JPH11508336A - 切削勾配制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、作業機械（１６）に可動取付けされた作業用アタッチメント（１２）の位置を自動的に制御し、地形表面に対し作業用アタッチメント（１２）を事前に設定した切削勾配に維持する制御システムおよび方法を提供する。本制御システム（１０）は複数の遠隔場所から位置信号を受信する、作業用アタッチメント（１２）上に設置された第１および第２受信手段（１８，２０）を備えている。プロセッサ（２４）は受信した位置信号に基づいて作業用アタッチメント（１２）の実際切削勾配を決定する。アタッチメントコントローラ（１２２）は作業用アタッチメント（１２）の実際切削勾配と事前に設定した目標切削勾配との差に応じて、アタッチメント制御信号を送る。アタッチメント制御装置（１２４）は、システム（１０）が自動動作モードにあるとき、作業用アタッチメント（１２）の切削勾配を自動的に上下に変化させる。本制御システム（１０）は地形表面変更機械（１６）上で使用するのに特に適している。

Description

【発明の詳細な説明】 切削勾配制御装置技術分野 本発明は、作業用アタッチメントの切削勾配を制御する方法および装置、より 詳細には作業用アタッチメントの位置を自動的に制御して、地形表面に対し作業 用アタッチメントを事前に選択した切削勾配に維持する方法および装置に関する ものである。背景技術 地形表面変更作業には、作業機械、たとえば名前を幾つか挙げると、モーター グレーダー、ドーザー、突き固め機、舗装機、プロフィーラが使用される。上記 の作業機械は、一般に、建設現場計画に従って事前に手動で測量され、杭が打た れた建設現場において作業する。工事した現場が設計仕様に合致していることを 確認するため、工事中、建設現場は頻繁に検査される。この方法は大量の手仕事 を必要とし、手仕事の多くは高度に熟練した作業員によって行われる。さらに、 要求された精度を得るために、作業機械のオペレータを高度に訓練しなければな らない。 用途によっては、オペレータが従う基準を与えるためにレーザー装置が使用さ れるようになった。現場内の測量した場所に設置されたレーザーから放射された レーザービームは現場の隅々に掃引される。これにより、レーザー平面が設定さ れる。作業機械上のレシーバはレーザービームを受信し、作業機械の場所（たと えば、本体または作業用アタッチメント）に対するビームの上下位置をオペレー タに示す。この情報はオペレータが作業機械を制御するのに使用される。そのよ うなレーザー装置の例が、米国特許第４，８０７，１３１号（１９８９年２月２ １日）に記載されている。この米国特許は、ある動作モードにおいてオペレータ が地ならし刃の位置を目標場所の公差内に調節することができるように、レーザ ー平面に対する地ならし刃の上下位置を測定し、パラメータたとえば目標高さ、 実際高さ、および誤差の許容範囲をモニターに表示する方法を開示している。 作業機械に対する作業用アタッチメントの勾配(slope)、ピッチ(Pitch)、およ び高さ(elevation)を変化させることができるように、一般に、作業用アタッ チメントは調節自在に機械本体に取り付けられている。レーザーレシーバを機械 本体に設置すると、機械本体に対する作業用アタッチメントのどんな位置の変化 も、レーザー平面およびレシーバに対する作業用アタッチメントの説明できない 位置の変化を引き起こす。従って、オペレータに与えられた情報は望ましいもの でなく、ほとんど有効に使われないことがある。単一レーザーレシーバを作業用 アタッチメントに設置すれば、レーザーレシーバは作業用アタッチメントと一緒 に動いて、作業用アタッチメントの位置に関連づけられるので、この問題は解決 する。しかし、レーザー平面に対する作業用アタッチメントのティルト（tilt） 、ピッチ(Pitch)、または回転（rotation）のどんな変化も補償されないので、 与えられた情報は正確とは言えない。一対のレーザーレシーバを作業用アタッチ メントに設置すれば、位置測定能力は向上するが、作業用アタッチメントの切削 勾配を正確に決定することができない。 一群の人工衛星と特殊なレシーバを使用して三角測量によって作業機械の位置 （実際にはレシーバの位置）を作業現場座標系に対し３空間座標で決定するシス テムが知られている。上記システムは一般に運動全地球測位システム（kinemati c global positioning system：ＧＰＳ）と呼ばれる。歴史的に、上記システム は、用途によっては位置決定の精度が満足できるものでなかったので、広く受け 入れられなかった。さらに、処理時間の遅いことが作業機械の実時間位置を決定 する商業的実現性を小さくした。過去数年の間に、位置決定精度は向上し、処理 速度も増加した。従って、現在、たとえば地形表面変更機械を含むさまざまな用 途に、作業機械の実時間位置を決定する潜在能力は可能性がある。 全地球測位システムを使用して、作業用アタッチメントたとえば地形表面変更 アタッチメントの切削刃の実時間位置を決定することは望ましいことである。作 業用アタッチメントにＧＰＳレシーバを設置すれば、切削刃の位置を測定するこ とができることは明らかであろう。しかし、よく見ると、作業用アタッチメント の力学を扱い、機械本体に対する作業用アタッチメントの向きの変動に正確に適 応することができなければ、上記の改造は成功しそうもない。 作業用アタッチメントが仕事をする環境が厳しいので、作業用アタッチメント に設置するどんなＧＰＳレシーバも切削刃から離して配置しなければならない。 ＧＰＳレシーバは空間内のレシーバのアンテナの位置を決めるが、切削刃の位置 を決めないので、上述のように、作業用アタッチメントの向きが少しでも変動す れば、切削刃の位置を正確に決定できる可能性は少ない。少なくとも上記の理由 で、ＰＧＳレシーバを作業用アタッチメントに設置することは考えられないであ ろう。 用途によっては、ＧＰＳ受信手段を使用して作業現場に対する作業用アタッチ メントの座標位置を決定する精度が許容基準を満たすことを要求されない。最終 的な所産が仕上げられた表面、たとえば道路表面である用途においては、現場座 標系の上下方向の測定精度が特に重要である。この問題を解決する試みがなされ たが、十分な精度をもつＧＰＳシステムは得られていない。 目標切削勾配が得られる選定位置に作業用アタッチメントを置くことができる 制御装置を提供することは望ましいことである。しかし、機械操作の力学が原因 で、作業機械が動くと切削勾配が変化する。さらに、回転、ピッチ、およびティ ルトのようなブレードの運動は作業用アタッチメントの切削勾配に影響を及ぼす 。