(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）ブレードの対地刃先位置を検知する対地刃先位置検知手段、
（ｂ）ブレードの目標対地刃先位置を設定する目標対地刃先位置設定手段、
（ｃ）ブレードに加わる負荷が安定状態にあることを、ブレードに加わる負荷変動量が所定値未満の小さな値であり、かつそのブレードに加わる負荷が設定される目標牽引力に近い値であることにより検知する負荷安定状態検知手段、
（ｄ）ドージング作業における自動掘削運転時に、前記負荷安定状態検知手段によりブレードに加わる負荷が安定状態にあることが検知されるときには、前記目標対地刃先位置設定手段により設定される目標対地刃先位置をその時点での実際の対地刃先位置に修正する目標対地刃先位置修正手段および
（ｆ）前記対地刃先位置検知手段により検知されるブレードの対地刃先位置を前記目標対地刃先位置修正手段による修正後の目標対地刃先位置に一致させるようにブレードの上昇若しくは下降を制御するブレード制御手段
を備えることを特徴とするブルドーザのドージング装置。
【請求項２】
前記目標対地刃先位置修正手段により目標対地刃先位置を修正する際に用いられる前記実際の対地刃先位置の値は、移動平均により得られる値である請求項１に記載のブルドーザのドージング装置。
【請求項３】
（ａ）車体の実牽引力を検知する実牽引力検知手段、
（ｂ）ブレードの対地刃先位置を検知する対地刃先位置検知手段、
（ｃ）ブレードの前面の土砂の満杯率を検知する満杯率検知手段、
（ｄ）前記実牽引力検知手段により検知される実牽引力と設定される目標牽引力との間に差がある場合に実牽引力を目標牽引力に一致させるようにブレードを上昇もしくは下降させる操作量を演算する第１操作量演算手段、
（ｅ）前記対地刃先位置検知手段により検知される実際の対地刃先位置と設定される目標対地刃先位置との間に差がある場合に実際の対地刃先位置を目標対地刃先位置に一致させるようにブレードを上昇もしくは下降させる操作量を演算する第２操作量演算手段、
（ｆ）前記満杯率検知手段により検知される満杯率が所定値未満の小さな値であるときに、前記第１操作量演算手段により演算される操作量と前記第２操作量演算手段により演算される操作量との重み付け特性を前記第１操作量演算手段による操作量の重み付けを重視する自動掘削運転用の重み付け特性に設定するとともに、前記満杯率が前記所定値以上の大きな値であるときに、前記重み付け特性を前記第２操作量演算手段による操作量の重み付けを重視する自動運土運転用の重み付け特性に設定する重み付け特性設定手段および
（ｇ）この重み付け特性設定手段により設定される重み付け特性を加味してブレードの上昇若しくは下降を制御するブレード制御手段
を備えることを特徴とするブルドーザのドージング装置。
【請求項４】
（ａ）車体の実牽引力を検知する実牽引力検知手段、
（ｂ）ブレードの対地刃先位置を検知する対地刃先位置検知手段、
（ｃ）ブレードに加わる負荷が安定状態にあることを検知する負荷安定状態検知手段、
（ｄ）前記実牽引力検知手段により検知される実牽引力と設定される目標牽引力との間に差がある場合に実牽引力を目標牽引力に一致させるようにブレードを上昇もしくは下降させる操作量を演算する第１操作量演算手段、
（ｅ）前記対地刃先位置検知手段により検知される実際の対地刃先位置と設定される目標対地刃先位置との間に差がある場合に実際の対地刃先位置を目標対地刃先位置に一致させるようにブレードを上昇もしくは下降させる操作量を演算する第２操作量演算手段、
（ｆ）前記負荷安定状態検知手段によりブレードに加わる負荷が安定状態にないと検知されるときに、前記第１操作量演算手段により演算される操作量と前記第２操作量演算手段により演算される操作量との重み付け特性を前記第１操作量演算手段による操作量の重み付けを重視する自動掘削運転用の重み付け特性に設定するとともに、前記ブレードに加わる負荷が安定状態にあると検知されるときに、前記重み付け特性を前記第２操作量演算手段による操作量の重み付けを重視する自動運土運転用の重み付け特性に設定する重み付け特性設定手段および
（ｇ）この重み付け特性設定手段により設定される重み付け特性を加味してブレードの上昇若しくは下降を制御するブレード制御手段
を備えることを特徴とするブルドーザのドージング装置。
【請求項５】
（ａ）車体の実牽引力を検知する実牽引力検知手段、
（ｂ）ブレードの対地刃先位置を検知する対地刃先位置検知手段、
（ｃ）ブレードの前面の土砂の満杯率を検知する満杯率検知手段、
（ｄ）ブレードに加わる負荷が安定状態にあることを検知する負荷安定状態検知手段、
（ｅ）前記実牽引力検知手段により検知される実牽引力と設定される目標牽引力との間に差がある場合に実牽引力を目標牽引力に一致させるようにブレードを上昇もしくは下降させる操作量を演算する第１操作量演算手段、
（ｆ）前記対地刃先位置検知手段により検知される実際の対地刃先位置と設定される目標対地刃先位置との間に差がある場合に実際の対地刃先位置を目標対地刃先位置に一致させるようにブレードを上昇もしくは下降させる操作量を演算する第２操作量演算手段、
（ｇ）前記満杯率検知手段により検知される満杯率が所定値未満の小さな値であるか、もしくは前記負荷安定状態検知手段によりブレードに加わる負荷が安定状態にないと検知されるときに、前記第１操作量演算手段により演算される操作量と前記第２操作量演算手段により演算される操作量との重み付け特性を前記第１操作量演算手段による操作量の重み付けを重視する自動掘削運転用の重み付け特性に設定するとともに、前記満杯率が前記所定値以上の大きな値であり、かつ前記ブレードに加わる負荷が安定状態にあると検知されるときに、前記重み付け特性を前記第２操作量演算手段による操作量の重み付けを重視する自動運土運転用の重み付け特性に設定する重み付け特性設定手段および
（ｈ）この重み付け特性設定手段により設定される重み付け特性を加味してブレードの上昇若しくは下降を制御するブレード制御手段
を備えることを特徴とするブルドーザのドージング装置。
【請求項６】
（ａ）車体の実牽引力を検知する実牽引力検知手段、
（ｂ）ブレードの対地刃先位置を検知する対地刃先位置検知手段、
（ｃ）ブレードの前面の土砂の満杯率を検知する満杯率検知手段、
（ｄ）前記実牽引力検知手段により検知される実牽引力と設定される目標牽引力との間に差がある場合に実牽引力を目標牽引力に一致させるようにブレードを上昇もしくは下降させる操作量を演算する第１操作量演算手段、
（ｅ）前記対地刃先位置検知手段により検知される実際の対地刃先位置と設定される目標対地刃先位置との間に差がある場合に実際の対地刃先位置を目標対地刃先位置に一致させるようにブレードを上昇もしくは下降させる操作量を演算する第２操作量演算手段、
（ｆ）予め前記満杯率の大小によって多段階に層別された各ゾーンに対応して前記第１操作量演算手段により演算される操作量と前記第２操作量演算手段により演算される操作量との重み付け特性を記憶しておき、前記満杯率検知手段により検知される満杯率に応じて前記記憶されている重み付け特性を呼び出すことにより適切な重み付け特性を設定する重み付け特性設定手段および
