JPS6344029A - 積込機械の自動掘削装置 - 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］ この発明は、ホイールローダ、ペイローダやトラクタシ
ョベル等の積込機械において、作業機アクチュエータを
負荷に応じてマイクロコンピュータ制御することにより
運転者の技術によらない効率良い掘削作業をなし得るよ
うにした積込ｂ機械の自ｖＪ掘削装置に関する。

〔従来の技＃１） 作ｆｆ１ｌアクチュエータとしてブームおよびバケット
を有するホイールローダ、ペイローダあるいはトラクタ
ショベル等の積込ｎ械は、コンパクトで小回りがきき、
しかも購入価格が安い等の点で土木作業現場、畜産分野
、園芸造園分野、除雪作業等の幅広い分野で使用されて
いる。

この種の積込機械においては、ブームシリンダによって
ブームを上下に回動するとともにバケットシリンダによ
ってバケットにチルトおよびダンプ動作を行なわせるよ
うになっており、これらブームおよびバケットの回動動
作によって土砂等の掘削および積込作業を行なう。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、かかる積込機械の油圧回路には通常バケット
優先のタンデム回路が用いられ、またブームシリンダお
よびバケットシリンダを駆動する各切換バルブは流量固
定のオン・オフ制御が行なわれているため、ブームおよ
びバケットを同時操作することができず、各作業１アク
チユエータを上手く切換えて能率良い掘削を行なうには
極めて高度な熟練を要し、この為、未熟な運転者では、
バケットを水平方向に突込み過ぎで垂直抵抗が過大にな
り車両後部が持ち上がる、バケットが早く上がり過ぎて
割削土Ｑが不足する、あるいは負荷が過大となりタイヤ
がスリップすること等が多くあり、運転者の運転技術に
よって作業能率が大きく変化するという問題点がある。

この発明は上記実情に鑑みてなされたもので、現在の主
流である流量固定でかつ一方のアクチュエータの単独操
作しかできない油圧回路が搭載された積込機械において
、その構成をほとんど変えることなく、運転者の技術に
左右されずに常に所定土量の掘削を能率良くなし得ると
ともに、特に堅い被削土等の難削上に対して有効な掘削
をなし得る積込機械の自ｖＪ掘削装置を提供しようとす
るものである。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる問題点を解決するために、この発明では、ブーム
およびバケットを有する積込機械を走行させた状態でバ
ケットに加わる掘削抵抗の水平成分が上限設定値と下限
設定値との間で往復するようバケットのチルト！ｌＪオ
よびブームの上げ回動の交互切替え制御を行なうととも
に、バケットに加わる掘削抵抗の垂直成分が該垂直抵抗
に関する所定の設定値を越えた時点で前記交互切替え制
御を中止し、その後はバケットのチルト動のみを行なう
ようにして掘削を終了する手段を具えるとともに、更に
前記垂直掘削抵抗に関して前記設定値と異なる他の目標
値を設定し、前記交互切替え制御のときのバケットのチ
ルト駆動の最中に、前記垂直掘削抵抗を前記目標値と比
較し、前記垂直掘削抵抗が前記目標値より小さくなった
場合、バケットを所定角チルトバックし、その後バケッ
トをチルト側に駆動する制御手段を具えるようにする。

（作用） かかる構成によれば、通常の掘削土に対しては水平掘削
抵抗値に応じて、貫入走行→走行・バケットチルト→走
行・ブーム上昇−走行・バケットチルト→走行・ブーム
上昇→・・・のサイクル動作が行なわれることにより水
平抵抗は上限設定値と下限設定値との間を往復し、その
後垂直掘削抵抗値が所定の設定値より大となってからは
バケットのチルト肋が掘削終了時まで行なわれるが、堅
い被削土等の難削上のときには、前記バケットのチルト
駆動の最中の前記比較結果において垂直掘削抵抗が前記
目標値より小さくなり、従ってバケットが一旦所定角チ
ルトバックしその後チルト側に駆動される謂ゆるボンピ
ング駆動が行なわれる。

（実施例） 第２図は、この発明を適用するホイールローダの外ｙＡ
構成例を示すものであり、このホイールローダには、バ
ケット１の回転角θ１を検出するバケット角センサ２、
ブーム３の回転角θ２を検出するブーム角センサ４、ブ
ームシリンダ５に供給する圧油の油圧ｐａを検出する油
圧センサ６（第２図中には図示せず）、バケットシリン
ダ７に供給する圧油の油圧ｐｂを検出する油圧センサ８
（第２図中には図示せず）が設けられている。

