JPS62220620A

JPS62220620A - 積込機械の自動掘削装置

Info

Publication number: JPS62220620A
Application number: JP6518286A
Authority: JP
Inventors: Shinji Takasugi; 高杉　信爾; Tadayuki Hanamoto; 忠幸花本
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1986-03-24
Filing date: 1986-03-24
Publication date: 1987-09-28
Anticipated expiration: 2009-11-09
Also published as: JPH0689553B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野］この発明は、ホイールローダ、ペイローダやトラクタシ
ョベル等の積込機械において、作業１幾アクチコエータ
を負荷に応じてマイクロコンピュータ制御することによ
り運転者の技術によらない効率良い掘削作業をなし得る
にうにした積込機械の自動掘削装置に関する。

【従来の技術〕

作業（環アクチュエータとしてブームおよびバケットを
右するホイールローダ、ペイローダあるいはトラクタシ
ョベル等の積込機械は、コンパクトで小回りがきき、し
かも購入価格が安い等の点で土木作業現場、畜産分野、
園芸造園分野、除雪作業等の幅広い分野で使用されてい
る。

この種の積込機械においては、ブームシリンダによって
ブームを上下に回動するとともにバケツ１−シリングに
よってバケットにチルトおよびダンプ動作を行なわせる
ようになっており、これらブームおよびバケットの回動
動作によって土砂等の掘削および積込作業を行なう。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、かかる積込機械の油圧回路には通常バケツ１
へ優先のタンデム回路ｈ（用いられ、またブームシリン
ダおよびバケットシリンダを駆動する各切換バルブは流
量固定のオン・オフ制御が行なわれているため、ブーム
およびバケットを同時操作することができず、各作業機
アクヂュ■−夕を上手く切換えて能率良い掘削を行なう
には極めて高度な熟練を要し、この為、未熟な運転者で
は、バケットを水平方向に突込み過ぎ゛で垂直抵抗が過
大になり車両後部が持ち上がる、バケットが早く上がり
過ぎて掘削土量が不足する、あるいは負荷が過大となり
タイヤがスリップすること等が多くあり、運転者の運転
技術によって作業能率が大きく変化するという問題点が
ある。

この発明は上記実情に鑑みてなされたもので、現在の主
流である流量固定でかつ一方のアクチュエータの単独操
作しかできない油圧回路が搭載された積込機械において
、その構成をほとんど変えることなく、運転者の技術に
左右されずに常に所定上聞の掘削を能率良くなし得る積
込機械の自動掘削装置を提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段〕かかる問題点を解決するために、このざｔ明では、バケ
ットに加わる掘削抵抗の水平成分および垂直成分を逐次
算出する手段と、前記水平掘削抵抗に関して、第１の設
定値、上限設定値および下限設定値を設定するとともに
、前記垂直掘削抵抗に関する設定値を設定する設定手段
と、前記算出した水平掘削抵抗が第１の設定値より大と
なってかつ前記締出した垂直掘削抵抗が同垂直掘削抵抗
の設定１１？１より小なるときは、前記水平掘削抵抗を
前記十ＩＩＩＸ！設定飴と下限設定値との間で往復させ
るようバケッ］・のチルト動およびブームの上げ回動の
交互切替え制御を行なうとともに、前記算出した垂直掘
削抵抗が同垂直掘削抵抗の設定値より大となってからは
所定の掘削終了時までバケツ１−のチルｌ−動を行なわ
せるべく、ブームおよびバケットを人々駆動でる各作業
機バルブの切替え制御を行なう切替制６１１手段とを具
えるようにする。

（作用）かかる構成によれば、水平掘削抵抗値に応じて、貫入走
行→負犬走行・バケツ１〜プルＩ−→負犬走行・ブーム
上昇→負犬走行・バケッｉ・チルト→具入走行・ブーム
上昇→のサイクル動作が行なわれることにより水平抵抗
は上限設定値と下限設定値との間を往復し、その後垂直
掘削抵抗値が所定の設定値より大となってからはバケッ
トのチルト動が掘削終了時まで行なわれることになる。

