DE102021200156A1 - Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug und Ladefahrzeug - Google Patents

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Kengo IMAOKA
Shoichi Aoki
Kensuke Futahashi
Noriyuki HASEGAWA
Koji Uchida
Hiroyuki Kono
Akihisa Kawauchi
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Abstract

Bereitgestellt werden ein Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug und ein Ladefahrzeug, die Vibrationen, die auf eine Last mit einer höheren Reaktion als im Stand der Technik wirken, wirksam reduzieren, unterdrücken und aufheben können.Das Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug schließt Folgendes ein: einen Sensor (21), der konfiguriert ist, um einen Parameter zu erfassen, der eine Beschleunigung entlang einer vertikalen Richtung eines Lasthandhabungsapparates (6) oder eines Fahrzeughauptkörpers des Ladefahrzeugs anzeigt; einen Vibrationssteuerkrafterzeugungsapparat (23), der konfiguriert ist, um eine Vibrationssteuerkraft zum Unterdrücken von Vibrationen des Ladefahrzeugs anzuwenden; und eine Steuerung (22), die konfiguriert ist, um einen Rückwärtsbefehl zu erzeugen, der an den Vibrationssteuerkrafterzeugungsapparat (23) basierend auf einem Erfassungswert des Sensors (21) auszugeben ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug und ein Ladefahrzeug.
  • Stand der Technik
  • Bei Ladefahrzeugen, wie Gabelstaplern, ist es wichtig, Erschütterungen beim Transport von Lasten oder dergleichen aus der Sicht des Verhinderns einer Beschädigung der Last, des Aufrechterhaltens der Leistung des Fahrzeugs, des Reduzierens der Ermüdung von Bedienern und dergleichen zu unterdrücken. Insbesondere wenn es sich bei der Last um ein Präzisionsinstrument handelt, ist eine sehr hohe Erschütterungsunterdrückungsleistung erforderlich.
  • Patentliteratur 1 offenbart ein Vibrationsunterdrückungssystem (einen hydraulischen Apparat zum Laden von Material), das durch Verbinden eines Akkumulators mit einem Zufuhr- und Abfuhröldurchgang über einen Zweigöldurchgang konfiguriert ist, der mit einem Pilot-Schaltventil und einem Diaphragma versehen ist. Der Zuführ- und Abfuhröldurchgang verbindet einen Hubzylinder, der eine Gabel hebt und senkt, und ein mit einem Betätigungshebel versehenes Handschaltventil.
  • In dem Vibrationsunterdrückungssystem steuert das Pilot-Schaltventil das Öffnen und Schließen (Kommunikation/Blockierung) in Bezug auf den Zweigöldurchgang basierend auf einer Druckdifferenz, die vor und nach dem Diaphragma erzeugt wird, wenn Hydrauliköl von dem Handschaltventil zu dem Hubzylinder zugeführt wird. Außerdem ist das Vibrationsunterdrückungssystem so konfiguriert, dass bei Fahrt eines Fahrzeugs die Druckdifferenz zunimmt und das Pilot-Schaltventil betätigt wird, um Hydrauliköl in den Zweigöldurchgang und, durch Ausfahren, in den Akkumulator zu übertragen, wodurch Vibration der Gabel, die durch Vibration einer Fahrzeugkarosserie verursacht wird, durch eine Pufferwirkung des Akkumulators absorbiert wird.
  • Patentliteratur 2 offenbart ein Vibrationsunterdrückungssystem einschließlich einer Vibrationserfassungseinheit, die eine Nickvibration einer Fahrzeugkarosserie erfasst, und einer Nicksteuereinheit, die ein Nicksteuerdrehmoment zum Reduzieren einer Nickvibration berechnet und ein Nicksteuersignal erzeugt, das verwendet wird, um zu bewirken, dass das Nicksteuerdrehmoment an ein Betätigungselement ausgegeben wird. Das Vibrationsunterdrückungssystem ist so konfiguriert, dass während der Lastfahrt die Nicksteuereinheit das Nicksteuerdrehmoment basierend auf einem Erfassungswert der Vibrationserfassungseinheit berechnet, um das Nicksteuersignal auszugeben, und den Antrieb des Betätigungselements basierend auf dem Nicksteuersignal steuert.
  • In diesem Vibrationsunterdrückungssystem wird eine Rückwärtssteuerung basierend auf dem Erfassungswert der Vibrationserfassungseinheit durchgeführt, und das Nicksteuerdrehmoment wird als eine Antriebskraft oder eine Bremskraft des Betätigungselements an die Fahrzeugkarosserie angelegt. Infolgedessen kann eine Nickvibration des Fahrzeugs unterdrückt werden.
  • Liste der Entgegenhaltungen
  • Patentliteratur
    • Patentliteratur 1: JP 2005-112516 A
    • Patentliteratur 2: JP 2011-201433 A
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • In dem in Patentliteratur 1 offenbarten Vibrationsunterdrückungssystem, in dem das Vibrationsunterdrückungssystem durch Bereitstellen des Akkumulators in einem Hydraulikkreislauf konfiguriert ist, wird jedoch der Kommunikationsstatus des Akkumulators so gesteuert, dass er basierend auf einer Druckdifferenz vor und nach einem Diaphragma 19, das kein Parameter ist, der direkt das Lastpendeln anzeigt, umgeschaltet wird. Somit kann die Wirkung des Unterdrückens von Lastpendeln möglicherweise nicht ausreichend sein. In ähnlicher Weise wird selbst in dem Vibrationsunterdrückungssystem, das eine Rückwärtssteuerung an einem Nickmoment basierend auf dem Erfassungswert der Vibrationserfassungseinheit, die in Patentliteratur 2 offenbart ist, durchführt, eine Steuerung basierend auf einem Hubdruck durchgeführt, der die Wirkungen von Lastpendeln nicht immer direkt widerspiegelt, und die Wirkung des Unterdrückens des Lastpendelns ist möglicherweise nicht ausreichend.
  • Angesichts der obigen Umstände ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug und ein Ladefahrzeug bereitzustellen, das Vibrationen einer Last wirksamer unterdrücken kann.
  • Lösung des Problems
  • Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug bereitgestellt, einschließlich: einen Sensor, der konfiguriert ist, um einen Parameter zu erfassen, der eine Beschleunigung entlang einer vertikalen Richtung eines Lasthandhabungsapparats oder eines Fahrzeughauptkörpers des Ladefahrzeugs angibt; einen Vibrationssteuerkrafterzeugungsapparat, der konfiguriert ist, um eine Vibrationssteuerkraft zum Unterdrücken von Vibration des Ladefahrzeugs anzuwenden; und einer Steuerung, die konfiguriert ist, um einen Rückwärtsbefehl zu erzeugen, der an den Vibrationssteuerkrafterzeugungsapparat basierend auf einem Erfassungswert des Sensors auszugeben ist.
  • Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Ladefahrzeug bereitgestellt, einschließlich: einen fahrbaren Fahrzeughauptkörper; einen Lasthandhabungsapparat, der am Fahrzeughauptkörper befestigt und konfiguriert ist, um eine Last zu tragen; und dem Vibrationsunterdrückungssystem eines Ladefahrzeugs.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Mit dem Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug und dem Ladefahrzeug gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Lastpendeln eines Ladefahrzeugs wirksam zu unterdrücken.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Ladefahrzeug (Gabelstapler) gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht.
    • 2 ist ein Diagramm, das ein Vibrationsunterdrückungssystem für das Ladefahrzeug und einen Hydraulikkreislauf des Ladefahrzeugs gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
    • 3 ist ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugmodells des Ladefahrzeugs (Gabelstapler) gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
    • 4 ist ein Diagramm, das Steuerblöcke veranschaulicht, die in der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels zum Erzeugen einer Bremskraft unter Verwendung des Vibrationsunterdrückungssystems für das Ladefahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform verwendet werden.
    • 5 ist ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel einer Vibrationsunterdrückungswirkung des Vibrationsunterdrückungssystems für das Ladefahrzeug und das Ladefahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
    • 6 ist ein Diagramm, das ein Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug und ein Ladefahrzeug gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
    • 7 ist ein Blockdiagramm, das in der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels zum Erzeugen einer Bremskraft unter Verwendung des Vibrationsunterdrückungssystems für das Ladefahrzeug gemäß der zweiten Ausführungsform verwendet wird.
    • 8 ist ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines Steuerverfahrens/von Steuerblöcken des Vibrationsunterdrückungssystems für das Ladefahrzeug und einen Bremskrafterzeugungsapparat (Betätigungselement) des Ladefahrzeugs veranschaulicht.
    • 9 ist ein Diagramm, das ein Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug und ein Ladefahrzeug gemäß einer dritten Ausführungsform veranschaulicht.
    • 10 ist ein Diagramm, das Steuerblöcke veranschaulicht, die in der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels zum Erzeugen einer Bremskraft unter Verwendung des Vibrationsunterdrückungssystems des Ladefahrzeugs gemäß der dritten Ausführungsform verwendet werden.
    • 11 ist ein Diagramm, das ein Modifikationsbeispiel des Vibrationsunterdrückungssystems für das Ladefahrzeug und das Ladefahrzeug gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht.
    • 12 ist ein Diagramm, das Steuerblöcke veranschaulicht, die in der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels zum Erzeugen einer Bremskraft unter Verwendung des Vibrationsunterdrückungssystems für das Ladefahrzeug von 11 verwendet werden.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Erste Ausführungsform
  • Ein Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug und ein Ladefahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf 1 bis 5 beschrieben. Hier wird in der vorliegenden Ausführungsform das Ladefahrzeug als ein Gabelstapler beschrieben, aber es versteht sich, dass das Ladefahrzeug nicht auf einen Gabelstapler beschränkt sein muss.
  • Ladefahrzeug
  • Wie in 1 und 2 veranschaulicht, schließt ein Ladefahrzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Fahrzeughauptkörper 3, der mit Rädern 2 versehen ist, die Reifen sind, und der basierend auf einer Bedienung durch einen Bediener autonom fährt, einen Lasthandhabungsapparat 6, der an dem Fahrzeughauptkörper 3 befestigt ist und mit einer Gabel 5 zum Tragen/Halten einer Last 4, einem Hydraulikkreislauf 7, die zum Steuern des Antriebs des Lasthandhabungsapparats 6 verwendet wird, und einer Steuerung 22, die den Lasthandhabungsapparat (Hubmechanismus) 6 und den Hydraulikkreislauf 7 steuert, versehen ist, ein.