（ｇ）この重み付け特性設定手段により設定される重み付け特性を加味してブレードの上昇若しくは下降を制御するブレード制御手段
を備えることを特徴とするブルドーザのドージング装置。
【請求項７】
（ａ）ブレードの対地刃先位置を検知する対地刃先位置検知手段、
（ｂ）ブルドーザの掘削開始点からの実走行距離とブレードの目標対地刃先位置との関係を設定する目標対地刃先位置設定手段、
（ｃ）ブレードに加わる負荷が安定状態にあることを、ブレードに加わる負荷変動量が所定値未満の小さな値であり、かつそのブレードに加わる負荷が設定される目標牽引力に近い値であることにより検知する負荷安定状態検知手段、
（ｄ）ドージング作業における自動運転時に、前記負荷安定状態検知手段によりブレードに加わる負荷が安定状態にあることが検知されるときには、そのときの対地刃先位置に係るデータを各回のドージング作業において蓄積するとともに、これら蓄積データを平均化することにより前記目標対地刃先位置設定手段により設定される目標対地刃先位置を修正する目標対地刃先位置修正手段および
（ｅ）前記対地刃先位置検知手段により検知されるブレードの対地刃先位置を前記目標対地刃先位置修正手段による修正後の目標対地刃先位置に一致させるようにブレードの上昇若しくは下降を制御するブレード制御手段
を備えることを特徴とするブルドーザのドージング装置。
【請求項８】
前記負荷安定状態検知手段は、ブレードに加わる負荷変動量が所定値未満の小さな値であり、かつそのブレードに加わる負荷が設定される目標牽引力に近い値であるときに、ブレードに加わる負荷が安定状態にあると判定するものである請求項４または５に記載のブルドーザのドージング装置。
【請求項９】
前記ブレードに加わる負荷変動量の大きさは、車体の実牽引力の変動量を検知することにより検知される請求項１，７，８のいずれかに記載のブルドーザのドージング装置。
【請求項１０】
前記ブレードに加わる負荷変動量の大きさは、ブレードの対地刃先位置の変動量を検知することにより検知される請求項１，７，８のいずれかに記載のブルドーザのドージング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブルドーザのドージング装置に関し、より詳しくはブルドーザによるドージング作業におけるブレードの対地刃先位置を適正に制御する整地制御に関する技術である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のブルドーザによるドージング作業は、ブルドーザを運転操作するオペレータの手動操作によりブレードを上昇若しくは下降させ、掘削押土、更にはブレードの対地刃先位置を維持して整地を行なうことでもってなされている。
【０００３】
しかしながら、手動操作によりブレードを上昇若しくは下降させて、対地刃先位置を維持して整地を行なうことは、例え熟練のオペレータでもブレードの上昇若しくは下降の操作頻度が多くて多大の疲労を伴うという問題点がある。また、前述のような作業を行なう操作が複雑なために、未熟なオペレータにおいては操作自体が困難であるという問題点がある。
【０００４】
このような問題点を解消するために、本出願人は、ドージング作業における整地を多大の疲労を伴うことなく簡単な操作で行うことのできるブルドーザの整地制御装置を、特開平７−４８８５５号公報において既に提案している。この既提案の整地制御装置においては、実牽引力を目標牽引力に一致させるために負荷制御特性マップから得られるリフト操作量と、実際の対地刃先位置を目標対地刃先位置に一致させるために整地制御（平滑制御）特性マップから得られるリフト操作量とを求め、これら各リフト操作量を、牽引力差に基づき重み付けされた負荷−整地制御重み付け特性マップにより加算して最終的なリフト操作量を得るようにされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記公報に開示されている整地制御装置においては、ブレードに加わる負荷の変動が大きい場合にも負荷制御の目標値が平滑制御の目標値によって修正されることとなるために、例えば運土の終了点において、負荷制御に基づきブレードは上昇方向に制御されるのに対し、平滑制御では目標刃先位置の変動を小さくするようにブレードは下降方向に制御され、この結果地表にうねりが生じてしまうという問題点がある。
【０００６】
また、この公報のものでは、負荷−整地制御重み付け特性マップがドージングの作業状況の変化にも関わらず常に一定の重み付け関数に基づいて設定されているために、この重み付け関数が掘削時の重み付け関数と運土時の重み付け関数とを折衷した関数とならざるを得ず、制御性能の向上が図れないという問題点もある。
【０００７】
さらに、この公報のものでは、所定のレーンにおいて掘削作業および運土作業を複数回繰り返した場合に、各回のドージング作業毎の目標値が毎回リセットされるために、この繰り返し作業における性能の向上を期待することができず、ドージング作業を行う現場毎の土質もしくは作業形態等の条件の変化に対応させるのが困難であるとい問題点もある。
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、第１に、ドージング作業の効率の向上を図るとともに掘削跡坪を滑らかな形状にすることのできるブルドーザのドージング装置を提供することを目的とし、第２に、掘削作業であるか運土作業であるかに応じて重み付け関数を適切に設定して制御性能を向上させることのできるブルドーザのドージング装置を提供することを目的とし、第３に、作業現場毎の条件の変化に適応させて作業効率を向上させることのできるブルドーザのドージング装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
本発明によるブルドーザのドージング装置は、前述の第１の目的を達成するために、
（ａ）ブレードの対地刃先位置を検知する対地刃先位置検知手段、
（ｂ）ブレードの目標対地刃先位置を設定する目標対地刃先位置設定手段、
（ｃ）ブレードに加わる負荷が安定状態にあることを、ブレードに加わる負荷変動量が所定値未満の小さな値であり、かつそのブレードに加わる負荷が設定される目標牽引力に近い値であることにより検知する負荷安定状態検知手段、
（ｄ）ドージング作業における自動掘削運転時に、前記負荷安定状態検知手段によりブレードに加わる負荷が安定状態にあることが検知されるときには、前記目標対地刃先位置設定手段により設定される目標対地刃先位置をその時点での実際の対地刃先位置に修正する目標対地刃先位置修正手段および
（ｆ）前記対地刃先位置検知手段により検知されるブレードの対地刃先位置を前記目標対地刃先位置修正手段による修正後の目標対地刃先位置に一致させるようにブレードの上昇若しくは下降を制御するブレード制御手段
を備えることを特徴とするものである。
【００１０】
