WO2020189048A1 - 作業車両のブレード制御システム - Google Patents

Abstract

作業車両のブレード制御システムは、ブレードリフトシリンダ及びブレードチルトシリンダと、記憶部（１０１）と、位置情報取得部（１０５）と、方向切換弁と、車速センサ（１０６）と、補正量計算部（１０２）と、補正部（１０３）と、を備える。記憶部（１０１）は、設計情報を記憶する。位置情報取得部（１０５）は、ブレードの位置情報を取得する。方向切換弁は、設計情報と位置情報との差異に基づいてブレードリフトシリンダ及びブレードチルトシリンダの駆動を制御する。車速センサ（１０６）は、走行速度を検出する。補正量計算部（１０２）は、走行速度に基づいて、方向切換弁の制御量を補正する補正量を計算する。補正部（１０３）は、補正量に基づいて前記制御量を補正する。

Description

作業車両のブレード制御システム

　本発明は、作業車両のブレード制御システムに関する。

　例えば建設業界では、電子情報の活用により生産性の向上及び品質の確保を図る情報化施工の要請が高まっている。このため、従来から、ブレードを備え、設計情報に基づいてブレードを用いた作業を行うことができる作業車両が提案されている。特許文献１は、この種の作業車両に適用されるブレード制御システムを開示する。

　特許文献１の構成は、ブレードを備えたブルドーザが作業現場で整地を行う場合に、自動追尾式の測量機（トータルステーション）から得られた情報により算出された仕上げ面高さが、施工計画に基づく仕上げ面高さとなるように、油圧制御機器によりブレードを制御するようになっている。

特開平１１－２３６７１３号公報

　上記特許文献１の構成は、ブルドーザが高速走行しながら敷き均し作業を行う場合、その走行速度にブレードの動作速度が追従できず、ブレードが施工計画に基づく仕上げ面に対して遠い位置になりがちである。従って、仕上げ面について良好な仕上がり精度を得ることは困難である。一方で、ブレードの動作速度をブルドーザの高速走行に対応可能な速度とした場合、ブルドーザが低速走行を行うときに、その速度に対してブレードの移動速度が速過ぎることに起因するオーバーシュートが発生し、仕上げ面が施工管理値から外れたものになってしまう。

　本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、作業車両の走行速度にかかわらず、この作業車両による敷き均し作業の良好な仕上がりを実現することにある。

課題を解決するための手段及び効果

　本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

　本発明の観点によれば、以下の構成の作業車両のブレード制御システムが提供される。即ち、このブレード制御システムが適用される作業車両は、ブレードを備え、設計情報に基づいて前記ブレードを用いた作業を行うことができる。前記作業車両のブレード制御システムは、アクチュエータと、記憶部と、位置情報取得部と、アクチュエータ制御部と、走行速度検出部と、補正量計算部と、補正部と、を備える。前記アクチュエータは、前記ブレードを動作させる。前記記憶部は、前記設計情報を記憶する。前記位置情報取得部は、前記ブレードの位置情報を取得する。前記アクチュエータ制御部は、前記記憶部に記憶された設計情報と、前記位置情報取得部が取得した位置情報と、の差異に基づいて、前記アクチュエータの駆動を制御する。前記走行速度検出部は、前記作業車両の走行速度を検出する。前記補正量計算部は、前記走行速度検出部が検出した走行速度に基づいて、前記アクチュエータ制御部の制御量を補正するための補正量を計算する。前記補正部は、前記補正量計算部が計算した補正量に基づいて、前記アクチュエータ制御部の制御量を補正する。

　これにより、ブレードの動作速度を、作業車両の走行速度に応じて変化させることができる。従って、作業車両が高速で走行しながらブレードを用いて敷き均し作業を行う場合は、ブレードが高速で動作するので、敷き均しの仕上がりについて良好な精度を確保することができる。一方で、作業車両が低速で走行しながらブレードを用いて敷き均し作業を行う場合は、ブレードが低速で動作するので、敷き均しの仕上げ面が施工管理値から外れるのを防止することができる。

　前記の作業車両のブレード制御システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、この作業車両のブレード制御システムは、エンジン回転数検出部を備える。このエンジン回転数検出部は、前記作業車両に備えられたエンジンのエンジン回転数を検出する。前記補正量計算部は、前記エンジン回転数検出部が検出したエンジン回転数に基づいて、前記補正量を計算する。

　これにより、作業車両の走行速度に加えて、エンジン回転数を考慮して、制御量が補正される。従って、ブレードを用いた作業の仕上がりが一層安定して良好になる。

　前記の作業車両のブレード制御システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記アクチュエータ制御部は、方向切換弁から構成される。前記補正量計算部は、前記補正量として、前記方向切換弁に入力されるパイロット圧力の値を補正するための補正量を計算する。

