JP2566848B2 - 建設機械用ダンプトラックの車体振動制御方法 - Google Patents

建設機械用ダンプトラックの車体振動制御方法

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JP2566848B2 JP2277709A JP27770990A JP2566848B2 JP 2566848 B2 JP2566848 B2 JP 2566848B2 JP 2277709 A JP2277709 A JP 2277709A JP 27770990 A JP27770990 A JP 27770990A JP 2566848 B2 JP2566848 B2 JP 2566848B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、建設機械用ダンプトラックの車体振動を制
御する方法に関する。
〔従来の技術〕
建設機械用ダンプトラックはベッセルと運転席を備え
た車体にサスペンションシリンダを介して操向輪と駆動
輪を装着したものであり、車体振動はサスペンションシ
リンダの減衰力で決定される。
例えば、車体重量を一定とすれば減衰力が大きいと車
体振動が多くなり、小さいと車体振動が少なくなる。
そこで、従来は車体重量に見合う最適な減衰力として
車体振動を最少限としている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、建設機械用ダンプトラックはベッセル
の積載重量が通常のダンプトラックに比べて著しく重い
ので、積載時と空車時では車体重量が大きく相違し、サ
スペンションシリンダの減衰力の設定が困難となり、積
載時と空車時に車体振動を小さくすることは事実上でき
ず、両者の中間かどちらか一方の車体振動のみを小さく
せざるを得ないのが現況である。
また、減衰力をあまり小さくすると制動時に車体が慣
性力で沈み運転席に恐怖感を及ぼしたい、車体底部が走
行路面に衝突したりすることがあるし、急速急操舵した
時に車体が傾斜しすぎて運転者に恐怖感を与えることで
ある。
そこで、本発明は積載時でも空車時でも車体振動を低
減できると共に、制動時に車体が沈むことがなく、しか
も高速急操舵の時に車体が傾斜しすぎて運転者に恐怖感
を与えないようにした建設機械用ダンプトラックの車体
振動制御方法を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段及び作用〕
ベッセル2と運転席3を備えた車体1に操向輪4と駆
動輪5を、伸長室15と縮少室16との間の油の流通抵抗が
大,中,小と3段階に切換え可能なサスペンションシリ
ンダ6を介して装着した建設機械用ダンプトラックにお
いて、 前記サスペンションシリンダ圧力の所定時間の平均値
を算出し、この平均値が判定基準圧力より大きい場合に
は積載と判定し、小さい場合には空車と判定し、 ステアリングセンサ9よりのハンドル操舵角を演算し
た操舵速度と車速センサ55よりの車速に基づいて高速急
操舵を判定し、 空車と判定した場合にはサスペンションシリンダ6の
流通抵抗を下記のように制御する。
ブレーキを作動しない時には流通抵抗を小とする。
ブレーキを作動したが車速が設定車速以下の時には流
通抵抗を小とする。
ブレーキを作動した状態で車速が設定車速以上の時に
は流通抵抗を大とする。
積載と判定した場合にはサスペンションシリンダ6の
流通抵抗を下記のように制御する。
ブレーキを作動しない時には流通抵抗を中とする。
ブレーキを作動しない時に急速急操舵と判定した場合
には流通抵抗を大とする。
ブレーキを作動している状態で車速が設定車速以下の
時には流通抵抗を中とする。
ブレーキを作動している状態で車速が設定車速以下
で、かつ急速操舵として判定した場合には流通抵抗を大
とする。
ブレーキを作動している状態で車速が設定車速以上の
時流通抵抗を大とする建設機械用ダンプトラックの車速
振動制御方法。
以上のようであるから、空車で走行する時にはサスペ
ンションシリンダ6の流通抵抗が小となって減衰力が小
さくなり、積載で走行する時にはサスペンションシリン
ダ6の流通抵抗が中となって減衰力が中となるから、空
車・積載時とも車体振動を小さくできる。
空車で設定車速以上の車速で走行している時にブレー
キを作動するとサスペンションシリンダ6の流通抵抗が
大となって減衰力が大となるから車体が沈むことがない
し、設定車速以下の速度で空車走行時にブレーキを作動
してもサスペンションシリンダ6の流通抵抗が小のまま
であるから車体振動を小さくできる。
積載で設定車速以上の車速で走行している時にブレー
キを作動するとサスペンションシリンダ6の流通抵抗が
大となって減衰力が大となるから車体が沈むことがない
