low-pass filter 10a and the inclination angle from the inclinometer, and the inclination angle of the bulldozer from the acceleration from the low-pass filter 10a by the inclination angle. The calculation to remove is performed, the actual vehicle speed of the bulldozer is calculated from the acceleration obtained by removing the tilt acceleration, the theoretical speed of the track is calculated from the rotational speed and the radius of rotation of the starting wheel, and the actual speed of the track and the theoretical speed of the track are calculated. A rapid track crawler slip detection device for a bulldozer, comprising: a calculator for calculating a slip ratio.
【請求項3】ブルドーザの前後方向の加速度を検出して
この加速度からブルドーザの実際車速を求めると共に、
起動輪の回転数や回転半径等から履帯の理論速度を算出
し、これら実際車速と理論速度とから履帯のスリップ率
を演算するブルドーザの急激履帯スリップ検知装置にお
いて、 車体水平方向に対して互いに上下45゜方向に傾けて配置
された2個の加速度センサ13a、13bと、 前記加速度センサ13a、13bからの加速度を受けてこれら
を加算することによりブルドーザの傾斜加速度を除去す
る演算器と、 前記演算器からの加速度を受けてこの加速度からブルド
ーザの振動加速度を除去するローパスフィルタ10aと、 前記ローパスフィルタ10aからの加速度を受けてこの加
速度からブルドーザの実際車速を求めると共に、起動輪
の回転数や回転半径等から履帯の理論速度を算出し、こ
れら実際車速と理論速度とから履帯のスリップ率を演算
する演算器と を備えたことを特徴とするブルドーザの急激履帯スリッ
プ検知装置。
3. The acceleration of the bulldozer in the front-rear direction is detected, and the actual vehicle speed of the bulldozer is obtained from this acceleration,
The bulldozer's rapid crawler track slip detection device, which calculates the theoretical speed of the crawler track from the number of rotations of the starting wheel and the radius of gyration, and calculates the slip ratio of the crawler track from these actual vehicle speed and theoretical speed, Two acceleration sensors 13a and 13b, which are arranged at an angle of 45 °, and an arithmetic unit that receives the accelerations from the acceleration sensors 13a and 13b and adds them to remove the tilt acceleration of the bulldozer; A low-pass filter 10a that receives the acceleration from the device to remove the vibration acceleration of the bulldozer from this acceleration, and the acceleration from the low-pass filter 10a to obtain the actual vehicle speed of the bulldozer from this acceleration, as well as the rotation speed and rotation of the starting wheel. Equipped with a calculator that calculates the theoretical speed of the track from the radius, etc., and calculates the slip ratio of the track from these actual vehicle speed and theoretical speed. A rapid track slip detection device for bulldozers.
【請求項4】請求項1、2又は3記載のブルドーザの急
激履帯スリップ検知装置において、 加速度を入力してその累積誤差や零ドリフトを除去する
ハイパスフィルタ10bを設けたことを特徴とするブルド
ーザの急激履帯スリップ検知装置。
4. The bulldozer rapid crawler track slip detection device according to claim 1, 2 or 3, further comprising a high-pass filter 10b for inputting acceleration to remove accumulated error and zero drift of the acceleration. Rapid track slip detection device.
JP63018623A 1988-01-29 1988-01-29 Bulldozer rapid bandage slip detector Expired - Lifetime JPH0795075B2 (en)

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