JPH042560A - 装輪車両のスリップ防止装置およびその方法 - Google Patents

装輪車両のスリップ防止装置およびその方法

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JPH042560A
JPH042560A JP10265590A JP10265590A JPH042560A JP H042560 A JPH042560 A JP H042560A JP 10265590 A JP10265590 A JP 10265590A JP 10265590 A JP10265590 A JP 10265590A JP H042560 A JPH042560 A JP H042560A
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JP
Japan
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speed
slip
detector
brake
vehicle
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JP10265590A
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Shinji Takasugi
高杉 信爾
Masayuki Mori
真幸 森
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Komatsu Ltd
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Komatsu Ltd
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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、土工作業用装輪車両のスリップ防止装置およ
びその方法に関する。
〔従来の技術〕
従来の土工車両の掘削、押上等の作業時におけるスリッ
プ防止方法と17では特公昭64−4013号公報Iこ
ホされているものかあり、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牽引力制御指令信号
とを出力し、この出力信号により、作業機を負荷軽減方
向Iコ補正動作させ、牽引力も低減方向に補正動作させ
るようになっている。
また上記技術のほかは、一般的には、装輪車両のスリッ
プ時にはオペレータかエンジン出力の制御やブレーキ制
御等を行っている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来の技術のうち、前者にあってはスリップ時には
自動的に作業機負荷か軽減され、牽引力も低減するため
、いわゆる負荷抜けの状態どなってオペレータの意図(
こ反する作業機の動Jiこなったり、必要以上に牽引力
を低下させ作業性を低下させる。
後者にあっては、車両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I7ても、エン
ジン出力制御は応答か遅く、ブレキ制御は立ち上がりか
遅く、スリップか止まるまでに0.5〜1.0秒かかり
、有効ではなかった。
本発明は上記問題点に着目してなされたもので、土工装
輪車両作業時のスリップを軽減出来ると共Iこ、スリッ
プにより作業性を低下させない装輪車両のスリップ防止
装置および方法を提供することを目的としている。
〔課題を解決するだめの手段〕
上記目的達成のため、本発明に係る装輪車両のスリ7グ
防止装置および方法は、第1の発明では、ブレードない
しバケット等の油圧により作動する作業機を備え、それ
ぞれの駆動輪にブレーキを有する土工装輪車両において
、作業機の操作および負荷状況を検出する検出器と、車
両の動力伝達系コンポーネントの稼働状況を検出する検
出器と、これらの検出器からの検出情報信号を入力し、
該入力信号に基づいた情報処理を行って車両のスリップ
状況を判定し、ブレーキ力制御指令を発信する制御装置
と、該ブレーキ力指令信号を受信して前記ブレーキのブ
レーキ力を制御するブレーキ力制御装置とを具備せるこ
とを特徴としており、第2の発明では、動力伝達系コン
ポーネントの稼働状況検出用検出器か、エンジン回転数
と、トランスミンンヨンMK段と、トランスミッション
出力回転数と、それぞれの駆動輪の回転数とを検出する
検出器からなっていることを特徴としており、第3の発
明では、左右の駆動輪の回転数差及びその変動によって
スリップの検出を行い、スリップしている駆動輪をブ(
/−生状態にするようにブレキカの制御を行うことを特
徴としており、第4の発明では、スリップの検出は牽引
力が設定値を越えたときに行うことを特徴としており、
第5の発明では、エンジン回転数が設定値より低下した
とき、および作業機レバー操作時に作業機作動油圧が設
定値全越えたときにブレーキ力の制御を解除するように
したことを特徴としている。
〔作用〕
上記の構造1iよび方法によれば、動力伝達系コンポー
ネントの検出器からの検出情報信号を情報処理しスリッ
プの判定が行なわれると、直ちにブレーキ力が制御され
てスリップしている駆動輪はブレーキ状態となり、作業
機負荷を軽減場ることなくスリップ状態は解消される。