これらバケット角センサ２、ブーム角センサ４、油圧セ
ンサ６および８の検出値θ１、θ２　、Ｐａおよびｐｂ
は、第１図に示すようにマイクロコンピュータ１０に入
力される。マイクロコンピュータ１０においては、これ
ら検出値を用い掘削中にバケット１に加わる掘削抵抗の
水平成分Ｒｈおよび垂直成分Ｒｖを逐次計算し、自動掘
削モードのときこれら計算値ＲｈおよびＲｖに基づいて
油圧回路２０の駆動制御を行なう。

油圧回路２０は、ブームシリンダ５を駆動するブームコ
ントロールバルブ２１、バケットシシリンダ７を駆動す
るバケットコントロールバルブ２２、タンク２３、作業
別ポンプ２４、パイロットオペレートコントロール（Ｐ
ＯＣ）ポンプ２５、ブームコントロールバルブ２１の切
換え制御を行なうリフト用パイロット弁２６、バケット
コントロールバルブ２２の切換え制御を行なうチルト・
ダンプ用パイロット弁２７で構成される通常の０Ｎ−Ｏ
ＦＦ制御形式のタンデム回路構成に、マイクロコンピュ
ータ１０からの切替信号Ｓ１、Ｓ２およびＳａによって
夫々作動する切替弁３０および４０を追加するようにし
た。切替弁３０はリフト用パイロット弁２６からブーム
コントロールバルブ２１の上側（あげがわ）リフトスプ
ール２８へのパイロット管路に配設されており、切替信
号Ｓ１が未入力のときにはパイロット弁２６と上側リフ
トスプール２８とを接続するが、切替信号Ｓ１が入力さ
れたときにはＰＯＣポンプ２５を上側リフトスプール２
８に直結する。切替弁４０はチルト・ダンプ用パイロッ
ト弁２７からバケットコントロールバルブ２２のチルト
側ダンプスプール２９へのパイロット管路に配設されて
おり、切替信号Ｓ２が未入力のときにはパイイロット弁
２７とチルト側ダンプスプール２９とを接ｉするが、切
替信号Ｓ２が入力されたときには、ＰＯＣポンプ２５を
チルト側ダンプスプール２９に直結する。同様に、切替
弁５０はチルト・ダンプ用パイロット弁２７からバケッ
トコントロールバルブ２２のダンプ側ダンプスプール５
１へのパイロット管路に配設されており、切替信号Ｓ３
が未入力のときにはパイイロット弁２７とダンプ側ダン
プスプール５１とを接続するが、切替信号Ｓ３が入力さ
れたときには、ＰＯＣポンプ２５をダンプ側ダンプスプ
ール５１に直結する。これら切替信号Ｓ１、Ｓ２および
Ｓ３はスイッチ１１の投入によって自動掘削モードが指
定された時、マイクロコンピュータ１０から適宜入力さ
れる。

ここで、かかる実施例構成による自動掘削動作を説明す
る前に、第３図および第４図に従って水平抵抗Ｒｈおよ
び垂直抵抗ＲＶの導出方法の一例を説明する。

この方法では、入力情報として、バケット回転角θ１、
ブーム回転角θ２、ブームシリンダ５に供給する圧油の
油圧Ｐａおよびバケットシリンダ７に供給する圧油の油
圧Ｐｂを用い、これら検出値を用いて水平抵抗Ｒｈおよ
び垂直抵抗Ｒｖを導出する。

いま、ブームシリンダ５およびバケットシリンダ７の断
面積を夫々Ｓａ、Ｓ、ｂとすると、各シリンダ５および
７のシリンダ力ＦａおよびＦｂはＦａ　＝Ｐａ　　−８
ａ　　　　　　　　　　　−（１）Ｆｂ　＝Ｐｂ　　−
８ｂ　　　　　　　　　　　・・・（２）となる。

ここで、抵抗作用点ＰＤ　　（ＸＤ　、　ＹＤ　）がバ
ケット１の回転（回転角θ１）に対応して第４図に示す
如く変移していくと仮定する。この第４図に示すグラフ
において、縦軸はバケットの底板の先端点と抵抗作用点
ＰＤとの間隔Ｄ［、横軸はバケット回転角θ１であり、
θｈ　（固定値）はバケット１のサイドエツジ１ａが水
平となる角度、Ｌｃはサイドエツジ１ａの部分の長さで
ある。

