JP7374021B2 - work vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、前進または後進しながら各種の作業を行う作業車両に関する。 The present invention relates to a work vehicle that performs various tasks while moving forward or backward.
ホイールローダなどの作業車両は、前進または後進しながら掘削作業、積込作業、および運搬作業といった複数の種類の作業を行う。このとき、運転室のオペレータからは、前進時においては、車体の前部に備えられた作業装置によって前方が確認しづらい場合があり、また、後進時においては、車体の後部に設けられたエンジンカバーなどによって後方視界が良好でない。そのため、作業車両の中には、障害物を検知して、当該障害物との衝突を回避するためのシステムが搭載されているものがある。 Work vehicles such as wheel loaders perform multiple types of work such as excavation work, loading work, and transport work while moving forward or backward. At this time, the operator in the driver's cab points out that when moving forward, it may be difficult to see what's ahead due to the work equipment installed at the front of the vehicle, and when moving backwards, the engine installed at the rear of the vehicle may be difficult to see. Rear visibility is not good due to covers etc. Therefore, some work vehicles are equipped with a system for detecting obstacles and avoiding collisions with the obstacles.
例えば、特許文献1には、車体後方の所定の範囲において物体の存在を検知する側域センサと、車体の走行を停止制御する停止制御手段と、を有し、車体の後進時に側域センサが物体の存在を検知すると、停止制御手段により駐車ブレーキバルブが断電状態とされて車輪に制動力が加わり、車体が停止する建設機械の後進時衝突防止装置が開示されている。
For example,
しかしながら、特許文献1に記載の建設機械の後進時衝突防止装置は、駐車ブレーキバルブを断電状態とすることにより、すなわち駐車ブレーキを作動させることにより、車体を停止させるため、例えば、運搬作業時などトランスミッションの速度段が高速度段であるような場合には、車体が慣性により後進し続けて、完全に停止するまでには時間が掛かり、障害物に衝突する可能性がある。
However, the collision prevention device for construction machinery when reversing as described in
そこで、本発明の目的は、車体の進行方向に障害物を検知した場合に、既存のブレーキ装置による制動力に頼らずに、障害物との衝突を回避することが可能な作業車両を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a work vehicle that is capable of avoiding a collision with an obstacle without relying on the braking force of an existing brake device when an obstacle is detected in the direction of movement of the vehicle body. There is a particular thing.
上記の目的を達成するために、本発明は、複数の車輪が設けられた車体と、前記車体に搭載されたエンジンと、前記エンジンから伝達されるトルクを増幅させるトルクコンバータと、前進用クラッチおよび後進用クラッチを電磁制御弁により制御することで、前記複数の車輪に対して前記トルクコンバータから出力されたトルクを遮断または変速した上で伝達するトランスミッションと、前記前進用クラッチおよび前記後進用クラッチの係合および解放を制御するコントローラと、を備えた作業車両において、障害物を検知すると共に、前記車体と前記障害物との間の距離を測定する障害物検知装置と、車速を検出する車速センサと、を有し、前記コントローラは、車速に応じたフルブレーキ時における前記車体の停止距離を閾値距離として記憶しており、前記車体が進行している方向において前記障害物検知装置が前記障害物を検知し、かつ、前記障害物検知装置で測定された測定距離が前記車速センサで検出された車速に応じた前記閾値距離よりも短いと判定した場合に限って、前記車体が進行している方向とは逆の方向に前記車体の進行方向を切り換える切換制御信号を前記電磁制御弁に対して出力し、前記車体が進行している方向において前記障害物検知装置が前記障害物を検知した場合であっても、前記測定距離が前記車速センサで検出された車速に応じた前記閾値距離以上であると判定した場合には、前記切換制御信号を前記電磁制御弁に対して出力しない。 In order to achieve the above object, the present invention provides a vehicle body provided with a plurality of wheels, an engine mounted on the vehicle body, a torque converter that amplifies the torque transmitted from the engine, a forward clutch, and a vehicle body equipped with a plurality of wheels. A transmission that controls the reverse clutch with an electromagnetic control valve to transmit the torque output from the torque converter to the plurality of wheels after cutting off or shifting the gear; and the forward clutch and the reverse clutch. A work vehicle comprising: a controller that controls engagement and disengagement; an obstacle detection device that detects an obstacle and measures a distance between the vehicle body and the obstacle; and a vehicle speed sensor that detects vehicle speed. and the controller stores a stopping distance of the vehicle body during full braking according to the vehicle speed as a threshold distance, and the obstacle detection device detects the obstacle in the direction in which the vehicle body is traveling. is detected, and the vehicle body is traveling only when it is determined that the measured distance measured by the obstacle detection device is shorter than the threshold distance according to the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor. A switching control signal for switching the traveling direction of the vehicle body to a direction opposite to the direction is output to the electromagnetic control valve, and the obstacle detection device detects the obstacle in the direction in which the vehicle body is traveling. However, if it is determined that the measured distance is equal to or greater than the threshold distance corresponding to the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor, the switching control signal is not output to the electromagnetic control valve.
