JPS6340894B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はブルドーザのブレード制御装置に関
する。

一般にブルドーザを用いた土工作業において常
に最大作業能力を上げるのが好ましいが、最大作
業能力を上げるためのブレード及び車体速度の調
整は、従来オペーレータの経験とカンに頼つて行
なわれていた。したがつて必ずしも最大の作業能
力を引き出すことができないという問題点があつ
た。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、最
大の作業能力を発揮する履帯速度を求め、この履
帯速度を目標値としてブレードの上下動を制御し
て履帯速度を所望の値に制御し、これによつて容
易に最大作業能力をあげることができるようにし
たブルドーザのブレード制御装置を提供すること
を目的とする。

まず本発明の原理について説明する。

第１図において曲線，はブルドーザが無負
荷の場合におけるブルドーザ個有の走行性能曲線
であり、曲線，はある作業現場における土質
に依存した有効走行性能曲線である。

曲線，は押土力Ｆを履帯速度v_C、実車速度
v_Bの関数でそれぞれ表した曲線であり、曲線は
次式 Ｆ（v_C）＝−k′v_C＋Fm …(1) すなわち傾斜−k′、Ｆ切片Fmの直線で近似さ
れる。

また曲線，は無負荷時およびある土質負荷
時における押土力Ｆをそれぞれ履帯押土出力およ
び有効押土出力の関数で表した曲線である。なお
有効押土出力Ｐは次式で表わされる。

Ｐ＝ｋ・Ｆ（v_C）・v_B …(2) （ｋは定数である） したがつて、有効押土出力Ｐは実車速度v_B、押
土力Ｆから求められるが押土力Ｆは式(1)により履
帯速度v_Cを知ることにより求められるので結局実
車速度v_Bと履帯速度v_Cとから求めることができ
る。

第１図において、最大作業能力を発揮させるた
めには有効押土出力Ｐを最大値p₀にする必要があ
り、このときの履帯速度v_Cは曲線よりv_C0とな
る。したがつてまず曲線を求めこれによつて有
効押土出力Ｐの最大値p₀を知るとともにこの最大
値p₀に対応する履帯速度v_C0を知り、この履帯速
度v_C0を目標値としてブレードの上げ下げを制御
し履帯速度v_Cをv_C0となるようにすれば最大の作
業能力を発揮することができる。

以下この発明を添附図面の一実施例に基づいて
詳細に述べる。

第２図において、履帯速度検出器２はブルドー
ザ１の履帯速度v_Cを検出するもので履帯速度v_Cに
対応する信号e_Cを出力する。。なおこの履帯速度
検出器２としては例えばトルクコンバータ出力軸
とミツシヨン入力軸を結合しているユニバーサル
ジヨイントの凸凹を検出する近接スイツチをその
凸凹の繰り返し周期から履帯速度v_Cを検出するよ
うにしたものを用いることができる。

車体速度検出器４は実車速度v_Bに対応した実車
速信号e_Bを出力するものである。この車体速度検
出器４は例えば車載型のドツプラレーダを用いる
ことができ、この車載型のドツプラレーダは車体
後部から地面に向けて電磁波を放射して、放射波
とその反射波との周波数差からブルドーザの実車
速度v_Bを検出するものである。なお、上記ドツプ
ラレーダは車載型に限らず地上設置型を用いても
よい。

実際の土工作業に先立ちオペレータは、まずブ
ルドーザ１を手動操縦し、その負荷を変化（ブレ
ードを上げ、下げ）させつつ対象となる作業現場
に対する例えば数回の土工作業を試みる。

この土工作業により履帯速度検出器２および車
体速度検出器４には、それぞれ前述した如くの複
数の信号e_Cおよび信号e_Bが得られる。

この信号e_Cおよび信号e_Bは、それぞれ演算回路
５と曲線表示器６に入力される。

演算回路５は、順次取り込み記憶したこれら複
数の信号e_Cおよび信号e_Bに対して以下の演算を施
す。

まず最初に演算回路５は、履帯速度V_Cに対応
する前記信号e_Cから前述の式(1)にもとづきこの履
帯速度V_Cに対応した押土力Ｆ（第１図の曲線参
照）を求める。

次いで演算回路５は、求めたこの押土力Ｆと実
車速度V_Bに対応する前記信号e_Bとから前述の式
(2)にもとづき当該押土力Ｆに対応した有効押土出
力Ｐ（第１図の曲線参照）を求める。