　これにより、作業車両のブレード制御システムを簡易な構成とすることができる。また、方向切換弁は手動タイプの既存の作業車両に設けられているものを利用できるので、ブレード制御システムを既存の作業車両に容易に適用することができる。

　前記の作業車両のブレード制御システムにおいては、前記アクチュエータは、前記ブレードのリフト動作を行うリフトシリンダ、及び、チルト動作を行うチルトシリンダのうち、少なくとも一方であることが好ましい。

　これにより、設計情報に従って、ブレードの高さ又は姿勢を精度良く制御することができる。

　前記の作業車両のブレード制御システムにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、この作業車両のブレード制御システムは、走行速度制御部を備える。前記走行速度制御部は、前記作業車両の走行における目標速度と、前記走行速度検出部が検出した走行速度と、の偏差に基づいて、前記作業車両の走行速度を前記目標速度に近づけるように制御する。

　これにより、作業車両の走行速度を目標速度（一定速度）に保持しながら、この目標速度に対応した速度でブレードを動作させることができる。従って、良好な施工性を確保できると同時に、オペレータの作業負担を軽減することができる。

本発明の第１実施形態に係る作業車両のブレード制御システムを適用した旋回作業車の全体的な構成を示す側面図。 旋回作業車の油圧回路を模式的に示す図。 図２の油圧回路の一部を模式的に示す図。 第１実施形態における、ブレードを制御するための電気的構成を示すブロック図。 ブレード用の方向切換弁に作用するパイロット圧力についての処理を示すフローチャート。 旋回作業車の走行速度についての処理を示すフローチャート。 第２実施形態における、ブレードを制御するための電気的構成を示すブロック図。

　次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。先ず、本発明の第１実施形態を説明する。図１は、第１実施形態に係る、作業車両のブレード制御システムを適用した旋回作業車１の斜視図である。

　図１に示す旋回作業車（ブレード作業機械、作業車両）１は、下部走行体１１と、上部旋回体１２と、を備えている。

　下部走行体１１は、クローラ走行装置２１と、油圧モータ２２と、を備える。クローラ走行装置２１及び油圧モータ２２は、それぞれ左右１対で配置されている。

　それぞれのクローラ走行装置２１は、例えばゴムからなる無端状のクローラを備えている。このクローラはスプロケットに巻き掛けられており、スプロケットは、クローラ走行装置２１と同じ側に配置された油圧モータ２２の出力軸と連結されている。

　それぞれの油圧モータ２２は正逆回転が可能に構成されており、これにより、旋回作業車１を前進及び後進させることができる。油圧モータ２２は左右で個別に駆動可能に構成されており、これにより、旋回作業車１の直進及びステアリング等の走行を実現することができる。

　上部旋回体１２は、旋回フレーム３１と、旋回モータ３２と、エンジン３３と、油圧ポンプユニット３４と、操縦部３５と、作業装置１３と、を備える。

　旋回フレーム３１は、下部走行体１１の上方に配置され、垂直な軸を中心として回転可能となるように下部走行体１１に支持されている。旋回モータ３２は、旋回フレーム３１を下部走行体１１に対して回転させることができる。エンジン３３は、例えばディーゼルエンジンとして構成されている。油圧ポンプユニット３４は、エンジン３３によって駆動され、旋回作業車１の走行及び作業に必要な油圧力を発生させる。

　操縦部３５は、様々な操作部材を備えている。この操作部材には、左右１対で配置される走行操作レバー３６及び作業操作レバー３７、ブレードリフト操作レバー３８、ブレードチルト操作レバー３９、並びに定速スイッチ（定速操作具）１３１等が含まれる。オペレータは、上記の操作部材を操作することにより、各種の指示を旋回作業車１に与えることができる。

　作業装置１３は、ブーム４１と、アーム４２と、バケット４３と、ブレード（排土板）４７と、を備える。また、作業装置１３は、アクチュエータとして、ブームシリンダ４４、アームシリンダ４５、バケットシリンダ４６、ブレードリフトシリンダ４８及びブレードチルトシリンダ４９を備える。

　ブーム４１は細長い部材として構成されており、その基端部が、旋回フレーム３１の前部に回転可能に支持されている。ブーム４１にはブームシリンダ４４が取り付けられており、ブームシリンダ４４が伸縮することでブーム４１を回転させることができる。

　アーム４２は細長い部材として構成されており、その基端部が、ブーム４１の先端部に回転可能に支持されている。アーム４２にはアームシリンダ４５が取り付けられており、アームシリンダ４５が伸縮することでアーム４２を回転させることができる。

　バケット４３は、容器状に形成された部材として構成されており、その基端部が、アーム４２の先端部に回転可能に支持されている。バケット４３にはバケットシリンダ４６が取り付けられており、バケットシリンダ４６が伸縮することでバケット４３を回転させて、すくい動作／ダンプ動作を行うことができる。