本発明によれば、車体の進行方向に障害物を検知した場合に、既存のブレーキ装置による制動力に頼らずに、障害物との衝突を回避することができる。上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 According to the present invention, when an obstacle is detected in the traveling direction of the vehicle body, a collision with the obstacle can be avoided without relying on the braking force of an existing brake device. Problems, configurations, and effects other than those described above will be made clear by the following description of the embodiments.
以下、本発明の実施形態に係る作業車両の一態様として、例えば土砂や鉱物といった作業対象物を掘削してダンプトラック等へ積み込む荷役作業を行うホイールローダについて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, as one aspect of a work vehicle according to an embodiment of the present invention, a wheel loader that performs a cargo handling operation of excavating work objects such as earth and sand and minerals and loading them onto a dump truck or the like will be described.
<ホイールローダ1の構成>
まず、ホイールローダ1の構成について、図1および図2を参照して説明する。
<Configuration of
First, the configuration of the
図1は、本発明の実施形態に係るホイールローダ1の一構成例を示す外観側面図である。図2は、後方ミリ波レーダ61Rについて説明する説明図である。
FIG. 1 is an external side view showing a configuration example of a
ホイールローダ1は、車体が中心付近で中折れすることにより操舵されるアーティキュレート式の作業車両である。具体的には、車体の前部となる前フレーム1Aと車体の後部となる後フレーム1Bとが、センタジョイント10によって左右方向に回動自在に連結されており、前フレーム1Aが後フレーム1Bに対して左右方向に屈曲する。
The
車体には4つの車輪11が設けられており、2つの車輪11が前輪11Aとして前フレーム1Aの左右両側に、残り2つの車輪11が後輪11Bとして後フレーム1Bの左右両側に、それぞれ設けられている。なお、図1では、左右一対の前輪11Aおよび後輪11Bのうち、左側の前輪11Aおよび後輪11Bのみを示している。また、車体に設けられる複数の車輪11の具体的な数については、特に制限はない。
The vehicle body is provided with four
前フレーム1Aの前部には、荷役作業に用いる油圧駆動式の荷役作業装置2が取り付けられている。荷役作業装置2は、前フレーム1Aに基端部が取り付けられたリフトアーム21と、リフトアーム21を駆動する2つのリフトアームシリンダ22と、リフトアーム21の先端部に取り付けられたバケット23と、バケット23を駆動するバケットシリンダ24と、リフトアーム21に回動可能に連結されてバケット23とバケットシリンダ24とのリンク機構を構成するベルクランク25と、を有している。なお、2つのリフトアームシリンダ22は車体の左右方向に並んで配置されているが、図1では、左側に配置されたリフトアームシリンダ22のみを破線で示している。
A hydraulically driven
2つのリフトアームシリンダ22はそれぞれ、油圧ポンプから吐出された作動油が供給されてロッド220が伸縮することによりリフトアーム21を駆動する。同様にして、バケットシリンダ24は、油圧ポンプから吐出された作動油が供給されてロッド240が伸縮することによりバケット23を駆動する。
The two
リフトアーム21は、2つのリフトアームシリンダ22それぞれのロッド220が伸びることにより前フレーム1Aに対して上方向に回動し、ロッド220が縮むことにより前フレーム1Aに対して下方向に回動する。
The
バケット23は、土砂などを掬って放土したり、地面を均したりするための作業具であり、バケットシリンダ24のロッド240が伸びることによりリフトアーム21に対して上方向に回動(チルト)し、ロッド240が縮むことによりリフトアーム21に対して下方向に回動(ダンプ)する。
The
なお、バケット23は、例えばブレード等の各種アタッチメントに交換することが可能であり、ホイールローダ1は、バケット23を用いた掘削作業や押土作業の他に、除雪作業などの作業を行うこともできる。
Note that the
後フレーム1Bには、オペレータが搭乗する運転室12と、ホイールローダ1の駆動に必要な各機器を内部に収容する機械室13と、車体が傾倒しないように荷役作業装置2とのバランスを保つためのカウンタウェイト14と、が設けられている。後フレーム1Bにおいて、運転室12は前部に、カウンタウェイト14は後部に、機械室13は運転室12とカウンタウェイト14との間に、それぞれ配置されている。
The
ホイールローダ1は、荷役作業の特性上、車体を前進または後進させながら行う作業が多く、運転室12のオペレータは、前方または後方を確認しながら操作する必要がある。ただ、運転室12のオペレータからは、車体の前部に備えられた荷役作業装置2によって前方が確認しづらい場合があり、また、車体の後部に設けられたエンジンカバーなどによって後方が確認しづらい場合がある。
