JPS63103132A

JPS63103132A - ブルド−ザのブレ−ド姿勢制御方法

Info

Publication number: JPS63103132A
Application number: JP24708386A
Authority: JP
Inventors: Toshio Ibuki; 敏夫伊吹
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1986-10-17
Filing date: 1986-10-17
Publication date: 1988-05-07
Anticipated expiration: 2011-03-06
Also published as: JPH0823153B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】囃〔産業上の利用分野〕本発明はブルドーザのブレードをシリンダによってチル
トおよびアングルさせるようにしたブルドーザのブレー
ド姿勢制御方法に関する。

〔従来の技術〕

従来ブルドーザのブレードをシリンダによってチルトお
よびアングルさせるようにした機構は、第１０図に示す
ように、ブレード１におけるセンタビンか配設されるブ
ラケット２と、Ｃフレーム３におけるジヨイント４とを
連結してブレード１をＣフレーム３に対してセンタビン
及びジヨイント４の２つの軸回りに回動自在に配設し、
このＣフレーム３とブレード１との間に２本のアングル
シリンダ５ａ、５ｂおよび１本のチルトシリンダ６を取
り付けて構成されている。

そして、ブレード１を左アングルまたは右アングルさせ
るときには、チルトシリンダ６の長さは固定した状態で
、左右のアングルシリンダ５ａ。

５ｂの長さを変化させ、またブレード１を左チルトまた
は右チルトさせるときには、左右のアングルシリンダ５
ａ、５ｂの長さは固定した状態で、チルトシリンダ６の
長さを変化させることによって行なう。

なお、同図において、７，８はリフトシリンダ、９はピ
ラチンブロンドである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記従来のブレードのチルトおよびアングルの
制御装置は、シリンダの数が多く、これに伴なって機構
も複雑となり、かつ作業樫重吊も増大するという問題が
ある。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、ブレードを
チルトおよびアングルさせるシリンダの数を２本にし、
機構の簡略化、作梨Ｂ１重吊の軽減を図り、かつチルト
動作またはアングル動作のみの動作を行なわせた際に゛
、ブレードが予定外の姿勢変化をしないように防止し、
あるいは予定外の姿勢変化を修正することができるブル
ドーザのブレード姿勢制御方法を提供することを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明によ
れば、ブレードをＣフレームに対してチルト及びアング
ル自在に連結し、このブレードとＣフレームとの間に各
シリンダの長さの組み合わせによって前記ブレードのチ
ルト角及びアングル角が一義的に定まる態様で第１、第
２のシリンダを配設し、制卸目標とするチルト角及びア
ングル角に基づいて前記第１、第２のシリンダを複合制
御するブルドーザのブレード姿勢制御方法において、前
記ブレードが制御される前のチルト角及びアングル角を
検出し、これらを初期値として記憶し、前記ブレードの
チルト角およびアングル角のうちいずれか一方の目標角
を変更する新たな目標角を指示し、前記目標角の指示に
よる前記第１、第２のシリンダの複合制御中に、指示さ
れなかった他方の角度を検出し、前記検出した他方の角
度と該他方の角度の前記初期値との偏差をとり、前記偏
差が許容範囲を越えると、前記第１、第２のシリンダの
制御を禁止し、前記ブレードの予定外の姿勢変化を防止
するようにしている。

〔実施例〕

以下、本発明を添付図面を参照して詳細に説明する。

第２図は本発明が適用されるブルドーザのブレード機構
の一実施例を示す斜視図である。同図において、ブレー
ド１０は、Ｃフレーム１１に対してチルト及びアングル
自在に連結されている。すなわち、ブレード１０におけ
るセンタビン１２が配設されるブラケット１３と、Ｃフ
レーム１１におけるセンタシャフト１４とが連結され、
ブレード１０はセンタビン１２の軸回り方向（アングル
方向）およびセンタシャフト１４り軸回り（チルト方向
）に回動し得るようになっている。

このブレード１０とフレーム１１との間には、ブレード
１０をアングルおよびチルトさせるための２本のシリン
ダー５および１６が取り付けられている。このシリンダ
ー５および１６は、図示のようにブレード１０の取付部
位に関して非対称に取り付けられており、またシリンダ
ー５および１６は、複合動作することにより、ブレード
１０をアングル動作およびチルト動作させることができ
る。

