JPH0932032A - 土壌移動作業具の場所輪郭に基づく制御システム及び方法 - Google Patents
土壌移動作業具の場所輪郭に基づく制御システム及び方法Info
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- JPH0932032A JPH0932032A JP8183458A JP18345896A JPH0932032A JP H0932032 A JPH0932032 A JP H0932032A JP 8183458 A JP8183458 A JP 8183458A JP 18345896 A JP18345896 A JP 18345896A JP H0932032 A JPH0932032 A JP H0932032A
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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
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
- A01B63/00—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements
- A01B63/02—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors
- A01B63/10—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors operated by hydraulic or pneumatic means
- A01B63/111—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors operated by hydraulic or pneumatic means regulating working depth of implements
- A01B63/1117—Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors operated by hydraulic or pneumatic means regulating working depth of implements using a hitch position sensor
Abstract
(57)【要約】
【課題】 変化する地面の外形に応じて、土壌移動機械
の土壌移動作業具の位置を自動的に制御するための装置
と方法に関する。 【解決手段】 土壌移動機械の土壌移動作業具の自動制
御システムが設けられており、このシステムは、リフト
アクチュエータ、対地速度センサー、角速度センサー、
リフト位置検出手段、スリップ検出手段、勾配検出手
段、土壌移動作業具の位置を決定して作業具位置信号を
発信する手段、所望の対地速度調整手段、土壌移動作業
具の位置における変化を計算しリフトアクチュエータコ
マンド信号を発する作業具制御手段を含む。
の土壌移動作業具の位置を自動的に制御するための装置
と方法に関する。 【解決手段】 土壌移動機械の土壌移動作業具の自動制
御システムが設けられており、このシステムは、リフト
アクチュエータ、対地速度センサー、角速度センサー、
リフト位置検出手段、スリップ検出手段、勾配検出手
段、土壌移動作業具の位置を決定して作業具位置信号を
発信する手段、所望の対地速度調整手段、土壌移動作業
具の位置における変化を計算しリフトアクチュエータコ
マンド信号を発する作業具制御手段を含む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、土壌移動機械の土壌移
動作業具の制御に関する。より詳細には、本発明は、変
化する地面の輪郭に応じて土壌移動作業具を自動的に制
御できる装置と方法に関する。
動作業具の制御に関する。より詳細には、本発明は、変
化する地面の輪郭に応じて土壌移動作業具を自動的に制
御できる装置と方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】トラック／ホイール型ブルドーザのよう
な土壌移動機械の土壌移動作業具は、生産性が最大とな
るような手段で作動されることが好ましい。ブルドーザ
ブレードのような土壌移動作業具を頻繁に手で制御する
ことは、特に長時間になるとオペレータが疲労するので
効率的ではない。最高の生産性は土壌移動用機械の“牽
引動力”を最大にすることによって得ることができる。
牽引動力は土壌を動かす際になされる実際の有効な作業
の割合であり、土壌移動作業具の牽引力と土壌移動機械
の対地速度の積として求められる。ブルドーザを例にす
ると、牽引力はブレードにかかる力である。牽引力と一
致する最適な対地速度で移動するときに最高牽引動力が
得られる。一般的なブルドーザ作動において、２．５７
ｋｍ／ｈ（１．６マイル／時間（ｍｐｈ））の対地速度
によって最適な動力と効率性を得ることができる。オペ
レータは、直接的な対地速度フィードバックを有してお
らず、ブレード上の荷重を見ることができない。従っ
て、オペレータはスリップの感覚とエンジン速度に基づ
いてブルドーザを制御することが多い。フィードバック
機構としてスリップを用いることは効率的でない。何故
ならば、生産率が減少しないとスリップが生じないから
である。スリップフィードバックの感覚に依存するオペ
レータは最高動力と効率性を得るのに必要とされる速度
よりも遅い速度でブルドーザを作動させる傾向にある。
一方、エンジン速度に依存するオペレータは最高動力と
効率を得るのに必要とされる速度よりも速い速度でブル
ドーザを作動させる傾向にある。
な土壌移動機械の土壌移動作業具は、生産性が最大とな
るような手段で作動されることが好ましい。ブルドーザ
ブレードのような土壌移動作業具を頻繁に手で制御する
ことは、特に長時間になるとオペレータが疲労するので
効率的ではない。最高の生産性は土壌移動用機械の“牽
引動力”を最大にすることによって得ることができる。
牽引動力は土壌を動かす際になされる実際の有効な作業
の割合であり、土壌移動作業具の牽引力と土壌移動機械
の対地速度の積として求められる。ブルドーザを例にす
ると、牽引力はブレードにかかる力である。牽引力と一
致する最適な対地速度で移動するときに最高牽引動力が
得られる。一般的なブルドーザ作動において、２．５７
ｋｍ／ｈ（１．６マイル／時間（ｍｐｈ））の対地速度
