JPS644013B2

JPS644013B2 -

Info

Publication number: JPS644013B2
Application number: JP484282A
Authority: JP
Inventors: Yukiro Sasaki
Original assignee: Caterpillar Mitsubishi Ltd
Current assignee: Caterpillar Mitsubishi Ltd
Priority date: 1982-01-18
Filing date: 1982-01-18
Publication date: 1989-01-24
Also published as: JPS58123932A

Description

【発明の詳細な説明】この発明はブレード乃至バケツト等の作業機を
備えた土工車輛の作業時におけるスリツプを自動
的に解消するためのスリツプ自動補正装置に関す
る。

通常、土工車輛は、押土等作業時におけるブレ
ード等の作業機負荷が過大になると、履帯乃至車
輪のスリツプを招くことが多く、履帯や車輪の摩
耗要因となり、かつ作業能率等に支障をきたす結
果となつている。

そのスリツプ発生要因は、上述の如き作業機の
過大負荷のほかに路面の形状や履帯乃至車輪の形
状等による場合もあるため一率ではないが、如何
なる要因からのスリツプ発生時においてもそれを
解消する必要がある。

そこで従来は、オペレータが総合的に判断して
最少限のスリツプで最大の作業量を得るべく車輛
および作業機をマニユアル操作している。

しかし、かかるマニユアル操作は相当な熟練を
要し且つ労力を費やすのみならず、土工車輛の無
人化を図る場合に解決しなければならない大きな
問題でもある。

また、作業機の過大負荷に起因したスリツプ発
生時に、それを解消すべく作業機を負荷軽減方向
に補正動作させる場合、該補正動作を適切に遂行
させ得ないと、本来、平滑に仕上げるべき路面等
に凸凹が生じるなど、所期の均平精度に影響を及
ぼす結果にもなる。

この発明は上記事情に鑑みてなされ、その主目
的は、土工作業時の車輛スリツプを早期に予知及
至検出し、その時点で該スリツプを信号制御によ
り自動的に解消できるようにした土工車輛のスリ
ツプ自動補正装置を提供するにある。

この発明は上記主目的を達成すべく、車輛各部
のコンポーネントの稼動状況および作業機負荷等
を自動検出し、該検出信号に基づいたコンピユー
タ制御で車輛および作業機を補正動作させること
により、スリツプ発生を未然に防止し、或いは該
スリツプを早期に且つ確実に解消できるようにし
たことを特徴とする。

この発明のまたの目的は、車輛性能の向上はも
とより、該車輛の完全無人化運転に大きく寄与す
る土工車輛のスリツプ自動補正装置を提供するに
ある。

この発明は上記問題点を解決するために、 (a) ブレード乃至バケツト等の作業機と、該作業
機駆動用の油圧系統とを備えた土工車輌のスリ
ツプを自動補正する装置にして、 (b) 土工作業時の作業機負荷を検出するセンサを
設ける、 (c) 車輌の動力伝達系コンポーネントの稼動状態
を検出するセンサを設ける、 (d) こられのセンサから入力した検出情報信号を
もとに、車輛スリツプの発生時または発生予知
時に作業機制御指令信号と車輌の牽引力制御指
令信号とを出力するスリツプ制御装置を設け
る、 (e) 該スリツプ制御装置からの作業機制御指令信
号を入力して作業機を負荷軽減方向に補正動作
させる作業機制御手段を設ける、 (f) 前記スリツプ制御装置から牽引力制御指令信
号を入力して車輌の動力伝達系統を制御する牽
引力制御手段を設ける、という技術的手段を講じている。

以下、この発明の好適実施例を図面に基づいて
説明する。

図示例の装輪式土工車輛１において、動力伝達
系統は、エンジン２からの動力が可変容量形のト
ルクコンバータ３とトランスミツシヨン４を介し
て出力軸５に、かつ該出力軸からデイフアレンシ
ヤル６を介して左右のアクスルシヤフト７，８お
よび左右両輪９，１０に伝達される周知構成にな
つている。

かかる車輛１には、図示例の場合の作業機とし
てバケツト１１が装備してある。

該バケツト１１は、リフト用およびチルト用の
油圧シリンダ１２および１３によつて駆動され
る。

各油圧シリンダ１２，１３は、車輛１が備える
図示省略の油圧系統から電磁制御弁等を介して圧
油が供給されることにより選択的に作動する。

上記車輛１には、土工作業時の作業機負荷を検
出するためのセンサ１５〜１８と、動力伝達系統
の各コンポーネントの稼動状況を検出するための
センサ１９〜２４とが装備してある。

作業機負荷検出用のセンサ１５〜１８は、図示
例の場合、チルト用油圧シリンダ１３のヘツド側
とボトム側の各油圧を個別的に検出するためのチ
ルト系圧力センサ１５，１６と、同じくリフト用
油圧シリンダ１２のヘツド側とボトム側の油圧を
検出するリフト系圧力センサ１７，１８とからな
つている。

