(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧リフトシリンダと油圧ティルトシリンダによって制御可能に作動されるバケットを含む土壌移動機械の作業用具を、材料を獲得するために自動的に制御する制御システムであって、
前記リフトシリンダ内の油圧に応答して、圧力信号を作り出す圧力検知手段と、
前記圧力信号を受信し、これに応答して前記リフトシリンダ内の圧力と相関関係にある力信号を算出する力計算手段と、
前記リフトシリンダ内の圧力にそれぞれ対応する前記力信号を受信し、前記バケットが材料にかみ合うときにリフトシリンダに作用するリフトシリンダ力に関連して予め設定される高い方のしきい値と低い方のしきい値に対して、リフトシリンダ力が前記高い方のしきい値を超えている場合には前記バケットを傾けさせるティルトシリンダコマンド信号を生成し、前記リフトシリンダ力が前記低い方のしきい値以下に降下した場合には前記バケットの傾きの動きを停止させるティルトシリンダコマンド信号を生成し、前記圧力信号を前記バケットが材料に押し込まれ始めた時点を表す所定の圧力設定値と比較し、前記圧力信号が前記所定の圧力設定値を超えたときリフトシリンダコマンド信号を生成するロジック手段と、
前記リフトシリンダコマンド信号を受信したとき、前記リフトシリンダを制御しながら伸張させて前記バケットを材料の中を通して持ち上げ、前記ティルトシリンダコマンド信号を受信したとき、前記ティルトシリンダを制御しながら伸張させて前記バケットを傾けて材料を獲得する作動手段と、
が設けられた制御システム。
【請求項２】
前記リフトシリンダ及びティルトシリンダのそれぞれの位置に応じてそれぞれの位置信号を作り出す手段と、
前記位置信号を受信し、該位置信号と前記リフトシリンダ及びティルトシリンダのそれぞれの位置について設定された設定位置とを比較し、前記ティルトシリンダまたはリフトシリンダに対応する前記位置信号がそれぞれの設定位置を超えていることを示したとき積載が終了していることを知らせる手段と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
【請求項３】
油圧リフトシリンダと油圧ティルトシリンダによって制御可能に作動されるバケットを含む土壌移動機械の作業用具を、材料を獲得するために自動的に制御する制御システムにおいて、
前記ティルトシリンダの対応した油圧に応答して圧力信号を作り出す圧力検知手段と、
前記圧力信号を受信し、これに応答して前記ティルトシリンダの圧力と相関関係にある力信号を算出する力計算手段と、
前記ティルトシリンダの圧力に対応する前記力信号を受信し、前記バケットが材料にかみ合うときにティルトシリンダに作用するティルトシリンダ力に関連して予め設定される高い方のしきい値と低い方のしきい値に対して、前記ティルトシリンダの圧力に対応する力が前記高い方のしきい値を超えている場合には前記バケットを傾けさせるティルトシリンダコマンド信号を生成し、前記ティルトシリンダの圧力に対応する力が前記低い方のしきい値以下に降下した場合には前記バケットの傾きの動きを停止させるティルトシリンダコマンド信号を生成し、前記圧力信号と前記バケットが材料に押し込まれ始めた時点を表す所定の圧力設定値とを比較し、前記圧力信号が前記所定の圧力設定値を超えたときリフトシリンダコマンド信号を生成するロジック手段と、
前記リフトシリンダコマンド信号を受信したとき、前記リフトシリンダを制御しながら伸張させて前記バケットを材料の中を通して持ち上げ、前記ティルトシリンダコマンド信号を受信したとき、前記ティルトシリンダを制御しながら伸張させて前記バケットを傾けて前記材料を獲得する作動手段と、
が設けられた制御システム。
【請求項４】
前記リフトシリンダ及びティルトシリンダのそれぞれの位置に応答してそれぞれの位置信号を作り出す手段と、