Due to the characteristics of cargo handling operations, the
そのため、ホイールローダ1では、車体の前方に存在する障害物を検知する前方ミリ波レーダ61Fが運転室12の上部前側に、車体の後方に存在する障害物を検知する後方ミリ波レーダ61Rがカウンタウェイト14の上部(車体の後部)に、それぞれ取り付けられている。ここで、「障害物」とは、ホイールローダ1の動きに対して障害の対象となり得るものであり、例えばホイールローダ1の周囲に存在する他の作業車両や設置機器、作業員などが含まれる。なお、前方ミリ波レーダ61Fは前方の障害物を、後方ミリ波レーダ61Rは後方の障害物を、それぞれ検知できれば、取付場所については特に制限はない。
Therefore, in the
例えば、図2に示すように、後方ミリ波レーダ61Rは、車体の後方に存在する障害物Xを検知すると共に、車体と障害物との間の距離L(以下、単に「測定距離L」とする)を測定する。前方ミリ波レーダ61Fについても、後方ミリ波レーダ61Rと同様の構成であり、これらのミリ波レーダ61F,61Rはそれぞれ、障害物を検知すると共に、車体と障害物との間の距離を測定する障害物検知装置の一態様である。なお、障害物検知装置には、ミリ波レーダに限らず、例えばステレオカメラなどを用いてもよい。前方ミリ波レーダ61Fおよび後方ミリ波レーダ61Rのそれぞれから出力された障害物検知信号および測定距離Lに係るデータは、後述するコントローラ5にそれぞれ入力される。
For example, as shown in FIG. 2, the rear
<ホイールローダ1の走行駆動システム>
次に、ホイールローダ1の走行駆動システムについて、図3を参照して説明する。
<Traveling drive system of
Next, the traveling drive system of the
図3は、ホイールローダ1の走行駆動システム構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the traveling drive system of the
ホイールローダ1は、トルクコンバータ式の走行駆動システムによって車体の走行が制御されており、エンジン30と、エンジン30の出力軸に連結されたトルクコンバータ31(以下、「トルコン31」とする)と、トルコン31の出力軸に連結されたトランスミッション32と、を備えている。エンジン30の駆動力は、トルコン31およびトランスミッション32を介して4つの車輪11に伝達され、これにより、4つの車輪11が駆動して車体が走行する。これらエンジン30、トルコン31、およびトランスミッション32はそれぞれ、コントローラ5から出力される指令信号(指令電流)に基づいて制御されている。
The running of the
トルコン31は、インペラ、タービン、およびステータで構成された流体クラッチであり、入力トルク(エンジン30から伝達されるトルク)に対して出力トルクを増幅させる機能、すなわちトルク比(=出力トルク/入力トルク)を1以上とする機能を有する。このトルク比は、トルコン31の入力軸の回転速度と出力軸の回転速度との比であるトルコン速度比e(=出力軸の回転速度N2/入力軸の回転速度N1)が大きくなるにつれて小さくなる。このようにして、トルコン31は、エンジン30の回転速度を変速した上でトランスミッション32に伝達する。
The
トランスミッション32は、前進用クラッチ32F、後進用クラッチ32R、および複数の速度段用クラッチ(図略)を有するクラッチ機構と、複数段の変速ギア(図略)を有するギア機構とによって構成されており、車体の進行方向、すなわち前進と後進とを切り換えると共に、複数の速度段から選択されたいずれかの速度段に切り換える。すなわち、トランスミッション32は、トルコン31の出力軸のトルクや回転速度、回転方向を変えた上で4つの車輪11へ伝達する。
The
前進用クラッチ32Fは前進用電磁制御弁321により、後進用クラッチ32Rは後進用電磁制御弁322により、それぞれ制御される。前進用電磁制御弁321および後進用電磁制御弁322はそれぞれ、コントローラ5から出力された制御信号にしたがって駆動する。
The forward clutch 32F is controlled by a forward
ホイールローダ1は、前進用クラッチ32Fが係合されて後進用クラッチ32Rが解放された場合に前進し、前進用クラッチ32Fが解放されて後進用クラッチ32Rが係合された場合に後進する。ホイールローダ1の前後進の切り換えは、運転室12(図1参照)に設けられた前後進切換レバー41により行われる。前後進切換レバー41は、前進の位置に切り換わると前進に係る進行方向切換信号を、後進の位置に切り換わると後進に係る進行方向切換信号を、それぞれコントローラ5に出力する。
The
また、前後進切換レバー41が前進の位置または後進の位置に操作された状態でブレーキペダル44が踏み込まれると、係合されている前進用クラッチ32Fまたは後進用クラッチ32Rが解放され、4つの車輪11に制動力が付与されて、車体は停止する。なお、前後進切換レバー41が中立位置に操作された場合、前進用クラッチ32Fおよび後進用クラッチ32Rは共に解放されて車体は停車状態となる。
Further, when the
複数の速度段用クラッチについても同様に、コントローラ5から出力された指令信号にしたがって駆動する電磁制御弁(図略)によりそれぞれ制御される。複数の速度段用クラッチがそれぞれ係合または解放されることにより、オペレータが選択した速度段に対応したギア比となるように複数段の変速ギアの組み合わせが制御される。ホイールローダ1では、トランスミッション32の速度段は、運転室12に設けられたシフトスイッチ42を操作することにより4つの速度段から選択することが可能である。
