(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同時に起こる第１及び第２の動作モードにおける作業機械（１０）の作業器具（１４）を制御するための装置であって、
作業器具（１４）に対し、前記第１及び第２の動作制御モードを指定するよう動作可能な器具制御装置（２８）と、
前記作業器具（１４）と関連付けられ、前記作業器具（１４）の位置を示す信号を前記器具制御装置（２８）に送るために、前記器具制御装置（２８）に接続されたセンサ（４２）とを備え、前記器具制御装置（２８）が、前記センサ（４２）によって示されるように前記作業器具（１４）の所定の移動を求めることにより、前記作業器具（１４）に対する制御モードの指定を変更するよう動作可能であることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記器具制御装置（２８）は、前記作業器具（１４）の所定の回転を検出するよう動作可能であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記器具制御装置（２８）は、前記センサ（４２）からの信号を受信することにより、前記作業器具（１４）に対する前記第１及び第２制御モードの指定を反転にするよう動作可能であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記作業器具（１４）に対する前記第１及び第２制御モードの指定を選択するための、前記器具制御装置（２８）に接続された手動で作動可能な装置（３８）を備えたことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記作業器具（１４）に関連付けられ、前記作業器具（１４）のピッチ位置及びロール位置を示す信号を前記器具制御装置（２８）に送るための、前記器具制御装置（２８）に接続されたセンサ（４０）を備えたことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
同時に起こる第１及び第２の動作制御モードにおける作業機械(１０)の作業器具（１４）の対向する両側部を制御するための装置であって、
前記作業器具（１４）の対向する両側部に対し前記第１及び第２動作制御モードを指定するよう動作可能な器具制御装置（２８）を備え、前記作業器具（１４）の一側部は前記第１制御モードに指定されるとともに、前記作業器具（１４）の他側部は前記第２制御モードに指定され、更に
前記作業器具（１４）に関連付けられ、前記作業器具（１４）の位置を示す信号を前記器具制御装置（２８）に送るための、前記器具制御装置（２８）に接続されたセンサ（４２）を備え、前記器具制御装置（２８）は、前記センサ（４２）によって示されるように前記作業器具（１４）の所定の移動を求めることにより、前記作業器具（１４）の対向する両側部に対する前記第１及び第２制御モードを変更するよう動作可能であることを特徴とする装置。
【請求項７】
前記器具制御装置（２８）は、前記作業器具（１４）の所定の回転を検出するよう動作可能であることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記器具制御装置（２８）は、前記センサ（４２）からの前記信号を受信することにより、前記作業器具（１４）の対向する両側部に対する前記第１及び第２制御モードの指定を反転するよう動作可能であることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記作業器具（１４）の対向する両側部に対する前記第１及び第２制御モードの指定を選択するための、前記器具制御装置（２８）に接続された手動で作動可能な装置（３８）を備えたことを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
前記作業器具（１４）の各側部に関連付けられるとともに、前記器具制御装置（２８）に接続されたセンサ（３９）を備え、前記センサ（３９）の各々は、対応する前記作業器具（１４）の側部の上下位置を示す信号を前記器具制御装置（２８）に送るよう動作可能であることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項１１】
前記作業器具（１４）に関連付けられるとともに、前記作業器具（１４）の傾斜を示す信号を前記器具制御装置（２８）に送るための、前記器具制御装置（２８）に接続されるセンサ（４０）を備えたことを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項１２】
同時に起こる第１及び第２の動作モードにおける作業機械（１０）の作業器具（１４）の対向する両側部を制御するための装置であって、前記作業器具（１４）の対向する両側部に対し前記第１及び第２動作制御モードを指定するよう動作可能な器具制御装置（２８）を備え、前記作業器具（１４）の一側部は前記作業器具の前記第１制御モードに指定されるとともに、前記作業器具（１４）の他側部は前記第２制御モードに指定され、更に
