JP4243842B2 - セミトレーラ式除雪車 - Google Patents

Description

本発明は、セミトレーラ式除雪車に関する。

路面に積もった雪を除雪する除雪車として、図１に示すようなセミトレーラ式除雪車１がある。このセミトレーラ式除雪車１は、路面に積もった雪を一側に排除するスノープラウ２を備えた牽引車（以下「トラクタ」という）３と、スノープラウ２が除雪した後の残雪を一掃するスノースイーパ（回転ブラシ）７及びブロワ（図示せず）を備え、トラクタ３に牽引される被牽引車（以下「トレーラ」という）８とから成る（例えば、特許文献１、特許文献２、及び特許文献３参照。）。牽引式スノースイーパとしての除雪車は、フルトレーラ式は全長が長くなること、運転操作性に難があること等からセミトレーラ式が広く使用されている。
実開平２−１２０５１３号公報 実開平２−１２０５１４号公報 実開平２−１２０５１５号公報

セミトレーラ式除雪車は、旋回する際にトレーラ８の後輪９を操舵しない場合には図２に示すようにトレーラ８が内側に大きく回り込み、スノープラウ２で除雪した領域Ｉから外れて積雪領域IIに入り込むこととなる。このため、トレーラ８の後輪９を操舵して当該トレーラ８を外回りさせる必要がある。この場合、図３に示すようにトラクタ３の前輪４の軌跡を追随するように制御した場合スノースイーパ７の内側端７ａの軌跡がスノープラウ２による除雪領域Ｉから外れて積雪領域IIに入り込むこととなり、スノースイーパ７を損傷するおそれがあり好ましくない。また、トレーラ８の後輪９の舵角を大きくしてスノープラウ２による除雪領域Ｉにスノースイーパ７の内側端７ａの軌跡が収まるようにすると、図４に斜線で示すようにトレーラ８の後輪９の軌跡がトラクタ３の前輪４の軌跡を逸脱し、トレーラ８が大きく外回りすることとなる。

広い場所例えば、滑走路等の除雪作業においては上述したように旋回走行時にトレーラ８が大きく外回りしても余り問題はないが、除雪作業以外の走行時に旋回走行した場合にトレーラ８が大きく外回りすると周囲の建物等に干渉するおそれがある。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、セミトレーラ式除雪車において除雪作業モードと除雪作業モード以外のいわゆるセミトレーラの一般走行モードとに応じてトレーラ後輪の操舵角制御を行い、各モードにおける旋回走行時の不具合を解消するようにしたセミトレーラ式除雪車を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１の発明では、セミトレーラ式除雪車の制御装置は、運転者の操作によりスノースイーパの作業信号が入力されると、除雪作業モードを実行し、トレーラの後輪の操舵機構を制御して旋回走行時にトラクタのスノープラウの除雪領域内にトレーラのスノースイーパの軌跡が収まるように制御する。これにより、前記スノースイーパの損傷を防止することができる。制御装置は、前記スノースイーパの作業信号が入力されないときには走行モードを実行し、旋回走行時におけるトレーラ後輪の操舵角を前記除雪作業モードの操舵角よりも小さい操舵角として前記トレーラが大きく外回りすることを抑えるように前記操舵機構を制御する。これにより、除雪作業モード以外の走行モードにおける車両の操作性と、安全性との向上が図られる。

請求項２の発明では、前記制御装置は、作業信号が入力されたときに、トレーラの後輪の操舵角が直進状態で、車速が所定速度以下になった後に前記走行モードから前記除雪作業モードに切り換える。これにより、除雪作業モードでは、トレーラ後輪の操舵角が走行モードに比べて大きくなるように制御されることによるトレーラ側の急速な挙動変化を防止している。

請求項３の発明では、前記制御装置は、作業信号が入力されなくなったときに、予め設定された所定時間の経過後に前記除雪作業モードから前記走行モードに切り換える。これにより、除雪作業モードでの旋回時にトレーラの後輪の操舵角が、急速に小さくなってトレーラ側の挙動変化が大きくなることを防止して、自動的に除雪作業モードから走行モードに切り換える際の安全性を確保している。