  • Wie zum Beispiel in 1 veranschaulicht, schließt der Fahrzeughauptkörper 3 ein Paar rechte und linke Vorderräder 2a als Antriebsräder, ein Paar rechte und linke Hinterräder 2b als angetriebene Räder, einen Kopfschutz 9, der bereitgestellt ist, um einen Fahrersitz 8 zu umschließen, um einen Bediener zu schützen, und ein Gegengewicht 10, das an einem hinteren Abschnitt des Fahrzeughauptkörpers 3 befestigt ist, ein.
  • Wie in 1 und 2 veranschaulicht, schließt der Lasthandhabungsapparat 6 ein Paar rechte und linke Gabeln 5, die die Last 4 halten, eine Rückenlehne 12, die eine Gabelschiene 11 einschließt, die das Gabelpaar 5 auf der rechten und linken Seite in der Breitenrichtung verschiebbar stützt, Masten 13, die an dem Fahrzeughauptkörper 3 befestigt sind und die die Rückenlehne 12 und, durch Ausfahren, das Gabelpaar 5 stützt, so dass die Gabeln 5 gehoben und gesenkt werden können, einen Hubapparat 15 mit einer Hubkette zum Heben und Senken der Rückenlehne 12 und einem Hubzylinder (Mastzylinder, Hydraulikzylinder) 14 zum Heben und Senken einer Last, und einen Neigeapparat 17, der einen Neigezylinder (Hydraulikzylinder) 16 einschließt und konfiguriert ist, um die Masten 13 und, durch Ausfahren, das Gabelpaar 5 nach vorne und hinten zu Neigen und Wippen, ein.
  • Der Hydraulikkreislauf 7 schließt einen Öltank 37, eine Pumpe 38, einen Hydraulikfilter 39, einen Kühler 40, ein Entlastungsventil 41 und ein Servoventil 18 ein und ist konfiguriert, um das Servoventil 18 und die Pumpe 38 durch einen Steuerapparat (eine Steuerung 22, die später in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben wird) zu steuern, um den Hubzylinder 14, den Neigezylinder 16 und dergleichen hydraulisch anzutreiben.
  • Vibrationsunterdrückungssystem
  • Unterdessen schließt, wie in 2 veranschaulicht, das Ladefahrzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Fahrzeughauptkörper 3, den Lasthandhabungsapparat 6 und ein Vibrationsunterdrückungssystem 20 zum Unterdrücken von Vibration der Last 4 ein.
  • Das Vibrationsunterdrückungssystem (der Vibrationsunterdrückungsmechanismus) 20 des Ladefahrzeugs 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform schließt einen Beschleunigungsmesser (Sensor) 21, wie beispielsweise einen piezoelektrischen Elementsensor, zum Erfassen eines Parameters, der eine Beschleunigung entlang der vertikalen Richtung von mindestens einem von dem Fahrzeughauptkörper 3 und dem Lasthandhabungsapparat 6 anzeigt, die Steuerung (Steuerapparat) 22, die ein Erfassungsergebnis des Beschleunigungsmessers 21 empfängt und einen Rückwärtsbefehl basierend auf dem Erfassungsergebnis des Beschleunigungsmessers 21 ausgibt, und ein Betätigungselement 23 ein, der in dem System des Hydraulikkreislaufs 7 vorgesehen ist und ein Bremskrafterzeugungsapparat ist, der den Antrieb des Servoventils 18 basierend auf dem Rückwärtsbefehl steuert, der von der Steuerung 22 ausgegeben wird, um Vibrationen des Lasthandhabungsapparates 6 und, durch Ausfahren, der Last 4 zu unterdrücken.
  • Zusätzlich schließt das Vibrationsunterdrückungssystem 20 des Ladefahrzeugs 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Drucksensor 50 ein, der konfiguriert ist, um den Hydraulikdruck des Hubzylinders 14 zu erfassen, und die Steuerung 22 ist konfiguriert, um ein Ansteuersignal für das Servoventil 18 basierend auf einer Differenz zwischen einem Sollwert des Hydraulikdrucks des Hubzylinders 14, der aus einem Erfassungswert des Beschleunigungsmessers 21 berechnet wird, und einem Erfassungswert des Drucksensors 50 zu erzeugen. Außerdem ist in der vorliegenden Ausführungsform die Steuerung 22 konfiguriert, um den Sollwert des Hydraulikdrucks durch Teilen einer resultierenden Kraft aus einer Trägheitskraft, die auf den Lasthandhabungsapparat 6 wirkt, die aus dem Erfassungswert des Beschleunigungsmessers 21 berechnet wird, und einer Schwerkraft, die durch eine Druckaufnahmefläche des Hubzylinders 14 auf den Lasthandhabungsapparat 6 wirkt, zu berechnen.
  • In der in 2 veranschaulichten Ausführungsform ist der Beschleunigungsmesser 21 auf der Seite des Lasthandhabungsapparates 6 bereitgestellt und konfiguriert, um einen Parameter zu erfassen, der die Beschleunigung des Lasthandhabungsapparates 6 angibt, das heißt, die auf die Last 4 wirkende Vibration direkt zu erfassen.
  • Es ist zu beachten, dass in anderen Ausführungsformen der Beschleunigungsmesser 21 auf der Seite des Fahrzeughauptkörpers 3 bereitgestellt ist und konfiguriert ist, um einen Parameter zu erfassen, der die Beschleunigung des Fahrzeughauptkörpers 3 angibt. In diesem Fall kann die Vibration, die auf die Last 4 (den Lasthandhabungsapparat 6) wirkt, aus dem Erfassungsergebnis des Beschleunigungsmessers (Sensors) 21 erhalten werden, der auf der Seite der Fahrzeughauptkörpers 3 bereitgestellt ist, zum Beispiel unter Verwendung eines Fahrzeugmodells 42 des Ladefahrzeugs 1, wie in 3 veranschaulicht, und die Steuerung kann basierend auf dem erhaltenen Ergebnis durchgeführt werden.
  • 3 ist ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel eines kinematischen Modells (Fahrzeugmodells) des Ladefahrzeugs 1 veranschaulicht.
    Wie in 3 veranschaulicht, sind im Fahrzeugmodell 42 die Vorderräder 2a und die Hinterräder 2b durch Federelemente kf bzw. kr und Dämpfungselemente cf bzw. er dargestellt, der Hubzylinder 14 ist durch ein Federelement km und ein Dämpfungselement cm dargestellt und ein Teil der Last 4 und des Lasthandhabungsapparates 6, der zusammen mit der Last 4 auf- und absteigt ist durch eine Masse m eines Einmassensystems dargestellt. Zusätzlich ist die Masse des Fahrzeughauptkörpers 3, einschließlich dem Gegengewicht 10, durch Mr dargestellt, h ist eine Höhe vom Boden (Grund) eines Schwerpunkts Q des Fahrzeughauptkörpers 3, If ist ein Abstand in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung vom Schwerpunkt Q zu den Vorderrädern 2a, Ir ist ein Abstand in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung vom Schwerpunkt Q zu den Hinterrädern 2b, eine Position x(t) in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung und eine Position z(t) in der Höhenrichtung sind die Position des Schwerpunkts Q, die sich während der Fahrt des Ladefahrzeugs 1 ändern, ein Drehwinkel θ(t) ist der Betrag der Drehung des Ladefahrzeugs 1 um den Schwerpunkt Q, und Im ist ein Abstand vom Schwerpunkt Q zur Masse m.
    Es ist zu beachten, dass die Masse m aus dem Lastgewicht berechnet werden kann, das aus dem Druck (Hubdruck) des Hubzylinders 14 und den Spezifikationen des Lasthandhabungsapparates 6 berechnet wird. Ferner wird eine Federkonstante des Federelements km des Hubzylinders 14 in Abhängigkeit von dem Lastgewicht bestimmt.
    Im Fahrzeugmodell 42 berechnet sich das Moment aus dem Produkt der Abstände If, Ir und Im vom Schwerpunkt Q des Angriffspunktes der von den Vorderrädern 2a bzw. den Hinterrädern 2b vom Boden (Grund) aufgenommenen Normalkräfte zf bzw. zr, und der Gravitationslast der Masse m und jeder Last, und dem Produkt der Längskraft, die durch Teilen des Drehmoments T zum Antreiben der Vorderräder durch den Reifenradius erhalten wird, und der Höhe h vom Schwerpunkt Q, um dadurch den Winkel θ(t) des Ladefahrzeugs 1 zu berechnen. Zusätzlich kann die Position z(t) in der Höhenrichtung des Schwerpunkts Q des Fahrzeughauptkörpers 3 aus dem Beschleunigungsmesser 21, der in dem Fahrzeughauptkörper 3 bereitgestellt ist, berechnet werden. Dann wird die Position z(t) in der Höhenrichtung der Masse m durch Addieren eines Verschiebungsbetrags, der durch das Schaukeln des Ladefahrzeugs 1 um den Schwerpunkt Q verursacht wird, der aus dem Abstand Im und dem Winkel θ(t) vom Schwerpunkt Q zur Masse m berechnet wird, und eines Verschiebungsbetrags in der Höhenrichtung des Fahrzeughauptkörpers 3 selbst erhalten.
    Auf diese Weise kann die Vibration der Last 4 aus dem Erfassungsergebnis des Beschleunigungsmessers 21, der auf der Seite der Fahrzeughauptkörpers 3 bereitgestellt ist, erfasst werden.
  • Auf diese Weise ist es möglich, den Erfassungswert des Beschleunigungsmessers 21, der auf der Seite des Fahrzeughauptkörpers 3 bereitgestellt ist, unter Verwendung eines bekannten kinematischen Modells des Ladefahrzeugs 1 (zum Beispiel des in 3 veranschaulichten Fahrzeugmodells 42) in eine Beschleunigung des Lasthandhabungsapparates 6 umzuwandeln, um dadurch eine Trägheitskraft aus einem umgewandelten Wert der Beschleunigung zu berechnen. Dann berechnet die Steuerung 22 einen Sollwert des Hydraulikdrucks durch Teilen der resultierenden Kraft aus der Trägheitskraft und der Schwerkraft, die durch die Druckaufnahmefläche des Hubzylinders 14 auf den Lasthandhabungsapparat 6 wirkt, und steuert den Antrieb des Hubzylinders 14 basierend auf dem berechneten Wert.
    Infolgedessen können Vibrationen, die auf die Last 4 (den Lasthandhabungsapparat 6) wirken, wirksam unterdrückt werden. Zusätzlich kann, wenn der Beschleunigungsmesser 21 im Fahrzeughauptkörper 3 bereitgestellt ist, die Reaktionsleistung in Bezug auf Vibration verbessert werden. Daher kann Vibration wirksam unterdrückt werden.