前記作業器具（１４）の各側部の位置を変更するために、前記作業器具（１４）の各側部に連結された位置決め機構（２０）を備え、前記位置決め機構（２０）の一方は、前記作業器具（１４）の一側部を第１位置に移動させるよう動作可能であり、前記位置決め機構（２０）の他方は、前記作業器具（１４）の他側部を第２位置に移動させるよう動作可能であり、且つ
前記作業器具（１４）に関連付けられ、前記作業器具（１４）の位置を示す信号を前記器具制御装置（２８）に送るために、前記器具制御装置（２８）に接続されたセンサ（４２）を備え、前記器具制御装置（２８）は、前記センサ（４２）によって示されるように前記作業器具（１４）の所定の移動を求めることにより、前記作業器具（１４）の対向する両側部に対する、前記制御モードの指定と前記第１及び第２位置とを変更するよう動作可能であることを特徴とする装置。
【請求項１３】
前記器具制御装置（２８）は、前記センサ（４２）からの前記信号を受信することにより、前記作業器具（１４）の対向する両側部に対する前記第１及び第２制御モードの指定を反転にするよう動作可能であることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記器具制御装置（２８）は、前記センサ（４２）からの前記信号を受信することにより、前記作業器具（１４）の対向する両側部の前記第１及び第２位置を反転するよう動作可能であることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記作業器具（１４）の各側部と関連付けられるとともに、前記器具制御装置（２８）に接続されたセンサ（３９）を備え、前記センサ（３９）の各々は、対応する前記作業器具（１４）の側部の上下位置を示す信号を前記器具制御装置（２８）に送るよう動作可能であることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
前記作業器具（１４）と関連付けられるとともに、前記作業器具（１４）の傾斜を示す信号を前記器具制御装置（２８）に送るために、前記器具制御装置（２８）に接続されたセンサ（４０）を備えたことを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１７】
第１の回転位置から第２の鏡像の回転位置に作業機械（１０）の作業器具（１４）を自動的に移動させるための装置であって、
器具制御装置（２８）と、
前記器具制御装置（２８）の制御の下に前記作業器具（１４）を前記第１回転位置と前記第２鏡像回転位置との間を移動させるために、前記器具制御装置（２８）及び前記作業器具（１４）に対し作動するよう連結された駆動機構（２４）と、
前記器具制御装置（２８）に電気的に接続され手動により作動可能な装置（４９）とを備え、前記器具制御装置（２８）及び駆動機構（２４）は、前記作業器具（１４）を手動で作動可能な装置（４９）の作動により、前記第１回転位置から前記第２鏡像回転位置に移動させるよう動作可能であることを特徴とする装置。
【請求項１８】
前記作業器具（１４）に関連付けられ、前記作業器具（１４）の回転位置を示す信号を前記器具制御装置（２８）に送るために、前記器具制御装置（２８）に接続されるセンサ（４２）を備えたことを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
同時に起こる第１及び第２の動作制御モードにおける作業機械(１０)の作業器具（１４）を制御するための方法であって、
前記作業器具（１４）に第１の制御モードを指定する段階と、
前記作業器具（１４）に第２の制御モードを指定する段階と、
前記作業器具（１４）の移動を検知する段階と、
前記検知段階の間に検出されたような前記作業器具（１４）の所定の移動の際、前記作業器具（１４）に指定された前記第１及び第２の制御モードを反転する段階を含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
前記検知段階は、前記作業器具（１４）の回転移動を検知する段階を含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
同時に起こる第１及び第２の動作制御モードにおける作業機械(１０)の作業器具（１４）を制御するための方法であって、
前記作業器具（１４）に第１の制御モードを指定する段階と、
前記作業器具（１４）に第２の制御モードを指定する段階と、
手動で作動可能な装置の作動を検知する段階と、
前記検知段階の間に検出されたような前記手動で作動可能な装置（４９）の作動の際、前記作業器具（１４）に指定された前記第１及び第２の制御モードを反転にする段階とを含むことを特徴とする方法。
【請求項２２】
同時に起こる第１及び第２の動作制御モードにおける作業機械（１０）の作業器具（１４）の対向する両側部を制御するための方法であって、
