JP2004142689A - 降坂速度制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】目標車速を予め設定する方式により、下り坂の走行時における制御性を向上するとともに、目標車速設定時にオペレータの操作性を向上した降坂速度制御装置を提供することにある。
【解決手段】目標速度を切り換えて設定可能な設定選択スイッチ５０Ａや設定速度スイッチ５０Ｂを備え、コントローラ１００は、実際の車速がこの目標速度設定スイッチによって設定された降坂時の目標速度に一致するようにブレーキ量を制御する。設定選択スイッチ５０Ａは、予め設定されている複数の目標速度を選択可能である。設定速度スイッチ５０Ｂは、目標速度を連続的に設定可能である。
【選択図】　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下り坂における速度を制御する降坂速度制御装置に係り、特に、ダンプトラックのように積載重量が大きな車両が降坂する際にブレーキを操作を適切に行い降坂速度を自動的に制御するに好適な降坂速度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
降坂時に制御したい車速を保つために、オペレータがフットブレーキやレバーを操作してブレーキ量を調整する方法が従来から行われてきた。しかし、鉱山のような長距離の坂がある場所では、その都度ブレーキを操作することは煩雑であるため、そのようなオペレータによる操作の手間を省く降坂速度制御装置としては、例えば、特開平６−１３５２６０号公報に記載されているように、路面傾斜センサによって検出された路面傾斜角に応じて目標車速を設定するとともに、車速センサによって検出された車速が目標車速になるように、リターダブレーキを制御するものが知られている。また、搭載重量センサを備え、ベッセルに積載された土砂量に応じて、ブレーキ量を制御している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平６−１３５２６０号公報に記載されているものでは、目標車速設定回路は路面傾斜センサの出力に応じて目標速度を設定するものであり、降坂路に掛かった後その降坂路の傾斜角が変化したときはじめて目標速度を低減するものであるため、降坂路に入ったときの実際の車速が目標車速設定回路によって設定された車速に対して大きく異なっている場合には制御不能になる場合もある。
【０００４】
本発明の目的は、目標車速を予め設定する方式により、下り坂の走行時における制御性を向上するとともに、目標車速設定時にオペレータの操作性を向上した降坂速度制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
鉱山においては、坂は一定の傾斜で整地されることが多く走行パターン数は限られるのが一般的である。また、坂の路面状態も少なくとも一日のうちでは大きく変わることは少ない。そのため、ある坂に対して一旦ブレーキ量が調整されれば繰り返しそのブレーキ量に基づいて走行が可能になる場合が多い。そこで、
【０００６】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、実際の車速が降坂時の目標速度に一致するようにブレーキ量を制御する制御手段を有する降坂速度制御装置において、前記目標速度を設定可能な目標速度設定手段を備え、前記制御手段は、実際の車速がこの目標速度設定手段によって設定された目標速度に一致するようにブレーキ量を制御するようにしたものである。
かかる構成により、目標車速を予め設定でき、下り坂の走行時における制御性を向上するとともに、目標車速設定時にオペレータの操作性を向上するものとなる。
【０００７】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記目標速度設定手段は、予め設定されている複数の目標速度を選択可能とする設定選択スイッチを備えるようにしたものである。