一方、動力伝達系統のセンサ１９〜２４は、図
示例の場合、エンジン２の回転数検出用センサ２
４と、トルクコンバータ３の伝達トルクレベル検
出用センサ２３と、トランスミツシヨン４の速度
段検出用センサ２２と、出力軸５の回転数を検出
する車速センサ２１と、左右ドライブ系として例
示したアクスルシヤフト７，８のそれぞれの回転
数を個々に検出する左右一対のスリツプセンサ２
０，１９とからなつている。

各センサ１５〜２４は、それぞれの出力部がス
リツプ制御装置として用いられるマイクロコンピ
ユータ（以下、マイコンと略称）２５の入力装置
２５Ａに接続してある。

マイコン２５は、前記入力装置２５Ａと出力装
置２５ＢのほかにCPUとメモリ（共に図示せず）
を有し、該メモリには車輛１の運転条件およびバ
ケツト１１の作業位置等を設定するための基準デ
ータが予めプログラミングされるか、或いはオペ
レータからの運転制御信号を入力するようになつ
ている。

また、マイコン２５は、各センサ１５〜２４か
らの入力情報と、これに基づく情報処理結果の制
御指令情報とを表示するための表示機器２６とを
備えている。

更に、マイコン２５の出力装置２５Ｂは、車輛
１の牽引力制御手段２７と作業機制御手段２８と
に接続してある。

しかして、車輛１を前進走行させながらバケツ
ト１１を所定の作業位置に変位保持させると、該
バケツトによる土砂積込等の土工作業が遂行され
る。

該作業時における装輪式の土工車輛１は、前述
の如くデイフアレンシヤル６を有しているため、
車輪９，１０に牽引負荷が生じて接地抵抗の限界
を超えた場合、両車輪９，１０が共にスリツプし
始めることは極めて希である。従つて、この場
合、両車輪９，１０に回転差が生じる。

その回転差は、アクスルシヤフト７，８のそれ
ぞれの回転数をスリツプセンサ１９，２０が検出
していることによつて判明する。その検出情報を
マイコン２５が取込んでスリツプ発生を予知す
る。

同時に、マイコン２５は、その他のセンサ１５
〜１８および２１〜２４からの情報をも取込んで
いる。

もつて、マイコン２５は各センサ１５〜２４か
らの入力情報を処理、判断し、その結果の制御指
令信号を牽引力制御手段２７乃至作業機制御手段
２８に伝送する。

即ち、マイコン２５は各センサ１５〜２４から
の入力情報を処理することによつて、スリツプ発
生要因が何かを判断する。

例えば、その要因がバケツト１１の過負荷にあ
る場合、該負荷を軽減させるべくマイコン２５が
作業機負荷検出センサ１５〜１８からの情報に対
応した処理を遂行し、その結果の制御指令信号を
この場合は作業機制御手段２８に伝送する。

該手段２８は、前述の制御指令信号を入力する
ことにより、作業機駆動用油圧系統における油圧
シリンダ１２，１３の作動油圧力、ポンプ吐出
圧、油圧モータの駆動圧、バケツト１１の応力等
を自動制御する。

その制御により、バケツト１１が負荷軽減方向
に補正動作させられる。このため、作業機負荷に
起因したスリツプは早期に自動解消される。

一方、スリツプ発生要因が作業機負荷以外の例
えば路面状況等にある場合、マイコン２５からの
制御指令信号は牽引力制御手段２７に伝送され
る。

該手段２７は、その入力信号に基づいてエンジ
ン２の燃料噴射量、トルクコンバータ３の伝達ト
ルクレベル、トランスミツシヨン４の速度段等を
自動制御する。

もつて、車輛１の牽引力が自動補正されるた
め、作業機負荷以外の路面状況等に起因したスリ
ツプも自動解消される。

従つて、如何なる要因からのスリツプ発生時に
おいても、それを早期に自動解消できる。

以上は、装輪式土工車輛の場合であるが、この
発明は履帯式土工車輛にも実施し得ること勿論で
ある。

ただし、装輪式と履帯式とではスリツプ検出手
段に若干の差異が生じる。

即ち、左右履帯を油圧で個別に駆動している履
帯式土工車輛の場合、左右の履帯でスリツプが生
じたものと、そうでないものとでは、接地抵抗
（トラクシヨン系数）に差異が伴なう。その結果、
左右ドライブ油圧系のモータ駆動圧力に変化が生
じる。また、左右履帯の個別駆動でスリツプが発
生した場合、車輛姿勢が左右いずれかに変化す
る。

即ち、一方の履帯がスリツプにより空転して
も、対向側の履帯は駆動（回転）を続けるので車
輌が進行方向に対して左右方向のいづれかの方向
に曲がつて進む。これは装輪式であつても同様で
あるが、特に履帯式車輌は直進性を持たせるため
にデフアレンシヤルギアがないので上記車輌の姿
勢変化が明瞭に現われる。