　ブレード４７は、車体幅方向（左右方向）に延びるように設けられている。ブレード４７は、下部走行体１１の前方に配置されている。

　ブレード４７は、下部走行体１１に対して、左右方向に延びる軸を中心として回転可能に支持されている。ブレード４７にはブレードリフトシリンダ４８が取り付けられており、ブレードリフトシリンダ４８が伸縮することでブレード４７を昇降させることができる。また、ブレード４７にはブレードチルトシリンダ４９が取り付けられており、ブレードチルトシリンダ４９が伸縮することで、旋回作業車１の直進方向に平行な軸を中心としてブレード４７を傾けることができる。

　本実施形態では、ブームシリンダ４４、アームシリンダ４５、バケットシリンダ４６、ブレードリフトシリンダ４８及びブレードチルトシリンダ４９は、何れも油圧シリンダから構成されている。これらの油圧シリンダは、油圧ポンプユニット３４が発生させた油圧力によって伸縮する。

　ブレード４７の上部には支柱５５が固定され、この支柱５５の上端にターゲットプリズム５６が取り付けられている。ターゲットプリズム５６は３６０°プリズムを有しており、何れの方向から光が入射しても、入射光と平行な向きで光を反射させることができる。このターゲットプリズム５６は、後述のトータルステーション５７が位置を計測する対象となる。

　作業現場又はその近傍の適宜の位置には、トータルステーション５７が設置されている。トータルステーション５７は公知の電子式の測距測角装置として構成されており、ターゲットプリズム５６が位置する鉛直角、水平角及び距離を測定する。この測定結果に基づいて、ターゲットプリズム５６の３次元座標を計算することができる。トータルステーション５７は自動追尾型として構成されており、ターゲットプリズム５６の位置の変化を自動で追尾する機能を有している。トータルステーション５７は、ターゲットプリズム５６を追尾しながらその位置の変化をリアルタイムで取得する。

　旋回作業車１は、無線通信によりトータルステーション５７と通信可能なアンテナ５８を備える。旋回作業車１側は、ターゲットプリズム５６の位置を、トータルステーション５７からリアルタイムで受信することができる。

　次に、旋回作業車１が備える油圧回路を説明する。図２は、旋回作業車１の油圧回路を模式的に示す図である。図３は、図２の油圧回路の一部を模式的に示す図である。なお、以下では、左右のクローラ走行装置２１及び油圧モータ２２を特定するために、符号２１Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌ，２２Ｒを用いることがある。

　油圧ポンプユニット３４は、可変容量型の第１油圧ポンプ６１と、固定容量型の第２油圧ポンプ６２と、固定容量型の第３油圧ポンプ６３と、を含んで構成されている。

　図２に示すように、第１油圧ポンプ６１は、左側の油圧モータ２２Ｌ、ブームシリンダ４４及びアームシリンダ４５と接続されている。第１油圧ポンプ６１の第１吐出ポートと、油圧モータ２２Ｌ、ブームシリンダ４４及びアームシリンダ４５と、の間には、それぞれ方向切換弁７１Ｌ，７２，７３が配置されている。

　第１油圧ポンプ６１は、右側の油圧モータ２２Ｒ及びバケットシリンダ４６と接続されている。第１油圧ポンプ６１の第２吐出ポートと、油圧モータ２２Ｒ及びバケットシリンダ４６と、の間には、それぞれ方向切換弁７１Ｒ，７４が配置されている。

　第２油圧ポンプ６２は、ブレードリフトシリンダ４８、ブレードチルトシリンダ４９、旋回モータ３２及びブームスイングシリンダ６６と接続されている。第２油圧ポンプ６２の吐出ポートと、ブレードリフトシリンダ４８、ブレードチルトシリンダ４９、旋回モータ３２及びブームスイングシリンダ６６と、の間には、それぞれ方向切換弁７５，７６，７７，７８が配置されている。

　ブレードリフト操作レバー３８は、ブレード４７の昇降を指示することができる。ブレードチルト操作レバー３９は、旋回作業車１の正面視におけるブレード４７の傾きを指示することができる。ブレード４７の傾きは、ブレードチルトシリンダ４９の伸縮に応じてブレード４７の左側部分が右側部分よりも上方又は下方に位置することで生じる。

　旋回作業車１は、ブレードリフト操作レバー３８及びブレードチルト操作レバー３９に対応して配置されたリモコン弁８１，８２を備えている。それぞれのリモコン弁８１，８２は２つの出力ポートを有しており、ブレードリフト操作レバー３８及びブレードチルト操作レバー３９のそれぞれの操作に応じたポートに、操作量に応じた圧力の作動油を送ることができる。