【０００８】
（３）上記（１）において、好ましくは、前記目標速度設定手段は、目標速度を連続的に設定可能な設定速度スイッチを備えるようにしたものである。
【０００９】
（４）上記（２）若しくは（３）において、好ましくは、前記目標速度設定手段は、表示部に表示された目標速度を増減可能なアップダウンスイッチを備えるようにしたものである。
【００１０】
（５）上記（１）において、好ましくは、前記制御手段は、アクセルペダルの踏込み量を監視して、踏込み量が零になると、ブレーキ量の制御を開始するようにしたものである。
【００１１】
（６）上記（１）において、好ましくは、前記制御手段は、ブレーキペダルの踏込み量若しくはアクセルペダルの踏込み量を監視して、それらの踏込み量に応じて、ブレーキ制御量を可変するようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図３を用いて、本発明の実施の形態による降坂速度制御装置の構成及び動作について説明する。本実施の形態は、ダンプトラックに本発明を適用したものである。
【００１３】
図１は、本実施の形態による降坂速度制御装置を用いたダンプトラックの構成を示すブロック図である。
【００１４】
エンジン１０から発生した駆動力は、トランスミッション１５，ディファレンシャルギヤ２０及び車軸２５Ａ，２５Ｂを介して、２つの駆動輪３０Ａ，３０Ｂに伝達され、ダンプトラックの車体を走行させる。車軸２５Ａ，２５Ｂには、それぞれの駆動輪３０Ａ，３０Ｂに対して制動力を発生するリターダブレーキ３５Ａ，３５Ｂが取り付けられている。リターダブレーキ３５Ａ，３５Ｂには、エンジン１０によって駆動されるポンプＰからブレーキ弁４０Ａ，４０Ｂを介して油圧が供給される。
【００１５】
駆動輪３０Ａ，３０Ｂには、車輪の回転数を検出する車速センサ４５Ａ，４５Ｂが設けられている。車速センサ４５Ａ，４５Ｂによって検出された車速データは、コントローラ１００に入力される。設定器５０は、目標車速を設定するために用いられ、その詳細については図２を用いて後述する。コントローラ１００は、車速センサ４５Ａ，４５Ｂによって検出された車速が、設定器５０によって設定された目標車速となるとように、電磁比例弁６０Ａ，６０Ｂに制御信号を出力する。電磁比例弁６０Ａ，６０Ｂは、それぞれシャトル弁６５Ａ，６５Ｂを介してブレーキ弁４０Ａ，４０Ｂに接続されており、ブレーキ弁４０Ａ，４０Ｂをそれぞれ制御して、リターダブレーキ３５Ａ，３５Ｂにおいて発生する制動力を制御し、車速が目標車速となるように制御する。なお、コントローラ１００には、アクセルペダル７５からの信号が入力されており、コントローラ１００は、アクセルペダル７５が踏込まれていない状態，アクセルペダルのリリース状態となった場合に、坂道に掛かったものとして、上述したリターダブレーキの制御を開始する。
【００１６】
また、ブレーキペダル７０は、シャトル弁６５Ａ，６５Ｂに接続されている。シャトル弁６５Ａ，６５Ｂは、ブレーキペダル７０からの圧力と電磁比例弁６０Ａ，６０Ｂからの圧力の内、高い方の圧力を選択してブレーキ弁４０Ａ，４０Ｂに伝達する構成となっている。リターダブレーキ３５Ａ，３５Ｂは、通常は、コントローラ１００によって自動制御されているが、ダンプトラックのオペレータがブレーキペダル７０を踏むと、そのオペレータの意志を反映してリターダブレーキ３５Ａ，３５Ｂが動作し、ダンプトラックの車体を停止させたり、減速したりすることができる。
【００１７】
図２は、本実施の形態による降坂速度制御装置に用いられる設定器の構成を示す図である。
【００１８】
