JPH03284461A - 車両のピッチング抑制装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば、ホイールローダ等の車両のピッチン
グ抑制装置に関する。

（従来の技術） ホイールローダでは、車両本体に作業装置が備えられ、
この作業装置は、車両本体の前部に昇降自在に枢支され
た左右一対のブームと、車両本体の前部と各ブーム間に
介装された左右一対のブームシリンダと、ブームの前端
部に回動自在に枢支されたパケットと、車両本体の前部
とパケット間に介装されたパケットシリンダ等を有する
。

ところで、ホイールローダの走行時には、パケットを地
面から浮かせた状態に保持して、走行させる。

（発明が解決しようとする課題） 然しながら、作業装置は、重量物であると共に、車両本
体から前方に大きく突出しており、この作業装置を地面
から浮かせた状態での走行は極めて不安定であった。

このため、ホイールローダを走行させた際には、路面の
起伏に応して、ホイールローダが大きくピッチングして
いたのが実情であった。

本発明は、上記問題を解決できる車両のピッチング抑制
装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために、本発明が採用した手段は、
車両のピッチングを検出する手段と、検出されたピッチ
ングに応してブレーキ装置を作動させる手段とを有する
点にある。

（作用） 車両を走行させた際には、路面の起伏に応して、車両が
ピッチングする。

この際、車両のピッチングが検出されると共に、この検
出されたピッチングに応じてブレーキ装置が作動せしめ
られて、車両のピッチングが抑制される。

（実施例） 以下、本発明をホイールローダに適用した一実施例を第
１図乃至第４図の図面に基づき説明すると、第１図はホ
イールローダを示し、ホイールローダは、車両本体１と
、車両本体１の前部に備えられた作業装置２とから構成
されている。

車両本体ｌは、前・後フレーム４．５等から成る車体６
と、前・後ドライブアクスル７．８と、これらドライブ
アクスル７．８の両端部に備えられた左右−討究の前・
後輪９．１０と、キャビン１１等を有する。

前・後輪９．１０を制動するブレーキ装置は、前・後輪
９．１０に夫々備えられた制動部１３．１４と、各制動
部１３．１４を作動させるマスクシリンダ２０と、マス
クシリンダ２０を作動させるブレーキペダル等を有する
。

各制動部１３．１４は、ブレーキディスク１５．１６と
、ブレーキディスク１５．１６を押圧するホイールシリ
ンダ１７．１８を有する。

マスクシリンダ２０は、各ホイールシリンダ１７．１８
を作動させるもので、電磁弁２１により制御され、この
電磁弁２１はリレー２２により制御される。

２３．２４ハセンサで、前・後ドライブアクスル７．８
に夫々取付けられるもので、前・後各ドライブアクスル
７．８の上下方向に関する加速度を検出する。

２６は制御装置で、マイコン等から成り、演算手段と、
比較手段を有する。

演算手段は、センサ２３．２４により検出された前・後
ドライブアクスル７．８の加速度から前・後各ドライブ
アクスル７．８の振幅及び位相差を演算する。

比較手段は、前・後各ドライブアクスル７．８のピッチ
ングの位相差を比較すると共に、前・後各ドライブアク
スル７．８のピッチングの振幅を、設定した基準振幅と
比較する。

３０はリレー制御装置で、比較手段からの信号で作動す
る。

尚、作業装置２は、前フレーム４に昇降自在に枢支され
た左右一対のブーム３２と、前フレーム４と各ブーム３
２間に介装された左右一対のブームシリンダ３３と、ブ
ーム３２の前端部に回動自在に枢支されたパケット３４
と、前フレーム４とパケット３４間に介装されたパケッ
トシリンダ３５等を有する。

上記のように構成した実施例によれば、ホイールローダ
を走行させると、路面の起伏に応じてホイールローダが
ピッチングする。

この際、前・後ドライブアクスル７．８の上下方向の加
速度を各センサ２３．２４が検出し、この検出した加速
度から、制御装置２６の演算手段が、前・後ドライブア
クスル７．８の上下方向のピッチングの位相差と、振幅
を演算する。

そして、制御装置２６の比較手段が、上記位相差を比較
すると共に、振幅を設定した基準振幅と比較する。

そして、第２図及び第３図に示すように、前・後ドライ
ブアクスル７．８のピッチングの位相差が１８００であ
れば、ホイールローダがピッチングしていると判断し、
第２図及び第４図に示すように、位相差がなければ、ピ
ッチングしていないと判断するのである。

そして、ピッチングと判断すると、次に、演算された振
幅と基準振幅とを比較して、その差に応じて信号をリレ
ー制御装置３０に出力する。

リレー制御装置３０は、上記信号により作動し、上記信
号に対応した周期及び通電時間で、リレー２２に通電す
る。

これにより、電磁弁２１が作動し、マスクシリンダ２０
が作動して、各ホイールシリンダ１７に作動油を供給し
、各制動部１３．１４が上記周期及び通電時間に対応し
て、制動状態、非制動状態を繰り返す。

そして、各制動部１３．１４が制動状態になると、ホイ
ールローダが前傾する現象、即ち、ノーズダイブ現象が
起こり、これがホイールローダのピッチングを打ち消す
ように働き、ホイールローダのピッチングが抑制される
。