現在、作業機械のオペレータは目標切削勾配を維持するため作業用アタッチメ ントの位置を絶えず調節しなければならない。それを行うには相当な熟練度が要 求される。最も熟練したオペレータでも切削勾配を目標角度に正確に維持するこ とは難しい。今日まで、この問題に関して成功した解決方法はなかった。 本発明は上に述べた１つまたはそれ以上の問題を解決することを目指している 。発明の開示 本発明は、一態様として、作業機械に可動取付けされた作業用アタッチメント の位置を制御し、地形表面に対し作業用アタッチメントを事前に選定した切削勾 配に維持する制御システムを提供する。作業用アタッチメントに取り付けられ、 作業用アタッチメント上の第１点位置に対し事前に選定した第１位置にある第１ 受信手段は、複数の遠隔場所から送られた電磁放射を受信し、それに応じて第１ 位置信号を生成する。作業用アタッチメントに取り付けられ、作業用アタッチメ ント上の第２点位置に対し事前に選定した第２位置（前記第１点位置から事前に 選定した距離だけ離れている）にある第２受信手段は、複数の遠隔場所から送ら れた電磁放射を受信し、それに応じて第２位置信号を生成する。勾配選択手段は 作業用アタッチメントの目標横断切削勾配を選択し、対応する目標勾配信号を送 る。処理手段は、第１および第２位置信号を受け取り、現場座標系内のアタッチ メントの第１および第２点位置を決定し、第１および第２点位置と前の第１およ び第２点位置に基づいて、作業用アタッチメントの実際横断切削勾配を決定し、 対応する実際勾配信号を送る。制御手段は、目標勾配信号と実際勾配信号を受け 取り、作業用アタッチメントの目標横断切削勾配と実際横断切削勾配とを比較し 、作業用アタッチメントの目標横断切削勾配と実際横断切削勾配との差に応じて 、作業用アタッチメントを上下に動かし、アタッチメント上の第１および第２点 位置の相対的上下位置を変える。作業用アタッチメントは、目標横断切削勾配と 実際横断切削勾配との差に基づいて上下方向に動く。 本発明は、第２の態様として、作業用アタッチメントの切削勾配を自動的に制 御する方法を提供する。本方法は、作業用アタッチメントの実際切削勾配を決定 すること、作業用アタッチメントの実際切削勾配と目標切削勾配との差を決定す ること、作業用アタッチメント上の第１および第２点位置の一方を相対的に動か し、実際切削勾配と目標切削勾配との差を減らすために必要な作業用アタッチメ ントの移動方向を決定すること、および作業用アタッチメントを上下に動かして 第１および第２点位置の相対的上下位置を変化させるようにアタッチメント制御 装置に命令することの諸ステップから成っている。図面の簡単な説明 第１図は、作業用アタッチメントをもつ地形変更機械のための運動全地球測位 システムとレーザーの組合せを示す本発明の実施例の斜視図である。 第２図は、作業用アタッチメントの位置を決定する装置と、作業用アタッチメ ントの位置を制御するための制御装置のブロック図である。 第３図は、第２図の制御装置のより詳細な図解である。 第４図は、第１および第２受信手段が取り付けられた作業用アタッチメントの 側面図である。 第５図は、ローカル座標系において角度θにピッチされた図４のアタッチメン トと受信手段の略図である。 第６図は、現場座標系において平面を定義する第１および第２ベクトルと、現 場座標系におけるローカル座標系の単位ベクトルを示す図である。 第７図は、作業用アタッチメントの前位置および現在位置にあるＲＢ，ＬＢの 間に延びている水平面内の直線の投影の幾何学的図形を示す平面図である。 第８図は、第７図の線８−８に沿った端面図である。発明を実施するための最良の形態 第１図に、地形表面変更機械１６の作業用アタッチメント１２の切削勾配を制 御する方法および装置１０を示す。接地作業ブレードとして示した作業用アタッ チメント１２は、モーターグレーダーとして示した地形表面変更機械１６のフレ ーム１４に制御自在に可動取付けされている。他の作業機械、たとえばドーザー 、スクレーパー、突き固め機、舗装機、プロフィーラ、および適当な表面変更用 アタッチメントを装備した同様な機械は同等物であり、本発明の範囲に含まれる と考えられる。 図示した実施例の場合、制御システム１０はオプションとしてレーザースキャ ナ２２を備えている。レーザースキャナ２２は鉛直軸線２８のまわりに掃引され る弱強度のレーザービーム２６を送り出すようになっている。レーザースキャナ ２２は測量した区域（以下、作業現場３２と呼ぶ）内の事前に選定した座標位置 （Ｘ，Ｙ）に設置されている。掃引されたレーザービーム２６は、鉛直軸線２８ の沿った所定の上下（標高）位置に平面３０を形成し、正確な上下座標位置（Ｚ ）を設定する。 制御システム１０は全地球測位システム（ＧＰＳ）２４を含んでいる。ＧＰＳ ２４は一群の人工衛星を有し、第１図にそのうちの２つ人工衛星３４ａ，３４ｂ を示す。三角測量に好都合の幾何学的配置なので、作業機械１６が見える４個の 人工衛星を選択することが好ましい。 全地球測位システム２４はベース局３６とベース局３６に接続された基準受信 手段３８を含んでいる。基準受信手段３８は複数の遠隔場所から送られた電磁放 射を受信し、それに応じて基準位置決め信号を発生する。基準受信手段３８はＧ ＰＳ基準レシーバ３９を備えている。ベース局３６は作業現場３２の既知の固定 位置に設置されている。ベース局３６にあるトランシーバ４０と作業機械１６上 のトランシーバ４２は、作業機械１６とベース局３６の間にＲＦ通信リンクを提 供し、その通信リンクを通して基準位置データが転送される。地球の中心に対す るベース局の位置を決定する際に、ベース局プロセッサ（図示せず）が使用され る。 全地球測位システム２４は、さらに、複数の遠隔場所から送られた電磁放射を 受信し、それに応じて第１位置信号を発生する第１受信手段１８と、複数の遠隔 場所から送られた電磁放射を受信し、それに応じて第２位置信号を発生する第２ 受信手段２０を含んでいる。 第１図および第２図からわかるように、第１受信手段１８は作業用アタッチメ ント１２上の第１事前選定位置に取り付けられており、第２受信手段２０は作業 用アタッチメント１２上の第２事前選定位置に取り付けられている。第１受信手 段１８は第１ＧＰＳレシーバ４４を含んでおり、第２受信手段２０は第２ＧＰＳ レシーバ４６を含んでいる。第１および第２ＧＰＳレシーバはそれぞれアンテナ ４８，５０と前置増幅器（図示せず）を備えている。第１および第２アンテナ４ ８，５０によって受信された位置信号は増幅されたあと、第１および第２レシー バ４４，４６へ送られる。第１および第２レシーバ４４，４６はそのナビゲーシ ョン信号を復号し、選択した各人工衛星ごとに疑似レンジと人工衛星位置を生成 する。