(57)【要約】  ブレード制御システムは、基準面に対する前記車体の前傾角度と、基準位置に対する前記リフトフレームのリフト角度との和を算出するブレード角度算出部と、前記前傾角度と前記リフト角度との和から所定角度を引いた値である差分角を算出する差分角算出部と、前記差分角に基づいて前記比例制御弁の開口度を設定する開口度設定部と、前記ブレードによる掘削の開始から所定時間経過するまでの間、前記開口度設定部によって設定された前記開口度に応じて前記比例制御弁を制御するリフト制御部と、を備える。
2013051379.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に対して上下揺動可能に取り付けられるリフトフレームと、
前記リフトフレームの先端に取り付けられるブレードと、
前記リフトフレームを上下揺動させるリフトシリンダと、
前記リフトシリンダに作動油を供給する制御弁と、
基準面に対する前記車体の前傾角度と、基準位置に対する前記リフトフレームのリフト角度との和を算出するブレード角度算出部と、
前記前傾角度と前記リフト角度との和から所定角度を引いた値である差分角を算出する差分角算出部と、
前記差分角に基づいて前記制御弁の開口度を設定する開口度設定部と、
前記ブレードによる掘削の開始から所定時間経過するまでの間、前記開口度設定部によって設定された前記開口度に応じて前記制御弁を制御するリフト制御部と、
を備えるブレード制御システム。
【請求項２】
前記リフトフレームが前記基準位置より上方に位置し、かつ、前記ブレードに掛かる負荷が所定値より小さいか否かを判定する判定部を備え、
前記開口度設定部は、前記ブレードによる掘削が開始された場合において、前記リフトフレームが前記基準位置より上方に位置し、かつ、前記ブレードに掛かる負荷が所定値より小さいと前記判定部によって判定されたときには、前記リフトフレームが前記基準位置より上方に位置しない、或いは、前記ブレードに掛かる負荷が前記所定値より小さくないと前記判定部によって判定されたときよりも、前記制御弁の前記開口度を大きく設定する、
請求項１に記載のブレード制御システム。
【請求項３】
前記ブレードに掛かるブレード負荷を取得するブレード負荷取得部を備え、
前記リフト制御部は、前記ブレードによる掘削の開始から前記所定時間経過後は、前記ブレード負荷と目標負荷との差分に応じて前記制御弁の開口度を制御する、
請求項１に記載のブレード制御システム。
【請求項４】
前記ブレードに掛かるブレード負荷を取得するブレード負荷取得部を備え、
前記リフト制御部は、前記ブレードによる掘削の開始後において、前記ブレード負荷が所定閾値より大きい状態が所定時間継続した場合、前記ブレード負荷と目標負荷との差分に応じて前記制御弁の開口度を制御する、
請求項１に記載のブレード制御システム。
【請求項５】
車体と、
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のブレード制御システムと、
を備える建設機械。
【請求項６】
前記車体に取り付けられる一対の履帯を含む走行装置
を備える請求項５に記載の建設機械。
【請求項７】
車体に対して上下揺動可能に取り付けられるリフトフレームの先端に取り付けられるブレードによる掘削の開始から所定時間経過するまでの間、基準面に対する前記車体の前傾角度と基準位置に対する前記リフトフレームのリフト角度との和が所定の角度範囲に収まるように前記リフト角度を調整するブレード制御方法。
【請求項８】
前記ブレードによる掘削の開始から所定時間経過するまでの間、前記前傾角度と基前記リフト角度との和が所定角度になるように前記リフトフレームを下降させる請求項７に記載のブレード制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレード制御システム、建設機械、およびブレード制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ブルドーザやモータグレーダなどの建設機械において、効率の良い掘削作業を行うことを目的として、ブレードの上下位置を自動調整することによってブレードに掛かる負荷（以下、「ブレード負荷」という）を目標値に保持させる掘削制御が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１０６２３９号公報