によって最適な動力と効率性を得ることができる。オペ
レータは、直接的な対地速度フィードバックを有してお
らず、ブレード上の荷重を見ることができない。従っ
て、オペレータはスリップの感覚とエンジン速度に基づ
いてブルドーザを制御することが多い。フィードバック
機構としてスリップを用いることは効率的でない。何故
ならば、生産率が減少しないとスリップが生じないから
である。スリップフィードバックの感覚に依存するオペ
レータは最高動力と効率性を得るのに必要とされる速度
よりも遅い速度でブルドーザを作動させる傾向にある。
一方、エンジン速度に依存するオペレータは最高動力と
効率を得るのに必要とされる速度よりも速い速度でブル
ドーザを作動させる傾向にある。
【０００３】土壌移動機械が異なる地面外形に遭遇する
と、土壌移動作業具の制御に困難が生じることが多い。
土壌移動作業具が集めた土壌を放出することなく、また
深く掘削しすぎることなく、滑らかな掘削を行ない続け
られるように、土壌移動用作業具の位置を変更しなけれ
ばならない。さらに最高効率を維持するために、オペレ
ータ、即ち制御システムは、小さな丘、岩、及び坂の変
化のような異なる様々な地面の外形を識別できることが
重要である。
と、土壌移動作業具の制御に困難が生じることが多い。
土壌移動作業具が集めた土壌を放出することなく、また
深く掘削しすぎることなく、滑らかな掘削を行ない続け
られるように、土壌移動用作業具の位置を変更しなけれ
ばならない。さらに最高効率を維持するために、オペレ
ータ、即ち制御システムは、小さな丘、岩、及び坂の変
化のような異なる様々な地面の外形を識別できることが
重要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】様々な作動状況の間、
ブレードを制御するための情報を提供する制御システム
が開発されてきた。しかしながら、従来の自動制御シス
テムは、作動中に遭遇する様々な地面形状において最高
の効率を得るように、ブレードの位置を適切に制御しな
い。例えば、米国特許第４、６３０、６８５号（‘６８
５号特許）は、角速度を用いて土壌移動作業具を制御す
る装置を開示する。‘６８５号特許は、作業具位置につ
いてループを介在させることなく対地速度と角速度で、
アクチュエータを直接制御する比較的基本的なシステム
である。作業具位置制御ループがないことと、角速度に
依存することのために、土壌移動機械が変化する地面外
形に遭遇すると、作動効率がより低下することになる。
本発明は、上述の１つか２つ以上の問題を解決する。
ブレードを制御するための情報を提供する制御システム
が開発されてきた。しかしながら、従来の自動制御シス
テムは、作動中に遭遇する様々な地面形状において最高
の効率を得るように、ブレードの位置を適切に制御しな
い。例えば、米国特許第４、６３０、６８５号（‘６８
５号特許）は、角速度を用いて土壌移動作業具を制御す
る装置を開示する。‘６８５号特許は、作業具位置につ
いてループを介在させることなく対地速度と角速度で、
アクチュエータを直接制御する比較的基本的なシステム
である。作業具位置制御ループがないことと、角速度に
依存することのために、土壌移動機械が変化する地面外
形に遭遇すると、作動効率がより低下することになる。
本発明は、上述の１つか２つ以上の問題を解決する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の１態様におい
て、土壌移動機械の土壌移動作業具の自動制御システム
が設けられる。自動制御システムは、リフトアクチュエ
ータ、対地速度センサー、角速度センサー、リフト位置
検出手段、スリップ検出手段、勾配検出手段、土壌移動
作業具の位置を決定して作業具位置信号を発信する手
段、所望の対地速度調整手段、土壌移動作業具の位置に
おける変化を計算しリフトアクチュエータ命令信号を発
する作業具制御手段を含む。本発明の第２の態様におい
て、土壌移動機械の土壌移動作業具を自動的に制御する
方法が開示される。方法は、土壌移動機械の実際の対地
速度を検出し、土壌移動機械が作動する勾配を求め、角
速度を検出し、リフトアクチュエータの位置を検出し、
スリップ率の値を求め、土壌移動作業具の位置を求めて
作業具位置信号を作り出し、所定の所望の対地速度設定
を調整し、土壌移動作業具の位置における変化を計算し
てリフトアクチュエータ命令信号を発信する段階からな
る。
て、土壌移動機械の土壌移動作業具の自動制御システム
が設けられる。自動制御システムは、リフトアクチュエ
ータ、対地速度センサー、角速度センサー、リフト位置
検出手段、スリップ検出手段、勾配検出手段、土壌移動
作業具の位置を決定して作業具位置信号を発信する手
段、所望の対地速度調整手段、土壌移動作業具の位置に
おける変化を計算しリフトアクチュエータ命令信号を発
する作業具制御手段を含む。本発明の第２の態様におい
て、土壌移動機械の土壌移動作業具を自動的に制御する
方法が開示される。方法は、土壌移動機械の実際の対地
速度を検出し、土壌移動機械が作動する勾配を求め、角
速度を検出し、リフトアクチュエータの位置を検出し、
スリップ率の値を求め、土壌移動作業具の位置を求めて
作業具位置信号を作り出し、所定の所望の対地速度設定
を調整し、土壌移動作業具の位置における変化を計算し
てリフトアクチュエータ命令信号を発信する段階からな
る。
【０００６】
【実施例】図面を参照すると、図１は、土壌移動作業具
１２を有する土壌移動機械１０の平面図を示す。土壌移
動作業具１２は、土または土壌を動かすのに用いられ
る。図示を目的として、示されている土壌移動機械１０
はトラックタイプのブルドーザ１４であり、図示されて
いる土壌移動作業具１２はブルドーザブレード１６であ
る。本発明は、ブルドーザ１４、ブルドーザブレード１
６を用いて記載しているが、ホイールローダまたはトラ
ックローダのような、他の種類の土壌移動機械１０及び
土壌移動作業具１２にも用いられる。ブルドーザ１４
は、ブレード１６及び油圧式ティルトアクチュエータ２
０を上下させるための油圧リフトアクチュエータ１８を
含む。図１には図示していないが、ブルドーザ１４は、
２つのリフトアクチュエータ１８と２つのティルトアク
チュエータ２０を含んでいるのが好ましく、それぞれは
ブルドーザブレード１６の各側部上にある。図１に示さ
れているようにブルドーザ１４は一組のトラック２２と
ドラフトアーム２４とを含みブレード１６を押すように
なっている。土壌移動作業中、油圧リフトシリンダ１８