設定器５０は、設定速度選択スイッチ５０Ａと、速度設定スイッチ５０Ｂと、アップ・ダウンスイッチ５０Ｃと、表示器５０Ｄと、セットスイッチ５０Ｅを備えている。設定速度選択スイッチ５０Ａは、例えば、オフ（ＯＦＦ）状態と、ＳＥＴ１状態と、ＳＥＴ２状態の３状態を切り換えられるものであり、ロータリースイッチのようなものから構成されている。設定速度選択スイッチ５０Ａを回転して、ＳＥＴ１状態を選択すると、予め設定されている速度（例えば、１５ｋｍ／ｈ）が表示器５０Ｄに表示される。設定速度選択スイッチ５０Ａを回転して、ＳＥＴ２状態を選択すると、予め設定されている速度（例えば、１０ｋｍ／ｈ）が表示器５０Ｄに表示される。
【００１９】
速度設定スイッチ５０Ｂは、目標降坂速度を連続的に可変できるものであり、ロータリースイッチのようなものから構成されている。速度設定スイッチ５０Ｂを回転すると、表示器５０Ｄに表示される設定速度が、例えば、１０ｋｍ／ｈ，１１ｋｍ／ｈ，１２ｋｍ／ｈのように連続的に変化する。例えば、１２ｋｍ／ｈが表示された状態で、セットスイッチ５０Ｅを押下げることにより、降坂速度が１２ｋｍ／ｈの目標速度に設定される。
【００２０】
アップ・ダウンスイッチ５０Ｃは、表示器５０Ｄに表示されている設定速度をアップダウンするスイッチである。例えば、表示器５０Ｄに１２ｋｍ／ｈの設定速度が表示する状態で、アップ・ダウンスイッチ５０Ｃをアップ側に押し下げると、表示器５０Ｄに表示されている設定速度が、１３ｋｍ／ｈ，１４ｋｍ／ｈ，１５ｋｍ／ｈのように順次変化する。同様に、表示器５０Ｄに１２ｋｍ／ｈの設定速度が表示する状態で、アップ・ダウンスイッチ５０Ｃをダウン側に押し下げると、表示器５０Ｄに表示されている設定速度が、１２ｋｍ／ｈ，１１ｋｍ／ｈ，１０ｋｍ／ｈのように順次変化する。例えば、１０ｋｍ／ｈが表示された状態で、セットスイッチ５０Ｅを押下げることにより、降坂速度が１０ｋｍ／ｈの目標速度に設定される。
【００２１】
以上のようにして、設定速度選択スイッチ５０Ａ，速度設定スイッチ５０Ｂ，アップ・ダウンスイッチ５０Ｃを用いることにより、設定速度を容易に設定することができる。設定器５０で設定されたデータは、コントローラ１００に読み込まれる。
【００２２】
坂道の傾斜に応じて目標速度を設定する際も、設定速度選択スイッチ５０Ａによって、ＳＥＴ１状態か、ＳＥＴ２状態を選択することにより、目標速度を簡単に設定できる。また、ＳＥＴ１，ＳＥＴ２に設定された目標速度が適当でないときも、速度設定スイッチ５０Ｂやアップ・ダウンスイッチ５０Ｃによって、任意の目標速度に容易に設定することができる。
【００２３】
図３は、本実施の形態による降坂速度制御装置の構成を示すシステムブロック図である。
【００２４】
コントローラ１００は、設定速度選択手段１１０と、増減速度換算手段１２０と、速度偏差算出手段１３０と、ブレーキ量算出手段１４０と、速度指令算出手段１５０とを備えている。
【００２５】
設定速度選択手段１１０は、設定器５０の設定速度選択スイッチ５０Ａ若しくは速度設定スイッチ５０Ｂによって設定された目標速度を選択する。選択された結果は、図２に示した表示器５０Ｄに表示される。増減速度換算手段１２０は、設定器５０のアップ・ダウンスイッチ５０Ｃの操作に応じて、設定速度選択手段１１０によって選択された設定速度を増減し、結果を図２に示した表示器５０Ｄに表示される。また、設定器５０のセットスイッチ５０Ｅが押されると、そのときに設定されている速度を目標速度として、速度偏差算出手段１３０に出力する。
【００２６】
速度偏差算出手段１３０には、増減速度換算手段１２０が出力する目標速度と、車速センサ４５によって検出された車速データが入力されている。速度差算出手段１３０は、目標速度データＶｔと、車速センサ４５によって検出された実際の車速Ｖｒの差分ΔＶを求め、ブレーキ量算出手段１４０に出力する。ブレーキ量算出手段１４０は、差分ΔＶに基づいて、実際の車速Ｖｒが目標速度Ｖｔに一致するように、電磁比例弁６０に制御信号を出力して、リターダブレーキ３５を制御する。なお、図１に示したように、本実施の形態においては、右側の車輪と左側の車輪のそれぞれに、車速センサ４５Ａ，４５Ｂ及び電磁比例弁６０Ａ，６０Ｂの２系統のセンサ及びアクチュエータを備えているが、図３に示した例では、これらの２系統のセンサ及びアクチュエータの内の一系統のみを図示しており、実際には、速度偏差算出手段１３０と、ブレーキ量算出手段１４０は２系統分備えられている。