位置コンピュータ５２を含む処理装置５１は、疑似レンジと人工衛星位置 に基づいて、第１および第２レシーバの位置を計算する。詳しく述べると、第１ および第２レシーバ４４，４６は、それぞれ第１および第２アンテナ４８，５０ 上の受信点“Ｒ”，“Ｌ”の位置を決定する。受信点“Ｒ”，“Ｌ”はＧＰＳ信 号の有効受信中心であり、以下の計算に使用される。このような全地球測位シス テムはこの分野の専門家に知られているので、これ以上の説明は省略する。 第３図に示すように、作業用アタッチメント１２は、第１および第２横縁５８ ，６０、切削刃６６、および上部縁６８をもつ地ならし用ブレード７０を有する 。簡潔にするため、以下、この特定の地ならし用ブレード７０に関して説明する 。しかし、発明の精神から逸脱せずに地ならし用ブレード７０を他の作業用アタ ッチメント１２で置き換えることができることを理解されたい。第１アンテナ４ ８は第１横縁５８に近いブレード７０に取り付けられており、第２アンテナ５０ は第２横縁６０に近いブレード７０に取り付けられている。受信点“Ｒ”，“Ｌ ”は事前に選定した距離“Ｗ”だけ離れている。図示のように、距離“Ｗ”は第 １および第２横縁５８，６０間の距離にほぼ等しい。第１および第２受信点“Ｒ ”，“Ｌ”は第１および第２点位置“ＲＢ”，“ＬＢ”（ブレード７０の切削刃 ６６に沿っていることが好ましい）に対して配置される。第１および第２点位置 “ＲＢ”，“ＬＢ”は、第１および第２横縁と切削刃６６とが交わるブレード７ ０の第１および第２隅にあって、距離“Ｂ”だけ離れていることが好ましい。距 離“Ｂ”は距離“Ｗ”に等しいことが好ましい。第１および第２アンテナ４８， ５０（受信点“Ｒ”，“Ｌ”）および第１および第２点“ＲＢ”，“ＬＢ”をこ れらの位置に配置することによって、第１および第２受信点“Ｒ”，“Ｌ”と、 ブレード７０の第１および第２点位置“ＲＢ”，“ＬＢ”との３次元空間変換計 算が簡単になる。第１および第２受信手段１８，２０は切削刃６６に対し直角に 、互いに平行に延びた第１および第２軸線７３，７５１沿って配置することが好 ましい。しかし、本発明の精神から逸脱せずに他の位置を選定できることを理解 されたい。 第１図および第２図を参照すると、第１および第２受信手段１８，２０はオプ ションとして上に述べた第１および第２点位置にブレード７０に取り付けられた 第１および第２レーザーレシーバ７２，７４を備えている。第１および第２レー ザーレシーバ７２，７４はそれぞれ第１および第２アンテナ４８，５０の場所に あることが好ましい。第３図に示すように、第１および第２アンテナ４８，５０ はそれぞれ第１および第２レーザーレシーバ７２，７４の一方の端に設置されて おり、レーザーレシーバ７２，７４の他方の端はブレード７０の上部縁６８に結 合されている。レーザーレシーバ７２，７４はインクレメンタル型レーザーレシ ーバであり、複数の一直線に並んだ受光器７６と、照明された特定の受光器を表 す出力信号を送る関連回路（図示せず）を含んでいる。この形式のレーザーレシ ーバの構造はこの分野では周知であるので、これ以上の説明は省略する。第１お よび第２レーザーレシーバ７２，７４は、アタッチメント１２の上下方向の位置 測定の精度を高め、かつ全地球測位システムから得た測定値を補足するために設 置されている。第１および第２レーザーレシーバ７２，７４は位置コンピュータ ５２に接続されている。レーザーレシーバ７２，７４は出力信号を位置コンピュ ータ５２へ送り、位置コンピュータ５２は特定の作業現場に対する３次元空間内 のブレード７０の上下座標位置“ｚ”を決定する。第１および第２軸線７３，７ ５は第１および第２レーザーレシーバの全長に沿って延び、受信点“Ｒ”，“Ｌ ”を通っている。 第１図に示すように、ベース局３６に置かれた基準レシーバ３９は一群のＧＰ Ｓ人工衛星から信号を受信する。基準レシーバ３９に接続されたベース局コンピ ュータ（図示せず）は、地球の中心に対するレシーバ３９（アンテナ７８）の位 置を決定する。基準レシーバ３９は「差動全地球測位システム」を構成するため に使用される。第１および第２ＧＰＳレシーバ４４，４６と基準レシーバ３９は 市販されており、アンテナ、前置増幅器、およびレシーバを備えている。位置コ ンピュータ５２およびベース局コンピュータはモトローラ社（米国）から市販さ れたマイクロプロセッサを備えている。 第３図および第４図に、作業用アタッチメント１２を詳細に示す。ブレード７ ０は支持機構８０によってフレーム１４に可動取付けされている。支持機構８０ は、環８５と環８５に取り付けられたブレード７０とを環８５の中心を通る垂直 軸線のまわりに回転させるため、選択的に作動可能なロータリ駆動モーター８４ を有する環駆動機構８２を備えている。 第３図に示すように、制御システム１０は次に詳しく説明する制御手段１２０ を含んでいる。制御手段１２０はフレーム１４と支持機構８０の間に取り付けら れた選択的に作動可能な第１および第２リフトジャッキ８６，８８を有する。第 １および第２リフトジャッキ８６，８８は、第１位置と第２位置の間で伸縮自在 に動くことができ、フレーム１４に対しブレード７０を上下方向に動かす。リフ トジャッキ８６，８８が同時に伸長すると、ブレード７０が下降し、リフトジャ ッキ８６，８８が同時に引っ込むと、ブレード７０は上昇する。第１および第２ リフトジャッキ８６，８８の一方が伸長するかまたは引っ込むか、または第１お よび第２リフトジャッキ８６，８８の一方が伸長し、かつ他方が引っ込むと、ブ レード７０はフレーム１４に対し作業機械１６の移動方向を横切る方向にティル トする、すなわち傾く。 第４に示すように、支持機構８０とベルクランク９２の間に油圧作動式傾倒(t ip)用ジャッキ９０が取り付けられている。ベルクランク９２はブレード７０を 環駆動機構８２に旋回自在に取り付けている。傾倒用ジャッキ９０は旋回連結部 のまわりにベルクランク９２を傾倒させるため伸縮自在に動くことができる。こ れにより、第４図に想像線で示すように、ブレード７０は、フレーム１４を横切 る方向を向いた状態で、前方また後方に傾倒する。用語「傾倒(tip)」と「ピッ チ(Pitch)」は同じ意味を持つので、置き換えて使用できることに留意されたい 。 第３図、第４図、および第５図に示すように、ブレード７０のピッチ角θの変 化を検出し、対応するピッチ角信号を送り出す検出手段９４が設置されている。 検出手段９４は、ベルクランク旋回軸線まわりのブレードの傾倒した位置を検出 することができる任意の適当なトランスジューサ９６（たとえば、ポテンショメ ータ、エンコーダ、リゾルバ、同種の装置）を備えている。トランスジューサ９ ６はベルクランク９２に取り付けられており、ピッチ角信号を位置コンピュータ ５２へ送る。ピッチ角信号はアナログでもディジタルでもよい。