前記作業器具（１４）の一側部に第１の制御モードを指定する段階と、
前記作業器具（１４）の他側部に第２の制御モードを指定する段階と、
前記作業器具（１４）の移動を検知する段階と、
前記検知段階の間に検出されたような前記作業器具（１４）の所定の移動の際、前記作業器具（１４）に指定された前記第１及び第２制御モードを反転する段階を含むことを特徴とする方法。
【請求項２３】
前記検知段階は、前記作業器具（１４）の回転移動を検知する段階を含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記作業器具（１４）の一側部を第１の位置に位置決めする段階と、
前記作業器具（１４）の他側を第２の位置に位置決めする段階と、
前記検知段階の間に検出されたような前記作業器具（１４）の所定の移動の際、前記作業器具（１４）の前記第１及び第２位置を反転する段階を含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
モータグレーダ（１０）のブレード（１４）を第１の回転位置から第２の鏡像の回転位置に自動的に移動させるための方法であって、
前記ブレード（１４）の第１回転位置を求める段階と、
前記ブレード（１４）を第２鏡像回転位置に移動させることを要求する操作者によって生成された命令を処理する段階と、
前記ブレード（１４）の前記第２鏡像回転位置を求める段階と、
前記操作者によって生成されたコマンドの処理により、前記ブレード（１４）を前記第２鏡像回転位置に移動させる段階を含むことを特徴とする方法。
【請求項２６】
前記ブレード（１４）の前記第１回転位置を決定する段階は、現在のブレード（１４）の側方移動を求める段階を更に含むことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記ブレード（１４）の前記第２鏡像回転位置を求める段階は、現在のブレードの側方移動に関する前記鏡像位置を求める段階を更に含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記ブレード（１４）の前記第１回転位置を求める段階は、現在の牽引バーの側方移動を求める段階を更に含むことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
前記ブレード（１４）の前記第２鏡像回転位置を求める段階は、現在の牽引バーの側方移動に関する前記鏡像位置を求める段階を更に含むことを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
移動可能な機械フレーム（１８）と、
前記機械フレーム（１８）に移動可能に連結された作業器具（１４）と、
請求項１による同時に起こる第１及び第２の動作制御モードにおける作業器具（１４）を制御するための装置とを備えたことを特徴とする地形面を変造する作業機械(１０)。
【請求項３１】
移動可能な機械フレーム（１８）と、
前記機械のフレーム（１８）に移動可能に連結された作業器具（１４）と、
請求項１７による、作業器具（１４）を第１の回転位置から第２の鏡像の回転位置に自動的に移動させるための装置とを備えたことを特徴とする地形面を変造する作業機械(１０)。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、全体としては作業器具における手動及び自動の位置決めに係り、特に、作業機械の作業器具における動作モードを制御するための方法及び装置に関する。
【０００２】
（背景技術）
モータグレーダ、ブルドーザ、突固め機、舗装機械、表面成形機、スクレーパのような作業機械が、地形面を変造する作業に用いられている。作業機械は、地形面を変造するブレード等の作業器具を備えており、この作業器具は、１つ又はそれ以上の油圧モータ即ち油圧シリンダによって作業機械のフレームに移動可能に連結されるか、場合によっては作業機械のフレームに固定されている。このブレードの作業面に対する位置は、所望の地面変造のための切土を行うよう正確に制御する必要がある。
【０００３】
例えば、モータグレーダでは、地面変造ブレードは、機械フレームの各側部に取り付けられた一対の独立して作動可能な油圧リフトシリンダによって、グレーダフレームに対し移動可能に連結される。油圧リフトシリンダは、各々が対応するブレードの側部を機械フレームに対して移動させるように、独立して伸縮することができる。操作者は、ブレードの各側部が“手動”又は“自動”動作モードのいずれか一方で動作するように設定できる。更に、いずれのモードにおいても、操作者は、ブレードの各側部が“勾配センサ”、“傾斜センサ”又は“ダウンフォース”動作モードで動作するように指定することもできる。ブレードの各側部の制御は、両側部が“勾配センサ”、“傾斜センサ”、又は“ダウンフォース”モードに指定されるか、或いは一方の側部が“勾配センサ”又は“ダウンフォース”モードに指定され、他方の側部が“傾斜センサ”モードに指定されるように、独立して“勾配センサ”、“傾斜センサ”及び“ダウンフォース”動作モードの１つに指定可能である。
