CN100347529C - 自卸卡车的载重测定方法及载重测定装置 - Google Patents

自卸卡车的载重测定方法及载重测定装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种低成本且准确地测定自卸卡车载重的载重测定方法及载重测定装置。在具备分别在车体(25)的左右可回转地设置的一组平衡梁(30)；分别在这些各平衡梁(30)的一侧经由第1悬吊装置(31)得以支持的第1车轮(18)；分别在各平衡梁(30)的另一侧经由第2悬吊装置(16)得以支持的第2车轮(19)；从各平衡梁(30)分离分别设置于车体(24)之左右、并分别经由第3悬吊装置(14)得以支持的第3车轮(17)的自卸卡车中，对施加于第2悬吊装置(16)的第1载荷进行检测，对施加于第3悬吊装置(14)的第2载荷进行检测，对车体(25)的倾斜角度进行检测，并基于各第1、第2载荷和倾斜角度计算载重。

Description

自卸卡车的载重测定方法及载重测定装置
技术领域
本发明涉及一种自卸卡车的载重测定方法及载重装置。
背景技术
对分别外加于自卸卡车(翻斗汽车)的前轮及后轮的载荷进行检测，并基于车体的倾斜角度和车体的重心位置对这些检测出的各载荷进行校正，由此对装载物的重量进行测定的方法，历来为人们所公知(专利文献1)。
【专利文献1】日本专利公开特开昭61-34425号公报
根据上述文献中记载的现有技术，仅仅检测分别外加于前轮及后轮的载荷就能够求得装载物的重量。但是，此现有技术适用于在车体的前后部分别具备左右各一对的车轮的自卸卡车。从而，例如，在如铰接式自卸卡车等那样，在前部或者后部某一处具备两对车轮的自卸卡车上就难以原封不动地进行适用。
例如，在铰接式自卸卡车的情况下，分别具备前轮、中轮及后轮左右各一对。铰接式自卸卡车的重量由这些前轮、中轮及后轮分担并支持。从而，为了准确地测定车斗中所装载的装载物的重量，就需要分别测定施加于前轮、中轮及后轮的载荷。
这里，例如，在前轮及后轮分别由悬吊缸所支持，中轮由弹簧所支持的情况下，就难以准确地检测外加于中轮的载荷。虽然还考虑了对支持中轮的弹簧的伸缩量进行测定，基于此伸缩量来求解载荷的方法，但在此方法中，载重的测定误差变得较大。这是因为弹簧的伸缩量与载荷的关系，受到弹簧的摩擦等影响而发生变动。
因此，还考虑了取代弹簧，中轮也由悬吊缸支持，并通过设置于此悬吊缸的压力传感器，对外加于中轮的载荷进行测定的方法。但是，悬吊缸与弹簧相比造价高，由于还需要设置压力传感器，所以自卸卡车的制造成本增大。
此外，上述课题并不限于铰接式自卸卡车，在车体的前后至少某一方、具有用自由回转的平衡梁所支持的两对车轮这样的自卸卡车中是共通的。
发明内容
本发明就是着眼于上述问题而完成的，本发明的目的在于提供一种自卸卡车的载重测定方法及载重测定装置，能够在具备由可回转地设置的平衡梁所支持的两对车轮的自卸卡车，低价且准确地对载重进行检测。本发明的进一步的目的根据后述的实施方式的记载将会明白。
为了解决上述课题，本发明的一个技术方案提供一种自卸卡车的载重测定方法，所述自卸卡车具备：分别在车体的左右可回转地设置的一组平衡梁；分别在这些各平衡梁的一侧经由第1悬吊装置得以支持的第1车轮；分别在上述各平衡梁的另一侧经由第2悬吊装置得以支持的第2车轮；从上述各平衡梁分离并分别设置于上述车体的左右。分别经由第3悬吊装置得以支持的第3车轮，所述载重测定方法包括：对施加于上述第1悬吊装置或者上述第2悬吊装置之中的某一方的第1载荷进行检测的第1步骤；对施加于上述第3悬吊装置的第2载荷进行检测的第2步骤；对上述车体的倾斜角度进行检测的第3步骤：以及基于分别通过上述第1、第2步骤检测出的上述各第1、第2载荷和通过上述第3步骤检测出的上述倾斜角度，计算出载重的第4步骤，上述第4步骤包括：基于从上述平衡梁的回转中心分别至上述各第1、第2悬吊装置的距离之比和在上述第1步骤中检测出的上述第1载荷，计算出外加于上述各第1、第2悬吊装置的合计载荷的第1子步骤：根据在上述第1子步骤中计算出的上述合计载荷和在上述第2步骤中检测出的上述第2载荷，基于在上述第3步骤中检测出的上述倾斜角度、分别计算出垂直方向的载荷的第2子步骤：以及通过将在上述第2子步骤中计算出的上述第1载荷的垂直方向成分与上述第2载荷的垂直方向成分相加而计算出上述载重的第3子步骤。
另外，优选的技术方案还可以采取以下构成，即、在上述第1步骤执行前执行对上述平衡梁是否处于自由回转状态进行判定的判定步骤，在通过此判定步骤判定为上述平衡梁处于上述自由回转状态的情况下分别执行上述第1步骤以及第1步骤以下的各步骤，在通过上述判定步骤判定为上述平衡梁未处于上述自由回转状态的情况下使此意旨得以通知。
另外优选的技术方案还可以采取以下构成，即、上述判定步骤基于来自对上述平衡梁与上述车体的抵接状态进行检测的抵接检测单元的检测信号，对上述平衡梁是否处于上述自由回转状态进行判定。
另外优选的技术方案还可以采取以下构成，即、上述判定步骤通过将空载状态下在上述第1步骤中检测出的上述第1载荷、或者空载状态下在上述第4步骤中计算出的上述载重之中至少某一个的值与预先所设定的空载状态下的规定值进行比较，以判定上述平衡梁是否处于上述自由回转状态。