を介してブレード１６に加えられる力によってブレード
１６が土壌を押して運ぶ。最高の生産率と効率は、最高
の力をブレード１６上で維持することによって達成され
る。このような状況の力は、牽引、即ちブレードの動力
として一般的に知られている。ブレード動力は、土壌を
動かす際になされる実際の有効な動作の割合の計測値で
あり、以下のように示される。
１２を有する土壌移動機械１０の平面図を示す。土壌移
動作業具１２は、土または土壌を動かすのに用いられ
る。図示を目的として、示されている土壌移動機械１０
はトラックタイプのブルドーザ１４であり、図示されて
いる土壌移動作業具１２はブルドーザブレード１６であ
る。本発明は、ブルドーザ１４、ブルドーザブレード１
６を用いて記載しているが、ホイールローダまたはトラ
ックローダのような、他の種類の土壌移動機械１０及び
土壌移動作業具１２にも用いられる。ブルドーザ１４
は、ブレード１６及び油圧式ティルトアクチュエータ２
０を上下させるための油圧リフトアクチュエータ１８を
含む。図１には図示していないが、ブルドーザ１４は、
２つのリフトアクチュエータ１８と２つのティルトアク
チュエータ２０を含んでいるのが好ましく、それぞれは
ブルドーザブレード１６の各側部上にある。図１に示さ
れているようにブルドーザ１４は一組のトラック２２と
ドラフトアーム２４とを含みブレード１６を押すように
なっている。土壌移動作業中、油圧リフトシリンダ１８
を介してブレード１６に加えられる力によってブレード
１６が土壌を押して運ぶ。最高の生産率と効率は、最高
の力をブレード１６上で維持することによって達成され
る。このような状況の力は、牽引、即ちブレードの動力
として一般的に知られている。ブレード動力は、土壌を
動かす際になされる実際の有効な動作の割合の計測値で
あり、以下のように示される。
【０００７】Ｐ＝Ｆ×Ｖ Ｐ＝ブレードの動力である。 Ｆ＝ブレード力である。 Ｖ＝対地速度である。 地面に対するブルドーザ１４の対地速度とブレードの動
力との間の関係が、図２において異なる牽引係数で示さ
れている。牽引係数は地面の質と状況に従って変化す
る。第１の動力曲線３０が図２に示されており、牽引係
数１に対応する。しかしながら、牽引係数１は、実際の
作動において殆ど認められない。第２と第３の動力曲線
３２、３４は、牽引係数０．７と０．５にそれぞれ対応
する。鉱山での用途を含む殆どの用途において、牽引係
数は、一般的に０．５と０．７の範囲内にある。最大前
方動力生産率は、動力曲線３０、３２、３４のピーク時
にブルドーザ１４が作動するときに得られる。ブレード
動力は、全ての動力曲線３０、３２、３４に関する状態
“Ａ”と“Ｂ”との間で最高である。図２に示すよう
に、約２．５７Ｋｍ／ｈ（ １．６ＭＰＨ）の車両の対
地速度が状態“Ａ”と“Ｂ”との間で所望のブレード動
力を伝える。
力との間の関係が、図２において異なる牽引係数で示さ
れている。牽引係数は地面の質と状況に従って変化す
る。第１の動力曲線３０が図２に示されており、牽引係
数１に対応する。しかしながら、牽引係数１は、実際の
作動において殆ど認められない。第２と第３の動力曲線
３２、３４は、牽引係数０．７と０．５にそれぞれ対応
する。鉱山での用途を含む殆どの用途において、牽引係
数は、一般的に０．５と０．７の範囲内にある。最大前
方動力生産率は、動力曲線３０、３２、３４のピーク時
にブルドーザ１４が作動するときに得られる。ブレード
動力は、全ての動力曲線３０、３２、３４に関する状態
“Ａ”と“Ｂ”との間で最高である。図２に示すよう
に、約２．５７Ｋｍ／ｈ（ １．６ＭＰＨ）の車両の対
地速度が状態“Ａ”と“Ｂ”との間で所望のブレード動
力を伝える。
【０００８】図３は、土壌移動機械１０の土壌移動作業
具１２の自動制御システム４０のブロック線図を示して
いる。自動制御システム４０がリフトアクチュエータ１
８を制御するようになっている。図示のために、図３の
ブロック線図に描かれたリフトアクチュエータ１８は、
単一の主バルブ８２と２つのパイロットバルブ８４、８
６を備えた単一の油圧リフトシリンダ８０として示され
ている。自動制御システム４０は対地速度センサー４２
を含む。対地速度センサー４２は土壌移動機械１０の実
際の対地速度“Ｖ”を検出し、これに応答して対地速度
信号を発信する。対地速度センサー４２はブルドーザ１
４上に適切に配置されており、例えば、非接触型超音波
センサー、即ちドプラレーダ型センサーを含む。自動制
御システム４０は、またブルドーザ１４が作動するとき
の勾配、即ち傾斜を求めるための勾配検出器４４も含
む。勾配検出器４４は、勾配信号を発信する。好ましい
実施例において、勾配検出器４４は、カルマンフィルタ
に関するジャイロスコープのような角速度センサーを含
み、静止した状態と動的に使用するときの双方において
最適に実行できる。容量性流体または抵抗性流体を用い
る勾配検出センサーを用いてもよい。しかしながら、こ
のようなセンサーは動的な状況において良好に実行され
ず、ブルドーザ１４は通過するたびに停止して、センサ
ーをリセットできることが必要とされる。
具１２の自動制御システム４０のブロック線図を示して
いる。自動制御システム４０がリフトアクチュエータ１
８を制御するようになっている。図示のために、図３の
ブロック線図に描かれたリフトアクチュエータ１８は、
単一の主バルブ８２と２つのパイロットバルブ８４、８
６を備えた単一の油圧リフトシリンダ８０として示され
ている。自動制御システム４０は対地速度センサー４２
を含む。対地速度センサー４２は土壌移動機械１０の実
際の対地速度“Ｖ”を検出し、これに応答して対地速度
信号を発信する。対地速度センサー４２はブルドーザ１
４上に適切に配置されており、例えば、非接触型超音波
センサー、即ちドプラレーダ型センサーを含む。自動制
御システム４０は、またブルドーザ１４が作動するとき
の勾配、即ち傾斜を求めるための勾配検出器４４も含
む。勾配検出器４４は、勾配信号を発信する。好ましい
実施例において、勾配検出器４４は、カルマンフィルタ
に関するジャイロスコープのような角速度センサーを含
み、静止した状態と動的に使用するときの双方において
最適に実行できる。容量性流体または抵抗性流体を用い
る勾配検出センサーを用いてもよい。しかしながら、こ
のようなセンサーは動的な状況において良好に実行され
ず、ブルドーザ１４は通過するたびに停止して、センサ
ーをリセットできることが必要とされる。
【０００９】スリップ検出手段４６は、ブルドーザ１４
のトラック２２によって生じるスリップ量を検出し、ス