本発明の請求項１の発明では、セミトレーラ式除雪車の除雪作業モードにおいては旋回走行時にトラクタ側のスノープラウによる除雪領域内にトレーラ側のスノースイーパの軌跡を収めることができ、前記スノースイーパの損傷を防止することができ、走行モードにおいては旋回走行時にトレーラが大きく外回りすることを抑えることで操作性と、安全性の向上が図られる。

請求項２の発明では、作業信号が入力されたときに、トレーラの後輪の操舵角が直進状態で、車速が所定速度以下になった後に走行モードから除雪作業モードに切り換えることにより、除雪作業モードでトレーラの後輪の操舵角が走行モードに比べて大きく制御されることによる急速な挙動変化を防止できる。
請求項３の発明では、作業信号が入力されなくなったときに、予め設定された所定時間の経過後に除雪作業モードから走行モードに切り換えることにより、除雪作業モードでの旋回時にトレーラの後輪の操舵角が急速に小さくなってトレーラ側の挙動変化が大きくなるのを防止して、自動的に除雪作業モードから走行モードに切り換える際の安全性を確保することができる。

図５は、本発明に係るセミトレーラ式除雪車におけるトレーラ後輪の操舵機構を制御する制御システムの実施例を示すブロック図である。尚、本発明に係るセミトレーラ式除雪車は、全体構成が図１に示すセミトレーラ式除雪車と同じ構成であるため図面を省略し、必要に応じて図１を用いて説明する。図５に示すように制御システム２１は、除雪作業モードと除雪作業以外の走行モードとの切換を可能とし、切換たモードに応じてトレーラ後輪の操舵を制御するもので、トレーラ８の後輪９（図１）の操舵機構１５を制御する制御装置２２を備えている。

制御装置２２には、トラクタ３の前輪４の操舵角例えば、不図示のハンドルの回転角を検出する回転角センサ２３と、トラクタ３の車速を検出する車速センサ２４と、トレーラ８の後輪９の操舵角を検出するトレーラ後輪操舵角センサ２６と、スノースイーパ７を回転駆動する図示しない油圧モータの駆動油圧を検出するスノースイーパ駆動油圧センサ２５と、スノースイーパ７を上下に昇降させる図示しないスノースイーパ昇降シリンダのストローク量を検出するストロークセンサ２７等から信号が入力される。

更に、スノースイーパ７の回転を開始させるスノースイーパ駆動スイッチ２８と、スノースイーパ駆動油圧センサ２５の検出値に基づいて駆動油圧を表示するスノースイーパ駆動油圧計３３と、スノースイーパ７を昇降操作するスノースイーパ昇降スイッチ２９と、スノースイーパ７を下降させたときに当該スノースイーパ７が接地状態時に点灯するスノースイーパスタンバイランプ３０と、スノースイーパ７を作動させる作業信号を出力するスノースイーパ作業開始スイッチ３１と、トレーラ８の後輪９が除雪作業モードで操舵されていることを運転者に知らせる除雪作業中表示ランプ３２等が接続されている。尚、トラクタ３のハンドルの回転角に代えてトラクタ３とトレーラ８とを連結するキングピンＫＰ（図１）回りの相対回転角信号を用いることも可能である。

制御装置２２は、コンピュータ（図示せず）を備え、前記各入力信号に基づいて除雪作業モード、走行モードを判別し、各モードに応じた制御信号を出力して操舵機構１５に加え、トレーラ８の後輪９の舵角を制御する。図６は、トレーラ８の後輪９の操舵角制御に使用するステアリングモードのマップの一例を示し、或る車速範囲例えば、４０km/k以下におけるトラクタ３のハンドル回転角（前輪４の操舵角）とトレーラ８の後輪９の操舵角との関係を表している。尚、セミトレーラ式除雪車の作業領域や仕様等にもよるが、除雪作業以外のときでも４０km/h以下で走行する場合を想定したものである。図中除雪作業時以外の走行モードにおける関係を実線で示し、除雪作業モードにおける関係を２点鎖線で示してある。このステアリングモードのマップは、前記コンピュータのメモリに記憶されている。制御装置２２は、除雪作業モード時、走行モード時に対応するステアリングモードのデータを読み出して操舵機構１５を制御する。