本发明的另一技术方案提供一种自卸卡车的载重测定装置，具有：第1载荷检测部，基于来自仅设置于上述第1悬吊装置或上述第2悬吊装置之中、某一方的第1载荷检测单元的检测信号，对外加于上述第1悬吊装置或上述第2悬吊装置中的某一方的第1载荷进行检测；第2载荷检测部，基于来自设置于上述第3悬吊装置的第2载荷检测单元的检测信号，对外加于上述第3悬吊装置的第2载荷进行检测；合计载荷计算部，基于从上述平衡梁的回转中心分别至上述各第1、第2悬吊装置的距离之比和上述检测出的第1载荷，计算出外加于上述各第1、第2悬吊装置的合计载荷；垂直方向成分计算部，基于来自设置于上述车体的倾斜角度检测单元的检测信号，分别计算出上述计算出的合计载荷的垂直方向成分及上述检测出的第2载荷的垂直方向成分；以及总载荷计算部，通过将上述计算出的合计载荷的垂直方向成分与上述计算出的第2载荷的垂直方向成分相加计算出载重。
根据本发明，就能够在具备用平衡梁所连结的第1车轮及第2车轮的自卸卡车中，仅仅用第1及第2载荷检测单元计算出载重，而不用在所有的悬吊装置上设置载荷检测单元。从而，就可用较少的检测单元准确地对载重进行检测。
根据本发明，就能够对平衡梁是否处于自由回转状态进行判定后开始载重的测定。从而，就能够在预先确认可否进行准确的测定后进行载重的测定。并且，能够在无法进行准确的测定的情况下，将此意旨通知给操作员或装入作业者等，以使其采取合适的对应。
附图说明
图1是与本发明的实施方式有关的自卸卡车的侧面图。
图2是将后车架进行放大来表示的平面图。
图3是将平衡梁附近进行放大采表示的侧面图。
图4是悬吊缸的截面图。
图5是表示控制器的电路构成的框图。
图6是表示控制器的功能构成的框图。
图7是表示校准处理的流程图。
图8是表示载重测定处理的流程图。
图9是表示与第2实施例有关的自卸卡车的作业过程的流程图。
图10是平衡梁抵接于挡块的状态的侧面图。
图11是对车辆位置的是否适当进行判定的处理的流程图。
图12与第3实施例有关、是平衡梁附近的侧面图。
图13是表示控制器的电路构成的框图。
图14是对平衡梁是否抵接于挡块进行判定的处理的流程图。
具体实施方式
下面，一边参照附图一边对本发明的实施方式详细地进行说明。在本实施方式中，如以下所述那样，公开了一种自卸卡车(11)，具备：车体(24，25)，设置于此车体(25)的车斗(21)，分别在车体(25)之左右可回转地设置的一组平衡梁(30)，分别在这些各平衡梁(30)的一侧经由第1悬吊装置(31)而得以支持的第1车轮(18)，分别在各平衡梁(30)的另一侧经由第2悬吊装置(16)而得以支持的第2车轮(19)，以及从各平衡梁(30)分离分别设置于车体(24)之左右、并分别经由第3悬吊装置(14)而得以支持的第3车轮(17)。
而且，此自卸卡车(11)还进一步具备：对施加于第1悬吊装置(31)或第2悬吊装置(16)之中某一方的第1载荷进行检测的第1载荷检测单元(23，230)，对施加于第3悬吊装置(14)的第2载荷进行检测的第2载荷检测单元(22，220)，对车体(25)的倾斜角度进行检测的倾斜角度检测单元(20)，基于各第1、第2载荷和倾斜角度来计算车斗(21)的载重的控制单元(47)，以及输出由此控制单元(47)计算出的载重的输出单元(48，47B，114)。
【实施例1】
首先，基于图1～图8来说明本发明的第1实施例。图1是铰接式自卸卡车11的侧面图。
如图1所示那样，自卸卡车11具备位于前侧的前部车体24和位于后侧的后部车体25。前部车体24由前车架27所支持，后部车体25由后车架28所支持。后车架28相对前车架27曲折并自由摇动地进行连结。在前车架27上搭载着驾驶室36。
在前车架27与后车架28之间架设着左右一对转向缸35、35。通过分别使各转向缸35、35伸缩就能够使后车架28相对前车架27曲折，从而可进行转向操作。
在后车架28之上方，例如设置着装载土砂等装载物的车斗21。在车斗21前部的左右两侧与后车架28之间设置着一对提升缸26、26。车斗21的后部下侧借助于车斗销37相对后车架28可回转地进行装配。通过提升缸26、26进行伸缩车斗21以车斗销37为中心沿上下方向进行回转。将举起车斗21的动作称为上升翻斗、将放下车斗21的动作称为下降翻斗。图1表示车斗21放下就位于后车架28上的状态。
在前车架27上可回转地设置着平面观看为V字型的前臂12。前臂12的前端部12A(V字的顶点侧)在前车架27的下部沿上下方向自由回转地得以支持。
在前臂12的后端部12B的两侧面装配着左右一对前轮17、17。这些各前轮相当于「第3车轮」的一例。后端部12B的上部经由作为「第3悬吊装置」的一例的前悬吊缸14在前车架27得以支持。
这里，图2是以拆除了车斗21等的状态来表示的后车架28的平面图。如图1、图2所示那样、在后车架28的两侧面可回转地设置着左右一对平衡梁30、30。各平衡梁30、30的大致中央部借助于销29、29自由回转地装配于后车架28。
在后车架28的下部可回转地分别设置着中臂13及后臂15。中臂13及后臂15与前臂12同样分别以平面观看为V字型而形成。
中臂13的前端部13A在后车架28的下部前侧沿上下方向自由回转地得以支持。在中臂13的后端部13B的两侧面装配着左右一对中轮18、18。这些各中轮18、18相当于「第1车轮」的一例。后端部13B的上部经由作为「第1悬吊装置」的一例的弹簧31、31在平衡梁30、30的前端部的下侧得以支持。
后臂15的前端部15A在后车架28的下部后侧沿上下方向自由回转地得以支持。在后臂15的后端部15B的两侧面装配着左右一对后轮19、19。各后轮19，19相当于「第2车轮」的一例。后端部15B的上部经由作为「第2悬吊装置」的一例的后悬吊缸16在平衡梁30的后端部的下侧得以支持。
图3是将平衡梁30部分地进行放大后显示的侧面图。如图3所示那样，在后车架28的两侧面，分别设置着挡块51、51以分别对应于平衡梁30的前端部及后端部。挡块51、51从后车架28的侧面朝向平衡梁30突出若干来进行设置。