ここで、ピンＰｏを中心とするＸ−Ｙ座標を考え、バケ
ット１が回動前のときのビンＰ１の座標を夫々（Ｘ１’
、Ｙ１’）とすると、ブーム３がθ２回転した後のＰｌ
の座標（Ｘｌ、Ｙｌ）はとなり１、またバケットピンＰ
１とバケット底板先端点に関する図示間隔を１１、バケ
ット底板とバゲットのサイドエツジ１ａとのなす角をψ
とすると、バケット１およびブーム３が夫々θ１および
θ２回転した後のＰＤの座標（ＸＤ　、　ＹＯ）は、Ｘ
Ｄ　＝Ｘ１＋ｊ　１ｃｏｓθ１−ＤＬｃｏｓψ・・・（
４）ＹＤ　＝Ｙ１　＋ｊ　Ｉ　　Ｓｉｎθ１−ＤＬｓｉ
ｎψ・＜　５　）となり、第４図のグラフに基づき、θ
１．θ２回転後のＰＤの座標を特定することができる。

いま、ここで第３図図示の各寸法をＬｌ、Ｌ２　。

Ｌ３．Ｌ４．Ｌ５とし、ピンＰｏまわりのモーメントの
つり合いを考えると ＲＶ　−ＸＤ　＋Ｒｈ　−ＹＤ　−Ｆａ　−１４−Ｆｂ
　・［５＝Ｏ・・・（６） となり、またビンＰ１まわりのモーメントのつり合いを
考えると Ｒｖ　・（ＸＤ　＋Ｘ１）−Ｒｈ　・（Ｙｌ−ＹＤ　）
−Ｆｂ’Ｌ３＝Ｏ・・・（７）と なる。また ［２ が成立するため、これら（６）（７０８）式を解くこと
によりＲｈおよびＲｖを求めることができる。

次に、第５図に示すフローチャートを参照して、かかる
実施例構成による自ｉＪ＋　ｕ削動作を説明する。

この実施例では、水平抵抗に関して主に第８図に示すよ
うな３つの設定値Ｒｈｕ、ＲｈｄおよびＲｈｐを設定す
る。これら設定値において、ＲｈｕおよびＲｈｄは作業
握制御が開始された後に使われる上限および下限設定値
であり、Ｒｈｕによりブーム駆動からバケット駆動への
移行時点が判別され、Ｒｈｄによりバケット駆動からブ
ーム駆動への移行時点が判別される。また、Ｒｈｏはバ
ケットのポンピング駆動を行なうか否かの判定時を決定
するためのものであり、通常Ｒｈｐ＝　Ｒｈｄ＋α（例
えばα＝１０００　Ｋ９程度）として設定される。

また、垂直抵抗に関しては、第６図に示す作業機制御の
ための設定値Ｒｖｓと第７図に示すボンピングを行なう
か否かの判定のための設定値Ｒｖｐとを設定する。垂直
抵抗設定ｆＩＲｖｓは、垂直抵抗ＲＶによる前輪まわり
のモーメントを考えた場合、前輪からバケット重心まで
の距離の水平成分がブーム３の回動に伴なってその長さ
が変化するため、前記垂直抵抗ＲＶによる前輪まわりの
モーメントを一定とすべくバケットピンＰ１の高さｙ（
掘削開始時をＯとしたバケットピン高さ）に応じて第６
図に示す如く変化させる。また、設定［Ｒｖｐは、バケ
ットの刃先移！１３　Ｋさんを変数とした関数であり、
前記刃先高さグの増大に伴いその値は層加する。そして
、ボンピング駆動は垂直抵抗ＲＶが該設定値Ｒｖｐより
小さくなったときに行なわれる。

さて、自動掘削を行なう場合、オペレータは、自ｆｌｌ
ｌ据削モードスイッチ１１を投入した後、エンジンを始
動し、ギヤを例えば１速にし、盛土に対して車両を走行
させる（ステップ１００）。この最初の掘削段階におい
ては、ブーム３およびバケット１を初期伶買に停止させ
た状態で車両を走行させる水平突込み（貫入）掘削を行
なう。マイクロコンピュータ１０は、上記スイッチ１１
の投入を検知すると、バケット角センサ２、ブーム角セ
ンサ４、油圧センサ６および油圧センサ８の各検出値θ
１．θ２．ｐａおよびｐｂを取込み、これら検出値を用
いて先の第３図および第４図で説明した方法にしたがっ
て水平抵抗Ｒｈおよび垂直抵抗ＲＶを演算する（ステッ
プ１１ｏ）。そして、マイクロコンピュータ１０は、該
算出した水平抵抗Ｒｈに基づき作業機制御開始時期を判
定する。