前記位置信号を受信し、該位置信号を対応する設定位置と比較し、前記ティルトシリンダ及びリフトシリンダの位置がそれぞれに対応する設定位置を超えることに応答して、積載が終了していることを示す手段と、
を含むことを特徴とする請求項３に記載の制御システム。
【請求項５】
油圧リフトシリンダと油圧ティルトシリンダによって制御可能に作動されるバケットを含む土壌移動機械の作業用具を、材料を獲得するために自動的に制御する方法において、
前記リフトシリンダ及びティルトシリンダの油圧にそれぞれ応答して、それぞれの圧力信号を生成し、
前記バケットが材料にかみ合うときにリフトシリンダ内に生じるリフトシリンダ圧力に関連して予め設定される高い方のしきい値と低い方のしきい値に対して、前記リフトシリンダの圧力が前記高い方の圧力しきい値を超えたとき、前記バケットを傾けるティルトシリンダコマンド信号を生成し、
前記リフトシリンダの圧力が前記低い方の圧力しきい値以下に降下したとき、前記バケットの傾きの動きを停止させるティルトシリンダコマンド信号を生成し、
前記リフトシリンダの油圧及び前記ティルトシリンダの油圧の一方に対応する前記圧力信号を前記バケットが材料に押し込まれ始めた時点を表す所定の圧力設定値と比較し、前記リフトシリンダまたはティルトシリンダの油圧に対応する前記圧力信号の前記一方が前記所定の圧力設定値よりも大きくなったとき、前記バケットを上昇させるリフトシリンダコマンド信号を生成する、
段階からなる方法。
【請求項６】
前記リフトシリンダ及びティルトシリンダのそれぞれの位置に応答してそれぞれの位置信号を作り出し、
前記位置信号を受信し、該位置信号と複数の位置設定点とを比較し、前記ティルトシリンダの位置または前記リフトシリンダの位置がそれぞれの設定位置を越えたことに応答して積載が終了していることを示す、
段階を含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
油圧リフトシリンダと油圧ティルトシリンダによって制御可能に作動されるバケットを含む土壌移動機械の作業用具を、材料を獲得するために自動的に制御する方法において、
前記リフトシリンダ及びティルトシリンダの油圧のそれぞれに応答して、それぞれの圧力信号を作り出し、
前記バケットが材料にかみ合うときにティルトシリンダに作用するティルトシリンダ内圧力に関連して予め設定される高い方のしきい値と低い方のしきい値に対して、前記ティルトシリンダ内の圧力が前記高い方の圧力しきい値を超えたとき、前記バケットを傾けるためのティルトシリンダコマンド信号を生成し、
前記ティルトシリンダの圧力が前記低い方の圧力しきい値以下に降下したとき、前記バケットの傾きを停止させるためのティルトシリンダコマンド信号を生成し、
前記圧力信号を前記バケットが材料に押し込まれ始めた時点を表す所定の圧力設定値と比較し、前記リフトシリンダまたはティルトシリンダの圧力の一方がそれぞれの所定の設定値よりも大きいことに応答して、前記バケットを上昇させるためのリフトシリンダコマンドを生成する、
段階からなる方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、一般的に、土壌移動機械の作業用具を自動的に制御する制御システムに関する。より詳細には、本発明は、材料を獲得するために土壌移動機械の油圧シリンダを制御する制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ローダ等の作業機械は多量の材料を動かすのに用いられる。これらの機械は、主にバケットリンケージからなる作業用具を有する。作業用バケットリンケージは、少なくとも一つの油圧シリンダによって制御可能に作動される。オペレータは、一般的に作業用具を取り扱って一連の別個の機能を実施し、バケットにロードする。
