CN102652076B - 自卸车辆的防倾倒装置及自卸车辆的防倾倒方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有货箱(3)和起重机油缸(5)的自卸车辆的防倾倒装置，其具有：货物重量推定部(32)，其用于推定货箱的货物载荷；车身转动力矩计算部(33)，其用于计算由货物排出时的货物移动产生的车身转动力矩(Mb)；基准力矩计算部(34)，其将为了使前轮(1)从地面浮起所需的转动力矩的最小值即倾倒极限力矩(MI)以下的转动力矩作为基准力矩(Ms)；判定部(35)，其用于判定车身转动力矩(Mb)是否超过基准力矩(Ms)；显示装置(37)，其用于向驾驶者报告车辆倾倒的危险性高的意旨。由此，能预防搬运物从货箱一气地滑落引起的车辆的倾倒。

Description

自卸车辆的防倾倒装置及自卸车辆的防倾倒方法

技术领域

本发明涉及在使货箱倾斜而排出搬运物时防止自卸车辆倾倒的自卸车辆的防倾倒装置。

背景技术

在采石现场、矿山等处，使用将挖掘的砂土等搬运物(货物)搬运到排土场所、使货箱倾斜而排出搬运物的自卸车辆。在使该自卸车辆停止在不平地、倾斜地时，有时出现车辆整体倾斜或地基脆弱而导致自卸车辆处于不稳定的状态。在这样的状态下要使货箱倾斜而排出搬运物时，由于该货箱的倾斜，车辆整体的重心升高，因此，该车辆变得不稳定而可能倾倒。作为谋求这样的搬运物排出时的防倾倒的技术，公知有利用角度计等测量单元监视自卸车辆的倾斜角度、在该倾斜角度为规定值以上的情况下限制货箱倾斜的动作的技术(参照专利文献1等)。

专利文献1：日本特开2002-307996号公报

发明内容

但是，在自卸车辆使货箱倾斜来排出搬运物的情况下，通常，随着货箱的倾斜角度增加，搬运物的砂土从下侧开始逐渐下落，在倾斜的货箱中滑落而被排出。但是，在由于搬运物的粘性较高等原因而搬运物附着在货箱中的情况下，在货箱的倾斜角度超过某个角度时，有时该搬运物会一气地滑落，车身的动态平衡被破坏，车辆可能倾倒。因此，存在仅凭借如上述专利文献1所公开的技术那样监视自卸车辆的倾斜角度这样的静态平衡来谋求防倾倒未必充分的情况。

本发明是着眼于上述课题而做成的，其目的在于提供能预防由搬运物从货箱一气地滑落引起的车辆的倾倒的自卸车辆的防倾倒装置。

本发明为了实现上述目的，提供一种具有能转动地支承于车身上的货箱、通过伸缩而使该货箱以其转动轴为中心转动的起重机油缸的自卸车辆的防倾倒装置，该自卸车辆的防倾倒装置具有：货物重量推定单元，推定所述货箱的货物载荷；车身转动力矩计算单元，基于由所述货物重量推定单元推定出的推定重量计算由于货物排出时的货物移动产生的车身的转动力矩；基准力矩计算单元，计算为了使车辆的前轮从地面浮起所需的转动力矩的最小值，将该最小值以下的转动力矩作为基准力矩；判定单元，判定由所述车身转动力矩计算单元计算出的车身转动力矩是否超过由所述基准力矩计算单元计算出的基准力矩；报告单元，其在所述判定单元判定为所述车身转动力矩超过所述基准力矩的情况下向驾驶者报告车辆倾倒的危险性高的意旨。

采用本发明，能预防由搬运物从货箱一气地滑落引起的车辆的倾倒。

附图说明

图1是本发明的实施方式的自卸车辆的整体构成图。

图2是本发明的第1实施方式自卸车辆的防倾倒装置的整体构成图。

图3是本发明的第1实施方式的自卸车辆的货物排出时的侧视图。

图4是本发明的第1实施方式的自卸车辆的防倾倒装置的车辆倾倒可能性判定的处理流程图。

图5是本发明的第2实施方式的自卸车辆的货物排出时的侧视图。

图6是本发明的第2实施方式的自卸车辆的防倾倒装置的整体构成图。

图7是本发明的第2实施方式的路肩强度计算的考虑方式的示意图。

图8是本发明的第2实施方式的自卸车辆的防倾倒装置的车辆倾倒可能性判定的处理流程图。

具体实施方式

以下，使用附图说明本发明的实施方式。

图1是本发明的实施方式的自卸车辆的整体构成图，图2是本发明的第1实施方式的自卸车辆的防倾倒装置的整体构成图。

该图所示的自卸车辆主要包括：安装于车身架4的前方及后方的前轮1及后轮2；通过支承轴6能转动地支承于车身架4上的货箱3；通过伸缩而使货箱3以支承轴6为中心转动的起重机油缸5；自卸车辆的防倾倒装置的主控制装置40、设置于驾驶室内的显示装置(报告单元)37。