【０００４】
“勾配センサ”（又は“ダウンフォース”）及び“傾斜センサ”モードが、対向するブレードの両側部に同時に指定された場合には、通常、ブレードの前縁即ちトウが、“勾配センサ”モードに指定され、ブレードの後縁即ちヒールが、“傾斜センサ”モードに指定される。“自動”モードでは、勾配センサは、それによって制御されるブレード側部を、勾配基準点に対して予め選択された位置に維持する。傾斜制御されるブレード側部の高さは、操作者によって選択されるプログラムされた横方向傾斜値により制御され、“勾配センサ”、“ダウンフォース”及び“傾斜センサ”動作モードを制御する器具制御装置に記憶されている。
【０００５】
ある方向での地均し作業時、操作者は、機械フレームに対する所望の地均し角にブレードを回転させて、“勾配センサ”（又は“ダウンフォース”）及び“傾斜センサ”制御モードを、反対側のブレード側部に指定することができる。逆方向での戻り地均し経路では、操作者は、ブレードを鏡像角度に回転させ、反対側のブレード側部に指定された“勾配センサ”（又は“ダウンフォース”）と“傾斜センサ”モードとを手動で切換える必要がある。この制御モードの切換えを行うには、操作者は、運転室に設けられた制御スイッチを手動動作しなければならない。
【０００６】
戻り地均し経路のためにモータグレーダを再設定する作業の過程で、操作者が、ブレードに対して不適切な動作制御モードを再指定することによって、間違った横方向傾斜の切土となる可能性がある。更に、逆方向での地均しのために必要とされる手動再設定作業は、操作者の正確さと能率を低下させる。
本発明は、上記した１つ又はそれ以上の問題点を克服することを目的とする。
【０００７】
（発明の開示）
本発明は、従来知られている作業器具の位置決め装置及び方法に関する前記した欠点や不具合を克服するものである。本発明は、特定の実施形態との関連において説明されるが、これらの実施形態に限定されないということは理解されるであろう。むしろ、本発明は、その精神と範囲内に含むことができる全ての代替案、変更案、均等物を包含するものである。
【０００８】
本発明の一つの観点では、同時に起こる第１及び第２の動作制御モードにおいて作業機械の作業器具を制御するための装置が提供される。器具制御装置は、作業器具に第１及び第２動作制御モードを指定するように動作可能である。位置決め機構を、作業器具の各側部における位置を変更するために、作業器具の各側部に連結することができる。
【０００９】
位置決め機構の１つは、作業器具の一側部を第一位置に移動させるよう動作可能とすることができ、他の位置決め機構は、作業器具の他の側部を第２位置に移動させるよう動作可能とすることができる。センサは、作業器具と関連付けられており、作業器具の位置を示す信号を器具制御装置に送るために器具制御装置に接続される。器具制御装置は、センサによって示されたような作業器具の所定の移動、例えば作業器具の所定の回転を求めることにより、作業器具に対する制御モード指定を変更するよう動作可能である。作業器具の所定の移動を求めた際、器具制御装置は、作業器具に対する第１及び第２制御モードの指定を反転するよう動作可能とすることができる、同様に、作業器具の第１及び第２位置を反転するよう動作可能とすることもできる。
【００１０】
本発明の他の観点では、器具制御装置の制御の下に第１回転位置と第２回転位置との間で作業器具を移動させるために、駆動機構が作業器具に対して動作するように連結することができる。手動により作動可能な装置が、器具制御装置に対し電気的に接続される。手動により作動可能な装置を操作すると、器具制御装置は、作業器具に対する制御指定及び作業器具の回転位置を反転するよう動作可能である。
【００１１】
本発明の更に他の観点では、同時に起こる第１及び第２動作制御モードにおける作業機械の作業器具を制御するための方法が提供される。第１及び第２の自動制御モードが作業器具に指定される。作業器具の移動が検知され、検知段階で検出されたような作業器具の所定の移動の際、作業器具に指定された第１及び第２制御モードが反転される。
本発明を更に理解するため、添付の図面を参照されたい。
【００１２】
（発明を実施するための最良の形態）