另外，在平衡梁30的侧面，分别设置着底座52、52以对应于挡块51、51。底座52、52朝向平衡梁30侧突出若干来进行设置。若平衡梁30欲大于等于规定角度进行回转，则由于底座52、52抵接于挡块51、51，所以在其以上的回转就得以限制。
返回到图1。在自卸卡车11的驾驶室36中设置着用于对载重进行测定的控制器47。控制器47是「控制单元」的一例。
另外，在驾驶室36的篷顶设置着外部显示灯组48。此外部显示灯组48用于将载重相对于额定载重的比例显示于外部。外部显示灯组48，例如能够具备各自点亮色不同的多个灯48A、48B、48C而构成。例如，灯48A以绿色、灯48B以橙色、灯48C以红色分别点亮。
控制器47依照车斗21中所装入的装载物的重量来控制各灯48A～48C的点灯和熄灯。例如，在载重小于等于额定载重的50％的情况下控制器47使任何一个灯都不点亮。在载重为额定载重的50～89％的情况下控制器47使绿色的灯48A点灯。在载重为额定载重的90～100％的情况下控制器47使橙色的灯48B点灯。而且，在载重大于等于额定载重的100％的情况下控制器47使红色的灯48C点灯。
此外，考虑载重的测定误差，还可以在载重处于额定载重的90～104％内的情况下，使橙色的灯48B点灯，同样在载重大于等于额定载重的105％的情况下，使红色的灯48C点灯。另外，灯的点亮色以及载重的等级(小于等于50％、50～89％、90～100％、大于等于100％)是其中一例，可进行各种变形。
将装载物装入自卸卡车11的车斗21的装入作业者，一边观看外部显示灯组48的显示一边进行装入作业。装入作业者将装载物装入车斗21以使载重成为额定载重约100％。
在后车架28设置着作为「倾斜角度检测单元」的一例的倾斜传感器20。此倾斜传感器20对车体的前后方向的倾斜进行测定，并将检测信号输出给控制器47。
在后车架28与车斗21之间设置着就位传感器46。此就位传感器46用于判定车斗21是否就位于后车架28。就位传感器46当车斗46就位于后车架28时，对此就位状态进行检测并输出给控制器47。
在未图示的传动装置的输出轴上设置着车速传感器49。此车速传感器49对输出轴的旋转数(车速)进行检测并输出给控制器47。
在前悬吊缸14上作为「第2载荷检测单元」的一例设置着前压力传感器22。此前压力传感器22对前悬吊缸14内的油的压力进行检测，并输出给控制器47。
同样，在后悬吊缸16上作为「第1载荷检测单元」的一例设置着后压力传感器23。此后压力传感器23对后悬吊缸16内的油的压力进行检测，并输出给控制器47。
上述的各压力传感器22、23，倾斜传感器20，就位传感器46以及车速传感器49被分别电气连接到控制器47。如后述那样，控制器47可接收来自这些各传感器的信号。
图4中表示悬吊缸的截面图。在这里，以前悬吊缸14为例来列举进行说明，但后悬吊缸16也是大致同样的构成。
如图4所示那样，前悬吊缸14具备活塞38和可滑动地安装了此活塞38的液压缸39。活塞38例如由有底筒状的活塞本体38A和设置于此活塞本体38A之上部外周侧的筒状的环形部材38B所构成。
在活塞本体38A内密封着油40。并且，在活塞38与液压缸39之间的空间内密封着氮气41。
在活塞本体38A与液压缸39之间，位于环形部材38B之下侧，设置着环状的空腔42。在活塞本体38A长度方向的规定位置上、沿圆周方向隔离分别设置着规定个数的第1锐孔43。各第1锐孔43分别形成以使活塞本体38A的内部空间与空腔42连通。另外，在与第1锐孔43不同的长度方向的位置、沿圆周方向隔离分别设置着规定个数的第2锐孔44。在这些各第2锐孔44的外侧分别设置着检验球45。
例如，在前轮17碾压到路面的突起物等这样的情况下，由于前轮17由突起物抬起，故活塞38向上方移动而进入液压缸39内。即、前悬吊缸14收缩。由此，若活塞38进入液压缸39内，则在活塞38的上部与液压缸39之间所形成的空间的体积减少，故氮气41被压缩。另外，伴随着前悬吊缸14的缩小，活塞本体38A内所密封的油40的压力也上升。由此，活塞本体38A内的油40分别通过各第1锐孔43及各第2锐孔44，流入空腔42内。
另一方面，在前轮17碾过了突起物这样的情况下，活塞38向下方移动，前悬吊缸14伸长。活塞38后退到液压缸39内，由此活塞本体38A内的压力降低。由于各第2锐孔44分别由检验球45堵塞，空腔42内的油40仅通过各第1锐孔43，返回活塞本体38A内。
在液压缸39的上侧，形成有用于测定氮气41的压力的压力测定孔39A。此压力测定孔39A其一端侧连通于液压缸39与活塞38之间的空间，其另一端侧从液压缸39的上方开口于外部。在压力测定孔39A的另一端侧设置着前压力传感器22。
经由压力测定孔39A，液压缸39与活塞38之间所密封的氮气41的压力被导入前压力传感器22。前压力传感器22将此氮气41的压力变换成电气信号，并输出给控制器47。通过测定氮气41的压力，就能够对施加于前悬吊缸14的载荷(相当于「第2载荷」的例子)进行测定。由此，就可求得施加于安装了前悬吊缸14的前轮17的载荷。
图5是表示控制器47的概略构成的框图。控制器47相当于「自卸卡车的载重测定装置」的一例。控制器47能够作为微型计算机系统来进行构成。
控制器47例如，能够具备CPU(Central Processing Unit)110、ROM(Read Only Memory)111、RAM(Random Access Memory)112、显示驱动电路113、通信接口114、输入接口115、输出接口116、将这些各部件相互进行连接的总线117而构成。