リップ信号を発信する。スリップ検出手段４６は、対地
速度センサー４２から対地速度信号を受信し、例えばト
ルクコンバータの出力速度、スプロケット速度及びギア
の選択とともに対地速度を利用することによってスリッ
プの量を計算する。スリップ量を求めるためのアルゴリ
ズムは公知であり、詳細には記載しない。自動制御シス
テム４０は、ブルドーザ１４の角速度を検出し、角速度
信号を発信する角速度センサー４８を含んでいる。角速
度センサーはブルドーザ１４上に適切に配置されてお
り、例えばジャイロスコープを含む。シストロンによっ
て製造されているクオーツジャイロチップがこの目的に
適している。リフト位置検出手段５０はリフトアクチュ
エータ１８の位置を検出し、リフト位置信号を発信す
る。リフト位置検出手段５０は、リフトアクチュエータ
１８上に適切に配置されている。絶対位置を計測し、リ
フトアクチュエータ１８のシリンダに関して用いること
ができるいくつかの公知の線形位置検出装置がある。例
えば、ＲＦ（無線周波数）センサー、またはＬＶＤＴ
（線形可変差圧計）の双方ともが公知であり適してい
る。さらに、リフト位置検出手段５０をレーダシステム
のような土壌移動機械１０に関する土壌移動作業具１２
の位置を検出する装置に置き換えることができる。
のトラック２２によって生じるスリップ量を検出し、ス
リップ信号を発信する。スリップ検出手段４６は、対地
速度センサー４２から対地速度信号を受信し、例えばト
ルクコンバータの出力速度、スプロケット速度及びギア
の選択とともに対地速度を利用することによってスリッ
プの量を計算する。スリップ量を求めるためのアルゴリ
ズムは公知であり、詳細には記載しない。自動制御シス
テム４０は、ブルドーザ１４の角速度を検出し、角速度
信号を発信する角速度センサー４８を含んでいる。角速
度センサーはブルドーザ１４上に適切に配置されてお
り、例えばジャイロスコープを含む。シストロンによっ
て製造されているクオーツジャイロチップがこの目的に
適している。リフト位置検出手段５０はリフトアクチュ
エータ１８の位置を検出し、リフト位置信号を発信す
る。リフト位置検出手段５０は、リフトアクチュエータ
１８上に適切に配置されている。絶対位置を計測し、リ
フトアクチュエータ１８のシリンダに関して用いること
ができるいくつかの公知の線形位置検出装置がある。例
えば、ＲＦ（無線周波数）センサー、またはＬＶＤＴ
（線形可変差圧計）の双方ともが公知であり適してい
る。さらに、リフト位置検出手段５０をレーダシステム
のような土壌移動機械１０に関する土壌移動作業具１２
の位置を検出する装置に置き換えることができる。
【００１０】先端位置検出手段５２は、ブレード１６の
傾きを検出し、先端位置信号を発信する。相対的な位置
が油圧ティルトアクチュエータ２０のシリンダに入る油
圧流体量の関数として計算され、油圧流体の流量と流体
が油圧ティルトアクチュエータ２０のシリンダに入る時
間の関数である。先端位置検出手段５２とこれに対応す
る方法が米国特許第５、４６７、８２９号により詳細に
記載されており、本発明は、この先行技術を引用し、こ
の特許明細書の記述を本明細書の記述の一部とする。自
動制御システム４０は、ブレード１６の位置を判定する
作業具位置判定手段５４を含む。作業具位置判定手段５
４は、スリップ判定手段４６からスリップ信号を、角速
度センサー４８から角速度信号を、リフト位置検出手段
５０からリフト位置信号を、先端位置検出手段５２から
先端位置信号を受信する。以下より詳細に述べる別の実
施例において、作業具位置判定手段５４は先端位置検出
手段５２からの先端位置信号を利用しない。作業具位置
検出手段５４は、上述の識別された信号を用いて、３つ
の項までの関数としてブレード１６の高さを計算する。
第１ブレード高さの項は、おもに角速度信号の関数であ
る。角速度信号は集積されると、ピッチ角における変化
とピッチ角それ自身を導くことができる。
傾きを検出し、先端位置信号を発信する。相対的な位置
が油圧ティルトアクチュエータ２０のシリンダに入る油
圧流体量の関数として計算され、油圧流体の流量と流体
が油圧ティルトアクチュエータ２０のシリンダに入る時
間の関数である。先端位置検出手段５２とこれに対応す
る方法が米国特許第５、４６７、８２９号により詳細に
記載されており、本発明は、この先行技術を引用し、こ
の特許明細書の記述を本明細書の記述の一部とする。自
動制御システム４０は、ブレード１６の位置を判定する
作業具位置判定手段５４を含む。作業具位置判定手段５
４は、スリップ判定手段４６からスリップ信号を、角速
度センサー４８から角速度信号を、リフト位置検出手段
５０からリフト位置信号を、先端位置検出手段５２から
先端位置信号を受信する。以下より詳細に述べる別の実
施例において、作業具位置判定手段５４は先端位置検出
手段５２からの先端位置信号を利用しない。作業具位置
検出手段５４は、上述の識別された信号を用いて、３つ
の項までの関数としてブレード１６の高さを計算する。
第１ブレード高さの項は、おもに角速度信号の関数であ
る。角速度信号は集積されると、ピッチ角における変化
とピッチ角それ自身を導くことができる。
【００１１】図４を参照すると、ブルドーザ１４とブレ
ード１６は、上方から掘削に入るように前方に傾斜する
状態で示されている。この前方の傾斜状態が行なわれる
につれてブレード１６は土壌に入りより深く掘る。この
ピッチ角９０が図４に示されている。さらに図４に図示
しているように、前方ピッチ軸９２は、ほぼブルドーザ
１４のＣＯＧ（重力の中心）であり、前方ピッチ軸９２
からブレード１６までの距離は“Ｌ１”で識別される。
同様に図５において、ブルドーザ１４とブレード１６は
後方傾斜即ち後退傾斜を示しており、ブレード１６は、
土壌から出ようとする。ピッチ角９０は図５に示されて
いる。さらに、図５に描かれているように、後退ピッチ
軸９４はほぼブルドーザ１４の後部アイドラであり、後
退ピッチ軸９４からブレード１６までの距離は“Ｌ２”
として識別される。作業具位置判定手段５４は次の式に
従って、ブレード高さ位置（ＰＩＴ−ＴＭ）の第１項を
計算する。 ＰＩＭ−ＴＭ＝Ｋ１∫ＰＡ（ｔ）θｄｔ ここで、Ｋ１は、後部アイドラ（Ｌ１）またはＣＯＧ
（Ｌ２）のいずれかからブレードまでの距離（ｍｍ）＊
０．０１７４５ラジアン／度であり、ＰＡは、ピッチ
軸（Ｌ１またはＬ２）であり、θはピッチ角である。ピ
ッチ角が、距離がフィルタされたピッチ角よりも大きい
場合には、Ｋ１は後部アイドラ距離（Ｌ１）に関して一
