JP2002137766A - アーティキュレート車両 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 転倒時の車両の状態量を示すデータを記憶
し、転倒限界に近づいていることをオペレータが気付き
易いアーティキュレート車両を提供する。 【解決手段】 分割された車両の前後部が互いに屈曲自
在に連結されたアーティキュレート車両において、予め
転倒限界閾値を記憶し、所定の状態量が転倒限界閾値を
越えて転倒する方向に変化したときに車両の状態量を示
すデータを記憶するコントローラを備えた構成としてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アーティキュレー
ト車両に関する。

【０００２】

【従来の技術】砕石、鉱山、トンネル工事などで、旋回
半径が小さく、かつ凹凸路における走破性の優れたアー
ティキュレート式ダンプトラックが使用されることが多
い。図３にその一例を示す。アーティキュレート式ダン
プトラック１は、フロントモジュール２と、フロントモ
ジュール２の後端部に屈曲自在に取付けられたリヤモジ
ュール３とを有している。フロントモジュール２は、運
転室５３を有し、フロントアクスル４には左右一対のフ
ロントタイヤ５が取着されている。また、リヤモジュー
ル３は、砕石等を積むベッセル７を有し、リヤ第１アク
スル９には左右一対のリヤ第１タイヤ１１，１１が、リ
ヤ第２アクスル１０には左右一対のリヤ第２タイヤ１
２，１２がそれぞれ取着されている。操舵時には、フロ
ントモジュール２は、アーティキュレート部６でリヤモ
ジュール３に対して屈曲し旋回する。凹凸路の走行時に
は、ロール部８でフロントモジュール２とリヤモジュー
ル３とが互いにロールし走破性を確保する。また、リヤ
モジュール３に起伏自在に取付けられているベッセル７
に砕石等を搭載し運搬する。

【０００３】図４にアーティキュレート式ダンプトラッ
ク１の運転室５３及び動力伝達系を模式的に示す。フロ
ントアクスル４、リヤ第１アクスル９及びリヤ第２アク
スル１０は各アクスルの左右に取着されたタイヤの回転
速度差を許容したまま動力を伝達する差動歯車機構（以
降、デフと呼ぶ）を有している。各アクスル４，９，１
０のデフをクロスアクスルデフ１４，１５，１６とす
る。クロスアクスルデフ１４とクロスアクスルデフ１５
の間には、第２プロペラシャフト４２及び第３プロペラ
シャフト４３を介してインタアクスルデフ１３が設けて
ある。インタアクスルデフ１３は、フロントモジュール
２及びリヤモジュール３のタイヤの回転速度差を許容し
ながら動力を伝達する。エンジン２５の動力は、トラン
スミッション４０及び第１プロペラシャフト４１を介し
てクロスアクスルデフ１４に入力される。また、第４プ
ロペラシャフト４４によりクロスアクスルデフ１５及び
クロスアクスルデフ１６が連結されている。

【０００４】運転席２７の前方には、ハンドル２４、ア
クセルペダル２０、ブレーキ２１、パーキングブレーキ
２２が設けてあり、ハンドル２４の下方近傍に手動で制
動指令を出力するリターダレバー３７が設けてある。ま
た、運転席２７の右方にトランスミッション４０の速度
段を設定するトランスミッションシフトレバー２３が設
けてあり、左方にはダンプスイッチ２６、インタアクス
ルデフロックスイッチ２８及びクロスアクスルデフロッ
クスイッチ２９が設けてある。ダンプスイッチ２６は、
ベッセル７を起伏させる指令を出力する。インタアクス
ルデフロックスイッチ２８はインタアクスルデフ１３を
ロックし、クロスアクスルデフロックスイッチ２９はク
ロスアクスルデフ１４，１５，１６をロックする指令を
それぞれ出力する。以上のようなアーティキュレート式
ダンプトラック１を運転するときには、オペレータは、
作業、走行路面の状況に応じて、ダンプスイッチ２６、
インタアクスルデフロックスイッチ２８、クロスアクス
ルデフロックスイッチ２９、リターダレバー３７、トラ
ンスミッションシフトレバー２３等の種々のレバー、ス
イッチを操作する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記技
術においては、以下のような問題がある。上記のような
アーティキュレート式ダンプトラック１は、ベッセル７
に砕石等を満載し高速走行中に急旋回すると、砕石重量
で慣性が大きくなったリヤモジュール３がフロントモジ
ュール２を押し出して転倒し易くなる。また、ベッセル
７を上方に持ち上げて排土しながら走行開始し旋回する
ときには、車体重心が高い位置にあるままで走行するた
めに転倒し易い。また、凹凸の激しい路面を走行中に、
リヤモジュール３がフロントモジュール２に対して大き
くロールしているにも拘らず、運転室５３内にいるオペ
レータがそれに気付かず、転倒に至る場合もある。さら
に、インタアクスルデフ１３及びクロスアクスルデフ１
４，１５，１６のロックが原因となる転倒もある。この
ように様々の転倒原因があるにも拘らず、転倒に至るま
での、車速、エンジン回転速度、ロール角度等の各状態
量の変化を示すデータがないため、オペレータを運転教
育するとき、転倒回避の運転方法を教育することが困難
という問題がある。また、転倒限界に近づいていること
をオペレータが気付かないという問題もある。