このような特徴を有する発明においては、ドージング作業における自動掘削運転時に、ブレードに加わる負荷が安定状態にあることが検知されるときには、言い換えれば自動掘削運転が安定した状態で行われているときには、ブレードの目標対地刃先位置をその安定している時点での実際の対地刃先位置に一致させるようにその目標対地刃先位置が修正され、この修正された目標対地刃先位置に基づいてブレードの対地刃先位置の制御（平滑制御）が実行される。これにより、目標牽引力に対して精度が良く効率の向上が図れ、しかも掘削跡坪が平坦になるように自動掘削が実行され、更には傾斜の変化もしくは地表面の硬さの不均一に対してもフレキシブルに対応することが可能となる。
【００１１】
本発明において、前記目標対地刃先位置修正手段により目標対地刃先位置を修正する際に用いられる前記実際の対地刃先位置の値は、移動平均により得られる値とするのが好ましい。こうすることで、より精度の高い制御を実現することができる。
【００１２】
また、本発明によるブルドーザのドージング装置は、前述の第２の目的を達成するために、
（ａ）車体の実牽引力を検知する実牽引力検知手段、
（ｂ）ブレードの対地刃先位置を検知する対地刃先位置検知手段、
（ｃ）ブレードの前面の土砂の満杯率を検知する満杯率検知手段、
（ｄ）前記実牽引力検知手段により検知される実牽引力と設定される目標牽引力との間に差がある場合に実牽引力を目標牽引力に一致させるようにブレードを上昇もしくは下降させる操作量を演算する第１操作量演算手段、
（ｅ）前記対地刃先位置検知手段により検知される実際の対地刃先位置と設定される目標対地刃先位置との間に差がある場合に実際の対地刃先位置を目標対地刃先位置に一致させるようにブレードを上昇もしくは下降させる操作量を演算する第２操作量演算手段、
（ｆ）前記満杯率検知手段により検知される満杯率が所定値未満の小さな値であるときに、前記第１操作量演算手段により演算される操作量と前記第２操作量演算手段により演算される操作量との重み付け特性を前記第１操作量演算手段による操作量の重み付けを重視する自動掘削運転用の重み付け特性に設定するとともに、前記満杯率が前記所定値以上の大きな値であるときに、前記重み付け特性を前記第２操作量演算手段による操作量の重み付けを重視する自動運土運転用の重み付け特性に設定する重み付け特性設定手段および
（ｇ）この重み付け特性設定手段により設定される重み付け特性を加味してブレードの上昇若しくは下降を制御するブレード制御手段
を備えることを特徴とするものである。
【００１３】
このような特徴を有する発明においては、ドージング作業時に検知されるブレード前面の土砂の満杯率が所定値未満の小さな値であるときには、実牽引力を目標牽引力に一致させるようにブレードを制御する、所謂負荷制御の操作量を、実際の対地刃先位置を目標対地刃先位置に一致させるようにブレードを制御する、所謂平滑制御の操作量に比べて重視する自動掘削運転用の重み付け特性が設定され、一方前記満杯率が所定値以上の大きな値であるときには、平滑制御の操作量を負荷制御の操作量に比べて重視する自動運土運転用の重み付け特性が設定される。これにより、自動掘削運転時には負荷制御を重視して負荷の誤差を小さくすることができ、これに対して自動運土運転時には平滑制御を重視して掘削跡坪を滑らかにすることができる。
【００１４】
本発明においては、重み付け特性を変更するための判定基準として、前述の満杯率を用いるのに代えて、ブレードに加わる負荷が安定状態にあるか否かのデータを用いることができる。すなわち、前述の第２の目的を達成するための本発明によるブルドーザのドージング装置は、
（ａ）車体の実牽引力を検知する実牽引力検知手段、
（ｂ）ブレードの対地刃先位置を検知する対地刃先位置検知手段、
（ｃ）ブレードに加わる負荷が安定状態にあることを検知する負荷安定状態検知手段、
（ｄ）前記実牽引力検知手段により検知される実牽引力と設定される目標牽引力との間に差がある場合に実牽引力を目標牽引力に一致させるようにブレードを上昇もしくは下降させる操作量を演算する第１操作量演算手段、
（ｅ）前記対地刃先位置検知手段により検知される実際の対地刃先位置と設定される目標対地刃先位置との間に差がある場合に実際の対地刃先位置を目標対地刃先位置に一致させるようにブレードを上昇もしくは下降させる操作量を演算する第２操作量演算手段、
（ｆ）前記負荷安定状態検知手段によりブレードに加わる負荷が安定状態にないと検知されるときに、前記第１操作量演算手段により演算される操作量と前記第２操作量演算手段により演算される操作量との重み付け特性を前記第１操作量演算手段による操作量の重み付けを重視する自動掘削運転用の重み付け特性に設定するとともに、前記ブレードに加わる負荷が安定状態にあると検知されるときに、前記重み付け特性を前記第２操作量演算手段による操作量の重み付けを重視する自動運土運転用の重み付け特性に設定する重み付け特性設定手段および
（ｇ）この重み付け特性設定手段により設定される重み付け特性を加味してブレードの上昇若しくは下降を制御するブレード制御手段
を備えることを特徴とするものである。
【００１５】
このような特徴を有する発明においては、ドージング作業時においてブレードに加わる負荷が安定状態にないときには、負荷制御の操作量を平滑制御の操作量に比べて重視する自動掘削運転用の重み付け特性が設定され、一方前記ブレードに加わる負荷が安定状態にあるときには、平滑制御の操作量を負荷制御の操作量に比べて重視する自動運土運転用の重み付け特性が設定される。これにより、前述の発明と同様、自動掘削運転時には負荷制御を重視して負荷の誤差を小さくすることができ、これに対して自動運土運転時には平滑制御を重視して掘削跡坪を滑らかにすることができる。
【００１６】
さらに、重み付け特性を変更するための判定基準として、前述の満杯率とブレードに加わる負荷が安定状態にあるか否かのデータとの双方を用いることもできる。すなわち、前述の第２の目的を達成するための本発明によるブルドーザのドージング装置は、
（ａ）車体の実牽引力を検知する実牽引力検知手段、
（ｂ）ブレードの対地刃先位置を検知する対地刃先位置検知手段、
（ｃ）ブレードの前面の土砂の満杯率を検知する満杯率検知手段、
（ｄ）ブレードに加わる負荷が安定状態にあることを検知する負荷安定状態検知手段、
（ｅ）前記実牽引力検知手段により検知される実牽引力と設定される目標牽引力との間に差がある場合に実牽引力を目標牽引力に一致させるようにブレードを上昇もしくは下降させる操作量を演算する第１操作量演算手段、
（ｆ）前記対地刃先位置検知手段により検知される実際の対地刃先位置と設定される目標対地刃先位置との間に差がある場合に実際の対地刃先位置を目標対地刃先位置に一致させるようにブレードを上昇もしくは下降させる操作量を演算する第２操作量演算手段、
（ｇ）前記満杯率検知手段により検知される満杯率が所定値未満の小さな値であるか、もしくは前記負荷安定状態検知手段によりブレードに加わる負荷が安定状態にないと検知されるときに、前記第１操作量演算手段により演算される操作量と前記第２操作量演算手段により演算される操作量との重み付け特性を前記第１操作量演算手段による操作量の重み付けを重視する自動掘削運転用の重み付け特性に設定するとともに、前記満杯率が前記所定値以上の大きな値であり、かつ前記ブレードに加わる負荷が安定状態にあると検知されるときに、前記重み付け特性を前記第２操作量演算手段による操作量の重み付けを重視する自動運土運転用の重み付け特性に設定する重み付け特性設定手段および