〔実施例〕

第２図は、この発明を適用するホイールローダの外ｌ１
１ｉ！構成例を示づものであり、このホイールローダに
は、バケット１の回転角θ１を検出するバケット角セン
サ２、ブーム３の回転角θ２を検出するブーム角センサ
４、ブームシリンダ５に供給する圧油の油圧ｐａを検出
する油圧センサ６（第２図中には図示せず）、バケット
シリンダ７に供給する圧油の油圧Ｐｂを検出する油圧セ
ンサ８（第２図中には図示せず）が設けられている。

これらバケット角センサ２、ブーム角センサ４、油圧セ
ンサ６および８の検出値θ１、θ２　、Ｐ　ａおよびＰ
ｂは、第１図に示すようにマイクロコンビ」−夕１０に
入力される。マイクロコンビコータ１０にＪｊいては、
これら検出値を用いｊＪａ！削中にバケツ１へ１に加わ
る掘削抵抗の水平成分Ｒｈおにひ垂直成分Ｒｖを逐次針
師し、自動掘削モードのときこれら針弁１ｆｆｉ　Ｒｈ
およびＲｖに基づいて油圧回路２０の駆動制御を行なう
。

この油圧回路２０は、ブームシリンダ５を駆動りるブー
ムコント［］−ルバルブ２１、バケットシリンダ７を駆
動するバケツ１−コントロールバルブ２２、タンク２３
、作業機ポンプ２４、パイロン１〜Δペレートコン１−
ロール（ＰＯＣ＞ポンプ２５、ブームコンｌ−ｒ＋−ル
バルブ２１の切換え制御を行なうリフト用パイロット弁
２６、バケットコントロールバルブ２２の切換え制御を
行なうチル１〜用パイロツ１〜弁２７で構成される通常
のＯＮ・ＯＦＦ制御形式のタンデム回路偶成に、マイク
ロコンビコータ１０からの切替信号Ｓ１および＄２によ
って夫々作動する切替弁３０おＪ：び４０を追加するよ
うにした。切替弁３０はリフト用パイロット弁２６から
ブームコン１〜ロールバルブ２１の上側（あげがわ）リ
フｌ−スプール２８へのパイロット管路に配設されてお
り、切ｆ！Ｉ信’３　Ｓ　１が未入力のときにはパイロ
ット弁２０ど１側リフトスプール２８とを接続するが、
切替信号＄１が入力されたときにはＰＯＣポンプ２５を
上側リフｌ−スプール２８に直結する。切替弁／ＩＯは
チルト用パイロット弁２７からバケットコン１−ロール
バルブ２２のチルト側ダンプスプール２９へのパイロッ
ト管路に配設されており、切替１６号Ｓ２が未入力のと
ぎにはパイロット管２７とデル］・側ダンプスプール２
９とを接続するが、切替信＋’ｉ　Ｓ２が入力されたと
きには、ＰＯＣポンプ２５をチルト側ダンプスプール２
９に直結する。これら切替信号Ｓ１およびＳ２はスイッ
チ１１の投入ににって自！＋＋掘削モードが指定された
時、マイクロコンビコータ１０から入力される。

ここで、かかる実施例構成にＪ、る自動掘削動作を説明
する前に、第３図および第４図に従って水平抵抗Ｒｈお
よび垂直抵抗Ｒｖの導出方法の一例を説明する。

この方法では、入力情報として、バケット回転角０１、
ブーム回転角０２、ブームシリンダーウにｌｊ給する圧
油の油圧ｐａおＪ、びバケッ１−シリンダ７に供給づ−
る圧油の油圧ｐｂを用い、これら検出ｉ１１を用いて水
平抵抗Ｒｈおよび垂直抵抗ＲＶを導出ザる。