アナログ信号を 送る場合は、処理手段５１でディジタル処理するため信号を変換するＡ／Ｄ変換 器が必要である。位置コンピュータ５２はローカル座標系における作業用アタッ ーカル座標系はフレーム１４（支持機構８０）に対して確立された３次元座標系 である。第５図に示すように、ブレード７０は第２横縁から眺められ、かつブレ ード７０に沿って見下ろしているように示してある。 処理手段５１は第１および第２受信手段１８，２０から第１および第２位置信 号を受け取り、作業現場３２に関係づけられた現場座標系における第１および第 ２受信手段１８，２０の第１および第２現在座標位置“Ｌ”，“Ｒ”を実時間で 決定する。上下方向に特別な精度が必要な場合は、第１および第２位置信号は前 に指摘したようにレーザー位置信号を含むことができることに留意されたい。レ ーザーで決定された上下位置はＧＰＳで決定された上下位置より正確であるので 、処理手段５１はＧＰＳ上下位置成分を無視し、レーザーで決定された上下位置 “ｚ”を使用することが好ましい。 第６図を参照して説明すると、処理手段５１は、第１および第２現在座標位置 “Ｌ”，“Ｒ”と、現場座標系における第１および第２受信手段１８，２０の前 に定義した第１および第２座標位置“Ｌ′”，“Ｒ′”の間を通る直線９９に沿 った中間点位置“Ｃ”とを通る空間内の平面９８を決定する。前に決定されたも 新しい座標位置“Ｌ′”，“Ｒ′”が処理手段５１のメモリ（図示せず）に記憶 される。作業現場座標Ｃ_x，Ｃ_y，Ｃ_zにおける最も新しいブレードの向きの有効 中間点位置Ｃは、以下の式によって決定される。 Ｃ_x ＝（Ｒ′_x＋Ｌ′_x）／２ Ｃ_y ＝（Ｒ′_y＋Ｌ′_y）／２ Ｃ_z ＝（Ｒ′_z＋Ｌ′_z）／２ 第６図に示すように、平面９８は第１現在座標位置“Ｒ”から第２現在座標位 単位ベクトル“ｉ”，“ｊ”，“ｋ”は、“ｘ”，“ｙ”，“ｚ”座標方向に対 応する現場座標系における方向にある。 現在位置を知っていれば、これらの点位置を、平面９８を基準として使用する現 場座標系へ変換することが可能であることがわかった。フレーム１４（支持機構 の式によって決定される。 ここで、Ｄ＝第１および第２受信手段１８，２０の第１および第２受信点Ｒ，Ｌ ブレード７０のピッチ角（０＝ピッチなし、π／２＝最大ピッチ角）、およびｗ ＝切削刃の長さ（第１および第２横縁５８，６０間の距離）である。 ローカル座標系における第１および第２点ＲＢ，ＬＢの現在位置は、装置の初 期化の際に、たとえば制御システム１０を“オン”位置へ切り換え、受信手段１ ８，２０、処理手段５１、およびピッチ角センサ９４を作動させることによって 決定される。センサ９４によって検出されたピッチ角θに変化があると、ローカ これは、処理手段５１で、現在ピッチ角θと前に検出したピッチ角θ′とを比較 の現在位置に関する情報を更新することによって達成される。 処理手段５１は、以下の式によって、第１および第２点について、現場座標系 finitions)を計算する。 ここで、ベクトルａ and ｂ，ａ×ｂはベクトルのクロス乗積を表し、｜ａ｜は ａベクトルの大きさを表す。 処理手段５１は現在の第１および第２ローカル点位置ＲＢ，ＬＢをローカル座 標系から現場座標系へ変換し、現場座標系における第１および第２点ＲＢ，ＬＢ の位置を記録する。第１および第２ローカル点位置の現場座標系への変換は、以 下のやり方で決定される。 ここで、Ｖは以下のようなマトリックスである。 Ｖ₁₁ Ｖ₁₂ Ｖ₁₃ Ｒ_x Ｖ₂₁ Ｖ₂₂ Ｖ₂₃ Ｒ_y Ｖ＝ Ｖ₃₁ Ｖ₃₂ Ｖ₃₃ Ｒ_z ０ ０ ０ １ ここで、 同様に、 である。ＲＢおよびＬＢにおけるベクトルは、ブレード７０上の第１および第２ 点位置ＲＢ，ＬＢの座標を含んでいる。この情報が与えられれば、作業用アタッ チメント１２の％切削勾配を決定することが可能である。 第７図および第８図に、作業用アタッチメント１２の実際断面切削勾配決定す る方法および装置１０に関連する幾何学的配置を少し詳しく示す。第７図は、直 線“Ａ”で結ばれた第１および第２現在点位置ＲＢ，ＬＢの投影、直線“Ａ′” で結ばれた前の第１および第２点位置ＲＢ′，ＬＢ′、直線ΔＣＢで結ばれた前 および現在の中間点ＣＢ，ＣＢ′、ＬＢからΔＣＢに対し直角に延びている直線 投影、および作業用アタッチメント１２の相対的移動方向を示す平面図である。 第８図は、上下座標成分ＲＢ_zと、直線“Ｂ”の投影に基づく作業用アタッチメ ント１２の切削勾配Ｈ／Ｂを示す第７図の線８−８に沿った端面図である。この 図において、直線“Ａ”と“Ａ′”は作業用アタッチメント１２の切削刃６６に ある。 現場座標系における作業用アタッチメント上の第１および第２点位置ＲＢ，Ｌ Ｂの座標が与えられれば、処理手段５１（詳細には位置コンピュータ５２）は、 第１および第２点位置ＲＢ，ＬＢと、前の第１および第２点位置ＲＢ′，ＬＢ′ に基づいて、作業用アタッチメント１２の実際断面切削勾配（％勾配）を決定す る。 前に決定された第１および第２現在点位置ＲＢ，ＬＢの座標位置を使用して、 作業用アタッチメント１２上の第１および第２現在点位置ＬＢ，ＲＢの間を通る 現在直線“Ａ”に沿った有効な現在中間点位置ＣＢは、以下の式によって決定さ れる。 ＣＢ_x＝（ＲＢ_x＋ＬＢ_x）／２ ＣＢ_y＝（ＲＢ_y＋ＬＢ_y）／２ 次に、作業用アタッチメント１２上の前の第１および第２点位置ＬＢ′，ＲＢ ′の間を通る前の直線“Ａ′”に沿った前の中間点位置ＣＢ′からの有効な現在 中間点位置ＣＢの変化ΔＣＢは、以下の式によって決定される。 ΔＣＢ_x＝ＣＢ_x−ＣＢ_x′ ΔＣＢ_y＝ＣＢ_y−ＣＢ_y′ ΔＣＢ＝〔（ΔＣＢ′ＬＢ_x）²＋（ΔＣＢ′ＬＢ_y）²〕^1/2 次に、現在の第２点位置ＬＢと有効な前の中間点位置ＣＢ′間の距離ＣＢ′Ｌ Ｂは、以下の式によって決定される。 ΔＣＢ′ＬＢ_x＝ＬＢ_x−ＣＢ_x′ ΔＣＢ′ＬＢ_y＝ＣＢ_y−ＣＢ_y′ ΔＣＢ′ＬＢ＝〔（ΔＣＢ′ＬＢ_x）²＋（ΔＣＢ′ＬＢ_y）²〕^1/2 第７図に示すように、“Ａ”は作業用アタッチメント１２の現在の第１および 第２点位置ＲＢ，ＬＢの水平面への投影の間に引かれた直線の長さを表し、“Ａ ′”は作業用アタッチメント１２の前の第１および第２点位置ＲＢ′，ＬＢ′の 水平面への投影の間に引かれた直線の長さを表す。好ましい実施例の場合、“Ａ ”は第１および第２点位置ＲＢ，ＬＢ間の切削刃の長さであることを認識された い。現在の第１および第２点位置ＲＢ，ＬＢのそれぞれの座標（ＲＢ_x，ＲＢ_y） と（ＬＢ_x，ＬＢ_y）を知ったならば、現在の直線“Ａ”の水平面への投影の長さ は以下の式によって計算される。 