JPH01178741A - 装軌車両の出力制御装置 - Google Patents

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】 産業上の利用分野： 本発明は、ドージング、リッピング等の作業機をもつ大
型ブルドーザのごとき装軌車両のシュースリップに基づ
きエンジン出力の制御を行うに際し、自動的にエンジン
出力を最適状態となし得るように設定する手段に係るも
のである。

ｒ　　リ　　） 従来技術ニ ゲルドーザ等の装軌車両の運動はエンジンの出力を、ト
ルクコンバータ、変速機、傘歯車、操向クラッチ、操向
ブレーキ、終減速機等のパワーラインによりスプロケラ
トホイールに伝達し、スプロケットホイールに巻回され
た履帯を駆動することにより行われる。従って履帯にお
けるけん引力は、エンジン出力とパワーラインの減速比
とにより算定できる。

装軌車両のエンジン出力は、主コントロールレバーによ
る手動操作で所要値にセットされておシ、この主コント
ロールレバーでセットされたエンジン出力は、デセルペ
ダルの踏込み操作で減じ、デセルペダルを元に戻すとセ
ットされた所要出力が回復する。

装軌車両の運転中のけん引力は、履帯と地面間に生ずる
シュースリップ率に関連し、このシュースリップ率が大
きい程けん引力がでるが限界があり、それを越すとシュ
ースリップ率を増しても滑るのみで、装軌車両のエンジ
ン出力はけん引力として有効に活用されず、エネルギー
のロスばかりでなく履帯が短期間に摩耗する等の障害が
発生する。シュースリップ（履帯滑り）が多量に生じた
とき、従来はオペレータがこれを感知し、デセルペダル
を踏込んでエンジン出力を小さくし、同時に作業機を操
作して負荷を軽減することによりけん引力を低下させ、
シュースリップを解消していた。

また、オペレータの感知判断によらず運転状態に対応し
たエンジン出力を得る技術が、特開昭６０−２４５８５
９号公報に開示されている。この技術は、ドライブ系統
の負荷に対応して、エンジンのガバナコントロールレバ
ーを自動的に切換え、オペレータの手動操作の煩雑さを
解消し、燃費を改善しようとするものである。

解決しようとする課題： オペレータの操作によるシュースリップ制御は、シュー
スリップの発生をオペレータが目視と官能とにより知シ
、作業機操作による負荷軽減とデセルペダルの操作によ
るエンジン出力のカットオフで行われている。従って、
オペレータの操作ハ煩雑で、且つ細心の注意を強いられ
るし、オペレータの練度による差が大きく影響する。練
達したオペレータの場合でも、実質的にオペレータの操
作と発生したシュースリップ間にはタイムラグがあるこ
とは避けられず、又、オペレータによっては不必要にス
リップさせることも多くて、シュースリップを未然に防
止するという目的は達成し難い０ また、特開昭６０−２４５８５９号公報に記載されるよ
うな技術手段では、ドライブ系統の回転数を検知、解析
、演算し、その結果によりガバナーコントロールレバー
を多段階に切換変位させるから、ドライブ系統の回転数
とシュースリップとの間に定常的な関係がない限シ最適
のエンジン出力のカットオフが行い難い。

課題を解決するだめの手段： 本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので
、実車速の測定により作業に不適当なシュースリップ率
となったことを逸早く検出し、それに基いてエンジン出
力をカットオフし最も効率的な運転状態が得られる出力
状態のもとにエンジンをおくのである。すなわち、シュ
ースリップ率に応じて自動的にエンジン出力をコントロ
ールし、所要のシュースリップ率以内の状態を維持しつ
つ運転を継続するのに必要なエンジン出力が、けん引力
−車速の関連で常に最適状態で連続的に発揮される適応
出力（以下、エンジン出力モードと称する。）となるよ
うに予め設定し得る方法を提案し、それにより上記目的
を達成せんとするものである。

発明の構成と作用： 本発明方法は、具体的に次のように構成される。

ドージング、リッピング等の作業機をもつ大型ブルドー
ザなどの装軌車両に、実車速検知機構を装備して過度の
シュースリップを生ぜんとする際の実車速を検出する。

この実車速と理論車速とからシュースリップ率を求める
。

とのシュースリップ率が設定値以上になったとき、又は
シュースリップ検出トリガ信号がＯＮしたときにエンジ
ン出力を自動的にカットオフし、所定のシュースリップ
率を回復させ効率のよい運転を継続させる。

この場合の、自動的にエンジン出力をカットオフし、或
いはエンジン出力をアップするには、エンジンのけん引
力、−速度線図におけるフル性能カーブに対し、作業対
象となる土質又は岩質（，１；４、下、単に土質という
）に応じて高出力部分をカットしたエンジン出力状態、
いわゆる基本モードを持たせる。さらに、基本モードに
おいて特定シュースリップ率に達した時を基準とするエ
ンジン出力状態、いわゆる制御モードをも持たせる。

