JP5968255B2 - 貨物自動車 - Google Patents

Description

本発明は、過積載の際にエンジンの駆動制御が可能な貨物自動車に関する。

土砂等の積載物を運搬する貨物自動車は、ダンプシリンダを伸長させて荷箱を水平状態から傾斜状態とし、積載物を排出する。ダンプシリンダは、油圧ポンプから供給される作動油によって伸長する。油圧ポンプは、パワーテイクオフ（ＰＴＯ）を介して取り出した車両エンジンの動力によって駆動される。

こうした貨物自動車には積載量が予め規定されており、規定量を大きく超えた過積載の状態になるとダンプシリンダ等の排出装置の劣化を招くため好ましくない。そこで、過積載の場合には、貨物自動車の走行を規制する等の手段が提案されている（特許文献１等）。

特開平１０−０５４７５２号公報 特開平１０−０６２２３３号公報

しかしながら、単に貨物自動車の走行を規制するだけでは、過積載の検知に誤認識が生じた場合に大きな危険を招くといった新たな恐れが生じる。例えば、重量計測器を備えた貨物自動車の場合には、走行中のバウンド等により重量計測器が不意に応答する可能性がある。この場合に過積載と判断してしまうことで、貨物自動車が走行中に急停止することは好ましくない。そのため、過積載の状態を検知可能とするには、単純に重量を測定するだけでなく所定の条件を設けることが必要となる。

一方で、貨物自動車は多くの積載物を積載して運搬することが望まれるため、過積載状態になり易い傾向がある。また、排出装置は、過積載状態の荷箱等を重量に抗してリフトアップするので、大きな負荷を受けて損傷する恐れがある。そのため、排出操作に対する過剰な負荷を早期に把握できるようにすることが求められる。
また、貨物自動車の場合、作業現場によっては、迅速な対応を求められることや、過積載の状態を解消できない場合も考えられる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされており、不意に過積載検知を行う状態を回避し、過積載が検知された場合には迅速対応を採ることができる貨物自動車を提供する。

本発明では、車両の積載物の積載状態を検知する積載検知手段と、当該積載検知手段からの積載信号によって車両エンジンを停止する制御手段とを備えた貨物自動車を対象とする。上記課題を解決するため、制御手段は、積載物を排出操作する排出操作手段の操作信号及び積載信号が入力される入力部と、これらの入力された信号情報を判定する判定部と、車両エンジンに停止指令を出力する停止指令部と、車両エンジンに対する停止指令をキャンセルするキャンセル部とを有する構成とする。

こうした構成により、車両エンジンに停止指令を出力するのは、操作信号と積載信号の両方が制御部に入力されるとき、つまり積載物の排出を行うときに限定できる。

上記のキャンセル部は、信号入力部と判定部の間に設けられている構成にすることができる。キャンセル部がこれらの間にあることで、車両エンジンの停止指令を出力するトリガーとなる信号情報を適宜遮断することができる。

さらに、制御部はキャンセル部の駆動情報が入力される記憶部を有している構成にすることもできる。キャンセル部をどのようなタイミングで駆動させたか、またはキャンセル部を何回駆動させたか等の情報を適宜管理情報として記録することができる。

本発明の貨物自動車であれば、排出操作部の操作信号と積載検知手段の積載信号とに基づいて車両エンジンに停止指令を出力する。つまり、通常の排出操作は、貨物自動車が停止した状態で行われる。よって、車両エンジンの駆動規制は排出操作を行う際に限定されるので、貨物自動車の走行中における不意の走行停止を防止することができる。

本発明に係る積載検知手段は、排出操作時に機能を発揮することから、排出装置の負荷が過剰であることを確認できるので、排出装置の劣化を防止できる。また、過積載の状態であれば排出操作を行う際に車両エンジンが停止してしまうが、キャンセル部が設けられているので、暫定的ではあるが迅速対応を採ることができる。したがって、改めて排出作動が行われるので、周囲に排出作業に利用する機器等が無くても対応できる。

また、走行していない状態で行われる排出操作を遮られることで、作業者にとっては、走行装置の不具合ではなく、排出装置に大きな負荷がかかっていることを特定できるので、具体的なメンテナンス等を行うことができる。

本発明に係る貨物自動車を示す模式側面図である。 本発明に係る貨物自動車の排出機能に関わる制御部の模式図である。 本発明に係る貨物自動車の排出操作手順を示すフローチャートである。