次に、上記シリンダ１５．１６の好ましい取付態様につ
いて詳説する。

すなわち、左側シリンダ長と右側シリンダ長とによって
決定されるチルト角およびアングル角が第３図に示すグ
ラフの関係になるように２本のシリンダを取り付ける。

なお、同図において点０はチルト角およびアングル角が
ともに零のときの左右シリンダ長を示す。そして、左右
のシリンダ長の関係が矢印六方向に進むと左チルト、矢
印Ｂ方向に進むと右チルト、矢印Ｃ方向に進むと左アン
グル、矢印り方向に進むと右アングルすることを示す。

また、ブレード動作と左右シリンダの伸縮との関係は、
第１表に示すように左アングル、右アングル、左チルト
、右チルトの４つの動作別にシリ第　　　１　　　　表第４図および第５図は、それぞれ第２図の平面図および
背面図で、左右のシリンダ１５．１６の好ましい取付態
様を示している。すなわち、かかる取付態様によれば、
第１表に示したように左アングル時には左シリンダ１５
は縮退し、右シリンダ１６は伸長し、右アングル時には
左シリンダ１５は伸長し、右シリンダ１６は縮退し、（
第６図参照）、また、左チルト時には左右のシリンダが
ともに伸長し、右チルト時には左右のシリンダがともに
縮退する（第７図参照）。

次に、上記シリンダを制御する装置について説明する。

第１図は本発明によるブルドーザのブレード姿勢制御装
置の一実施例を示すブロック図である。

同図において、チルトレバー２０およびアングルレバ−
２２はそれぞれブレード１０のチルト角速度およびアン
グル角速度を指令するものであり、チルト角速度信号発
生器２４およびアングル角速度信号発生器２６はそれぞ
れチルトレバー２０およびアングルレバ−２２のレバー
操作量に応じたチルト角速度α　およびアングル角速度
み１を示１　「すアナログ信号をＡ／Ｄ変換器２８に出力する。

チルト角センサ３０およびアングル角センサ３２は、そ
れぞれブレード１０のチルト角およびアングル角を検出
するもので、例えば第２図に示すブレード１ｏのセンタ
シャフト１４およびセンタビン１２における回転角を検
出するポテンショメータから構成される。これらのチル
ト角センサ３０およびアングル角センサ３２は、それぞ
れ検出したチルト角αおよびアングル角βを示すアナロ
グ信号をＡ／Ｄ変換器２８に出力する。

Ａ／Ｄ変換器は入力する４つのアナログ信号をそれぞれ
デジタル信号に変換して中央処理装置（ＣＰＵ）３４に
出力する。

ＣＰＵ３４は上記Ａ／Ｄ変換器２８に介して入４「　“
ｒ力する４つのデータ（α　、β　、α、β）に基づいて
、ブレード３０が指示されたチルト角あるいはアングル
角となるように２本のシリンダ１５゜１６の各シリンダ
制御値を算出する。なお、ＣＰＵ３４の動作の詳細につ
いては後述する。

ＣＰＵ３４によって算出されたシリンダ制御値（各シリ
ンダへの流量指令１ｍ）は、増幅器３８゜４０を介して
油圧バルブ４２に加えられる。油圧バルブ４２．４４は
油圧源（図示せず）から圧油が加えられており、増幅器
３８．４０を介して入力（する流量指令値に応じて所要
の流ｆｆ１（供給方向も含む）の作動油をシリンダ１５
．１６に加える。

これにより、シリンダ１５．１６はそれぞれ所定のシリ
ンダ長となり、ブレード１０は指示されたチルト角ある
いはアングル角になるように制御される。

次に、ＣＰＵ３４の動作について第８図に示すフローチ
ャートを参照しながら詳説する。

第８図において、まずブレードの現在のチルト角αおよ
びアングル角βを入力する（ステップ１００）。次に、
チルトレバーおよびアングルレバ−がともに中立か否か
を判別する（ステップ１１０）。なお、この判別は、チ
ルト角速度指令ａｒおよびアングル角速度指令ＢｒがＯ
か否かによって行なう。

そして、チルトレバーおよびアングルレバ−が、ともに
中立の場合には、ステップ１００で入力したチルト角α
およびアングル角βをそれぞれ初期値（α　、β。）と
して記憶する（ステップ１９０）　。

一方、チルトレバーおよびアングルレバ−のうち少なく
ともいずれか一方が操作されていると、ステップ１２０
に進み、ここで現在のシリンダ１５．１６の各シリンダ
長り、、ＬＲを計算する。

この計算に際し、本発明では前述したように、左右のシ
リンダが、該左右のシリンダの長さの組み合わせとブレ
ード姿勢（チルト角、アングル角）とが一対一に対応す
るように設けられているため、逆にチルト角、アングル
角から左右のシリンダ長を求めるようにしている。