（ｈ）この重み付け特性設定手段により設定される重み付け特性を加味してブレードの上昇若しくは下降を制御するブレード制御手段
を備えることを特徴とするものである。
【００１７】
このような特徴を有する発明においては、ドージング作業時に検知されるブレード前面の土砂の満杯率が所定値未満の小さな値であるか、もしくはドージング作業時においてブレードに加わる負荷が安定状態にないときには、負荷制御の操作量を平滑制御の操作量に比べて重視する自動掘削運転用の重み付け特性が設定され、一方前記満杯率が所定値以上の大きな値であり、かつ前記ブレードに加わる負荷が安定状態にあるときには、平滑制御の操作量を負荷制御の操作量に比べて重視する自動運土運転用の重み付け特性が設定される。このように満杯率と負荷の安定状態の双方の条件を満たす場合に自動運土運転用の重み付け特性を設定するようにすることで、制御性能をより高めることが可能となる。
【００１８】
また、重み付け特性を変更するための判定基準として前述の満杯率を用いる場合に、この重み付け特性を自動掘削運転用と自動運土運転用の２段階に分けるだけでなく、満杯率の大小によって多段階に分けることもできる。すなわち、前述の第２の目的を達成するための本発明によるブルドーザのドージング装置は、
（ａ）車体の実牽引力を検知する実牽引力検知手段、
（ｂ）ブレードの対地刃先位置を検知する対地刃先位置検知手段、
（ｃ）ブレードの前面の土砂の満杯率を検知する満杯率検知手段、
（ｄ）前記実牽引力検知手段により検知される実牽引力と設定される目標牽引力との間に差がある場合に実牽引力を目標牽引力に一致させるようにブレードを上昇もしくは下降させる操作量を演算する第１操作量演算手段、
（ｅ）前記対地刃先位置検知手段により検知される実際の対地刃先位置と設定される目標対地刃先位置との間に差がある場合に実際の対地刃先位置を目標対地刃先位置に一致させるようにブレードを上昇もしくは下降させる操作量を演算する第２操作量演算手段、
（ｆ）予め前記満杯率の大小によって多段階に層別された各ゾーンに対応して前記第１操作量演算手段により演算される操作量と前記第２操作量演算手段により演算される操作量との重み付け特性を記憶しておき、前記満杯率検知手段により検知される満杯率に応じて前記記憶されている重み付け特性を呼び出すことにより適切な重み付け特性を設定する重み付け特性設定手段および
（ｇ）この重み付け特性設定手段により設定される重み付け特性を加味してブレードの上昇若しくは下降を制御するブレード制御手段
を備えることを特徴とするものである。
【００１９】
このような特徴を有する発明においては、ドージング作業時に検知されるブレード前面の土砂の満杯率の大小によって予め多段階に層別された各ゾーンに対応して重み付け特性が記憶されており、実際に検知される満杯率に応じてその記憶されている重み付け特性が呼び出されて適切な重み付け特性が設定される。このように満杯率の多段階の値によって異なる重み付け特性を設定することで、制御性能をより高めることが可能となる。
【００２０】
次に、本発明によるブルドーザのドージング装置は、前述の第３の目的を達成するために、
（ａ）ブレードの対地刃先位置を検知する対地刃先位置検知手段、
（ｂ）ブルドーザの掘削開始点からの実走行距離とブレードの目標対地刃先位置との関係を設定する目標対地刃先位置設定手段、
（ｃ）ブレードに加わる負荷が安定状態にあることを、ブレードに加わる負荷変動量が所定値未満の小さな値であり、かつそのブレードに加わる負荷が設定される目標牽引力に近い値であることにより検知する負荷安定状態検知手段、
（ｄ）ドージング作業における自動運転時に、前記負荷安定状態検知手段によりブレードに加わる負荷が安定状態にあることが検知されるときには、そのときの対地刃先位置に係るデータを各回のドージング作業において蓄積するとともに、これら蓄積データを平均化することにより前記目標対地刃先位置設定手段により設定される目標対地刃先位置を修正する目標対地刃先位置修正手段および
（ｅ）前記対地刃先位置検知手段により検知されるブレードの対地刃先位置を前記目標対地刃先位置修正手段による修正後の目標対地刃先位置に一致させるようにブレードの上昇若しくは下降を制御するブレード制御手段
を備えることを特徴とするものである。
【００２１】
このような特徴を有する発明においては、ドージング作業における自動運転時に、ブレードに加わる負荷が安定状態にあるときには、そのときの対地刃先位置に係るデータが各回のドージング作業において蓄積されるとともに、これら蓄積データを平均化することによりその負荷が安定している区間における目標対地刃先位置が修正され、この修正された目標対地刃先位置に基づいてブレードの対地刃先位置の制御（平滑制御）が実行される。このように作業が行われる現場の土質および作業形態を学習してドージング作業が行われることにより、現場毎の作業条件に適応する自動化が可能となる。
【００２２】
前記負荷安定状態検知手段は、ブレードに加わる負荷変動量が所定値未満の小さな値であり、かつそのブレードに加わる負荷が設定される目標牽引力に近い値であるときに、ブレードに加わる負荷が安定状態にあると判定するものとするのが好ましい。また、前記ブレードに加わる負荷変動量の大きさは、車体の実牽引力の変動量を検知することにより検知されるものであっても良いし、ブレードの対地刃先位置の変動量を検知することにより検知されるものであっても良い。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるブルドーザのドージング装置の具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
（第１実施例）
図１に外観が示されているブルドーザ１において、このブルドーザ１の車体２上には、図示されないエンジンを収納しているボンネット３およびブルドーザ１を運転操作するオペレータのオペレータ席４が配設されている。また、車体２の両側部、言い換えれば車体２の前進方向における左右の各側部には、車体２を前進，後進および旋回させる履帯５（右側部の履帯は図示されてはいない。）が設けられている。これら両履帯５は、エンジンから伝達される駆動力によって対応するスプロケット６により各履帯５毎に独立して駆動される。
【００２５】
また、車体２の左右の側部には、ブレード７を先端側で支持する左および右のストレートフレーム８，９の基端部がトラニオン１０（右側部のトラニオンは図示されてはいない。）によってブレード７が上昇・下降可能なように枢支されている。さらに、ブレード７には、このブレード７を上昇・下降させる左右一対のブレードリフトシリンダ１１が車体２との間に、またブレード７を左右に傾斜させるブレース１２およびブレードチルトシリンダ１３がそのブレース１２を左ストレートフレーム８との間に、ブレードチルトシリンダ１３を右ストレートフレーム９との間に配することにより設けられている。