Ａ＝〔（ＲＢ_x−ＬＢ_x）²＋（ＲＢ_y−ＬＢ_y）²〕^1/2 余弦法則を使用して、現在の直線“Ａ”の水平面内の投影と、現在および前の 直線の中間点ＣＢ′，ＣＢを結ぶ直線ΔＣＢとのなす角φが計算される。直線Δ ＣＢは作業用アタッチメント１２の移動方向にある。有効中心位置の変化は以下 の式によって決定される。 φ＝cos^-1(0.5 A/2 ΔCB＋2 ΔCB/A-2 ΔCB′LB/AΔCB′LB) 中間点ＣＢ′，ＣＢを結ぶ直線ΔＣＢに直角に向いた現在の直線“Ａ”の投影 の有効長さ“Ｂ”は、以下の式によって決定される。 Ｂ＝Ａ sin（φ） 第８図を参照すると、第１および第２点位置ＲＢ，ＬＢ間の上下（標高）差“ Ｈ”は、式 Ｈ＝Ｒ_z−ＬＢ_zによって決定される。第２点位置ＬＢに対する作業 用アタッチメント１２の実際の真の％横断切削勾配は、式 ％勾配＝１００Ｈ／ Ｂによって決定される。処理手段５１は決定した％勾配を表す勾配信号を制御手 段１２０へ送る。 第２図を参照すると、処理手段５１は任意の適当な形式のデータベースコンピ ュータ１００（たとえば、Ｉｎｔｅｌ ４８６ マイクロプロセッサと適当なメ モリをもつＩＢＭ パーソナルコンピュータを備えている。データベースコンピ ュータ１００は位置コンピュータ５２に接続されている。データベースコンピュ ータ１００は位置コンピュータ５２から信号を受け取り、作業現場におけるブレ ード７０の第１および第２点位置ＲＢ，ＬＢの現在座標位置と、作業機械１６が 作業現場を横断するときの作業用アタッチメントの％勾配とを実時間で更新する 。データベースコンピュータ１００はトランシーバ１０３にも接続されている。 トランシーバ１０３は作業機械１６に設置されており、ベース局３６にあるトラ ンシーバ４０と無線周波数伝送通信状態にある。トランシーバ４０はベース局３ ６に置かれたランドベース（landbase）コンピュータ（図示せず）に接続されて いる。トランシーバ４０はトランシーバ１０３と通信し、データベースコンピュ ータ１００とランドベースコンピュータの間でデータを伝送する。作業機械の位 置、アタッチメントの位置、地形の変化、作業用アタッチメント１２の％勾配、 等のデータが両者の間で伝送される。たとえば、作業用アタッチメント１２の％ 勾配と、作業機械１６がその下の地形を横断する時に作業機械１６の作業の力学 によって生じた％勾配の変化は、現場座標系内の第１および第２点位置ＲＢ，Ｌ Ｂの追跡に基づいて、作業機械１６に配置された位置コンピュータ５２において 実時間で更新される。この情報はランドベースコンピュータを更新するため伝送 される。 任意の適当な市販のモニター１０２、たとえば液晶ディスプレイ、ブラウン管 ディスプレイ、または情報を表示できるその他の適当な装置が、データベースコ ンピュータ１００に接続されている。データベースコンピュータ１００はモニタ ー１０２へ信号を送り、モニター１０２は作業現場に対するブレードの現在位置 を絵画的または図形的に表示する。ディスプレイは、そのほかに、作業用アタッ チメント１２の実際横断切削勾配と目標横断切削勾配を２次元または３次元で、 または数値で示す。 地形測量によって前に決定された実際作業現場のディジタル化計画すなわちモ デルをデータベースコンピュータ１００にロードすることができる。設計者が製 図した目標作業現場のディジタル化計画すなわちモデルも、同様にデータベース コンピュータ１００にロードすることができる。実際作業現場のデータは、前に 決定した第１および第２点位置ＲＢ，ＬＢの位置に基づいて、実時間で更新され る。この動的なデータベースは、ブレード７０が作業現場を横断する時にブレー ドによって変えられる地面の区域と前記第１および第２点位置ＲＢ，ＬＢの実時 間追跡を容易にする。対応する信号がデータベースコンピュータ１００からモニ ター１０２へ送られ、ブレード７０の現在位置、変えられる実際作業現場、実際 ％勾配と目標％勾配、および目標作業現場の標高が、オペレータが要求すると、 単独でまたは組み合わせてモニター１０２に表示される。 第２図、第３図、および第４図に示すように、制御手段１２０はアタッチメン トコントローラ１２２とアタッチメント制御装置１２４を備えている。アタッチ メントコントローラ１２２は任意の適当な設計のプロセッサ（図示せず）を備え ている。プロセッサは適当なソフトウェアをもつマイクロプロセッサが好ましい 。しかし、個別に配列された電子部品から成るプロセッサも適していると考えら れ、このようなプロセッサは発明の範囲に含まれる。アタッチメントコントロー ラ１２２は処理手段５１に接続されており、そこからアタッチメント勾配位置命 令を受け取る。アタッチメントコントローラ１２２は、さらにアタッチメント制 御装置１２４に接続されており、弁位置決め制御信号をアタッチメント制御装置 １２４へ送る。アタッチメントコントローラ１２２はディジタル・アナログ変換 器と通常設計のドライバ回路を備えていることが好ましい。ドライバ回路はアタ ッチメント制御装置１２４に接続されており、弁位置決め制御信号をアタッチメ ント制御装置１２４へ送る。 第３図に示すように、アタッチメント制御装置１２４は第１および第２無限可 変型電子油圧制御三方弁１２６，１２８を備えている。各電子油圧制御弁１２６ ，１２８はアタッチメントコントローラ１２２に接続されており、上に述べた弁 位置決め制御信号を受け取るようになっている。第１電子油圧制御弁１２６は高 圧作動油源１３０と第１リフトジャッキ８６の間に接続されており、第２電子油 圧制御弁１２８は高圧作動油源１３０と第２リフトジャッキ８８の間に接続され ている。第１および第２電子油圧制御弁１２６，１２８はそれぞれ第１および第 ２リフトジャッキ８６，８８における作動油の流れをブロックする中立位置“Ｎ ”から第１位置“Ａ”と第２位置“Ｂ”のどちらかへシフトさせることができる 。第１電子油圧制御弁１２６が第１および第２位置“Ａ”，“Ｂ”のどちらかに あるとそれに応じて、高圧作動油源１３０から第１リフトジャッキ８６へ作動油 が供給される。同様に、第２電子油圧制御弁１２８が第１および第２位置“Ａ” ，“Ｂ”のどちらかにあるとそれに応じて、高圧作動油源１３０から第２リフト ジャッキ８８へ作動油が供給される。第１および第２電子油圧制御弁１２６，１ ２８はそれぞれ、第１位置“Ａ”にあるとそれに応じて、第１および第２ジャッ キ８６，８８を第１位置に向けて伸長させる、そして第２位置“Ｂ”にあるとそ れに応じて、第１および第２ジャッキ８６，８８を第２位置に向けて引っ込める 。 第２図および第３図に示すように、作業用アタッチメント１２の目標横断切削 勾配を選択し、目標勾配信号をアタッチメントコントローラ１２２へ送る勾配選 択手段１３２が準備されている。勾配選択手段１３２は複数の位置へ回転するダ イヤル１３６をもつ勾配セレクタ１３４を備えていることが好ましい。