本発明に係る貨物自動車の実施形態の一例に関して、図面を用いて説明する。

図１において、貨物自動車１００は、シャシフレームＦ１上にサブフレームＦ２が固定されており、このサブフレームＦ２には荷箱１が搭載されている。荷箱１は、シャシフレームＦ１の後端のダンプヒンジ２に軸支され、当該ヒンジ２を回動軸としてダンプ可能となっている。貨物自動車１００のダンプ操作は、制御手段３を介して作業者の指令が車両エンジン４や油圧装置５に出力されることで行われる。なお、本実施形態の貨物自動車１００は、作業者がダンプレバーＣ１をニュートラル（中立）状態から「上」げ状態に切り替えてアクセルペダルＣ２を踏むことでダンプする構成となっている。

油圧装置５は、油圧式のダンプシリンダ６に接続されており、このダンプシリンダ６の伸長を利用して荷箱１のダンプ作動が行われる。油圧装置５は、車両エンジン４のミッションに動力取出装置（パワーテイクオフ）ＰＴＯ及びドライブシャフト７を介して連結されており、ＰＴＯが「接」状態とされることで駆動される。また、油圧装置５には、油圧ポンプＰ及び切替弁Ｖが設けられており、油圧回路を介してダンプシリンダ６及び油タンクＴに接続されている。

切替弁Ｖは公知の３位置切替弁であって、上げ位置に切り替えられると油圧ポンプＰからの作動油は送り配管５１を通ってダンプシリンダ６の高圧室に圧送される。また、ダンプシリンダ６の低圧室の作動油は、戻り配管５２を通って油タンクＴに戻される。こうした作動油の給排によってダンプシリンダ６を伸長させ、荷箱１をダンプヒンジ２まわりに傾倒させることができる。切替弁Ｖが下げ位置に切り替えられた場合には、ダンプシリンダ６の高圧室内の作動油は、油タンクＴに戻され、荷箱１はその自重により倒伏して水平状態になる。

制御手段３は、運転室内のダンプレバーＣ１及びアクセルＣ２が接続されて、これらＣ１、Ｃ２の出力信号が入力される構成となっている。さらに、制御手段３には、荷箱１の重量計測を行う重量検知部Ｄ１、送り配管５１に設けられて作動油の油圧検知を行う油圧検知部Ｄ２、及びドライブシャフト７のトルクを検知するトルク検知部Ｄ３が接続されて、これらＤ１〜Ｄ３の出力信号も入力される構成となっている。各検知部Ｄ１〜Ｄ３には、特開平８−２３３６４０、特開平８−０５８４５６、特開平１０−２２６２４２等における公知のものが適用可能である。本実施形態では上記の３つの検知部Ｄ１〜Ｄ３の他に、空気圧を検知する等の積載状態を検知する検知部を設けても良い。なお、制御手段３はイグニッションスイッチ等のメインスイッチをオンにすることで駆動状態となる。
次に、制御手段３の具体的構成について図２を用いて説明する。

本実施形態に係る制御手段３は、ダンプ操作を行うための排出操作手段Ｃと、ダンプする際の荷箱１の積載物量を把握する積載検知手段Ｄの両方の出力信号が入力されて、その信号に基づいてダンプ作動の可否を判定して車両エンジン４の駆動制御を行い、その判定結果に暫定的な対応手段を施すことができる構成を備えている。

排出操作手段Ｃは、上述のダンプレバーＣ１やアクセルＣ２を含んでなり、積載検知手段Ｄも上述の重量検知部Ｄ１、油圧検知部Ｄ２、トルク検知部Ｄ３を含んでなる。

制御手段３は、操作排出手段Ｃと積載検知手段Ｄの出力信号が入力される入力部３１と、入力部３１に入力された信号を基に車両エンジン４の駆動制御に関する信号を出力する判定部３２と、判定部３２に接続されて所定条件に合致する場合には作業者に対して音や映像で報知する警告部３３と、入力部３１や警告部３３に接続されてこれらのデータを記憶する記憶部３４とを備えている。また、制御手段３には駆動指令部３５と停止指令部３６も接続されている。これら指令部３５、３６は、判定部３２の判定結果を車両エンジン４に対して出力する。さらに、記憶部３４には、記憶データを外部機器（例えば、ＰＣ機器）に出力するデータ出力部３７や、貨物自動車１００の走行速度を記録する速度検知部３０１も接続されている。データ出力部には所望するデータを表示する表示部３８も接続されている。そして、この制御手段３には、入力部３１と判定部３２との間にキャンセル部３９が設けられている。キャンセル部３９は、キャンセル指令部３９ａの出力信号に基づいて、入力部３１から判定部３２に出力信号の一部切替を行う切替機能を有する。なお、キャンセル部３９は記憶部３４にも接続されており、記憶部３４にはキャンセル部３９による上記切替機能の駆動有無や駆動回数などに関する情報も記憶される。
この制御手段３を用いたダンプ操作の手順について、図３を用いて説明する。