在前轮1上安装有检测作用于前轮1的载荷的合计的前轴载荷传感器(前轴载荷检测单元)31A，在后轮2上安装有检测作用于后轮2的载荷的合计的后轴载荷传感器(后轴载荷检测单元)31B。即，前轴载荷传感器31A检测作用于车辆前方的载荷，后轴载荷传感器31B检测作用于车辆后方的载荷。这些传感器31A、31B例如可以由安装于前轮1、后轮2的悬挂机构上的力传感器等构成。例如，在前轮1、后轮2的悬挂机构由液压机构构成的情况下，能够通过测量支承各个悬挂机构的液压缸内的压力而容易地获知施加于前轮1、后轮2的载荷。

在车身架4上搭载有驱动系统、驾驶席等的主要构成要素，利用前轮1及后轮2，车辆能在路面上自由地行驶。使起重机油缸5伸长时，货箱3进行通过以支承轴6为中心转动而使前端上升、倾斜角度增加这样的动作，从而能将装载于货箱3上的货物(搬运物)7从货箱3的后端排出。另外，在支承轴6上设有测定支承轴6的旋转角的电位计(旋转电位计)38，该电位计38作为检测货箱3相对于车身架4的倾斜角度的角度检测单元。

在图2所示的自卸车辆的防倾倒装置中，主控制装置40包括：货物重量推定部(货物重量推定单元)32、车身转动力矩计算部(车身转动力矩计算单元)33、基准力矩计算部(基准力矩计算单元)34、判定部(判定单元)35、油缸控制器(油缸控制单元)39。

货物重量推定部32与前轴载荷传感器31A及后轴载荷传感器31B相连接，是通过从由前轴载荷传感器31A和后轴载荷传感器31B获得的载荷数据(检测值)的合计中减去自卸车辆的自重来推定货物7的重量(货物重量)m的部分。

基准力矩计算部34与前轴载荷传感器31A及后轴载荷传感器31B相连接，是基于由该前轴载荷传感器31A及后轴载荷传感器31B获得的载荷数据计算倾倒极限力矩MI(后述)、再将该计算出的倾倒极限力矩MI以下的转动力矩设定为基准力矩Ms的部分。

在此，倾倒极限力矩MI表示前轮1的载荷低于零时的车身转动力矩、即以后轮2为支点的转动力矩中的为了使前轮1从地面浮起所需的车身转动力矩的最小值，倾倒极限力矩MI通过根据由前轮载荷传感器31A及后轮载荷传感器31B获得的载荷数据计算车辆的重心位置而计算。另外，基准力矩Ms是用于判定是否通过显示装置37报告驾驶者车辆倾倒的危险性高的意旨时的基准，基准力矩Ms被设定为倾倒极限力矩MI以下。作为基准力矩Ms，可以直接利用计算出的倾倒极限力矩MI，但将基准力矩Ms设定得越小于倾倒极限力矩MI，越能可靠地避免车辆倾倒。

在此，说明倾倒极限力矩MI的计算方法的一例。在将自卸车辆的前轮1与后轮2之间的间隔(即、轴距)设为Lw、将基于由前轮载荷传感器31A、后轮载荷传感器31B获得的载荷数据而获得的车轮反力分别设为Ff、Fr、且将总载荷设为F(F＝Ff+Fr)时，从后轮2到重心的距离Lr由下述式(1)表示。

Lr＝Lw×(Ff/F)···式(1)

另一方面，绕后轮2地抬起总载荷F的倾倒极限力矩MI由下述式(2)表示。

MI＝Lr×F···式(2)

因此，通过将式(1)代入式(2)中，倾倒极限力矩MI能用下述式(3)表示。

MI＝Lw×Ff···式(3)

车身转动力矩计算部33与货物重量推定部32相连接，是基于由货物重量推定部32推定出的货物重量计算由货物排出时的货物7的移动产生的车身转动力矩的部分。所谓车身转动力矩是在作为搬运物的货物7排出时货箱3以支承轴6为中心旋转时的力矩，货物7从货箱3一气地滑落时为较大的力矩。本实施方式的车身转动力矩计算部33计算预测该货物7一气地滑落时产生的车身转动力矩。下面，使用图3说明该车身转动力矩的计算方法的一例。

