JP2660872B2 - ホイールローダのスリップ防止方法 - Google Patents

ホイールローダのスリップ防止方法

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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、ホイールローダのスリップ防止方法に関す
るものである。
〔従来の技術〕
従来のホイールローダのスリップ防止方法としては特
公昭64−4013号公報に示されているものがあり、この従
来のスリップ防止方法は、作業機負荷検出センサからの
入力信号に基づいてスリップ制御装置が情報処理を行な
い、車両のスリップ発生時には作業機制御指令信号と車
両のけん引力制御指令信号を出力し、これの出力信号に
より、作業機は負荷軽減方向に補正動作させるようにな
っている。
また上記従来技術のほかに、一般的には、ホイールロ
ーダのスリップ時にエンジン出力の制御、ブレーキ制御
等を行なう方法が考えれらる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術のうち、前者にあっては、スリップ時に
は自動的に負荷が軽減されてしまうので、いわゆる負荷
抜けの状態となり、オペレータの意図に反する状況とな
ってしまう。
また後者にあっては、ホイールローダの作業時にスリ
ップが生じた場合、これをオペレータが検出して対応制
御しても、スリップが止まるまでに0.5〜1.0秒かかり、
エンジン出力制御は応答が遅く、またブレーキ制御は立
ち上がりが遅く、有効ではなかった。
本発明は上記のことにかんがみなされたもので、ホイ
ールローダ作業時のスリップを軽減できると共に、スリ
ップによる作業性を低下させないようにできるホイール
ローダのスリップ防止方法を提供することを目的とする
ものである。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明に係るホイールロ
ーダのスリップ防止方法は、左右の駆動輪の回転数差及
びその変動によりスリップの検出を行ない、このスリッ
プの検出により半クラッチ状態となるようにクラッチ圧
の制御を行ない、また、作業機操作時で、かつブームシ
リンダのボトム圧が設定圧を越えたときに、上記クラッ
チ制御を解除するようにした。
そして上記スリップの検出は牽引力が設定値を越えた
ときに行なう。
〔作用〕
左右の駆動輪の回転数の差からスリップが検出される
と、直ちにクラッチ圧が制御されて、作業機負荷が軽減
されることなくスリップ状態が解消される。
さらに作業機操作時でスリップが解除されるような作
業機操作でクラッチ圧制御が解除され、速やかに通常状
態に復帰する。
〔実 施 例〕
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第６図において１はホイールローダであり、２はこれ
のエンジン３の回転数を検出するエンジン回転数検出
基、４は変速機５の変速位置を検出する変速位置検出
器、６は変速機５の出力軸の回転数を検出する出力軸回
転数検出器、７は作業器操作装置８の操作位置を検出す
るリミットスイッチ等の作業機操作位置検出器、9a,9b
は左右の駆動輪10a,10bのそれぞれの回転数を検出する
左右の駆動輪回転数検出器である。11は上記各検出器2,
4,6,7,9a,9bからの検出信号を入力してクラッチの制御
部12に所定の制御信号を出力するCPU（中央制御演算装
置）である。
上記したようなホイールローダにおけるスリップ防止
方法の実施例を第１図に示すフトーチャートに基づいて
説明する。
まずホイールローダ１の走行中における変速位置を変
速位置検出器４にて検出し、CPU11にてその変速位置が
前進１速（F1）かどうかを判断する（ステップ１）。
ステップ１にて前進１速であると判断されると、変速
位置検出器４と出力軸回転数検出器６からの検出信号か
らCPU11にて、まずそのときの牽引力を算出し、この牽
引力が、例えば25tonに対する大、小を比較し（ステッ
プ２）、その結果、25tonより大きい場合には、次に上
記両信号から水平抵抗を算出し、この水平抵抗が例えば
25tonに対する大、小を比較し（ステップ３）、その結
果25tonより大きい場合には、駆動輪10a,10bのスリップ
を検出する（ステップ４）。
このスリップの検出は、平均速度が1km/h以上で左右
の両駆動輪10a,10bの速度比が２以上であるとき、また
は左右の両駆動輪10a,10bのそれぞれの回転速度差αkm/
hを微分し、その値が|0.2g|以上である場合にスリップ
していると検出する。
上記各ステップ１〜４において、それぞれNoの場合
は、ステップ１の前側に戻る。
ステップ４にてホイールローダ１がスリップしている
のを検出すると、CPU11からクラッチ制御部への半クラ
ッチ制御の制御信号が出力され、クラッチは自動的に半
クラッチ状態になるようにクラッチ圧制御される（ステ
ップ５）。
ついで、オペレータはアクセルをゆるめてエンジン回
転数を低下させ、エンジン回転数を、例えば1300r.p.m
と比較し（ステップ６）、1300r.p.m以下になると上記
クラッチ圧制御を解除し（ステップ７）、上記ステップ
６において、エンジン回転数が低下せず1300r.p.m以上
ある場合には、オペレータは作業機を操作して（ステッ
プ８）、ブームシリンダのボトム側の圧力が設定値、例
えば100kg/cm2以上となったときにクラッチ圧制御を解
除する。作業機に所定の負荷が作用すると前輪である駆
動輪10a,10bに垂直荷重が作用するから、エンジン回転