すなわち、前述の第３図に示した左右シリンダ長とブレ
ード姿勢との関係から、チルト角およびアングル角に基
づいて左右のシリンダ長を求めるための換算テーブルを
予めメモリ３６（第１図）に準備し、チルト角およびア
ングル角によって決定される左右のシリンダ長をこの換
算テーブルから読み出すようにしている。

次に、チルト角速度指令ａｒおよびアングル角速度指令
’Ｂ　ｒを入力しくステップ１３０）　、目標チルト角
α１および目標アングル角β　を次式から算出する（ス
テップ１４０）。

α　←α１＋＆１・Δｔ「・・・・・・（１）「 β　←β１＋β１　・Δを上式に示すように各目標角は、前回の各目標角にレバー
によって指示される角度増幅弁を加算することにより求
めるようにしている。なお、Δｔはこのフローチャート
に示す１サイクルの処理時間を示す。また、初回の目標
角を求める場合には、ステップ１９０で記憶した初期値
（α。、β。）を用いる。

上記したように求めた各目標角（α１．β１）から前述
のステップ１２０と同様にして目標シリンダ長（Ｌ、’
、　　Ｒｒ）を求める（ステップ１５０）　。

続いて、目標シリンダ長（Ｌ［’　　　Ｒ’　）と、　
し現在のシリンダ長（Ｌ、ＬＲ）との偏差ΔＪ１゜［ ΔＪＲを次式、旧ｔ　”’ｔ　”　ｔ・・・・・・（２）から算出しくステップ１６０）、この偏差Δ」、。

ΔＪＲを速やかに零にするために必要な左右シリンダへ
の流量指令値Ｖ１．Ｖ、を次式、Ｖ　　＝ＡΔＪｌ　　
＋ＢΔｊ　　＋ＣΣΔｊ［・Δｔ［［、［Ｖ　　　−ＡΔ１　　　＋ＢΔＪ　　　＋ＣΣΔ１　　
・ΔｔＲＲＲＲ・・・・・・（３）から求める（ステップ１７０）。なお、上式において、
Ａ、Ｂ、Ｃは、比例、微分、積分補償要素の各係数であ
る。

このようにして求めた流量指令値Ｖ、、Ｖ、は、前述し
たようにＣＰＵ３４から出力される（ステップ１８０）
。

次のステップ２００〜２６０は、シリンダに過負荷がか
かり、シリンダに圧油を供給する油圧回路がリリーフし
て左右のシリンダが指示した通りに動かない場合の処理
を示す。

すなわち、ブレードのチルト角のみを変化させる指令を
与えたときに、左右のシリンダが指示した通りに動かな
い場合には、アングル角は初期値から変化する。同様に
、ブレードのアングル角のみを変化させる指令を与えた
ときに、左右のシリンダが指示通りに動かない場合には
、チルト角は初期値から変化する。ステップ２００〜２
６０は、本来角度変化が生じないはずの角度が変化する
場合には、ブレード制御を禁止し、ブレードの予定外の
姿勢変化を防止する。

ステップ２００ではチルトレバーが操作されたかアング
ルレバ−が操作されたかを判別する。チルトレバーが操
作された場合には、本来角度変化が生じないはずのアン
グル角βを入力しくステップ２１０）、このアングル角
βがその初期値β。

から許容誤差±Δβ０以内に入っているか否かを判別す
る（ステップ２２０）。アングル角βが許容誤差±Δβ
。以内にある場合には後述するＦ、ｆｆｉカットをリセ
ットするステップ２６０を介してステップ１００に戻り
、引き続きチルト制御が行なわれ、またアングル角βが
許容誤差±Δβ０を越えた場合には流量カット指令を出
力し、左右シリンダにおける圧油の流出入を禁止する（
ステップ２５０）。

同様に、アングルレバ−が操作された場合には、本来角
度変化が生じないはずのチルト角αを入力しくステップ
２３０＞　、このチルト角αがその初期値α　から許容
誤差±Δαθ以内にに入っているか否かを判別する（ス
テップ２４０）。チルト角αが許容誤差±Δα。以内に
ある場合にはステップ２６０を介してステップ１００に
戻り、引き続きアングル制御が行なわれ、またチルト角
が許容誤差±Δα。を越えた場合には流量カット指令を
出力し、左右シリンダにおける圧油の流出入を禁止する
（ステップ２５０）。