定値である。あるいはＫ１は、ＣＯＧ距離（Ｌ２）に関
して一定値である。さらにＫ１が後部アイドラに関して
一定値である場合には、ルックアップ表に関してスリッ
プの関数としてこの定数が変更される。後退ピッチ軸９
４が用いられるとき、スリップ信号の関数としてＫ１値
を変更する目的は、トラックスリップによって発生した
沈みを考慮するためである。ルックアップ表はスリップ
が増大するにつれてＫ１の値を減少させる。
ード１６は、上方から掘削に入るように前方に傾斜する
状態で示されている。この前方の傾斜状態が行なわれる
につれてブレード１６は土壌に入りより深く掘る。この
ピッチ角９０が図４に示されている。さらに図４に図示
しているように、前方ピッチ軸９２は、ほぼブルドーザ
１４のＣＯＧ（重力の中心）であり、前方ピッチ軸９２
からブレード１６までの距離は“Ｌ１”で識別される。
同様に図５において、ブルドーザ１４とブレード１６は
後方傾斜即ち後退傾斜を示しており、ブレード１６は、
土壌から出ようとする。ピッチ角９０は図５に示されて
いる。さらに、図５に描かれているように、後退ピッチ
軸９４はほぼブルドーザ１４の後部アイドラであり、後
退ピッチ軸９４からブレード１６までの距離は“Ｌ２”
として識別される。作業具位置判定手段５４は次の式に
従って、ブレード高さ位置（ＰＩＴ−ＴＭ）の第１項を
計算する。 ＰＩＭ−ＴＭ＝Ｋ１∫ＰＡ（ｔ）θｄｔ ここで、Ｋ１は、後部アイドラ（Ｌ１）またはＣＯＧ
（Ｌ２）のいずれかからブレードまでの距離（ｍｍ）＊
０．０１７４５ラジアン／度であり、ＰＡは、ピッチ
軸（Ｌ１またはＬ２）であり、θはピッチ角である。ピ
ッチ角が、距離がフィルタされたピッチ角よりも大きい
場合には、Ｋ１は後部アイドラ距離（Ｌ１）に関して一
定値である。あるいはＫ１は、ＣＯＧ距離（Ｌ２）に関
して一定値である。さらにＫ１が後部アイドラに関して
一定値である場合には、ルックアップ表に関してスリッ
プの関数としてこの定数が変更される。後退ピッチ軸９
４が用いられるとき、スリップ信号の関数としてＫ１値
を変更する目的は、トラックスリップによって発生した
沈みを考慮するためである。ルックアップ表はスリップ
が増大するにつれてＫ１の値を減少させる。
【００１２】第２のブレード高さの項（ＬＦＴ−ＴＭ）
は、主に、リフト位置検出手段５０によって発せられた
リフト位置信号の関数である。この作業具位置判定手段
５４は、以下の式に従ってブレード高さの第２の項を計
算する。 ＬＦＴ−ＴＭ＝Ｋ２＊リフト位置 項Ｋ２は、シリンダの幾何形状に基づいて一定であり、
リフトアクチュエータ１８がブルドーザ１４に関して配
置されている角度を求める。第３ブレード高さの項（Ｔ
ＩＰ−ＴＭ）は、主に、先端位置検出手段５２によって
形成された先端位置信号の関数である。作業具位置判定
手段５４は、先端位置信号からのブレードのピッチ角を
計算する。作業具位置決定手段５４は、次の式に従って
ブレードの高さ位置の第３の項を計算する。 ＴＩＰ−ＴＭ＝Ｋ３＊ブレードのピッチ角 項Ｋ３はブレード１６の幾何形状と先端アクチュエータ
１６の配列に基づいて一定である。作業具位置決定手段
５４は、第３のブレード高さの項を合計して作業位置信
号を発生させる。作業具位置判定手段５４は、最初の２
つの項のみを合算して、作業具位置信号を発信させる。
は、主に、リフト位置検出手段５０によって発せられた
リフト位置信号の関数である。この作業具位置判定手段
５４は、以下の式に従ってブレード高さの第２の項を計
算する。 ＬＦＴ−ＴＭ＝Ｋ２＊リフト位置 項Ｋ２は、シリンダの幾何形状に基づいて一定であり、
リフトアクチュエータ１８がブルドーザ１４に関して配
置されている角度を求める。第３ブレード高さの項（Ｔ
ＩＰ−ＴＭ）は、主に、先端位置検出手段５２によって
形成された先端位置信号の関数である。作業具位置判定
手段５４は、先端位置信号からのブレードのピッチ角を
計算する。作業具位置決定手段５４は、次の式に従って
ブレードの高さ位置の第３の項を計算する。 ＴＩＰ−ＴＭ＝Ｋ３＊ブレードのピッチ角 項Ｋ３はブレード１６の幾何形状と先端アクチュエータ
１６の配列に基づいて一定である。作業具位置決定手段
５４は、第３のブレード高さの項を合計して作業位置信
号を発生させる。作業具位置判定手段５４は、最初の２
つの項のみを合算して、作業具位置信号を発信させる。
【００１３】自動制御システム４０は、所定の所望の対
地速度設定を調整する所望の対地速度調整手段５６を含
む。オペレータは、所望の対地速度設定値を調整でき
る。通常の状態で、所望の対地速度設定値は、図２に示
したように２．５７Ｋｍ／ｈ（１．６ＭＰＨ）である。
所望の対地速度調整手段５６は、勾配検出器４４によっ
て形成された勾配信号の関数として所望の対地速度を調
整し、調整された対地速度基準信号を発信する。調整
は、対地速度の値と様々な勾配値とを相互に関連させる
ルックアップ表を用いることによって達成される。例え
ば２０％の傾斜度に対して所望の速度は２．２５ｋｍ／
ｈ（１．４ＭＰＨ）にまで減速される可能性がある。こ
の特性によって地面の勾配が変化するとき、ブレードの
荷重が維持されることになる。変化する傾斜度に関して
生産率を最適にするために調整のような変更が重要であ
る。自動制御システム４０は、ブレード１６の位置にお
ける変化を計算する作業具制御手段５８を含み、リフト
アクチュエータコマンド信号を発して、油圧リフトアク
チュエータ１８を制御する。作業具制御手段５８は、対
地速度センサー４２から対地速度信号を、対地速度調整
手段５６から調整された対地速度基準信号を、作業具位
置判定手段５４から作業具位置信号を受信する。
地速度設定を調整する所望の対地速度調整手段５６を含
む。オペレータは、所望の対地速度設定値を調整でき
る。通常の状態で、所望の対地速度設定値は、図２に示
したように２．５７Ｋｍ／ｈ（１．６ＭＰＨ）である。
所望の対地速度調整手段５６は、勾配検出器４４によっ
て形成された勾配信号の関数として所望の対地速度を調
整し、調整された対地速度基準信号を発信する。調整
は、対地速度の値と様々な勾配値とを相互に関連させる
ルックアップ表を用いることによって達成される。例え
ば２０％の傾斜度に対して所望の速度は２．２５ｋｍ／
ｈ（１．４ＭＰＨ）にまで減速される可能性がある。こ
の特性によって地面の勾配が変化するとき、ブレードの
荷重が維持されることになる。変化する傾斜度に関して
生産率を最適にするために調整のような変更が重要であ
る。自動制御システム４０は、ブレード１６の位置にお
ける変化を計算する作業具制御手段５８を含み、リフト