  • Außerdem wird in der vorliegenden Ausführungsform das Betätigungselement 23 als ein Hubzylinder 14 beschrieben, aber das Betätigungselement 23 muss nicht notwendigerweise auf das Steuern und Ansteuern des Servoventils 18 beschränkt sein, solange Vibrationen des Fahrzeughauptkörpers 3, des Lasthandhabungsapparates 6 und, durch Ausfahren, der Last 4 unterdrückt werden können. Das heißt, das Betätigungselement 23 kann separat bereitgestellt werden, und die Einbauposition des Betätigungselements 23 und die Anzahl der Betätigungselemente 23 unterliegen keinen speziellen Einschränkungen.
  • Als Nächstes überwacht in dem Vibrationsunterdrückungssystem 20 für das Ladefahrzeug 1 und das Ladefahrzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die wie vorstehend beschrieben konfiguriert sind, der Beschleunigungsmesser 21 das Lastpendeln, das Betätigungselement 23 wird betrieben, während er die Ansteuerung des Servoventils 18 steuert, das eine hervorragende Reaktionsleistung durch entsprechende Rückkopplung aufweist, und dadurch werden Vibrationen unterdrückt, so dass Vibrationen nicht auf die Last 4 wirken.
  • Zu diesem Zeitpunkt wird, wie in 4 veranschaulicht, ein Druck Pref, der erforderlich ist, um die Vibration aufzuheben, aus einer Beschleunigung d2z/dt2, die durch den Beschleunigungsmesser 21 erfasst wird, einer Masse M des Teils der Last 4 und des Lasthandhabungsapparates 6, der zusammen mit der Last 4 auf- und absteigt, und einer Querschnittsfläche A eines hydraulischen Druckraums des Hubzylinders 14 berechnet. Ferner wird der Antrieb des Hubzylinders 14 (des Betätigungselements 23) gesteuert, um die Vibration aufzuheben, indem ein Rückwärtsbefehl an das Servoventil 18 durch PID-Steuerung eines PID-Steuerapparates (Proportional-Integral-Differentialsteuerung) 45 basierend auf einer Abweichung zwischen dem Druck Pref als Sollwert und einem gemessenen Hydraulikdruckwert (Pcyl) ausgegeben wird.
  • Es ist zu beachten, dass in 4 das Bezugszeichen 43 einen Multiplikator (Rechner) bezeichnet, der die Kraft, die auf die Last 4 wirkt, und durch Ausfahren die Hublast, die durch die erfasste Beschleunigung wirkt, durch Multiplizieren der Beschleunigung d2z/dt2, die durch den Beschleunigungsmesser 21 erfasst wird, und der Masse M der Last 4 berechnet. Bezugszeichen 44 bezeichnet einen Teiler (Rechner), der den Druck Pref berechnet, durch Teilen der auf die Last 4 wirkenden Kraft (die, durch die erfasste Beschleunigung wirkende Hublast) durch die Querschnittsfläche A des hydraulischen Druckraums des Hubzylinders 14. Zusätzlich bezeichnet in 4 das Bezugszeichen 46 einen Schwerkraftrechner (Lastkorrekturapparat) 46, wobei der Schwerkraftrechner 46 konfiguriert ist, um die Schwerkraft, die auf den Teil der Last 4 und des Lasthandhabungsapparates 6 wirkt, der zusammen mit der Last 4 auf- und absteigt, unter Berücksichtigung einer Neigung θ des Hubzylinders 14 in Bezug auf die vertikale Richtung, in eine Kraftkomponente entlang der Ausfahrrichtung des Hubzylinders 14 umzuwandeln. Die vom Schwerkraftrechner 46 berechnete Schwerkraftkomponente entlang der Ausfahrrichtung des Hubzylinders 14 wird vom Ausgabewert vom Multiplikator 43 subtrahiert und zur Berechnung des Drucksollwertes Pref verwendet.
    Außerdem wird in der vorliegenden Ausführungsform der Rückwärtsbefehl von einer PID-Steuerung unter Verwendung des PID-Steuerapparates 45 an das Servoventil 18 ausgegeben, jedoch kann anstelle des PID-Steuerapparates 45 eine Rückwärtssteuerung einschließlich einer beliebigen PI-Steuerung verwendet werden.
  • Auf diese Weise wird bestätigt, dass, wenn der Beschleunigungsmesser 21 in dem Lasthandhabungsapparat 6 eingebaut ist und der Antrieb des Hubzylinders 14 (des Betätigungselements 23) durch Steuern des Servoventils 18 so gesteuert wird, dass keine Vibration auf die Last 4 übertragen wird, das heißt, wenn eine aktive Vibrationssteuerung unter Verwendung des Vibrationsunterdrückungssystems 20 für das Ladefahrzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt wird, wie zum Beispiel in 5 veranschaulicht, Vibration (maximale Beschleunigung), die auf die Last 4 wirkt, signifikant reduziert wird, wenn das Vibrationsunterdrückungssystem 20 für das Ladefahrzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform betrieben wird und die aktive Vibrationssteuerung mit Vibrationssteuerung (aktive Vibrationssteuerung) eingeschaltet wird (Vibrationswellenform, die durch die durchgezogene Linie in 5 angedeutet wird) im Gegensatz zu der Vibration, die auf die Last 4 wirkt, wenn die aktive Vibrationsregelung ohne Vibrationssteuerung (aktive Vibrationssteuerung) abgeschaltet wird (Vibrationswellenform, die durch die gestrichelte Linie in 5 angedeutet ist).
  • Somit ist es in dem Vibrationsunterdrückungssystem 20 für das Ladefahrzeug 1 (und das Ladefahrzeug 1) gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, möglich, da das System ein aktives Vibrationssteuersystem ist, bei dem der Beschleunigungsmesser 21 in dem Lasthandhabungsapparat 6 bereitgestellt ist und welches das Betätigungselement 23 durch Steuern des Antriebs eines üblichen Servoventils 18 mit einer Reaktionsleistung von etwa 20 bis 100 (Hz) betreibt, beispielsweise mit einer Phasenverzögerung von -90 Grad durch Rückkopplung, Vibrationen mit hoher Reaktionsleistung wirksam zu reduzieren, zu unterdrücken und aufzuheben.
  • Mit anderen Worten ist in dem Vibrationsunterdrückungssystem 20 für das Ladefahrzeug 1 und das Ladefahrzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform das System so konfiguriert, dass die Steuerung 22 einen Rückwärtsbefehl basierend auf dem Erfassungsergebnis des Beschleunigungsmessers 21 ausgibt, und das Betätigungselement 23 (den Hubzylinder 14) als der Bremskrafterzeugungsapparat basierend auf dem Rückwärtsbefehl, der von der Steuerung 22 ausgegeben wird, angesteuert wird, um eine Bremskraft zum Unterdrücken von Vibration zu erzeugen. Dementsprechend kann die Reaktionsleistung signifikant verbessert werden, und eine hervorragende Vibrationsunterdrückungswirkung kann erhalten werden.
  • Somit ist es möglich, das Vibrationsunterdrückungssystem 20 für ein Ladefahrzeug und das Ladefahrzeug 1 zu realisieren, das Vibrationen der Last 4 wirksamer unterdrücken kann als im Stand der Technik.
  • Zusätzlich ist in dem Vibrationsunterdrückungssystem 20 für das Ladefahrzeug 1 und das Ladefahrzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Hydraulikkreislauf 7, der den Hydraulikzylinder (den Hubzylinder 14) des Lasthandhabungsapparates 6 antreibt, bereitgestellt, und der Beschleunigungsmesser 21 ist an einem Abschnitt des Lasthandhabungsapparates 6 auf der Seite der Last 4 des Hydraulikzylinders 14 bereitgestellt. Dementsprechend kann die Vibration, die auf die Last 4 wirkt, die von dem Lasthandhabungsapparat 6 getragen/gehalten wird, direkt und genau erfasst werden. Infolgedessen kann selbst in einem Fall, in dem das kinematische Modell (das Fahrzeugmodell 42) des in 3 veranschaulichten Ladefahrzeugs 1 unbekannt ist, eine Rückwärtssteuerung zum Unterdrücken des Lastpendelns unter Verwendung des Erfassungswerts des Beschleunigungsmessers 21, der auf der Seite des Lasthandhabungsapparates 6 bereitgestellt ist, realisiert werden.
  • Außerdem ist in dem Vibrationsunterdrückungssystem 20 für das Ladefahrzeug 1 und das Ladefahrzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform das System so konfiguriert, dass die Ansteuerung des Servoventils 18 in dem Hydraulikkreislauf 7 mit einer hohen Reaktionsleistung basierend auf dem Rückwärtsbefehl von der Steuerung 22 gesteuert wird und der Hydraulikzylinder, der ein Vibrationssteuerkrafterzeugungsapparat ist, angesteuert wird, um Vibrationen zu unterdrücken. Dementsprechend kann die Reaktionsleistung ferner wirksam verbessert werden, und eine noch hervorragendere Vibrationsunterdrückungswirkung kann erhalten werden.
  • Es ist zu beachten, dass, wenn der Strömungsweg im Servoventil 18 unter Berücksichtigung der Nichtlinearität gleichgerichtet wird, wenn das Servoventil 18 zwischen der Vorlaufseite und der Rücklaufseite umschaltet, eine zuverlässigere Vibrationsunterdrückung erreicht werden kann.
  • Zusätzlich kann unter dem Gesichtspunkt des Verhinderns einer Reaktionsverzögerung des Servoventils 18 so weit wie möglich, mit anderen Worten, durch Bereitstellen einer Filterfunktion, die einen Eingang filtert, wenn sich eine Vibration aufgrund des Eingangs hochfrequenter Vibration oder dergleichen ausdehnt oder divergiert, eine noch zuverlässigere Vibrationsunterdrückungswirkung erhalten werden.
  • Zweite Ausführungsform
  • Als Nächstes wird ein Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug und ein Ladefahrzeug gemäß einer zweiten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 6 und 7 (und 1 bis 5) beschrieben. Hier sind in der vorliegenden Ausführungsform die gleichen Bestandteile wie diejenigen der ersten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und eine ausführliche Beschreibung davon wird weggelassen.
  • Ladefahrzeug
  • Ein Ladefahrzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform schließt einen Fahrzeughauptkörper 3, der mit Rädern 2 versehen ist, einen Lasthandhabungsapparat 6, eine Steuerung 22, die den Lasthandhabungsapparat 6 (einen Hydraulikkreislauf 7) steuert, und ein Vibrationsunterdrückungssystem 25 ein, das konfiguriert ist, um Vibrationen des Fahrzeughauptkörpers 3, des Lasthandhabungsapparates 6 und, durch Ausfahren, einer Last 4 zu unterdrücken (siehe 6).
