JPH01216035A - 建設機械のシュースリップ制御方法 - 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作業運転に際し、シュ
ースリップ率を基準にしてエンジン出力を制御すること
により効率のよい運転を容易に達成する手段に係るもの
である。

従来技術ニ ブルドーザ等の装軌車両の運動はエンジンの出力を、ト
ルタコンバータ、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シスプロケラ
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レタエンジン出力は、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、とのシュースリップ率が大
きい程けん引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
出力はけん引として有効に活用されず、エネルギのロス
ばかシ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（履帯滑シ）が過度に生じたとき、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シけん引力を低下させ、シュースリ
ップを解消していた。そして、シュースリップが解消す
ると、デセルペダルの踏込みを緩め若しくは元に戻し、
エンジン出力を予めセットした定常出力に復帰させなけ
ればならなかった。

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り
、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、オペレータの練成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、実質的にはシュースリッ
プの発生とオペレータの操作との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。さらに１過度のシ
ュースリップが発生する状態を脱し、予めセットしたエ
ンジン出力に復帰させる際にも、同様な問題が発生して
いた。

課題の解決手段： 本発明は上記のような問題点を解決するため罠なされた
もので、理論車速、実車速、エンジン回転数等の諸元か
ら、作業に不適当なシュースリップ率、車速、けん引力
となったことを検出し、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エンジン出
力とするのである。作業状態の変化によりエンジン出力
カットオフの必要がなくなったときもそれを検出して予
めセットされたエンジン出力に速やかに復帰させる。

すなわち、シュースリップ率、車速、けん引力に応じて
、自動的にエンジン出力のカットオフとカットオフの解
除とを伴うコントロールを行うことによシ、所要のシュ
ースリップ率以内の状態を保持しつつ作業運転を継続す
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が得られる
ようにした。

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一大型プルド
ーザなどの装軌車両に、実車速検知機構を装備して不適
当なシュースリップを生ぜんとする際の実車速を検出す
る。同時に理論車速及びエンジン回転数を検知する。

理論車速はトルコンの出力回転数から算定でき、シュー
スリップ率は理論車速と実車速とから算定でき、けん引
力は理論車速とエンジン回転数とから算定できる。

これらの各ファクタを用いて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（以下、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
ップ率を上まわる場合に、この値を設定値に戻すために
エンジン出力をカットオフした状態、いわゆる制御モー
ドをも持たせる。

けん引力−速度線図において、エンジン出力状態にこの
ような特性を有する基本モード及び制御モードを持たせ
ることにより、以下のように円滑な出力制御が可能とな
る。すなわち、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、作業運転を行うのに必要とされるエンジン出力を示
す基本モードからエンジン出力をカットオフし、エンジ
ン出力を制御モードに移行させる。エンジン出力が制御
モードにある間に過度のシュースリップが解消され、一
定のシュースリップ率になれば制御モードから基本モー
ドに復帰し、効率のよい作業運転を継続させることがで
きる。

そこで、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、土質に応じて上記フル性能カー
での高出力部分をカットし作業運転に好適なエンジン出
力とした基本モードを設定して出力制御系に記憶させ； 基本モード時のエンジン出力を一部カットオフしたエン
ジン出力である制御モードを設定して出力制御系に記憶
させ； 、作業運転中にシュースリップ率が所定値を上まわった
ときはこれを検知し； エンジン出力を基本モードから制御モードへ徐徐に移行
させることにより、シュースリップが解消するまでエン
ジン出力をカットオフする；ことを特徴としている。そ
して、 制御モードによる作業運転中にシュースリップ率が所定
値を下まわったときはこれを検知し；エンジン出力を制
御モードから基本モードへ徐徐に移行させることにより
、エンジン出力をカットオフ前のレベルに復帰させる； ことＫよシ安定した連続作業運転を遂行できる。

なお、エンジン出力を基本モードから制御モードへ、制
御モードから基本モードへ移行させるときに、シュース
リップ率が所定値より変動していることを検知すると共
に、これと併せて車速・けん引力が、所定の車速・けん
引力を上まわっているか、或いは下まわっているかを二
／ジン出力モード移行の付加条件とすることができる。

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、好適な作
業運転を行うのに貢献する。

また、基本モードでの作業運転において、所定のジュー
スＶ゛ツブ率（たとえば８０％）に達した瞬間のけん引
力を生起するエンジン出力に、カットオフ係数を乗じて
エンジン出力をカットオフし、このエンジン出力レベル
におけるけん引力−速度の相関関係となる制御モードは
、カットオフ係数を土質に応じて変えることによシ、作
業対象に適応したエンジン出力モードが設定可能である
ことを示す。

実施例： 以下、本発明方法の具体的々１実施例につき説明する。

たトエば、ドージング、リッピング等の作業機をもつ大
型ブルドーザのごとき装軌車両の作業運転では、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、主として
破線で示すフル性能カーブのごとくなっている。このエ
ンジン出力のフル性能カーブが、速度を示すＹ軸と交わ
る点が車速の上限であり、けん引力を示すＹ軸と交わる
点がけん引力の上限である。しかし、前記したとおり装
軌車両のけん引力はシュースリップ率に関係があシ、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図のフル性能
カーブにおいて高出力部をカットした線で示す傾向のエ
ンジン出力モード、すなわち、基本モードを設定する。

第１図でｖｏ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。

そして、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。仁のとき
の定常けん引力Ｆｏは５０トン、定速度ｖ０はｔｂ／ｈ
、制御ＯＮとする所定シュースリップ率は３０％に設定
した。