【００２６】
また、オペレータ席４の車体２の前進方向における左側にはステアリングレバー１５，変速レバー１６および燃料コントロールレバー１７が設けられているとともに、右側にはブレード７を上昇，下降，左傾斜および右傾斜させるブレードコントロールレバー１８，ブレード７に加わる堀削押土の負荷量の設定用およびその設定負荷量に対する増減修正用の第１ダイヤルスイッチ１９Ａおよび第２のダイヤルスイッチ１９Ｂ，ドージング作業の自動運転オン・オフを切換える自動運転モード押圧切換スイッチ２０，トルクコンバータのロックアップオン・オフを切換えるロックアップ切換スイッチ２１および表示装置２２が設けられている。なお、オペレータ席４の前方には図示されてはいないがデクセルペダルが設けられている。
【００２７】
次に、動力伝達系統が示されている図２において、エンジン３０からの回転駆動力は、ダンパー３１および作業機油圧ポンプを含む各種油圧ポンプを駆動するＰＴＯ３２を介して、ロックアップ機構３３ａおよびポンプ３３ｂを有するロックアップ付トルクコンバータ３３に伝達される。次に、このロックアップ付トルクコンバータ３３の出力軸から、回転駆動力はその出力軸に入力軸が連結されている例えば遊星歯車湿式多板式クラッチ変速機であるトランスミッション３４に伝達される。このトランスミッション３４は、前進クラッチ３４ａ，後進クラッチ３４ｂおよび１速乃至３速クラッチ３４ｃ〜３４ｅを有してトランスミッション３４の出力軸は前後進３段階の速度で回転されるようになっている。続いて、このトランスミッション３４の出力軸からその回転駆動力は、ピニオン３５ａおよびベベルギア３５ｂ、更には左右一対の操向クラッチ３５ｃおよび操向ブレーキ３５ｄが配されている横軸３５ｅを有するステアリング機構３５を介して左右一対の各終減速機構３６に伝達されて履帯５を走行させる各スプロケット６が駆動されるようになっている。なお、符号３７はエンジン３０の回転数を検出するエンジン回転センサ、符号３８はロックアップ付トルクコンバータ３３の出力軸の回転数を検出するトルクコンバータ出力軸回転センサである。
【００２８】
一方、本実施例によるブルドーザのドージング装置のシステム構成が概略的に示されている図３において、第１および第２のダイヤルスイッチ１９Ａ，１９Ｂからのブレード７に加わる掘削押土の設定される負荷量およびその設定負荷量に対する増減修正の各ダイヤル値データ、自動運転モード押圧切換スイッチ２０からのドージング作業の自動運転オン・オフの切換による自動・手動運転モード選択指示、ロックアップ切換スイッチ２１からのトルクコンバータ３３のロックアップオン・オフの切換えによるロックアップ（Ｌ／Ｕ）・トルコン（Ｔ／Ｃ）選択指示、エンジン回転センサ３７からのエンジン３０の回転数データおよびトルクコンバータ出力軸回転センサ３８からのトルクコンバータ３３の出力軸の回転数データは、バス４０を介してマイコン４１に供給される。さらに、このマイコン４１には、ブレード７を上昇・下降させる左右一対のブレードリフトシリンダ１１の左右の各ストローク位置を検出するブレードリフトシリンダストロークセンサ４２からの各ストローク位置データ、車体２の時々刻々の前後方向の傾斜角度を検出する傾斜角センサ４３からの傾斜角データ、変速レバー１６の操作により速度段が切換えられてトランスミッション３４が前後進３段階のいずれの速度段状態にあるかを検出するトランスミッション速度段センサ４４からの速度段状態、およびブレードコントロールレバー１８の操作によりブレード７が手動運転操作中であるか否かを検出するブレード操作センサ４５からの手動運転操作状況がバス４０を介して供給される。
【００２９】
マイコン４１は、所定プログラムを実行する中央処理装置（ＣＰＵ）４１Ａと、このプログラムおよびエンジン特性曲線マップ、トルクコンバータ特性曲線マップ等の各種マップを記憶する読出し専用メモリ（ＲＯＭ）４１Ｂと、このプログラムを実行するに必要なワーキングメモリとして、また各種レジスタとしての書込み可能メモリ（ＲＡＭ）４１Ｃと、このプログラム中の時間を計測するタイマ４１Ｄとより構成されている。そして、前述されたブレード７に加わる掘削押土の設定される負荷量およびその設定負荷量に対する増減修正の各ダイヤル値データ、ドージング作業の自動・手動運転モード選択指示、トルクコンバータ３３のＬ／Ｕ・Ｔ／Ｃ選択指示、エンジン３０の回転数データ、トルクコンバータ３３の出力軸の回転数データ、左右のブレードリフトシリンダ１１の各ストローク位置データ、車体２の前後方向の傾斜角データ、トランスミッション３４の速度段状態およびブレード７の手動運転操作状況にもとづき、前記プログラムを実行することによりブレード７を上昇若しくは下降させるリフト操作量がブレードリフトシリンダコントローラ４６に供給され、リフト弁アクチュエータ４７およびリフトシリンダ操作弁４８を介して左右一対のブレードリフトシリンダ１１がそのリフト操作量にもとづき駆動制御されることによって、ブレード７を上昇または下降させている。なお、表示装置２２においては、現在においてブルドーザ１がドージング作業の自動運転モードにあるか手動運転モードにあるか等が表示される。
【００３０】
次に、前述のように構成されるブルドーザのドージング装置の動作について、図４および図５のフローチャートに基づき詳述する。
Ｓ１〜Ｓ３：電源の投入により所定プログラムの実行を開始してマイコン４１におけるＲＡＭ４１Ｃに設定されている各種レジスタ等の内容をクリヤする等の初期化を行なう。次に、初期化後のｔ1 秒後間に亘って傾斜角センサ４３から傾斜角データを初期値として順次に読込む。この傾斜角データを初期値として順次に読込むのは、これら傾斜角データの移動平均による周波数分離により車体２の傾斜角度を得ているためである。
【００３１】
Ｓ４〜Ｓ６：まず、第１および第２のダイヤルスイッチ１９Ａ，１９Ｂからブレード７に加わる掘削押土の設定される負荷量およびその設定負荷量に対する増減修正の各ダイヤル値データ、自動運転モード押圧切換スイッチ２０からドージング作業の自動・手動運転モード選択指示、ロックアップ切換スイッチ２１からトルクコンバータ３３のＬ／Ｕ・Ｔ／Ｃ選択指示、エンジン回転センサ３７からエンジン３０の回転数データ、トルクコンバータ出力軸回転センサ３８からトルクコンバータ３３の出力軸の回転数データ、ブレードリフトシリンダストロークセンサ４２から左右のブレードリフトシリンダ１１の各ストローク位置データ、傾斜角センサ４３から車体２の前後方向の傾斜角データ、トランスミッション速度段センサ４４からトランスミッション３４の速度段状態およびブレード操作センサ４５からブレード７の手動運転操作状況を読込む。次に、電源電圧が所定電圧以上の正常で電子回路等が正常駆動状態にある場合には、次のデータ処理を行なう。
１）順次に読込まれた傾斜角データから移動平均法による周波数分離により低周波成分を抽出して車体２の傾斜角度を得る。
２）次に、この低周波成分を前述の順次に読込まれた傾斜角データから差引く周波数分離により加速度成分を抽出して車体２の加速度を得る。