し、設定車速以下の車速で走行している時にブレーキを
作動してもサスペンションシリンダ6の流通抵抗が中の
ままであって減衰力は中のままとなって車体振動を小さ
くできる。
積載で走行している時に急速急操舵した場合にはサス
ペンションシリンダ6の流通抵抗が大となって減衰力が
大となるので車体が傾斜して転倒することがないし、空
車で走行している時に急速急操舵してもサスペンション
シリンダ6の流通抵抗は小のままであって減衰力が小で
あるから車体振動を小さくできる。
〔実施例〕
第6図は建設機械用ダンプトラックの概略図であり、
車体1にはベッセル2と運転席3とが設けてあると共
に、左右一対の操向輪4,4と駆動輪5,5とがサスペンショ
ンシリンダ6を介して装着してあり、運転席3にはステ
アリングハンドル7とブレーキペダル8及びステアリン
グ操舵角速度を検出する、例えばステアリングの操舵時
にパルス信号を出力するエンコーダ等のステアリングセ
ンサ9とブレーキセンサ10とがそれぞれ設けられ、ステ
アリング操舵角と制動信号とはコントローラ11に入力さ
れる。
前記サスペンションシリンダ6は第7図に示すよう
に、シリンダチューブ12と中空のロッド13とピストン14
とを備えて伸長室15と縮少室16とを形成していると共
に、伸長室15と縮少室16とには油が封入され、かつパイ
プ17と可変絞り機構18を介して連通し、伸長室15の上部
にはN2ガス19が封入してあり、このN2ガス19の圧力、つ
まりサスペンションシリンダ圧力を検出する圧力センサ
ー20が設けてある。
前記可変絞り機構18は第8図、第9図、第10図に示す
ように、ハウジング21を備え、その大径孔22は隔壁23で
第1室24と第2室25とに区分され、かつ隔壁23に形成し
た絞り孔26で連通していると共に、第1室24はポート27
で伸長室15に開口し、第2室25はポート28でパイプ17に
連通してると共に、ハウジング21には可変絞り弁29が配
設され、該可変絞り弁29は弁孔30内にスプール31を回転
自在に嵌挿し、その弁孔30を第1、第2ポート32,33で
第1、第2室24,25に開口すると共に、スプール31に第
1、第2ポート32,33を開口連通する大径孔34と小径孔3
5を形成し、さらにスプール31をレバー36を介してアク
チュエータ、例えばシリンダ37に連結してある。
前記シリンダ37は第11図示すように第1ピストン杆40
と第2ピストン杆41を有する第1、第2ピストン42,43
を第1、第2シリンダチューブ44,45内に挿入して第
1、第2伸長室46a,46bと第1、第2縮少室47a,47bを形
成し、第1ピストン杆40を前記レバー36に連結すると共
に、第2ピストン杆41を第1ピストン42に当接し、第
1、第2伸長室46a,46bと第1縮少室47aにエアを第1、
第2、第3電磁弁48,49,50で供給するようにしてあり、
その第1、第2、第3ソレノイド481,491,501の励磁の
組合せにより第1ピストン杆40のストロークを3段階に
切換えできるようにしてある。
つまり、第12図(a)に示すように、第3ソレノイド
501を励磁して第3電磁弁50を供給位置IIとすれば第1
ピストン杆40が縮少して最少ストロークS1となり、第12
図(b)に示すように第2、第3ソレノイド491,501
励磁して第2、第3電磁弁49,50を供給位置IIとすれば
第2ピストン杆41によって第1ピストン杆40が伸長して
中間ストロークS2となり、第12図(c)に示すように第
1ソレノイド481を励磁して第1電磁弁48を供給位置II
とすれば第1ピストン42がフルストローク伸長して第1
ピストン杆40は最大ストロークS3となる。
一方、シリンダ37の第1ピストン杆40がストロークす
るとスプール31は回転し、最少ストロークS1の時には大
径孔34が第2ポート33に開口して第1、第2ポート32,3
3間の油の流路抵抗が小さくなり、中間ストロークS2
時には第1、第2ポート32,33が遮断されて油が流通し
なくなり、最大ストロークS3の時には小径孔35が第2ポ
ート33に開口して第1、第2ポート32,33間の油の流路
抵抗は、最少ストロークS1のときより大きくなる。
他方、サスペンションシリンダ7の減衰力は伸長室15
と縮少室16との間の油の流路抵抗によって決定されるの
で、前述のように第1、第2ポート32,33間の油の絞り
抵抗が小さいと全体の油の流路抵抗は小さくなって減衰
力が小さくなり、第1、第2ポート32,33間の油の流路
抵抗が大きいと全体の油の流路抵抗は大きくなって減衰
力が大きくなり、第1、第2ポート32,33間を油が流通
しないと絞り孔26のみを流通することになって全体の油
の流路抵抗が更に大きくなって減衰力が更に大きくな