【０００６】本発明は、上記従来技術の問題点に着目
し、転倒時の車両の状態量を示すデータを記憶し、転倒
限界に近づいていることをオペレータが気付き易いアー
ティキュレート車両を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、第１発明は、分割された車両の前
後部が互いに屈曲自在に連結されたアーティキュレート
車両において、予め転倒限界閾値を記憶し、所定の状態
量が転倒限界閾値を越えて転倒する方向に変化したとき
に車両の状態量を示すデータを記憶するコントローラを
備えた構成としている。

【０００８】第１発明によれば、選択したデータの閾値
を予めコントローラに記憶しておき、走行時のデータと
記憶した閾値とを比較する。そして、走行時のデータが
閾値を越えて転倒する方向に変化したときに、車両の状
態量を示すデータをコントローラの記憶部に記憶する。
これにより、記憶したデータをコントローラの出力部か
ら取り出して、転倒寸前までの車両の状態量の時間的変
化を解析できる。また、オペレータの運転教育におい
て、解析結果に基づいた転倒回避のための運転方法を開
示教育できる。

【０００９】第２発明は、第１発明に基づき、コントロ
ーラは、所定の状態量が転倒限界閾値を越えて転倒する
方向に変化したときに警告信号を警報手段に出力する構
成としている。

【００１０】第２発明によれば、走行時のデータが閾値
を越えて転倒する方向に変化したときに、オペレータは
転倒が近いことを警報手段で認識できるので容易に転倒
回避の運転に変更することができる。

【００１１】第３発明は、第１又は第２発明に基づき、
前記データは、ハンドル操舵角度(θh)、リターダレバ
ー操作信号(Re)、アクセルペダル操作量(Ap)、ブレーキ
操作信号(B)、パーキングブレーキ操作信号(Pb)、運転
席着座信号(S)、トランスミッションシフトレバー位置
信号(Tr)、ダンプスイッチ操作信号(Dr)、インタアクス
ルデフロックスイッチ操作信号(DL1)、クロスアクスル
デフロックスイッチ操作信号(DL2)、エンジン回転速度
(Ne)、実車速(Va)、実舵角(θa)、ロール角度(Ra)、ダ
ンプ角度(Da)、積載荷重(L)、サービス時間(H)及び走行
距離(D)の少なくともいずれか一個である構成としてい
る。

【００１２】第３発明によれば、各データの内、転倒に
大きく影響するデータを選択できるので、車両緒元、作
業の種類、作業現場が変化したときにも素早く対応でき
優れた操作性を有するアーティキュレート車両が得られ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る実施形態を
図を参照して説明する。なお、以降の図において、図３
及び図４で説明した要素と同一の要素には同一番号を付
して説明する。図１に本実施形態のブロック図を示す。
まず、操作レバー、スイッチ等に設けてある検出器を説
明する。ハンドル２４の中心軸近傍に設けてあるハンド
ル操舵角度検出器２４ｓはハンドル操舵角度θｈを検出
する。また、リターダレバー３７の揺動中心近傍に設け
てあるリターダレバー操作検出器３７ｓは、リターダレ
バー３７を操作時にオン、操作していないときにオフの
リターダレバー操作信号Ｒｅをそれぞれ検出する。アク
セルペダル２０の回動中心の近傍に設けてあるアクセル
ペダル操作量検出器２０ｓはアクセルペダル操作量Ａｐ
を検出し、ブレーキ２１の回動中心の近傍に設けてある
ブレーキ操作検出器２１ｓは、ブレーキ操作時にオン、
操作していないときにオフのブレーキ操作信号Ｂをそれ
ぞれ検出する。また、パーキングブレーキ２２の回動中
心の近傍に設けてあるパーキングブレーキ操作検出器２
２ｓは、操作時にオン、操作していないときにオフのパ
ーキングブレーキ操作信号Ｐｂをそれぞれ検出する。