CPU110读出并执行ROM111中所保存的微代码。借助于此，后述的各处理得以进行。RAM112作为用于将运算途中的结果等暂时进行存储的工作区域而得以使用。另外，能够使控制用的标志信息等也存储在RAM112中。
显示驱动电路113驱动驾驶室36内所设置的显示装置47C。能够使与载重有关的信息等适宜显示于此显示装置47C。例如在与设置于管理中心等的管理用服务器(未图示)之间进行数据通信的情况下能够设置通信接口114。此外，在不使用显示装置47C的情况下，就不需要显示驱动电路113。另外，在控制器47与外部的装置之间不进行数据通信等的情况下就不需要通信接口114。
输入接口115是用于分别接收来自各种传感器等的信号的电路。在输入接口115上能够分别连接例如，手动开关47A、就位传感器46、车速传感器49、倾斜传感器20、前压力传感器22以及后压力传感器23。手动开关47A是用于例如对控制器47指示校准处理开始或电源接通等的开关，能够设置于驾驶室36内。手动开关47A由自卸卡车11的操作员进行操作。
输出接口116是用于将来自控制器47的控制信号输出到外部的电路。在输出接口116上能够连接例如，外部显示灯组48或作为外部输出装置的一例的打印机47B等。作为外部输出装置并不限于打印机47B例如还可以是软盘装置或光盘装置、硬盘装置、半导体存储器装置等各种存储装置。通过使由控制器47所测定的载重与其测定日期时间等一起记录于记录媒体就能够对自卸卡车11的运转率等进行分析。
此外，图5所示的构成只是一例，本发明并不限定于此。例如，还能够将控制器47由逻辑LSI(Large Scale Integration)等作为硬件电路来进行构成。
图6是着眼于控制器47的功能构成的框图。控制器47能够具备例如，运算部210、前侧载荷检测部220、后侧载荷检测部230、测定条件判定部240以及存储部250。在首先，就运算部210的外围功能进行了说明以后，对运算部210的细节进行叙述。
前侧载荷检测部220基于来自前压力传感器22的检测信号，对外加于前悬吊缸14的载荷(「第2载荷」)进行检测。同样、后侧载荷检测部230基于来自后压力传感器23的检测信号，对外加于后悬吊缸16的载荷(「第1载荷」)进行检测。这些各载荷检测部220、230例如，可通过由CPU110读入并执行ROM111中所保存的微代码而实现。此外，这些各载荷检测部220、230未必要设置于控制器47内还能够设置于各压力传感器22、23内。即、还能够将各压力传感器22，23作为具备信号处理用LSI等的智能型的感器来进行构成。
测定条件判定部240例如判定用于对后述的各处理进行测定的开始条件是否成立。测定条件判定部240例如基于来自手动开关47A、就位传感器46以及车速传感器49的信号，对规定的条件是否成立进行判定。作为规定的条件，例如能够列举自卸卡车11是否停止等。测定条件判定部240例如可通过由CPU110读入并执行ROM111中所保存的微代码而实现。
存储部250例如借助于RAM112而得以实现。存储部250能够存储例如，由运算部210计算出的载重、空载状态下的初始载荷、控制用的信息等。
运算部210进行运算处理。运算部210能够包含例如，前侧载荷垂直方向成分计算部211、合计载荷垂直方向计算部212、合计载荷计算部213以及总载荷计算部214。
前侧载荷垂直方向成分计算部211基于由前侧载荷检测部220检测出的前侧载荷和由倾斜传感器20检测出的车体的倾斜角度，计算出前侧载荷的垂直方向的成分。
前侧载荷垂直方向成分计算部211与合计载荷垂直方向成分计算部212一起构成「垂直方向成分计算部」的一例。
合计载荷计算部213基于由后侧载荷检测部230检测出的后侧载荷和平衡梁30等机构上的设定值，计算外加于弹簧31及后悬吊缸16的合计载荷。即、计算分别外加于中轮18及后轮19的载荷的合计值。
后面进一步进行叙述，如图3所示那样，在借助于平衡梁30中轮18与后轮19进行平衡的情况下，中轮18侧的力矩(中力矩)与后轮19侧的力矩(后力矩)相等。中力矩作为中载荷F1与从销29至弹簧31的中心的距离D1之积(F1·D1)而求出。后力矩作为后载荷F2与从销29至后悬吊缸16的中心的距离D2之积(F2·D2)而求出。
从而，根据(F1·D1)＝(F2·D2)就能够得到F1＝(F2·D2)/D1。如此式所示那样，中载荷F1能够仅根据后载荷F2与平衡梁30的机构上的设定值(D1，D2)而求出。通过进行这样的运算，合计载荷计算部213就能够计算出外加于中侧及后侧的载荷的合计值。
合计载荷垂直方向成分计算部212基于由合计载荷检测部213检测出的合计载荷和由倾斜传感器20检测出的车体的倾斜角度，计算出合计载荷的垂直方向的成分。
总载荷计算部214将前侧载荷垂直方向成分计算部211的运算结果与合计载荷垂直方向成分计算部212的运算结果相加，计算出总载荷。在空载状态下计算出的总载荷成为初始载荷。如果从在装载状态下计算出的总载荷减去初始载荷，就能够求出当前的载重。
然后，基于由总载荷计算部214计算出的载重的等级对外部显示灯组48的点灯进行控制。另外，计算出的载重被存储于存储部250，或者被打印机47B进行打印。进而，还能够经由通信接口114将例如，计算出的载重、测定日期时间、自卸卡车11的识别信息等信息发送给外部的管理装置。
下面，就载重的测定过程进行说明。在对载重进行检测时，首先，在车斗21中未装入装载物的空载状态下、对施加于前轮17、中轮18以及后轮19的全部载荷进行测定。即、对装载前的初始载荷进行测定。在本说明书中将此初始载荷的测定称为校准。车斗21为空载状态的初始载荷，即、空载状态下的自卸卡车11的弹簧承重。还能够将初始载荷称为例如「空载时载荷」。在对初始载荷进行了测定后，测定在车斗21中装入了装载物的状态下的总载荷，并从此总载荷减去初始载荷，由此计算出装载物的载重。