この判定は、例えば前記算出した水平抵抗値Ｒｈを所定
の設定値Ｒｔ’ＭｆＲｈ１は上限設定値Ｒｈｕを用いた
りあるいはＲｈｄ＜Ｒｈ　１＜Ｒｈｕである適宜の値を
用いる）と比較し、Ｒｈ≦Ｒｈ１である場合はステップ
１００に戻り、ステップ１００゜ステップ１１０の手順
を再び実行する。すなわち、偲削間始からＲｈが設定値
Ｒｈ１を超えるまでの間はブーム３およびバケット１は
回動しないで水平方向への突込みも削を行なう。

その後、マイクロコンピュータ１０１；Ｌステップ１２
０の判定により、Ｒｈ＞Ｒｈ１となったことを検知した
場合切替信号Ｓ１を出力することにより切替弁３０を切
替え、ＰＯＣポンプ２５の油圧をブームコントロールバ
ルブ２１の上側スブール２８へ送り、ブームシリンダ５
を上側（あげがわ）に駆動することにより、ブーム３を
上昇させる（ステップ１３０）。前記水平與入把削及び
ブームの上昇によって、水平抵抗Ｒｈは第８図（Ｉ）に
示す如く増大していく。

次に、マイクロコンピュータ１０は、このブームの上昇
中に再び水平抵抗Ｒｈ　、Ｒｖを算出しくステップ１４
０）、今度は該算出した垂直抵抗ＲＶを前記第６図に示
した設定値ＲＶＳと比較しくステップ１５０）　、Ｒｖ
　＞ＲＶＳでない場合は、前記算出した水平抵抗Ｒｈが
増加しているかどうかを調べる（ステップ１６０）。水
平抵抗Ｒｈが増加している場合、マイクロコンピュータ
１ｏは前記算出した水平抵抗Ｒ１１を該水平抵抗の上限
設定値Ｒｈｕと比較する（ステップ１７０）。そして、
この比較の結果、水平抵抗ＲＩＴが上限設定値Ｒｈｕを
越えない場合には（Ｒｈ≦Ｒｈｕ）、マイクロコンピュ
ータ１０は前記切替信号Ｓ１の送出を続行し、ブーム３
をさらに上昇させる（ステップ１３０）。そして、これ
以後、マイクロコンピュータ１ｏはＲＶＳＲｖｓ、Ｒｈ
≦ＲｈｕテかつＲｈが増加している限り切替信号Ｓ１の
送出を続行し、ブーム３の上げ回動を行なう。

マイクロコンピュータ１０は、ステップ１７０における
比較の結果がＲｈ＞Ｒｈｕとなった時点、すなわち水平
抵抗Ｒｈが上限設定値Ｒｈｕを超えた時点で、切替信＠
＄１の送出を停止してブーム３の上昇動を停止するとと
もに、今度は切替信号Ｓ２を出力することにより切替弁
４０を切替え、これによりＰＯＣポンプ２５の油圧をバ
ケットコントロールバルブ２２のチルト側スプール２つ
へ送り、バケットシリンダ７をチルト側に駆動すること
によりバケット１のチルト動作を開始する（ステップ１
８０）、この結果、水平抵抗Ｒｈは今度は第８図（ＩＩ
＞に示す如く次第に減少してゆく。

また、マイクロコンピュータ１０では、前述したブーム
３の上昇の最中に、水平抵抗Ｒｈが減少していることを
検知したときには（ステップ１６０）、前記同様切替信
号Ｓ１の送出を停止してブーム３の上昇動を一旦停止さ
せるとともに、今度は切替信号Ｓ２を出力してバケット
１をチルトさせるようにしている（ステップ１８０）。