　これらのリモコン弁８１，８２が出力するパイロット圧力が、それぞれ、アクチュエータ制御部に相当する方向切換弁７５，７６のパイロットポートに導かれる。言い換えれば、リモコン弁８１，８２は、ブレードリフト操作レバー３８及びブレードチルト操作レバー３９のそれぞれの操作に応じた圧力（パイロット圧力）で、作動油を送ることができる。

　従って、方向切換弁７５，７６のスプールは、ブレードリフト操作レバー３８及びブレードチルト操作レバー３９のそれぞれで指示される昇降状態及び傾き状態に応じた方向及び量だけ変位する。これにより、ブレードリフトシリンダ４８及びブレードチルトシリンダ４９を、オペレータの指示に基づいて伸縮させることができる。なお、詳細は後述するが、ブレードリフトシリンダ４８及びブレードチルトシリンダ４９の伸縮量は、制御部１００により調整することができる。

　他の方向切換弁７１～７４，７７，７８のそれぞれについても、上記の方向切換弁７５，７６と同様にリモコン弁が接続されている。走行操作レバー３６及び作業操作レバー３７等の操作部材をオペレータが操作することによって、リモコン弁が出力するパイロット圧力が変化し、これにより、方向切換弁７１～７４，７７，７８のスプールが変位して作動油の供給／停止を切り換える。これにより、油圧モータ２２Ｌ，２２Ｒ、ブームシリンダ４４、アームシリンダ４５、バケットシリンダ４６、旋回モータ３２、及びブームスイングシリンダ６６を、オペレータの指示により駆動することができる。

　例えば、図３に示すように、方向切換弁７１Ｌ，７１Ｒのそれぞれにはリモコン弁１２１Ｌ，１２１Ｒが接続されている。走行操作レバー３６のうち左走行操作レバー３６Ｌ，右走行操作レバー３６Ｒをオペレータが操作することによって、対応するリモコン弁１２１Ｌ，１２１Ｒが出力するパイロット圧力が変化し、これにより、方向切換弁７１Ｌ，７１Ｒのスプールが変位して作動油の供給／停止を切り換える。これにより、油圧モータ２２Ｌ，２２Ｒを、オペレータの指示により駆動することができる。即ち、左右の走行操作レバー３６Ｌ，３６Ｒのそれぞれは、左右のクローラ走行装置２１Ｌ，２１Ｒの前進、後進及び停止を個別に指示することができる。

　ブレードリフト操作レバー３８及びブレードチルト操作レバー３９に対応して配置されたリモコン弁８１，８２の出力ポートと、方向切換弁７５，７６のパイロットポートとの間には、それぞれシャトル弁８３，８４，８５，８６が設けられている。それぞれのシャトル弁８３，８４，８５，８６は、各リモコン弁８１，８２が有する出力ポートと、対応する電磁比例弁９３，９４，９５，９６が有する出力ポートと、のうち圧力が高い側を、方向切換弁７５，７６のパイロットポートと接続する。これにより、パイロット圧力は、電磁比例弁９３，９４，９５，９６により制御可能となっている。

　複数の電磁比例弁９３，９４，９５，９６は、対応するシャトル弁８３，８４，８５，８６と第３油圧ポンプ６３との間に配置されている。各電磁比例弁９３，９４，９５，９６は、その開度を制御部１００からの信号に基づいて全閉から全開の間で変更することで、第３油圧ポンプ６３から方向切換弁７５，７６のパイロットポートへの作動油の流れを制限することができる。これにより、方向切換弁７５，７６の制御量を調整し、方向切換弁７５，７６を所定のパイロット圧力により作動させることができる。

　なお、本実施形態では、ブレードリフト操作レバー３８及びブレードチルト操作レバー３９と同様に、左走行操作レバー３６Ｌ，右走行操作レバー３６Ｒに対応して配置されたリモコン弁１２１Ｌ，１２１Ｒの出力ポートと、方向切換弁７１Ｌ，７１Ｒのパイロットポートとの間に、それぞれシャトル弁１２３，１２４，１２５，１２６が設けられている。また、複数の電磁比例弁１３３，１３４，１３５，１３６も設けられている。

　次に、方向切換弁７５，７６に作用するパイロット圧力の補正について説明する。図４は、第１実施形態における、ブレード４７を制御するための電気的構成を示すブロック図である。

　旋回作業車１は、制御部１００を備える。図４に示すように、制御部１００は、記憶部１０１と、補正量計算部１０２と、補正部１０３と、走行速度制御部１０４と、を備える。

　具体的に説明すると、制御部１００は公知のコンピュータとして構成されており、図示しないＣＰＵ、記憶装置、入出力部等を備える。ＣＰＵは、各種プログラム等を記憶装置から読み出して実行することができる。記憶装置には、各種のプログラムやデータが記憶されている。そして、上記のハードウェアとソフトウェアの協働により、制御部１００を、図４に示す記憶部１０１、補正量計算部１０２、補正部１０３、及び走行速度制御部１０４等として動作させることができる。