いま、ブームシリンダ５およびバケツ１〜シリング７の
断面積を夫々３ａ　、３ｂどづ−ると、各シリンダ５お
よび、７のシリンダ力ＦａおにびＦｂはＦａ　＝Ｐａ　
−３ａ　　　　　　　　　−（１）Ｆｂ　＝Ｐｂ　−３
ｂ　　　　　　　　　・・・（２）となる。

ここで、抵抗作用貞ＰＤ　　（ＸＤ　、　ＹＤ　）がバ
ケッｌ−１の回転（回転角０１）に対応して第４図に示
覆如く変移していくど仮定する。この第４図に示づグラ
フにおいて、縦軸はバケツ１−の底板の先！・席貞と抵
抗作用魚ＰＤとの間隔ＤＩ　、横軸はバケット回転角０
１であり、θｈ　（固定値）はバケット１の１ノイド１
ツジ１ａが水平となる角度、ｌｃはサイドニ［ツジ１ａ
の部分の長さである。

ここで、ピンＰａを中心とηるＸ−）′Ｐ１・・標を考
え、バケツｉ〜１が回動面のときのピン１）１のＰｉ＜
　ｅＹ４を夫々＜Ｘ１’、Ｙ１’）とすると、ブーム３
か０２回転した後のＰｌの座標（Ｘｌ、Ｙｌ）ｌｊどな
り、またバケツ１〜ピンＰ１とバケット底板先端点に関
する図示間隔を！Ｊ１、バケット底板とバケットのサイ
ドエツジ１ａとのなす角をψどすると、バケット１およ
びブーム３が夫々θ１および０２回転した後のＰＤの座
標（ＸＤ　、　ＹＤ　）は、×　Ｄ　−×　１　−ト　
」）　１　・　ｃｏｓ　Ｏ１−ＤＩ　　・ＣＯＳ　　ψ
　・・・　く　４　）ＹＤ　＝Ｙ１＋Ｊｌ　１・Ｓｉｎ
θ１−［）Ｉ・ｓｉｎψ−（５）となり、第４図のグラ
フに基づき、θ１，０２回転後のＰＤの座標を特定する
ことがでさる。

いま、ここで第３図図示の各寸法をＬｌ、Ｌ２　。

Ｌ３，１４．Ｌ５とし、ピンＰｏまわりのモーメントの
つり合いを考えるとＲｖ　−ＸＤ　＋Ｒｈ　−ＹＤ　−Ｆａ　−１４−Ｆｂ
ｌ−ｓ＝０　　　　　　　　　　　　　・・・　（６）
どなり、またピンＰ１まわりのモーメンｉ・のつり合い
を化えるとＲｖ　・（ＸＤ　−１−Ｘｌ　＞−Ｒｈ　・（Ｙｌ−Ｙ
Ｄ　）−Ｆｂ’Ｌ３＝Ｏ・・・（７）となる。またが成立覆るため、これら（６）＋７）（８）式を解くこ
とににすＲｈおよびＲｖを求めることができる。

次に、第５図に承りフローチャートを参照して、かかる
実！油例構成による自動掘削動作を説明する。

この実施例では、水平抵抗Ｒｈに関して３つの設定１直
Ｒｈｕ、ＲｈｄおよびＲｈｎ＋　（Ｒｈｕ＞　Ｒｈｎｌ
＞　Ｒｈｄ）を設定する。また、垂直抵抗ＲＶに関して
は、第６図に示すような設定値Ｒｖｓを設定する。すな
わち垂直抵抗設定値ＲＶＳは、垂直抵抗ＲＶによる前＋
１２まわりのモーメントを考えた場合、前輪からバケツ
！−小心ｊ：での距離の水平成分がブーム３の回動に伴
なってその長さが変化するため、前記垂直抵抗ＲＶによ
る前輪まわりのモーメン！・を一定とすべくバケットピ
ンＰ１の高さｙ（掘削聞殆時をＯとしたバケットピン高
さ）に応じて第６図に示す如く変化させる。なお、第６
図においてｙａは掘削終了ピン高さの設定値である。