图3是本发明的第1实施方式的自卸车辆排出货物7时的侧视图。在该图中，货箱3能以支承轴6为支点转动，因此，在货物7一气地向货箱3的后方移动时，货箱3在该货物7的重量的作用下受到向绕图3的顺时针的方向转动的力矩。在此，将货物重量推定部32推定出的货物重量设为m、将重力加速度设为g、将货箱3相对于水平面的倾斜角度设为θ，在假定搬运物排出时货物7一气地滑落时，货箱3的后端最大受到m×g×cosθ的载荷。即，在将从支承轴6到货箱3后端的距离设为Lb时，货物7从货箱3一气地滑落时的车身转动力矩Mb能通过下述式(4)表示。另外，作为获取货箱3相对于水平面的倾斜角度θ的方法，例如有利用检测货箱3相对于水平面的倾斜角度的角度传感器的方法或将检测车身架4相对于水平面的倾斜角度的角度传感器和电位计38的检测值合计等的方法。

Mb＝Lb×m×g×cosθ···式(4)

返回图2，判定部35与车身转动力矩计算部33及基准力矩计算部34相连接，是基于从车身转动力矩计算部33及基准力矩计算部34输入的车身转动力矩Mb及基准力矩Ms的值判定车身转动力矩Mb是否超过基准力矩Ms的部分。在基准力矩计算部34将基准力矩Ms设定为倾倒极限力矩MI时，判定部35根据上述式(3)及(4)使用下述式(5)判定车辆倾倒的可能性。

Lb×m×g×cosθ＞Lw×Ff···式(5)

在判定部35判定为式(5)成立的情况下，货物7一气地排出时车辆的前后重量分配集中在后侧，从而前轮1浮起，车辆处于不稳定的状态的可能性较高，因此，向显示装置37发送表示车辆倾倒的危险性高的意旨的信号。另外，也可以与向该显示装置37发送信号一起向油缸控制器39发送抑制起重机油缸5的伸长速度或使伸长停止的信号，或者代替向该显示装置37发送信号，而向油缸控制器39发送抑制起重机油缸5的伸长速度或使伸长停止的信号。

显示装置37例如是高精细的液晶监视器，与判定部35相连接。显示装置37设置在驾驶席内的驾驶者容易看见的位置，在判定部35判定为车身转动力矩Mb超过基准力矩Ms的情况下，用文字、图形、记号或它们的组合等来表示车辆倾倒的危险性高的意旨。在这样地利用显示装置37报告车辆倾倒的危险性高的意旨时，能使驾驶者认识到车辆有可能倾倒的意旨。另外，在本实施方式中，作为报告车辆倾倒的危险性高的意旨的单元(报告单元)，例举了显示装置37，但除此之外也可以利用设于驾驶席的仪表板内的警告灯报告该意旨或利用蜂鸣器等的警告音报告该意旨。

油缸控制器39与判定部35相连接，是在判定部35判定为车身转动力矩Mb超过基准力矩Ms的情况下、抑制起重机油缸5的伸长速度或使伸长停止的部分。作为油缸控制器39控制后的起重机油缸5的目标伸长速度，可以设定为小于货物7不被一气地排出的速度的速度。

另外，在判定部35与显示装置37及判定部35与油缸控制器39之间，也可以如图2所示地设置开关36。该开关36与角度判定部11相连接，根据由电位计38检测出的货箱3的倾斜角度适当开闭。

角度判定部11与电位计38相连接，是判定由电位计38检测出的倾斜角度是否超过设定角度的部分。在此，所谓设定角度是存储于角度判定部11(或主控制装置40的存储部(未图示)等)的角度，表示不能产生车辆发生倾倒的程度的车身转动力矩的货箱3的倾斜角度。例如，在将使货箱3倾斜时砂土等粘性较低的货物自然地下落而被从货箱3排出的角度设定为设定角度的情况下，在即使使货箱3倾斜该设定角度以上也仍残留有货物时，可以推定出货物为粘性较高的货物。即，货物集中地一气地滑落的可能性较高，进而考虑车辆倾倒的危险的必要性较高。

另外，角度判定部11在判定为由电位计38检测出的倾斜角度超过该设定角度的情况下关闭开关36，在除此以外的情况下打开开关36。由此，仅在电位计38的检测值大于该设定角度时，在显示装置37显示车辆倾倒的危险性高的意旨，且利用油缸控制器39进行起重机油缸5的速度控制。

下面，说明如上述那样构成的自卸车辆的防倾倒装置的动作。图4是表示本发明的第1实施方式的自卸车辆的防倾倒装置的车辆倾倒可能性判定的处理流程图。

在为了排出货物7而操作使货箱3倾斜的开关(未图示)时，图中的处理开始，主控制装置40首先将由轴载荷传感器31A、31B获得的载荷数据(传感器值)输入到货物重量推定部32及基准力矩计算部34(步骤61)。接着，货物重量推定部32根据轴载荷传感器31A、31B的载荷数据推定货物载荷m(步骤62)，车身转动力矩计算部33利用由货物重量推定部32推定出的货物载荷m计算车身转动力矩Mb(步骤63)。