　記憶部１０１は、設計情報を記憶することができる。この設計情報としては、例えば、作業現場において実現したい仕上げ面の高さを３次元データとして表したものが用いられる。

　補正量計算部１０２は、旋回作業車１の走行速度（後述の車速センサ１０６が検出した走行速度）に基づいて、方向切換弁７５，７６のそれぞれにより制御されるブレードリフトシリンダ４８及びブレードチルトシリンダ４９に関する制御量（方向切換弁７５，７６の制御量）の補正を行うための補正量を計算する。

　補正部１０３は、補正量計算部１０２が計算した補正量に基づいて、ブレードリフトシリンダ４８及びブレードチルトシリンダ４９に関する制御量を補正する。

　走行速度制御部１０４は、旋回作業車１の走行速度を制御する。走行速度制御部１０４は、走行制御のための特別なモードである定速走行モードとなることができる。定速走行モードでは、走行速度制御部１０４は、旋回作業車１の走行速度が、予め定められた目標速度で一定となるように制御する。

　図４に示すように、制御部１００には、位置情報取得部１０５及び車速センサ（走行速度検出部）１０６が接続されている。また、制御部１００には、複数の電磁比例弁９３，９４，９５，９６がそれぞれ電気的に接続されている。なお、図示しないが、制御部１００には、複数の電磁比例弁１３３，１３４，１３５，１３６も接続されている。

　位置情報取得部１０５は、ブレード４７の位置情報を取得することができる。位置情報取得部１０５は、本実施形態では、アンテナ５８を用いてトータルステーション５７からターゲットプリズム５６の位置を無線受信する無線受信機から構成されている。

　なお、位置情報取得部は、これに限定されない。例えば、位置情報取得部を、衛星測位システム（ＧＮＳＳ）等の測位システムを用いて測位を行う測位装置から構成しても良い。この測位装置は、ブレード４７の適宜位置に取り付けたＧＮＳＳ測位アンテナの位置を取得するＧＮＳＳ受信機とすることが考えられる。

　位置情報取得部１０５が取得したブレード４７の位置情報は、制御部１００に出力される。このブレード４７の位置情報は、本実施形態では、３次元位置情報として、ブレード４７に設けられた目標（ターゲットプリズム５６）までの距離、基準方向に対して目標が存在する方向の水平角度、基準高さに対して目標が存在する方向の鉛直角度を含む。

　車速センサ１０６は、旋回作業車１の走行速度を検出することができる。車速センサ１０６は、例えば、クローラ走行装置２１が備えるスプロケットの回転に応じたパルスを発生させるように構成される。車速センサ１０６の検出結果は、制御部１００に出力される。

　制御部１００は、ブレード４７の動作に関し、以下のとおり、方向切換弁７５，７６の制御量を算出し、更にその制御量を補正する。そして、制御部１００は、方向切換弁７５，７６に、補正後の制御量（補正制御量）でブレードリフトシリンダ４８及びブレードチルトシリンダ４９の駆動を制御させる。

　以下、図５を参照して具体的に説明する。図５は、方向切換弁７５，７６に作用するパイロット圧力についての処理を示すフローチャートである。

　図５の処理がスタートすると、制御部１００は先ず、位置情報取得部１０５が取得したターゲットプリズム５６の３次元位置情報に基づいて、ブレード４７の最下部の位置を計算する（ステップＳ１０１）。この結果、ブレード４７の最下部の位置を３次元座標の形で取得することができる。ターゲットプリズム５６はブレード４７に固定した支柱５５に配置されているので、その位置関係を予め制御部１００に設定しておくことで、ターゲットプリズム５６の位置からブレード４７の最下部の位置を計算により得ることができる。

　ブレードリフトシリンダ４８及びブレードチルトシリンダ４９が駆動したり、旋回作業車１自体に傾斜が生じたりすると、ブレード４７の姿勢は変化する。ターゲットプリズム５６とブレード４７の最下部との位置関係は、ブレード４７の姿勢によって影響を受ける。従って、ステップＳ１０１でブレード４７の最下部の位置を計算するにあたっては、ブレード４７の姿勢を図略のセンサによって検出した結果を考慮することが好ましい。

　ブレード４７の最下部の位置が求められると、制御部１００は、当該位置を、記憶部１０１に記憶された設計情報と比較し、その偏差を計算により取得する（ステップＳ１０２）。この偏差は、リフト方向の偏差（高さの偏差）と、チルト方向の偏差（角度の偏差）と、を含む。偏差が得られると、制御部１００は、当該偏差の絶対値が閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１０３）。この閾値は、予め適宜設定することができる。偏差の大きさが閾値を下回る場合、処理はステップＳ１０１に戻る。