アクチュエータコマンド信号を発して、油圧リフトアク
チュエータ１８を制御する。作業具制御手段５８は、対
地速度センサー４２から対地速度信号を、対地速度調整
手段５６から調整された対地速度基準信号を、作業具位
置判定手段５４から作業具位置信号を受信する。
【００１４】作業具制御手段５８は、適当なリフトアク
チュエータコマンド信号を２段階で計算して求める。第
１段階において、所望の作業具位置の項は、４つの基本
値の関数として計算される。第１の値（ＩＰ−ＲＥＦ）
は作業具位置信号によって送られるような作業具の位置
である。作業具制御手段５８に従う計算過程の第１段階
において用いられた第２の値はスリップ誤差値（ＳＬＰ
−ＥＲＲ）である。スリップ誤差値は、スリップ信号か
ら導かれる。作業具制御手段５８は次の式に従ってスリ
ップ誤差値を計算する。 ＳＬＰ−ＥＲＲ＝Ｋ４∫ＳＶ−（０．０１６５）ＳＶΔ
ｘ ここでＫ４は、安定定数であり、ＳＶはスリップ値であ
り、Δｘは距離における変化であり、ＳＬＰ−ＥＲＲ＜
０である場合には、ＳＬＰ−ＥＲＲ＝先のＳＬＰ−ＥＲ
Ｒである。Ｋ４は不変の基準値に基づく所定の定数であ
る。このような定数を用いることは本分野の当業者に公
知である。作業具制御手段５８に従う計算行程の第１段
階において用いられる第３の値は速度誤差値（ＳＰＤ−
ＥＲＲ）である。速度誤差値は、対地速度信号と調整さ
れた対地速度基準信号から導かれる。作業具制御手段５
８は、次の式に従って速度誤差値を計算する。
チュエータコマンド信号を２段階で計算して求める。第
１段階において、所望の作業具位置の項は、４つの基本
値の関数として計算される。第１の値（ＩＰ−ＲＥＦ）
は作業具位置信号によって送られるような作業具の位置
である。作業具制御手段５８に従う計算過程の第１段階
において用いられた第２の値はスリップ誤差値（ＳＬＰ
−ＥＲＲ）である。スリップ誤差値は、スリップ信号か
ら導かれる。作業具制御手段５８は次の式に従ってスリ
ップ誤差値を計算する。 ＳＬＰ−ＥＲＲ＝Ｋ４∫ＳＶ−（０．０１６５）ＳＶΔ
ｘ ここでＫ４は、安定定数であり、ＳＶはスリップ値であ
り、Δｘは距離における変化であり、ＳＬＰ−ＥＲＲ＜
０である場合には、ＳＬＰ−ＥＲＲ＝先のＳＬＰ−ＥＲ
Ｒである。Ｋ４は不変の基準値に基づく所定の定数であ
る。このような定数を用いることは本分野の当業者に公
知である。作業具制御手段５８に従う計算行程の第１段
階において用いられる第３の値は速度誤差値（ＳＰＤ−
ＥＲＲ）である。速度誤差値は、対地速度信号と調整さ
れた対地速度基準信号から導かれる。作業具制御手段５
８は、次の式に従って速度誤差値を計算する。
【００１５】ＳＰＤ−ＥＲＲ＝Ｋ5 ∫（ｓｐｅｅｄ−ｓ
ｐｅｅｄｒｅｆ）Δｘ ここで、Ｋ５は、不変定数であり、ｓｐｅｅｄは、対地
速度であり、ｓｐｅｅｄｒｅｆは調整された速度基準信
号であり、Δｘは、距離における変化である。Ｋ５は不
変基準に基づく所定の定数である。このような定数を用
いることは本分野の当業者に知られている。スリップ誤
差値（ＳＬＰ−ＥＲＲ）と速度誤差値（ＳＰＤ−ＥＲ
Ｒ）は、安定性の問題を避けるために所定の割合の変化
に限られる。例えば、ブレードが地面内に下降すると、
６％の割合の変更が可能である。ブレードが上昇する
と、可能な割合の変化は２０％である。作業具制御手段
５８に従う計算処理の第１の段階において用いられる第
４の値は比例速度値（ＰＲＯ−ＳＰＤ）である。比例速
度値は、対地速度信号と調整された対地速度基準信号か
ら導かれる。作業具制御手段５８は、以下の式に従って
比例速度値を計算する。 ＰＲＯ−ＳＰＤ＝Ｋ６（ｓｐｅｅｄ−ｓｐｅｅｄｒｅ
ｆ） ここで、Ｋ６は、定数であり、ｓｐｅｅｄは対地速度で
あり、ｓｐｅｅｄｒｅｆは調整された速度基準信号であ
る。Ｋ６は所定の定数である。比例速度値は対地速度変
化にのみ基づいているので、比例速度値によって勾配の
変化に比較して土壌内にある岩に対してブレードを調整
できる。
ｐｅｅｄｒｅｆ）Δｘ ここで、Ｋ５は、不変定数であり、ｓｐｅｅｄは、対地
速度であり、ｓｐｅｅｄｒｅｆは調整された速度基準信
号であり、Δｘは、距離における変化である。Ｋ５は不
変基準に基づく所定の定数である。このような定数を用
いることは本分野の当業者に知られている。スリップ誤
差値（ＳＬＰ−ＥＲＲ）と速度誤差値（ＳＰＤ−ＥＲ
Ｒ）は、安定性の問題を避けるために所定の割合の変化
に限られる。例えば、ブレードが地面内に下降すると、
６％の割合の変更が可能である。ブレードが上昇する
と、可能な割合の変化は２０％である。作業具制御手段
５８に従う計算処理の第１の段階において用いられる第
４の値は比例速度値（ＰＲＯ−ＳＰＤ）である。比例速
度値は、対地速度信号と調整された対地速度基準信号か
ら導かれる。作業具制御手段５８は、以下の式に従って
比例速度値を計算する。 ＰＲＯ−ＳＰＤ＝Ｋ６（ｓｐｅｅｄ−ｓｐｅｅｄｒｅ
ｆ） ここで、Ｋ６は、定数であり、ｓｐｅｅｄは対地速度で
あり、ｓｐｅｅｄｒｅｆは調整された速度基準信号であ
る。Ｋ６は所定の定数である。比例速度値は対地速度変
化にのみ基づいているので、比例速度値によって勾配の
変化に比較して土壌内にある岩に対してブレードを調整
できる。
【００１６】第１段階によって、初期の作業具位置、ス
リップ誤差値、速度誤差値、及び比例速度値の４つの項
を合計することによって所望の作業具位置値（ＩＰ−Ｄ
ＥＳ）の計算ができることになる。 ＩＰ−ＤＥＳ＝ＩＰ−ＲＥＦ＋ＳＬＰ−ＥＲＲ＋ＳＰＤ
−ＥＲＲ＋ＰＲＯ−ＳＰＤ 第１段階において計算された所望の作業具位置の項（Ｉ
Ｐ−ＤＥＳ）と作業具位置判定手段５４によって作られ
た作業具位置信号（ＩＰ−ＲＥＦ）の関数として、第２
段階において、リフトアクチュエータコマンド信号（Ｌ
ＦＴ−ＣＭＤ）が形成される。リフトアクチュエータコ
マンド信号が、次のように所望の作業具位置の項と作業
具位置信号（ＩＰ−ＥＲＲ）との差から導かれる。 ＩＰ−ＥＲＲ＝ＩＰ−ＤＥＳ − ＩＰ−ＲＥＦ ＬＦＴ−ＣＭＤ＝Ｋ７（ＴＱ，ＰＲ）＊ＩＰ−ＥＲＲ＋
Ｋ８（ＴＱ，ＰＲ）＊ｄ（ＩＰ−ＥＲＲ）／ｄｘ 項Ｋ７（ＴＱ，ＰＲ）とＫ８（ＴＱ，ＰＲ）はトルクと
ピッチ率に関して変化するルックアップ表から導かれ
て、小さいブレード荷重があるときに、項のゲインは安
定性を増大させるために減少される。このような定数を
用いることは本分野において知られている。リフトアク
チュエータコマンド信号（ＬＦＴ−ＣＭＤ）は土壌移動
作業具１２を制御する。
リップ誤差値、速度誤差値、及び比例速度値の４つの項
を合計することによって所望の作業具位置値（ＩＰ−Ｄ