実線で示す走行モードにおいてはトラクタ３のハンドル回転角（舵角）が或る範囲（不感帯幅）内にある場合トレーラの舵角が０に維持され、トラクタ４のハンドル回転角が前記範囲（不感帯幅）を超えると当該ハンドル回転角に応じてトレーラ８の後輪９の操舵角が適切な割合で（略直線的）変化する。これにより、除雪作業時以外の旋回走行時にトレーラ８が大きく外回りすることを抑えて周囲の建物等に干渉することを防止することができる。

２点鎖線で示す除雪作業モードにおいてはトレーラ８の後輪９は、トラクタ３のハンドル操作と共に操舵され、前記走行モード時の操舵角よりも大きな操舵角で制御される。また、トラクタの後輪９の操舵角は、トラクタのハンドル回転角が或る範囲まで略直線的に変化し、前記範囲を超えて大きなハンドル回転角となるとこれに伴い急激に大きくなるように非線形に設定されている。これにより、図４に示すように旋回走行する際にトレーラ８を大きく外回りさせてスノープラウ２による除雪領域Ｉ内にスノースイーパ７の端部７ａの軌跡を収めることが可能となる。

図７は、操舵機構１５の一例を示し、後輪９の操舵角を制御する油圧アクチュエータ例えば、油圧シリンダ１６は、トレーラ８のフレーム１０に前後方向に水平に設けられており、ロッド１６ａの先端が、基端がフレーム１０に回動自在に垂設されたスレーブレバー１７の略中央に連結されている。ドラッグリンク１８は、一端がスレーブレバー１７の先端に連結され、他端が後輪９の車軸１１の先端に設けられ一側の後輪９を支持するナックル・ジョイント１２のナックルアーム１３に連結されている。また、ナックルジョイント１２には、ナックルアーム１３に連動してトレーラ８の他側の車輪の操舵を行うタイロッドアーム１９が一体で設けられている。タイロッド１４は、一端が前記一側のナックル・ジョイント１２のタイロッドアーム１９に連結され、他端が他側の後輪のタイロッドアーム（図示せず）に連結されている。

電磁弁１９は、制御装置２２からの制御信号に応じて油圧シリンダ１６のロッド１６ａのストロークを制御する。トレーラ８は、ロッド１６ａが１／２のストローク位置にあるときには左右の後輪９がフレーム１０と平行をなして操舵角が０即ち、直進行状態となり、ロッド１６ａが伸長すると左右の後輪９が矢印Ｘ方向に操舵されて例えば、右旋回となり、ロッド１６ａが短縮すると左右の後輪９が矢印Ｙ方向に操舵されて左旋回（図３）となる。これにより、トレーラ８が左右に操舵される。また、制御装置２２は、除雪装置としてのスノープラウ２及びスノースイーパ７の制御も行う。

図８及び図９に示すフローチャートを参照して、制御装置２２による作動を説明する。図８において、先ず図示しないイグニッションスイッチがＯＮされると、制御装置２２の制御がスタートして、初期設定としてトレーラ８の後輪９の操舵角制御モードが走行モードに設定される（ステップＳ１）。次に、スノースイーパ駆動スイッチ２８がトラクタ３の運転者等が操作してＯＮ状態であるかを判別し（ステップＳ２）、ＯＮ状態であるならば、制御装置２２は、スノースイーパ駆動油圧センサ２５からの信号を受信してスノースイーパ７の駆動油圧が所定圧であるかを判別し（ステップＳ３）、所定圧であれば次のステップＳ４に進むが、運転者はトラクタ３の車室内に設けたスノースイーパ駆動油圧計３３又はスノースイーパ７の回転動作を図示しないバックミラーを介して視認して正常であれば、スノースイーパ昇降スイッチ２９を操作する。次いで、制御装置２２は、ストロークセンサ２７から信号を受信してスノースイーパ７が接地している状態であるか否かを判別し（ステップＳ４）、接地している状態のときにはトラクタ３の車室内に設けたスノースイーパスタンバイランプ３０を点灯させてスノースイーパ７が作動待機状態であることを表示する（ステップＳ５）。次いで、運転者の手操作によりスノースイーパ作業開始スイッチ３１がＯＮ操作され、制御装置２２は、スノースイーパ作業開始スイッチ３１がＯＮ操作されたかを判別する（ステップ６）。スノースイーパ作業開始スイッチ３１がＯＮされるとスノースイーパ７を作動させる作業信号が制御装置２２に入力される。ここで、スノースイーパ作業開始スイッチ３１がＯＮ操作されなかった場合でもステップＳ６に進みスノースイーパ作業開始スイッチ３１がＯＮ操作されていないのでステップＳ２に戻る制御が行われる。また、ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４においても各判別結果が否定（ＮＯ）のときにはステップＳ２に戻り、上記各判別を繰り返す。