さて、自動掘削を行なう場合、オペレータは、自動掘削
モードスイッチ１１を投入した後、エンジンを始動し、
ギヤを例えば１速にし、盛土に対して車両を走行させる
（ステップ１００）。この最初の掘削段階においては、
ブーム３およびバケット１を初期位置に停止さゼた状態
で車両を走行さゼる水平突込み（貫入）掘削を行なう。

マイクロコンビュ、−夕１０は、上記スイッチ１１の投
入を検知すると、バケット角センサ２、ブーム角センサ
４、油圧センサ６および油圧センサ８の各検出値θ１．
θ２．Ｐａおよびｐｂを取込み、これら検出値を用いて
先の第３図および第４図で説明した方法にしたがって水
平抵抗Ｒｈおよび垂直抵抗ＲＶを演綽する（ステップ１
１０）。そして、マイク１］］ンピコータ１０は、該り
出した水平抵抗［＜１１をまず前記設定値１（ｈ！′１
１と比較しくステップ１２０）、Ｒｈ≦ｌｌｈ＋ｎであ
る場合はステップ１００に戻り、ステップ１００．ステ
ップ１１０の手順を７１４び実行する。すなりも、掘削
開始からＲｈが設定値ＲｈＩｎを超えるまでの間はブー
ム３およびバケット１は回動しないで水平方向への突込
み掘削を行なう。この結果、バケツ１〜１に加わる水平
抵抗Ｒｈは第７図（ｉ）に示Ｊ如く次第に増大してゆく
。

（の１（、マイクロコンピュータ１０はステップ２０の
比較にＪ：す、Ｒｈ＞Ｒｌｕｎとなったことを検知した
場合切替信Ｐ３３２を出力Ｊることにより切替弁４０を
切替え、これによりＰ　ＯＣポンプ２５の曲月［をバケ
ッ１−二１ン１−　ｎ　−）レバルブ２２のチル１・側
スプール２９へ送り、バケツ１〜シリンダ７をチルト側
にｊＬｖ動覆ることによりバケット１のチルト動作を開
始Ｊる（ステップ１３０）、、この結果、水平抵抗Ｒｈ
は今度は第７図（ＴＩ）に示す如く次第に減少してゆく
。

次に、マイクロコンピュータは、１１ｒ　（ｊ−水平抵
抗Ｒｈおよび垂直抵抗ＲＶを篩出しくスフツブ１４０）
、バケットシリンダ７のス１−［１−りＪン１〜を検知
しない限り（ステップ１５０）、今度は該算出した垂直
抵抗ＲＶを前記第６図に示しｌζ垂直抵抗設定値ＲＶＳ
と比較し、ＲＶ≦ＲＶＳである場合は、さらに前記算出
した水平抵抗Ｒｈを該水平抵抗の下限設定値Ｒｈｄど比
較する（ステップ１７０）。

そして、この比較の結果、水平抵抗Ｒｈが下限設定値Ｒ
ｈｄより大である場合（Ｒｈ＞Ｒｈｄ）、マイクロコン
ピュータ１０は前記切替信Ｍ　Ｓ　２の送出を続行１ノ
、バケット１をさらにチルトさゼる（ステップ１３０）
。これ以後、ＲＶ≦ＲＶＳてかつ１１ｖ＞Ｒｈｄである
限り、マイクロコンピュータ１０は切替信号Ｓ２の送出
を続行し、バケツ１〜１をさらにチルトざゼる。