  • Vibrationsunterdrückungssystem
  • Das Vibrationsunterdrückungssystem (der Vibrationsunterdrückungsmechanismus) 25 für das Ladefahrzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform schließt ein zweites Vibrationsunterdrückungssystem 26 ein, das Vibrationen unterdrückt, indem es eine Vorwärtssteuerung mit einer Rückwärtssteuerung kombiniert, die der von der ersten Ausführungsform ähnlich ist.
  • Ähnlich dem ersten Vibrationsunterdrückungssystem 20, das in der ersten Ausführungsform veranschaulicht ist, schließt das zweite Vibrationsunterdrückungssystem 26 einen Beschleunigungsmesser 21, wie beispielsweise einen piezoelektrischen Elementsensor, zum Erfassen eines Parameters, der eine Beschleunigung entlang der vertikalen Richtung von mindestens einem von dem Fahrzeughauptkörper 3 und dem Lasthandhabungsapparat 6 anzeigt, die Steuerung 22, die ein Erfassungsergebnis des Beschleunigungsmessers 21 empfängt und einen Rückwärtsbefehl basierend auf dem Erfassungsergebnis des Beschleunigungsmessers 21 ausgibt, und ein Betätigungselement (Bremskrafterzeugungsapparat) 23, der in dem System des Hydraulikkreislaufs 7 bereitgestellt ist und antriebsgesteuert wird, um Vibrationen des Lasthandhabungsapparates 6 und, durch Ausfahren, der Last 4 durch Steuern der Ansteuerung eines Servoventils 18 unter Verwendung des Rückwärtsbefehls, der von der Steuerung 22 ausgegeben wird, zu unterdrücken (siehe 6, 1 und 2), ein.
  • Wie in 6 veranschaulicht, schließt das zweite Vibrationsunterdrückungssystem 26 einen Vibrationserzeugungsquellenerfassungsapparat 29, wie beispielsweise einen optischen Apparat, der eine Vibrationserzeugungsquelle (Störelement) 28 wie Vertiefungen und Erhebungen auf der Fahrbahnoberfläche eines in Fahrtrichtung vor dem Ladefahrzeug 1 liegenden Fahrwegs 27 oder ein Hindernis auf dem Fahrweg 27 erfasst, einen Vibrationsvorhersageapparat 30, der den Vibrationsgrad analysiert und vorhersagt, der von der Vibrationserzeugungsquelle 28 erzeugt wird, die von dem Vibrationserzeugungsquellenerfassungsapparat 29 erfasst wird, und, durch Ausfahren, den Grad des Lastpendelns, die Steuerung (Steuerapparat) 22, die einen Vorwärtsbefehl ausgibt, so dass die Vibration, die durch den Vibrationsvorhersageapparat 30 vorhergesagt wird, gedämpft oder aufgehoben wird, und ein Betätigungselement (Bremskrafterzeugungsapparat) 23, der antriebsgesteuert wird, um Vibrationen des Lasthandhabungsapparates 6 und, durch Ausfahren, der Last 4 (und/oder des Fahrzeughauptkörpers 3) unter Verwendung des von der Steuerung 22 ausgegebenen Vorwärtsbefehls zu unterdrücken, ein.
  • Außerdem schließt, wie in 7 veranschaulicht, das zweite Vibrationsunterdrückungssystem 26 Rechner, wie einen Multiplikator 43 und einen Teiler 44 ähnlich denen in der ersten Ausführungsform, einen PID-Steuerapparat 45, einen Lastkorrekturapparat 46, und eine Vorwärtssteuerung 47 (die Steuerung 22) ein, die einen Vorwärtsbefehl ausgibt, um so eine Vibration aufzuheben, die von dem Vibrationsvorhersageapparat 30 unter Verwendung des Fahrzeugmodells 42 vorhergesagt wird, wobei die Vibration auf den Lasthandhabungsapparat 6 und die Last 4 wirkt und von der Vibrationserzeugungsquelle 28 erzeugt wird, die von dem Vibrationserzeugungsquellenerfassungsapparat 29 erfasst wird.
  • Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Ausführungsform der Vibrationserzeugungsquellenerfassungsapparat 29 an den Lasthandhabungsapparat 6 befestigt ist. Ferner bedeutet in der vorliegenden Ausführungsform „vorne in Fahrtrichtung“ die Vorderseite der Antriebsräder 2a, wenn sich das Ladefahrzeug 1 vorwärts bewegt, und bedeutet die Rückseite der angetriebenen Räder 2b, wenn sich das Ladefahrzeug 1 rückwärts bewegt. Die Einbauposition und Anzahl des Vibrationserzeugungsquellenerfassungsapparates 29 können in geeigneter Weise bestimmt werden, sodass Vibrationen unterdrückt werden können, indem die Vibrationserzeugungsquelle 28 zuverlässig erfasst wird.
  • Außerdem wird in der vorliegenden Ausführungsform, wie in der ersten Ausführungsform, das Betätigungselement 23 als der Hubzylinder 14 (und/oder ein Neigezylinder 16) beschrieben, aber das Betätigungselement 23 muss nicht notwendigerweise auf das Steuern und Ansteuern des Servoventils 18 beschränkt sein, solange Vibrationen des Fahrzeughauptkörpers 3, des Lasthandhabungsapparates 6 und, durch Ausfahren, der Last 4 unterdrückt werden können. Das heißt, das Betätigungselement 23 kann separat bereitgestellt werden, und die Einbauposition des Betätigungselements 23 und die Anzahl der Betätigungselemente 23 unterliegen keinen speziellen Einschränkungen.
  • In dem Vibrationsunterdrückungssystem 26 für das Ladefahrzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration, ähnlich dem ersten Vibrationsunterdrückungssystem 20, kann die Betriebswirkung der Vibrationsunterdrückung, die durch Rückwärtssteuerung verursacht wird, erhalten werden.
    Zusätzlich schließt das zweite Vibrationsunterdrückungssystem 26 die Vorwärtssteuerung 47 ein, um die Vibrationsunterdrückungswirkung zu verbessern. Mit anderen Worten, erfasst in dem zweiten Vibrationsunterdrückungssystem 26 der Vibrationserzeugungsquellenerfassungsapparat 29 ein Profil (die Vibrationserzeugungsquelle 28), wie Vertiefungen und Erhebungen auf dem Fahrweg 27, auf dem das Fahrzeug fahren wird, und der Vibrationsvorhersageapparat 30 sagt die Vibration vorher, die auf den Lasthandhabungsapparat 6 und die Last 4 wirkt, wenn sie die Stelle durchläuft, an dem die Störungserzeugungsquelle vorhanden ist, indem beispielsweise ein Berechnungsergebnis von Höhendaten für jeden Abstand, das Fahrzeugmodell 42 und dergleichen verwendet wird. Ein Vorwärtsbefehl zum Ausgleichen der Vibrationsverschiebung wird dann von der Steuerung 22 (der Vorwärtssteuerung 47) ausgegeben, um das Ansteuern des Betätigungselements 23 basierend auf dem Vorwärtsbefehl zu steuern. Infolgedessen ist es möglich, die Steuerung im Voraus durchzuführen, um das Lastpendeln zu minimieren.
  • Es ist zu beachten, dass der Vibrationsvorhersageapparat 30 eine Selbstpositionsschätzung zum Beispiel mit einem Lasersensor oder einer Kamera durchführen kann, Daten auf einem Speicherapparat speichern kann, die Informationen der Vibrationserzeugungsquelle 28, wie gemessene Schrittinformationen, Vibrationsvorhersagedaten, die diesen Informationen entsprechen, und dergleichen einschließt, und eine Karte der Vibrationserzeugungsquelle 28, wie eine Schrittposition, mit einem Kartenerstellungsapparat erstellen kann. In diesem Fall ist es unter Verwendung der Karte möglich, die Vibrationserzeugungsquelle 28, wie eine Schrittposition, früher entlang des einmal zurückgelegten Fahrwegs 27 vorherzusagen/vorauszusehen, und es ist möglich, eine Vibrationsunterdrückung mit Spiel durchzuführen.
  • Auf diese Weise können in dem Vibrationsunterdrückungssystem 25 für das Ladefahrzeug 1 und das Ladefahrzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch Ausgeben des Vorwärtsbefehls zum Unterdrücken der durch den Vibrationsvorhersageapparat 30 vorhergesagten Vibration und durch Steuern des Betätigungselements 23 als der Bremskrafterzeugungsapparat basierend auf dem Rückwärtsbefehl, Informationen bezüglich der Vibrationserzeugungsquelle 28 erfasst werden, vor dem Fahren auf dem Fahrweg 27, und basierend auf diesen Informationen kann eine Vorwärtssteuerung durchgeführt werden.
  • Wie in 7 veranschaulicht, kann die Vorwärtsbefehlsausgabe von der Vorwärtssteuerung 47 zu der Rückwärtsbefehlsausgabe von der Rückwärtssteuerung (der PID-Steuerung 45) hinzugefügt werden, um ein Befehlssignal an das Servoventil 18 zu erzeugen.
  • Ferner unterliegen das spezifische Verfahren der Vibrationsvorhersage, das von dem Vibrationsvorhersageapparat 30 durchgeführt wird, und die Befehlsberechnung, die von der Vorwärtssteuerung 47 durchgeführt wird, keinen besonderen Einschränkungen, jedoch kann das Fahrzeugmodell 42, das vorstehend unter Bezugnahme auf 3 beschrieben ist, verwendet werden, um eine Vibration aus einem Erfassungsergebnis von Vertiefungen und Erhebungen durch den Vibrationserzeugungsquellenerfassungsapparat 29 vorherzusagen und einen Vorwärtsbefehl zum Unterdrücken der Vibration zu berechnen. Zum Beispiel können, wie in 8 veranschaulicht, der Druck (Hubdruck) des Hubzylinders 14 und das Erfassungsergebnis von Vertiefungen und Erhebungen (Schrittinformationen), die von dem Vibrationserzeugungsquellenerfassungsapparat 29 erhalten werden, in das Fahrzeugmodell 42 eingegeben werden, um einen Vorsschubbefehlswert zu erzeugen, der zum Unterdrücken der, durch die Vertiefungen und Erhebungen verursachten, zu erwartenden Vibration verwendet wird. Insbesondere, wenn das Erfassungsergebnis von Vertiefungen und Erhebungen (Schrittinformationen) von dem Vibrationserzeugungsquellenerfassungsapparat 29 erhalten wird, wird die Zeit, die das Ladefahrzeug 1 benötigt, um die Position der Vertiefungen und Erhebungen zu erreichen, aus einer Fahrzeuggeschwindigkeit dx(t)/dt bestimmt. Dann wird zum Zeitpunkt des Erreichens der Vertiefungen und Erhebungen die Verschiebung z(t) in Höhenrichtung der Last 4, die erzeugt wird, wenn das Ladefahrzeug 1 über die Vertiefungen und Erhebungen fährt, unter Verwendung des Fahrzeugmodells 42 berechnet. Als das Fahrzeugmodell 42 kann das eine vorstehend unter Bezugnahme auf 3 beschriebene verwendet werden. Eine Hubzylinderlast, die erforderlich ist, um den variablen Anteil der Verschiebung z(t) in der Höhenrichtung der Last 4 auszugleichen, wird berechnet, und der Vorwärtsbefehl, der an das Servoventil 18 auszugeben ist, kann aus der Hubzylinderlast bestimmt werden.