另一方面，基准力矩计算部34根据由步骤61获取的轴载荷传感器31A、31B的载荷数据计算车辆重心位置，利用该重心位置计算倾倒极限力矩MI，再以该倾倒极限力矩MI为基准设定基准力矩Ms(步骤64)。

步骤64结束后，判定部35对由步骤63计算出的车身转动力矩Mb和由步骤64计算出的基准力矩Ms进行比较(步骤65)。在此，若车身转动力矩Mb低于基准力矩Ms，则返回步骤61重复步骤61之后的处理。另一方面，在步骤65中车身转动力矩Mb超过基准力矩Ms的情况下，对驾驶者在显示装置37显示车辆倾倒的危险性高的意旨(步骤66)，之后重复步骤61以后的处理。这样，采用本实施方式，能提示能催促驾驶者对车辆倾倒风险进行合理的状况判断的信息。

如上所述，在本发明的自卸车辆的防倾倒装置中，在使货箱3倾斜而排出砂土等的货物(搬运物)7时，根据由利用轴载荷传感器31A、31B测量出的载荷分配求出的重心位置和已知的车轮1、2的位置数据，计算到车辆倾倒时(即，由于重心位置移动而使前轮1的垂直载荷低于零时)的力矩即倾倒极限力矩MI，设定基准力矩Ms。另外，根据由货物重量推定部32推定出的货物重量m和已知的货箱3的形状数据及货箱支承轴6的位置数据计算由排出时的货物移动产生的绕货箱支承轴6的车身转动力矩Mb，判定基准力矩Ms和车身转动力矩Mb这两者的大小关系。由此，能通过显示装置37向驾驶者报告同时考虑到由于重心位置移动而使任一车轮1、2从地面浮起而导致倾倒的静态平衡、和由于货物排出时的货物移动产生的转动力矩而使前轮1浮起而导致倾倒的动态平衡的有关车辆倾倒的危险的信息。由此，通过显示装置37接收了有倾倒危险的意旨的驾驶者能采取降低起重机油缸5的伸长速度、使伸长停止等的对策，因此，能预防由货物7从货箱3一气地滑落引起的车辆倾倒。

顺便说一下，在上述的实施方式中，说明了使角度判定部11工作、根据货箱3的倾斜角度控制开关36的开闭的情况的效果。在该情况下，在角度判定部11判定为货箱3的倾斜角度超过设定角度的情况下首先关闭开关36，因此，仅在货箱3的倾斜角度为设定角度以上、车身转动力矩Mb超过基准力矩Ms的情况下，在显示装置37显示车辆倾倒的危险性高的意旨的警告。即，在货箱3的倾斜角度较小的期间产生较大的车身转动力矩Mb的可能性较低，因此，停止报告警告，在货箱3的倾斜角度较大且残留有货物7的情况下，货物7一气地落下，产生超过基准力矩Ms(倾倒极限力矩MI)的车身转动力矩Mb的可能性较高，因此，报告警告。由此，能减少在不必要的情况下报告警告，能仅在必要性较高时报告警告。

另外，在上述的实施方式中，说明使油缸控制器39工作、根据车身转动力矩Mb控制起重机油缸5的伸长速度的情况的效果。在该情况下，能够以判定部35判定为车辆倾倒的危险性高为契机，降低货箱3的倾斜速度或自动地停止货箱3的倾斜。由此，在货物7一气地落下而产生较大的车身转动力矩Mb的可能性较高的情况下，能谋求自动地使车身稳定化，能可靠地防止车辆倾倒。

下面，说明本发明的第2实施方式。图5是本发明的第2实施方式的自卸车辆的货物排出时的侧视图。另外，对与之前的图相同的部分标注相同的附图标记并省略说明(后图也相同)。

在该图中，路肩具有路面部20和相对于该路面部20设为下坡的坡面部21。自卸车辆在路面部20上以其后方(车辆的货物的排出侧)朝向坡面部21的方式停车，第2实施方式的自卸车辆具有路肩形状测量传感器(路肩形状测量单元)8。

路肩形状测量传感器8测量从车辆到该车辆后方的坡面部21的距离及路肩的形状，安装于自卸车辆的后方。更具体而言，本实施方式的路肩形状测量传感器8测量从后轮2的接地位置到坡面部21的距离及该路肩(路面部20及坡面部21)的形状，并将它们数据化(以下有时将与这些距离及形状有关的数据称作“路肩形状数据”)。由路肩形状测量传感器8测量出的路肩形状数据被输出到主控制装置40A内的路肩强度计算部54(后述)。