そして、それぞれ単数又は複数の基本モード及び制御モ
ードをダイヤルで操作することにより、複雑で練達を要
する取扱い操作からオペレータを解放し、デセルペダル
の操作を不要とすることができる。

そのため、本発明方法では、リッピング前進時に例をと
れば、シュースリップが望ましいシュースリップ率を示
す状態を目途としてエンジン出力を制御するに際し： エイジンのけん引力−速度線図に示されるエンジン出力
フル性能カーブに対し、土質に応じて予め上記フル性能
カーブの高出力部分をカットした単数又は複数の基本モ
ードを設定して制御系に記憶させ； これらの基本モードの中から、土質に合せて設定したダ
イヤル操作により適応基本モードとして選択するように
した； シュースリップに基づくエンジン出力制御方法である。

さらに、このような基本モードに基づく運転作業におい
てニ ジュースリップ率が所定値となったときのけん引力を、
ラッチけん引力として基本モードを含む制御系に記憶さ
せ； このラッチけん引力に、土質に応じ予め設定された複数
のラッチけん引力係数を乗じた値を、出力カットオフし
た値として何段階かの制御モードを設定し； これらの制御モードの中から、土質に合せて設定したダ
イヤル操作によ逆適応制御モードを選択し； シュースリップ率が所定値となるまでエンジン出力をカ
ットオフするようにした； エンジン出力の制御方法である。

エンジンのけん引力−速度線図に示されるエンジン出力
状態において、フル性能カーブは軟かい砂質土（シュー
スリップは殆んど発生しない。）に合せて設定されてい
るから、土質が硬くなってくると適合せず、エンジン出
力が過剰となってスリップが増える。そこで、フル性能
カーブの高出力部をカットした基本モードを策定するこ
とは、硬い土質に対しシュースリップを抑止し、好適な
運転作業を行うのに貢献する。また、基本モードでの運
転作業において、所定のシュースリップ率（たとえば３
０％）に達した瞬間のけん引力をラッチけん引力として
記憶し、このラッチけん引力にラッチけん引力係数（た
とえば０．５．０．６．０．７等）を乗じてエンジン出
力の制御モードとするととは、上記ラッチけん引力係数
を土質に応じて変えることにより、多様な硬さの土質に
好適なエンジン出力モードが設定可能となるのである。

従って、ドージング、リッピング等の作業機をもつ大型
ブルドーザ等の装軌車両の運転作業時に、土質によって
最適出力が異なったり、或いは同じ現場でも土質が不均
一であって瞬時に出力を変える必要があるときに、基本
モード及び制御モードを含むエンジン出力モードをダイ
ヤル設定することにより、多様々土質にそれぞれ対応す
る好適シュースリップ率を保持することができる。そし
て、不適合なシュースリップ率によるけん引力不足並び
にオペレータのマニアル操作の多発等を解消した。

実施例： 以下、本発明方法の具体的な１実施例を説明する０ 装軌車両の運転作業は、たとえば、ドージング、リッピ
ング等の作業機をもつ大型ブルドーザの、けん引力Ｆと
車両の速度Ｖとの関連をみると第１図に示すようにエン
ジン出力がフルストロークのときは破線Ｍのごとくなっ
ている。このエンジンのフル性能カーブＭが、速度を示
すＹ軸と交わる点が車速の上限であり、けん引を示すＹ
軸と交わる点がけん引力の上限である。しかし、前記し
たとおシ装軌車両のけん引力はジュースリップ率に関係
があり、一定のシュースリップ率のときに実効最大けん
引力が得られる。従って、この要素を含めたけん引力と
車両速度とは、土質・岩質が硬くなってくれば、第１図
の線Ｍにおいて高出力部をカットした線Ｈ，Ｓ、Ｌで示
す傾向のエンジン出力モード、すなわち、基本モードと
なる。第１図で■ｏ及びＦｏは基本モード線図の原点と
なる車速及びけん引力である。このＨ，Ｓ、Ｌの３種の
基本モードはダイヤルで切換えることができる。

今、Ｈで示される基本モードのエンジン出力によって、
ブルドーザがリッピングしながら前進しているとする。

このときの定常けん引力Ｆ。は５０トン、定常速度Ｖ。

は０゜７　ｋｍ／　ｈ、制御ＯＮとする所定シュースリ
ップ率は３０％に設定した。

この運転作業において、最も効率のよいけん引力が得ら
れるように、シュースリップ率が設定値（この実施例で
は上記のとお９３０％とした。）の範囲内で安定した運
転が継続される状態のときのエンジン出力に基づくけん
引力−車速カーブが、第２図においてＨ線で示される基
本モードであり、、同時に基本制御目標となる性能カー
ブである。

この運転作業中に、第２図のけん引力−速度線図のＨ線
上のＮ点に車両の状態があるときにおいて、土質（岩質
も含むことは前記のとおり。）により最適出力が異なっ
たりしてシュースリップ率が上記設定値を超し、シュー
スリップ検出ｌ・リガ信号がＯＮした場合に、その時の
けん引力を基本制御系に記憶させる。この記憶させたと
きのラッチけん引力Ｆ１を基準とし、このラッチけん引
力を発現しているエンジン出力を、後記する比率に相当
する分だけカットオフし、ブルドーザのシュースリップ
を解消させるのである。