图7是表示校准处理的概要的流程图。此外，虽然在下面的说明中，就分别在车体的左右两侧所设置的悬吊缸及压力传感器之中、一侧的悬吊缸及压力传感器进行说明，但实际上对另一侧也进行同样的运算，并取在左右两方所得到的值的平均。另外，将「步骤」简记为「S」。
在执行校准处理时，在将车斗21设成空载的状态下，使自卸卡车11在比较平坦的地面以规定的大致一定速度直进行驶规定时间t1(例如30秒)以上。将其称为校准行驶。因此，在本处理中，最初，对校准行驶是否开始进行判定(S10)。校准行驶是否开始，例如能够基于来自车速传感器49及就位传感器46等的信号来进行判定。
若校准行驶开始(S10：是)，则控制器47使用于对规定时间t1进行计测的计时器启动(S11)。
另外，控制器47基于来自设置于前悬吊缸14的前压力传感器22的信号，对施加于前悬吊缸14的载荷进行检测(S12)。将在S12中检测到的施加于前悬吊缸14的载荷称为前侧载荷。
其次，控制器47基于来自设置于后悬吊缸16的后压力传感器23的信号对施加于后悬吊缸16的载荷(下面，称为后载荷)进行检测(S13)。
控制器47将检测到的后载荷放大2倍(S14)。由此，求得后载荷与施加于弹簧31的载荷(下面，称为中载荷)之和。这就是合计载荷。
这里，就S14详细地进行说明。如图3所示那样，中轮18和后轮19经由弹簧31以及后悬吊缸16，被支持于自由回转的平衡梁30的两端部。在自由回转的平衡梁30未回转的情况下，施加于平衡梁30的前端部的力矩就等于施加于平衡梁30的后端部的力矩。
即、如上述那样，中载荷F1与从销29至弹簧31的中心的距离D1之积(F1·D1)就等于后载荷F2与从销29至后悬吊缸16的中心的距离D2之积(F2·D2)。从而，如已述那样，就能够得到F1＝(F2·D2)/D1。根据此式，可知只要将后侧载荷F2扩大(D2/D1)倍就可求得中侧载荷F1(F1＝F2×(D2/D1))。
在本实施例中，在平衡梁30的大致中央部设置有销29，并使D1与D2的值大致一致(D1＝D2)。由于自成为支点的销29的距离分别相等，故后载荷F2与中载荷F1大致相等(F1＝F2)。从而，就能够仅将后载荷F2扩大2倍而求得合计载荷(F1+F2)。
其次，控制器47基于来自倾斜传感器20的信号，对自卸卡车11的前后方向的倾斜角进行检测(S15)。控制器47基于倾斜角，将前侧载荷、中载荷和后载荷的合计载荷校正成作为各自的垂直方向成分的载荷(S16)。由此，就分别求得施加于前轮17的前侧载荷的校正值和施加于中轮18及后轮19的合计载荷的校正值。
控制器47将这些前载荷的校正值与合计载荷的校正值相加，计算出总合计值(S17)。控制器47使总合计值存储于存储部250，并反复S12～S17直到规定时间t1经过(S18)。
若规定时间经过(S18：是)，控制器47求得存储于存储部250的多个总合计值的平均值(S19)。此平均值就成为自卸卡车11的初始载荷。控制器47使计算出的初始载荷存储于存储部250，将本处理结束。
图8是表示对在车斗21中装入装载物时的载重进行测定的处理之概要的流程图。本处理能够以与图7中的S10～S19所示的过程大致同样的过程进行。
最初，控制器47就是否开始载重的测定处理进行判定(S10A)。例如，在手动开关47A中包含有「测定开始开关」这样的情况下，由操作员操作此开关，由此载重的测定处理得以开始(S10A：是)。
此外，在这里，例如，还能够将载重测定处理的开始日期时间与存储部250中所存储的初始载荷的登录日期时间进行比较，在从初始载荷的登录日期时间开始经过规定期间以上的情况下，经由外部显示灯组48或显示装置47C，催促操作员进行初始载荷的再登录。或者，还可以在将载重测定处理的测定结果进行输出时，将成为算定的基础的初始载荷之值及其登录日期时间一起输出。
若开始测定处理，则控制器47使用于对第2规定时间t2进行计测的计时器启动(S11A)。此计时器t2为了对载重进行多次测定而使用。
控制器47与在校准处理中所述的同样，分别对前侧载荷及后侧载荷进行检测(S12A，S13A)，将后载荷放大2倍而求得合计载荷(S14A)。接着，控制器47对倾斜角进行检测(S15A)，并基于倾斜角分别对前侧载荷和合计载荷进行校正(S16A)。
控制器47将前侧载荷的垂直方向成分与合计载荷的垂直方向成分相加，计算出总载荷(S17A)。控制器47使计算出的总载荷存储于存储部250，并反复上述S12A～S17A直到规定时间t2经过(S18A)。
若规定时间t2经过(S18A：是)，则控制器47求解存储部250中所存储的多个总载荷的平均，并从此平均值减去初始载荷，由此计算出载重(S19A)。
如以上所说明那样根据本实施例，在中轮18与平衡梁30之间用弹簧31支持，在后轮19与平衡梁30之间用后悬吊缸16支持。
然后，由设置于后悬吊缸16的后压力传感器23求解后载荷，并将其扩大2倍后求解中载荷与后载荷的合计载荷。在本实施例中，只要仅对后侧载荷进行直接检测即可，而不需要对外加于支持中轮18的弹簧31的载荷进行直接检测。从而，就不需要设置用于对弹簧31的伸缩量进行检测的传感器。
另外，在本实施例中，为了支持中轮18而将弹簧31取代为悬吊缸等，也就不需要为了求解施加于此悬吊缸的载荷而设置压力传感器。
这样，在本实施例中，就能够以较少的传感器数准确地对载重进行测定，并能够使自卸卡车11的载重测定性能提高，而不会使制造成本大幅增大。