  • Dritte Ausführungsform
  • Als Nächstes wird ein Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug und ein Ladefahrzeug gemäß einer dritten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 9 und 10 (und 1 und 5) beschrieben. Hier sind in der vorliegenden Ausführungsform die gleichen Bestandteile wie diejenigen der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und eine ausführliche Beschreibung davon wird weggelassen.
  • Ladefahrzeug
  • Ein Ladefahrzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform schließt einen Fahrzeughauptkörper 3, der mit Rädern 2 versehen ist, einen Lasthandhabungsapparat 6, eine Steuerung 33, die den Lasthandhabungsapparat 6 (einen Hydraulikkreislauf 7) steuert, und ein Vibrationsunterdrückungssystem 31 ein, das konfiguriert ist, um Vibrationen des Fahrzeughauptkörpers 3, des Lasthandhabungsapparates 6 und, durch Ausfahren, einer Last 4 zu unterdrücken (siehe 1).
  • Vibrationsunterdrückungssystem
  • Wie in 9 veranschaulicht, schließt das Vibrationsunterdrückungssystem (der Vibrationsunterdrückungsmechanismus) 31 für das Ladefahrzeug gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Beschleunigungsmesser (Sensor) 32, wie beispielsweise einen piezoelektrischen Elementsensor, zum Erfassen eines Parameters, der eine Beschleunigung entlang der vertikalen Richtung von mindestens einem von dem Fahrzeughauptkörper 3 und dem Lasthandhabungsapparat 6 anzeigt, die Steuerung (Steuerapparat) 33, die ein Erfassungsergebnis des Beschleunigungsmessers 32 empfängt und einen Rückwärtsbefehl basierend auf dem Erfassungsergebnis des Beschleunigungsmessers 32 ausgibt, und ein Betätigungselement (Bremskrafterzeugungsapparat, Vibrationssteuerbetätigungselement) 34, der zwischen den Rädern 2 und dem Fahrzeughauptkörper 3 bereitgestellt ist und antriebsgesteuert wird, um Vibrationen des Fahrzeughauptkörpers 3 (und, durch Ausfahren, des Lasthandhabungsapparates 6 und der Last 4) durch den Rückwärtsbefehl, der von der Steuerung 33 ausgegeben wird, zu unterdrücken, ein.
  • Als der Bremskrafterzeugungsapparat kann das Betätigungselement 34, wie beispielsweise ein Hydraulikzylinder oder ein Elektrozylinder, verwendet werden.
  • In dem Vibrationsunterdrückungssystem 31 für das Ladefahrzeug 1 und das Ladefahrzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration überwacht der Beschleunigungsmesser 32 in 9 und 10 das Pendeln des Fahrzeughauptkörpers 3 und dergleichen, und das Betätigungselement 34 wird durch Rückwärtssteuerung entsprechend betrieben, um die Vibration zu unterdrücken.
  • Zum Beispiel gibt in der vorliegenden Ausführungsform die Steuerung 33 einen Rückwärtsbefehl an das Betätigungselement 34 aus, so dass der Fahrzeughauptkörper 3 in einer Umkehrphase in Bezug auf eine Geschwindigkeitskomponente des Fahrzeughauptkörpers 3 angesteuert wird, die aus dem Erfassungswert des Beschleunigungsmessers 32 berechnet wird.
  • Hier wird in dem Vibrationsunterdrückungssystem 31 für das Ladefahrzeug gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Skyhook-Theorie beim Durchführen einer Antriebsrückwärtssteuerung des Betätigungselements 34 unter Verwendung des Beschleunigungsmessers 32 angewendet.
  • Die Skyhook-Theorie ist eine Theorie, die zeigt, dass ein Objekt immer in einer stabilen Haltung gehalten werden kann, wenn es in einem hängenden Zustand (Skyhook) auf einer gedachten, durch den Himmel verlaufenden Linie bewegt werden kann.
    Hier ist in der Skyhook-Theorie eine Feder zwischen der Fahrzeugkarosserie und dem Boden angeordnet, ein Dämpfer ist zwischen einer gedachten horizontalen Geraden und der Fahrzeugkarosserie angeordnet, und die Fahrzeugkarosserie wird durch die Feder darunter und den Dämpfer darüber gestützt. Wenn der Koeffizient des Dämpfers einen unendlichen Wert erreicht, ist die Fahrzeugkarosserie auf der gedachten Linie fixiert und erschüttert nicht.
  • Bei einem normalen Fahrzeug wird eine Dämpferfederaufhängung verwendet, und der Fahrzeughauptkörper 3 wird durch den Dämpfer und die Feder einer Normalkraft vom Boden ausgesetzt. Andererseits soll in dem Vibrationsunterdrückungssystem 31 für das Ladefahrzeug 1 und das Ladefahrzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, auf das die Skyhook-Theorie angewendet wird, die Stützstruktur der Skyhook-Theorie durch eine aktive Aufhängung realisiert werden, die den Beschleunigungsmesser 32 und das Betätigungselement 34 umfasst, die zwischen den Rädern 2 und dem Fahrzeughauptkörper 3 bereitgestellt sind.
  • Mit anderen Worten wird eine imaginäre Linie (Beschleunigung = 0), die überhaupt nicht vibriert, basierend auf dem Erfassungsergebnis des Beschleunigungsmessers 32, der in dem Fahrzeughauptkörper 3 (oder dem Lasthandhabungsapparat 6) eingebaut ist, berechnet, und die Ansteuerung des Betätigungselements 34 wird so gesteuert, dass er mit einem Skyhook-Modell übereinstimmt.
  • Insbesondere wird, wie in 10 veranschaulicht, die Last durch die Reifen-Boden-Kontaktkraft und die Trägheitskraft aufgrund von Beschleunigung/Verzögerung auf den Fahrzeughauptkörper 3 (das Ladefahrzeug 1) übertragen, und die vom Beschleunigungsmesser 32 erfasste Beschleunigung wird durch einen Rechner 51 integriert, um die Geschwindigkeitskomponente in der vertikalen Richtung des Fahrzeughauptkörpers 3 zu berechnen.
    Die Steuerung 33 gibt dann einen Rückwärtsbefehl an das Betätigungselement 34 aus, um eine Dämpfungskraft in der entgegengesetzten Richtung zu der Geschwindigkeitskomponente zu erreichen, so dass die berechnete Geschwindigkeitskomponente 0 (null) ist.
  • Hier variiert die Geschwindigkeitskomponente in der vertikalen Richtung des Fahrzeughauptkörpers 3, in der Vibration erzeugt wird, im Laufe der Zeit wiederholt, und die Richtung der Geschwindigkeitskomponente ändert sich auch zwischen der vertikalen Aufwärtsrichtung und der vertikalen Abwärtsrichtung. Daher wird zum Beispiel eine Ausgangswellenform mit einer Umkehrphase in Bezug auf eine Geschwindigkeit durch Multiplizieren einer Fahrzeuggeschwindigkeit mit einer voreingestellten Verstärkung erzeugt, die Wellenform, die durch Multiplizieren der voreingestellten geeigneten Verstärkung erhalten wird, wird als ein Rückwärtsbefehl (Steuersignal) verwendet, um das Betätigungselement 34 anzusteuern, und eine Dämpfungskraft, die eine Umkehrphase der Geschwindigkeitskomponente in vertikaler Richtung des Fahrzeughauptkörpers 3 ist, die sich zu jedem Zeitpunkt ändert, wird erzeugt.
    Infolgedessen kann das Betätigungselement 34 den Dämpfer in der Skyhook-Theorie simulieren und die Skyhook-Theorie kann erreicht werden.
    Es ist zu beachten, dass bei dieser Steuerung keine komplexen Berechnungen erforderlich sind, da die mechanischen Elemente nur aus linearen Federn und linearen Dämpfern bestehen können.
  • Auf diese Weise wird, wie in der in 5 veranschaulichten ersten Ausführungsform, bestätigt, dass, wenn eine aktive Vibrationssteuerung unter Verwendung des Vibrationsunterdrückungssystems 20 für das Ladefahrzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform durchgeführt wird, eine Vibration/maximale Beschleunigung, die auf die Last 4 wirkt, signifikant reduziert, wenn das Vibrationsunterdrückungssystem 31 für das Ladefahrzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform betrieben wird und die aktive Vibrationssteuerung mit Vibrationssteuerung/aktiver Vibrationssteuerung eingeschaltet wird (Vibrationswellenform, die durch durchgezogene Linien in 5 angedeutet wird), im Gegensatz zu der Vibration, die auf die Last 4 wirkt, wenn die aktive Vibrationssteuerung ohne Vibrationssteuerung/aktive Vibrationssteuerung abgeschaltet wird (Vibrationswellenform, die durch die gestrichelte Linie in 5 angedeutet wird, zum Beispiel Vibration von mehreren Hz bis mehreren zehn Hz).
  • Somit ist es im Vibrationsunterdrückungssystem 31 für das Ladefahrzeug 1 und das Ladefahrzeug 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, Vibrationen mit einer höheren Reaktion als im Stand der Technik wirksam zu unterdrücken, da das System ein aktives Vibrationssteuersystem ist, welches das Betätigungselement 34 betreibt, um Vibrationen basierend auf der Skyhook-Theorie zu dämpfen.