この場合のエンジン出力をカットオフする比率を、たと
えば２０係〜４０係カツトとすれば、シュースリップが
解消するのであれば、ラッチけん引力をもたらすエンジ
ン出力を基準としたエンジン出力のランクであるラッチ
けん引力係数には０．８〜０．６或いは０７〜０゜５等
と設定することができる。この係数に値の決定は、ダイ
ヤル設定した基本モードＨ，Ｓ、Ｌによらず一定にして
もよいＨ△ 、Ｓ、Ｌごとにに１〜に３と変化させてもよい。さらに
、基本モードは１つに設定しておき、ダイヤルＨ，Ｓ、
ＬによってＫの値を変えるようにしてもよい。

第２図に例示する場合、線（１）はラッチけん引力係数
が０．８　（Ｋ１）のエンジン出力制御モードを示し、
同じく線（２）はラッチけん引力係数が０．６（Ｋ２）
、線（３）はラッチけん引力係数が０．５（Ｋａ）の各
制御モードを示している。

第３図に例示するのは、ダイヤルのＨ，Ｓ、Ｌに対し基
本モードを３種類もち、成るけん引力Ｆ１でシュースリ
ップトリガ信号がＯＮしたときの制御モードとして、ダ
イヤルＨのときにはラッチけん引力係数かに１、ダイヤ
ルＳのときには同じ＜　Ｋ　２、ダイヤルＬのときには
同じ＜Ｋａをもつような場合である。

ラッチけん引力係数の段階は、たとえば０．１刻みの多
段階としてもよいが、操作の簡便性と実車運転時の制御
機能発現性との関連で３段階程度が好ましい。

次に、運転作業中に同じ現場でも、土質が不均一な場合
があり、円滑な作業を進めるために瞬時にエンジン出力
を変える必要がある。このようなときは、上記したラッ
チけん引力係数に基づくエンジン出力のカットオフとタ
イミングが重なると過渡的な力不足、或いはマニュアル
操作の多発等が生ずる懸念がある。

このよう々事態を回避するため、本発明では適応シュー
スリップ率のもとての作業中に一時的にエンジン出力を
、たとえば１ランクパワーアツプさせている。すなわち
、第４図に示すように作業状態に適したエンジン出力モ
ード（たとえばラッチけん引力係数０．６の場合）であ
ったときに、土質の不均一により作動能力が脈動的にな
ったときは、−時的なパワーアップをエンジンに指令シ
て土質の急変等に対応し、その状態がなくなれば直ちに
本来のエンジン出力モードに回帰する。

これらのラッチけん引力係数の設定に基づくエンジン出
力モードの選択並びに切換えは、出力セットダイアルに
より行い、これをオペレータ席のインストルメントパネ
ルに設置することにより操作が容易と唸る。まだ、−時
的にエンジン出力をパワーアップさせるパワーアップス
イッチはオペレータ席のりツバレバーの握９先端に付設
し、リッパレバーの操作と併せ行うことができる。

発明の効果： 本発明方法は、ドージング、リッピング等の作業装置を
もつ大型ブルドーザのごとき装軌車両の運転作業時の燃
費の改善、足廻り寿命の向上、オペレータの操作軽減に
貢献する。

特に、すべての土質において最適なエンジン出力モード
とすることが可能となり、しかもオペレータの操作感覚
に近い制御ができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本発明方法におけるけん引力速度線図で、
第１図は基本モード、第２図は制御モード、第３図は具
体的なけん引力モードと制御モードとの組合せ例、第４
図は一時的にパワーアップする状態をそれぞれ示す。 ＫＳｌ園 第２図 第Ｊ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　装軌車両の効率的な運転作業を行なうための、シュ
   ースリップに基づくエンジン出力制御において： エンジンのけん引力−速度線図に示される エンジン出力フル性能カーブに対し、土質に応じて予め
   上記フル性能カーブの高出力部分をカットした単数又は
   複数の基本モードを設定して制御系に記憶させ； これらの基本モードの中から、土質に合せ て設定したダイヤル操作により適応基本モードとして選
   択するようにした； ことを特徴とするシュースリップに基づく エンジン出力制御方法。 ２　特許請求の範囲第１項で選択された基本モードに基
   づく運転作業において： シュースリップ率が所定値となつたときの けん引力を、ラッチけん引力として基本モードを含む制
   御系に記憶させ； このラッチけん引力に、土質に応じ予め設 定された複数のラッチけん引力係数を乗じた値を、出力
   カットオフした値として、何段階かの制御モードを設定
   し； これらの制御モードの中から、土質に合せ て設定したダイヤル操作により適応制御モードを選択し
   ； シュースリップ率が所定値となるまでエン ジン出力をカットオフするようにした； ことを特徴とするシュースリップに基づく エンジン出力制御方法。