Similarly, the plurality of speed stage clutches are each controlled by an electromagnetic control valve (not shown) that is driven in accordance with a command signal output from the
具体的には、1速度段は、トランスミッション32の最低速度段であり、例えば掘削作業や登坂作業等のけん引力を必要とする作業時に選択される。2速度段は、トランスミッション32の最低速度段である1速度段よりも1段階大きく設定された速度段であり、例えばダンプアプローチ動作時に選択される。3速度段は、2速度段よりもさらに1段階大きく設定された速度段であり、4速度段は、3速度段よりもさらに1段階大きく設定された速度段であってトランスミッション32の最高速度段である。これら3速度段および4速度段は、例えば積荷の運搬時に選択される高速度段である。
Specifically, the first speed stage is the lowest speed stage of the
トルクコンバータ式の走行駆動システムでは、まず、運転室12に設けられたアクセルペダル43をオペレータが踏み込むとその踏込量に応じてエンジン30が回転し、エンジン30の回転に伴ってトルコン31の入力軸が回転する。そして、設定されたトルコン速度比eにしたがってトルコン31の出力軸が回転し、トルコン31からの出力トルクがトランスミッション32で変速された上で、プロペラシャフト15およびアクスル16を介して4つの車輪11にそれぞれ伝達されることにより、ホイールローダ1が走行する。
In a torque converter-type travel drive system, first, when an operator depresses an
ホイールローダ1の車速は、プロペラシャフト15に取り付けられた車速センサ62により検出される。具体的には、車速センサ62は、プロペラシャフト15の回転数に基づいて車速を検出する。車速センサ62は、車速Vを検出すると、そのデータをコントローラ5に出力する。
The vehicle speed of the
走行中のホイールローダ1を停止させたい場合には、オペレータは、ブレーキペダル44を踏み込む。ブレーキペダル44の踏込量が大きいほど4つの車輪11に付与される制動力は大きくなり急ブレーキがかかる。例えば、前方ミリ波レーダ61Fや後方ミリ波レーダ61Rで障害物が検知された場合、オペレータは、車体が障害物と衝突するのを回避すべくブレーキペダル44を踏み込む。しかしながら、オペレータの操作によってブレーキ力は異なるため、車体の停止が間に合わないこともある。また、トランスミッション32の速度段が高速度段、すなわちホイールローダ1が高速で進行しているような場合には、車体が慣性により後進し続けて、完全に停止するまでには時間が掛かり、障害物に衝突してしまうこともある。
When the operator wants to stop the
ホイールローダ1は、前進と後進とを切り換えて一連の作業を行うことから、この特性を利用して、車体が後進している際に後方に障害物を検知した場合(図2に示す場合)には車体の進行方向を前進方向に、車体が前進している際に前方に障害物を検知した場合には車体の進行方向を後進方向に、それぞれ切り換えることにより、制動力を発生させている。
Since the
すなわち、ホイールローダ1は、コントローラ5によってトランスミッション32の前進用クラッチ32Fおよび後進用クラッチ32Rの係合および解放を制御することにより、車体が進行している方向(前進方向または後進方向)とは逆の方向(後進方向または前進方向)に車体の進行方向を切り換えて、車体に搭載された既存のブレーキ装置により発生する制動力よりも大きな制動力を車体に発生させる。
That is, the
なお、ホイールローダ1などの作業車両は、一般的な乗用車と異なり、前進用クラッチ32Fの容量と後進用クラッチ32Rの容量とが同じに設定されているため、高速走行時および低速走行時の両者において前後進の切り換えが可能となっている。
Note that unlike general passenger cars, work vehicles such as the
<コントローラ5による制御>
次に、コントローラ5による制御について、図4~6を参照して説明する。なお、以下では、車体の後進中に後方ミリ波レーダ61Rが障害物を検知し、車体の進行方向を後進方向から前進方向に切り換える場合におけるコントローラ5の制御を例に挙げて説明し、車体の前進中に前方ミリ波レーダ61Fが障害物を検知し、車体の進行方向を前進方向から後進方向に切り換える場合におけるコントローラ5の制御についての説明は割愛する。
<Control by
Next, control by the
(コントローラ5の構成)
まず、コントローラ5の構成について、図4および図5を参照して説明する。
(Configuration of controller 5)
First, the configuration of the
図4は、コントローラ5が有する機能を示す機能ブロック図である。図5は、車速とフルブレーキ時における車体の停止距離との関係を示すグラフである。
FIG. 4 is a functional block diagram showing the functions that the
コントローラ5は、CPU、RAM、ROM、入力I/F、および出力I/Fがバスを介して互いに接続されて構成される。そして、前後進切換レバー41や切換制御選択スイッチ45といった各種の操作装置、ならびに後方ミリ波レーダ61Rおよび車速センサ62といった各種のセンサなどが入力I/Fに接続され、前進用電磁制御弁321や後進用電磁制御弁322など等が出力I/Fに接続されている。
The
