JPH01290935A - 建設機械における作業機操作時の制御方法 - 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、各作
業形態での作業機のパワー不足又は作業機の動作速度の
低下の防止を、デセルペダルによることなく効果的に行
うようにしまた／ｊｊ＋Ｊ御力法に開力法。

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ッ
トホイールに伝達し、スゲ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
速化とにより算定できる。、 装軌車両のエンジン出力は、主フントロールレバーによ
る手動掃作で所要値にセットされており、この主コント
ロールレバーでセットｌｔ＊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クシ、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どデセルペダル操作による
エンジン出力のカットオフで行われている。従って、オ
ペレータの操作は煩雑で、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１７難い。さらに作業機操作
時には、通常のシュースリップ率を基準と１−たエンジ
ン出力以上のパワーを必要とし、ここでデセルペダル調
整をしないとパワー不足となったり、或いは作業機の動
作速度が遅くなる。つまり、同じ土質で同じ速度で作業
し、ている時でも、作業機を操作する場合にはデセルペ
ダル操作によるパワー調整が必要で、これが不可避であ
った。

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になされた
もので、理論車速、実車速、エンジン回転数等の諸元か
ら、作業運転に不適尚なシュースリップ率となったこと
を検出し、それに基いて工、ンジン出力をアップ若しく
はカットオフし、作業機運転時を含めて最も効率的な運
転状態が得られるエンジン出力とするのである。リッピ
ング等の作業の終了によりエンジン出力アップ若し５く
はカットオフの必要がなくなったときもそれを検知して
、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、作業機
動作の有無に応じて、自動的にエンジン出力のアップと
その解除とを伴うコントロールを行うことにより、所要
のシュースリップ率の範囲内で、必要適正な最適パワー
をもち、デセルペダルの操作をなくしても作業スピード
の低下が生じない適正な作業機の動作スピードが得られ
るようにした。

発明の構成と作用： 本発明方法では、ドージング又は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、
−けん引力はトルコンの出力回転数とエンジン回転数と
から計算できる。

これらの各ファクタを用いて自動的にエンジン出力をア
ップし、或いはエンジン出力をカットオフするには、エ
ンジンのけん引力−速度線図において各作業運転状態に
適応するエンジン出力モードを策定し、これらのいくつ
かのエンジン出力モードを選択することにより行うこと
ができる。すなわち、第１図に例示するように、エンジ
ンのけん引力−速度線図におけるフル出力カーブに対し
、作業対象となる土質又は岩質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。第１図において、基本モード上の原点におけ
るけん引力ｆＦｏ、同じく速度をＶＯとすれば、制御モ
ードは原点に対応するけん引力がＦｅ（速度はＶｏ　）
となる。そして、エンジン出力を、基本モード及び制御
モードに選択しながら通常の作業運転が行われている。

本発明方法は、けん引力−速度線図においてエンジン出
力に上記のようなモード特性を持たせ・：、ユースリッ
プ率を適値にコントロールすることにより、作業運転の
態様に適応１つつ作業機を効宝よく機能させることを可
能としまた。具体的には。

ブルドーザのドージング又はリッピング等の作業運転を
行うに際し： エンジンの出力状態を表すけん引力−速度線図に示され
るフル性能カーブの高出力部分をカットしたエンジン出
力の基本モード及び特定のシュ・−スリップ率に戻すた
めにエンジン出力をカットオフした制御モードを策定し
； 作業機を操作しないときは、上記基本モード及び制御モ
ードのエンジン出力モードで作業運転を行うようにし； 作業機の動作開始と共に、その瞬時のエンジン出力モー
ドを所定比率のエンジン出力までアップする作業機操作
モードを策定し； 作業機を用いた作業運転時のパワー不足及び作業機の動
作スピードの低下を抑止するようにしたことを特徴とし
、このような制御を行うことにより、オペ１／−夕によ
るデセルペダルの操作音（・豆、とんど不要とした。

エンジンのけん引力−速度線図に示されろエンジン出力
状態において、フル出力カーブは軟い砂質±（シュース
リップはほとんど発生しない。）に合せて設定されてい
るから、土質が固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、フル出力カ
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する効果がある
。さらに、基本モードのエンジン出力でも所定のシュー
スリップ率全越すときは、所定のシュースリップ率に戻
すためのエンジン出力力ットオフとなる制御モードを併
せ策定する。さらに、ブルドーザの作業機を操作したと
き作業に必要なパワーの不足を、デセルペダルの操作な
しに解消するため、所定シュースリップ率を保ちつつ、
作業機により消費されるパワーを補足するだけのエンジ
ン出力のアップを自動的に行う制御を可能としている。

又、パワーの不足による作業機の動作速度の低下も、エ
ンジン出力のアップにより防止でき効率的な作業運転を
実現しまた。

実施例： 以下、本発明方法の具体的な１実施例につき説明づる。

たとえば、ドージング、リッピング等の作業機をもつ大
型ブルドーザのごとき装軌車両の作業運転では、けん引
力Ｆと車両Ｖとの関連をみると、第１図に示すようにエ
ンジンがフル出力のときは破線で示すフル出力カーブの
ごとくなっている。