勾配セレ クタ１３４は複数の位置のそれぞれから送られた目標勾配信号を変更する。勾配 セレクタ１３４はポテンショメータとして図示してある。しかし、選択した構成 要素によっては、アナログまたはディジタル信号を送ることができるどんな勾配 セレクタ１３４も発明の範囲に含まれる。 制御手段１２０の「自動」動作モードまたは「手動」動作モードの一方を手動 で選択し、対応するモード信号を送るモードセレクタ１３８が準備されている。 モードセレクタ１３８は、は隔をおいた開位置と閉位置の間で動かすことができ る任意の適当な通常設計の２位置スイッチ１４０を備えていることが好ましい。 スイッチ１４０は制御手段１２０に接続されており、開および閉スイッチ位置の 一方にある時は「自動」モード信号を送り、他方にある時は「手動」モード信号 を送る。詳しく述べると、モードセレクタ１３８はアタッチメントコントローラ １２２に接続されており、モード信号をアタッチメントコントローラ１２２に送 る。制御手段１２０は、「自動」モード信号を受け取った時はそれに応じて、作 業用アタッチメント１２の自動勾配制御を可能にし、「手動」モード信号を受け 取った時はそれに応じて、作業用アタッチメント１２の自動勾配制御を不能にす る。 作業用アタッチメント１２の上下移動の速度と方向を選択し、対応するアタッ チメント制御信号を送るアタッチメント位置セレクタ１４２は手動で操作するこ とができる。アタッチメント位置セレクタ１４２は制御手段１２０に接続されて いる。アタッチメント位置セレクタ１４２は、ジョイスティック１４４、複数の スイッチ１４６（２つのみを示す）、およびポテンショメータ１４８を含んでい ることが好ましい。ジョイスティック１４４を手動で旋回させて複数の位置へ動 かし、作業用アタッチメント１２の上下移動の速度と方向を選択することができ る。このジョイスティック１４４の動きにより、複数のスイッチのうち選択され たスイッチが作動し、第１および第２リフトジャッキの移動方向を制御する。第 １および第２リフトジャッキ８６，８８の移動速度はポテンショメータとジョイ スティック１４４の旋回位置によって決まる。アタッチメント位置セレクタ１４ ２の特有な構造は、発明の精神から逸脱せずに、他の実施例、たとえばエンコー ダまたは同種の装置を使用する同等なディジタル装置で置き換えできることを認 識されたい。アタッチメント制御信号がアタッチメントコントローラ１２２へ送 られると、アタッチメントコントローラ１２２はそれに応じて対応する信号を第 １および第２電子油圧制御弁１２６，１２８の一方または両方へ送る。 制御手段１２０は、勾配選択手段１３２、アタッチメント位置セレクタ１４２ 、およびモードセレクタ１３８から信号を受け取り、それらの信号に基づいて決 定をする。アタッチメントコントローラ１２２は、作業用アタッチメント１２の 勾配を、勾配選択手段１３２が選択した事前に選択した目標勾配に維持し、モー ドセレクタ１３８が「手動」モードにある時は、作業用アタッチメント１２の自 動勾配制御が行われるのを阻止する。自動動作モードの場合は、アタッチメント コントローラ１２２は、作業用アタッチメント１２の目標勾配と実際勾配との差 に応じて、アタッチメント制御装置１２４へ制御信号を送り、作業用アタッチメ ント１２を目標勾配に維持する。作業用アタッチメントが取り付けられた特定の 作業機械に基づいて、実際％勾配と目標％勾配間の所定の許容誤差が与えられる ことに留意されたい。実際％勾配信号と目標％勾配信号はソフトウェアで比較す ることができ、実際％勾配と目標％勾配間のずれを修正するため、適切な勾配制 御信号が送られることに留意されたい。 目標％勾配信号と実際％勾配信号はアタッチメントコントローラ１２２におい て処理され、目標％勾配信号と実際％勾配信号との差に対応する信号がアタッチ メント制御装置１２４へ送られる。アタッチメント制御装置１２４は、対応する 信号の大きさと意味に基づいて応答し、作業用アタッチメント１２を上下に動か して、作業用アタッチメント１２の第１および第２点位置ＲＢ，ＬＢの相対的上 下位置を変化させる。作業用アタッチメント１２は前記信号の意味に基づく上下 方向に、そして前記信号の大きさに基づく速度で動く。アタッチメントコントロ ーラ１２２は第１および第２電子油圧制御弁１２６，１２８のうちの選択した弁 へ制御信号を送る。選択した電子油圧制御弁は、制御信号を受け取るとそれに応 じて、第１および第２点位置ＲＢ，ＬＢの一方を他方に対して動かす。図示した 実施例の場合、作業用アタッチメント１２の切削勾配の自動的変化は、第１電子 油圧制御弁１２６だけを作動させて第１ジャッキ８６へ作動油を送り、第１点位 置ＲＢを第２点位置ＬＢに対し上下方向に動かすことによって得られる。これに 対し、第２電子油圧制御弁１２８の自動制御は、本発明の精神から逸脱すること なく、同様なやり方で行われることを認識されたい。 アタッチメントコントローラ１２２は、作業用アタッチメントの目標横断切削 勾配と実際横断切削勾配の大きさが実質上等しくなるとそれに応じて、第１およ び第２電子油圧制御弁１２６，１２８のうちの選択した弁へ制御信号を送るのを 停止する。電子油圧制御弁１２６，１２８は、制御信号を受け取らなければ、セ ンタリングばねまたは同種の装置のバイアスによって中立位置“Ｎ”へ動いて、 高圧作動油源１３０からの作動油の流れが関連するリフトジャッキ８６，８８を 伸縮自在に動かすのを阻止する。産業上の利用可能性 運転中、地形表面変更機械１６のオペレータはモードセレクタ１３８のスイッ チを開位置または閉位置の適当な位置に置くことによって作業用アタッチメント １２の「自動」動作モードを選択する。さらに、オペレータは勾配選択手段１３ ２のダイアルを適当な位置に置くことによって、作業用アタッチメント１２の目 標％切削勾配を選択する。 処理手段５１は、第１および第２受信手段１８，２０から位置信号を受け取る とそれに応じて、作業現場３２の３次元空間における作業用アタッチメント１２ の座標位置を決定し、前に式で示したように、作業用アタッチメント１２の実際 ％切削勾配を決定し、実際％勾配信号をアタッチメントコントローラ１２２へ送 る。アタッチメントコントローラ１２２は、作業用アタッチメントの実際切削勾 配と目標切削勾配との差を決定し、そして作業用アタッチメント１２の実際切削 勾配と目標切削勾配の大きさの差を減少させるため作業用アタッチメント１２の 第１および第２点位置ＲＢ，ＬＢの一方を相対的に動かすために必要な作業用ア タッチメントの移動方向を決定する。アタッチメントコントローラ１２２は、作 業用アタッチメントの実際％切削勾配と目標％切削勾配との差に応じて第１およ び第２点位置ＲＢ，ＬＢの相対的上下位置を変化させるように、アタッチメント 制御装置１２４に命令する。 