車両停止状態とした後に、排出指令ステップＳ１と、積載検知ステップＳ２と、エンジン制御ステップＳ３とが適宜行われる。排出指令ステップＳ１と積載検知ステップＳ２の結果がエンジン制御ステップＳ１に影響する点が大きな特徴である。

先ず、排出指令ステップＳ１では、荷箱１に積載された積載物の状態が過積載ではない「正常な積載」であるときに、運転室内のメインスイッチがオン状態であることと、ニュートラル状態であることを確認する（Ｓ１１〜Ｓ１３）。そして、ダンプ操作を行うために、排出操作手段Ｃの操作信号を入力部３１に出力する。先ずはダンプレバーＣ１を「上」状態にし（Ｓ１４）、ＰＴＯを「接」状態にする。その後、アクセルを踏んでオン状態としつつ、車両エンジン４の動力を油圧ポンプＰに伝達する（Ｓ１５）。

次に、積載検知ステップＳ２を行う。本ステップＳ２では、積載検知手段Ｄの検知信号が入力部３１に出力され、その信号情報と既に入力されている排出操作手段Ｃの信号情報に基づいて判定部３２や警告部３３が機能する。

積載検知手段Ｄからは最初に重量検知部Ｄ１の信号が入力される（Ｓ２１１）。本実施形態に係る重量検知部Ｄ１はメインスイッチがオン状態になった際に荷箱１の重量を計測し、排出操作手段Ｃの操作信号が入力部３１に入力された後に、重量検知部Ｄ１の検知信号も出力されるように設定されているが、この順序は特に限定されるものではない。例えば、メインスイッチがオン状態になる前から荷箱１の重量を常時検知しつつ、排出操作手段Ｃの操作信号が入力部３１に入力された後に重量検知部Ｄ１の検知信号が出力されるように設定しても良い。メインスイッチがオン状態になった際に排出操作手段Ｃの操作信号の出力の有無に関係なく、入力部３１に検知信号が出力されるようにしても良い。

重量検知部Ｄ１が予め設定されている設定値を超える重量を検知した場合には、警告部３３に信号を出力し、作業者に報知される（Ｓ２２）。これにより、貨物自動車１００が過積載状態であることを早期に把握することができる。上記設定値を越えていない場合には、トルク検知部Ｄ３でドライブシャフト７のトルク検知に移る（Ｓ２１２）。トルクが設定値を越えている場合には、警告部３３に信号を出力して同様に報知する（Ｓ２２）。これにより、貨物自動車１００の過積載状態や、ダンプ作動におけるトルクに係る負荷が大きい状態を把握することができる。トルクの設定値を超えていない場合には、油圧検知部Ｄ２でダンプシリンダ６に供給される作動油の油圧を検知する（Ｓ２１３）。油圧が設定値を超えている場合にも、警告部３３に信号が出力されて同様に報知する（Ｓ２２）。油圧検知部Ｄ２の検知によって、貨物自動車１００の過積載状態や、作動油の経年変化等を把握することができる。油圧の設定値を超えていない場合には、判定部３２が駆動指令部３５に対して判定結果を出力し、車両エンジン４の駆動が継続される（Ｓ３９２）。積載検知ステップＳＢでの警告報知は、排出操作手段Ｃと積載検知手段Ｄの両方の出力信号を基にして行われ、一方の信号が入力されていない場合には行われない。このため、貨物自動車１００が停止してダンプ操作が行われる場合においてのみ警告報知が行われることになる。また、警告報知の有無は、記憶部３４によって記憶されるため、事後確認も可能である。本実施形態のように３つの検知部Ｄ１〜Ｄ３が設けられていることで、作業者は貨物自動車１００の様々な状態を早期に把握することができ、また、警告内容をそれぞれの検知ごとに区別するようにすれば警告内容も把握できるのでメンテナンス面でも効果がある。なお、３つの検知部Ｄ１〜Ｄ３はそれぞれ順番に検知信号が入力部３１に入力される設定となっているが、順番は適宜変更可能であり、複数の信号が同時に入力されるように設定しても良い。