切換制御選択スイッチ45は、車体が後進している状態において後方ミリ波レーダ61Rが障害物を検知した場合に、コントローラ5によって車体の進行方向を前進方向に切り換える切換制御を有効にするか否かを選択する選択装置の一態様であり、本実施形態では、運転室12(図1参照)内に設けられている。切換制御選択スイッチ45は、コントローラ5による切換制御の有効が選択された状態、すなわちON状態となると、選択信号をコントローラ5に出力する。
The switching
このようなハードウェア構成において、ROM若しくは光学ディスク等の記録媒体に格納された制御プログラム(ソフトウェア)をCPUが読み出してRAM上に展開し、展開された制御プログラムを実行することにより、制御プログラムとハードウェアとが協働して、コントローラ5の機能を実現する。
In such a hardware configuration, the CPU reads a control program (software) stored in a recording medium such as a ROM or an optical disk, expands it onto the RAM, and executes the expanded control program. The functions of the
なお、本実施形態では、コントローラ5をソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって構成されるコンピュータとして説明しているが、これに限らず、例えば他のコンピュータの構成の一例として、ホイールローダ1の側で実行される制御プログラムの機能を実現する集積回路を用いてもよい。
In this embodiment, the
図4に示すように、コントローラ5は、データ取得部51と、障害物判定部52と、距離判定部53と、記憶部54と、信号出力部55と、停車判定部56と、を含む。
As shown in FIG. 4, the
データ取得部51は、切換制御選択スイッチ45から出力された選択信号、前後進切換レバー41から出力された進行方向切換信号、後方ミリ波レーダ61Rから出力された障害物検知信号、後方ミリ波レーダ61Rで測定された測定距離L、ならびに車速センサ62で検出された車速Vに関するデータをそれぞれ取得する。
The
障害物判定部52は、データ取得部51で取得された進行方向切換信号および障害物検知信号に基づいて、車体の後進方向に障害物が存在するか否かを判定する。
The
距離判定部53は、障害物判定部52において車体の後進方向に障害物が存在すると判定された場合に、データ取得部51で取得された測定距離Lが、データ取得部51で取得された車速Vに応じた閾値距離Lthよりも短いか否かを判定する。ここで、「閾値距離Lth」とは、車速に応じたフルブレーキ時(ブレーキペダル44を最大量踏み込んだ時)における車体の停止距離であり、図5に示すように、車速の二乗に比例する。閾値距離Lthは、メモリである記憶部54に記憶されている。
The
障害物判定部52において車体の後進方向に障害物が存在すると判定された場合であっても、障害物に対してフルブレーキで車体の停止が間に合えばコントローラ5による進行方向の切換制御は不要となる。そこで、本実施形態では、距離判定部53により、測定距離Lと閾値距離Lthとを比較し、測定距離Lが閾値距離Lthよりも短いとき(L<Lth)、すなわちフルブレーキでも車体の停止が間に合わず障害物に衝突する可能性があるときに限って、コントローラ5による進行方向の切換制御を行う。
Even if the
信号出力部55は、距離判定部53において測定距離Lが閾値距離Lthよりも短いと判定されると(L<Lth)、車体の進行方向を後進方向から前進方向に切り換える、すなわち前進用クラッチ32Fを係合する切換制御信号を前進用電磁制御弁321に対して出力する。
When the
これにより、車体の進行方向が後進方向から前進方向に切り換わり、このとき、車体に制動力が発生する。この制動力は、ブレーキペダル44を操作することで発生する制動力よりも大きいため、オペレータは、既存のブレーキペダル44の操作に基づく制動力に頼らずに、障害物との衝突を確実に回避することができる。
As a result, the traveling direction of the vehicle body is switched from the reverse direction to the forward direction, and at this time, braking force is generated in the vehicle body. Since this braking force is larger than the braking force generated by operating the
また、本実施形態では、信号出力部55は、前進用電磁制御弁321に対する切換制御信号の出力により車体が停車すると、前進用クラッチ32Fを解放する解放信号を前進用電磁制御弁321に対して出力する。車体が停車してもなお、前進用クラッチ32Fが係合した状態であると、ホイールローダ1はそのまま前進方向に動き出してしまうため、前進用クラッチ32Fを解放して前後進の切り換え操作を中立状態とすることで、コントローラ5による進行方向の切換制御を解除することが望ましい。
Further, in the present embodiment, when the vehicle body stops due to the output of the switching control signal to the forward
停車判定部56は、信号出力部55から前進用電磁制御弁321に対して切換制御信号が出力されると、データ取得部51で再取得された車速Vに基づいて車体が停車したか否かを判定する。具体的には、データ取得部51で再取得された車速Vが0(ゼロ)に達した場合(V≦0)に車体は停車した状態となるため、停車判定部56は、データ取得部51で再取得された車速Vが0以下であるか否かを判定する。
When the
(コントローラ5内での処理)