すなわち、ブームの上昇駆動中においては、水平抵抗Ｒ
ｈが該水平抵抗の上限設定値Ｒｈｕに達しないままゆっ
くり下降していくことがあり、この場合、ブームは負荷
による水平掘削抵抗Ｒｈが不十分なまま上昇され続ける
ことになる。そこで、ブーム上昇中においては、ステッ
プ１６０で、例えば現在の水平抵抗筒Ｒｈを直前に算出
した水平抵抗値と比較することにより水平抵抗Ｒｈの下
降を検出し、該下降が検出された場合には、第８図（ｒ
Ｖ）に示す如くブームの上昇動を停止してバケットをチ
ルトさせることにより水平抵抗値Ｒｈを強制的に下限設
定値Ｒｈｄまで下げるようにしている。

バケット１のチルト動が開始されると（ステップ１８０
）　、マイクロコンピュータ１０は、再び水平抵抗Ｒｈ
、Ｒｖを算出しくステップ１９０）、該算出した垂直抵
抗ＲＶを前記垂直抵抗設定値Ｒｖｓと比較しくステップ
２００）、ＲＶ≦ＲＶＳである場合は、今度は前記算出
した水平抵抗Ｒｈを設定値Ｒｈｐ　（＝　Ｒｈｄ＋α）
と比較する（ステップ２１０）。この比較の結果、Ｒｈ
＞Ｒｈｐである場合はマイクロコンピュータ１０は前記
切替信号Ｓ２の送出を続行し、バケット１をさらにチル
トさせる（ステップ１８０）。

しかし、ステップ２１０における比較の結果、水平抵抗
Ｒｈが設定値Ｒｈｏより小さくなった場合、マイクロコ
ンピュータ１０は次のステップでボンピングを行なうか
否かの判定を行なう（ステップ２２０）。このステップ
２２０の判定において、マイクロコンピュータ１ｏは、
前記垂直抵抗ＲＶを第７図に示した設定値Ｒｖｐ（バケ
ット刃先高さ処に応じて変化する値）と比較し、Ｒｖ＜
Ｒｖｐである場合にボンピングが必要であると判定する
。

そしてこの判定において、ボンピングが必要であると判
定された場合には、マイクロコンピュータ１０は同じブ
ーム高さでボンピングが既に行なわれたか否かを判定し
くステップ２３０）、判定結果がＮｏであるときのみに
ボンピング駆動を行なつようにする（ステップ２５０）
。ステップ２３０の判断を設けたのは、ブーム高さが同
じところで２回以上ボンピングさせないようにするため
である。

ステップ２５０のチルトバック駆動において、マイクロ
コンピュータ１０は、まず切替信号Ｓ２の送出を停止し
てバケット１のチルト駆動を停止するとともに、今度は
切替信号Ｓ３を送出することにより切替弁５０を切替え
、これによりＰＯＣポンプ２５の油圧をバケットコント
ロールバルブ２２のダンプ側スプール５１へ送り、バケ
ットシリンダ７をダンプ（チルトバック）側へ駆動して
バケット１のダンプ動作を開始する。次にマイクロコン
ピュータ１０はバケット１へ加わる垂直抵抗ＲＶの方向
性（この場合Ｒｖ＞Ｏであるとき下向きの抵抗が加わり
、ＲＶ＜○のとき上向きの抵抗が加わっているとする）
を調べ（ステップ２６０）、ＲＶ＞Ｏであるときにはチ
ルトバックを続行し、ＲＶ≦○のときにはその時点でチ
ルトバックを中止してバケット１のチルトを再開するよ
うにする（ステップ１８０）。そして、マイクロコンピ
ュータ１０はチルトバック母（チルトバック角）が所定
の設定値（例えば０．２ラジアン）に達した時点でチル
トバックを停止しくステップ２９０）、その後バケット
１のチルト勤を再開するようにする（ステップ１８０）
。

また、ステップ２２０あるいは２３０１．：おいてボン
ピングを行なう必要なしと判断された場合、マイクロコ
ンピュータ１０は次に水平抵抗Ｒｈを下限設定値Ｒｈｄ
と比較し、水平抵抗Ｒｈが下限設定値Ｒｈｄより大であ
る場合（Ｒｈ＞Ｒｈｄ）には、前記切替信号Ｓ２の送出
を続行し、バケット１をざらにチルトさせる（ステップ
１８０）。

しかし、ステップ２４０における比較の結果、水平抵抗
Ｒｈが下限設定値Ｒｈｄより小さくなった場合、マイク
ロコンピュータ１０は切替信号Ｓ２の送出を停止してバ
ケット１のチルト動を一旦停止するとともに、今度は切
替信号Ｓ１を出力することにより、ブーム３の上昇動を
再開する（ステップ１３０）。