しかし、ステップ１７０における比較の結果、水平抵抗
Ｒｈが下限設定値Ｒｈｄより小ざくなった場合、マイク
ロコンピュータ１０は切替仇′？ＪＳ２の送出を停止し
てバケット１のチルト動を一口停＋ｌＪるどともに、今
度は切替信号８１を出力することにＪ、り切替弁３０を
切替え、））　ＯＣポンプ２ｂの油Ｉ「をブームコント
ロールバルブ２１の上側スプール２８へ送り、ブームシ
リンダｂを＋側（あげがわ）に駆動ザることにより、ブ
ーム３を一ト胃させる（ステップ１８０）。このブーム
の」二ｙ？にＪ：って、水平抵抗ｔｔ　ｈは９頂は第７
図（ＩＴＩ）に示り−如く増大する方向に向かう。

次に、マイクロコンビコータ１０は、再び水平抵抗Ｒｈ
、ＲＶを綽出しくステップ１９０）、ブーム角θ１が所
定の設定角を超えない限り（ステップ２００）、今度は
該算出した垂直抵抗ＲＶを前記設定ｉｌ／１Ｒｖｓと比
較しくステップ２１０）、Ｒｖ＞１−（ｖｓてない場合
は、さらに前記算出した水平４１（抗Ｒｈを該水平抵抗
の下限設定値Ｒｈ＋＋と比較する（ステップ２２０）。

そして、この比較の結果、水平抵抗Ｒｈが下限設定値Ｒ
ｈｕに満たない場合には（Ｒｈ≦Ｒｈｕ）、マイクロコ
ンビコータ１０は、まずこの水平抵抗Ｒｈを前回篩用し
た水平抵抗値Ｒｈｐと比較覆る（ステップ２３０）。そ
して、この比較の結果がＲｔ＋≧Ｒｈｐである場合には
、マイクロコンビコータ１０１．Ｌ　ｌ’ｌＦＩ　Ｆ：
＋：切替信号Ｓ１の送出を続行し、ブーム３をさらに一
！昇さゼる（ステップ１８０）。そして、これ以後、マ
イクロコンビコータ１０はＲＶ≦Ｒｖｓ、Ｒｈ≦Ｒｈｕ
。

Ｒｈ≧Ｒｈｐである限り切替信号Ｓ１の送出を続行し、
ブーム３の上げ回動を行なう。

そして、マイクロ」ンピュータ１０は、ステップ２２０
にお（プる比較の結果がＲｈ＞Ｒｈｕとなった時点、す
なわち水平抵抗Ｒｈが上限設定＆ｒ　Ｒｈｕを超えた時
点で、切替信号Ｓ１の送出を停止してブーム３の上昇動
を停止するとともに、今度は切替信号＄２を出力するこ
とによりバケット１のチル１へ動を再開する（ステップ
１３０）。そのバケットのチルト動にＪ、って水平抵抗
Ｒｈは第７図（ＩＶ）に示す如く再び下降してゆく。

また、マイクロコンピュータ１０では、前述したブーム
３の下髪の最中に、水平抵抗Ｒｈが前回の水平抵抗演算
値Ｒｈｐより小さくなったときには（Ｒｈ　＜’Ｒｈｐ
）　、前記同様切替信号Ｓ１の送出を停止１シてブーム
３の上昇動を一目停止さ１！るとともに、今度は切替信
号＄２を出力してバケツ１−１をヂノ［月・させるＪ、
うにしている（ステップ１３０）。１なわち、ブームの
」二胃駆ｅ　ＩＩＩ　ｌこおいては、水平抵抗Ｒｈが該
水平抵抗の上限設定値Ｒｈｕに達しないままゆっくり下
降していくことがあり、この場合、ブームは負荷による
水平掘削抵抗Ｒｈが不十分なまＪ：土性され続けること
になる。そこで、ブーム上ｙｒ中においては、ステップ
２３０で、現在の水平抵抗ＩＦ　Ｒｈを直前に算出した
水平抵抗値Ｒｈｐと比較することにより、水平抵抗Ｒｈ
の下降を検出し、該下降が検出された場合には、第７図
（ｖ）に示す如くブームの上昇動を停止してバケットを
チル１〜さぜることにより水平抵抗値Ｒｈを強制的に下
限設定値Ｒｈｄまで下げ、その後、ブームを再び上昇さ
せることにより水平抵抗値Ｒｈを上限設定（ｉｆ＋　Ｒ
ｈｕまで増大さゼるようにしている。