この有効押土出力Ｐを示す信号e_Aは、演算回路
５から曲線表示器６に入力される。

曲線表示器６は、演算回路５から取り込んだ信
号e_Aおよび前述した信号e_Cおよび信号e_Bにもとづ
き当該作業現場の負荷条件における走行性能曲線
（第１図の曲線に相当）を求め、これを表示部
に表示する。

尚、曲線表示器６はこの走行性能曲線を求める
に当たり、演算回路５から入力する上記信号e_Aを
周知の補間技術を用いて補間することによりこれ
を実現できる。

設定器７には上述のように曲線表示器６に表示
された走行性能曲線からオペレータによつて読み
とられた履帯速度v_C0に対応した速度信号e_pが設
定される。この設定器は例えば、ダイヤル付ポテ
ンシヨメータからなり、速度信号e_pは電圧値とし
て設定される。

なお曲線表示器６及び設定器７は例えば操作板
に夫々配設されており、この曲線表示器６からオ
ペレータが容易に曲線を読みとつて、履帯速度
v_C0を設定器７で設定し得るようになつている。

設定器７から出力される信号e_pは加算器APに
おいて履帯速度検出器２から出力される履帯速度
v_Cを示す信号e_Cとその偏差Δe（Δe＝e_p−e_C）がと
られ、この偏差Δeは増幅器８及び補償回路９
（例えばPID補償を行う）を介して制御演算部１
０に加えられる。

制御演算部１０は入力される偏差Δeに応じた
電圧を出力する。

なおこの制御演算部１０は偏差電圧Δeが微小
な範囲にあるときは不感帯を設けるのが好まし
い。

制御演算部１０は上記偏差電圧Δeが正である
ときはこの偏差に対応する正の電圧v₀を出力し、
また反対に負であるとき負の電圧−v₀を出力す
る。

この制御演算部１０の出力電圧は駆動部１１を
介して電磁弁１２に加わり、該電磁弁１２を切換
制御する。電磁弁１２は油圧シリンダ１３に油を
供給してブレード１４を上昇または下降させ、検
出される履帯速度v_Cが設定速度v_C0となるように
ブレード１２の負荷を制御するものである。

例えば、検出速度v_Cが設定速度v_C0よりも遅い
場合は偏差電圧Δeは正となり、電磁弁１２は位
置１２ａに切換えられる。これにより、油圧シリ
ンダ１３は縮む方向に動作し、ブレード１４は上
昇して負荷が軽くなり、車輌の速度は設定速度
v_C0に向けて速くなる。また検出速度v_Cが設定速
度v_C0よりも速い場合は偏差電圧Δeは負となり、
電磁弁１２は位置１２ｂに切換えられる。これに
より油圧シリンダ１３は伸びる方向に動作し、ブ
レード１４は下降して負荷は重くなり、車輌の速
度は設定速度v_C0に向けて遅くなる。以上のよう
にして、車輌の速度は設定器７の設定値すなわち
最大押土出力発生時の速度v_C0に制御される。

以上説明したように本発明によれば、あらゆる
作業土質の変化に対応してブルドーザの最大作業
能力を発揮させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はブルドーザの走行性能曲線図、第２図
はこの発明の一実施例を示すブロツク図である。 １…ブルドーザ、２…履帯速度検出器、３…履
帯、４…車体速度検出器、５…演算回路、６…曲
線表示器、７…設定器、８…増幅器、９…補償回
路、１０…制御演算部、１１…駆動部、１２…電
磁弁、１３…油圧シリンダ、１４…ブレード。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ブルドーザの履帯速度を検出する履帯速度検
   出器と、 前記ブルドーザの実車速度を検出する車体速度
   検出器と、 前記ブルドーザを種々の負荷条件で試走させた
   ときの前記履帯速度検出器および前記車体速度検
   出器の各出力にもとづき当該負荷条件下における
   前記ブルドーザの試走に関しての有効押土出力を
   算出する演算回路と、 該演算回路および前記履帯速度検出器および前
   記車体速度検出器の各出力にもとづき前記試走時
   の負荷条件下における前記ブルドーザの走行性能
   曲線を算出するとともに、該走行性能曲線を表示
   する走行性能曲線算出表示器と、 該走行性能曲線算出表示器に表示される前記走
   行性能曲線から読取つた最大土工量を得るべき有
   効押土出力に対応した履帯速度を目標値として設
   定する設定器と、 実際の作業走行において前記履帯速度検出器に
   より検出される履帯速度が前記目標値と一致する
   ようにブレードの昇降を制御するブレード昇降制
   御手段と を具備することを特徴とするブルドーザのブレー
   ド制御装置。