数が1300r.p.mより大きい場合でもスリップがなくな
る。この状態で上記クラッチ圧制御が解除される（ステ
ップ７）。
ステップ８にて作業機負荷が小さい場合にはステップ
５へ戻る。
上記ステップ５におけるクラッチ圧制御は第２図に示
すようになり、スリップの検出時には25kg/cm2から3kg/
cm2に低下して半クラッチ状態になり、クラッチ圧制御
解除により0.4秒間に元の圧力25kg/cm2に復帰する。
このクラッチ圧制御の解除のときの条件は、上記した
ように作業機の操作およびエンジン回転数の低下であ
る。
なお上記実施例において、主として不整地走行を行な
うホイールローダでは、左右の駆動輪10a,10bの回転数
差からのスリップ検出を速やかに行なうことができない
ことがある。これは、両駆動輪10a,10bは路面をトレー
スするため、石乗上げ時等の不整地走行時にスリップ擬
似信号が発生し、このときのスリップの確認のため、ス
リップの検出時間が遅れることがある。
ところが、通常のホイールローダの堀削作業では、堀
削直前にバケットを地面に接地するため、堀削開始後の
乗上げ越えは起こらない。そこで堀削抵抗（牽引力）が
設定値を越えたときにのみスリップの検出を行なう。
第３図は時間に対する左右の駆動輪の回転数の変化を
示すもので、この両駆動輪の回転数差は路面状態により
変化し、図中A,Bで示すように回転数差が大きくなる部
分がある。
一方第４図は上記第３図に対応する時間に対する牽引
力の変化を示すもので、図中Ｃは設定値である。
この両図において、牽引力が設定値Ｃを越えたときに
両駆動輪の回転数差が大きくなった部分Ｂをスリップと
判定する。
すなわち、牽引力＞設定値で、｜左右の駆動輪回転数
差|/dt＞0.2gとなったときにスリップと判断する。
第５図はホイールローダに用いるトルクコンバータの
トルクコンバータ特性を示すもので、図中ａはトルク比
Tr（ｅ）、ｂはプライマリトルク係数Pr（ｅ）、ｃは効
率を示す。速度比ｅはトルクコンバータの出力軸数とエ
ンジンの回転数の比である。
プライマリトルク係数Pr（ｅ）は、速度比一定でトル
クコンバータの入力軸回転数1000r.p.mのときの吸収ト
ルクであり、吸収トルクは同一速度のとき回転数の自乗
に比例する。
CPUにおける牽引特性の計算を以下に述べる。
（１）エンジン回転数Neとトルクコンバータの出力軸回
転数（Nt）を入力 （２）上記Ne,Ntから を計算する。
（３）トルク比Tr（ｅ）とプライマリトルク係数Pr
（ｅ）は第５図をグラフより求める。
（４）吸収トルク の計算をする。
（５）トルクコンバータの出力トルクＴT/C＝Tr（ｅ）
×Teの計算を行なう。
（６）駆動輪回転速度Ｖと牽引力Fveの計算を以下のよ
うに行なう。
ただし、Ｆはギヤ比 Ｉはパワーラインの慣性 ω（T/C）はトルクコンバータの出力軸の回転角速度 〔発明の効果〕 本発明によれば、ホイールローダの作業時にスリップ
が検出されたときには、直ちにクラッチ圧が制御されて
半クラッチ状態となり、作業機負荷が軽減されることな
くこのスリップ状態が解消され、これにより、ホイール
ローダの作業時のスリップ量が低減されると共に、スリ
ップ発生時における負荷が抜ける状態になることなく、
常にオペレータの意図通りの作業を行なうことができ
る。そしてこのときにおいて、ブームシリンダのボトム
圧が設定圧を越えて高くなった状態で上記クラッチ圧制
御が解除されることにより、ブームシリンダのボトム圧
が設定圧を越えたこと、すなわち、上記スリップ状態に
対する対応が完了した状態で、クラッチ圧制御が解除さ
れて、スリップ状態が解消されたときに遅滞なく通常作
業にもどることができ、作業能率をおこすことなくスリ
ップを減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示すもので、第１図はフローチ
ャート図、第２図はクラッチ圧の制御図、第３図は左右
の駆動輪回転数の変化を示す線図、第４図は牽引力の変
化を示す線図、第５図はトルクコンバータ特性を示す線
図、第６図はホイールローダ及び各検出器を示す構成説
明図である。 １はホイールローダ、２はエンジン回転数検出器、４は
変速位置検出器、６は出力軸回転数検出器、７は作業機
操作位置検出器、9a,9bは左右の駆動輪検出器。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】左右の駆動輪の回転数差及びその変動によ
    りスリップの検出を行ない、このスリップの検出により
    半クラッチ状態となるようにクラッチ圧の制御を行な
    い、また、作業機操作時で、かつブームシリンダのボト
    ム圧が設定圧を越えたときに、上記クラッチ圧制御を解
    除するようにしたことを特徴とするホイールローダのス
    リップ防止方法。
  2. 【請求項２】上記スリップの検出は牽引力が設定値を越
    えたときに行なうことを特徴とする請求項（１）記載の
    ホイールローダのスリップ防止方法。
JP1299414A 1989-11-17 1989-11-17 ホイールローダのスリップ防止方法 Expired - Lifetime JP2660872B2 (ja)

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JP1299414A JP2660872B2 (ja) 1989-11-17 1989-11-17 ホイールローダのスリップ防止方法
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