そのため、マイクロコンビコータ１０は順次算出した水
平抵抗値Ｒｈを保存記・肪するＪ：うにしている。

このようにして、ブームの一ト胃駆動ｄ−３よびバケッ
トのチル１へ駆動を交互にＰｉＡ返し行なうことで水平
抵抗Ｒｈは上限設定値Ｒｈｕと下限設定値Ｒｈｄとの間
を１１復することになる。かかる切替駆動を行っている
間に垂直抵抗ＲＶが設定値ＲＶＳＪ、り大となると、マ
イクロコンピュータ１０は、ステップ１６０またはステ
ップ２１０においてこれを検出し、その後手順をステッ
プ２＝１０に移ｔｒ　’Ｊる。づなわち、ステップ１６
０においてＲｖ＞Ｒｖｓを検出した場合には、マイクロ
コンビコータ１０は切替信号Ｓ２の送出を続行すること
によって手順をステップ２４０に移行し、ステップ２１
０においてＲＶ＞ＲＶＳを検出した場合には切替信号Ｓ
１の送出を停止し、かつ切替信号＄２を出力することに
よって手順をステップ２４０に移行するにうにする。

そして、この後マイクロコンビコータ１０は所定の掘削
終了時まで、前記切替信号Ｓ２を出力し続（ブることに
よりバケット１を所定角チルトさゼた後、今回の掘削動
作を終了するくステップ２５Ｏ）。なお、掘削終了時の
検出方法としては、バケッｌ−１のサンドエツジ１ａが
水平になった時点を掘削終了時とする方法、バケットピ
ンＰ１の地上高が所定高さどなった時点を掘削終了時ど
する方法、バケットシリングのストロークエンドを検出
する方法等がある。

また、上記制御手順において、バケットシリングのスト
ロークエンドを検出した場合（ステップ１５０）　、ま
たはブーム角が所定の設定値を超えた場合（ステップ２
００）には、手順をステップ２４０に移行し、その後掘
削動作を終了させるようにする。これは、水平抵抗値Ｒ
ｈおよび垂直抵抗ｉｈ　Ｒｖと各設定値Ｒｈｄ、Ｒｈｕ
おＪ：びＲＶＳとの比較に基づく切替え制御だけでは、
掘削動作がいつまでも終了しないことがあり、その対策
として上記ステップを）０加するようにした。

さらに、上記制御手順においては、最初、水平抵抗Ｒｈ
を上ＩＲ設定値Ｒｈｕより小なる値である設定（ｆ＋　
Ｒｈｌｌｌと比較し、Ｒｈ＞Ｒｈｎとなった時点でバケ
ツ１〜ヂルト動を開始するＪ：うにした。すなわち、掘
削開始時においては車速が速すぎるためにバケットの回
動開始が遅れぎみになり、この結果、タイヤのスリップ
等が発生することが多く、この対策として、掘削当初に
おいては水平抵抗Ｒｈを上限設定値Ｒｈｕより小さい設
定値Ｒｔｏｎと比較するようにして、バケット回動開始
タイミングを故意に速めるようにした。勿論、かかる対
策を施したほうが望ましいのであるが、前記設定値Ｒｈ
ｎ＋を上限設定値　Ｒｈｕで代用し、水平抵抗に関して
は上限設定値　Ｒｈ、ｕおよび下限設定値Ｒｈｄのみを
設定するようにしてもよい。