制御装置２２は、ステップＳ６においてスノースイーパ作業開始スイッチ３１がＯＮを確認するとトレーラ８の後輪９の操舵角が直進状態（操舵角０）にあるか否かを判別し（ステップＳ７）、直線走行状態にあるときには車速が所定速度例えば、５km/h以下であるか否かを判別し（ステップＳ８）、５km/h以下であるときには除雪作業モードに切り換えると共に（ステップＳ９）、除雪作業中であることを示す表示ランプ３１を点灯して作業者（運転者）に知らせる（ステップＳ１０）。従って、除雪作業は、直進走行で車速が５km/h以下のときから開始される。

除雪作業モードでは、詳細は後述するが、トレーラ８の後輪９の操舵角が走行モードに比べて大きくなるように制御されるため、除雪作業モードへの切換は、トレーラ８の後輪９の操舵角が直進状態で車速が５km/hの極低速で開始されることで、トレーラ８が急速な挙動変化することを防止している。
制御装置２２は、除雪作業モードになると図６に２点鎖線で示すようにトラクタ３の前輪４の操舵角（ハンドル回転角）に応じてトレーラ８の後輪９の操舵角が走行モードに比べて大きくなるように操舵機構１５を制御して、図４に示すように旋回走行時にスノープラウ２の除雪領域Ｉ内にスノースイーパ７の端部７ａの軌跡が収まるように制御する。

除雪作業モードにおいてスノースイーパ７の駆動油圧が所定圧であるか否か常時判別されており（図９のステップＳ１１）、所定圧よりも低下したときにはスノースイーパ７が接地しているか否かを判別し（ステップＳ１２）、接地していないと判別されたときにはスノースイーパ７の作業開始スイッチ３１がＯＮであるかＯＦＦであるか判別する（ステップＳ１３）。ステップＳ１１においてスノースイーパ７の駆動油圧が所定圧であると判別されたとき、ステップＳ１２においてスノースイーパ７が接地していると判別されたときには除雪作業モードが継続される。

ステップＳ１３においてスノースイーパ７の作業開始スイッチ３１がＯＦＦと判別されたときには当該ＯＦＦになったときからの時間ｔをカウントする（ステップＳ１４）。そして、スノースイーパ７の作業開始スイッチ３１がＯＦＦになっている時間ｔが所定時間Ｔを経過した後、トレーラ８の後輪９の操舵角が直進状態（操舵角０）になっているか否かを判別し（ステップＳ１５）、直進状態になっているときには除雪作業及び旋回走行が終了したものと判断して除雪作業モードから走行モードに切り換え（ステップＳ１６）、ステップＳ２に戻る。

トレーラ８が直進状態に戻る前に、除雪作業モードが解除されてしまうと、トレーラ８の後輪９の操舵角が急速に小さくなり、トレーラ８側の挙動変化が大きくなるのを防止する。
ステップＳ１３においてスノースイーパ７の作業開始スイッチ３１がＯＮと判別されたとき、ステップＳ１４においてスノースイーパ７の作業開始スイッチ３１がＯＦＦになっている時間ｔが所定時間Ｔを経過していないと判別されたとき、ステップＳ１５においてトレーラ８の後輪９の操舵角が直進状態になっていないと判別されたときにはステップＳ１１に戻り前記判別が繰り返される。