３）また、左右のブレードリフトシリンダ１１の各ストローク位置データを平均した平均ストローク位置データにもとづき左右のストレートフレーム８，９に対して平均化された車体２に対するストレートフレーム相対角度ψ1 を得る。
４）また、このストレートフレーム相対角度ψ1 を前項のようにして得られる車体２の傾斜角度とによって左右のストレートフレーム８，９に対して平均化された対地に対するストレートフレーム絶対角度を得る。次に、このようにして得られる時間順次のストレートフレーム絶対角度の５秒間の移動平均により移動平均ストレートフレーム絶対角度ψ2 を得る。
【００３２】
Ｓ７〜Ｓ１１：トランスミッション３４の速度段状態が前進１速（Ｆ１）または前進２速（Ｆ２）である場合には、トルクコンバータ３３のＬ／Ｕ・Ｔ／Ｃ選択指示がロックアップかトルコンかにより、次のように実牽引力ＦR を計算する。
１）ロックアップ時
エンジン３０の回転数Ｎｅから図６に示されているようなエンジン特性曲線マップからエンジントルクＴｅを得る。次に、このエンジントルクＴｅにトランスミッション３４、ステアリング機構３５および終減速機構３６、言い換えればトルクコンバータ３３の出力軸からスプロケット６までの減速比ｋse、更にはスプロケット６の径ｒを乗算して牽引力Ｆｅ（＝Ｔｅ・ｋse・ｒ）を得る。さらに、この牽引力Ｆｅからブレード７のリフト操作量によって図７に示されているようなポンプ補正特性マップから得られるＰＴＯ３２におけるブレードリフトシリンダ１１に対する作業機油圧ポンプ等のポンプ消費量に対応する牽引力補正分Ｆｃを差引いて実牽引力ＦR （＝Ｆｅ−Ｆｃ）を得る。
２）トルコン時
エンジン３０の回転数Ｎｅとトルクコンバータ３３の出力軸の回転数Ｎｔとの比である速度比ｅ（＝Ｎｔ／Ｎｅ）により図８に示されているようなトルクコンバータ特性曲線マップからトルク係数ｔp およびトルク比ｔを得てトルクコンバータ出力トルクＴｃ〔＝ｔp ・（Ｎｅ／１０００）2 ・ｔ〕を得る。次に、このトルクコンバータ出力トルクＴｃに前項と同様にトルクコンバータ３３の出力軸からスプロケット６までの減速比ｋSe、更にはスプロケット６の径ｒを乗算することにより実牽引力ＦR （＝Ｔｃ・ｋSe・ｒ）を計算によって得る。
【００３３】
次に、このようにして得られた実牽引力ＦR から、図９に示されているような傾斜角度−負荷補正分特性マップから得られる車体２の傾斜角度に対応する負荷補正分を差引いて補正後実牽引力Ｆを得る。
Ｓ１２〜Ｓ１６：自動運転モード押圧切換スイッチ２０の自動・手動運転モード選択指示がドージング作業の自動運転モード選択指示である場合には、次の処理を行なう。
１）自動運転モード押圧切換スイッチ２０の押圧切換操作の押圧持続時間がｔ2 秒以上である場合には、補正後実牽引力Ｆを目標牽引力Ｆ0 として設定する。
２）自動運転モード押圧切換スイッチ２０の押圧切換操作の押圧持続時間がｔ2 秒未満である場合には、第１のダイヤルスイッチ１９Ａで設定されるブレード７に加わる掘削押土の負荷量のダイヤル値を目標牽引力Ｆ0 として設定する。
次に、この設定された目標牽引力Ｆ0 を第１のダイヤルスイッチ１９Ａで設定される負荷量に対する増減修正である第２のダイヤルスイッチ１９Ｂのダイヤル値で増減修正して目標牽引力Ｆ0 とする。
【００３４】
Ｓ１７〜Ｓ１９：自動運転モード押圧切換スイッチ２０の自動・手動運転モード選択指示がドージング作業の自動運転モード選択指示になり、この自動運転モード選択指示によって自動運転モードになってからｔ3 秒以上の場合には、ブレード７の目標対地刃先位置ψ0 として移動平均ストレートフレーム絶対角度ψ2 を設定する。また、ｔ3 秒未満の場合にはブレード７の目標対地刃先位置としてストレートフレーム相対角度ψ1 を設定する。
【００３５】
Ｓ２０〜Ｓ２３：ブレードコントロールレバー１８によりブレード７が手動運転されていない手動運転操作状況にない場合には、図１０に示されているように、補正後実牽引力Ｆの変動量（負荷変動量）δＦが予め設定されている所定値Ｆset 未満（δＦ＜Ｆset ）の小さな値であって、かつその補正後実牽引力Ｆが目標牽引力Ｆ0 に近い値になったとき、言い換えればブレード７に加わる負荷が安定状態になったと判断されるときには、目標対地刃先位置ψ0 をそのときの移動平均ストレートフレーム絶対角度ψ2 ’に修正する。一方、前記補正後実牽引力Ｆの変動量δＦが所定値Ｆset を越えるとき、もしくはその補正後実牽引力Ｆが目標牽引力Ｆ0 から一定値以上離れた値であるとき、言い換えればブレード７に加わる負荷が安定状態にないときには、目標対地刃先位置ψ0 の修正を行わずに次のステップへ進む。
【００３６】
Ｓ２４〜Ｓ２５：目標牽引力Ｆ0 と補正後実牽引力Ｆとの牽引力差△Ｆおよび目標対地刃先位置ψ0 と移動平均ストレートフレーム絶対角度ψ2 との対地刃先位置差△ψを求めるとともに、表示装置２２にドージング作業の自動運転モードにあることを表示する。
【００３７】
Ｓ２６〜Ｓ２８：傾斜角データから周波数分離に抽出される加速度成分から得られる車体２の加速度の移動平均による移動平均加速度、更には補正後実牽引力Ｆにもとづき、次の条件を基準にしてシュースリップ、言い換えれば車体２の走行滑りを走行滑りとして検知する。
１）走行滑りとされる条件（１°≒0.0174Ｇ，Ｗ：ブルドーザ１の全重量）
▲１▼移動平均加速度α＜−４°
または
▲２▼移動平均加速度α＜−２°且つ補正後実牽引力Ｆ＞０．６Ｗ
２）走行滑り後において走行滑りがなくなったとされる条件
▲１▼移動平均加速度α＞０．１°
または
▲２▼補正後実牽引力Ｆ＞走行滑りの開始時点における補正後実牽引力Ｆ−０．１Ｗ
【００３８】
次に、前述の条件を基準として走行滑りであると検知される場合と、走行滑りでないと検知される場合とにおいて、次のように処理を行なう。
１）走行滑りであると検知される場合には、ブレード７に加わる掘削押土の負荷量を軽減して走行滑りを回避するために、図示されないスリップ制御特性マップによりブレード７を上昇させるリフト操作量Ｑｓを得る。
２）走行滑りでないと検知される場合には、まず次の各リフト操作量Ｑ1 , Ｑ2 を得る。
▲１▼目標牽引力Ｆ0 と補正後牽引力Ｆとの牽引力差△Ｆにより、図１１に示されている負荷制御特性マップから補正後牽引力Ｆが目標牽引力Ｆ0 に一致するようにブレード７を上昇若しくは下降させるリフト操作量Ｑ1 を得る。
▲２▼次に、目標対地刃先位置ψ0 と移動平均ストレートフレーム絶対角度ψ2 との対地刃先位置差△ψにより図１２に示されているような整地制御特性マップから移動平均ストレートフレーム絶対角度ψ2 を目標対地刃先位置ψ0 に一致するようにブレード７を上昇若しくは下降させるリフト操作量Ｑ2 を得る。
▲３▼続いて、これらリフト操作量Ｑ1 , Ｑ2 を牽引力差△Ｆにより図１３に示されているような負荷−整地制御重み付け特性マップにしたがって重み付けにより加算したリフト操作量ＱT を得る。この重み付けマップによれば牽引力差△Ｆが±０．１Ｗ以内である場合には負荷制御が優先されるようになっている。
【００３９】