従つて、この変化する車輌姿勢の変化を検出す
ればよい。

そこで、履帯式土工車輛の場合のスリツプ検出
手段としては、左右履帯ドライブ油圧系のポンプ
吐出圧、モータ駆動圧、モータトルク等、所謂、
左右履帯の駆動力を圧力センサで検出し、かつ車
輛自体が備える地磁気センサやジヤイロコンパス
等によつて車輛姿勢を検出すればよい。その他の
情報検出、情報処理、制御指令等は前述の装輪式
車輛の場合と基本的に変りないため、説明を省略
する。

従つて、履帯式土工車輛の場合も装輪式土工車
輛の場合と同じくスリツプを自動解消できる。

以上、この発明では、土工車輛の作業時におけ
る動力伝達系コンポーネントの稼動状況および作
業機負荷等を自動検出し、該検出情報をコンピユ
ータで処理した結果の制御指令信号により、スリ
ツプ発生時における車輛の牽引力制御や作業機の
補正動作を遂行させるようにしたので、土工作業
時の車輛スリツプを速やかに自動解消できる。

従つて、この発明によれば、土工車輛のスリツ
プに起因した作業上などの弊害を全て解消でき、
車輛性能の向上はもとより、スリツプ発生時にお
ける牽引力制御や作業機補正動作のためのマニユ
アル操作を必要としないので、土工車輛の無人化
運転に大きく寄与するなど、幾多のメリツトが得
られる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の好適実施例に係わるスリツプ
自動補正装置のシステムブロツク図である。１は土工車輛、２〜１０は車輛の動力伝達系コ
ンポーネント、１１は作業機として例示したバケ
ツト、１２，１３は作業機駆動用油圧系統の油圧
シリンダ、１５〜１８は作業機負荷検出用セン
サ、１９〜２４はコンポーネント系のセンサ、２
５はマイクロコンピユータ、２７は牽引力制御手
段、２８は作業機制御手段である。

Claims

【特許請求の範囲】１ブレード乃至バケツト等の作業機と、該作業
機駆動用の油圧系統とを備えた土工車輌のスリツ
プを自動補正する装置にして、土工作業時の作業
機負荷を検出するセンサと、車輌の動力伝達系コ
ンポーネントの稼動状況を検出するセンサと、こ
れらのセンサから検出情報信号を入力し、該入力
信号に基づいた情報処理を行つて車輌スリツプの
発生時または発生予知時に作業機制御指令信号と
車輌の牽引力制御指令信号とを出力するスリツプ
制御装置と、該スリツプ制御装置からの作業機制
御指令信号を入力して作業機を負荷軽減方向に補
正動作させる作業機制御手段と、前記スリツプ制
御装置から牽引力制御指令信号を入力して車輌の
動力伝達系統を制御する牽引力制御手段とからな
ることを特徴とした土工車輌のスリツプ自動補正
装置。２作業機負荷検出用のセンサは、土工作業時に
おける作業機駆動用油圧系統の油圧を検出する圧
力センサからなつていることを特徴とした特許請
求の範囲第１項記載の土工車輌のスリツプ自動補
正装置。３動力伝達系コンポーネントのセンサは、エン
ジン回転数、トルクコンバータの伝達トルクレベ
ル、トランスミツシヨンの速度段、トルクコンバ
ータ出力軸の回転数それぞれ個々に検出するセン
サと、左右ドライブ系のそれぞれの回転数乃至駆
動力あるいは車輌姿勢の左右方向への変化を検出
するスリツプセンサとからなつていることを特徴
とした特許請求の範囲第１項記載の土工車輌のス
リツプ自動補正装置。４スリツプ制御装置はマイクロコンピユータ構
成からなつており、車輌の運転条件および作業機
の作業位置を設定するための基準データを入力乃
至記憶し、該基準データと各センサからの入力情
報とを比較演算して車輌および作業機の適正制御
信号を出力するようになつていることを特徴とし
た特許請求の範囲第１項記載の土工車輌のスリツ
プ自動補正装置。５スリツプ制御装置は、各センサからの入力情
報と、情報処理結果の制御指令情報を表示する表
示機器を備えていることを特徴とした特許請求の
範囲第１項または第４項記載の土工車輌のスリツ
プ自動補正装置。６作業機制御手段は、スリツプ制御装置からの
入力信号に基づいて作業機駆動用油圧系統におけ
る油圧シリンダの作動油圧力、ポンプ吐出圧、油
圧モータの駆動圧、作業機応力等を制御するよう
になつていることを特徴とした特許請求の範囲第
１項記載の土工車輌のスリツプ自動補正装置。７牽引力制御手段は、スリツプ制御装置からの
入力信号に基づいてエンジンの燃料噴射量、トル
クコンバータの伝達トルク、トランスミツシヨン
の速度段等を制御するようになつていることを特
徴とした特許請求の範囲第１項記載の土工車輌の
スリツプ自動補正装置。