此外，还考虑因长时间变化，悬吊缸14、16内的油40减少，压力传感器22、23的输出发生变动。为了对其进行校正而希望定期地进行校准并测定初始载荷。
【实施例2】
其次，基于图9～图11对第2实施例进行说明。在本实施例中，如以下所述那样，在事前判定用于准确地测定载重的条件是否完整，在不可进行准确的测定的情况下则催促操作员等进行注意。另外，在本实施例中，基于自卸卡车11的载重对是否置于准确的测定环境进行自我诊断。
首先，就一般的自卸卡车11的作业过程进行说明。图9中示出自卸卡车11的作业过程。自卸卡车11使空的车斗21就位于后车架28，并停止于装载场(S21)。装入作业者，利用油压铲斗或轮式装载机等将土砂等装载物装入车斗21(S22)。
当载重G成为规定值GM以上时(S23：是)，自卸卡车11开始行驶，将装载物搬运到规定的倾倒场(S24)。到达倾倒场的自卸卡车11使车斗21上升翻斗将装载物排出(S25)。
倾倒完成后，自卸卡车11使变空的车斗21下降翻斗。返回装载场重新开始装入(S26)。
自卸卡车11将这样的S21～S25作为一个作业循环，并多次反复此作业循环。
在这样的作业循环中，在S21自卸卡车11停止于装载场时，有中轮18和后轮19之中的某一个碾压到从装载场的地面突起的石头等突起物，或者落入坑洼之类的情况。
在这些突起或坑洼较大的情况下，平衡梁30就倾斜较大，如图10所示那样，有时底座52接触到挡块51，平衡梁30超过其以上的回转就被限制。下面，将这样的状态称为平衡梁30抵接于挡块51的状态。
由于在平衡梁30抵接于挡块51的状态下，平衡梁30无法自由回转，所以施加于平衡梁30的前端部的前力矩与施加于平衡梁30的后端部的后力矩就不一定相等。
从而，「中侧载荷F1等于将后侧载荷F2扩大(1+D2/D1)倍的值(F1＝F2×(1+D2/D1))」这样的前提就不成立，就不能准确地计算出合计载荷。
为了回避这一点，在本实施例中，基于自卸卡车11空载停止时的载重，来预先判定平衡梁30是否抵接于挡块51。并且，在处于抵接状态的情况下，将该意旨通知给自卸卡车11的操作员，告知自卸卡车11的停止位置不合适，以催促自卸卡车11移动。
下面，详细地进行说明。图11是表示对自卸卡车11的停止位置是否适当进行判定的处理的概略的流程图。
首先，控制器47基于来自车速传感器49的信号，判定返回到装载场的自卸卡车11是否停止(S31)。
在判断为自卸卡车11已停止的情况下(S31：是)，控制器47按照上述的S12～S17的过程，对载重G进行检测(S32)。此时，例如，还可经过规定时间对载重G进行测定，并对其进行平均。
控制器47对所测定的载重G是否处于规定的范围内(-G1≤G≤G2)进行判定(S33)。这里，-G1、G2是夹着0所设定的值，在G收纳于此范围内时，就是能够判定为载重G实质上为0的情况。关于这一点在后面进一步进行叙述。
载重G收纳于零附近的规定范围内的情况下(S33：是)，控制器47判定为自卸卡车11的停止位置适当(S34)。然后，控制器47将自卸卡车11的停止位置适当的意旨通知给操作员及装入作业者(S35)。通过由操作员或装入作业者对此通知进行确认，装入作业得以开始(S36)。
S35中的通知能够依照通知对象者进行变更。例如，对驾驶室36内的操作员，能够通过在显示装置47C上显示「停止位置适当」等消息采进行通知。对位于自卸卡车11外部的装入作业者，能够经由外部显示灯组48来进行通知。即、例如，即便在自卸卡车11停止后，经过规定时间(例如，数秒程度)，也能够通过使外部显示灯组48熄灯等来进行通知。
或者，还可以在外部显示灯组48之中，例如，使绿色灯48A和红色灯48C以规定的短时间连续点灯或闪烁，由此来通知自卸卡车11的停止位置合适的意旨。进而，还可以为了对停止位置合适进行通知而设置专用灯。另外，还能够取代灯的点灯，或者与灯的点灯一起，用合成声音或蜂鸣音进行通知。
反之，在载重G从零附近的规定范围内脱离的情况下(S33：否)，控制器47判定为自卸卡车11的停止位置不当(S37)。控制器47将自卸卡车11的停止位置不当的意旨分别通知给操作员及装入作业者(S38)。
此通知与上述同样能够依照通知对象者的位置(是自卸卡车11的内部还是外部)进行变更。例如，对操作员能够通过使「停止位置不当」等消息在显示装置47C上点灭显示，或者使蜂鸣器等鸣动来进行通知。对装入作业者，例如能够通过使外部显示灯组48的各灯48A～48C全部忽闪忽灭来进行通知。
在发出了停止位置不合适的意旨的通知的情况下，装入作业者不进行装入原封不动进行待机。若操作员接收到此通知则使自卸卡车11移动到更为平坦的场所(S39)。
若自卸卡车11移动后停止，则再次执行S31以下的处理。由此，在判定为自卸卡车11的停止位置合适的情况下(S33：是)，开始向车斗21的装入作业(S36)。
就S33详细地进行说明。如果是平衡梁30未抵接于挡块51的状态，即、自卸卡车11停止于比较平坦的场所，平衡梁30的自由回转未受到制限的状态(适当状态)，在S33中后载荷F2与中载荷F1就变得大致相等。
从而如上述那样，通过将后载荷F2扩大(1+D2/D1)倍，就能够求得中载荷F1，由此，就能够计算出后载荷F2与中载荷F1的合计载荷(F1+F2)。在本实施例中，由于D1＝D2，所以仅将后载荷扩大2倍就能够求得合计载荷这一点已经进行了阐述。
这里，由于在S33中，在车斗21为空的状态下对载重G进行测定，所以如果自卸卡车11的停止位置适当，则基于倾斜传感器20的检测信号进行了校正后的载荷的总合计值(S19A)就变得与初始载荷相等。从而，载重就大致为0。