アタッチメント制御装置１２４は勾配信号に応答し、第１および第２制御弁１ ２６，１２８のうちの選択した弁を作動させて第１および第２ジャッキ８６，８ ８の関連ジャッキを伸縮自在に動かし、実際％切削勾配と目標％切削勾配の差を 減らす適切な方向に作業用アタッチメント１２を動かす。上に述べたように、第 １および第２点ＲＢ，ＬＢ（前および現在の両方）の位置を用いて、作業用アタ ッチメント１２の％勾配を決定することができる。制御システム１０は作業機械 １６が下の地形を横断する時に実時間で修正することができるので、作業用アタ ッチメント１２の％勾配を正確に維持することができる。 アタッチメントコントローラ１２２は、実際％切削勾配と目標％切削勾配の大 きさが実質上等しくなるとそれに応じて、勾配信号を送るのを停止する。アタッ チメント制御装置１２４はそれに応じて、作動した第１および第２電子油圧制御 弁のうちの適切な制御弁を中立位置“Ｎ”へ動かして、作動したリフトジャッキ の動きを停止させる。 アタッチメントコントローラ１２２はさらに勾配選択手段１３２によって選択 された目標％勾配信号と実際％勾配信号をデータベースコンピュータ１００へ送 る。データベースコンピュータ１００は対応する信号をモニター１０２へ送り、 モニター１０２は作業用アタッチメント１２の目標％勾配を表示する。位置コン ピュータ５２によって決定された実際％勾配信号も同様にデータベースコンピュ ータ１００へ送られる。データベースコンピュータ１００は対応する信号をモニ ター１０２へ送り、モニター１０２は作業用アタッチメント１２の実際％勾配を 表示する。作業用アタッチメントの実際切削勾配と目標切削勾配の相対的な図形 表現または絵画表現を表示することが好ましい。 オペレータが作業用アタッチメントの自動勾配制御を放棄して、手動で制御す ることを選択した場合は、オペレータは単にモードセレクタ１３８を他方の位置 へ動かす。この位置では、「手動」モード信号がアタッチメントコントローラ１ ２２へ送られ、アタッチメント制御装置１２４の自動動作が不能にされ、そして アタッチメント位置セレクタ１４２によって手動制御が可能にされる。 本発明のその他の特徴、目的、および利点は、図面、明細書、および請求の範 囲を検討すれば理解することができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９６年１２月１９日 【補正内容】 【図３】 【図４】 【図５】 【図６】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 作業機械（１６）に可動取付けされた作業用アタッチメント（１２） の位置を制御し、作業用アタッチメント（１２）を地形表面に対し事前に選定し た切削勾配に維持する制御システム（１０）であって、 前記作業用アタッチメント（１２）に取り付けられ、作業用アタッチメント（ １２）上の第１点位置（ＲＢ）に対し事前に選定した第１位置にあって、複数の 遠隔場所から送られた電磁放射を受信し、それに応じて第１位置信号を生成する 第１受信手段（１８）、 前記作業用アタッチメント（１２）に取り付けられ、作業用アタッチメント（ １２）上の第２点位置（ＬＢ）に対し事前に選定した第２位置（前記第１点位置 （ＲＢ）から事前に選定した距離だけ離れている）にあって、複数の遠隔場所か ら送られた電磁放射を受信し、それに応じて第２位置信号を生成する第２受信手 段（２０）、 アタッチメント（１２）の目標横断切削勾配を選択し、対応する目標勾配信号 を送る勾配選択手段（１３２）、 前記第１および第２位置信号を受け取り、現場座標系内のアタッチメント（１ ２）の第１および第２点位置（ＲＢ，ＬＢ）を決定し、第１および第２点位置（ ＲＢ，ＬＢ）と前の第１および第２点位置（ＲＢ′，ＬＢ′）に基づいて、作業 用アタッチメント（１２）の実際横断切削勾配を決定し、対応する実際勾配信号 を送る処理手段（５１）、および 前記処理手段（５１）に接続されていて、目標勾配信号と実際勾配信号を受け 取り、作業用アタッチメント（１２）の目標横断切削勾配と実際横断切削勾配と の差に応じて、作業用アタッチメント（１２）を上下に動かし、アタッチメント （１２）上の第１および第２点位置（ＲＢ，ＬＢ）の相対的上下位置を変化させ る制御手段（１２０）、 を備え、前記作業用アタッチメント（１２）は目標横断切削勾配と実際横断切削 勾配との差に基づいて上下方向に動くことを特徴とする制御システム（１０）。 ２． 前記制御手段（１２０）は作業用アタッチメント（１２）の目標横断 切削勾配と実際横断切削勾配の大きさが実質上等しくなるとそれに応じて作業用 アタッチメント（１２）の上下運動を停止させることを特徴とする請求の範囲第 １項に記載の制御システム（１０）。 ３． さらに、「自動」動作モードと「手動」動作モードの一方を手動で選 択し、対応するモード信号を送るモード選択手段（１３８）を備えており、前記 制御手段（１２０）は前記モード信号を受け取り、モード信号が「自動」である とそれに応じて作業用アタッチメント（１２）の自動勾配制御を可能にすること を特徴とする請求の範囲第１項に記載の制御システム（１０）。 ４． 前記勾配選択手段（１３２）は複数の位置へ回転可能なダイアル（１ ３６）をもつ勾配セレクタ（１３４）を有しており、前記勾配セレクタ（１３４ ）はそれぞれの位置で異なる勾配信号を送ることを特徴とする請求の範囲第３項 に記載の制御システム（１０）。 ５． 前記制御手段（１２０）は前記モード信号が「手動」であるとそれに 応じて作業用アタッチメント（１２）の自動勾配制御を不能にし、前記制御手段 （１２０）は作業用アタッチメント（１２）の上下運動の速度と方向を手動で選 択し、対応するアタッチメント制御信号を送るアタッチメント位置セレクタ手段 （１４２）を有しており、前記制御手段（１２０）は前記アタッチメント制御信 号を受け取り、それに応じて作業用アタッチメント（１２）を上下に動かすこと を特徴とする請求の範囲第３項に記載の制御システム（１０）。 ６． 前記アタッチメント位置セレクタ手段（１４２）はアタッチメント（ １２）の上下運動の速度と方向を選択する複数の位置へ選択的に手動で動かすこ とができるジョイスティック（１４４）を有していることを特徴とする請求の範 囲第５項に記載の制御システム（１０）。 ７． 