警告報知が行われた状態にも関わらず、作業者が継続してダンプ操作を行うためにアクセルがオン状態となっている（アクセルペダルＣ２を踏んでいる）場合（Ｓ２４１）には、改めて重量検知部Ｄ１、トルク検知部Ｄ２、油圧検知部Ｄ３による検知が同様に行われる（Ｓ２５１〜Ｓ２５３）。積載検知手段Ｄにおける各検知部Ｄ１〜Ｄ３が設定値を越えていることを検知した場合には、それぞれの検知段階で判定部３２が車両エンジン４の停止を判定して停止指令部３６に対して信号を出力する。また、各検知部Ｄ１〜Ｄ３のいずれもが設定値を越えていないと検知した場合には、駆動指令部３５に対して信号を出力する。このような警告報知後に行われる検知も、１回目の検知と同等に適宜設定変更可能である。一方、警告報知によって作業者がダンプ操作を停止し、ダンプレバーを「下」げ操作すると、警告表示もＯＦＦとする（Ｓ２４２、Ｓ２４３）。

なお、積載検知ステップＳ２では、各検知部Ｄ１〜Ｄ３による検知がそれぞれ２回ずつ行われるように設定しているが、検知回数は２回に限定されない。例えば、警告報知を行うことなく、車両エンジン４の停止制御を行っても構わない。

そして、積載検知ステップＳ２の終了後に、エンジン制御ステップＳ３に移行する。本ステップＳ３では、判定部３２に入力された信号情報を基にして、車両エンジン４の駆動を継続するか停止するかについての制御を行う。

停止指令部３６に判定部３２から信号が入力されると、停止指令部３６は車両エンジン４の駆動停止の制御を行う（Ｓ３１）。車両エンジン４が駆動停止されることで、その動力が油圧ポンプに伝達されなくなるので、ダンプ操作を行うことができなくなる。この車両エンジン４の駆動停止は、貨物自動車１００が予め停止した状態でダンプ操作を行おうとする際に行われる。そのため、不意に車両エンジン４が停止しても貨物自動車１００が走行中に急に車両エンジン４が停止するような場合と比較して危険性がない。また、事前に警告報知も行われているため、車両エンジン４の停止が起きた場合でも作業者は貨物自動車１００の不良と誤認識することもなく、過積載の状態を継続したままダンプ操作を行おうとしていたことが要因であると認識できる。一方、駆動指令部３５に判定部３２から信号が入力されると、エンジン駆動の継続制御が行われる（Ｓ３９２）。

車両エンジン４が停止された場合、作業者はダンプレバーを「下」げ操作すると荷箱１を水平状態（車両走行状態）に戻すことができる（Ｓ３４）。荷箱１が水平状態になると、車両エンジン４に対する停止信号はＯＦＦとなる（Ｓ３４ａ）。

反対に、車両エンジン４が停止された場合、ダンプ操作を行う作業現場において、ダンプ操作を即座に行うために、キャンセル指令部３９ａからキャンセル部３９にキャンセル指令を出力し（Ｓ３５）、暫定的に荷箱１のダンプ作動を行うことができる。当該指令が入力されたキャンセル部３９において、積載検知手段Ｄによる信号情報の判定部３２への入力経路を遮断する。判定部３２では排出操作手段Ｃによる操作信号と、積載検知手段Ｄによる検知信号との両信号情報が入力されていることが車両エンジン４の停止制御を行うトリガーとなっており、キャンセル部３９によって上記経路が遮断されると、積載検知手段Ｄによる検知信号の情報が判定部３２に入力されないので車両エンジン４の停止制御が実行されない。つまり、車両エンジン４の停止状態が解除される（Ｓ３８）。その結果、暫定的に作業者は過積載の状態であってもダンプ操作を行うことができる。