かかる実施例によれば、水平抵抗に関しては上限および
下限設定値ＲｈｕおよびＲｈｄを設定し、垂直抵抗に関
しては第６図に示すような設定値ＲＶＳを設定し、逐次
検出した水平抵抗Ｒｈと前記上限および下限設定値との
比較結果に応じてバケットのチルト動作とブームの上げ
回動を交互に行なうことにより水平抵抗Ｒｈを上限設定
値Ｒｈｕと下限設定値Ｒｈｄとの間を往復させるととも
に、その後垂直抵抗の検出値ＲＶが前記設定値ＲＶＳを
超えてから所定の掘削終了時まではバケッ］・をチルト
ｌ＋Ｊざ１！るというような自動掘削を行なうようにし
たので、タイ１７スリツプ、掘削士吊不テ等の不具合が
起こることなく、常に所定巾の土砂を自動掘削−リ−る
ことができる。また、この自動掘削制御によれば、作動
さ氾ているアクチュー■−−タは、常にバフラ１〜シリ
ンタおよびブームシリンダのうらのいずれか一方である
ので、現行の主流機種である流量固定のタンデム回路構
成の油１１回路が搭載された積込１幾械の内部構成を一
部変更するのみて部室的な掘削をなし得る自＋！！＋掘
削機械を実現することができる。

なお、上記実施例において、水平抵抗の上限および下限
設定値ＲｈｕおよびＲｈｄと垂直抵抗設定値Ｒｖとを掘
削が１回終了する毎に任意に変更できるような構成とし
てもＪ：い。

また、水平抵抗ＲｈおＪ：び垂直抵抗ＲＶを求めるため
の演等方法も、第３図および第４図を用いて説明した方
法に限るわしってなく、例えば他にロードはル等の荷重
甜によってバケツ１−に加わる負荷を検出し、該検出値
と水平および垂直抵抗ＲｈおよびＲｖとの力のつり合い
に基づ’ａ’　ＲｈおよびＲｖを求めるようにしてもよ
い。

また、本発明を適用する積込機械もホイールローダに限
るわけでなく、他にペイローダ、トラクタショベル等、
作ｅｔａアクチュ■−夕としてブームおよびバケットを
有するもの全ての機械に適用可能で′ある。