前記制御手段（１２０）は、 第１および第２液体通過位置の間で移動可能な第１および第２電子油圧制御弁 （１２６，１２８）と、前記作業用アタッチメント（１２）とフレーム（１４） の間に間隔をおいて取り付けられた第１および第２ジャッキ（８６，８８）とを 含むアタッチメント制御装置（１２４）と、 前記処理手段（５１）とアタッチメント制御装置（１２４）に接続されていて 、実際横断切削勾配と目標横断切削勾配との差に基づいてアタッチメント（１２ ）の必要な移動方向を決定し、第１および第２電子油圧制御弁（１２６，１２８ ）のうちの選択した弁へ制御信号を送るアタッチメントコントローラ（１２２） 、 を備えており、前記第１および第２ジャッキ（８６，８８）は第１位置と第２位 置の間で伸縮自在に動くことができること、前記作業用アタッチメント（１２） は前記第１および第２ジャッキ（８６，８８）の動きに応じて前記第１および第 ２位置の間で上下に動くことができること、前記第１および第２ジャッキ（８６ ，８８）はそれぞれ前記第１および第２制御弁（１２６，１２８）に接続されて いて、前記第１ジャッキ（８６）は前記第１制御弁（１２６）が第１位置にある とそれに応じて前記第１位置に向かって動くことができ、前記第１制御弁（１２ ６）が第２位置にあるとそれに応じて前記第２位置に向かって動くことができる こと、前記第２ジャッキ（８８）は前記第２制御弁（１２８）が第１位置にある とそれに応じて前記第１位置に向かって動くことができ、前記第２制御弁（１２ ８）が第２位置にあるとそれに応じて前記第２位置に向かって動くことができる こと、前記選択した弁（１２６，１２８）は受け取った前記制御信号に応じて第 １および第２位置の一方へ動くことを特徴とする請求の範囲第５項に記載の制御 システム（１０）。 ８． 前記第１および第２電子油圧制御弁（１２６，１２８）は液体の流れ をブロックする中立位置を有しており、前記アタッチメントコントローラ（１２ ２）は作業用アタッチメントの目標横断切削勾配と実際横断切削勾配の大きさが 実質上等しくなるとそれに応じて前記電子油圧制御弁（１２６，１２８）のうち の選択した弁へ制御信号を送るのを停止することを特徴とする請求の範囲第７項 に記載の制御システム（１０）。 ９． さらに、実際勾配信号と目標勾配信号を受け取るとそれに応じて作業 用アタッチメント（１２）の目標横断切削勾配と実際横断切削勾配を実時間で記 録するデータベースコンピュータ手段（１００）を備えており、前記データベー スコンピュータ手段（１００）は前記制御手段（１２０）と前記処理手段（５１ ）に接続されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の制御システム（ １０）。 １０． さらに、前記データベースコンピュータ手段（１００）に接続され たモニター（１０２）を備えており、前記データベースコンピュータ手段（１０ ０）は前記モニター（１０２）へ信号を送り、前記モニター（１０２）は作業用 アタッチメント（１２）の目標横断切削勾配と実際横断切削勾配を図形的に表示 することを特徴とする請求の範囲第９項に記載の制御システム（１０）。 １１． 前記第１および第２受信手段（１８，２０）はそれぞれ地球位置レ シーバ（３９）を有していることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の制御シ ステム（１０）。 １２． 前記第１および第２受信手段（１８，２０）はそれぞれレーザーレ シーバ（４４，４６）を有していることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載 の制御システム（１０）。 １３． 前記処理手段（５１）は、作業用アタッチメント（１２）上の第１ および第２点位置（ＲＢ，ＬＢ）の間を通る現在直線（Ａ）に沿った現在中間点 位置（ＣＢ）を決定すること、作業用アタッチメント（１２）上の前の第１およ び第２点位置（ＲＢ′，ＬＢ′）の間を通る前の直線（Ａ′）に沿った前の中間 点位置（ＣＢ′）と現在中間点位置（ＣＢ）の間の中間点位置の変化を決定する こと、現在中間点位置（ＣＢ）と前の中間点位置（ＣＢ′）の間の距離（ＣＢ′ ，ＬＢ）を決定すること、水平面上の現在直線（ＬＢ，ＲＢ）の投影（Ｂ）の長 さを決定すること、水平面内の現在直線（ＬＢ，ＲＢ）の投影と現在直線（Ａ） および前の直線（Ａ′）の中間点（ＣＢ，ＣＢ′）を結ぶ直線（ΔＣＢ）とがな す角度φを決定すること、２つの中間点（ＣＢ，ＣＢ′）を結ぶ直線（ＣＢ，Ｃ Ｂ′）に対し直角に向けられた現在直線（ＬＢ，ＲＢ）の投影の長さを決定する こと、第１および第２点位置（ＲＢ，ＬＢ）間の上下差（Ｈ）を決定すること、 および第２点位置（ＬＢ）に対する実際横断切削勾配を決定することを特徴とす る請求の範囲第１項に記載の制御システム（１０）。 １４． 作業用アタッチメント（１２）の切削勾配を自動的に制御する方法 （１０）であって、 作業用アタッチメント（１２）の実際切削勾配を決定すること、 作業用アタッチメント（１２）の実際切削勾配と目標切削勾配との差を決定す ること、 作業用アタッチメント（１２）上の第１および第２点位置（ＲＢ，ＬＢ）の一 方を相対的に動かし、実際切削勾配と目標切削勾配との差を減らすために必要な 作業用アタッチメント（１２）の移動方向を決定すること、および 作業用アタッチメント（１２）を上下に動かして第１および第２点位置（ＲＢ ，ＬＢ）の相対的上下位置を変化させるようにアタッチメント制御装置（１２４ ）に命令すること、 の諸ステップから成ることを特徴とする制御方法（１０）。 １５． さらに、 実際切削勾配と目標切削勾配の大きさが実質上同じになるとそれに応じて、作 業用アタッチメント（１２）の相対的上下運動を停止させるステップを含んでい ることを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の制御方法（１０）。 １６．前記作業用アタッチメント（１２）の実際切削勾配を決定するステッ プが、 作業用アタッチメント（１２）上の第１および第２点位置（ＲＢ，ＬＢ）の間 を通る現在直線（Ａ）に沿った現在中間点位置を決定すること、 作業用アタッチメント（１２）上の前の第１および第２点位置（ＲＢ′，ＬＢ ′）の間を通る前の直線（Ａ′）に沿った前の中間点位置（ＣＢ′）と現在中間 点位置（ＣＢ）の間の中間点位置の変化を決定すること、 現在中間点位置（ＣＢ）と前の中間点位置（ＣＢ’）の間の距離を決定するこ と、 水平面上の現在直線（Ａ）の投影（Ｂ）の長さを決定すること、 水平面内の現在直線（Ａ）と、現在直線と前の直線の中間点（ＣＢ，ＣＢ′） を結ぶ直線とがなす角度φを決定すること、 ２つの中間点（ＣＢ，ＣＢ′）を結ぶ直線（ΔＣＢ）に対し直角に向けられた 現在直線（Ａ）の投影（Ｂ）の長さを決定すること、 第１および第２点位置間の上下差（Ｈ）を決定すること、および 第２点位置に対する実際横断切削勾配を決定すること、 の諸ステップから成ることを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の制御方法（ １０）。