なお、電源電圧が所定電圧以下の正常でなく電子回路等が正常駆動状態でないとされる場合、トランスミッション３４の速度段状態が前進１速（Ｆ１）または前進２速（Ｆ２）以外である場合、自動運転モード押圧切換スイッチ２０の自動・手動運転モード選択指示がドージング作業の手動運転モード選択指示の場合、更にブレードコントロールレバー１８によりブレード７が手動運転されている手動運転状況にある場合には、ブレードコントロールレバー１８の操作量にしたがって図示されないマニュアル制御特性マップによりステップＳ２６においてブレード７を上昇若しくは下降させるリフト操作量ＱN が得られる。
【００４０】
以上の各リフト操作量ＱS , ＱT , ＱN は、ブレードリフトシリンダコントローラ４６に供給され、各リフト操作量ＱS , ＱT , ＱN にもとづきリフト弁アクチュエータ４７およびリフトシリンダ操作弁４８を介してブレードリフトシンリダ１１を駆動制御し、ブレード７を上昇若しくは下降させる所望の制御が行なわれる。
【００４１】
本実施例によれば、ブレード７に加わる負荷が安定状態になったときのそのブレード７の上下位置が平滑制御の目標値となるようにその平滑制御の目標値が修正されるので、負荷一定制御の目標値に近い負荷でブレード７を精度良く制御することができ、例えば運土の終了点において、負荷一定制御に基づきブレードが上昇方向に制御されるのに対し、平滑制御で目標刃先位置の変動を小さくするようにブレードが下降方向に制御されるといった互いに相反する制御が行われるようなことがなく、掘削跡坪形状を滑らかにすることができる。
【００４２】
本実施例においては、ブレード７に加わる負荷が安定状態になったときに、目標対地刃先位置ψ0 をそのときの移動平均ストレートフレーム絶対角度ψ2 ’に修正するものとしたが、このように移動平均値を用いずに、その安定状態になった時点のストレートフレーム絶対角度を目標対地刃先位置に設定することもできる。
【００４３】
また、ブレード７に加わる負荷変動量が小さくなったか否かを判断するのに、補正後実牽引力Ｆの変動量δＦが所定値Ｆset 未満であるか否かによって判断するものとしたが、この判断は、対地刃先位置の変動量が所定値未満であるか否かによって行っても良い。また、他の方法として、前記変動量δＦの時間微分値が設定値未満であるか否か、あるいは対地刃先位置の変動量の時間微分値が設定値未満であるか否かによって行っても良い。さらに、これら各判定方法は単独に用いても良いが、複数の判定方法を組み合わせて用いても良い。
【００４４】
（第２実施例）
本実施例において、ブルドーザ１の装置構成，システム構成およびドージング装置の動作を示すフローチャートの基本的部分は、前記第１実施例と異なるところがない。したがって、第１実施例と共通する部分については説明を省略し、本実施例に特有の部分についてのみ以下に説明することとする（以下、第３実施例および第４実施例についても同様）。
【００４５】
本実施例では、ブレード満杯率とブレードに加わる負荷の安定状態とに応じてブルドーザ１の運転状態が自動掘削運転状態にあるのか、自動運土運転状態にあるのかを判定し、これら各運転状態に応じて負荷−整地制御重み付け特性（第１実施例の図１３参照）を変化させるようにしたものである。
【００４６】
本実施例におけるブルドーザのドージング装置の動作を示すフローチャートについては、図５のフローチャートのステップＳ２１以降が図１４に示されるように変更される。以下、この図１４によってその動作を説明する。
【００４７】
Ｓ２０〜Ｓ２２：ブレードコントロールレバー１８によりブレード７が手動運転されていない手動運転操作状況にない場合には、目標牽引力Ｆ0 と補正後牽引力Ｆとの牽引力差ΔＦ、また目標対地刃先位置ψ0 と移動平均ストレートフレーム絶対角度ψ2 との対地刃先位置差Δψを得るとともに、表示装置２２にドージング作業が自動運転モードにあることを表示する。
【００４８】
Ｓ２３〜Ｓ２９：車体２の走行滑りを検知し、走行滑りであると検知される場合と、走行滑りでないと検知される場合とにおいて、次のように処理を行う。
１）走行滑りであると検知される場合には、ブレード７に加わる掘削押土の負荷量を軽減して走行滑りを回避するために、図示されないスリップ制御特性マップによりブレード７を上昇させるリフト操作量Ｑｓを得る。
２）走行滑りでないと検知される場合には、まず次の各リフト操作量Ｑ1 ，Ｑ2 を得る。
▲１▼目標牽引力Ｆ0 と補正後牽引力Ｆとの牽引力差ΔＦにより、図１１に示されている負荷制御特性マップから補正後牽引力Ｆが目標牽引力Ｆ0 に一致するようにブレード７を上昇若しくは下降させるリフト操作量Ｑ1 を得る。
▲２▼次に、目標対地刃先位置ψ0 と移動平均ストレートフレーム絶対角度ψ2 との対地刃先位置差Δψにより図１２に示されているような整地制御特性マップから移動平均ストレートフレーム絶対角度ψ2 が目標対地刃先位置ψ0 に一致するようにブレード７を上昇若しくは下降させるリフト操作量Ｑ2 を得る。
▲３▼続いて、ブレード７の前面の土砂の満杯率を検知してその満杯率が予め設定される値以上の大きな値であり、補正後実牽引力の変動量δＦが予め設定されている所定値Ｆset 未満の小さな値であり、かつその補正後実牽引力Ｆが目標牽引量Ｆ0 に近い値になったときには、図１５に示されているような負荷制御のリフト操作量Ｑ1 の重み付けに対して平滑制御（整地制御）のリフト操作量Ｑ2 の重み付けを重視する、言い換えれば掘削跡坪を滑らかにするための自動運土運転用の重み付け特性（重み関数）ＷC を選択し、この重み付け特性マップにしたがって重み付けにより加算した牽引力差ΔＦに応じたリフト操作量ＱT を得る。一方、前述の各条件のいずれかが満足されていないとき、すなわち満杯率が設定値未満の小さな値であるか、補正後実牽引力の変動量δＦが所定値Ｆset 以上の大きな値であるか、あるいはその補正後実牽引力Ｆが目標牽引量Ｆ0 から離れた値であるときには、図１６に示されているような平滑制御（整地制御）のリフト操作量Ｑ2 の重み付けに対して負荷制御のリフト操作量Ｑ1 の重み付けを重視する、言い換えれば負荷一定制御を重視する自動掘削運転用の重み付け特性（重み関数）ＷD を選択し、この重み付け特性マップにしたがって重み付けにより加算した牽引力差ΔＦに応じたリフト操作量ＱT を得る。
【００４９】
ここで、満杯率は例えば次のようにして検知される。まず、補正後実牽引力Ｆを前述のように算出してその値をブレード７に加わる水平反力ＦH とする。次に、ブレードリフトシリンダ１１のシリンダロッドに加わる軸力Ｆc を求めるとともに、ヨーク角センサにより得られるブレードリフトシリンダ１１のヨーク角θを求め、これら軸力Ｆc およびヨーク角θから次式によりブレード７に加わる垂直反力Ｆv を求める。
Ｆv ＝Ｆc ｃｏｓθ
次いで、これら垂直反力Ｆv と水平反力ＦH との比Ｆv ／ＦH を演算し、この比Ｆv ／ＦH とピッチ角とからマップに基づいて満杯率を演算する。
【００５０】