この作業運転中に、第１図の基本モード線上の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シしてシュ
ースリップ率が上記設定値を超し、シュースリップ検出
トリガ信号がＯＮした場合に、その時のけん引力ＦＮを
出力制御系に記憶させる。その記憶させたけん引力ＦＮ
を発現しているエンジン出力を、シュースリップが解消
するまでカットオフし、その時のエンジン出力レベルに
よるけん引力ＦＣを原点にもつ制御モードを設定する。

このようにしてエンジン出力に、所定のシュースリップ
率での作業運転を目途とする基本モードと、それよりエ
ンジン出力をカットオフした状態での作業運転を目途と
する制御モードとをもたせたならば、エンジン出力の制
御系に第２図又は第４図に示すような演算階程を含む要
素を設置する。

この演算階程では、シュースリップ率が所定値、たとえ
ば、３０ｅｓ以上となったときは、直ちに、或いはシュ
ースリップ率が８０％を上まわったときに発生する条件
も検知した後、その結果にもとづいてエンジン出力レベ
ルを基本モードから制御モードへ移行する。この移行は
一定時間ｔまたとえば０〜８秒の間に徐徐に移行する。

第２図に示される演算階程におけるその他の条件として
は、第３図に示すように車速がＶ。（この場合は１．０
＆ｓ／ｈとした。）を超して１．８　＆ｘ／　ｈ以上と
なシ、けん引力がＦｌを超した範囲にエンジン出力があ
る場合である。

゛　　このようにして、シュースリップ率が所定値（前
記のとと＜８０９６）を上まわり、エンジン出力が基本
モードから制御モードに移行し、エンジン出力がカット
オフされて過度のシュースリップが解消されると、エン
ジン出力は制御モードから基本モードに復帰する。この
ときは第４図に示す演算階程のように、シュースリップ
率が所定値を下まわシ、たとえば、２０％以下となった
ときは、直ちに、或いはシュースリップ率が２０％を下
まわったときに発生する条件も検知した後、その結果に
もとづいてエンジン出力レベルを制御モードから基本モ
ードへ移行復帰する。この移行は一定時間ｔ、たとえば
０〜３秒の間に徐徐に移行する。第４図に示される演算
階程におけるその他の条件とし・ては、第５図に示すよ
うに車速がＶ。よシ低下して０．７　ｋｎ／　ｈ以下と
なシ、けん引力がＦ２未満の範囲にエンジン出力がある
場合である。

このように、基本モードから制御モードへの移行、並び
に制御モードから基本モードへの移行復帰は自動的に円
滑に行なわれるが、これらの制御手段に付加して第２図
又は第４図に示すように、オペレータの主コントロール
レバー又ハチセルペダルの操作によるエンジン出力の制
御を行うことも可能としており、緊急時に活用して作業
運転の安全性と適応性の拡大を図っている。

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作業運転時の過
度のシュースリップを抑止し効率的なエンジン出力レベ
ルを保つから、燃費を改善し足廻シ寿命を向上させる。

特にデセルペダルの無操作化によりオペレータの負担を
軽減した。さらに緊急時にはオペレータのマニュアル操
作も可能としており、作業上の安全保持にもすぐれてい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法におけるけん引力−速度線図、第２
図は基本モードから制御モードへ移行するときの演算階
程を示す図、第８図は第２図に示す移行時の条件の説明
図、第４図は制御モードから基本モードへ移行復帰する
ときの演算階程を示す図、第５図は第４図に示す移行時
の条件の説明図である。 ＶＱ　　　ＶＮ　　遠　＆　　　Ｖ 第１図 第２図 ％　＋、３　　　　　　　ｙ−べ 第Ｊ図 第５図 第４図 手続補正書 昭和６３年　３月２３日 事件の表示　　特願昭６３−３８９２８号発明の名称　
　シュースリップに基づくエンジン出力制御方法補正を
する者 事件との関係　　出　願　人 住所（居所）　　　東京都港区赤坂二丁目３番６号氏名
（名称）　　　（１２３）株式会社小松製作所代　　理
　　人 補正命令の日付　　　自　発。 補正の対象　　　明細書：　発明の詳細な説明の欄。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　装軌車両の効率的な作業運転を行うための、シュー
   スリップに基づくエンジン出力の制御において： 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、土質又は岩質に応
   じて上記フル性能カーブの高出力部分をカットし作業運
   転に好適なエンジン出力とした基本モードを設定して出
   力制御系に記憶させ； 基本モード時のエンジン出力を一部カット オフしたエンジン出力である制御モードを設定して出力
   制御系に記憶させ； 作業運転中にシュースリップ率が所定値を 上まわつたときはこれを検知し； エンジン出力を基本モードから制御モード へ徐徐に移行させることにより、シュースリップが解消
   するまでエンジン出力をカットオフする； 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項に記載の制御モードによる作
   業運転中に、シュースリップ率が所定値を下まわつたと
   きはこれを検知し； エンジン出力を制御モードから基本モード へ徐徐に移行させることにより、エンジン出力をカット
   オフ前のレベルに復帰させる； 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。 ３　エンジン出力レベルを基本モードから制御モードへ
   、制御モードから基本モードへ移行させるときに、シュ
   ースリップ率が所定値より変動していることを検知する
   と共に、これと併せて車速・けん引力が所定の車速・け
   ん引力を上まわつているか、或いは下まわつているかを
   検知し、エンジン出力モード移行の付加条件とした； ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又 は第２項に記載のシュースリップに基づくエンジン出力
   制御方法。