　ステップＳ１０３の判断の結果、偏差の大きさが閾値以上である場合、制御部１００は、ブレードリフトシリンダ４８及びブレードチルトシリンダ４９の少なくとも一方を動作させるための方向切換弁７５，７６の制御量を計算により決定する（ステップＳ１０４）。この制御量は、所定の短い時間で上記の差異を解消できるように各シリンダを駆動する観点から定められる。

　次に、制御部１００は、車速センサ１０６の検出結果に基づいて、旋回作業車１の走行速度を取得する（ステップＳ１０５）。

　走行速度が得られると、制御部１００は、この走行速度に基づいて、ステップＳ１０４で算出した方向切換弁７５，７６の制御量を補正するための補正量を計算する（ステップＳ１０６）。この補正量は、走行速度が低い場合は、高い場合に比べて、電磁比例弁９３，９４，９５，９６へのパイロット圧力を弱めるように計算される。その後、制御部１００は、得られた補正量をステップＳ１０４の制御量に適用することにより、補正制御量を決定する（ステップＳ１０７）。

　次に、制御部１００は、補正制御量に基づいて、方向切換弁７５，７６を制御する（ステップＳ１０８）。具体的には、制御部１００は、補正制御量に基づいて電磁比例弁９３，９４，９５，９６を制御し、方向切換弁７５，７６に作用するパイロット圧力を調整する。これにより、方向切換弁７５，７６は、補正制御量でブレードリフトシリンダ４８、ブレードチルトシリンダ４９を駆動させる。

　このように、旋回作業車１においては、ブレード４７の位置情報と設計情報とから算出された方向切換弁７５，７６の制御量（ブレードリフトシリンダ４８及びブレードチルトシリンダ４９に関する制御量）を、車速センサ１０６が検出した走行速度に基づいて補正する。方向切換弁７５，７６のスプールは、補正された制御量に応じた距離だけ変位して、ブレードリフトシリンダ４８及びブレードチルトシリンダ４９の駆動を制御する。

　本実施形態の構成では、ブレード４７の最下部の位置と設計情報との間で同じ偏差が生じている場合でも、旋回作業車１の走行速度が大きい場合は、小さい場合に比べて、方向切換弁７５，７６のスプールが大きく変位する。従って、高速走行時はブレード４７の動作が素早くなる一方で、低速走行時は動作がゆっくりになる。高速走行時は、単位時間当たりでブレード４７が敷き均しを行う距離が長くなり、地形の変化等に対してダイナミックに対応する必要性が高くなるが、ブレード４７が高速で動作することで、仕上がりを綺麗にすることができる。一方、低速走行時には、ブレード４７の動作がゆっくりになるので、オーバーシュートを抑制でき、仕上げ面が施工管理値から外れてしまうことがない。

　また、本実施形態において、制御部１００は、図６に示すとおり、旋回作業車１の走行速度についての処理を行う。図６は、旋回作業車１の走行速度についての処理を示すフローチャートである。図６に示す処理は、図５に示す処理と同時並行的に行われる。

　図６の処理がスタートすると、制御部１００は先ず、上記の定速スイッチ１３１が操作されているか否かを判断する（ステップＳ２０１）。定速スイッチ１３１は、旋回作業車１の走行速度を一定速度（目標速度）に保持するためのものである。目標速度は、予めオペレータが適宜の操作を行うことにより、制御部１００に設定しておくことができる。定速スイッチ１３１が操作されていない場合は、制御部１００は、定速スイッチ１３１が操作されるまで待機する。

　ステップＳ２０１の判断の結果、定速スイッチ１３１が操作されている場合は、制御部１００は定速走行モードとなり、ステップＳ２０２以降の処理を行う。

　具体的に説明すると、制御部１００は、旋回作業車１の走行速度（車速センサ１０６が検出した走行速度）が第１閾値以上かつ第２閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳ２０２）。第１閾値は、目標速度に対する許容範囲の低速側の境界として定められ、第２閾値は、高速側の境界として定められる。旋回作業車１の走行速度が第１閾値と第２閾値の間に入っている場合は、現在の走行速度を変更する必要がないので、ステップＳ２０１に戻る。

　ステップＳ２０２の判断の結果、旋回作業車１の走行速度が第１閾値よりも低い場合、又は、第２閾値よりも高い場合は、制御部１００は、目標速度と、車速センサ１０６により得られた旋回作業車１の走行速度と、の偏差を計算する（ステップＳ２０３）。偏差が得られると、制御部１００は、当該偏差を解消するための方向切換弁７１Ｌ，７１Ｒの制御量を決定する（ステップＳ２０４）。

　続いて、制御部１００は、決定した制御量に基づいて、方向切換弁７１Ｌ，７１Ｒを制御する（ステップＳ２０５）。具体的には、制御部１００は、電磁比例弁１３３，１３４，１３５，１３６を制御して、方向切換弁７１Ｌ，７１Ｒに作用するパイロット圧力を調整する。これにより、方向切換弁７１Ｌ，７１Ｒは、油圧モータ２２Ｌ，２２Ｒの駆動を制御する。