【発明の概要】
【０００４】
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、特許文献１の手法では、掘削開始時に急な傾きが建設機械に生じると効率的に掘削できない場合がある。具体的には、掘削開始地点（すなわち、ブレードの刃先が挿入された位置）を起点に形成される掘削斜面に建設機械が乗り入れると、建設機械自体の急な前傾に伴ってブレードが地面深くに差し込まれ、ブレード負荷が急激に上昇する。そのため、上述の掘削制御に従ってブレードが上方に急駆動されることによって、ブレードに抱えられている土砂が周辺にまき散らされてしまう場合がある。
【０００５】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、効率的な掘削を可能とするブレード制御システム、建設機械、およびブレード制御方法を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段）
第１の態様に係るブレード制御システムは、車体に対して上下揺動可能に取り付けられるリフトフレームと、リフトフレームの先端に取り付けられるブレードと、リフトフレームを上下揺動させるリフトシリンダと、リフトシリンダに作動油を供給する制御弁と、基準面に対する車体の前傾角度と、基準位置に対するリフトフレームのリフト角度との和を算出するブレード角度算出部と、前傾角度とリフト角度との和から所定角度を引いた値である差分角を算出する差分角算出部と、差分角に基づいて制御弁の開口度を設定する開口度設定部と、ブレードによる掘削の開始から所定時間経過するまでの間、開口度設定部によって設定された開口度に応じて制御弁を制御するリフト制御部と、を備える。
【０００６】
第１の態様に係るブレード制御システムによれば、前傾角度を考慮したブレード制御が実行されるので、掘削斜面に乗り入れたブルドーザが前傾した場合には、ブレードを迅速かつ適切に上昇させることができる。そのため、ブレードが地面深くに貫入されることによるブレード負荷の急激な上昇を抑制できるので、ブレード負荷に応じたブレード制御が実行される場合に比べて、ブレードの急駆動が緩和される。この結果、土砂が周辺にまき散らされることが抑制されるので、効率的な掘削を実現することができる。
【０００７】
第２の態様に係るブレード制御システムは、第１の態様に係り、リフトフレームが基準位置より上方に位置し、かつ、ブレードに掛かる負荷が所定値より小さいか否かを判定する判定部を備え、開口度設定部は、ブレードによる掘削が開始された場合において、リフトフレームが基準位置より上方に位置し、かつ、ブレードに掛かる負荷が所定値より小さいと判定部によって判定されたときには、リフトフレームが基準位置より上方に位置しない、或いは、ブレードに掛かる負荷が所定値より小さくないと判定部によって判定されたときよりも、制御弁の開口度を大きく設定する。
【０００８】
第２の態様に係るブレード制御システムによれば、迅速にブレードを下降させることができるので、より効率的な掘削を実現することができる。
【０００９】
第３の態様に係るブレード制御システムは、第１の態様に係り、ブレードに掛かるブレード負荷を取得するブレード負荷取得部を備える。リフト制御部は、ブレードによる掘削の開始から所定時間経過後は、ブレード負荷と目標負荷との差分に応じて制御弁の開口度を制御する。
【００１０】
第３の態様に係るブレード制御システムによれば、掘削開始直後における土砂のまき散らしを抑制するとともに、その後はブレード負荷と目標負荷との差分を基準とした効率的な掘削を実行することができる。
【００１１】
第４の態様に係るブレード制御システムは、第１の態様に係り、ブレードに掛かるブレード負荷を取得するブレード負荷取得部を備え、リフト制御部は、ブレードによる掘削の開始後において、ブレード負荷が所定閾値より大きい状態が所定時間継続した場合、ブレード負荷と目標負荷との差分に応じて制御弁の開口度を制御する。
【００１２】
第４の態様に係るブレード制御システムによれば、掘削開始直後における土砂のまき散らしを抑制するとともに、その後はブレード負荷と目標負荷との差分を基準とした効率的な掘削を実行することができる。
【００１３】