このブームの上昇によって、水平抵抗Ｒｈは再び第８図
＜ｍ＞に示す如く増大する方向に向かう。

このようにして、ブームの上昇駆動およびバケットのチ
ルト駆動を交互に繰返し行なうことで水平抵抗Ｒｈは上
限設定値Ｒｈｕと下＠設定値Ｒｈｄとの間を往復するこ
とになる。かかる切替駆動を行っている間に垂直抵抗Ｒ
Ｖが設定値Ｒｖｓより大となると、マイクロコンピュー
タ１０は、ステップ１５０またはステップ２００におい
てこれを検出し、その後手順をステップ３００に移行す
る。すなわち、マイクロコンピュータ１ｏはステップ１
５０においてＲｖ＞ＲｖＳを検出した場合には切替信号
Ｓ１の送出を停止し、かつ切替信号Ｓ２を出力すること
によって手順をステップ３００に移行し、ステップ２０
０においてＲｖ＞ＲｖＳを検出した場合には、切替信号
Ｓ２の送出を続行することによって手順をステップ３０
０に移行するようにする。

そして、この後マイクロコンピュータ１Ｑは所定の掘削
終了時まで、前記切替信号Ｓ２を出力し続けることによ
りバケット１をストロークエンドまでチルトさせた後、
今回の掘削動作を終了するくステップ２８０，２９０）
。なお、掘削終了時は例えばバケットシリンダのストロ
ークエンドを検出することによって検知される。　かか
る実施例によれば、水平抵抗に関しては上限および下限
設定値ＲｈｕおよびＲｈｄを設定し、垂直抵抗に関して
は第６図に示すような設定値ＲＶＳを設定し、逐次検出
した水平抵抗Ｒｈと前記上限および下限設定値との比較
結果に応じてバケットのチルト動作とブームの上げ回動
を交互に行なうことにより水平抵抗Ｒｈを上限設定値Ｒ
ｈｕと下限設定値Ｒｈｄとの間を往復させるとともに、
前記バケットのチルト動作の際、水平抵抗Ｒｈが設定値
Ｒｈｐ以下になった時点において垂直抵抗Ｒｈと設定関
数Ｒｈｐとの比較結果に応じてボンピンク駆動を行なわ
せ、その後垂直抵抗の検出値ＲＶが前記設定値Ｒｖｓを
超えてると、バケットをストロークエンドまでチルト動
させるというような自動掘削を行なうようにした。

このため、タイヤスリップ、況削土但不足等の不具合が
起こることなく、常に所定量の土砂を自ｖＪ離削するこ
とができる。また、この自１１削制御によれば、作動さ
せているアクチュエータは、常にバケットシリンダおよ
びブームシリンダのうちのいずれか一方であるので、現
行の主流ｆｉｌ！である流量固定の一タンデム回路構成
の油圧回路が搭載された積込機械の内部構成を一部変更
するのみで能率的な掘削をなし得る自ｖＪ掘削闘械を実
現することができる。更に難削上に対してはチルト肋の
最中に適宜ボンピング駆動を行ない、難削上を切り崩し
て掘削を行なうようにしたので、難削上の場合でも所定
量の土砂を自動掘削することができる。

なお、上記実施例においては垂直抵抗Ｒｖを設定値Ｒｖ
ｐと比較することによりボンピング駆動を行なうか否か
を判定するようにしているが、他にバケットの刃先高さ
がある程度の高さく地面から４〜５ａ程度）以上となっ
た状態において垂直抵抗を逐次検出し、該検出値とバケ
ット満杯時の垂直抵抗との偏差に基づきボンピングを行
なうか否かを判定するようにしてもよい。すなわち上記
偏差がある設定値より大きいときには、ボンピングを行
なうようにするのである。

また、上記実施例においてはボンピングの有無を決定す
る設定値Ｒｖｐはバケット刃先高さの関数としたがこれ
に限らず、例えばバケットビンＰ１の高さの関数として
設定するようにしてもよい。