各図、特に図1を参照すると、地形面を変造するモータグレーダとして図解された作業機械１０が示されており、この作業機械１０は、従来のグレーダーブレードとして図解された作業器具１４の制御モードを制御するための器具制御システム１２（図２A-２B）を備えている。作業器具１４は、全体が１６で示されるブレード部分組立品の一部分であり、このブレード部分組立品は、選択的に作動させることが可能な一対の油圧モータ即ちリフトシリンダ２０、及び機械フレーム１８とブレード部分組立品１６との間に連結された中央移動シリンダ２１を介して、モータグレーダ１０のフレーム１８に移動可能に取り付けられる。ブレード部分組立品１６は、全体が２２で示される円形の牽引バー、円形の牽引バー22に回転可能に取り付けられた輪部２３（図２Aと図２B）、及び輪部２３に取り付けられたグレーダーブレード１４を備えている。選択的に作動させることが可能な輪部駆動装置２４(図２Aと図２B)は、輪部２３及びそれに取り付けられたブレード１４を既知の方法で輪部２３の中心に位置する上下軸２５（図３）の周りに回転させるために、円形牽引バー２２に取り付けられる。グレーダーブレード１４は、ブレード取り付けブラケットの滑り継手に取り付けられ、この滑り継手によって、ブレード１４は、取り付けブラケット又は輪部２３に対して側方への（side-to-side）移動が可能になる。この側方への移動は、一般的にブレードの側方移動と呼ばれ、側方移動シフトシリンダ２５ａ(図３)により与えられる。器具制御システム１２は、モータグレーダに適用されたものとして以下に詳細に説明するが、好適な地形面変造器具を装備するブルドーザ、突固め機，舗装機械、型彫機,スクレーパ等の他の地形面変造機器が均等物であり本発明の範囲内であるということは、当業者には理解されるであろう。
【００１３】
図２A及び図２Bを参照すると、器具制御システム１２は、モータグレーダ１０、特に、グレーダーブレード１４に適用されたものが示されている。モータグレーダ１０の動作中には、ブレード１４の勾配と横方向傾斜位置を、ブレード部分組立品１６に連結された油圧リフトシリンダ２０を手動かつ／又は自動で伸縮させることにより制御することができる。１対の油圧リフトシリンダ２０は、各々が対応するブレード１４の側部をフレーム１８に対して上下方向に移動するように伸縮自在に移動可能である。中央移動シリンダ２１（図１）は、円形牽引バー２２及び輪部に取り付けられたブレード構成部品の全てを、前側フレーム１８に対して主として側方に移動させるために用いられる。この側方移動は、一般的に牽引バー側方移動又は輪部中央移動と呼ばれる。
【００１４】
ブレード１４の各側部は、１対のモード選択スイッチ２６により、“手動”又は“自動”動作制御モードのいずれかで動作するよう操作者によって手動で設定されることができ、各モード選択スイッチ２６は、ブレード１４の対応する側部に対し各々専用のものが設けられる。ブレード１４の各側部の制御は、独立して“手動”及び“自動”動作制御モードの１つに指定され、例えは、両側部が“手動”モードに指定されるか、一側部が“手動”モードに指定され、他側部は“自動”モードに指定さられるか、又は両側部が“自動”モードに指定されるようにすることができる。モード選択スイッチ２６は、以下により詳細に説明されるように、“自動”動作モードに指定されたブレード１４の側部を制御する役割を果たす器具制御装置２８に電気的に接続される。器具制御装置２８は、ブレード１４の各側部に関する選択された“手動”及び“自動”動作制御モードを記憶する適切な制御ソフトウェアや記憶装置（図示せず）を持つマイクロプロセッサ等の好適な種類のプロセッサ（図示せず）を備えている。
【００１５】
“手動”制御モードにおいては、操作者は、モータグレーダ１０の運転室３２（図１）内に設けた一対の手動で作動可能な制御レバー３０のような一対の作業器具位置決め装置によりブレード１４の一側部又は両側部の上下位置を制御する。手動で作動可能な制御レバー３０の各々は、手動で作動可能な即ち手動の制御バルブ３４に接続される。一対の手動制御バルブ３４は、それぞれ油圧流体供給源（図示せず）と機械フレーム１８の各側部に取り付けられた対応する一方の油圧リフトシリンダ２０との間に接続される。各制御レバー３０のある方向に移動させることにより、油圧流体を、手動制御バルブ３４を介し圧力がかけられた状態で流し、伸長された又は縮められた位置に油圧リフトシリンダ２０を作動させるようにすることができる。各制御レバー３０を反対方向に移動させることにより、油圧リフトシリンダ２０は逆方向に移動する。制御レバー３０が中立位置にある時は、手動制御バルブ３４は、それを介しての油圧流体の流れを禁止する中立即ち不作動位置にある。
【００１６】
更に図２A及び２Bを参照すると、一対の電気的に作動可能な即ち自動の制御バルブ３６が、“自動”制御モードにおいて対応する油圧リフトシリンダ２０の伸縮を制御するために、油圧流体供給源（図示せず）と、対応する油圧リフトシリンダの一方との間に接続される。自動制御バルブ３６は、それぞれの油圧リフトシリンダの作動により、対応するブレード側部の上下位置を調整するために、器具制御装置２８からの命令信号を受信するために器具制御装置２８に電気的に接続される。自動制御バルブ３６は、手動制御バルブ３４に対し平行に接続され、以下に詳細に記述されるように、手動制御バルブ３４と独立して動作可能である。
【００１７】