第５の態様に係る建設機械は、車体と、第１乃至第４いずれかの態様に係るブレード制御システムと、を備える。
【００１４】
第６の態様に係る建設機械は、第５の態様に係り、車体に取り付けられる一対の履帯を含む走行装置を備える。
【００１５】
第７の態様に係るブレード制御方法は、車体に対して上下揺動可能に取り付けられるリフトフレームの先端に取り付けられるブレードによる掘削の開始から所定時間経過するまでの間、基準面に対する車体の前傾角度と基準位置に対するリフトフレームのリフト角度との和が所定の角度範囲に収まるようにリフト角度を調整する。
【００１６】
第８の態様に係るブレード制御方法は、第７の態様に係り、ブレードによる掘削の開始から所定時間経過するまでの間、前傾角度と基リフト角度との和が所定角度になるようにリフトフレームを下降させる。
（発明の効果）
本発明によれば、効率的な掘削を可能とするブレード制御システム、建設機械、およびブレード制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ブルドーザの全体構成を示す側面図
【図２】ブレード制御システムの構成を示すブロック図
【図３】ブレードコントローラの機能を示すブロック図
【図４】掘削開始直後におけるブルドーザの状態を示す模式図
【図５】図１の部分拡大図
【図６】差分角と比例制御弁への指令値との関係を示すマップ
【図７】ブレードコントローラの動作を説明するためのフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なっている場合がある。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１９】
以下、「建設機械」の一例であるブルドーザについて、図面を参照しながら説明する。以下の説明において、「上」「下」「前」「後」「左」「右」とは、運転席に着座したオペレータを基準とする用語である。
【００２０】
《ブルドーザ１００の全体構成》
図１は、実施形態に係るブルドーザ１００の全体構成を示す側面図である。
【００２１】
ブルドーザ１００は、車体１０と、走行装置２０と、リフトフレーム３０と、ブレード４０と、リフトシリンダ５０と、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）６０と、一対のスプロケット７０と、駆動トルクセンサ８０と、を備える。また、ブルドーザ１００は、ブレード制御システム２００を搭載している。ブレード制御システム２００の構成および動作については後述する。
【００２２】
車体１０は、運転室１１とエンジン室１２とを有する。運転室１１には、図示しないシートや各種操作装置が内装されている。エンジン室１２は、運転室１１の前方に配置され、図示しないエンジンを収容する。
【００２３】
走行装置２０は、一対の履帯（図１において、左側の履帯のみ図示）によって構成され、車体１０の下部に取り付けられている。走行装置２０は、一対のスプロケット７０によって回転される。
【００２４】
リフトフレーム３０は、車幅方向において走行装置２０の内側に配置される。リフトフレーム３０は、車幅方向に平行な軸心Ｘを中心として、車体１０に対して上下揺動可能に取り付けられている。リフトフレーム３０は、球関節部３１を介してブレード４０を支持している。
【００２５】
ブレード４０は、車体１０の前方に配置される。ブレード４０は、球関節部３１に連結される自在継手４１を介してリフトフレーム３０に支持されている。ブレード４０は、リフトフレーム３０の上下揺動に伴って上下に移動する。ブレード４０の下端部には、掘削時や整地時に地面に挿入される刃先４０Ｐが形成されている。
【００２６】
リフトシリンダ５０は、車体１０とリフトフレーム３０とに連結される。リフトシリンダ５０の伸縮に応じて、リフトフレーム３０が軸心Ｘを中心として上下揺動する。リフトシリンダ５０は、リフトシリンダ５０のストローク長さ（以下、「リフトシリンダ長Ｌ」という。）を検出するリフトシリンダセンサ５１を有する。リフトシリンダセンサ５１は、図示しないが、シリンダロッドの位置を検出するための回転ローラと、シリンダロッドの位置を原点復帰するための磁力センサと、によって構成されている。リフトシリンダセンサ５１は、後述するブレードコントローラ２１０（図２参照）にリフトシリンダ長Ｌを通知する。
【００２７】