本実施例においては、ブレードの満杯率の条件およびブレードに加わる負荷が安定状態にあるという条件（補正後実牽引力の変動量δＦが所定値Ｆset 未満で、かつその補正後実牽引力Ｆが目標牽引量Ｆ0 に近い値であるという条件）の両方を満たす場合に、自動運土運転用の重み付け特性ＷC を選択するものとしたが、これら条件のうちのいずれか一方の条件を満たす場合に自動運土運転用の重み付け特性ＷC を選択するようにする実施例も可能である。
【００５１】
（第３実施例）
前記第２実施例では、自動掘削運転用の重み付け特性と自動運土運転用の重み付け特性との２種類の重み付け特性を用意し、これらをドージング作業の作業状況に応じて使い分けるものとしたが、本実施例では、ブルドーザ１の実走行距離とブレード満杯率との間に図１７に示されるような関係がある点に鑑み、満杯率の大小によって多段階に層別した各ゾーン（本実施例ではゾーン１，２，３，４，５）に対応して別々の重み付け特性を設定するようにしたものである。こうして、検知されるブレード満杯率に応じて、設定され記憶されている重み付け特性が呼び出されてその呼び出された重み付け特性に基づいて最終的なリフト操作量ＱT が決定される。
【００５２】
本実施例によれば、第２実施例に比較して、より精度の高いブレードの制御を実現することができる。
【００５３】
（第４実施例）
本実施例では、１回のドージング作業毎に掘削開始点からの実走行距離とブレード対地刃先位置とのマップを作り、この対地刃先位置が安定している部分のその刃先位置を毎回蓄積して平均化することにより、平滑補正の目標値を最適化するものである。本実施例においては、第１実施例の図５に示されるフロー中、ステップＳ２１〜Ｓ２３が図１８に示されるステップＴ１〜Ｔ４に置き換えられる。以下、このフローによって説明する。
【００５４】
Ｔ１：ブルドーザ１の実走行距離Ｋに対する対地刃先位置の目標値（平滑補正目標値）のマップを初期設定しておく。このマップは、例えば図１９（ｃ）に示されるように、掘削開始点Ｌ0 からの距離に応じて掘削時の目標値を決めることにより設定したり、あるいは排土地点Ｌd からの距離に応じて排土時の目標値を決めることにより設定される。
【００５５】
Ｔ２〜Ｔ４：補正後実牽引力Ｆの変動量δＦが予め設定されている所定値Ｆset 未満の小さな値であり、かつその補正後実牽引力Ｆが目標牽引量Ｆ0 に近い値になったとき、言い換えればブレードに加わる負荷が安定状態になったときには、その安定状態時の対地刃先目標値を修正する。そして、この修正データを蓄積しておき、これら蓄積データを平均化することにより目標値の最適化を図る。こうして、ドージング作業が行われる現場の土質および作業形態を学習することができるので、現場毎の作業条件に適応したドージング作業の自動化が可能となる。なお、図１９においては、（ｂ）のＡ1 ，Ａ2 ，Ａ3 が負荷安定区間を示し、これら負荷安定区間Ａ1 ，Ａ2 ，Ａ3 により修正された目標値の区間が（ｃ）においてＡ1 ’，Ａ2 ’，Ａ3 ’によってそれぞれ示されている。
【００５６】
前記各実施例においては、実牽引力を検知するに際して計算によって実牽引力を得たが、スプロケット６の駆動トルクを検出する駆動トルクセンサを設けて、この駆動トルクセンサにより検出される駆動トルク量にもとづき実牽引力を得て検知するようにしても良い。また、トラニオン１０におけるブレード７を支持するストレートフレーム８，９による曲げ応力量を検出する曲げ応力センサを設けて、この曲げ応力センサにより検出される曲げ応力量にもとづき実牽引力を得て検知するようにしても良い。
【００５７】
前記各実施例においては、動力伝達系統にロックアップ付トルクコンバータ３３が配設される場合を説明したが、ロックアップ機構を有さないトルクコンバータの場合でも、またトルクコンバータを有さないダイレクトミッションの場合でも本発明が適用できることは言うまでもない。このダイレクトミッションの場合における実牽引力の算出は前述のロックアップ時の場合と同様である。
【００５８】
前記各実施例においては、車体２の走行滑りを傾斜角センサ４３からの出力である傾斜角データから周波数分離により加速度成分を抽出することにより検知したが、別途に加速度センサを設けてその加速度センサからの車体２の加速度状態を示す出力から検知するようにしても良い。また、ドップラー車速計を設け、このドップラー車速計により得られる車体２の実車速とその車体２を走行させる履帯５の走行速度とを比較して検知しても良い。
【００５９】
前記各実施例においては、目標対地刃先位置の設定を算出等により設定したが、目標牽引力の設定と同様にダイヤルスイッチで設定するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例によるブルドーザのドージング装置を説明するためのブルドーザの外観図。
【図２】第１実施例によるブルドーザのドージング装置における動力伝達系統のスケルトン図。
【図３】第１実施例によるブルドーザのドージング装置のシステム構成を示す概略ブロック図。
【図４】第１実施例のドージング装置の動作を示すフローチャート（前段）。
【図５】第１実施例のドージング装置の動作を示すフローチャート（後段）。
【図６】エンジン特性曲線マップを示すグラフ。
【図７】ポンプ補正特性マップを示すグラフ。
【図８】トルクコンバータ特性曲線マップを示すグラフ。
【図９】傾斜角度−負荷補正分特性マップを示すグラフ。
【図１０】実牽引力の時間変動を示すグラフ。
【図１１】負荷制御特性マップを示すグラフ。
【図１２】整地制御特性マップを示すグラフ。
【図１３】負荷−整地制御重み付け特性マップを示すグラフ。
【図１４】第１実施例のドージング装置の動作を示す要部フローチャート。
【図１５】自動運土運転時の重み付け特性を示すグラフ。
【図１６】自動掘削運転時の重み付け特性を示すグラフ。
【図１７】第３実施例における実走行距離に対するブレード満杯率の関係を示すグラフ。
【図１８】第４実施例ドージング装置の動作を示す要部フローチャート。
【図１９】第４実施例のドージング装置の制御内容を説明するグラフ。
【符号の説明】
１        ブルドーザ
７        ブレード
８，９    ストレートフレーム
１０        トラニオン
１１        ブレードリフトシリンダ
１２        ブレース
１３        ブレードチルトシリンダ
１５        ステアリングレバー
１８        ブレードコントロールレバー
２０        自動運転モード押圧切換スイッチ
４１        マイコン
４２        ブレードリフトシリンダストロークセンサ
４３        傾斜角センサ
４４        トランスミッション速度段センサ
４５        ブレード操作センサ
４６        ブレードリフトシリンダコントローラ
４７        リフト弁アクチュエータ
４８        リフトシリンダ操作弁
【図１】
0003794763.tif 000002
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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