次に、コントローラ5内で実行される具体的な処理の流れについて、図6を参照して説明する。
(Processing within controller 5)
Next, a specific flow of processing executed within the
図6は、コントローラ5で実行される処理の流れを示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing the flow of processing executed by the
まず、データ取得部51は、切換制御選択スイッチ45から出力された選択信号を取得すると(ステップS501/ON)、障害物判定部52は、車体の後進方向に障害物が存在するか否か、すなわちデータ取得部51で後進に係る進行方向切換信号および障害物検知信号が取得されたか否かを判定する(ステップS502)。
First, when the
ステップS502において車体の後進方向に障害物が存在すると判定される、すなわちデータ取得部51で後進に係る進行方向切換信号および障害物検知信号が取得されると(ステップS502/YES)、データ取得部51は、後方ミリ波レーダ61Rで測定された測定距離Lおよび車速センサ62で検出された車速Vをそれぞれ取得する(ステップS503)。
When it is determined in step S502 that an obstacle exists in the backward direction of the vehicle, that is, when the
次に、距離判定部53は、ステップS503で取得された測定距離Lが、ステップS503で取得された車速Vに応じた閾値距離Lthよりも短いか否かを判定する(ステップS504)。
Next, the
ステップS504において測定距離Lが閾値距離Lthよりも短い(L<Lth)と判定された場合(ステップS504/YES)、信号出力部55は、切換制御信号を前進用電磁制御弁321に対して出力する(ステップS505)。これにより、ホイールローダ1は、自動で後進から前進に切り換わり、車体に制動力が発生する。
If it is determined in step S504 that the measured distance L is shorter than the threshold distance Lth (L<Lth) (step S504/YES), the
続いて、データ取得部51は、車速センサ62で検出された車速Vを再び取得する(ステップS506)。停車判定部56は、ステップS506で取得された車速Vが0以下であるか否か、すなわち車体が停車しているか否かを判定する(ステップS507)。
Subsequently, the
ステップS507において車速Vが0以下である(V≦0)、すなわち車体が停車していると判定されると(ステップS507/YES)、信号出力部55は、解放信号を前進用電磁制御弁321に対して出力して(ステップS508)、コントローラ5における処理が終了する。一方、ステップS507において車速Vが0以下でない(V>0)、すなわち車体が動いていると判定されると(ステップS507/NO)、ステップS506に戻る。
When it is determined in step S507 that the vehicle speed V is 0 or less (V≦0), that is, the vehicle is stopped (step S507/YES), the
ステップS501において選択信号が取得されなかった、すなわち切換制御選択スイッチ45がOFFのままの状態(切換制御が無効の状態)である場合(ステップS501/NO)、ステップS502において車体の後進方向に障害物が存在していないと判定された場合、すなわちデータ取得部51で前進に係る進行方向切換信号および障害物検知信号が取得された場合、データ取得部51で障害物検知信号が取得されない場合、またはデータ取得部51で中立に係る進行方向切換信号が取得された場合(ステップS502/NO)、ステップS504において測定距離Lが閾値距離Lth以上である(L≧Lth)と判定された場合(ステップS504/NO)はいずれも、コントローラ5における処理が終了する。
If the selection signal is not acquired in step S501, that is, the switching
以上、本発明の実施形態について説明した。なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、本実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、本実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。またさらに、本実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 The embodiments of the present invention have been described above. Note that the present invention is not limited to the embodiments described above, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and the present invention is not necessarily limited to having all the configurations described. Furthermore, it is possible to replace a part of the configuration of this embodiment with the configuration of other embodiments, and it is also possible to add the configuration of other embodiments to the configuration of this embodiment. Furthermore, it is possible to add, delete, or replace some of the configurations of this embodiment with other configurations.