此外，作为路肩形状测量传感器8，例如能利用激光雷达。其利用红外激光等光学测定从传感器8到路肩的距离，基于由此得到的点列获取路肩形状数据。另外，除此之外，也可以利用使用微波阵列或超声波阵列的距离检测装置、通过对使用摄像元件(照相机)拍摄的图像进行处理而抽出距离信息的图像识别装置等。另外，为了容易测量路面部20及坡面部21的形状，路肩形状测量传感器8优选设置于车辆后方的尽可能高的位置。

图6是本发明的第2实施方式的自卸车辆的防倾倒装置的整体构成图。该图所示的防倾倒装置具有主控制装置40A，在主控制装置40A除了设有前述的货物重量推定部32、车身转动力矩计算部33、角度判定部11及油缸控制器39之外，还设有载荷移动量计算部(载荷移动量计算单元)51、路肩强度计算部(路肩强度计算单元)54和载荷比较判定部(载荷比较判定单元)52。

载荷移动量计算部51与车身转动力矩计算部33相连接，是基于由车身转动力矩计算部33计算出的车身转动力矩Mb计算由该车身转动力矩Mb产生的后轮2的载荷移动量ΔFr的部分。本实施方式的载荷移动量计算部51通过用车身转动力矩Mb除以轴距Lw而计算后轮2的载荷移动量ΔFr(ΔFr＝Mb/Lw)，该计算出的载荷移动量ΔFr被输出到与载荷移动量计算部51相连接的载荷比较判定部52。

路肩强度计算部54与路肩形状测量传感器8相连接，是基于由路肩形状测量传感器8测量出的路肩形状数据计算车辆所在的路肩的耐受载荷(路肩耐受载荷W)的部分。在此，所谓路肩耐受载荷W是对路肩作用有任意的载荷的情况下该路肩不会塌陷的载荷的最大值，路肩耐受载荷W的大小利用由形成路肩的砂土的种类大致决定的内部摩擦角φ(参照图7)如下所述地计算。

图7是示意性表示本发明的路肩强度计算的考虑方式的图。该图的内部摩擦角φ规定砂土塌陷时自然呈现的角度即滑动面45。为了避免滑动面45上侧的部分的砂土44塌陷，使由垂直载荷43产生的摩擦42的大小大于由砂土44产生的载荷46和由车辆的后轮2产生的轴载荷41的合力在滑动面45方向上的分力即可。即，该合力的分力的大小与摩擦42相等时的轴载荷41的大小是要计算出的路肩耐受载荷W。在此，如上所述，内部摩擦角φ是由砂土的种类决定的值，若利用根据从路肩形状测量传感器8输入的路肩形状数据获得的坡面部21的角度及从后轮2到坡面部21的距离，则能计算由砂土44产生的载荷46，由此能计算路肩耐受载荷W。计算出的路肩耐受载荷W被输入到与路肩强度计算部54相连接的载荷比较判定部52。

载荷比较判定部52是判定基于由后轴载荷传感器31B检测出的后轴载荷Fr和由载荷移动量计算部51计算出的载荷移动量ΔFr而计算出的最大后轴载荷FR是否超过由路肩强度计算部54计算出的路肩耐受载荷W的部分。本实施方式的载荷比较判定部52将由载荷移动量计算部51计算出的载荷移动量ΔFr和由后轴载荷传感器31B测定的后轴载荷Fr相加作为最大后轴载荷FR(FR＝Fr+ΔFr)，对该最大后轴载荷FR和由路肩强度计算部54计算出的路肩耐受载荷W的大小进行比较，从而来判定路肩强度有无富余。即，载荷比较判定部52使用下述式(6)判定车辆倾倒的可能性。

Fr+ΔFr＞W···式(6)

载荷比较判定部52在判定为式(6)成立的情况下，在货物7一气地排出时，路肩塌陷而车辆倾倒的可能性较高，因此，向显示装置37发送用于显示车辆倾倒的危险性高的意旨的信号。另外，与第1实施方式相同，也可以与向该显示装置37发送信号并一起向油缸控制器39发送抑制起重机油缸5的伸长速度或使伸长停止的信号，或代替向该显示装置37发送信号而向油缸控制器39发送抑制起重机油缸5的伸长速度或使伸长停止的信号。

下面，说明如上所述地构成的自卸车辆的防倾倒装置的动作。图8是表示本发明的第2实施方式的自卸车辆的防倾倒装置的车辆倾倒可能性判定的处理流程的图。

为了排出货物7而操作使货箱3倾斜的开关(未图示)时，图中的处理开始，主控制装置40A首先将由轴载荷传感器31A、31B及路肩形状传感器8获得的载荷数据及路肩形状数据(传感器值)输入到货物重量推定部32、路肩强度计算部54及载荷比较判定部52(步骤81)。