る。
このようであるから、第1、第2、第3ソレノイド48
1,491,501を適宜に励磁制御してシリンダ37のストロー
クを異ならせることで減衰力を変更でき、具体的には最
少ストロークS1の時には減衰力は最少となり、中間スト
ロークS2時には最大となり、最大ストロークS3の時には
中間となる。
第1図は制御回路図であり、コントローラ11には第
1、第2、第3制御回路51,52,53とソレノイド制御回路
54とが設けられ、第1制御回路51には4つのサスペンシ
ョンシリンダ6に設けた圧力センサー20より各サスペン
ションシリンダ圧力P1,P2,P3,P4が入力されて所定時間
の平均値を算出し、空車と積載時の判定基準圧力P0と比
較して大きい場合には積載時と判定し、小さい場合には
空車と判定してソレノイド制御回路54に積載時信号、空
車信号を出力する。
なお、左前サスペンションシリンダ6と右前サスペン
ションシリンダ6のサスペンション圧力により判定して
もよい。
第2制御回路52にはステアリングセンサ9よりハンド
ル操舵角が入力されて操舵角速度Wを演算して第3制御
回路53に出力し、第3制御回路によって車速センサ55よ
り入力される車速Vとによって、例えば第2図に示すよ
うに設定車速V3,V4,V5の時に操舵角速度ωが設定角速度
ω23以上、例えば第2図斜線部分の場合に高速
急操舵信号をソレノイド制御回路54に出力する。
なお、車速センサ55はエンジン回転数、変速機入力軸
回転、出力軸回転などを検出して変速機の変速段減速比
等により車速を検出するようにしてある。
そして、車速とブレーキ信号はソレノイド制御回路54
に入力されて前記各信号とによって第1、第2、第3ソ
レノイド481,491,501に励磁信号を出力する。
つまり、第3図に示すフローチャートのように、空車
信号とブレーキ信号とが入力されて車速Vが設定車速V1
以上でブレーキONの時には第2、第3ソレノイド491,50
1を励磁する信号を出力してシリンダ37を中間ストロー
クS2としサスペンションシリンダ6の減衰力を最大とす
る。
また、空車信号のみが入力されている時には第3ソレ
ノイド501を励磁する信号を出力してシリンダ37を最少
ストロークS1としサスペンションシリンダ6の減衰力を
最少とする。
なお、前記の空車信号とブレーキ信号とが入力されて
設定車速V1以上の状態よりブレーキON信号が入力されな
くなったり、設定車速V1以下となった場合には第1設定
時間T1後に第3ソレノイド501を励磁する信号を出力す
る。
また、積載時信号とブレーキ信号とが入力されて車速
Vが設定車速V2以上かつブレーキONの時には第2、第3
ソレノイド491,501を励磁する信号を出力てシリンダ37
を中間ストロークS2としサスペンションシリンダ6の減
衰力を最大とする。
また、積載時信号と高速急操舵信号が入力された場合
には第2、第3ソレノイド491,501を励磁する信号を出
力してシリンダ37を中間ストロークS2としてサスペンシ
ョンシリンダ6の減衰力を最大とする。
また、積載時信号のみが入力された場合には第1ソレ
ノイド481を励磁する信号を出力して、シリンダ37を最
大ストロークS3としてサスペンションシリンダ6の減衰
力を中間とする。
なお、積載時信号が入力されて前記2つの条件が合致
して第2、第3ソレノイド491,501を励磁する信号を出
力している際に、その条件がなくなった場合には第2設
定時間経過後に第1ソレノイド481を励磁する信号を出
力する。
第1図において、56はモード設定器であり、スイッチ
57を自動位置581とすれば前述の動作を行ない、最小位
置582とすれば各信号に関係なしに第3ソレノイド501
励磁する信号を出力し、中間位置583とすれば第1ソレ
ノイド481を励磁する信号を出力し、最大位置584とすれ
ば第2、第3ソレノイド491,501を励磁する信号を出力
するようにしてある。
なお、コントローラ11に各サスペンションシリンダ6
の圧力、ハンドル操舵角、車速、ブレーキ信号を直接入
力し、コントローラ11によって前述の制御を行なうよう
にしても良い。
つまり、第5図に示すように各信号をバッファ60を介
してROM61とRAM62に接続したCPU63入力し、ソレノイド
ドライバ64に制御信号を出力しソレノイドを励磁・消磁
するようにして第4図に示すフローチャートの動作を行
なうようにすれば良い。
すなわわち、左右サスペンションシリンダ6の平均サ
スペンションシリンダ圧力L,を算出し、それを設
定圧力P1と比較して空車か積載時を判断し、空車と判断
したらブレーキONか車速Vが設定車速V1以上かによって
第3ソレノイド501励磁信号、第2、第2ソレノイド4
91,501励磁信号を出力し、積載時と判断したらブレーキ