なお、上記ブレードの動作が禁止されているときにレバ
ーを中立にすると、ステップ１９０に進み、初期値が現
在のチルト角およびアングル角に田き換えられるため、
ステップ２２０またはステップ２４０では許容誤差以内
であると判定される。

これによりステップ２６０で流量カット指令がリセット
され、再び動作可動となる。

次に、ブレードが予定外の姿勢になって停止した場合に
おけるその後の処理の一例について説明する。

この処理は、ブレード動作が禁止され、かつレバーが中
立になった場合に、ブレードの予定外の姿勢変化を修正
するものである。

第９図は上記処理を実行するためのフローチャートであ
る。なお、第８図に示した処理と同−処］！！！（一点
ｆＩＡｌｌ！囲んだ部分等）には同符号を付し、その説
明は省略する。

同図において、まずＦを１とする（ステップ３００）。

このＦはブレードの修正が不要“１″か必要“′０″か
を示すフラグである。

ステップ１１０においてチルトレバーおよびアングルレ
バ−がともに中立の場合には、ステップ３０５に進み、
ここでＦ−１か否かが判定される。

Ｆ−１の場合には、ブレードの修正が不要なので、現在
のチルト角αおよびアングル角βを初期値（α０．β０
）として記憶する（ステップ１９０）　。

いま、チルトレバーおよびアングルレバ−のうちいずれ
か一方を操作してブレード姿勢を変化させる場合につい
て説明す゛る。

この場合、ステップ１８０でレバー操作に対して左右シ
リンダへの流量指令値（Ｖ、、ＶＲ）が出力されたのち
、ステップ２００に進み、ここでチルトレバーが操作さ
れたか否かが判別される。

そして、チルトレバーが操作されている場合にはＴに１
をセットしくステップ３１０）、アングルレバ−が操作
されている場合にはＡに１をセットする。（ステップ３
１５）。

ここで、ブレードが予定外の姿勢になり、ステップ２５
０で流ｍカット指令が出力されてブレードが停止すると
、ＦがＯにセットされて（ステップｄ２０）、ステップ
１００に戻る。

上記状態でレバーを中立にすると、ステップ３０５に進
む。ステップ３０５ではブレードの修正が必要（Ｆ＝Ｏ
）であるため、ステップ３２５に進み、ここでチルトレ
バーが操作された（Ｔ＝１）か、アングルレバ−が操作
された（Ａ＝１＞かの判定が行なわれる。そして、チル
トレバーが操作された場合にはアングル角の初期値β。

を入力しくステップ３３０）、アングルレバ−が操作さ
れた場合にはチルト角の初期値α。

を入出力する（ステップ３３５）。

続いて、チルトレバーが操作された場合には、現在のチ
ルト角αとアングル角の初期値β。に基づいて目標シリ
ンダ長（Ｌ、’　、　　Ｒ’　）を求め、アングルレバ
−が操作された場合には、現在のアングル角βとチルト
角の初期値α０に基づいて目「標シリンダ長（Ｌ、’、Ｌ　　　）を求める（ステツブ
３４０）。一方、現在のチルト角αとアングル角βに基
づいて現在の左右シリンダ長（Ｌ、。

Ｌｌ）を求める（ステップ３４５）。

次に、上記のようにして求めた目標シリンダ長（ＬＬ　
’　、ＬＲ’　）　と現在（Ｄシ＋）’ｙダ＆　（ＬＬ
。

Ｌ　）との偏差Δ１　、ΔＪＲを求め（ステップＲ［３５０）、これらの偏差の絶対値１ΔｊＬｌ。

１ΔｆＪＲ１がともにＯ近傍の成る許容値ΔＬ以内か否
かの判別を行なう（ステップ３５５）。

絶対値１Δｊ！＋、１ΔｌｌＲ１がともに許容値［ ΔＬ以内の場合には、現在のシリンダ長が目標シリンダ
長に達し、もはやブレードの修正は不要と判定してステ
ップ３６０に進み、ここでＦに１をセットしてステップ
１００に戻る。

一方、絶対値１ΔＪｌ［１，ｌΔｆＪＲ１のうちいずれ
か一方が許容値ΔＬを越えている場合には、ブレードの
修正を行なうべくステップ３６５に進み、ここで上記ス
テップ３５０で求めた偏差ΔＪ　＃Δｊ！Ｈに基づいて
左右シリンダへの流量り指令値Ｖ、、Ｖ、を計算する。なお、この流量指令値の
計算は、ステップ１７０と同様にして行なわれる。