ＩＭＵ６０は、前後左右における車体傾斜角を示す車体傾斜角データを取得する。ＩＭＵ６０は、車体傾斜角データを後述するブレードコントローラ２１０に送信する。
【００２８】
一対のスプロケット７０は、エンジン室１２内のエンジンによって駆動される。一対のスプロケット７０の駆動に応じて走行装置２０が回転する。
【００２９】
駆動トルクセンサ８０は、一対のスプロケット７０の駆動トルクを示す駆動トルクデータを取得する。駆動トルクセンサ８０は、駆動トルクデータをブレードコントローラ２１０に送信する。
【００３０】
《ブレード制御システム２００の構成》
図２は、実施形態に係るブレード制御システム２００の構成を示すブロック図である。
【００３１】
ブレード制御システム２００は、ブレードコントローラ２１０、回転数センサ２２０、ブレード制御実行ボタン２３０、比例制御弁２４０および油圧ポンプ２５０を備える。
【００３２】
回転数センサ２２０は、一対のスプロケット７０の回転数を示す回転数を検出する。回転数センサ２２０は、一対のスプロケット７０の回転数を示す回転数データをブレードコントローラ２１０に送信する。
【００３３】
ブレード制御実行ボタン２３０は、運転室１１に配置されており、ブレード制御の実行開始指示をオペレータから受けつける。ブレード制御実行ボタン２３０は、実行開始指示を受けつけた場合、ブレード制御実行指示をブレードコントローラ２１０に送信する。
【００３４】
ブレードコントローラ２１０は、リフトシリンダセンサ５１から受信するリフトシリンダ長Ｌと、ＩＭＵ６０から受信する車体傾斜角データと、駆動トルクセンサ８０から受信する駆動トルクデータと、回転数センサ２２０から受信する回転数データと、ブレード制御実行ボタン２３０から受信するブレード制御実行指示とに基づいて、比例制御弁２４０に指令値を出力する。ブレードコントローラ２１０の機能及び動作については後述する。
【００３５】
比例制御弁２４０は、リフトシリンダ５０と油圧ポンプ２５０との間に配置される。比例制御弁２４０の開口度は、ブレードコントローラ２１０から出力される指令値によって制御される。
【００３６】
油圧ポンプ２５０は、エンジンと連動しており、比例制御弁２４０を介してリフトシリンダ５０に作動油を供給する。油圧ポンプ２５０からリフトシリンダ５０への作動油の供給量は、比例制御弁２４０の開口度に応じて決められる。
【００３７】
《ブレードコントローラ２１０の機能》
図３は、ブレードコントローラ２１０の機能を示すブロック図である。図４は、掘削開始直後におけるブルドーザ１００の状態を示す模式図である。
【００３８】
図３に示すように、ブレードコントローラ２１０は、前傾角度取得部３００と、リフト角度取得部３０１と、ブレード角度算出部３０２と、車速取得部３０３と、第１判定部３０４と、記憶部３０５と、差分角算出部３０６と、ブレード負荷取得部３０７と、第２判定部３０８と、指令値設定部３０９と、タイマ３１０と、第３判定部３１１と、リフト制御部３１２とを備える。
【００３９】
前傾角度取得部３００は、ＩＭＵ６０から受信する車体傾斜角データに基づいて、図４に示す基準面Ｓに対する車体１０の前傾角度θａを算出する。基準面Ｓは、掘削開始時にブルドーザ１００が載置されている地面であればよいが、掘削開始時にブルドーザ１００が位置する地面であってもよい。図４に示すように、掘削が開始されると、刃先４０Ｐが最初に挿入された掘削開始地点Ｊを起点とする掘削斜面Ｋがブルドーザ１００の前方に形成される。ブルドーザ１００は、基準面Ｓから掘削斜面Ｋに乗り入れる際、ブルドーザ１００の重心が掘削開始地点Ｊを乗り越えた時点で前傾する。前傾角度取得部３００は、このときの車体１０の前傾角度θａを取得する。
【００４０】
リフト角度取得部３０１は、リフトシリンダセンサ５１から受信するリフトシリンダ長Ｌに基づいて、図４に示すブレード４０のリフト角度θｂを算出する。図４に示すように、リフト角度θｂは、リフトフレーム３０の基準位置からの下降角度、すなわち、刃先４０Ｐの地中への貫入深さに対応する。なお、図４では、リフトフレーム３０の“基準位置”が一点鎖線で示され、リフトフレーム３０の“現在位置”が実線で示されている。リフトフレーム３０の基準位置とは、刃先４０Ｐが基準面Ｓに接地する状態でのリフトフレーム３０の位置である。
【００４１】