  • Hier weist in der vorliegenden Ausführungsform das Vibrationsunterdrückungssystem 31 eine Konfiguration auf, in der das Betätigungselement 34 als ein Bremskrafterzeugungsapparat zwischen den Rädern 2 und dem Fahrzeughauptkörper 3 bereitgestellt ist. Wie jedoch in 11 und 12 veranschaulich, kann anstelle des Betätigungselements 34 ein variabler Dämpfungsapparat 35 als ein Bremskrafterzeugungsapparat verwendet werden, der Vibrationen durch Ändern eines Dämpfungskoeffizienten basierend auf dem Erfassungsergebnis (Beschleunigung entlang der vertikalen Richtung) des Beschleunigungsmessers 32 wirksam dämpft und reduziert.
  • Ausführungsbeispiele für den variablen Dämpfungsapparat 35 schließen einen Squeeze-Film-Dämpfer ein, der mit einer elektrorheologischen Flüssigkeit versehen ist (zum Beispiel ein Medium wie ein Poly-α-Olefin, das mit feinen Teilchen wie Eisenpulver durchsetzt ist), das den Dämpfungskoeffizienten durch Anlegen einer Spannung basierend auf dem Erfassungsergebnis des Beschleunigungsmessers 32 und Ändern der Viskosität in Abhängigkeit von der Größe der angelegten Spannung ändert.
  • Wenn der variable Dämpfungsapparat 35 auf diese Weise verwendet wird, wie in 12 veranschaulicht, wird die Last durch die Reifen-Boden-Kontaktkraft und die Trägheitskraft aufgrund von Beschleunigung/Verzögerung auf den Fahrzeughauptkörper 3 (das Ladefahrzeug 1) übertragen, und die vom Beschleunigungsmesser 32 erfasste Beschleunigung wird durch den Rechner 51 integriert, um die Geschwindigkeitskomponente in der vertikalen Richtung des Fahrzeughauptkörpers 3 zu berechnen.
    Die Steuerung (Spannungserzeugungssteuerung) 33 gibt dann einen Rückwärtsbefehl an den variablen Dämpfungsapparat 35 aus, um eine Dämpfungskraft in der entgegengesetzten Richtung zu der Geschwindigkeitskomponente zu erreichen, so dass die berechnete Geschwindigkeitskomponente 0 (null) ist.
  • Wenn zum Beispiel der variable Dämpfungsapparat 35 ein Squeeze-Film-Dämpfer ist, passt die Steuerung 33 die an die elektrorheologische Flüssigkeit angelegte Spannung gemäß der Größe der gemessenen Geschwindigkeit (berechnete Geschwindigkeitskomponente) an. Das heißt, wenn die Geschwindigkeit hoch ist, wird die angelegte Spannung erhöht, um eine große Dämpfungskraft bereitzustellen, und wenn die Geschwindigkeit niedrig ist, wird die angelegte Spannung verringert, um eine kleine Dämpfungskraft bereitzustellen.
    Ferner wird das Verhältnis zwischen der angelegten Spannung der elektrorheologischen Flüssigkeit und den Dämpfungseigenschaften vorab erfasst, sodass die Steuerung 33 die angelegte Spannung basierend auf dem Verhältnis zwischen der angelegten Spannung der elektrorheologischen Flüssigkeit und den Dämpfungseigenschaften einstellt. Zusätzlich wird das Verhältnis zwischen der Geschwindigkeit und dem optimalen Dämpfungskoeffizienten vorab erfasst, und der optimale Dämpfungskoeffizient wird aus der gemessenen Geschwindigkeit erhalten, um die angelegte Spannung abzuleiten.
  • Infolgedessen können durch Bereitstellen der abgeleiteten angelegten Spannung an die elektrorheologische Flüssigkeit als ein Rückwärtsbefehl die Dämpfungseigenschaften des variablen Dämpfungsapparates 35 geändert werden, und eine Dämpfungskraft, die eine Umkehrphase der Geschwindigkeitskomponente in der vertikalen Richtung des Fahrzeughauptkörpers 3 ist, die sich zu jedem Zeitpunkt ändert, kann erzeugt werden.
    Dementsprechend kann der variable Dämpfungsapparat 35 den Dämpfer in der Skyhook-Theorie simulieren, und die Skyhook-Theorie kann erreicht werden.
  • Daher können durch Bereitstellen eines solchen variablen Dämpfungsapparates 35 zwischen dem Fahrzeughauptkörper 3 und den Rädern 2 und Steuern der Ansteuerung des variablen Dämpfungsapparates 35 basierend auf dem Erfassungsergebnis des Beschleunigungsmessers 32, der in dem Fahrzeughauptkörper 3 oder dem Lasthandhabungsapparat 6 bereitgestellt ist, die gleichen Betriebseffekte wie diejenigen der vorliegenden Ausführungsform erhalten werden. Das heißt, es ist möglich, ein aktives Vibrationssteuersystem zu realisieren, welches das Betätigungselement betreibt, um Vibrationen basierend auf der Skyhook-Theorie zu dämpfen, und es ist auch möglich, Vibrationen mit einer höheren Reaktion als im Stand der Technik wirksam zu unterdrücken.
  • Das Vibrationsunterdrückungssystem für das Ladefahrzeug und das Ladefahrzeug gemäß jeder der ersten Ausführungsform, der zweiten Ausführungsform und der dritten Ausführungsform wurde vorstehend beschrieben, jedoch ist das Vibrationsunterdrückungssystem für das Ladefahrzeug und das Ladefahrzeug der vorliegenden Erfindung nicht auf die erste Ausführungsform, die zweite Ausführungsform und die dritte Ausführungsform beschränkt, die vorstehend beschrieben sind, und Weiterbildungen können wie angemessen innerhalb eines Bereichs vorgenommen werden, der nicht vom Geist der vorliegenden Erfindung abweicht.
  • Zum Beispiel ist in jeder Ausführungsform der Fahrzeughauptkörper 3 des Ladefahrzeugs 1 mit Reifen (den Rädern 2) versehen und so konfiguriert, dass er in der Lage ist, autonom zu fahren, aber die Fahreinheit des Fahrzeughauptkörpers 3 des Ladefahrzeugs 1 muss nicht notwendigerweise Reifen sein. Ferner muss der Fahrzeughauptkörper 3 nicht notwendigerweise ein selbstfahrender Typ sein, solange der Fahrzeughauptkörper 3 fahren kann.
  • Außerdem wurde in jeder Ausführungsform der Lasthandhabungsapparat 6 des Ladefahrzeugs 1 als durch Hydraulikdruck angesteuert beschrieben, jedoch kann der Lasthandhabungsapparat 6 (oder das Ladefahrzeug 1) elektrisch angesteuert werden. In diesem Fall können die gleichen Betriebseffekte erhalten werden, wenn der Bremskrafterzeugungsapparat jeder Ausführungsform in geeigneter Weise durch einen Elektromotor (Motor) ersetzt wird, der Hubdruck durch einen Stromwert des Elektromotors ersetzt wird, und der Antrieb des Elektromotors auf die gleiche Weise wie in jeder Ausführungsform basierend auf dem Stromwert und dem Erfassungswert des Beschleunigungsmessers gesteuert wird.
  • Zusätzlich ist in der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform der Beschleunigungsmesser 21 an einem Abschnitt auf der Lastseite des Hubzylinders 14 bereitgestellt, der Beschleunigungsmesser 21 kann jedoch im Fahrzeughauptkörper 3 bereitgestellt werden, solange es möglich ist, die Bremskraft, die zum genauen und geeigneten Unterdrücken der auf die Last wirkenden Vibration verwendet wird, basierend auf dem Erfassungsergebnis des Beschleunigungsmessers 21 unter Berücksichtigung der Federsteifigkeit des Hubzylinders 14, zu erhalten und zu steuern.
    Wenn der Beschleunigungsmesser 21 auf diese Weise in dem Fahrzeughauptkörper 3 bereitgestellt wird, wenn das Pendeln (Vibrationswellenform) der Last 4 aus dem Erfassungsergebnis des Beschleunigungsmessers 21 berechnet und vorhergesagt wird, das Modell des Ladefahrzeugs 1 und dergleichen und die Ansteuerung des Hubzylinders 14 gesteuert wird, um die Vibration auszugleichen, ist es möglich, die auf die Last 4 wirkende Vibration geeignet zu unterdrücken. Zusätzlich kann, wenn der Beschleunigungsmesser 21 im Fahrzeughauptkörper 3 bereitgestellt ist, die Reaktionsleistung in Bezug auf Vibration verbessert werden. Daher kann Vibration wirksam unterdrückt werden.
  • Ferner muss in der zweiten Ausführungsform, wenn Vibration durch die Vorwärtssteuerung des zweiten Vibrationsunterdrückungssystems 26 ausreichend unterdrückt werden kann, das erste Vibrationsunterdrückungssystem 20 nicht notwendigerweise bereitgestellt werden.
  • Außerdem kann das zweite Vibrationsunterdrückungssystem 26 einen Beschleunigungsmesser, eine Steuerung (Steuerapparat) und ein vom ersten Vibrationsunterdrückungssystem 20 separaten Betätigungselement einschließen.
  • Zusätzlich können die Konfigurationen der ersten Ausführungsform, der zweiten Ausführungsform und der dritten Ausführungsform, Modifikationsbeispiele und dergleichen in geeigneter Weise selektiv kombiniert werden, und das Vibrationsunterdrückungssystem für das Ladefahrzeug und das Ladefahrzeug können konfiguriert werden, indem das erste Vibrationsunterdrückungssystem 20 und das zweite Vibrationsunterdrückungssystem 26 der zweiten Ausführungsform einzeln verwendet werden.
  • Schließlich kann der Inhalt der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen zum Beispiel wie folgt verstanden werden.
  • (1) Ein Vibrationsunterdrückungssystem (die Vibrationsunterdrückungssysteme 20 und 25 der ersten bis dritten Ausführungsformen) für ein Ladefahrzeug gemäß einem Gesichtspunkt schließt Folgendes ein: einen Sensor (die Beschleunigungsmesser 21 und 32 der ersten bis dritten Ausführungsformen), der konfiguriert ist, um einen Parameter zu erfassen, der eine Beschleunigung entlang einer vertikalen Richtung eines Lasthandhabungsapparates (der Lasthandhabungsapparat 6 der ersten bis dritten Ausführungsformen) oder eines Fahrzeughauptkörpers (des Fahrzeughauptkörpers 3 der ersten bis dritten Ausführungsformen) des Ladefahrzeugs (des Ladefahrzeugs 1 der ersten bis dritten Ausführungsformen) anzeigt; einen Vibrationssteuerkrafterzeugungsapparat (der Hubzylinder 14, der Hydraulikzylinder, die Betätigungselemente (Lasthandhabungsbetätigungselemente) 23 und 34 und der variable Dämpfungsapparat 35 der ersten bis dritten Ausführungsformen), der konfiguriert ist, um eine Vibrationssteuerkraft zum Unterdrücken von Vibrationen des Ladefahrzeugs anzuwenden; und eine Steuerung (die Steuerungen 22 und 33 der ersten bis dritten Ausführungsformen), die konfiguriert ist, um einen Rückwärtsbefehl zu erzeugen, der an den Vibrationssteuerkrafterzeugungsapparat basierend auf einem Erfassungswert des Sensors auszugeben ist.