【００１４】運転席２７の下部に設けてある運転席着座
検出器２７ｓは、オペレータが着座したときにオン、空
席のときにはオフの運転席着座信号Ｓをそれぞれ検出す
る。また、トランスミッションシフトレバー２３の回動
中心の近傍に設けてあるトランスミッションシフトレバ
ー位置検出器２３ｓはトランスミッションシフトレバー
位置信号Ｔｒを検出する。ベッセル７の起伏指令を出力
するダンプスイッチ２６に設けてあるダンプスイッチ操
作検出器２６ｓは、ベッセル７を起状態にするときにオ
ン、伏状態にするときオフのダンプスイッチ操作信号Ｄ
ｒをそれぞれ検出する。インタアクスルデフロックスイ
ッチ２８に設けてあるインタアクスルデフロックスイッ
チ操作検出器２８ｓは、ロック時にオン、ロック解除時
にオフのインタアクスルデフロックスイッチ操作信号Ｄ
Ｌ１をそれぞれ検出する。また、クロスアクスルデフロ
ックスイッチ２９に設けてあるクロスアクスルデフロッ
クスイッチ操作検出器２９ｓは、ロック時にオン、ロッ
ク解除時にオフのクロスアクスルデフロックスイッチ操
作信号ＤＬ２をそれぞれ検出する。エンジン２５出力軸
に設けてあるエンジン回転速度検出器２５ｓはエンジン
回転速度Ｎｅを検出し、フロントタイヤ５の近傍に設け
てある実車速検出器３１ｓは実車速Ｖａを検出する。

【００１５】アーティキュレート部６に設けてある実舵
角検出器３０ｓは実舵角θａを検出し、ロール部８に設
けてあるロール角度検出器３６ｓはフロントモジュール
２及びリヤモジュール３間の相対的なロール角度Ｒａを
検出する。ベッセル７の起伏中心の近傍に設けてあるダ
ンプ角度検出器３２ｓはダンプ角度Ｄａを検出し、ベッ
セル７の起伏中心部に設けてある積載荷重検出器３３ｓ
は積載荷重Ｌを検出する。運転席２７の前部に設けてあ
るサービス時間検出器３４ｓでサービス時間Ｈを検出
し、走行距離検出器３５ｓで走行距離Ｄを検出する。

【００１６】以上検出された、ハンドル操舵角度θｈ、
リターダレバー操作信号Ｒｅ、アクセルペダル操作量Ａ
ｐ、ブレーキ操作信号Ｂ、パーキングブレーキ操作信号
Ｐｂ、運転席着座信号Ｓ、トランスミッションシフトレ
バー位置信号Ｔｒ、ダンプスイッチ操作信号Ｄｒ、イン
タアクスルデフロックスイッチ操作信号ＤＬ１、クロス
アクスルデフロックスイッチ操作信号ＤＬ２、エンジン
回転速度Ｎｅ、実車速Ｖａ、実舵角θａ、ロール角度Ｒ
ａ、ダンプ角度Ｄａ、積載荷重Ｌ、サービス時間Ｈ及び
走行距離Ｄのデータ群Ｄｇは、コントローラ５０に入力
されている。また、コントローラ５０には、予めロール
角度警告閾値Ｒａｊ及びロール角度限界閾値Ｒａｃが入
力されている。ロール角度警告閾値Ｒａｊは、ロール角
度Ｒａがこの値に達したときにオペレータに警告する閾
値であり、ロール角度限界閾値Ｒａｃは、この値に達し
たときにデータ群Ｄｇをコントローラ５０に記憶する閾
値である。

【００１７】コントローラ５０は、データ群を記憶する
記憶部５０ａ、データ群を記憶するか否かを判断する判
断部５０ｂ及びデータ群を外部機器に出力する出力部５
０ｃを有している。コントローラ５０からは、ロール角
度Ｒａがロール角度警告閾値Ｒａｊ又はロール角度限界
閾値Ｒａｃに達したときにオペレータに警告する警告信
号Ａｒを警報手段５２に出力すると共に、データ群Ｄｇ
を表示手段５１に出力する。