ここで、図５は、図１の部分拡大図であり、リフト角度θｂの算出方法を説明するための模式図である。図５に示すように、リフトシリンダ５０は、前側回動軸１０１においてリフトフレーム３０に回動可能に取り付けられており、後側回動軸１０２において車体１０に回動可能に取り付けられている。図５において、鉛直線１０３は、上下方向に沿った直線であり、原点指示線１０４は、ブレード４０の原点位置を示す直線である。また、第１長さＬａは、前側回動軸１０１とリフトフレーム３０の軸Ｘとを結ぶ直線の長さであり、第２長さＬｂは、後側回動軸１０２とリフトフレーム３０の軸Ｘとを結ぶ直線の長さである。さらに、第１角度θ１は、軸Ｘを頂点として前側回動軸１０１と後側回動軸１０２とが成す角度であり、第２角度θ２は、軸Ｘを頂点として前側回動軸１０１とリフトフレーム３０の上辺とが成す角度であり、第３角度θ３は、軸Ｘを頂点として後側回動軸１０２と鉛直線１０３が成す角度である。第１長さＬａ、第２長さＬｂ、第２角度θ２および第３角度θ３は固定値であり、リフト角度取得部３０１はこれらの固定値を記憶している。なお、第２角度θ２および第３角度θ３の単位はラジアンである。
【００４２】
まず、リフト角度取得部３０１は、余弦定理に基づく式（１）及び式（２）を用いて第１角度θ１を算出する。
【００４３】
Ｌ２＝Ｌａ２+Ｌｂ２−２ＬａＬｂ×cos（θ1）  ・・・（１）
θ１＝cos−１（(Ｌａ２+Ｌｂ２−Ｌ２)/２ＬａＬｂ）  ・・・（２）
次に、リフト角度取得部３０１は、式（３）を用いてリフト角度θｂを算出する。
【００４４】
θｂ＝θ１+θ２−θ３−π/２  ・・・（３）
ブレード角度算出部３０２は、車体１０の前傾角度θａとリフトフレーム３０のリフト角度θｂとの和（以下、「ブレード角度θｃ」という。）を算出する。すなわち、θｃ＝θａ+θｂが成立しており、ブレード角度θｃは、基準面Ｓに対するブレード４０のリフト角度である。
【００４５】
車速取得部３０３は、回転数センサ２２０から受信する回転数データに基づいて、ブルドーザ１００の車速を算出する。
【００４６】
第１判定部３０４は、車速取得部３０３によって算出された車速が“０”より大きく、かつ、ブレード制御実行指示をブレード制御実行ボタン２３０から受信したか否かを判定する。
【００４７】
記憶部３０５は、ブレードコントローラ２１０の制御に用いられる各種情報を記憶している。具体的に、記憶部３０５は、目標ブレード角度θｄを記憶している。目標ブレード角度θｄとは、ブレード４０を掘削開始時に地面に貫入させるのに適した角度である。本実施形態において目標ブレード角度θｄは、リフトフレーム３０の基準位置から下に数度（例えば、−３°程度）に設定できるが、これに限られるものではなく、リフトフレーム３０の基準位置に設定されていてもよい。
【００４８】
また、記憶部３０５は、図６に示すマップを記憶している。ゲイン曲線Ｙは、後述する差分角Δθと比例制御弁２４０への指令値との関係を規定している。
【００４９】
差分角算出部３０６は、ブレード角度θｃから目標ブレード角度θｄを引いた値である差分角Δθを算出する。すなわち、Δθ＝θｃ−θｄが成立している。
【００５０】
ブレード負荷取得部３０７は、駆動トルクセンサ８０から受信する駆動トルクデータに基づいて、ブレード４０に掛かる負荷（以下、「ブレード負荷Ｍ」という。）を算出する。ブレード負荷Ｍは、掘削抵抗、或いは、牽引力と言い換えることができる。
【００５１】
第２判定部３０８は、リフト角度θｂが“０°”より大きく、かつ、ブレード負荷Ｍが０．２Ｗ（Ｗは、ブルドーザ１００の車重）より小さいか否かを判定する。
【００５２】
指令値設定部３０９（開口度設定部の一例）は、図６に示すマップを参照して、差分角Δθに基づいて上昇指令値又は下降指令値を設定する。上昇指令値および下降指令値は、比例制御弁２４０の開口度に対応している。ここで、図６のゲイン曲線Ｙから分かる通り、指令値設定部３０９は、差分角Δθが２°以上の場合に上昇指令値を設定し、差分角Δθが−２°以下の場合に下降指令値を設定する。これは、ブレード角度θｃがθｄ±２°の範囲内に収まるようにリフト制御が実行されることを意味している。なお、指令値が“０”に設定される範囲は±２°に限らず、適宜設定することができる。
【００５３】