  • Gemäß dem Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das Lastpendeln des Ladefahrzeugs wirksam zu unterdrücken, da der Sensor den Parameter, der die Beschleunigung entlang der vertikalen Richtung des Lasthandhabungsapparates oder des Fahrzeughauptkörpers anzeigt, direkt erfasst und den Rückwärtsbefehl erzeugt, der an den Vibrationssteuerkrafterzeugungsapparat basierend auf dem Erfassungswert ausgegeben werden soll.
  • (2) Ein Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug gemäß einem anderen Gesichtspunkt ist das Vibrationsunterdrückungssystem eines Ladefahrzeugs gemäß (1), bei dem der Vibrationssteuerkrafterzeugungsapparat ein Lasthandhabungsbetätigungselement des Lasthandhabungsapparates einschließt, und die Steuerung konfiguriert ist, um den Rückwärtsbefehl zum Einstellen einer Ansteuerkraft des Lasthandhabungsbetätigungselements basierend auf dem Erfassungswert zu erzeugen.
  • Gemäß dem Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug der vorliegenden Erfindung kann durch Verwenden des Lasthandhabungsbetätigungselements, der in dem Lasthandhabungsapparat bereitgestellt ist, der in dem Ladefahrzeug enthalten ist, als der Vibrationssteuerkrafterzeugungsapparat das Lastpendeln mit einer einfachen Konfiguration unterdrückt werden.
  • (3) Ein Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug gemäß einem anderen Gesichtspunkt ist das Vibrationsunterdrückungssystem eines Ladefahrzeugs gemäß (2), bei dem das Lasthandhabungsbetätigungselement ein Hubzylinder zum Heben und Senken einer Last ist und das Vibrationsunterdrückungssystem ferner ein Servoventil, das konfiguriert ist, um einen Hydraulikdruck des Hubzylinders einzustellen, und einen Drucksensor einschließt (der Drucksensor 50 der ersten und zweiten Ausführungsformen), der konfiguriert ist, um den Hydraulikdruck des Hubzylinders zu erfassen, und die Steuerung konfiguriert ist, um ein Ansteuersignal des Servoventils basierend auf einer Abweichung zwischen einem Sollwert des Hydraulikdrucks des Hubzylinders, der aus dem Erfassungswert des Sensors berechnet wird, und einem Erfassungswert des Drucksensors zu erzeugen.
  • Da das Servoventil eine hervorragende Reaktionsfähigkeit aufweist, kann gemäß dem Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug der vorliegenden Erfindung eine ausreichende Vibrationssteuerwirkung in Bezug auf eine typische Vibrationsfrequenz (zum Beispiel mehrere Hz bis mehrere zehn Hz) erhalten werden, um ein Vibrationssteuerziel zu sein.
  • (4) Ein Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug gemäß einem anderen Gesichtspunkt ist das Vibrationsunterdrückungssystem eines Ladefahrzeugs gemäß (3), bei dem der Sensor ein Beschleunigungsmesser ist, der in dem Lasthandhabungsapparat bereitgestellt ist, und die Steuerung konfiguriert ist, um den Sollwert des Hydraulikdrucks durch Teilen einer resultierenden Kraft aus einer Trägheitskraft, die auf den Lasthandhabungsapparat wirkt, die aus einem Erfassungswert des Beschleunigungsmessers berechnet wird, und einer Gravitationskraft, die auf den Lasthandhabungsapparat wirkt, durch eine Druckaufnahmefläche des Hubzylinders zu berechnen.
  • Gemäß dem Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug der vorliegenden Erfindung kann ein Ansteuersignal für das Servoventil mit hoher Genauigkeit erzeugt werden, indem der Sollwert des Hydraulikdrucks durch Teilen der resultierenden Kraft aus der auf den Lasthandhabungsapparat wirkenden Trägheitskraft, die aus dem Erfassungswert des Beschleunigungsmessers berechnet wird, und der auf den Lasthandhabungsapparat wirkenden Schwerkraft, durch die Druckaufnahmefläche des Hubzylinders berechnet wird. Dies ermöglicht es die Vibration der Last wirksamer zu unterdrücken.
  • (5) Ein Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug gemäß einem anderen Gesichtspunkt ist das Vibrationsunterdrückungssystem eines Ladefahrzeugs gemäß (4), bei dem der Beschleunigungsmesser in dem Lasthandhabungsapparat bereitgestellt ist.
  • Gemäß dem Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug der vorliegenden Erfindung, kann im Gegensatz zu einem Fall, bei dem der Beschleunigungsmesser auf der Seite des Fahrzeughauptkörpers des Ladefahrzeugs bereitgestellt ist, selbst wenn das kinematische Modell, welches das Verhältnis zwischen dem Fahrzeughauptkörper und dem Lastaufnahmeapparat beschreibt, unbekannt ist, der Sollwert des Hydraulikdrucks direkt aus dem Erfassungswert des Beschleunigungsmessers berechnet werden. Infolgedessen kann die Vibration, die auf die Last wirkt, die von dem Lasthandhabungsapparat getragen/gehalten wird, direkt und genau gemessen werden. Dementsprechend ist es möglich, die Reaktionsleistung wirksamer zu verbessern, was es ermöglicht, eine hervorragendere Vibrationsunterdrückungswirkung zu erhalten.
  • (6) Ein Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug gemäß einem anderen Gesichtspunkt ist das Vibrationsunterdrückungssystem eines Ladefahrzeugs gemäß (4), bei dem der Beschleunigungsmesser im Fahrzeughauptkörper bereitgestellt ist, und die Steuerung konfiguriert ist, um den Erfassungswert des Beschleunigungsmessers unter Verwendung eines bekannten kinematischen Modells des Lastfahrzeugs in eine Beschleunigung des Lasthandhabungsapparates umzuwandeln, um dadurch die Trägheitskraft aus einem umgewandelten Wert der Beschleunigung zu berechnen.
  • Gemäß dem Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug der vorliegenden Erfindung ist es möglich, durch Bereitstellen eines Beschleunigungsmessers auf der Seite des Fahrzeughauptkörpers des Ladefahrzeugs, dem Vibrationssteuerkrafterzeugungsapparat einen Rückwärtsbefehl auszugeben, der in der Lage ist, das Lastpendeln zu unterdrücken, bevor die Vibration des Fahrzeughauptkörpers auf die Last übertragen wird, was es ermöglicht, die Reaktionsfähigkeit der Steuerung zu verbessern. Dementsprechend kann eine noch hervorragendere Vibrationsunterdrückungswirkung erhalten werden.
  • (7) Ein Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug gemäß einem anderen Gesichtspunkt ist das Vibrationsunterdrückungssystem eines Ladefahrzeugs gemäß einem von (1) bis (6), wobei das Vibrationsunterdrückungssystem ferner Folgendes einschließt: einen Vibrationserzeugungsquellenerfassungsapparat (der Vibrationserzeugungsquellenerfassungsapparat 29 der zweiten Ausführungsform), der konfiguriert ist, um eine Vibrationserzeugungsquelle (die Vibrationserzeugungsquelle 28 der zweiten Ausführungsform) zu erfassen, die in einer Fahrtrichtung vor dem Ladefahrzeug vorhanden ist; und einen Vibrationsvorhersageapparat (der Vibrationsvorhersageapparat 30 der zweiten Ausführungsform), der konfiguriert ist, um eine Vibration vorherzusagen, die durch die Vibrationserzeugungsquelle erzeugt wird, die durch den Vibrationserzeugungsquellenerfassungsapparat erfasst wird, bei dem die Steuerung konfiguriert ist, einen Vorwärtsbefehl zum Unterdrücken der durch den Vibrationsvorhersageapparat vorhergesagten Vibration auszugeben und den Vibrationssteuerkrafterzeugungsapparat basierend auf dem Rückwärtsbefehl und dem Vorwärtsbefehl zu steuern.
  • Gemäß dem Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug der vorliegenden Erfindung, durch Ausgeben des Vorwärtsbefehls zum Unterdrücken der durch den Vibrationsvorhersageapparat vorhergesagten Vibration und durch Steuern des Vibrationssteuerkrafterzeugungsapparates basierend auf dem Rückwärtsbefehl, können Informationen bezüglich der Vibrationserzeugungsquelle im Voraus erfasst werden, und eine Vorwärtssteuerung kann basierend auf diesen Informationen durchgeführt werden.
    Dementsprechend kann die auf die Last wirkende Vibration durch die Rückwärtssteuerung, die durch das Vibrationsunterdrückungssystem gemäß einem von (1) bis (6) durchgeführt wird, und die Vorwärtssteuerung, die durch das Vibrationsunterdrückungssystem gemäß (7) durchgeführt wird, unterdrückt werden, und es ist möglich, Vibration mit einer höheren Reaktion wirksam zu unterdrücken.
  • (8) Ein Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug gemäß einem anderen Gesichtspunkt ist das Vibrationsunterdrückungssystem eines Ladefahrzeugs gemäß (1), bei dem der Vibrationssteuerkrafterzeugungsapparat zwischen Rädern (den Rädern 2 der ersten bis dritten Ausführungsformen) und dem Fahrzeughauptkörper bereitgestellt ist und konfiguriert ist, basierend auf dem Rückwärtsbefehl, der von der Steuerung ausgegeben wird, angesteuert zu werden.
  • Gemäß dem Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Vibrationen mit einer höheren Reaktion als im Stand der Technik wirksam zu unterdrücken, indem die Vibrationssteuerkraft erzeugt wird, um die Vibration zu unterdrücken, da der Vibrationssteuerkrafterzeugungsapparat zwischen den Rädern und dem Fahrzeughauptkörper bereitgestellt ist.
    Zum Beispiel kann durch Erzeugen einer Dämpfungskraft, die eine Umkehrphase der Geschwindigkeitskomponente in der vertikalen Richtung des Fahrzeughauptkörpers ist, basierend auf dem Erfassungsergebnis des Beschleunigungsmessers, die Vibration des Fahrzeughauptkörpers basierend auf der Skyhook-Theorie wirksam unterdrückt werden.