接着，货物重量推定部32根据轴载荷传感器31A、31B的载荷数据推定货物载荷m(步骤82)，车身转动力矩计算部33利用由货物重量推定部32推定出的货物载荷m计算车身转动力矩Mb(步骤83)。然后，载荷移动量计算部51用由车身转动力矩计算部33计算出的车身转动力矩Mb除以车辆的轴距Lw而计算载荷移动量ΔFr(步骤84)。

另一方面，路肩强度计算部54从在步骤81获取的路肩形状数据中抽出坡面部21的角度及从后轮2到坡面部21的距离，利用它们和内部摩擦角φ等计算路肩耐受载荷W(步骤85)。

步骤85结束后，载荷比较判定部52通过将在步骤81获取的后轴载荷Fr加上在步骤84计算出的载荷移动量ΔFr而计算最大后轴载荷FR，并对该计算出的最大后轴载荷FR和在步骤85计算出的路肩耐受载荷W进行比较(步骤86)。在此，若最大后轴载荷FR低于路肩耐受载荷W，则返回步骤81重复步骤81之后的处理。另一方面，在步骤86中最大后轴载荷FR超过路肩耐受载荷W的情况下，对驾驶者在显示装置37显示车辆倾倒的危险性高的意旨(步骤87)，之后重复步骤81以后的处理。这样，采用本实施方式，能提示能催促驾驶者对车辆倾倒风险进行合理的状况判断的信息。

顺便说一下，本实施方式是着眼于如下的点而做成的。

自卸车辆在排出其货物的场所，多数位于通常被称作竖坑的放土用的竖孔的边缘，根据情况不同，也有路肩的地基脆弱的情况。特别是未铺装且路肩坡面未采取任何加强等措施的竖坑，在如第1实施方式那样货物从货箱一气地滑落的情况下，通过后轮作用于路肩的载荷突然变大，因此，路肩塌陷而引起车辆倾倒的危险性高。关于该点，专利文献1记载的防倾倒装置没有应对这样的路肩塌陷风险的设计，因此，只有在路肩塌陷之后才采取动作，存在其效果有限的课题。即，本实施方式的发明的目的在于提供能够预防搬运物从货箱一气地滑落引起的车辆倾倒的自卸车辆的防倾倒装置。

针对该目的，在本实施方式的自卸车辆的防倾倒装置中，通过路肩强度计算部54基于由路肩形状测量传感器8测量出的路肩形状数据(从后轮2到坡面部21的距离、坡面部21的角度等)计算路肩耐受载荷W，在载荷比较判定部52对将后轮2的轴载荷Fr和由货箱倾斜产生的载荷移动量ΔFr相加而计算出的最大后轴载荷FR与路肩耐受载荷W进行比较，从而推定出基于土木工程的根据的合理的路肩塌陷风险状况，在该风险较高的情况下，通过显示装置37报告车辆倾倒的危险性高的意旨。即，采用本实施方式，能报告可使驾驶者进行包含路面强度的综合且合理的状况判断的信息，因此，能预防搬运物从货箱一气地滑落引起的车辆的倾倒。

另外，在本实施方式中，也与第1实施方式相同，也可以使角度判定部11工作、根据货箱3的倾斜角度控制开关36的开闭。若这样地构成，与第1实施方式相同，能减少在不必要的情况下报告警告，能仅在必要性较高时报告警告。另外，与第1实施方式相同，也可以使油缸控制器39工作，根据载荷比较判定部52的判定结果控制起重机油缸5的伸长速度。若这样地构成，与第1实施方式相同，在产生较大的后轴载荷的可能性变高的情况下，能自动地谋求车身的稳定化，能可靠地防止车辆倾倒。

另外，也可以在第1实施方式的自卸车辆上增设载荷移动量计算部51、路肩形状测量传感器8、路肩强度计算部54及载荷比较判定部52，构成同时具有第1实施方式和第2实施方式的特征的自卸车辆的防倾倒装置。在该情况下，除了具有第1实施方式的效果之外，由于路肩塌陷引起的车辆倾倒的危险也包含在判断对象中，因此，还具有能高效地防止车辆倾倒的效果。

另外，以上说明了用于实施本发明的最佳形态，但本发明的具体的构成不仅限定于上述实施方式，在不脱离发明的要旨的范围内的设计变更等当然也包含在本发明中。

附图标记的说明

2后轮

3货箱

5起重机油缸

7货物

8路肩形状测量传感器

11角度判定部

21坡面部

31A前轴载荷传感器

31B后轴载荷传感器

32货物重量推定部

33车身转动力矩计算部

34基准力矩计算部

35判定部

37显示装置

38电位计(角度传感器)