このエンジ：／のフル出力カーブが、速度を示スＸ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
シ装軌車両のけん引力はシ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
度と作業機の動作とは不可分に関連し、土質・岩質が硬
くなってくれば、第１図のフル出力カーブにおける高出
力部全カットした線で示すエンジン出力である基本モー
ドで示され、この基本モードに対しエンジン出力をカッ
トオフしたエンジン出力を示す制御モードを策定すると
、基本モードの原点に対応するけん引力ＦＯと制御モー
ドの原点に対応するけん引力Ｆｃとの間において、同一
速度Ｖｏを保ちなからシュースリップ率に基いてけん引
力を適値とすＺ）エンジン出力とすることができる。

この実施例ではブルドーザがリッピング１−ながら前進
し、ており、このときの作業運転の作業機操作の制御の
基準となるシュースリップ率は３０％に設定し７た。ま
た、この作業運転時の初期設定値は、けん引力は５０ト
ン、速度は０．７　ｋｍ、／　ｈと［、また。

作業運転のうち、ドージング困難な地盤−や舗装の破砕
又は岩盤の裂き起しを行うリッピングに例をとねば、こ
の作業運転は、第１図に示すけ４７引力−速度線図に示
す基本モード又は制御・で−・ドのエンジン出力でリツ
ビ二・グに行う。今、リッピングが第１図に示す制御モ
ー・−ドの工〉・ジン出力で行われているとする。この
エンジン出力のままでリッパレバーの操作によりリッパ
を動作させると、−１−ンジン出力がパワー不足となっ
たり、或いは作業機（この場合リッパ）の動作速度が遅
くなる。：１ぞこで、リッパレバーにエンジン出力の加
減を連動さすておくと、リッパレバーの操作に同期１．
てエンジン出力のパワーアップ又はカットオフが可能ト
なる。この場合のパワーアップは、作業機を操作１〜所
要の作業を進めるのに充分であり、かつ所要速度で作業
機を動作させることができるエンジン出力モード、いわ
ゆる作業機操作モードまで上昇させる。この作業°機操
作モードは、この時の制御モードの原点となるＦｃに、
所定の係数を乗じたけん引力Ｆｕ　（共に速度はＶｏ　
）を原点セして得られるエンジン出力モードとする。パ
ワーアップして作業機操作モードを得るための係数は、
たとえば、リッパ下げのときはＯ１６、リッパチルトバ
ックのときは０．６、リッパ上げのときは０８、リッパ
チルトのときは１４０等となるような相当値に設定する
。

又、エンジン出力状態が基本モードのときけ、これらの
係数を変えでおくことも可能であｙ、、この一連のエン
ジン出力のコントロールを伴う作業機操作は、各作業機
の操作条件を満す要素て７・、第２図に例示する演算路
程として予めリッパレバーに関連さ仕てヨ（・き、リッ
パレバーの操作と共にエンジン出力モードを制御してい
る。

なお、以上の実施例はりッピングのときであるが、他の
実施例とし、てドージング吹いはショベリング等につい
ても同様に制御できることは勿論である。

発明の効果： 本発明方法は、ドージング、リッピング等の作猶機全も
つ大型ブルドーザのごとき装軌車両の作業機操作を、エ
ンジンのけん引力−速度線図においてシュースリップ率
を基準として策定された基本モード又は制御モードと関
連させて必要なパワーアップを自動的に行いつつ実施す
ることを可能とした。その結果、デセルペダルの操作を
することなく作業運転中のパワー不足を解消し、作業機
のＩ動作速度も確保し、違和感のない操作性を実現し１
、オペレータの負担を軽減した。

【図面の簡単な説明】

第１図はエンジン出力モードを示すけん引力−速度線図
による作業機操作時のエンジン出力モード制御の説明図
、第２図は作業機操作時の演算路程を示す図である。 出　願　人　　株式会社小松製作所 第２ 一一−−□−−］ °　　　　　　　旨 図　　　　　　　　　　　　　１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　各種作業機をもつ大型ブルドーザ等の装軌車両がド
   ージング又はリツピング等の作業運転を行うに際し： エンジンの出力状態を表すけん引力−速度 線図に示されるフル性能カーブの高出力部分をカットし
   たエンジン出力の基本モード及び特定のシュースリップ
   率に戻すためにエンジン出力をカットオフした制御モー
   ドを策定し作業機を操作しないときは、上記基本モー ド及び制御モードのエンジン出力モードで作業運転を行
   うようにし； 作業機の動作開始と共に、その瞬時のエン ジン出力モードを所定比率のエンジン出力までアップす
   る作業機操作モードを策定し； 作業機を用いた作業運転時のパワー不足及 び作業機の動作スピードの低下を抑止するようにした； ことを特徴とするシュースリップに基づく 作業機操作時の制御方法。