例えば、“自動”制御モードでは、ブレード１４の各側部は、操作者が、ブレード１４の対応する側部専用の一対のセンサ選択スイッチ３８を操作することにより、“勾配センサ”モード又は“傾斜センサ”モードに指定することができる。同様に、他のセンサモードとすることも可能である。例えば、図示されていないが、ブレード１４の各側部は、“ダウンフォース”動作モードに指定可能である。ブレード１４の各側部の制御は、“勾配センサ”、“ダウンフォース”及び“傾斜センサ”動作モードの１つに独立して指定可能であり、例えば、両側部が“勾配センサ”モードに指定されるか、両側が“ダウンフォース”モードに指定されるか、又は一側部が“勾配センサ”又は“ダウンフォース”モードに指定され、他側部が“傾斜センサ”モードに指定されるようにすることができる。ブレード１４の各側部に指定されたセンサモードは、器具制御装置２８の記憶装置（図示せず）に記憶される。説明を簡単にするために、以下、モータグレーダ１０の自動動作にける“勾配センサ”及び“傾斜センサ”動作モードについてのみ記述する。しかしながら、同様に“手動”制御モードにおいても“勾配センサ”、“ダウンフォース”、及び“傾斜センサ”動作モードをブレード１４の対応する側部に指定することができるということは理解されるであろう。
【００１８】
“勾配センサ”モードにおいては、全体をいずれも３９（図２A及び図２B）示す超音波センサ又はレーザーセンサを、仕上げ地面、縁石、溝、糸線又はレーザー基準ビームのような勾配基準点に対する各々のブレード側部の上下位置を制御するために用いることができる。超音波センサ又はレーザーセンサ３９は、器具制御装置２８に接続されて、ブレード１４の対応する側部の上下位置を示す信号を器具制御装置２８に送る。
【００１９】
“勾配センサ”モードでは、勾配センサにより制御されたブレード１４の側部は、勾配センサ（図示せず）により測定されたような実際の上下位置と、操作者により選択された所望の勾配設定とを継続的に比較する器具制御装置２８によって、ほぼ所定の上下位置即ち勾配に維持される。器具制御装置２８は、必要に応じ、対応する油圧リフトシリンダ２０の作動により、勾配制御されたブレード１４の側部の上下調整の補正を行う。操作者が選択した“勾配センサ”モードの上下値（又はブレードの両側部が“勾配センサ”モードに指定さられる場合は、一対の値）が、器具制御装置２８に対し電気的に接続された一対の瞬時ロッカースイッチ（図示せず）の対応する１つ（又は両方）を介して器具制御装置２８に指定される。
【００２０】
全体が４０（図２A及び図２B）で示される２軸ブレード傾斜センサが、電気導線（図示せず）を介してブレードのピッチ及びブレードのロール信号を器具制御装置２８に送るために、ブレード部分組立品１６に取り付けられる。“自動”制御モードでは、ブレード１４の各側部は、その代りに、“傾斜センサ”モードに指定され、勾配センサにより制御されるブレード１４の側部は、上記のような所定の上下位置で維持され、器具制御装置２８は、器具制御装置２８により実行される運動制御アルゴリズムに基づいて“傾斜センサ”制御されたブレード側部の横方向傾斜を制御する。ここで用いられる“横方向傾斜”は、機械の移動方向に垂直なブレード１４により作られる切土の傾斜である。器具制御装置２８は、２軸ブレード傾斜センサ４０からブレードピッチ信号及びブレードロール信号、更に、ブレードの回転を示すブレード回転センサ４２からの信号、及び、機械フレーム１８に取り付けられた２軸機械フレームセンサ４４からの機械フレームピッチや機械フレームロールの信号を受信する。これらの値の各々は、ブレード１４の傾斜により制御された側部の横方向傾斜を正確に制御するために、運動制御アルゴリズムによる演算に取り入れられる。
【００２１】
“傾斜センサ”モードでは、傾斜センサにより制御されるブレード１４の側部は、ブレード１４の勾配により制御される側部の上下位置と操作者が選択した横方向傾斜値により規定されるように所定の上下位置でほぼ維持される。器具制御装置２８は、継続的に様々なセンサ信号からの算出された実際の横方向傾斜値を所望の横方向傾斜と比較し、必要に応じ、対応する油圧リフトシリンダ２０を作動させて上下調整を補正する。操作者が選択した“傾斜センサ”モードの上下値、即ち、横方向傾斜値は、タッチパッド設定点捕獲ボタンにより器具制御装置２８に指定される。横方向傾斜値は、器具制御装置２８に電気的に接続される一対の瞬時ロッカースイッチ（図示せず）の対応する１つにより訂正することができる。
【００２２】
図１及び図３に示されるように、地均し作業中に、操作者は、ブレード１４を輪部駆動装置２４の作動により、機械フレーム１８に対して所望の地均し角度に回転させる。典型的には、大半の地均し作業は、ブレード１４を機械フレーム１８を横断する軸４３に対して約１０°と約４５°との間の角度“α”で右回りか又は左周りに回転させた状態で行われる。モータグレーダ１０が、図２A及び図２Bに示されるように逆の経路（又は方向）で地均しをする場合、ブレード１４の両側部は、“自動”動作制御モードに指定され、ブレード１４の一側部又は両側部が“勾配センサ”（又は“ダウンフォース”）モードに指定され、或いは一側部が“勾配センサ”（又は“ダウンフォース”）モードに指定され、他側部は“傾斜センサ”モードに指定される。“勾配センサ”及び“傾斜センサ”モードが図２A及び図２Bに示されるように同時にブレード１４の対向する両側部に指定される場合には、ブレード１４の前縁即ちトウ４５は、通常“勾配センサ”モードに指定され、ブレード１４の後縁即ちヒールは“傾斜センサ”モードに指定される。操作者が逆方向に地均しをするように方向を変更する場合には、ブレード１４は、全体を４８で示すように左右反転対照の角度位置に回転される。