【００２７】
速度指令算出手段１５０には、ブレーキペダル７０からのブレーキ量の信号と、アクセルペダル７５からのアクセルペダルの踏込み量の信号が入力されている。速度指令算出手段１５０は、ブレーキペダル７０が踏まれた時はそのブレーキの踏込み量に応じて目標速度を減ずる速度指令信号をブレーキ量算出手段１４０に出力する。ブレーキ量算出手段１４０は、速度指令算出手段１５０から目標速度を減ずる速度指令が出力されると、その指令値に応じて、ブレーキ量を増加して電磁比例弁６０に出力する。また、速度指令算出手段１５０は、アクセルペダル７５が踏まれた時はそのアクセルペダルの踏込み量に応じて目標速度を増加する速度指令信号をブレーキ量算出手段１４０に出力する。ブレーキ量算出手段１４０は、速度指令算出手段１５０から目標速度を増加する速度指令が出力されると、その指令値に応じて、ブレーキ量を減少させて電磁比例弁６０に出力する。すなわち、ブレーキペダル７０もアクセルペダル７５も踏み込まれていない状態では、ブレーキ量算出手段１４０は、速度偏差算出手段１３０から出力される目標速度データＶｔと車速センサ４５によって検出された実際の車速Ｖｒの差分ΔＶに基づいて、実際の車速Ｖｒが目標速度Ｖｔに一致するように、電磁比例弁６０に制御信号を出力して、リターダブレーキ３５を自動的に制御する。しかしながら、この自動制御の途中において、例えば、ブレーキペダル７０が踏み込まれると、ダンプトラックのオペレータはさらに車速を低下したいという意志を示しているため、このオペレータの意志を反映するように、コントローラ１００における自動制御においても、自動的にブレーキ量を増加するように自動制御する。また、自動制御の途中において、例えば、アクセルペダル７５が踏み込まれると、ダンプトラックのオペレータは車速を増加したいという意志を示しているため、このオペレータの意志を反映するように、コントローラ１００における自動制御においても、自動的にブレーキ量を低減するように自動制御する。
【００２８】
また、図示するように、アクセルペダル７５の信号は、コントローラ１００に供給されており、コントローラ１００はアクセルペダルの踏込み量がゼロとなったとき、すなわち、アクセルペダルからダンプトラックのオペレータの足が離れた状態となったとき、坂道に掛かったものと判断して、ブレーキ量の自動制御を開始する。
【００２９】
なお、図示する例では、アクセルペダル７５が踏み込まれると、自動的にブレーキ量を低減するように自動制御するものとしているが、アクセルペダルが踏み込まれるときは、例えば、坂道の降坂が終了して、平地に入ったときと判定できるため、ブレーキ量の自動制御を停止するようにすることもできる。
【００３０】
また、上述の例では、ブレーキ量算出手段１４０はブレーキペダル７０の踏込み量に応じてブレーキ量を増加させ、また、アクセルペダル７５の踏込み量に応じてブレーキ量を低減するようにしているが、ブレーキペダル７０の踏込み量やアクセルペダル７５の踏込み量に拘わらず、一定量だけブレーキ量を増減するようにしてもよいものである。
【００３１】
以上のようにして、オペレータが設定器５０によって目標速度を設定することにより、設定された目標速度となるようにリターダブレーキ３５が制御される。例えば、ダンプトラックのオペレータは、降坂路に掛かる前に設定器を操作することにより、容易に目標速度を設定することができる。特開平４−３０９２１１号公報に記載された方式では、目標車速設定回路は路面傾斜センサの出力に応じて目標速度を設定するものであり、降坂路に掛かった後その降坂路の傾斜角が変化したときはじめて目標速度を低減するものであるため、降坂路に入ったときの実際の車速が目標車速設定回路によって設定された車速に対して大きく異なっている場合には制御不能になる場合もある。それに対して、本実施の形態のように、オペレータの操作によって、降坂路に差し掛かる前に目標速度を設定できることにより制御不能になる事態を回避することができる。