（弁明の効果）以上説明したように、この弁明によれば、（１）掘削抵
抗に応じてブーム駆ｖノおよびバケット駆動を切替え制
御するようにしたので、掘削抵抗が過大になるといった
ことがなくなり、これによりタイヤスリップを防止しタ
イヤを長寿命化することができるとともに、掘削効率を
大幅に向上させることができる（２）オペレータの経験および技術によらずに、常に均
一な上吊を掘削することができる（３）作動させている
アクチュエータは常にバケットおよびブームのうちのい
ずれか一方であるのて、現在の主流であるタンデム回路
構成の積込機械に適用して好適である等の濠れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例装置について全体的制御構
成例を示す概略図、第２図はホイールローダの外観的構
成および各センサの配設例を示す側面図、第３図は水平
・垂直抵抗Ｒｈ、Ｒｖを求めるための演算例を説明する
ための図、第４図は同演算例に用いる抵抗作用点の設定
移動軌跡の１例を示すグラフ、第５図は同実施例装置の
具体作用例を示すフローヂャート、第６図は垂直抵抗設
定値ＲＶＳとバケット高さｙとの関係を示すグラフ、第
７図は本実施例装置による水平抵抗の変化を示す図であ
る。１・・・バケット、２・・・バケット角センサ、３・・
・ブーム、４・・・ブーム角センサ、５・・・ブームシ
リンダ、６．８・・・油圧センサ、７・・・バフラ１〜
シリンタ、１０・・・マイクロコンビコータ、２０・・
・油圧回路、２１・・・ブームコントロールバルブ、２
２・・・バケットコントロールバルブ、２３・・・タン
ク、２４・・・作業機ポンプ、２５・・・ＰＯＣポンプ
、２６・・・リフト用パイロット弁、２７・・・チルト
用パイロット弁、２８．２９・・・スプール、３０．４
０・・・切替弁。第２図第３図 θｈ　　　　　　θｌ第４図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ブームおよびバケットを有する積込機械を走行さ
せた状態でブームおよびバケットを自動的に駆動制御す
ることにより掘削を行なう積込機械の自動掘削装置にお
いて、バケットに加わる掘削抵抗の水平成分および垂直成分を
逐次締出する手段と、前記水平掘削抵抗に関して、第１の設定値、上限設定値
および下限設定値を設定するとともに、前記垂直掘削抵
抗に関する設定値を設定する設定手段と、前記算出した水平掘削抵抗が第１の設定値より大となっ
てかつ前記算出した垂直掘削抵抗が同垂直掘削抵抗の設
定値より小なるときは前記水平掘削抵抗を前記上限設定
値と下限設定値との間で往復させるようバケットのチル
ト動およびブームの上げ回動の交互切替え制御を行なう
とともに、前記算出した垂直掘削抵抗が同垂直掘削抵抗
の設定値より大となってからは所定の掘削終了時までバ
ケットのチルト動を行なわせるべく、ブームおよびバケ
ットを夫々駆動する各作業機バルブの切替え制御を行な
う切替制御手段とを具えた積込機械の自動掘削装置。
（２）前記設定手段に設定される第１の設定値は、下限
設定値と上限設定値との間の値である特許請求の範囲第
（１）項記載の積込機械の自動掘削装置。
（３）前記設定手段において第１の設定値は、上限設定
値と同一値に設定される特許請求の範囲第（１）項記載
の積込機械の自動掘削装置。
（４）前記切替制御手段は、前記算出した水平掘削抵抗
が第１の設定値より大となってかつ前記算出した垂直掘
削抵抗が同垂直掘削抵抗の設定値より小なる場合、算出した水平掘削抵抗が上限設定値を越えてから下限設
定値まで下降しているときにはバケットのチルト動を行
ない、算出した水平掘削抵抗が下限設定値より小となっ
てから上限設定値まで上昇しているときにはブームの上
げ回動を行なうべく前記各作業機バルブの切替え制御を
行なう特許請求の範囲第（１）項記載の積込機械の自動
掘削装置。
（５）ブームおよびバケットを有する積込機械を走行さ
せた状態でブームおよびバケットを自動的に駆動制御す
ることにより掘削を行なう積込機械の自動掘削装置にお
いて、バケットに加わる掘削抵抗の水平成分および垂直成分を
逐次算出する手段と、ブーム上昇中において、前記算出した水平掘削抵抗を前
回算出した水平掘削抵抗と比較することによりブーム上
昇駆動中における水平掘削抵抗の下降を検出する検出手
段と、前記水平掘削抵抗に関して、第１の設定値、上限設定値
および下限設定値を設定するとともに、前記垂直掘削抵
抗に関する設定値を設定する設定手段と、前記算出した水平掘削抵抗が第１の設定値より大となっ
てかつ前記算出した垂直掘削抵抗が同垂直掘削抵抗の設
定値より小なる場合、算出した水平掘削抵抗が上限設定
値を越えてから下限設定値まで下降しているときまたは
前記検出手段から検出信号が出力されたときにはバケッ
トのチルト動を行ない、算出した水平掘削抵抗が下限設
定値より小となってから上限設定値まで上昇していると
きにはブームの上げ回動を行なうとともに、前記算出し
た垂直掘削抵抗が同垂直掘削抵抗の設定値より大となっ
てからは所定の掘削終了時までバケットのチルト動を行
なわせるべく、ブームおよびバケットを夫々駆動する各
作業機バルブの切替え制御を行なう切替制御手段とを具
えた積込機械の自動掘削装置。