また、指令値設定部３０９は、リフト角度θｂが“０°”より大きく、かつ、ブレード負荷Ｍが０．２Ｗより小さいと第２判定部３０８によって判定された場合、一旦設定した下降指令値を増大させる。指令値設定部３０９は、比例制御弁２４０が全開されるような値まで下降指令値を増大してもよい。
【００５４】
タイマ３１０は、掘削開始からの経過時間と、ブレード負荷Ｍが所定の閾値（例えば、０．３５Ｗ）より大きい状態の継続時間とを計測する。タイマ３１０は、ブレード制御実行ボタン２３０がブレード制御の実行開始指示を受けつけたタイミングを、掘削開始のタイミングとして用いることができる。
【００５５】
第３判定部３１１は、タイマ３１０による計測時間が所定時間（例えば、０．５秒）を超えたか否かを判定する。
【００５６】
リフト制御部３１２は、タイマ３１０による計測時間が所定時間を超えたと第３判定部３１１によって判定されない場合、指令値設定部３０９によって設定された上昇指令値又は下降指令値を比例制御弁２４０に出力する。これによって、車体１０の前傾角度θａとリフトフレーム３０のリフト角度θｂとの和（ブレード角度θｃ）が所定の角度範囲（−５°≦θｃ≦−１°）に収まるように、リフト角度θｂが調整される。
【００５７】
リフト制御部３１２は、タイマ３１０による計測時間が所定時間を超えたと第３判定部３１１によって判定された場合、ブレード負荷取得部３０７によって取得されるブレード負荷Ｍと目標負荷との差分に応じて、比例制御弁２４０の開口度を制御する。すなわち、リフト制御部３１２は、計測時間が所定時間を超えた場合には、ブレード角度θｃの大小に関わらず、ブレード負荷Ｍに応じてリフト角度θｂを調整する。なお、目標負荷は、例えば０．４Ｗ〜０．７Ｗの範囲で設定されていればよい。
【００５８】
《ブレードコントローラ２１０の動作》
図７は、ブレードコントローラ２１０の動作を説明するためのフロー図である。
【００５９】
まず、ステップＳ１において、ブレードコントローラ２１０は、ＩＭＵ６０から取得する車体傾斜角データに基づいて、基準面Ｓに対する車体１０の前傾角度θａを算出する。
【００６０】
次に、ステップＳ２において、ブレードコントローラ２１０は、リフトシリンダセンサ５１から取得するリフトシリンダ長Ｌに基づいて、ブレード４０のリフト角度θｂを算出する。
【００６１】
次に、ステップＳ３において、ブレードコントローラ２１０は、前傾角度θａとリフト角度θｂとの和（すなわち、ブレード角度θｃ）を算出する。
【００６２】
次に、ステップＳ４において、ブレードコントローラ２１０は、車速が“０”より大きく、かつ、ブレード制御実行指示を受信したか否かを判定する。いずれの条件も満たされている場合、処理はステップＳ５に進む。いずれかの条件が満たされていない場合、処理はステップＳ１に戻る。
【００６３】
次に、ステップＳ５において、ブレードコントローラ２１０は、ブレード角度θｃと目標ブレード角度θｄとの差分角Δθを算出する。  次に、ステップＳ６において、ブレードコントローラ２１０は、図６のマップに示されるゲイン曲線Ｙを参照して、差分角Δθに基づいて上昇指令値又は下降指令値を設定する。
【００６４】
次に、ステップＳ７において、ブレードコントローラ２１０は、リフト角度θｂが０°より大きく、かつ、ブレード負荷Ｍが０．２Ｗより小さいか否か、即ちブレードが接地しておらず中空にあるか、かつブレード負荷が小さいかを判定する。いずれの条件も満たされる場合、処理はステップＳ８に進む。いずれかの条件が満たされない場合、処理はステップＳ９に進む。
【００６５】
次に、ステップＳ８において、ブレードコントローラ２１０は、ステップＳ６において取得した下降指令値を増大させる。
【００６６】
次に、ステップＳ９において、ブレードコントローラ２１０は、上昇指令値又は下降指令値を比例制御弁２４０に出力する。これにより、比例制御弁２４０からリフトシリンダ５０への作動油が供給されて、車体１０の前傾角度θａとリフトフレーム３０のリフト角度θｂとの和（ブレード角度θｃ）が所定の角度範囲（−５°≦θｃ≦−１°）に収まるようにリフト角度θｂが調整される。
【００６７】
次に、ステップＳ１０において、ブレードコントローラ２１０は、タイマ３１０による計測時間が所定時間を超えたか否かを判定する。タイマ３１０による計測時間が所定時間を超えた場合、処理はステップＳ１０に進む。タイマ３１０による計測時間が所定時間を超えていない場合、処理はステップＳ１に戻る。なお、タイマ３１０による計測時間とは、掘削開始からの経過時間、もしくは、ブレード負荷Ｍが所定の閾値より大きい状態の継続時間のいずれかである。