典型的な作業サイクルにおいて、オペレータは、最初に、バケットリンケージを堆積物に配置し、バケットが地面に近づくまでバケットを下方に下げる。次いでオペレータは、堆積物とかみ合うようにバケットを導く。オペレータは、堆積物の中をバケットを連続して上昇させ、バケットを充たし、次いで、オペレータはバケットを傾斜させたり、或いは後方に傾けて材料をすくう。最後に、オペレータは、すくった土壌を所定の堆積位置に降ろす。次いで、作業用具は、堆積物にまで戻されて、作業サイクルを再び開始する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
土壌移動産業では、いくつかの理由のために作業サイクルのうちのいくつかの部分をオートメーション化するという要望が高まっている。人間によるオペレータとは異なり、オートメーション化された作業機械では、環境的な状態と長引く作業時間を考慮することなく不変的に生産を行うままである。自動化された作業機械は、人間にとって危険であったり、不適当であったり或いは好ましくない状況における用途には理想的である。オートメーション化された機械は、またより正確にロードすることができ、オペレータの技術不足を補う。
本発明は、上述の問題の一つかそれ以上を解決する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様において、ホイールローダのバケットにロードするための自動制御システムを開示する。システムは、リフト及びティルトシリンダのうちの一つに対応した油圧に応答して圧力信号を発信する圧力センサを含んでいる。マイクロプロセッサは、圧力信号を受信し、少なくとも一つの圧力信号と複数の圧力設定点のうちの所定の一つと比較し、この圧力の比較に応答して、リフト及びティルトコマンド信号を発信する。最後に、電気油圧システムは、リフトコマンド信号を受信し、リフトシリンダを制御可能に延ばして、バケットを材料の中に通して上昇させ、更にティルトコマンド信号を受信してティルトシリンダを制御可能に延ばし、バケットを傾けて材料を獲得する。
【０００５】
【実施例】
図１において、一般的に自動バケットロードシステムが要素番号１００によって表されている。図１は、作業用具１０７を有するホイールタイプローダ機械１０５の前方部分を示しており、本発明は、トラックタイプのローダ、或いは同様のロード用具を有する他の車両に等しく適用可能である。作業用具１０７は、リフトアーム組立体１１５に接続されて、２つの油圧リフトシリンダ１２０（一個のみを示す）によって機械フレームに取りつけられている一対のリフトアームピボットピン１２５のまわり（一つのみを示す）をピボット運動するバケット１１０を含んでいる。一対のリフトアームロード支持ピボットピン１３０（一個のみを示す）がリフトアーム組立体とリフトシリンダに取りつけられている。バケットは、バケットティルトシリンダ１３３によって傾いたり、或いは傾斜する。
図２を参照すると、本発明に関する電気油圧システム２００のブロックダイアグラムが示されている。位置検知手段２０５は、作業用具１００の位置に応答して位置信号を発信する。手段２０５は、変位センサー２１０、２１５を含んでおり、リフト及びティルト油圧シリンダのそれぞれにおけるシリンダの延び量を検出する。例えば、米国特許第４、７３７、７０５号に記載されたセンサーに基づいてラジオ周波数を用いてもよい。
【０００６】
作業用具１００の位置が作業用具結合角度の測定値から導き出せることがわかる。作業用具の位置信号を発生させる他の装置は、例えばリフトアームビポットピンの一つの回転を計測し、リフトアーム組立体のジオメトリー、或いはリフトシリンダの延びを導き出すことができる。回転電位差計のような回転角度センサーを含んでいる。作業用具の位置は、油圧シリンダの延びの計測値、或いは、結合角度の計測値のいずれかから三角法によって計算してもよい。