除雪作業モードから走行モードに切り換える際に予め設定された長さの作動信号ＯＦＦ時間Ｔを設けて（ステップＳ１４）除雪作業が終了したことを確認している。これにより、除雪作業モードでの旋回時にトレーラ８の後輪９の操舵角が急速に小さくなって、トレーラ８側の挙動変化が大きくなるのを防止して自動的に除雪作業モードから走行モードに切り換える際の安全性を確保している。セミトレーラ式除雪車１が除雪作業モードから走行モードに切り換えられると、トレーラ８の後輪９の操舵角が図６に実線で示すように制御される。これにより、走行モードにおける旋回走行時にトレーラ８が大きく外回りすることが防止される。

尚、上記実施例では、除雪作業モードと走行モードの２つのモードを設定し、これら各モードにおけるトレーラ８の後輪９の操舵角制御について説明したが、車両の後退走行時におけるトレーラ８の後輪９の操舵角制御を適切に行う後退モードの設定も可能である。

セミトレーラ式除雪車の説明図である。 図１に示すセミトレーラ式除雪車の除雪作業の旋回走行時にトレーラ後輪を操舵しない場合トレーラが内側に大きく回り込む説明図である。 図１に示すセミトレーラ式除雪車の除雪作業の旋回走行時にトレーラ後輪の操舵角が小さい場合スノースイーパの軌跡がスノープラウで除雪した領域から外れる説明図である。 図１に示すセミトレーラ式除雪車の除雪作業の旋回走行時にトレーラ後輪の操舵角が大きい場合トレーラが大きく外回りする説明図である。 本発明に係るセミトレーラ式除雪車のトレーラ後輪の操舵角を制御する制御システムを示すブロック図である（実施例）。 図５に示す制御システムにおけるトラクタのハンドル回転角とトレーラ後輪の操舵角との関係の一例を示すステアリングモードのマップである。 図５に示すトレーラ後輪の操舵機構の一例を示す一部斜視図である。 図５に示す制御システムによる除雪作業モードと走行モードの切り換え手順の一例を示すフローチャートの一部である。 図８に示すフローチャートの残部である。

符号の説明

１ セミトレーラ式除雪車
２ スノープラウ
３ トラクタ
４ トラクタ前輪
７ スノースイーパ
８ トレーラ
９ トレーラ後輪
１５ トレーラ後輪操舵機構
２１ トレーラ後輪制御システム
２２ 制御装置

Claims (3)

1. スノープラウを備えたトラクタと、前記スノープラウが除雪した後の残雪を一掃するスノースイーパを備え前記トラクタに牽引されるトレーラと、前記トレーラに設けられ該トレーラの後輪を操舵する操舵機構と、前記トラクタの操舵に応じて前記操舵機構を制御する制御装置とを備えたセミトレーラ式除雪車において、
   前記制御装置は、
   運転者の操作により前記スノースイーパを作動させる作業信号が入力されたときに、車両旋回時の前記スノープラウの除雪領域内に前記スノースイーパの軌跡が収まるように前記トレーラ後輪の操舵角を制御する除雪作業モードを実行し、前記作動信号が入力されていないときに、車両旋回時に前記トレーラ後輪の操舵角を前記除雪作業モードの操舵角よりも小さく制御する走行モードを実行することを特徴とするセミトレーラ式除雪車。
2. 前記制御装置は、前記作業信号が入力されたときに、前記トレーラ後輪の操舵角が直進状態で、車速が所定速度以下になった後に前記走行モードから前記除雪作業モードに切り換えることを特徴とする請求項１記載のセミトレーラ式除雪車。
3. 前記制御装置は、前記作業信号が入力されなくなったときに、予め設定された所定時間の経過後に前記除雪作業モードから前記走行モードに切り換えることを特徴とする請求項１記載のセミトレーラ式除雪車。

Images