更に設定値Ｒｈｐとして下限設定値Ｒｈｄを代用するる
ようにしてもよい。

また、上記実施例において、各設定値Ｒｈｕ。

Ｒｈｄ、　Ｒｈｐ、　Ｒｖｓ、　Ｒｖｐを掘削が一回終
了する毎に任意に変更できるようにしてもよい。

また、水平抵抗Ｒｈおよび垂直抵抗ＲＶを求めるための
波峰方法も、第３図および第４図を用いて説明した方法
に限るわけでなく、例えば他にロードセル等の荷重計に
よってバケットに加わる負荷を検出し、該検出値と水平
および垂直抵抗ＲｈおよびＲｖとの力のつり合いに基づ
きＲｈおよびＲｖを求めるようにしてもよい。

また、本発明を適用する積込機械もホイールローダに限
るわけでなく、他にペイローダ、トラクタショベル等、
作業機アクチュエータとしてブームおよびバケットを有
するもの全ての匹械に適用可能である。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明によれば、〈１）掘削抵
抗に応じてブーム駆動およびバケット駆動を切替え制卸
するようにしたので、掘削抵抗が過大になるといったこ
とがなくなり、これによりタイヤスリップを防止しタイ
ヤを長寿命化することができるとともに、細則効率を大
幅に向上させることができる （２）オペレータの経験および技術によらずに、常に均
一な上型を細則することができる（３）作動させている
アクチュエータは常にバケットおよびブームのうちのい
ずれか一方であるので、現在の主流であるタンデム回路
構成の積込機械に適用して好適である （４）・垂直抵抗値が所定の目標値より小さくなったと
きボンピング駆動を行なうようにしたので堅い被削土等
の難削上に対しても均一な土産の掘削をなし得る 等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例装置について全体的制御１
ｌＩＩ４成例を示す慨略図、第２図はホイールローダの
外観的構成および各センサの配設例を示す側面図、第３
図は水平・垂直抵抗Ｒｈ、Ｒｖを求めるための演算例を
説明するための図、第４図は同演算例に用いる抵抗作用
点の設定移動軌跡の１例を示すグラフ、第５図は同実施
例装置の具体作用例を示すフローチャート、第６図は垂
直抵抗設定値ＲＶＳとバケット高さｙとの関係を示すグ
ラフ、第７図はボンピング駆動のための設定値Ｒｖｐと
バケット刃先高さ忙との関係を示すグラフ、第８図は本
実施例装置による水平抵抗の変化を示す図である。 １・・・バケット、２・・・バケット角センサ、３・・
・ブ−ム、４・・・ブーム角センサ、５・・・ブームシ
リンダ、６，８・・・油圧センサ、７・・・バケットシ
リンダ、１０・・・マイクロコンピュータ、２０・・・
油圧回路、２１・・・ブームコントロールバルブ、２２
・・・バケットコントロールバルブ、２３・・・タンク
、２４・・・作業別ポンプ、２５・・・ＰＯＣポンプ、
２６・・・リフト用パイロット弁、２７・−・チルト・
ダンプ用パイロット弁、２８．２９・・・スプール、３
０，４０゜５ｏ・・・切替弁。 第４図 第８図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ブームおよびバケットを有する積込機械を走行さ
   せた状態で、バケットに加わる掘削抵抗の水平成分が上
   限設定値と下限設定値との間で往復するようバケットの
   チルト動およびブームの上げ回動の交互切替え制御を行
   なうとともに、バケットに加わる掘削抵抗の垂直成分が
   該垂直抵抗に関する所定の設定値を越えた時点で前記交
   互切替え制御を中止し、その後はバケットのチルト動の
   みを行なうようにして掘削を終了する積込機械の自動掘
   削装置において、 前記垂直掘削抵抗に関して前記設定値と異なる他の目標
   値を設定し、前記交互切替え制御のときのバケットのチ
   ルト駆動の最中に、前記垂直掘削抵抗を前記目標値と比
   較し、前記垂直掘削抵抗が前記目標値より小さくなつた
   場合、バケットを所定角チルトバックし、その後バケッ
   トをチルト側に駆動する制御手段を具えるようにした積
   込機械の自動掘削装置。
2. （２）前記制御手段は、前記チルト駆動の最中に、水平
   掘削抵抗が所定の設定値より小さくなったとき前記垂直
   掘削抵抗と目標値との比較を行なう特許請求の範囲第（
   １）項記載の積込機械の自動掘削装置。
3. （３）前記目標値はバケットの刃先高さを変数とする値
   である特許請求の範囲第（１）項記載の積込機械の自動
   掘削装置。