この原理を第５図乃至第８図の図面に基づき更に説明す
ると、第５図は車両のピッチングをモデル化したもので
、今、車両の最大ピッチング角をθとすると、前輪の撓
みＸは近似的に ｘ＝１１０ 但し、ＩＩ　二車両の重心から前輪までの前後方向に関
する距離 となり、上記撓みにより、下記のΔＦ１だけ車両が前輪
から受ける力が増大する。

ΔＦｌ＝に＋　　Ｘ＝に＋　　ＩＩ　　θ但し、ｋｌ　
：前輪のバネ定数 又、車両が後輪から受ける力も下記のΔＦ２だけ減少す
る。

ΔＦ２＝に２　１２　θ 但し、ｋ２　：後輪のバネ定数 １２　：車両の重心から後輪までの前後方向に関する距
離 一方、第６図は車両の制動時をモデル化したものを示し
、今、制動により、車両がαの減速度で減速されるとす
ると、下記のように、車両には、慣性力により、力Ｆが
作用し、これに伴い、前輪の接地荷重がΔＷｆ増大し、
後輪の接地荷重が△Ｗｒだけ減少する。

Ｆ＝　　　　　・　α 但し、Ｗ：車両の重量 ｇ：重力加速度 ｈ：車両の重心高さ ■：軸距 従って、車両のピッチング時において、車両が第５図に
なった状態をねらって制動すると、制動による荷重移動
により、前輪の接地荷重が△Ｗｆ増大し、後輪の接地荷
重が△Ｗｒだけ減少するから、これにより、第５図にお
いて、車両が前輪から受ける力の増大分は、ΔＦ１から
△Ｗｆだけ引いたものとなる。

又、車両が後輪から受ける力の減少分は、ΔＦ２から△
Ｗｒを引いたものとなる。

これにより、車両のピッチングが抑制される。

これを具体的数値を使用して次に説明する。

今、Ｗ＝４５５０ｋｇ １　＝２．２　ｍ １、＝１２４ｍ １□−０，９６ｍ ｈ　＝０．９　ｍ ｋ＋　＝ｋｚ　＝１．１１　Ｘ　１０５ｋｇ／ｍα−５
，８５ｍ／ｓ” とし、前・後輪の最大撓みを仮に５０肛とすると、車両
の静的ピッチング角θは ＝２．６’　＝０．０１４５　　（ラジアン）ΔＦ＋＝
に＋１＋　　θ ＝１．１１ＸＩＯ’　　Ｘｌ、２４Ｘ０．０１４５＝１
９９６（ｋｇ） △Ｆｚ＝ｋｚｌｚ　　θ ＝１．１１ｘｌＯ’　　ｘｏ、９６ｘＯ，０１４５＝１
５４５（ｋｇ） ４５５０　ｘ５．８５　ｘＯ，９ ９，８Ｘ２．２ ＝１　１　１１　　（ｋｇ） 従って、△Ｗ、の△Ｆ１に対する比Ｐはとなり、車両の
ピッチングを約５６％低減できる。

又、車両の走行中におけるピッチング時のピッチング数
ｆを例えば、３．２５ｃｐｓ　とすると、周期Ｔは第７
図に示すように、 Ｔ＝１／ｆ＝０．３１　（秒） となる。

そして、制動は、前輪が最大に撓んだ後、中立状態に戻
るまでの時間ｔに行うとすると、Ｌは、ｔ−０，３１／
４ζ０．０８（秒） となる。

仮に、ホイールシリンダの制動圧力（例えば、圧力６２
ｋｇ／ｃ１ｉ）を、第８図に示すように、０．０８秒間
のパルス波形で１回発生させたとすると、車速のダウン
は下記のようになる。

即ち、今、制動前の車速をｖ（＋、制動後の車速をｖ、
とすると、 Ｖ、＝ｖ６−αｔ となるから、■、を１７ｋｉ＊／ｈとすると、−１５，
３（ｋｍ／ｈ） となる。

実際の車両では、ホイールシリンダの制動圧力はパルス
波形にならないので、車速の変化はもっと緩やかなもの
となると考えられる。

尚、本発明はホイールローダ以外の車両にも適用可能で
ある。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、ブレーキ装置を
利用することにより、路面に起伏があっても、車両が大
きくピッチングすることを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の一実施例を示し、第１図は
ホイールローダの側面図、第２図乃至第４図は前・後ド
ライブアクスルの振動を示すグラフ、第５図はピッチン
グ時の状況を示す説明図、第６図は制動時の状況を示す
説明図、第７図は前ドライブアクスルの振動を示すグラ
フ、第８図は制動圧力を示すグラフである。 １・−・・・・車両本体、２・−・・・・作業装置、１
３．１４・・・・・・制動部、２０・・・・・・マスク
シリンダ、２１・・・・・・電磁弁、２２・・・・・・
リレー、２３．２４・・・・・・センサ、２６・・・・
・・制御装置、３０・・・・・・リレー制御装置。 第 ５ 図 鳩 〈− 第６ 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）車両のピッチングを検出する手段と、検出された
   ピッチングに応じてブレーキ装置を作動させる手段とを
   有することを特徴とする車両のピッチング抑制装置。