  • (9) Ein Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug gemäß einem anderen Gesichtspunkt ist das Vibrationsunterdrückungssystem eines Ladefahrzeugs gemäß (8), bei dem der Sensor ein Beschleunigungsmesser ist, der im Fahrzeughauptkörper bereitgestellt ist, der Vibrationssteuerkrafterzeugungsapparat ein Vibrationssteuerbetätigungselement (das Betätigungselement 34 der dritten Ausführungsform) ist, der zwischen den Rädern und dem Fahrzeughauptkörper bereitgestellt ist, und die Steuerung konfiguriert ist, um den Rückwärtsbefehl an das Vibrationssteuerbetätigungselement auszugeben, so dass der Fahrzeughauptkörper in einer Umkehrphase in Bezug auf eine Geschwindigkeitskomponente des Fahrzeughauptkörpers angesteuert wird, wobei die Geschwindigkeitskomponente aus einem Erfassungswert des Beschleunigungsmessers berechnet wird.
  • Gemäß dem Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Vibrationen wirksam zu unterdrücken, indem der Rückwärtsbefehl an das Vibrationssteuerbetätigungselement ausgegeben wird, so dass der Fahrzeughauptkörper in der Umkehrphase in Bezug auf die Geschwindigkeitskomponente des Fahrzeughauptkörpers angesteuert wird, die aus dem Erfassungswert des Beschleunigungsmessers berechnet wird.
  • (10) Ein Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug gemäß einem anderen Gesichtspunkt ist das Vibrationsunterdrückungssystem eines Ladefahrzeugs gemäß (8), bei dem der Vibrationssteuerkrafterzeugungsapparat ein variabler Dämpfungsapparat (der variable Dämpfungsapparat 35 der dritten Ausführungsform) ist, der zwischen den Rädern und dem Fahrzeughauptkörper bereitgestellt ist, und der Vibrationssteuerkrafterzeugungsapparat konfiguriert ist, um den Rückwärtsbefehl zum Einstellen eines Dämpfungskoeffizienten des variablen Dämpfungsapparates basierend auf einer Größe des Erfassungswerts des Sensors zu erzeugen.
  • Gemäß dem Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug der vorliegenden Erfindung, da der variable Dämpfungsapparat zwischen dem Fahrzeughauptkörper und den Rädern bereitgestellt ist und basierend auf dem Erfassungswert des Sensors, der in dem Fahrzeughauptkörper oder dem Lasthandhabungsapparat bereitgestellt ist, antriebsgesteuert wird, ist es möglich, ein aktives Vibrationssteuersystem zu realisieren, das den variablen Dämpfungsapparat zur Dämpfung von Vibrationen beispielsweise nach der Skyhook-Theorie betreibt, und es ist möglich, Vibrationen mit einer höheren Reaktion als im Stand der Technik wirksam zu unterdrücken. (11) Ein Ladefahrzeug gemäß einem Gesichtspunkt schließt Folgendes ein: einen fahrbaren Fahrzeughauptkörper; einen Lasthandhabungsapparat, der am Fahrzeughauptkörper befestigt und konfiguriert ist, um eine Last zu tragen; und das Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug gemäß einem von (1) bis (10).
  • Gemäß dem Ladefahrzeug der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Ladefahrzeug bereitzustellen, das die Betriebswirkungen des Vibrationsunterdrückungssystems für ein Ladefahrzeug gemäß (1) bis (10) oben erzielt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Ladefahrzeug
    2
    Rad
    3
    Fahrzeughauptkörper
    4
    Last
    5
    Gabel
    6
    Lasthandhabungsapparat
    7
    Hydraulikkreislauf
    14
    Hubzylinder (Mastzylinder, Hydraulikzylinder)
    16
    Neigezylinder (Hydraulikzylinder)
    18
    Servoventil
    20
    Erstes Vibrationsunterdrückungssystem (Vibrationsunterdrückungssystem)
    21
    Beschleunigungsmesser (Sensor)
    22
    Steuerung (Steuerapparat)
    23
    Betätigungselement (Bremskrafterzeugungsapparat)
    25
    Vibrationsunterdrückungssystem
    26
    Zweites Vibrationsunterdrückungssystem (Vibrationsunterdrückungssystem)
    27
    Fahrweg
    28
    Vibrationserzeugungsquelle (Störelement)
    29
    Vibrationserzeugungsquellenerfassungsapparat
    30
    Vibrationsvorhersageapparat
    31
    Vibrationsunterdrückungssystem
    32
    Beschleunigungsmesser (Sensor)
    33
    Steuerung (Steuerapparat)
    34
    Betätigungselement (Bremskrafterzeugungsapparat, Vibrationssteuerbetätigungselement)
    35
    Variabler Dämpfungsapparat (Bremskrafterzeugungsapparat, Vibrationssteuerbetätigungselement)
    50
    Drucksensor
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2005112516 A [0006]
    • JP 2011201433 A [0006]

Claims (11)

  1. Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug, umfassend: einen Sensor, der konfiguriert ist, um einen Parameter zu erfassen, der eine Beschleunigung entlang einer vertikalen Richtung eines Lasthandhabungsapparates oder eines Fahrzeughauptkörpers des Ladefahrzeugs anzeigt; einen Vibrationssteuerkrafterzeugungsapparat, der konfiguriert ist, um eine Vibrationssteuerkraft zum Unterdrücken von Vibration des Ladefahrzeugs anzuwenden; und eine Steuerung, die konfiguriert ist, um einen Rückwärtsbefehl zu erzeugen, der an den Vibrationssteuerkrafterzeugungsapparat basierend auf einem Erfassungswert des Sensors auszugeben ist.
  2. Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei der Vibrationssteuerkrafterzeugungsapparat ein Lasthandhabungsbetätigungselement des Lasthandhabungsapparates einschließt, und die Steuerung konfiguriert ist, um den Rückwärtsbefehl zum Anpassen einer Ansteuerkraft des Lasthandhabungsbetätigungselements basierend auf dem Erfassungswert zu erzeugen.
  3. Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug gemäß Anspruch 2, wobei das Lasthandhabungsbetätigungselement ein Hubzylinder zum Heben und Senken einer Last ist, das Vibrationsunterdrückungssystem ferner ein Servoventil umfasst, das konfiguriert ist, um einen Hydraulikdruck des Hubzylinders einzustellen, und einen Drucksensor, der konfiguriert ist, um den Hydraulikdruck des Hubzylinders zu erfassen, und die Steuerung konfiguriert ist, um ein Ansteuersignal des Servoventils basierend auf einer Abweichung zwischen einem Sollwert des Hydraulikdrucks des Hubzylinders, der aus dem Erfassungswert des Sensors berechnet wird, und einem Erfassungswert des Drucksensors zu erzeugen.
  4. Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug gemäß Anspruch 3, wobei der Sensor ein Beschleunigungsmesser ist, der in der Lasthandhabungsapparat bereitgestellt ist, und die Steuerung konfiguriert ist, um den Sollwert des Hydraulikdrucks durch Teilen einer resultierenden Kraft aus einer Trägheitskraft, die auf die Lasthandhabungsapparat wirkt, die aus einem Erfassungswert des Beschleunigungsmessers berechnet wird, und einer Schwerkraft, die auf die Lasthandhabungsapparat wirkt, durch eine Druckaufnahmefläche des Hubzylinders zu berechnen.
  5. Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug gemäß Anspruch 4, wobei der Beschleunigungsmesser in dem Lasthandhabungsapparat bereitgestellt ist.
  6. Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug gemäß Anspruch 4, wobei der Beschleunigungsmesser im Fahrzeughauptkörper bereitgestellt ist, und die Steuerung konfiguriert ist, um den Erfassungswert des Beschleunigungsmessers unter Verwendung eines bekannten kinematischen Modells des Ladefahrzeugs in eine Beschleunigung des Lasthandhabungsapparates umzuwandeln, um dadurch die Trägheitskraft aus einem umgewandelten Wert der Beschleunigung zu berechnen.
  7. Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner umfassend: einen Vibrationserzeugungsquellenerfassungsapparat, der konfiguriert ist, um eine Vibrationserzeugungsquelle zu erfassen, die in einer Fahrtrichtung vor dem Ladefahrzeug vorhanden ist; und eine Vibrationsvorhersageeinheit, die konfiguriert ist, um eine Vibration vorherzusagen, die durch die Vibrationserzeugungsquelle erzeugt wird, die durch den Vibrationserzeugungsquellenerfassungsapparat erfasst wird, wobei die Steuerung konfiguriert ist, um einen Vorwärtsbefehls zum Unterdrücken der durch die Vibrationsvorhersageeinheit vorhergesagten Vibration auszugeben, und den Vibrationssteuerkrafterzeugungsapparat basierend auf dem Rückwärtsbefehl und dem Vorwärtsbefehl zu steuern.
  8. Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei der Vibrationssteuerungskrafterzeugungsapparat zwischen Rädern und dem Fahrzeughauptkörper bereitgestellt ist und konfiguriert ist, basierend auf dem Rückwärtsbefehl, der von der Steuerung ausgegeben wird, angesteuert zu werden.
  9. Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug gemäß Anspruch 8, wobei der Sensor ein Beschleunigungsmesser ist, der in dem Fahrzeughauptkörper bereitgestellt ist, der Vibrationssteuerkrafterzeugungsapparat ein Vibrationssteuerbetätigungselement ist, der zwischen den Rädern und dem Fahrzeughauptkörper bereitgestellt ist, und die Steuerung konfiguriert ist, um den Rückwärtsbefehl an das Vibrationssteuerbetätigungselement auszugeben, so dass der Fahrzeughauptkörper in einer Umkehrphase in Bezug auf eine Geschwindigkeitskomponente des Fahrzeughauptkörpers angesteuert wird, wobei die Geschwindigkeitskomponente aus einem Erfassungswert des Beschleunigungsmessers berechnet wird.
  10. Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug gemäß Anspruch 8, wobei der Vibrationssteuerkrafterzeugungsapparat ein variabler Dämpfungsapparat ist, der zwischen den Rädern und dem Fahrzeughauptkörper bereitgestellt ist, und der Vibrationssteuerkrafterzeugungsapparat konfiguriert ist, um den Rückwärtsbefehl zum Einstellen eines Dämpfungskoeffizienten des variablen Dämpfungsapparates basierend auf einer Größe des Erfassungswerts des Sensors zu erzeugen.
  11. Ladefahrzeug, umfassend: einen fahrbaren Fahrzeughauptkörper; einen Lasthandhabungsapparat, der am Fahrzeughauptkörper befestigt und konfiguriert ist, um eine Last zu tragen; und das Vibrationsunterdrückungssystem für ein Ladefahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.
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