圧力検出手段２２５は、作業用具１００にかかる力に応答して圧力信号を発生する。手段２２５は、リフト及びティルト油圧シリンダそれぞれにおける油圧を形成する圧力センサー２３０、２３５を含んでいる。圧力センサ２３０、２３５のそれぞれは、各油圧シリンダの圧力に応答して信号を発信する。例えば、シリンダ圧力センサーは、リフト及びティルト油圧シリンダヘッド圧力とロッド端部圧力をそれぞれ検出する。位置信号と圧力信号は、信号コンディショナー２４５に送られる。信号コンディショナー２４５によって従来の信号励起とフィルタリングが行われる。調整された位置信号と圧力信号がロジック手段２５０に送られる。ロジック手段２５０は、演算ユニットを用いるシステムに基づいたマイクロプロセッサであり、ソフトウェアプログラムに従ってプロセスを制御する。一般的に、プログラムは、ＲＯＭ、ＲＡＭ等に記憶される。プログラムは様々なフローチャートに関して述べられる。
【０００７】
ロジック手段２５０は、複合ジョイスチック制御レバー２５５とオペレータインターフェイス２６０の２つの他のソースからの入力を含む。制御レバー２５５は、作業用具１００を手で制御するために設けられている。制御レバー２５５の出力は、作業用具１００の動きの方向と速度を決定する。
機械オペレータは、オペレータインターフェイス２６０装置を介してｓｐｅｃ．(スペック）を呼び出す。オペレータインターフェイス２６０装置は、機械ペイロードに関する情報をディスプレイしてもよい。インターフェイス２６０装置は、アルファベット文字キーパッドを備えた液晶ディスプレイスクリーンを含んでいる。タッチ式感知スクリーン用具も適当である。更に、オペレータインターフェイス２６０は、複数のオペレータダイヤルまたはスイッチを含んでおり、オペレータが様々な材料の状態を設定するようになっている。
ロジック手段２５０は、位置及び圧力信号情報に応答して作業用具ジオメトリーと作業用具の力とを判定する。
例えば、ロジック手段２５０は、圧力信号を受信し、次の式に従って、リフト及びティルトシリンダ力を算出する。
【０００８】
シリンダ力＝（Ｐ2 ＊Ａ2 ）−（Ｐ 1＊Ａ 1）
ここでＰ2 とＰ 1は、特定のシリンダのヘッド端部とロッド端部におけるそれぞれの油圧であり、Ａ2 とＡ 1は、個々の端部における断面積である。
ロジック手段２５０は、リフト及びティルトシリンダコマンド信号を発信し、作業用具１００を制御可能に動かす作動手段２６５に送るようにする。作動手段２６５は、油圧制御バルブ２７０、２７５を含んでおり、個々のリフト及びティルト油圧シリンダへの油圧の流れを制御する。
図３乃至図５に示されたフローチャートは、本発明の好ましい実施例を実施するためのコンピュータソフトウェアロジックを表す。フローチャートに示されたプログラムは適当なマイクロプロセッサシステムによって用いられるようになっている。
図３乃至図５は、本発明のオートメンション化されたバケットロード技術を遂行するのに図２のコンピュータがベースの制御ユニットによって実行されるコンピュータプログラムの指示を表すフローチャートである。フローチャートの記載において、括弧〔ｎｎｎ〕の番号で記された機能性の説明は、その番号を有するるブロックを参照する。
【０００９】
図３を参照すると、プログラム制御は、最初に変数ＭＯＤＥがＲＥＡＤＹに設定されたかどうかを判定する。ＭＯＤＥは、自動化されたバケットロード制御を行うオペレータに応答してＲＥＡＤＹに設定される＜３０２＞。例えば、オペレータは、自動スイッチをオペレータ制御パネル上に配置することによって制御してもよい。次に、オペレータ、或いは制御システムのいずれかが、地面に対してリンケージを位置付けし、バケットを水平にする＜３０４＞。従って、オペレータは、好ましくは全開で、機械を材料の堆積物に向ける＜３０６＞。プログラム制御は、次いでオペレータがバケットロードの自動制御を開始したかどうかを判定する＜３０８＞。オペレータは、例えばオペレータ運転台においてボタンを押すことによってバケットロードの自動制御を開始してもよい。オペレータが自動化されたバケットロードを開始した場合には、オーディオサウンドが発生して、自動的なバケットロード制御によってリフト及びティルトシリンダが制御されていることをオペレータに警告する。さらに、ＭＯＤＥは、ＳＴＡＲＴに設定されて＜３１０＞、ロジック手段はコマンド信号を発生し、リフトシリンダを最大速度で延ばす＜３１２＞。