【００２３】
本発明の１つの観点では、機械フレーム１８に対するブレード１４の回転位置は、ブレード回転センサ４２（図２A及び図２B）によって、パルス幅変調（PWM）信号の形で器具制御装置２８に送られる。器具制御装置２８は、ブレード回転センサ４２からのPWM信号を回転位置の値に変換し、以降“交換位置”と言う所定の角度“β”を介してブレード１４が回転されたかどうかを判定する。ブレード回転センサ４２は、ポテンショメータ（図示せず）、リミットスイッチ（図示せず）、電気機械的作動装置（図示せず）、エンコーダ（図示せず）、又は、それらと等価なセンサ、つまり固定基準点に対するブレード１４の回転位置を示す信号を器具制御装置２８に送るために輪部２３及びブレード１４と関連付けられたセンサを備えることができる。その代りに、器具制御装置２８に送られるブレード回転信号を、回転されたブレード１４の位置を検出するように動作可能な、モータグレーダ１０の周囲に設けられたセンサ（図示せず）によって生成することもできる。
【００２４】
図２Aに示されるように、モータグレーダ１０のある地均し経路において、ブレード１４（運転室３２内から見た場合）の右側即ちトウ４５が“勾配センサ”動作モードに指定されて、ブレード１４の左側即ちヒールに対し、その位置が持ち上げられる。勾配センサ３９は、器具制御装置２８によって、対応する油圧リフトシリンダ２０の制御によりブレード１４のトウ４５を勾配基準点に対して所定の上下位置に維持する。ヒール４６は、“傾斜センサ”動作モードに指定され、ヒール４６の昇降は、対応する油圧リフトシリンダ２０を制御する器具制御装置２８において選択され記憶されプログラム化された横方向傾斜値により制御される。
【００２５】
図２A、２B及び図３を参照すると、操作者が、“交換位置”を介してブレード１４を回転させ、それが器具制御装置２８により測定された場合、器具制御装置２８は、ブレード１４のトウ４５及びヒール４６に対する“勾配センサ”と“傾斜センサ”の指定、及びブレード１４の横方向傾斜を自動的に変更する。器具制御装置２８は、図２Bに示されるように逆方向で地均しするようモータグレーダ１０を設定するために、ブレード１４のトウ４５及びヒール４６に対する“勾配センサ”と“傾斜センサ”の指定、及びブレード１４の横方向傾斜を自動的に逆にする、即ち“交換する”のが好ましい。“自動的な”交換時、その“交換”中におけるブレード１４の予期しない移動を防ぐために、ブレード１４の側部を各々“手動”動作モードに指定することができる。
【００２６】
その代りとして、操作者が、スイッチ４９を一回手動で作動することにより、自動的にブレード１４を左右反転対照の角度位置４８（図３）に回転させることができるように、自動モード交換スイッチ４９（図２A及び図２B）を運転室３２に設けることができる。また、自動モード交換スイッチ４９を押すことによって、これまでに詳述したように、ブレード１４のトウ及びヒールに対する“勾配センサ”と“傾斜センサ”の指定、及びブレード１４の横方向傾斜は、自動的に変更される。本発明のこの観点において、自動モード交換スイッチ４９は、器具制御装置２８に電気的に接続される。輪部駆動装置２４は、器具制御装置２８の制御の下で動作する電気油圧式の輪部駆動装置である。所期の地均し経路の間にブレード１４に設定された回転位置は、器具制御装置２８の記憶装置に記憶されるとともに、その回転位置は、逆方向の戻り地均し経路に対してモータグレーダ１０を再設定するため、スイッチ４９を押して自動的にブレード１４を左右反転対照の角度位置４８に移動させるために器具制御装置２８により呼び出される。
【００２７】
特に図４の流れ図を参照すると、流れ図には、モータグレーダブレード１４を現在のブレード位置から自動的に鏡像位置に移動させるための好適な方法が示されている。当業者には理解されるように、この流れ図は一連の段階を示すものであるが、特定の処理順序は、本発明の目的を達成する上で重要ではない。これもまた認識されることであるが、図示された方法は、本発明の好適な実施形態と同様にソフトウェア、ハードウェア又は両方の組み合わせにおいて実行することができる。
【００２８】