例えば、上記実施形態では、作業車両の一態様としてホイールローダ1を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えばホイールショベルなどの他の作業車両にも本発明を適用することが可能である。
For example, in the above embodiment, the
また、コントローラ5内で実行される処理は、少なくとも車体が進行している方向において障害物が検知された場合に、車体が進行している方向とは逆の方向に車体の進行方向を切り換える切換制御信号を出力する処理であればよい。
Further, the process executed within the
1:ホイールローダ(作業車両)
5:コントローラ
11,11A:前輪(車輪)
11,11B:後輪(車輪)
30:エンジン
31:トルクコンバータ(トルコン)
32:トランスミッション
32F:前進用クラッチ
32R:後進用クラッチ
45:切換制御選択スイッチ(選択装置)
61F:前方ミリ波レーダ(障害物検知装置)
61R:後方ミリ波レーダ(障害物検知装置)
62:車速センサ
321:前進用電磁制御弁(電磁制御弁)
322:後進用電磁制御弁(電磁制御弁)
L:測定距離
Lth:閾値距離
1: Wheel loader (work vehicle)
5:
11, 11B: Rear wheel (wheel)
30: Engine 31: Torque converter (torque converter)
32: Transmission 32F: Forward clutch 32R: Reverse clutch 45: Changeover control selection switch (selection device)
61F: Forward millimeter wave radar (obstacle detection device)
61R: Rear millimeter wave radar (obstacle detection device)
62: Vehicle speed sensor 321: Forward forward electromagnetic control valve (electromagnetic control valve)
322: Reverse electromagnetic control valve (electromagnetic control valve)
L: Measurement distance Lth: Threshold distance
Claims (3)
前記車体に搭載されたエンジンと、
前記エンジンから伝達されるトルクを増幅させるトルクコンバータと、
前進用クラッチおよび後進用クラッチを電磁制御弁により制御することで、前記複数の車輪に対して前記トルクコンバータから出力されたトルクを遮断または変速した上で伝達するトランスミッションと、
前記前進用クラッチおよび前記後進用クラッチの係合および解放を制御するコントローラと、を備えた
作業車両において、
障害物を検知すると共に、前記車体と前記障害物との間の距離を測定する障害物検知装置と、
車速を検出する車速センサと、を有し、
前記コントローラは、
車速に応じたフルブレーキ時における前記車体の停止距離を閾値距離として記憶しており、
前記車体が進行している方向において前記障害物検知装置が前記障害物を検知し、かつ、前記障害物検知装置で測定された測定距離が前記車速センサで検出された車速に応じた前記閾値距離よりも短いと判定した場合に限って、前記車体が進行している方向とは逆の方向に前記車体の進行方向を切り換える切換制御信号を前記電磁制御弁に対して出力し、
前記車体が進行している方向において前記障害物検知装置が前記障害物を検知した場合であっても、前記測定距離が前記車速センサで検出された車速に応じた前記閾値距離以上であると判定した場合には、前記切換制御信号を前記電磁制御弁に対して出力しない
ことを特徴とする作業車両。 A vehicle body equipped with multiple wheels,
an engine mounted on the vehicle body;
a torque converter that amplifies the torque transmitted from the engine;
A transmission that transmits the torque output from the torque converter to the plurality of wheels after cutting off or changing the speed by controlling a forward clutch and a reverse clutch with an electromagnetic control valve;
A work vehicle comprising: a controller that controls engagement and release of the forward clutch and the reverse clutch;
an obstacle detection device that detects an obstacle and measures a distance between the vehicle body and the obstacle ;
It has a vehicle speed sensor that detects vehicle speed ,