【００１０】
オペレータが自動バケットロードを開始しない場合には、プログラム制御は、いくつかの状態が生じたときに、自動バケットロードを開始する＜３１４＞。
１．  自動スイッチは自動制御になっているか？
２．  バケットが所定の距離の地面内にあることをリフトシリンダの位置が示しているか？
３．  ティルイトシリンダの位置は、バケットの底がほぼ平らであることを示しているか？
４．  機械の速度は、１キロメートル／時間（ｋｐｈ）よりも大きいが６キロメートル／時間（ｋｐｈ）よりも小さいか？
５．  リフトとティルトレバーは、ほぼ中央のニュートラル位置にあるか？
６．  機械トランスミッションは、第一、或いは第二ギアフォワード内にロックされていることをギアシフトは示しているか？
このように、プログラム制御は、リフトシリンダ圧力／力が設定点Ａ＜３１６＞よりも大きいかどうかを判定する。リフトシリンダ力が設定点Ａよりも大きい場合には、バケットは堆積物にかみあったと考えられる。従って、オーディオサウンドが発生して、ＭＯＤＥがＳＴＡＲＴに設定され＜３１８＞、ロジック手段がコマンド信号を発信して、リフトシリンダを最大速度で延ばす＜３２０＞。
【００１１】
次いで、プログラム制御は、ティルト及びリフトシリンダ圧／力が所定のレベルよりも大きいままの状態であるかどうかを判定し、バケットが堆積物とかみ合い、次の力の読み取り値が圧力のスパイクの結果ではないことを確認する＜３２２＞。
１．自動制御が開始した後、プログラム制御は、圧力／力が第一の所定の時間の長さ、例えば、０．０５秒以下で、設定点Ａ以下に低下したかどうかを判定する。
２．自動制御が開始した後、プログラム制御は、圧力／力が第二の所定の時間の長さ、例えば、０．２０秒以下で、設定点Ａ以下に低下したかどうかを判定する。
上述の基準が充たされていないと判定される場合には、圧力のスパイクが生じたと考えられ、ＭＯＤＥはＲＥＡＤＹに設定され＜３２４＞、ロジック手段はコマンド信号を発信してリフトシリンダの延びを制限する＜３２５＞。
次に、プログラム制御は、ティルトシリンダの位置がバケットを完全に傾斜した位置であることを知らせているかどうか、或いはオペレータが手動制御を開始したかどうかを判定する＜３２６＞。ブロック３２６の状態のうちの一つが通れば、自動バケットロードは完了である。従って、ロジック手段はコマンド信号を発信し、リフト及びティルトシリンダの延びを制限する＜３２７＞。制御は、米国特許第４、９１９、２２２号に示された同様な方法でペイロードを計算する＜３２８＞。本発明は、この先行技術を引用し、この特許明細書の記述を本明細書の記述の一部とする。
【００１２】
しかしながら、自動バケットロードが完全でない場合には、制御はＭＯＤＥがＥＮＤ  ＰＡＳＳに設定されたかどうかを判定する＜３３０＞。ＭＯＤＥがＥＮＤ  ＰＡＳＳに設定されている場合には、ロジック手段は、コマンド信号を発生してティルトシリンダを最大速度で延ばす＜３３２＞。しかしながら、ＭＯＤＥがＥＮＤ  ＰＡＳＳに設定されていない場合には、プログラム制御は、いくつかの基準のうちの一つを用いてバケットが充分にロードされたかどうかを判定する＜３３４＞。
１．ティルトシリンダの延びは、バケットがほぼ完全に後方に傾斜したことを示す設定点Ｇよりも大きいかどうか？
２．リフトシリンダの延びは、設定点Ｆよりも大きいかどうか？
３．オペレータは、手動制御を開始したか？
上述の基準のうちのひとつが生じている場合には、バケットは、ほぼ充填されたと考えられる。次いで、プログラム制御はＭＯＤＥからＥＮＤ  ＰＡＳＳ＜３３６＞に設定され、ロジック手段はコマンド信号を発信してティルトシリンダを最高速度で延ばす＜３３８＞。さらに、オーディオ信号を発生させてバケットが充填していることをオペレータに知らせる。
【００１３】