モータグレーダ１０の動作時、操作者は、ブレード１４の位置を調整するために、自動及び手動制御の両方又は手動制御を行うことができる。まず、ブロック５０により表されるように、操作者が手動制御を用いているかどうかが判定される。操作者が手動制御を用いている場合には、ブロック５２に示されるように、自動鏡像位置制御はオフされる。器具制御装置２８は、それぞれの制御装置、即ち輪部駆動装置２４、側方移動シリンダ２５ａ及び／又は中央移動シリンダ２１を作動するために、５４により表されるように手動制御により要求される動作に従って制御信号を生成して送信する。プログラムは、５６に示されるように次の同期制御時刻を待ち、そしてブロック５８により表されるように次の自動又は手動制御の入力信号を判断する。
【００２９】
操作者が手動の制御を用いていない場合、操作者がブロック６０により示されるようにスイッチ４９の作動により自動鏡像位置制御を要求したかどうかが判定される。操作者が自動鏡像位置制御を要求している場合、ブロック６２により表わされるように自動鏡像位置制御がオンされる。ブレード制御の実際の位置、即ち輪部駆動装置２４、側方移動シリンダ２５ａ、及び中央移動シリンダ２１に関する情報が、ブロック６４に示されるように器具制御装置２８に与えられる。器具制御装置２８は、現在のブレード位置の鏡像位置を、ブロック６６により表されるように計算する。この位置情報を用いて、器具制御装置２８は、ブロック６８により図示されるように自動鏡像位置制御により要求される鏡像位置とするために設計された制御信号を生成し送信する。制御信号は、ブレード１４を自動的にその実際のブレード位置からその鏡像位置に移動するために、ブレード制御装置、即ち輪部駆動装置２４、側方移動シリンダ２５ａ、及び／又は中央移動シリンダ２１を作動する。プログラムは、５６により表されるように次の同期制御時刻を待ち、それからブロック５８により示されるように次の自動又は手動制御入力信号を判断する。
操作者が自動鏡像位置制御を要求していない場合、器具制御装置２８は、ブロック７０により表されるようにゼロ制御信号を生成し送信する。プログラムは、５６により示されるように次の同期制御時刻を待ち、それからブロック５８により表されるように次の自動又は手動制御入力信号を判断する。
【００３０】
（産業上の利用可能性）
図面及び動作に関して、作業機械１０の操作者は、ブレード１４の各側部に対応するモード選択スイッチ２６を作動させることによって、ブレード１４の各側部に対する“手動”又は“自動”動作モードを選択する。また、いずれのモードにおいても、操作者は、ブレード１４の各側部に対応するセンサ選択スイッチ３８を作動させることによって、ブレード１４の各側部に対して“勾配センサ”、“ダウンフォース”又は“傾斜センサ”制御を選択する。ブレード１４の各側部の制御は、“手動”及び“自動”動作モードの１つ、並びに“勾配センサ”、“ダウンフォース”及び“傾斜センサ”モードの１つに独立して指定可能である。
【００３１】
ある方向での地均し経路の後で、操作者は、逆方向への戻り地均し経路にブレード14の回転を設定するためにブレード１４をフレーム18に対して回転させる。ブレード１４が所定の“交換位置”を通過して回転する時には、器具制御装置２８は、モータグレーダ１０を逆方向に地均しをするよう設定するために、ブレード１４のトウ４５及びヒール４６に対する“勾配センサ”（又は“ダウンフォース”）及び“傾斜センサ”の指定、並びにブレード１４の横方向傾斜の指定を自動的に逆にする即ち“交換する”。
【００３２】
その代りとして、操作者は、ブレード１４を左右反転対象の角度位置４８に自動的に回転させるために、手動で自動モード交換スイッチ４９を作動し、対応するブレード１４の側部に対する“勾配センサ”（又は“ダウンフォース”）及び“傾斜センサ”の指定、並びにブレード１４の横方向傾斜を逆にすることが望ましい。
器具制御装置２８により実行される自動“交換”は、ブレード１４が自動的に逆方向に地均しをするために設定される際の、操作者の正確さ及び能率を増大させる。
本発明の他の観点、目的及び利点は、図面、詳細な説明及び請求の範囲を検討することから得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  作業器具の制御モードを制御するための器具制御装置を備えるモータグレーダの部分斜視図である。
【図２Ａ】  図１のモータグレーダの正面図、及び図１に示されるモータグレーダの地均しブレードに適用された、作業器具の制御モードを制御するための器具制御装置を示す部分ブロック図である。
【図２Ｂ】  反対の地均し方向に動く図２Aモータグレーダの正面図、及び作業器具の制御モードを制御するための器具制御装置を示す部分ブロック図である。
【図３】  図１に示されるモータグレーダの頂面図である。
【図４】  本発明の原理によるグレーダーブレードを、現在のブレード位置から鏡像位置に自動的に移動させるための方法を示する流れ図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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