そして、ステップ３６５では上記流量指令値Ｖ、、Ｖ、
を出力し、ステップ１００に戻る。なお、このときステ
ップ２５０における流量カット指令はリセットされてい
ることはいうまでもない。

なお、ブレードの目標チルト角および目標アングル角の
与え方としては、本実施例に限らず、例えばダイヤル等
によって直接目標角および目標角を与えるようにしても
よい。また、実際のシリンダ長の計測もブレードのチル
ト角およびアングル角から換粋する本実施例に限らず、
シリンダ長を直接計測するようにしてもよい。

更に、本実施例ではステップ３５５において目標シリン
ダ長と現在のシリンダ長との偏差の大きさによってブレ
ード姿勢の修正が完了したか否かを判別するようにした
が、これに限らず、本来角度変化が生じないはずの角度
がその初期値に戻ったときにブレード姿勢の修正が完了
したと判定するようにしてもよい。

更にまた、目標シリンダ長と実際のシリンダ長と偏差に
基づいて左右シリンダへの流量指令値を求める方法に限
らず、現在のブレード姿勢から右チルト、左チルト、右
アングル、左アングルさせるために必要な左右シリンダ
の流量比を予めメモリテーブルに準備し、現在のブレー
ド姿勢と該ブレードのチルトまたはアングル動作指令と
に基づいて前記メモリテーブルから所望の流量比を読み
出し、この読み出しだ流量比となるように左右のシリン
ダへの流量指令値を決定するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、ブレードをチルト
およびアングルさせるためのシリンダを２本にしたため
、横進の簡略化を図ることができる。またチルト動作ま
たはアングル動作のみを行なうように上記二本のシリン
ダを複合制御する際に、ブレードが予定外の姿勢変化を
する場合にこれを未然に防止し、また予定外の姿勢変化
をした場合には、これを修正することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるブルドーザのブレード制御装置の
一実施例を示すブロック図、第２図は本発明に係るブル
ドーザのブレード機構の一実施例を示す斜視図、第３図
は左右シリンダ長の組み合わせとブレード姿勢との好ま
しい関係を示すグラフ、第４図および第５図はそれぞれ
第２図の平面図および背面図、第６図および第７図はそ
れぞれアングルおよびチルト時における左右シリンダの
伸縮関係を示す図、第８図および第９図は第１図に示す
ＣＰＵの本発明に係る処理手順を示すフローチャート、
第１０図は従来のブレード楯構の一例を示す分解斜視図
である。１０・・・ブレード、１１・・・Ｃフレーム、１２・・
・センタビン、１４・・・センタシャフト、１５．１６
・・・シリンダ、２０・・・チルトレバー、２２・・・
アングルレバ−１３０・・・チルト角センサ、３２・・
・アングル角センサ、３４・・・中央処理装置（ＣＰＵ
）、３６・・・メモリ、４２．４４・・・油圧バルブ。第２図８００９００　１０００１＋００１２００１３００１４
００１５００圧−■シリンダ（菟　（ｍｍ）第３図第５図ａ第１０図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ブレードをＣフレームに対してチルト及びアング
ル自在に連結し、このブレードとＣフレームとの間に各
シリンダの長さの組み合わせによって前記ブレードのチ
ルト角及びアングル角が一義的に定まる態様で第１、第
２のシリンダを配設し、制御目標とするチルト角及びア
ングル角に基づいて前記第１、第２のシリンダを複合制
御するブルドーザのブレード姿勢制御方法において、前記ブレードが制御される前のチルト角及びアングル角
を検出し、これらを初期値として記憶し、前記ブレード
のチルト角およびアングル角のうちいずれか一方の目標
角を変更する新たな目標角を指示し、前記目標角の指示による前記第１、第２のシリンダの複
合制御中に、指示されなかった他方の角度を検出し、前記検出した他方の角度と該他方の角度の前記初期値と
の偏差をとり、前記偏差が許容範囲を越えると、前記第１、第２のシリ
ンダの制御を禁止し、前記ブレードの予定外の姿勢変化
を防止するようにしたことを特徴とするブルドーザのブ
レード姿勢制御方法。
（２）前記第１、第２のシリンダの制御を禁止した後、
前記ブレードのチルト角およびアングル角の目標角を変
更する指示が停止すると、前記一方の角度の現在の角度
および他方の角度の前記記憶した初期値をそれぞれ制御
目標角として前記第１、第２のシリンダを更に複合制御
し、前記ブレードの予定外の姿勢変化を修正するように
したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
ブルドーザのブレード姿勢制御方法。