【００６８】
次に、ステップＳ１１において、ブレードコントローラ２１０は、ブレード角度θｃの大小に関わらず、ブレード負荷Ｍが目標負荷に近づくように、比例制御弁２４０の開口度を制御する。
【００６９】
《作用および効果》
（１）本実施形態に係るブレードコントローラ２１０は、掘削開始時に、車体１０の前傾角度θａとリフトフレーム３０のリフト角度θｂとの和（ブレード角度θｃ）が所定の角度範囲（−５°≦θｃ≦−１°）に収まるようにリフト角度θｂを調整する。
【００７０】
このように、前傾角度θａを考慮したブレード制御が実行されるので、掘削斜面Ｋにブルドーザ１００が乗り入れて前傾した場合には、ブレード４０を迅速かつ適切に上昇させることができる。そのため、ブレード４０が地面深くに貫入されブレード負荷Ｍが急激に上昇することを抑制できるので、ブレード負荷Ｍのみに応じてブレード制御が実行される場合に比べて、ブレード４０の急駆動が緩和される。この結果、土砂が周辺にまき散らされることが抑制されるので、効率的な掘削を実現することができる。
【００７１】
（２）ブレードコントローラ２１０は、掘削開始時に、ブレード角度θｃが目標ブレード角度θｄ（所定角度の一例）になるようにリフトフレーム３０を下降させる。
【００７２】
そのため、目標ブレード角度θｄを適切に設定することによって、掘削開始直後における効率的な掘削を実現することができる。
【００７３】
（３）ブレードコントローラ２１０は、リフト角度θｂが０°より大きく、かつ、ブレード負荷Ｍが０．２Ｗ（所定値の一例）より小さいという条件が満たされる場合、下降指令値を増大させることによって、比例制御弁２４０の開口度を大きくする。
【００７４】
従って、迅速にブレード４０を下降させることができるので、より効率的な掘削を実現することができる。
【００７５】
（４）ブレードコントローラ２１０は、掘削開始からの経過時間、もしくは、ブレード負荷Ｍが所定の閾値より大きい状態の継続時間のいずれかが所定時間（例えば、０．５秒）以上継続した場合、ブレード負荷Ｍが目標負荷に近づくように、比例制御弁２４０の開口度を制御する。
【００７６】
従って、掘削開始直後には土砂のまき散らしを抑制するとともに、その後には効率的な掘削を実行することができる。
【００７７】
《その他の実施形態》
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００７８】
（Ａ）上記実施形態において明示した各数値は、上述した値に限られるものではなく、適宜設定することができる。
【００７９】
（Ｂ）上記実施形態では、図６においてゲイン曲線Ｙの一例を挙げて説明したが、これに限られるものではない。ゲイン曲線Ｙの形状は適宜設定することができる。
【００８０】
（Ｃ）上記実施形態において、ブレード負荷は、駆動トルクデータに基づいて算出されることとしたが、これに限られるものではない。ブレード負荷は、例えば、トランスミッション、ステアリング機構及び終減速機構までの減速比とスプロケットの径とを、エンジントルクに乗算することによっても得ることができる。
【００８１】
（Ｄ）上記実施形態では、「建設機械」としてブルドーザを例に挙げて説明したが、これに限られるものではなく、モータグレーダなどであってもよい。
【００８２】
（Ｅ）上記実施形態では、図４に示すように、ブルドーザ１００が坂を下りながら掘削する場合について説明したが、このような場合に限られるものではない。本発明は、ブルドーザ１００が坂を上りながら掘削する場合にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明のブレード制御システムは、効率的な掘削を可能なため、建設機械分野に広く適用可能である。
【符号の説明】
【００８４】
３０…リフトフレーム
４０…ブレード
６０…リフトシリンダ
２４０…制御弁
３０２…ブレード角度算出部
３０６…差分角算出部
３０９…指令値設定部
３１２…リフト制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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