The controller includes:
A stopping distance of the vehicle body during full braking according to the vehicle speed is stored as a threshold distance,
The obstacle detection device detects the obstacle in the direction in which the vehicle body is traveling, and the distance measured by the obstacle detection device is the threshold distance according to the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor. outputting a switching control signal to the electromagnetic control valve to switch the traveling direction of the vehicle body to a direction opposite to the direction in which the vehicle body is traveling ;
Even if the obstacle detection device detects the obstacle in the direction in which the vehicle body is traveling, it is determined that the measured distance is equal to or greater than the threshold distance according to the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor. In this case, the switching control signal is not output to the solenoid control valve.
A work vehicle characterized by:
前記コントローラは、
前記電磁制御弁に対する前記切換制御信号の出力により前記車体が停車すると、前記切換制御信号に基づいて係合されたクラッチを解放する解放信号を前記電磁制御弁に対して出力する
ことを特徴とする作業車両。 The work vehicle according to claim 1 ,
The controller includes:
When the vehicle body comes to a stop due to the output of the switching control signal to the electromagnetic control valve, a release signal for releasing the clutch that has been engaged based on the switching control signal is output to the electromagnetic control valve. work vehicle.
前記車体が進行している方向において前記障害物検知装置が障害物を検知した場合に、前記コントローラによって前記車体の進行方向を逆の方向に切り換える切換制御を有効にするか否かを選択する選択装置を有し、
前記コントローラは、
前記選択装置において前記切換制御の有効が選択され、前記車体が進行している方向において前記障害物検知装置が障害物を検知し、かつ、前記測定距離が前記車速センサで検出された車速に応じた前記閾値距離よりも短いと判定した場合に限って、前記切換制御信号を前記電磁制御弁に対して出力する
ことを特徴とする作業車両。 The work vehicle according to claim 1 ,
Selection of whether to enable switching control for switching the traveling direction of the vehicle body to the opposite direction by the controller when the obstacle detection device detects an obstacle in the direction in which the vehicle body is traveling. has a device;
The controller includes:
The switching control is enabled in the selection device , the obstacle detection device detects an obstacle in the direction in which the vehicle is traveling , and the measured distance is equal to the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor. The working vehicle is characterized in that the switching control signal is output to the electromagnetic control valve only when it is determined that the distance is shorter than the corresponding threshold distance .
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