ON、設定車速V2以上の時には第2、第3ソレノイド491,
501励磁信号を出力し、高速急操舵の時には第2、第3
ソレノイド491,501励磁信号を出力し、それ以外の時に
は第1ソレノイド481励磁信号を出力する。
第4図において、t1,t2は第1、第2タイマであり、
空車、積載値に第2、第3ソレノイド491,501が励磁さ
れている状態より第3又は第1ソレノイド501又は481
励磁する時の設定時間を設定する。
〔発明の効果〕
空車で走行する時にはサスペンションシリンダ6の流
通抵抗が小となって減衰力が小さくなり、積載で走行す
る時にはサスペンションシリンダ6の流通抵抗が中とな
っで減衰力が中となるから、空車・積載時とも車体振動
を小さくできる。
空車で設定車速以上の車速で走行している時にブレー
キを作動するとサスペンションシリンダ6の流通抵抗が
大となって減衰力が大となるから車体が沈むことがない
し、設定車速以下の速度で空車走行時にブレーキを作動
してもサスペンションシリンダ6の流通抵抗が小のまま
であるから車体振動を小さくできる。
積載で設定車速以上の車速で走行している時にブレー
キを作動するとサスペンションシリンダ6の流通抵抗が
大となって減衰力が大となるから車体が沈むことがない
し、設定車速以下の車速で走行している時にブレーキを
作動してもサスペンションシリンダ6の流通抵抗が中の
ままであって減衰力が中のままとなって車体振動を小さ
くできる。
積載で走行している時に急速急操舵した場合にはサス
ペンションシリンダ6の流通抵抗が大となって減衰力が
大となるので車体が傾斜して転倒することがないし、空
車で走行している時に急速急操舵してもサスペンション
シリンダ6の流通抵抗が小のままであって減衰力が小で
あるから車体振動を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示し、第1図は制御回路図、第
2図は高速急操舵状態を示す図表、第3図及び第4図は
フローチャート、第5図は制御回路図、第6図は建設機
械用ダンプトラックの概略図、第7図はサスペンション
シリンダの断面図、第8図は第7図のVIII部側面図、第
9図は第7図のIX−IX線断面図、第10図は可変絞り弁部
分の断面図、第11図はシリンダの説明図、第12図
(a),(b),(c)はシリンダの動作説明図であ
る。 1は車体、4は操向輪、5は駆動輪、6はサスペンショ
ンシリンダ。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−167210(JP,A) 特開 昭60−67211(JP,A) 特開 昭62−4621(JP,A) 特開 昭58−81245(JP,A) 実開 昭56−147107(JP,U) 実開 昭58−63440(JP,U) 実開 昭61−85738(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ベッセル2と運転席3を備えた車体1に操
    向輪4と駆動輪5を、伸長室15と縮少室16との間の油の
    流通抵抗が大,中,小と3段階に切換え可能なサスペン
    ションシリンダ6を介して装着した建設機械用ダンプト
    ラックにおいて、 前記サスペンションシリンダ圧力の所定時間の平均値を
    算出し、この平均値が判定基準圧力より大きい場合には
    積載と判定し、小さい場合には空車と判定し、 ステアリングセンサ9よりのハンドル操舵角を演算した
    操舵速度と車速センサ55よりの車速に基づいて高速急操
    舵を判定し、 空車と判定した場合にはサスペンションシリンダ6の流
    通抵抗を下記のように制御する。 ブレーキを作動しない時には流通抵抗を小とする。 ブレーキを作動したが車速が設定車速以下の時には流通
    抵抗を小とする。 ブレーキを作動した状態で車速が設定車速以上の時には
    流通抵抗を大とする。 積載と判定した場合にはサスペンションシリンダ6の流
    通抵抗を下記のように制御する。 ブレーキを作動しない時には流通抵抗を中とする。 ブレーキを作動しない時に急速急操舵と判定した場合に
    は流通抵抗を大とする。 ブレーキを作動している状態で車速が設定車速以下の時
    には流通抵抗を中とする。 ブレーキを作動している状態で車速が設定車速以下で、
    かつ急速操舵として判定した場合には流通抵抗を大とす
    る。 ブレーキを作動している状態で車速が設定車速以上の時
    流通抵抗を大とする。 ことを特徴とする建設機械用ダンプトラックの車速振動
    制御方法。
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