キャンセル部３９の駆動状況に関しては、その駆動記録が記憶部３４に記録されるので、その回数や時期を確認することが可能となる（Ｓ３７）。特に、記憶部３４のデータについて無線出力等を行うようにすれば、貨物自動車１００の管理者にも随時情報が送信されるため、管理上好ましい。本実施形態のように、一旦車両エンジン４を停止させた後にダンプ操作を継続可能とする構成は、作業者が過積載状態を把握しつつ、ダンプ操作を継続しようとしていることとなる。つまり、排出装置が過負荷状態となることを認識した上で、ダンプ操作を行っていることの特定にも役立つ。この効果は、検知部Ｄ１〜Ｄ３によるそれぞれ２回の検知（Ｓ２１１〜Ｓ２１３とＳ２５１〜Ｓ２５３）が行われる構成としていることで顕著となる。また、速度検知部３０１のデータからキャンセル部３９の駆動状況と照合することもできる。ダンプ操作は貨物自動車１００が停止状態の際に行われるため、速度検知部３０１との照合によって、キャンセル部３９の駆動が貨物自動車１００を走行させるために実行されたのか、又は暫定的にダンプ操作するために実行されたのか判断できる。例えば、キャンセル部３９が駆動された直後に速度検知部３０１が一定以上の速度を検知している場合には、貨物自動車１００を走行させるためにキャンセル部３９が駆動されたことと判断できる。

一連のダンプ操作を完了すると、作業者はダンプレバーを「下」げ操作する。キャンセル部３９に駆動指令が出力されて暫定的なダンプ排出が行われた状態であっても、「下」げ操作を受けることで、車両エンジン４の停止指令はＯＦＦとなる。その結果、貨物自動車１００は通常通り走行可能となる。また、次の作業現場等で新たにダンプ操作を行う場合にも支障なく作業を行うことができる。

以上のように、本実施形態に係る制御手段３によって、ダンプ操作を行う際に限定して車両エンジン４の停止制御が行われるので、周囲に対する安全が確保される。また、暫定的なダンプ操作を行うこともできるため、過積載状態における迅速な対応も可能となる。そして、記憶部３４を備えていることでキャンセル部３９を用いた暫定的な対応をどの程度の頻度で行っているかの把握も可能となるため、作業者だけでなく貨物自動車１００の管理者にとっても好ましい。さらには、速度検知を併せて行うことで、上記の暫定的対応をダンプ操作のみに実行することにつなげることができる。また、制御手段３は、複数の検知部Ｄ１〜Ｄ３で構成される積載検知手段Ｄが入力部３１に接続されているので、過積載状態の検知精度を高めることができ、ダンプ操作を行う際の負荷が所望する状態か否かを的確に判断することができる。

本実施形態に係る制御手段３では、排出操作手段Ｃや積載検知手段Ｄはそれぞれ複数の操作部Ｃ１、Ｃ２や検知部Ｄ１〜Ｄ３で構成される構成としたが、いずれか１つのみで構成しても良い。勿論、他の操作部や検知部を用いる構成としても良い。

また、貨物自動車１００に関してはダンプ車両を用いて説明しているが、停車中に積載物の排出作動が行われる車両、例えばコンテナを積みおろしする車両や、ゴミ排出を行う車両等でも適用可能である。
制御手段３におけるキャンセル部３９に関しては、入力部３１と判定部３２の間に設けているが、判定部３２と停止指令部３６とのとの間に設けても構わない。

本発明は、停車中に積載物の排出作動を行う貨物自動車全般に対して有用である。

１ 荷箱
２ ダンプヒンジ
３ 制御手段
４ 車両エンジン
５ 油圧装置
６ ダンプシリンダ
７ ドライブシャフト
３１ 入力部
３２ 判定部
３３ 警告部
３４ 記憶部
３５ 駆動指令部
３６ 停止指令部
３７ データ出力部
３８ 表示部
３９ キャンセル部
３９ａ キャンセル指令部
５１ 送り配管
５２ 戻り配管
Ｃ 排出操作手段
Ｃ１ ダンプレバー
Ｃ２ アクセル
Ｄ 積載検知部
Ｄ１ 重量検知部
Ｄ２ 油圧検知部
Ｄ３ トルク検知部
１００ 貨物自動車

Claims (3)

1. 車両の積載物の積載状態を検知する積載検知手段と、当該積載検知手段からの積載信号によって車両エンジンを停止する制御手段とを備えた貨物自動車であって、
   前記制御手段は、前記積載物を排出操作する排出操作手段の操作信号及び前記積載信号が入力される入力部と、これらの入力された信号情報を判定する判定部と、前記車両エンジンに停止指令を出力する停止指令部と、前記車両エンジンに対する前記停止指令をキャンセルするキャンセル部とを有する
   ことを特徴とする貨物自動車。
2. 前記キャンセル部は、前記信号入力部と前記判定部の間に設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の貨物自動車。
3. 前記制御部は、前記キャンセル部の駆動情報が入力される記憶部を有している
   ことを特徴とする請求項１に記載の貨物自動車。

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