しかしながら、バケットがほぼ充填していることがわからない場合には、プログラム制御は、ＭＯＤＥがＳＴＡＲＴに設定されているかどうかを判定する＜３４０＞。ＭＯＤＥがＳＴＡＲＴに設定されると、制御はリフト又はティルトシリンダ圧／力が低い方の所定のしきい値よりも大きいかどうかを判定する＜３４２＞。例えば、
１．リフトシリンダ力が設定点Ｂよりも大きいかどうか、或いは、
２．ティルトシリンダ力が設定点Ｃよりも大きいかどうかである。
リフトシリンダ力が設定点Ｂよりも大きい場合には、ＴＲＩＧＧＥＲ  ＦＬＡＧがＬＩＦＴに設定される。しかしながら、ティルトシリンダ力が設定点Ｃよりも大きい場合には、ＴＲＩＧＧＥＲ  ＦＬＡＧがＴＩＬＴに設定される＜３４４＞。従って、ロジック手段はコマンド信号を発信し、ティルトシリンダを所定速度で延ばす＜３４６＞。次いで、プログラム制御はＭＯＤＥからＬＯＡＤ  ＢＫＴに設定し＜３４８＞、ＴＩＬＴ  ＦＬＡＧをＯＮに設定する＜３５０＞。次いで、制御は、材料の状態に応答して、リフトシリンダコマンド信号の大きさが所定の低い値、例えばゼロにまで減少されなければならないかどうかを判定する＜３５２＞。材料の状態は、本出願人によって出願係属中の米国特許出願番号第８０／２１７、０３３号に記載されているのと同様の方法で決定してもよい。本発明は、この先行技術を引用し、この特許明細書の記述を本明細書の記述の一部とする。プログラム制御は、リフトシリンダコマンド信号を減少すべきかどうかを判定すると、ロジック手段は、＜３５４＞に従ってコマンド信号を発信する。
【００１４】
次いで、プログラム制御はリフト／ティルトシリンダ圧／力が、高い方の所定のしきい値を越えたかどうかを判定する。例えば、
１．リフトシリンダ力が設定点Ｄを越えたか、或いは
２．ティルトシリンダ力が設定点Ｅを越えたか？＜３５６＞である。
上述の基準のうちの一つが生じた場合には、プログラム制御はＴＩＬＴ  ＦＬＡＧが所定の時間の長さの間、ＯＦＦであったかどうかを判定する＜３５８＞。ＴＩＬＴ  ＦＬＡＧが所定の時間の長さの間、ＯＦＦであった場合には、プログラム制御は、リフトシリンダが設定点Ｄよりも大きいかどうかを判定する＜３６０＞。そうである場合には、ＴＲＩＧＧＥＲ  ＦＬＡＧをＬＩＦＴに設定し＜３６２＞、ＴＩＬＴ  ＦＬＡＧをＯＮに設定する＜３６４＞。しかしながら、リフトシリンダ力は、設定点Ｄよりも大きくない場合には、プログラム制御は、ティルトシリンダ力が設定点Ｅよりも大きいかどうかを判定する＜３６６＞。この場合には、ＴＲＩＧＧＥＲ  ＦＬＡＧはＴＩＬＴに設定される＜３６８＞。
ブロック３５８の状態が充たされていない場合には、プログラム制御は、ＴＩＬＴ  ＦＬＡＧが所定の時間の長さの間、ＯＮであったかどうかを判定する＜３７０＞。ＴＩＬＴ  ＦＬＡＧが所定の時間の長さの間、ＯＮであった場合には、プログラム制御は、
１．ＴＲＩＧＧＥＲ  ＦＬＡＧ＝ＬＩＦＴとリフトシリンダ力が低い方の所定のしきい値、例えば設定点Ｈよりも小さいか、或いは、
２．ＴＲＩＧＧＥＲ  ＦＬＡＧ＝ＴＩＬＴとティルトシリンダ力が低い方の所定のしきい値、例えば設定点Ｉよりも小さいか、どうかを判定する＜３７２＞。
上述の基準の一つが生じた場合には、ＴＲＩＧＧＥＲ  ＦＬＡＧは、ＦＡＬＳＥに設定されＴＩＬＴ  ＦＬＡＧは、ＯＦＦに設定される＜３７４＞。次いで、プログラム制御は、ＴＩＬＴ  ＦＬＡＧがＯＮかどうかを判定する。ＴＩＬＴ  ＦＬＡＧがＯＮである場合には、プログラム制御はＴＩＬＴ  ＦＬＡＧがＯＮであった長さを判定する＜３８２＞。従って、ロジック手段は、コマンド信号をティルトシリンダに発信し、最高速度で延ばす＜３８４＞。しかしながら、ＴＩＬＴＦＬＡＧがＯＦＦである場合には、ＴＩＬＴ  ＦＬＡＧがＯＦＦであった期間を判定する＜３７８＞。従って、ロジック手段は、コマンド信号をティルトシリンダに発信し、シリンダの延びを制限する＜３８０＞。
【００１５】
このように、本発明は、上述した好ましい実施例に関して詳細に示し述べているが、当業者であれば様々な他の実施例も本発明の精神と範囲から逸脱することなく適用できることがわかるであろう。