【００１８】次に、コントローラ３０の判断部５０ｂに
よる処理フローを図２により説明する。なお、図２によ
る説明では各処理ステップ番号にＳを付して表わす。ス
テップＳ１にて、ロール角度Ｒａがロール角度警告閾値
Ｒａｊよりも大きいか否かを判断し、大きいときにはス
テップＳ２にて警告信号Ａｒを警報手段５２に出力する
と共にデータ群Ｄｇを表示手段５１に出力しステップＳ
３の処理に移る。ロール角度警告閾値Ｒａｊ以下のとき
にはステップＳ１の処理を繰り返す。ステップＳ３にて
ロール角度Ｒａがロール角度限界閾値Ｒａｃよりも大き
いか否かを判断し、大きいときにはステップＳ４にて溯
った所定時間前から現在までのデータ群Ｄｇを記憶部５
０ａに記憶する。ロール角度限界閾値Ｒａｃ以下のとき
には、ステップＳ１の処理に戻る。

【００１９】以上の構成を備えた本実施形態の作用効果
を説明する。コントローラ５０に入力されているロール
角度限界閾値Ｒａｃとして、転倒するときのロール角度
Ｒａよりも所定値だけ小さいロール角度Ｒａを予め記憶
する。コントローラ５０の判断部５０ｂでは、走行中の
ロール角度Ｒａがロール角度限界閾値Ｒａｃよりも大き
くなったときに、所定時間溯ったときから現在までのデ
ータ群Ｄｇを記憶部５０ａに記憶する。これにより、記
憶したデータ群Ｄｇを出力部５０ｃから取り出して、転
倒寸前までの車両の状態量の時間的変化を解析できる。
また、オペレータの運転教育において、解析結果に基づ
いた転倒回避のための運転方法を開示教育できる。ま
た、ロール角度Ｒａがロール角度限界閾値Ｒａｃよりも
大きくなったときに、オペレータは転倒が近いことを警
報手段５２で認識でき、かつ表示手段５１でそのときの
データ群Ｄｇを検知できるので容易に車両状態を確認で
き転倒回避の運転をすることができる。

【００２０】なお、本実施形態では、コントローラ５０
の判断部５０ｂで、ロール角度Ｒａとロール角度警告閾
値Ｒａｊとを比較し、次にロール角度限界閾値Ｒａｃと
を比較している。このように２段階で比較しているが、
予め設けた３個以上の閾値と３段階以上で比較するよう
にしてもよい。また、本実施形態では、コントローラ５
０の判断部５０ｂでロール角度Ｒａと、ロール角度警告
閾値Ｒａｊ及びロール角度限界閾値Ｒａｃとを比較して
いるが、走行中のロール角速度と予め記憶したロール角
速度の閾値とを比較してもよい。また、走行中のロール
角度Ｒａ及びロール角速度の両方と、予め記憶した、ロ
ール角度閾値Ｒａｊ，Ｒａｃ及びロール角速度閾値の両
方とを比較してもよい。また、本実施形態では、転倒に
直結した車体の状態量をロール角度Ｒａとしたが、これ
に限定されるものではなく、データ群Ｄｇの中の他の状
態量、又は他の複数の状態量の組み合わせを転倒に直結
した車体の状態量としてもよい。

【００２１】以上本発明によると、車両の状態量を示す
データ群の中から転倒に直結する一個又は複数のデータ
を選択する。選択したデータの閾値を予めコントローラ
に記憶しておき、走行時のデータと記憶した閾値とを比
較する。そして、走行時のデータが閾値を越えて転倒す
る方向に変化したときに、所定時間溯ったときから現在
までのデータ群をコントローラの記憶部に記憶する。こ
れにより、記憶したデータ群をコントローラの出力部か
ら取り出して、転倒寸前までの車両の状態量の時間的変
化を解析できる。また、オペレータの運転教育におい
て、解析結果に基づいた転倒回避のための運転方法を開
示教育できる。さらに、走行時のデータが閾値を越えて
転倒する方向に変化したときに、オペレータは転倒が近
いことを警報手段で認識でき、かつ表示手段でそのとき
のデータ群を検知できるので容易に車両状態を確認でき
転倒回避の運転をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の構成説明図である。