ＥＳ）の計算ができることになる。 ＩＰ−ＤＥＳ＝ＩＰ−ＲＥＦ＋ＳＬＰ−ＥＲＲ＋ＳＰＤ
−ＥＲＲ＋ＰＲＯ−ＳＰＤ 第１段階において計算された所望の作業具位置の項（Ｉ
Ｐ−ＤＥＳ）と作業具位置判定手段５４によって作られ
た作業具位置信号（ＩＰ−ＲＥＦ）の関数として、第２
段階において、リフトアクチュエータコマンド信号（Ｌ
ＦＴ−ＣＭＤ）が形成される。リフトアクチュエータコ
マンド信号が、次のように所望の作業具位置の項と作業
具位置信号（ＩＰ−ＥＲＲ）との差から導かれる。 ＩＰ−ＥＲＲ＝ＩＰ−ＤＥＳ − ＩＰ−ＲＥＦ ＬＦＴ−ＣＭＤ＝Ｋ７（ＴＱ，ＰＲ）＊ＩＰ−ＥＲＲ＋
Ｋ８（ＴＱ，ＰＲ）＊ｄ（ＩＰ−ＥＲＲ）／ｄｘ 項Ｋ７（ＴＱ，ＰＲ）とＫ８（ＴＱ，ＰＲ）はトルクと
ピッチ率に関して変化するルックアップ表から導かれ
て、小さいブレード荷重があるときに、項のゲインは安
定性を増大させるために減少される。このような定数を
用いることは本分野において知られている。リフトアク
チュエータコマンド信号（ＬＦＴ−ＣＭＤ）は土壌移動
作業具１２を制御する。
【００１７】調整が土壌移動作業具１２になされるの
で、土壌移動作業具の調整を反映する地面の輪郭が自動
制御システム４０内に記憶される。地面輪郭は、主に土
壌移動機械１０によってカバーされる地面のマップであ
る。土壌移動機械１０が同じルートを横切るときに、記
憶された地面の外形（ＧＮＤ−ＨＴ）は作業具制御手段
５８に送られて、次のように所望の器具位置の項（ＩＰ
−ＤＥＳ）の計算に用いられる。 ＩＰ−ＤＥＳ＝ＩＰ−ＲＥＦ＋ＳＬＰ−ＥＲＲ＋ＳＰＤ
−ＥＲＲ＋ＰＲＯ−ＳＰＤ＋ＫΔＧＮＤ−ＨＴ 地面輪郭の項、ＫΔＧＮＤ−ＨＴは、地面外形からの地
面高さにおける変化が掛けられた所定の定数を含む。こ
の項は、フィードフォワード要素を提供し、地面外形に
おいて次にくる変化に関して土壌移動用作業具１２が調
整できるようになる。自動制御システム４０は、ホイー
ル及びトラック型ブルドーザのような建設用作業装置に
用いるのが有効である。本発明を用いることによって、
ブルドーザは殆どの生産モードにおいて作動可能であ
る。安定した作業具制御が土壌移動機械１０が経験する
全ての地面外形にわたって維持される。ブレード動力に
直接的に関連して検出された変数に応じて、土壌移動作
業具１２を自動的に制御することによって生産率が実質
的に高められる。本発明の別の態様、目的および利点は
図面、発明の開示及び請求の範囲から得ることができ
る。
で、土壌移動作業具の調整を反映する地面の輪郭が自動
制御システム４０内に記憶される。地面輪郭は、主に土
壌移動機械１０によってカバーされる地面のマップであ
る。土壌移動機械１０が同じルートを横切るときに、記
憶された地面の外形（ＧＮＤ−ＨＴ）は作業具制御手段
５８に送られて、次のように所望の器具位置の項（ＩＰ
−ＤＥＳ）の計算に用いられる。 ＩＰ−ＤＥＳ＝ＩＰ−ＲＥＦ＋ＳＬＰ−ＥＲＲ＋ＳＰＤ
−ＥＲＲ＋ＰＲＯ−ＳＰＤ＋ＫΔＧＮＤ−ＨＴ 地面輪郭の項、ＫΔＧＮＤ−ＨＴは、地面外形からの地
面高さにおける変化が掛けられた所定の定数を含む。こ
の項は、フィードフォワード要素を提供し、地面外形に
おいて次にくる変化に関して土壌移動用作業具１２が調
整できるようになる。自動制御システム４０は、ホイー
ル及びトラック型ブルドーザのような建設用作業装置に
用いるのが有効である。本発明を用いることによって、
ブルドーザは殆どの生産モードにおいて作動可能であ
る。安定した作業具制御が土壌移動機械１０が経験する
全ての地面外形にわたって維持される。ブレード動力に
直接的に関連して検出された変数に応じて、土壌移動作
業具１２を自動的に制御することによって生産率が実質
的に高められる。本発明の別の態様、目的および利点は
図面、発明の開示及び請求の範囲から得ることができ
る。
【図１】土壌移動作業機械の線図である。
【図２】対地速度対作業具の動力のグラフである。
【図３】土壌移動機械の土壌移動作業具の自動制御シス
テムのブロック図である。
テムのブロック図である。
【図４】掘削作業の間、土壌移動機械の前方傾斜の土壌
移動機械の側図である。
移動機械の側図である。
【図５】掘削作業の間、土壌移動機械の後方傾斜の土壌
移動機械の側図である。
移動機械の側図である。
１０ 土壌移動作業機械 １２ 土壌移動作業具 １４ トラックタイプブルドーザ １６ ブルドーザブレード １８ リフトアクチュエータ ２０ ティルトアクチュエータ ２２ トラック ４０ 自動制御システム ４２ 対地速度センサー ４４ 勾配検出器 ４６ スリップ検出手段 ５０ リフト位置検出手段 ５２ 先端位置検出手段 ５４ 作業具位置検出手段 ９０ ピッチ角 ９２、９４ ピッチ軸
Claims (14)
- 【請求項１】 土壌移動作業具に組み合わされたリフト
アクチュエータと、 対地速度信号を有する対地速度センサーと、 角速度信号を有する角速度センサーと、 前記リフトアクチュエータの位置を検出しリフト位置信
号を発信する、前記リフトアクチュエータと組み合わさ
れたリフト位置検出手段と、 土壌移動機械のスリップ速度値を検出しスリップ信号を
発信するスリップ検出手段と、 前記土壌移動作業機械が作動する勾配を検出し、勾配信
号を発信するための勾配検出手段と、 前記スリップ信号、前記角速度信号および前記リフト位
置信号の関数として前記土壌移動作業具の位置を検出
し、作業具位置信号を発信する手段と、 前記勾配信号の関数として所定の所望対地速度設定を調
整し、調整された対地速度基準信号を発信するための対
地速度調整手段と、 前記作業具位置信号、前記スリップ信号、前記調整対地
速度基準信号および前記対地速度信号を受信し、これに
応答して前記土壌移動作業具の前記位置における変化を
計算してリフトアクチュエータ命令信号を発信するため
の作業具制御手段と、 が設けられた土壌移動機械の土壌移動作業具の自動制御
システム。 - 【請求項２】 手動制御部材を含むことを特徴とする請
求項１に記載の土壌移動機械の土壌移動作業具の自動制
御システム。 - 【請求項３】 前記土壌移動機械が先に横切った地面の
輪郭を表す地面の外形を判定して記憶する手段を含むこ
とを特徴とする請求項１に記載の土壌移動機械の土壌移
動作業具の自動制御システム。 - 【請求項４】 前記作業具制御手段は、前記地面の外形
を受信し、これに応答して前記土壌移動作業具の前記位
置における変化を計算するための手段を含むことを特徴
とする請求項３に記載の土壌移動機械の土壌移動作業具
の自動制御システム。 - 【請求項５】 前記角速度センサーは、ジャイロスコー