本発明の作動を本発明に関連する特徴と利点を示して記載する。本発明は、詳細には、掘削機、バックホーローダ及びフロントショベルのようなロード機能を実施する土壌作業機械の制御に、特に適している。
自動バケット制御が開始されると、ロジック手段は連続してリフトシリンダにかかる力を監視して、最初にいつバケットが堆積物とかみ合うかを判定する。従って、リフトシリンダの力が設定点Ａを越えると、バケットは、堆積物とかみ合ったと考えられる。従って、ロジック手段は、リフトシリンダコマンド信号を最大の大きさで発信し、バケットを最大速度で堆積物の中を通って上方に持ち上げる。バケットが堆積物の中を通って持ち上げられている間、リフトとティルトシリンダ力は連続してモニターされる。リフトシリンダ力が設定点Ｂを越えたり、ティルトシリンダ力が設定点Ｃを越えると、ロジック手段は、ティルトシリンダコマンド信号を最大の大きさで発信し、バケットを傾斜したり、後方に傾けて材料をすくう。リフト、或いはティルトシリンダの力が低い方の所定のしきい値、即ち、設定点Ｈ、或いはＩのそれぞれ以下に低下するまでバケットは傾斜し続ける。従って、ロジック手段は、ティルトシリンダコマンド信号を減少させて、バケットの傾斜運動を制限する。しかしながら、リフト、或いはティルトシリンダ力のうちの一つが高い方の所定のしきい値、即ち設定点ＤとＥのそれぞれを越えると、ロジック手段は、ティルトシリンダコマンド信号を最大の大きさまで増大させてバケットをすばやく傾斜させる。バケットが充填されていると判定されるまで、例えばティルトシリンダ位置が設定点Ｆを越えるような、段階的な傾斜運動が続けられる。最後に、ティルトシリンダの位置が完全に傾斜したバケット、即ち設定点Ｇを表すと、自動ロードサイクルが完了する。
【００１６】
上述したように、ロジック手段は所定の最小値と最大値との間でティルトシリンダコマンド信号を変化させ、リフトとティルトシリンダ力を有効力範囲に維持する。従って、リフトとティルトシリンダの位置と力が所望の大きさでコマンド信号を制御するように監視される。例えば、リフト、或いはティルトシリンダの力が低い方の所定値以下に低下する場合には、ティルトシリンダの延びは、停止して、バケットが堆積物から取り出されるのが早すぎないようにする。或いはリフト、又はティルトシリンダ力が高い方の所定値を越える場合には、ティルトシリンダの延びの速度を早めてバケットが堆積物内にあまりにも深く入り込まないようにする。
本発明の他の態様、目的及び利点は、図面、発明の開示及び請求の範囲から得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ホイールローダとこれに対応するバケットリンケージである。
【図２】バケットリンケージを自動的に制御するのに用いられる電気油圧システムのブロック線図である。
【図３】バケットリンケージを自動的に制御するのに用いられるプログラムのフローチャートである。
【図４】バケットリンケージを自動的に制御するのに用いられるプログラムのフローチャートである。
【図５】バケットリンケージを自動的に制御するのに用いられるプログラムのフローチャートである。
【符号】
１００  自動バケットロードシステム
１０５  ホイールローダ機械
１０７  作業用具
１１０  バケット
１１５  リフトアーム組立体
１２０  油圧リフトシリンダ
１２５  ピボットピン
１３３  バケットティルトシリンダ
【図１】
0003907720.tif 000002
【図２】
0003907720.tif 000003
【図３】
0003907720.tif 000004
【図４】
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【図５】
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