【図２】コントローラの処理フローチャートである。

【図３】アーティキュレート式ダンプトラックの説明図
である。

【図４】アーティキュレート式ダンプトラックの構成説
明図である。

【符号の説明】

１…アーティキュレート式ダンプトラック、２…フロン
トモジュール、３…リヤモジュール、４…フロントアク
スル、５…フロントタイヤ、６…アーティキュレート
部、７…ベッセル、８…ロール部、９…リヤ第１アクス
ル、１０…リヤ第２アクスル、１１…リヤ第１タイヤ、
１２…リヤ第２タイヤ、１３…インタアクスルデフ、１
４…クロスアクスルデフ、１５…クロスアクスルデフ、
１６…クロスアクスルデフ、２０…アクセルペダル、２
１…ブレーキ、２２…パーキングブレーキ、２３…トラ
ンスミッションシフトレバー、２４…ハンドル、２５…
エンジン、２６…ダンプスイッチ、２７…運転席、２８
…インタアクスルデフロックスイッチ、２９…クロスア
クスルデフロックスイッチ、３７…リターダレバー、４
０…トランスミッション、４１…第１プロペラシャフ
ト、４２…第２プロペラシャフト、４３…第３プロペラ
シャフト、４４…第４プロペラシャフト、２０ｓ…アク
セルペダル操作量検出器、２１ｓ…ブレーキ操作検出
器、２２ｓ…パーキングブレーキ操作検出器、２３ｓ…
トランスミッションシフトレバー位置検出器、２４ｓ…
ハンドル操舵角度検出器、２５ｓ…エンジン回転速度検
出器、２６ｓ…ダンプスイッチ操作検出器、２７ｓ…運
転席着座検出器、２８ｓ…インタアクスルデフロックス
イッチ操作検出器、２９ｓ…クロスアクスルデフロック
スイッチ操作検出器、３０ｓ…実舵角検出器、３１ｓ…
実車速検出器、３２ｓ…ダンプ角度検出器、３３ｓ…積
載荷重検出器、３４ｓ…サービス時間検出器、３５ｓ…
走行距離検出器、３６ｓ…ロール角度検出器、３７ｓ…
リターダレバー操作検出器、５０…コントローラ、５０
ａ…記憶部、５０ｂ…判断部、５０ｃ…出力部、５１…
表示手段、５２…警報手段、５３…運転室、Ａｐ…アク
セルペダル操作量、Ｂ…ブレーキ操作信号、Ｒｅ…リタ
ーダレバー操作信号、Ｐｂ…パーキングブレーキ操作信
号、Ｔｒ…トランスミッションシフトレバー位置信号、
θｈ…ハンドル操舵角度、θａ…実舵角、Ｖａ…実車
速、Ｎｅ…エンジン回転速度、Ｄｒ…ダンプスイッチ操
作信号、Ｄａ…ダンプ角度、Ｓ…運転席着座信号、ＤＬ
１…インタアクスルデフロックスイッチ操作信号、ＤＬ
２…クロスアクスルデフロックスイッチ操作信号、Ｌ…
積載荷重、Ｈ…サービス時間、Ｄ…走行距離、Ｒａ…ロ
ール角度、Ｒａｊ…ロール角度警告閾値、Ｒａｃ…ロー
ル角度限界閾値。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分割された車両の前後部が互いに屈曲自
   在に連結されたアーティキュレート車両において、 予め転倒限界閾値を記憶し、所定の状態量が転倒限界閾
   値を越えて転倒する方向に変化したときに車両の状態量
   を示すデータを記憶するコントローラを備えたことを特
   徴とするアーティキュレート車両。
2. 【請求項２】 請求項１記載のアーティキュレート車両
   において、 コントローラは、所定の状態量が転倒限界閾値を越えて
   転倒する方向に変化したときに警告信号を警報手段に出
   力することを特徴とするアーティキュレート車両。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のアーティキュレー
   ト車両において、 前記データは、ハンドル操舵角度(θh)、リターダレバ
   ー操作信号(Re)、アクセルペダル操作量(Ap)、ブレーキ
   操作信号(B)、パーキングブレーキ操作信号(Pb)、運転
   席着座信号(S)、トランスミッションシフトレバー位置
   信号(Tr)、ダンプスイッチ操作信号(Dr)、インタアクス
   ルデフロックスイッチ操作信号(DL1)、クロスアクスル
   デフロックスイッチ操作信号(DL2)、エンジン回転速度
   (Ne)、実車速(Va)、実舵角(θa)、ロール角度(Ra)、ダ
   ンプ角度(Da)、積載荷重(L)、サービス時間(H)及び走行
   距離(D)の少なくともいずれか一個であることを特徴と
   するアーティキュレート車両。