　このように、旋回作業車１においては、予め定められたその走行における目標速度と、車速センサ１０６が検出した走行速度と、の偏差に基づいて、旋回作業車１の走行速度が前記目標速度になるように油圧モータ２２Ｌ，２２Ｒの駆動を制御することができる。本実施形態では、こうして実現される定速走行モードと、前述のブレード動作速度の制御と、の組合せによって、オペレータの負担を大きく低減できる。

　次に、本発明の第２実施形態を説明する。図７は、第２実施形態における、ブレード４７を制御するための電気的構成を示すブロック図である。

　本実施形態は、補正量計算部１０２が、車速センサ１０６が検出した走行速度と、回転数センサ１０７が検出したエンジン回転数と、の両方に基づいて補正量を計算する点で、第１実施形態と相違する。

　図７に示すように、制御部１００には、回転数センサ（エンジン回転数検出部）１０７が電気的に接続されている。

　回転数センサ１０７は、エンジン３３の回転数を検出することができる。回転数センサ１０７は、例えば、エンジン３３が備える図示しないクランク軸の回転を検出するクランクセンサにより構成することができる。回転数センサ１０７の検出結果は、制御部１００に出力される。

　制御部１００では、方向切換弁７５，７６に作用するパイロット圧力を補正する際、第１実施形態（図５）のステップＳ１０６及びステップＳ１０７の処理で、旋回作業車１の走行速度だけでなく、エンジン３３の回転数に基づいて、補正量を計算する。電磁比例弁９３，９４，９５，９６の補正制御量は、旋回作業車１の走行速度と、エンジン回転数と、の両方に基づいて決定される。これにより、旋回作業車１の走行速度だけでなくエンジン回転数の観点を考慮して、ブレード４７の動作速度を適切に調整することができる。この結果、より良好な仕上がりが期待できる。

　以上に説明したように、第１実施形態及び第２実施形態のブレード制御システムは、旋回作業車１に適用される。旋回作業車１は、ブレード４７を備え、設計情報に基づいてブレード４７を用いた作業を行うことができる。このブレード制御システムは、ブレードリフトシリンダ４８及びブレードチルトシリンダ４９と、記憶部１０１と、位置情報取得部１０５と、方向切換弁７５，７６と、車速センサ１０６と、補正量計算部１０２と、補正部１０３と、を備える。ブレードリフトシリンダ４８及びブレードチルトシリンダ４９は、ブレード４７を動作させる。記憶部１０１は、設計情報を記憶する。位置情報取得部１０５は、ブレード４７の位置情報を取得する。方向切換弁７５，７６は、記憶部１０１に記憶された設計情報と、位置情報取得部１０５が取得した位置情報と、の差異に基づいて、ブレードリフトシリンダ４８及びブレードチルトシリンダ４９の駆動を制御する。車速センサ１０６は、旋回作業車１の走行速度を検出する。補正量計算部１０２は、車速センサ１０６が検出した走行速度に基づいて、方向切換弁７５，７６の制御量を補正するための補正量を計算する。補正部１０３は、補正量計算部１０２が計算した補正量に基づいて、方向切換弁７５，７６の制御量を補正する。

　これにより、ブレード４７の動作速度（ブレード４７が昇降する速度及びブレード４７の傾きが変化する速度）を、旋回作業車１の走行速度に応じて変化させることができる。従って、旋回作業車１が高速で走行する場合も低速で走行する場合も、良好な仕上がりを実現することができる。

　また、第２実施形態のブレード制御システムは、回転数センサ１０７を備える。回転数センサ１０７は、旋回作業車１に備えられたエンジン３３のエンジン回転数を検出する。補正量計算部１０２は、回転数センサ１０７が検出したエンジン回転数に基づいて、方向切換弁７５，７６の制御量を補正するための補正量を計算する。

　これにより、旋回作業車１の走行速度に加えて、エンジン３３の回転数を考慮して、制御量が補正される。従って、ブレード４７を用いた作業の仕上がりが一層安定して良好になる。

　また、第１実施形態及び第２実施形態のブレード制御システムにおいて、ブレードリフトシリンダ４８及びブレードチルトシリンダ４９の駆動を制御するアクチュエータ制御部が、方向切換弁７５，７６から構成されている。補正量計算部１０２は、補正量計算部１０２が計算する補正量として、方向切換弁７５，７６に入力されるパイロット圧力の値を補正するための補正量を計算する。

　これにより、ブレード制御システムを簡易な構成とすることができる。また、方向切換弁７５，７６を備える手動タイプの既存の旋回作業車に、ブレード制御システムを容易に適用することができる。

　また、第１実施形態及び第２実施形態のブレード制御システムにおいて、ブレード４７を動作させるアクチュエータが、ブレード４７のリフト動作を行うブレードリフトシリンダ４８、及び、チルト動作を行うブレードチルトシリンダ４９である。