【００３２】
また、坂道の傾斜に応じて目標速度を設定する際も、設定速度選択スイッチ５０Ａによって、ＳＥＴ１状態か、ＳＥＴ２状態を選択することにより、目標速度を簡単に設定できる。また、ＳＥＴ１，ＳＥＴ２に設定された目標速度が適当でないときも、速度設定スイッチ５０Ｂやアップ・ダウンスイッチ５０Ｃによって、任意の目標速度に容易に設定することができる。
【００３３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、車坂道に入る前で予め目標速度を設定できるため、制御不能になる事態を回避することができ、下り坂の走行時における制御性を向上することができる。また、目標速度も設定器を用いて容易にすることが可能となる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、目標車速を予め設定する方式を用いて、下り坂の走行時における制御性を向上するとともに、目標車速設定時にオペレータの操作性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態による降坂速度制御装置を用いたダンプトラックの構成を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態による降坂速度制御装置に用いられる設定器の構成を示す図である。
【図３】本実施の形態による降坂速度制御装置の構成を示すシステムブロック図である。
【符号の説明】
１０　エンジン
１５　トランスミッション
２０　ディファレンシャルギヤ
２５Ａ，２５Ｂ　車軸
３０Ａ，３０Ｂ　駆動輪
３５Ａ，３５Ｂ　リターダブレーキ
４０Ａ，４０Ｂ　ブレーキ弁
４５Ａ，４５Ｂ　車速センサ
５０　設定器
５０Ａ　設定速度選択スイッチ
５０Ｂ　速度設定スイッチ
５０Ｃ　アップ・ダウンスイッチ
５０Ｄ　表示器
５０Ｅ　セットスイッチ
６０Ａ，６０Ｂ　電磁比例弁
６５Ａ，６５Ｂ　シャトル弁
７０　ブレーキペダル
７５　アクセルペダル
１００　コントローラ
１１０　パラメータ選択手段
１２０　減算手段
１３０　ＰＩＤ演算手段
１４０　加算手段

Claims (6)

1. 実際の車速が降坂時の目標速度に一致するようにブレーキ量を制御する制御手段を有する降坂速度制御装置において、
   前記目標速度を設定可能な目標速度設定手段を備え、
   前記制御手段は、実際の車速がこの目標速度設定手段によって設定された目標速度に一致するようにブレーキ量を制御することを特徴とする降坂速度制御装置。
2. 請求項１記載の降坂速度制御装置において、
   前記目標速度設定手段は、予め設定されている複数の目標速度を選択可能とする設定選択スイッチを備えることを特徴とする降坂速度制御装置。
3. 請求項１記載の降坂速度制御装置において、
   前記目標速度設定手段は、目標速度を連続的に設定可能な設定速度スイッチを備えることを特徴とする降坂速度制御装置。
4. 請求項２若しくは３のいずれかに記載の降坂速度制御装置において、さらに、前記目標速度設定手段は、表示部に表示された目標速度を増減可能なアップダウンスイッチを備えることを特徴とする降坂速度制御装置。
5. 請求項１記載の降坂速度制御装置において、前記制御手段は、アクセルペダルの踏込み量を監視して、踏込み量が零になると、ブレーキ量の制御を開始することを特徴とする降坂速度制御装置。
6. 請求項１記載の降坂速度制御装置において、
   前記制御手段は、ブレーキペダルの踏込み量若しくはアクセルペダルの踏込み量を監視して、それらの踏込み量に応じて、ブレーキ制御量を可変することを特徴とする降坂速度制御装置。

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