与此相对，如果在平衡梁30抵接于挡块51的情况下，由于平衡梁30的自由回转受到限制，所以后载荷F2与中载荷F1变得不等，一方变得比另一方大。若列举极端的例子，则成为中轮18悬空仅由后轮19支撑后部车体25这样的事态，则中载荷F1大致成为零，后载荷F2成为自卸卡车11的停止位置适当时的值的2倍的值。
从而，在平衡梁30抵接于挡块51自由回转受到阻害的情况下，就不能基于后载荷F2准确地计算出合计载荷，在载重的测定上产生较大的误差。
由于在S33，以空载进行载重G的测定，所以如果自卸卡车11的停止位置(车辆位置)不当，则载重G就不为零附近的值，实质上脱离零的范围。
因此，在S33中，载重G不是零附近的规定范围内的情况下(S33：否)，就判定为自卸卡车11的停止位置不当。此外，实质上用于规定0的范围的下限值G1和上限值G2既可以是相同值也可以不同。
此外，还可以不是基于载重G来判定自卸卡车11的停止位置是否合适，而是例如基于后侧载荷来进行判定。即、例如，预先检测空载状态下的后侧载荷并进行存储，将此值与S33中检测出的后侧载荷进行比较。在两者的值大致相等、其差分实质上为0的情况下，就能够判定为自卸卡车11的停止位置合适。反之，在两者的值不同，其差分超过实质的0的范围的情况下，就能够判定为自卸卡车11的停止位置不合适。
或者，还可以根据后载荷的垂直方向成分或合计载荷来判定自卸卡车11的停止位置是否合适。
如以上所说明那样根据本实施例，在装入作业前事前判定可否准确地测定载重，在不能进行准确的测定的情况下，将此意旨分别通知给位于自卸卡车11的内外的操作员及装入作业者。由此，就能够使自卸卡车11停止于合适的位置后才开始装入作业，并能够对载重准确地进行测定。
【实施例3】
其次，基于图12～图14对第3实施例进行说明。在本实施例中，如以下所述那样，采用用于对平衡梁30是否抵接于挡块51进行检测的限位开关50。
在上述第2实施例中，在自卸卡车11空载停止的情况下，能够对平衡梁30是否抵接于挡块51进行判定。但是，并不限于自卸卡车11空载停止的情况，在装入作业中、行驶中、倾倒中各情况下，平衡梁30都可抵接于挡块51。在这样的情况下，也由于与上述同样的理由有时会在载重的测定值上产生误差。
因此，在本实施例中，如图12所示那样，设置有用于对平衡梁30是否抵接于挡块51进行检测的限位开关50。限位开关50，例如能够在各挡块51侧分别进行设置。或者，还可以将限位开关50分别设置于各底座52侧。
限位开关50能够例如作为借助于柱塞的伸缩使内置开关动作的机械式的限位开关来进行构成。或者还能够，例如作为基于高频磁场的变化来检测物体的接近的近接开关来进行构成。进而，还可以例如，将反射型的光电开关等作为限位开关来进行利用。另外，还能够取代限位开关50，在挡块51及平衡梁30的至少某一方上张贴应变片，基于来自应变片的信号对是否抵接进行检测。
此外，在以下的说明中，包含平衡梁30的底座52接触到挡块51的情况和近接到接触程度的情况这双方的情况并表达为「抵接」。
如图13的框图所示那样，来自限位开关50的信号被输入到控制器47。
图14是利用来自限位开关50的信号的抵接判定处理的概略流程图。控制器47基于来自限位开关50的信号对平衡梁30是否抵接于挡块51进行监视(S41)。例如，控制器47能够以规定的短时间确认限位开关50的信号电平。或者，还能够将来自限位开关50的信号连接到控制器47的中断输入端子，根据中断输入的发生来检测抵接状态。
若由限位开关50检测出平衡梁30抵接于挡块51(S41：是)，则控制器47将抵接判定标志置成「1」(S42)。此抵接判定标志被存储在存储部250中，控制器47执行的各处理，根据需要、或者强制地分别参照此抵接判定标志。或者，也可以废止抵接判定标志，在平衡梁30与挡块51的抵接状态被检测出的情况下对执行中的各程序直接施加中断。
然后，控制器47例如在显示装置47C上显示规定的警告消息，或者使蜂鸣器鸣动，将平衡梁30抵接于挡块51的意旨通知给操作员。另外，控制器47能够经由外部显示灯组48对外部的装入作业者也进行通知。
在控制器47将载重的测定值显示在显示装置47C上的情况下，还可包含平衡梁30与挡块51抵接的事实进行显示。例如，通过将在抵接状态下所测定的载重的数值用红色进行显示，或者使其忽闪忽灭，就能够与在正常状态下所测定的其他测定值容易地进行区别。
另外，在使载重的测定值从打印机47B输出的情况下，控制器47例如能够使特定的字符或记号(例如*记号等)打印于在平衡梁30与挡块51抵接的状态下所测定的载重的测定值的附近。此外，在彩色打印机的情况下，还能够将在抵接状态下所测定的测定值用红色等进行打印。
在对载重测定多次求解平均值的情况下，控制器47还能够将在平衡梁30与挡块51抵接的状态下所测定的数值排除在外以使得在平均值计算处理中不进行使用。或者，在使用在抵接状态下所测定、有可能包含测定误差的数值来计算平均值的情况下，控制器47能够将表示该平均值的可靠性的信息(例如，#等记号或字符等)与此平均值对应起来进行输出。
这样，在本实施例中，由于具备用于对平衡梁30是否抵接于挡块51进行检测的限位开关50，所以并不限于自卸卡车11空载停止的情况，在向车斗11的装入作业中、自卸卡车11的行驶中、从车斗21将装载物排出中任一情况下，都能够容易地判断可否进行载重的准确测定，使用方便性提高。即、在自卸卡车11处于各种方式(空载停止方式、装入方式、行驶方式、排出方式)的情况下都能够容易地判定所测定的载重的可靠性。