　これにより、設計情報に従って、ブレード４７の高さ及びチルトを良好に制御することができる。

　また、第１実施形態及び第２実施形態のブレード制御システムは、走行速度制御部１０４を備える。走行速度制御部１０４は、旋回作業車１の走行における目標速度と、車速センサ１０６が検出した走行速度と、の偏差に基づいて、旋回作業車１の走行速度を前記目標速度に近づけるように制御する。

　これにより、旋回作業車１の走行速度を目標速度（一定速度）に保持しながら、この目標速度に対応した移動速度が実現されるようにブレード４７を動作させることができる。従って、良好な施工性を確保できると同時に、オペレータの作業負担を軽減することができる。

　以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

　ブレード４７は、下部走行体１１の後方に配置しても良い。

　ブレード４７を動作させるアクチュエータは、ブレードリフトシリンダ４８及びブレードチルトシリンダ４９の少なくとも一方であれば良い。例えば、ブレードチルトシリンダ４９の自動制御を省略し、ブレードリフトシリンダ４８だけを自動制御するように構成することができる。

　ブレード４７にアングルシリンダを取り付け、ブレード４７のアングル動作を可能とするように構成しても良い。

　第１油圧ポンプ６１は、いわゆるスピードセンシング制御を行うことが、エンジンストールを防止するために好ましい。ただし、レギュレータに自己圧を供給するように構成しても良い。

　本発明は、旋回作業車だけでなく、他の様々な構成及び用途の作業車両（ブルドーザ、ブレードが装着されたトラクタ等）に適用することができる。

　上述の教示を考慮すれば、本発明が多くの変更形態及び変形形態をとり得ることは明らかである。従って、本発明が、添付の特許請求の範囲内において、本明細書に記載された以外の方法で実施され得ることを理解されたい。

　１　旋回作業車（作業車両）
　３３　エンジン
　４７　ブレード
　４８　ブレードリフトシリンダ（アクチュエータ）
　４９　ブレードチルトシリンダ（アクチュエータ）
　７５　方向切換弁（アクチュエータ制御部）
　７６　方向切換弁（アクチュエータ制御部）
　１００　制御部
　１０１　記憶部
　１０２　補正量計算部
　１０３　補正部
　１０４　走行速度制御部
　１０５　位置情報取得部
　１０６　車速センサ（走行速度検出部）
　１０７　回転数センサ（エンジン回転数検出部）

Claims (5)

1. 　ブレードを備え、設計情報に基づいて前記ブレードを用いた作業を行うことができる作業車両のブレード制御システムであって、
   　前記ブレードを動作させるアクチュエータと、
   　前記設計情報を記憶する記憶部と、
   　前記ブレードの位置情報を取得する位置情報取得部と、
   　前記記憶部に記憶された設計情報と、前記位置情報取得部が取得した位置情報と、の差異に基づいて、前記アクチュエータの駆動を制御するアクチュエータ制御部と、
   　前記作業車両の走行速度を検出する走行速度検出部と、
   　前記走行速度検出部が検出した走行速度に基づいて、前記アクチュエータ制御部の制御量を補正するための補正量を計算する補正量計算部と、
   　前記補正量計算部が計算した補正量に基づいて、前記アクチュエータ制御部の制御量を補正する補正部と、
   を備えることを特徴とする作業車両のブレード制御システム。
2. 　請求項１に記載の作業車両のブレード制御システムであって、
   　前記作業車両が備えるエンジンのエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出部を備え、
   　前記補正量計算部は、前記エンジン回転数検出部が検出したエンジン回転数に基づいて、前記補正量を計算することを特徴とする作業車両のブレード制御システム。
3. 　請求項１又は２に記載の作業車両のブレード制御システムであって、
   　前記アクチュエータ制御部は、方向切換弁から構成され、
   　前記補正量計算部は、前記補正量として、前記方向切換弁に入力されるパイロット圧力の値を補正するための補正量を計算することを特徴とする作業車両のブレード制御システム。
4. 　請求項１から３までの何れか一項に記載の作業車両のブレード制御システムであって、
   　前記アクチュエータは、前記ブレードのリフト動作を行うリフトシリンダ、及び、チルト動作を行うチルトシリンダのうち、少なくとも一方であることを特徴とする作業車両のブレード制御システム。
5. 　請求項１から４までの何れか一項に記載の作業車両のブレード制御システムであって、
   　前記作業車両の走行速度を制御する走行速度制御部を備え、
   　前記走行速度制御部は、前記作業車両の走行における目標速度と、前記走行速度検出部が検出した走行速度と、の偏差に基づいて、前記作業車両の走行速度を前記目標速度に近づけるように制御することを特徴とする作業車両のブレード制御システム。

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