39油缸控制器

40主控制装置

51载荷移动量计算部

52载荷比较判定部

54路肩强度计算部

m货物载荷

Mb车身转动力矩

MI倾倒极限力矩

Ms基准力矩

Fr后轴载荷

ΔFr后轴载荷移动量

FR最大后轴载荷

W路肩耐受载荷

Claims (14)

1.一种自卸车辆的防倾倒装置，其具有能转动地支承于车身架上的货箱和通过伸缩而使该货箱以其转动轴为中心转动的起重机油缸，其特征在于，

该自卸车辆的防倾倒装置具有：

货物重量推定单元，推定所述货箱的货物载荷；

车身转动力矩计算单元，基于由所述货物重量推定单元推定出的推定重量计算由于货物排出时的货物移动产生的车身转动力矩；

基准力矩计算单元，计算为了使车辆的前轮从地面浮起所需的转动力矩的最小值，将该最小值以下的转动力矩作为基准力矩；

判定单元，判定由所述车身转动力矩计算单元计算出的车身转动力矩是否超过由所述基准力矩计算单元计算出的基准力矩；

报告单元，在所述判定单元判定为所述车身转动力矩超过所述基准力矩的情况下，向驾驶者报告车辆倾倒的危险性高的意旨。

2.一种自卸车辆的防倾倒装置，其具有能转动地支承于车身架上的货箱和通过伸缩而使该货箱以其转动轴为中心转动的起重机油缸，其特征在于，

该自卸车辆的防倾倒装置具有：

前轴载荷检测单元，检测作用于车辆的前轮的载荷；

后轴载荷检测单元，检测作用于车辆的后轮的载荷；

货物重量推定单元，基于所述前轴载荷检测单元及所述后轴载荷检测单元的检测值推定所述货箱的货物载荷；

车身转动力矩计算单元，基于由所述货物重量推定单元推定出的货物重量计算预测货物从所述货箱一气地滑落时产生的车身转动力矩；

基准力矩计算单元，基于所述前轴载荷检测单元及所述后轴载荷检测单元的检测值计算为了使车辆的前轮从地面浮起所需的转动力矩的最小值，将该最小值以下的转动力矩作为基准力矩；

判定单元，判定由所述车身转动力矩计算单元计算出的车身转动力矩是否超过由所述基准力矩计算单元计算出的基准力矩；

报告单元，在所述判定单元判定为所述车身转动力矩超过所述基准力矩的情况下向驾驶者报告车辆倾倒的危险性高的意旨。

3.根据权利要求1上述的自卸车辆的防倾倒装置，其特征在于，

该自卸车辆的防倾倒装置还具有：

角度检测单元，检测所述货箱相对于车身架的倾斜角度；

角度判定单元，其在将不能产生车辆发生倾倒的程度的车身转动力矩的所述货箱的倾斜角度设定为设定角度时，判定所述角度检测单元的检测值是否超过所述设定角度，

所述报告单元仅在所述角度判定单元判定为所述角度检测单元的检测值超过所述设定角度的情况下，报告车辆倾倒的危险性高的意旨。

4.根据权利要求1上述的自卸车辆的防倾倒装置，其特征在于，

该自卸车辆的防倾倒装置还具有油缸控制单元，在所述判定单元判定为所述车身转动力矩超过所述基准力矩的情况下，该油缸控制单元抑制所述起重机油缸的伸长速度或使伸长停止。

5.根据权利要求1上述的自卸车辆的防倾倒装置，其特征在于，

该自卸车辆的防倾倒装置还具有：

后轴载荷检测单元，检测作用于车辆的后轮的载荷；

载荷移动量计算单元，基于由所述车身转动力矩计算单元计算出的车身转动力矩计算由该车身转动力矩产生的后轮的载荷移动量；

路肩形状测量单元，测量从车辆到该车辆后方的路肩的距离及该路肩的形状；

路肩强度计算单元，基于由所述路肩形状测量单元测量出的路肩形状计算该路肩的耐受载荷；

载荷比较判定单元，判定基于由所述后轴载荷检测单元检测出的后轴载荷及由所述载荷移动量计算单元计算出的后轴载荷移动量而计算出的最大后轴载荷，是否超过由所述路肩强度计算单元计算出的所述路肩的耐受载荷，