プを備えていることを特徴とする請求項１に記載の土壌
移動機械の土壌移動作業具の自動制御システム。 - 【請求項６】 前記リフト位置検出手段は、線形可変差
圧計（ＬＶＤＴ）センサーを備えていることを特徴とす
る請求項１に記載の土壌移動機械の土壌移動作業具の自
動制御システム。 - 【請求項７】 前記リフト位置検出手段は、無線周波数
（ＲＦ）センサーを備えていることを特徴とする請求項
１に記載の土壌移動機械の土壌移動作業具の自動制御シ
ステム。 - 【請求項８】 前記土壌移動器具の前記位置を判定する
ための前記手段は、前記スリップ信号と前記角速度信号
の関数として前記土壌移動機械のピッチ軸を求める手段
を含むことを特徴とする請求項１に記載の土壌移動機械
の土壌移動作業具の自動制御システム。 - 【請求項９】 前記作業具制御手段は、 スリップ誤差の値を前記スリップ信号の関数として求め
る手段と、 前記対地速度信号と前記調整対地速度基準信号の関数と
して速度誤差値を求める手段と、 前記対地速度信号と前記調整対地速度基準信号の関数と
して速度比例値を求める手段と、 前記スリップ誤差値、前記速度誤差値、前記速度比例値
及び前記作業具位置信号の関数として所望の作業具位置
の値を計算する第１制御ループ手段と、 前記所望の作業具位置と前記作業具位置信号の関数とし
て前記土壌移動作業具の前記位置における変化を計算
し、リフトアクチュエータコマンド信号を発信する第２
制御ループ手段と、 が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の土
壌移動機械の土壌移動作業具の自動制御システム。 - 【請求項１０】 前記土壌移動作業具に組み合わされた
リフアクチュエータと、 前記土壌移動作業具の先端を検出し、先端位置信号を発
信する、前記土壌移動作業具に組み合わされた先端位置
検出手段と、 対地速度信号を有する対地速度センサーと、 角速度信号を有する角速度センサーと、 前記リフトアクチュエータの前記位置を検出し、リフト
位置信号を発信する、前記リフトアクチュエータに組み
合わされたリフト位置検出手段と、 前記土壌移動機械のスリップ率の値を求め、スリップ信
号を発信するスリップ検出手段と、 前記土壌移動機械が作動する勾配を検出して、勾配信号
を発信する勾配検出手段と、 前記スリップ信号と、前記角速度信号と、前記先端位置
信号と前記リフト位置信号の関数として前記土壌移動作
業具の前記位置を検出し、作業具位置信号を発信する手
段と、 前記勾配信号の関数として所定の所望の対地速度設定を
調整し、調整された対地速度基準信号を発信する対地速
度調整手段と、 前記作業具位置信号と、前記スリップ信号と、前記調整
された対地速度基準信号と、前記対地速度信号とを受信
し、これに応答して前記土壌移動作業具の前記位置にお
ける変化を計算し、リフトアクチュエータコマンド信号
を発する作業具制御手段と、 が設けられている土壌移動機械の土壌移動作業具の自動
制御システム。 - 【請求項１１】 土壌移動作業具に組合わされたリフト
アクチュエータと、 対地速度信号を有する対地速度センサーと、 角速度信号を有する角速度センサーと、 土壌移動機械に対する前記土壌移動作業具の前記位置を
検出し、リフト位置信号を発信する作業具位置検出手段
と、 前記土壌作業機械のスリップ率の値を検出しスリップ信
号を発信するスリップ検出手段と、 前記土壌移動機械が作動する勾配を検出して、勾配信号
を発信する勾配検出手段と、 前記スリップ信号と、前記角速度信号と、前記リフト位
置信号の関数として前記土壌移動作業具の前記位置を検
出し、作業具位置信号を発信する手段と、 前記勾配信号の関数として所定の所望対地速度設定を調
整し、調整された対地速度基準信号を発信する対地速度
調整手段と、 前記作業具位置信号と、前記スリップ信号と、前記調整
された対地速度基準信号と、前記対地速度信号を受信
し、これに応答して前記土壌移動作業具の前記位置にお
ける変化を計算し、リフトアクチュエータコマンド信号
を発する作業具制御手段と、 が設けられた土壌移動機械の土壌移動作業具の自動制御
システム。 - 【請求項１２】 土壌移動機械の実際の対地速度を検出
して対地速度信号を発信し、 前記土壌移動機械が作動する勾配を判定して、勾配信号
を発信し、 前記土壌移動機械の前記角速度を検出して角速度信号を
発信し、 前記リフトアクチュエータの前記位置を検出してリフト
位置信号を発信し、 前記土壌移動機械のスリップ率の値を検出してスリップ
信号を発信し、 前記土壌移動作業具の前記位置を前記スリップ信号と、
前記角速度信号と、前記リフト位置信号との関数として
前記土壌移動作業具の前記位置を検出して、作業具位置
信号を発し、 前記勾配信号の関数として所定の所望対地速度設定を調
整して調整された対地速度基準信号を発し、 前記作業具位置信号と、前記スリップ信号と、前記調整
対地速度基準信号と、前記対地速度信号を受信し、これ
に応答して前記土壌移動作業具の前記位置における変化
を計算してリフトアクチュエータコマンド信号を発す
る、 段階からなる、リフトアクチュエータを含む、土壌移動
機械の土壌移動作業具を自動的に制御するための方法。 - 【請求項１３】 地面外形を判定して記憶する段階を含
み、前記地面外形は前記土壌移動機械が先に横切った地
面の輪郭を表すことを特徴とする請求項１２に記載の方
法。 - 【請求項１４】 前記リフトアクチュエータコマンド信
号を前記地面外形の関数として調整する段階を含むこと
を特徴とする請求項１３に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/505,579 US5560431A (en) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | Site profile based control system and method for an earthmoving implement |
| US08/505579 | 1995-07-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| Date | Code | Title | Description |
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| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20031007 |