此外，本发明并不限定于上述的各实施例。只要是本领域技术人员，就能够在本发明的范围内进行各种追加或变更等。例如，虽然对在各悬吊缸上分别各设置一个压力传感器的情况进行了说明，但本发明并不限于此，还可以在各悬吊缸上分别设置多个压力传感器。
另外，虽然以用弹簧支持中轮、用后悬吊缸支持后轮的情况为例进行了列举，但与其相反，在分别用悬吊缸支持中轮，用弹簧支持后轮的构成上本发明也可得以适用。进而，还可以是将中轮及后轮的两方分别用悬吊缸进行支持的构成。
另外，虽然以铰接式的自卸卡车为例来列举进行了说明，但本发明并不限于此，只要是具备用平衡梁所支持的多个车轮的自卸卡车。就能够适用本发明。
另外，并不限于用平衡梁连结中轮和后轮的构成，本发明对用平衡梁连结前轮和中轮的构成也可适用。进而，在车体的前后分别具有用平衡梁所连结的多个车轮的自卸卡车的情况下，也能够适用本发明。

Claims (6)

1.一种自卸卡车的载重测定方法，所述自卸卡车具备：分别在车体的左右可回转地设置的一组平衡梁；分别在这些各平衡梁的一侧经由第1悬吊装置得以支持的第1车轮；分别在上述各平衡梁的另一侧经由第2悬吊装置得以支持的第2车轮；从上述各平衡梁分离并分别设置于上述车体的左右、分别经由第3悬吊装置得以支持的第3车轮，所述载重测定方法包括：
对施加于上述第1悬吊装置或者上述第2悬吊装置之中的某一方的第1载荷进行检测的第1步骤；
对施加于上述第3悬吊装置的第2载荷进行检测的第2步骤；
对上述车体的倾斜角度进行检测的第3步骤；以及
基于分别通过上述第1、第2步骤检测出的上述各第1、第2载荷和通过上述第3步骤检测出的上述倾斜角度，计算出载重的第4步骤，
上述第4步骤包括：
基于从上述平衡梁的回转中心分别至上述各第1、第2悬吊装置的距离之比和在上述第1步骤中检测出的上述第1载荷，计算出外加于上述各第1、第2悬吊装置的合计载荷的第1子步骤；
根据在上述第1子步骤中计算出的上述合计载荷和在上述第2步骤中检测出的上述第2载荷，基于在上述第3步骤中检测出的上述倾斜角度，分别计算出垂直方向的载荷的第2子步骤；以及
通过将在上述第2子步骤中计算出的上述第1载荷的垂直方向成分与上述第2载荷的垂直方向成分相加而计算出上述载重的第3子步骤。
2.按照权利要求1所述的自卸卡车的载重测定方法，其特征在于。
在上述第1步骤执行前，执行对上述平衡梁是否处于自由回转状态进行判定的判定步骤，在通过此判定步骤判定为上述平衡梁处于上述自由回转状态的情况下，分别执行上述第1步骤以及上述第1步骤以下的各步骤，在通过上述判定步骤判定为上述平衡梁未处于上述自由回转状态的情况下，使此意旨得以通知。
3.按照权利要求2所述的自卸卡车的载重测定方法，其特征在于，
上述判定步骤基于来自对上述平衡梁与上述车体的抵接状态进行检测的抵接检测单元的检测信号，对上述平衡梁是否处于上述自由回转状态进行判定。
4.按照权利要求2所述的自卸卡车的载重测定方法，其特征在于，
上述判定步骤通过将空载状态下在上述第1步骤中检测出的上述第1载荷、或者空载状态下在上述第4步骤中计算出的上述载重之中至少某一个的值与预先所设定的空载状态下的规定值进行比较，以判定上述平衡梁是否处于上述自由回转状态。
5.一种设置于自卸卡车的载重测定装置，所述自卸卡车具备：分别在车体的左右可回转地设置的一组平衡梁；分别在这些各平衡梁的一侧经由第1悬吊装置得以支持的第1车轮；分别在上述各平衡梁的另一侧经由第2悬吊装置得以支持的第2车轮；从上述各平衡梁分离分别设置于上述车体的左右、并分别经由第3悬吊装置得以支持的第3车轮，所述载重测定装置具有：
第1载荷检测部，基于来自仅设置于上述第1悬吊装置或上述第2悬吊装置之中的某一方的第1载荷检测单元的检测信号，对外加于上述第1悬吊装置或上述第2悬吊装置中的某一方的第1载荷进行检测；
第2载荷检测部，基于来自设置于上述第3悬吊装置的第2载荷检测单元的检测信号，对外加于上述第3悬吊装置的第2载荷进行检测；
合计载荷计算部，基于从上述平衡梁的回转中心分别至上述各第1、第2悬吊装置的距离之比和上述检测出的第1载荷，计算出外加于上述各第1，第2悬吊装置的合计载荷；
垂直方向成分计算部，基于来自设置于上述车体的倾斜角度检测单元的检测信号，分别计算出上述计算出的合计载荷的垂直方向成分及上述检测出的第2载荷的垂直方向成分；以及
总载荷计算部，通过将上述计算出的合计载荷的垂直方向成分与上述计算出的第2载荷的垂直方向成分相加而计算出载重。
6.一种自卸卡车，具备：
车体；
设置于此车体上的车斗；
分别在上述车体的左右可回转地设置的一组平衡梁；
分别在这些各平衡梁的一侧经由第1悬吊装置得以支持的第1车轮；
分别在上述各平衡梁的另一侧经由第2悬吊装置得以支持的第2车轮；
从上述各平衡梁分离并分别设置于上述车体的左右、分别经由第3悬吊装置得以支持的第3车轮；
对施加于上述第1悬吊装置或上述第2悬吊装置之中的某一方的第1载荷进行检测的第1载荷检测单元；
对施加于上述第3悬吊装置的第2载荷进行检测的第2载荷检测单元；
对上述车体的倾斜角度进行检测的倾斜角度检测单元；
基于上述各第1、第2载荷和上述倾斜角度计算出上述车斗的载重的控制单元；以及
将由此控制单元计算出的上述载重输出的输出单元，其中
在上述控制单元中，
基于从上述平衡梁的回转中心分别至上述各第1、第2悬吊装置的距离之比和上述第1载荷，计算出外加于上述各第1、第2悬吊装置的合计载荷，
根据上述合计载荷和上述第2载荷，基于上述倾斜角度，分别计算出垂直方向的载荷，
通过将上述第1载荷的垂直方向成分与上述第2载荷的垂直方向成分相加，而计算出上述载重。
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