所述报告单元还在所述载荷比较判定单元判定为所述最大后轴载荷超过所述路肩的耐受载荷的情况下向驾驶者报告车辆倾倒的危险性高的意旨。

6.一种自卸车辆的防倾倒装置，其具有能转动地支承于车身架上的货箱和通过伸缩而使该货箱以其转动轴为中心转动的起重机油缸，其特征在于，

该自卸车辆的防倾倒装置具有：

前轴载荷检测单元，检测作用于车辆的前轮的载荷；

后轴载荷检测单元，检测作用于车辆的后轮的载荷；

货物重量推定单元，基于所述前轴载荷检测单元及所述后轴载荷检测单元的检测值推定所述货箱的货物载荷；

车身转动力矩计算单元，基于由所述货物重量推定单元推定出的货物重量计算预测货物从所述货箱一气地滑落时产生的车身转动力矩；

载荷移动量计算单元，基于由所述车身转动力矩计算单元计算出的车身转动力矩计算由该车身转动力矩产生的后轮的载荷移动量；

路肩形状测量单元，测量从车辆到该车辆后方的路肩的距离及该路肩的形状；

路肩强度计算单元，基于由所述路肩形状测量单元测量出的路肩形状计算该路肩的耐受载荷；

载荷比较判定单元，判定基于由所述后轴载荷检测单元检测出的后轴载荷及由所述载荷移动量计算单元计算出的后轴载荷移动量而计算出的最大后轴载荷，是否超过由所述路肩强度计算单元计算出的所述路肩的耐受载荷；

报告单元，在所述载荷比较判定单元判定为所述最大后轴载荷超过所述路肩的耐受载荷的情况下向驾驶者报告车辆倾倒的危险性高的意旨。

7.根据权利要求6上述的自卸车辆的防倾倒装置，其特征在于，

该自卸车辆的防倾倒装置还具有：

角度检测单元，检测所述货箱相对于车身架的倾斜角度；

角度判定单元，在将不能产生车辆发生倾倒的程度的车身转动力矩的所述货箱的倾斜角度设定为设定角度时，判定所述角度检测单元的检测值是否超过所述设定角度，

所述报告单元仅在所述角度判定单元判定为所述角度检测单元的检测值超过所述设定角度的情况下，报告车辆倾倒的危险性高的意旨。

8.根据权利要求6上述的自卸车辆的防倾倒装置，其特征在于，

该自卸车辆的防倾倒装置还具有油缸控制单元，在所述判定单元判定为所述最大后轴载荷超过所述路肩的耐受载荷的情况下，该油缸控制单元抑制所述起重机油缸的伸长速度或使伸长停止。

9.一种自卸车辆的防倾倒方法，所述自卸车辆具有能转动地支承于车身架上的货箱，其特征在于，

该自卸车辆的防倾倒方法包括如下步骤：

计算倾倒极限力矩的步骤，所述倾倒极限力矩是以所述车辆的后轮为支点的转动力矩，且是为了使所述车辆的前轮从地面浮起所必须的力矩；

基于该倾倒极限力矩来判定所述车辆的倾倒可能性的步骤；以及

基于所述货箱的货物载荷计算车身转动力矩的步骤，所述车身转动力矩是以所述车辆的后轮为支点而作用于所述车辆的转动力矩，且是由于货物排出时的货物移动而产生的力矩，

在判定所述车辆的倾倒可能性的步骤中，基于所述车身转动力矩和所述倾倒极限力矩来判定所述车辆的倾倒可能性。

10.根据权利要求9所述的自卸车辆的防倾倒方法，其特征在于，

在计算所述倾倒极限力矩的步骤中，基于从所述后轮到所述车辆的重心的距离和作用于所述车辆的总载荷、或者基于所述车辆的轴距和作用于所述前轮的载荷，计算所述倾倒极限力矩。

11.根据权利要求9所述的自卸车辆的防倾倒方法，其特征在于，

在判定所述车辆的倾倒可能性的步骤中，通过对设定为所述倾倒极限力矩以下的基准力矩和所述车身转动力矩进行比较，来判定所述车辆的倾倒可能性。

12.根据权利要求11所述的自卸车辆的防倾倒方法，其特征在于，

在计算所述车身转动力矩的步骤中，基于从所述货箱的转动轴到后端的距离、所述货物载荷、所述货箱的倾斜角度，计算所述车身转动力矩。

13.根据权利要求11所述的自卸车辆的防倾倒方法，其特征在于，

还包括如下步骤：

基于所述车辆行驶的路肩的内部摩擦角和该路肩的形状，计算该路肩的耐受载荷的步骤；

基于所述车身转动力矩和所述路肩的耐受载荷来判定所述路肩的塌陷可能性的步骤。

14.根据权利要求13所述的自卸车辆的防倾倒方法，其特征在于，

在判定所述路肩的塌陷可能性的步骤中，通过对在由所述车身转动力矩计算出的所述后轮的移动载荷上加上作用于所述后轮的载荷而得的值、与所述路肩的耐受载荷进行比较，来判定所述路肩的塌陷可能性。