さらにオベレタかエンジン回転を下げたり、作業機を操
作することによりブレーキ力制御は解除され、速やかに
通常状態に復帰する。
〔実施例〕
以下に本発明に係る装輪車両のスリップ防止装置および
方法の実施例について図面を参照して詳述する。
第1図、第2図、第3図、第4図によりホイルローダの
スリップ防止装置について説明する。
第1図はホイールローダ1の全体図を示し、左右の前駆
動輪2L、2R,後駆動輪3L、3Rを有する車体前方
には、先端にバケット4を有するブーム5が揺動可能に
軸着されて、ブームシリンダ6により車体と連結されて
いる。また、バケント4はバケフトシリンダ7によりブ
ーム5と連結されており、各シリンダ6.7は図示省略
の油圧装置から圧油の供給を受1づてブーム5およびバ
ケフト4を作動させる。
第2図はホイールローダ1の動力伝達系統図であり、エ
ンジン10からの動力は可変容量型トルクコンバータ1
1とトランスミション12、トランスファ13を介して
前後のプロペラシャフト14.15に、かつ該プロペラ
シャフトからディファレンシャル16を介して前後左右
のアクスルシャフト2OL、2OR,21L、21Rお
よび前後左右の駆動輪2L、2R,3L、3Rに伝達さ
れる周知の構成になっている。前後左右の駆動輪2L、
2R,3L、3Rにはそれぞれブレーキ22L、22R
,23L、23Rか装着されている。
ブレーキの構造を第3図のブレーキ22Rで説明すると
、アクスル24に固着されたブレーキケス25にはピス
トン26が摺動自在に嵌入され、駆動輪2Rに係合して
いるブレーキディスク27をブレーキケース25とピス
トン26との間(こ挟んだ構造となっている。制動力は
ピストン26に油圧力を加えることによって発生ずる。
なお、他のブレーキ22L、23L、23Rも同様の構
造である。
ブ[−−キ22L、22R,23L、23Rは、それぞ
れのブレーキに供給する油圧を制御することにより、ブ
レーキ力を制御するブレー痺力制御装置28と連結して
いる。
第4図はホイールローダのスリング防止装置の構成説明
図であり、1はホイールローダ、30はエンジンIOの
回転数を検出するエンジン回転数検出器、31はトラン
スミッション12の速度段を検出するトランスミション
速度段検出器、32はトランスミッション出力回転数検
出器、33は作業機操作装置8の操作位置を検出するり
ミントスイッチ等の作業機操作検出器、34L、:34
Rは後輪左右3L、3Rの回転数をそれぞれ検出する後
輪左右回転数検出器、35L、35Rは前輪左右2L、
2Rのそれぞれの回転数を検出する前輪左右回転数検出
器、36はブームシリンダ6のボトム圧力を検出するブ
ームシリンダボトム圧力検出器である。37は上記各検
出器30.31゜32.33.34L、34R,35L
、35R。
36からの検出信号を入力して情報処理をして、ブレー
キ力制御装置28に所定の制御信号を出力する制御装置
である。
次にスリング防止装置について第5図の)[rグヤート
に基づいて説明する。
ステップ51でホイールローダlの走行中における速度
段をI−ランスミノンヨン速度段検出器31により検出
し、制御装置37にて変速段が前進l速または2速か否
かを判断する。前進l速または2速であると判断される
と、ステップ52で制御装置37はエンジン回転数検出
器30、トランスミッション出力回転数検出器32から
の検出信号ど併せて牽引力を算出し、その牽引力の設定
値W1に対する大、小を比較する。次にステップ5;3
で水平抵抗を算出し、その水平抵抗の設定値W2に対す
る大、小を比較してホイールローダが掘削を開始したか
否かを判断する。
以下に掘削開始の判断方法に関する詳細を第6図、第7
図を用いて説明する。
第6図は掘削時のホイールローダの力の関係区であり、
車体重量をW、車速を■、牽引力をF、水平抵抗をRH
1路面摩擦係数をμ、車体慣性力をW/g−dV/dt
とすると RH= F  W/ g−d V/ d tとなる。ま
た、スリップ条件はF−μWである3゜第7図はホイー
ルローダの発進から突っ込み、掘削までの車速■、水平
抵抗R1、牽引力Fの時間的変化を示すグラフである。
まず、牽引力F〉wlのみで掘削開始を判断【7ようと
すると、Iii+進1速で急発進した場合A点で誤って
判断して]7まう。次に、水平抵抗R11>W2のみで
掘削開始を判断しようとすると、突っ込み減速度はCの
範囲にばらつくためにB点がばらつき、FくμWにも拘
わらず掘削開始と判断してしまう。即ち、スリップが起
こり得ない状態の時にスリ・ノブ危険域に入ったと誤認
環る恐れがある。そのために以下のような判定基準を設
ける。
(1)F)Wl、RH≦W2のときは急発進である。従
ってスリップ検知せず。
(2)F≦W1.R+、>W2のときはスリップ危険域
に入っていない。従ってスリ・2ブ検知せず。
(3)F>Wl、R,>W2のときは掘削開始である。
従ってスリップ検知する。
ステップ52.53で掘削開始と判断されるとステップ
54で駆動輪2L、2R,3L、3Rのスリップを検出
する。このスリップは、平均速度が設定値V1以上で、
左右の駆動輪2L、2Rまたは3L、3Rの速度比が2
以上であるとき、あるいは左右の駆動輪2L、2Rまた
は3L、3Rの回転速度差αkm/hを微分し、その値
が設定値σ1以」二であるとき速度の速い方の駆動輪を
スリップしていると判定する。
ステップ55では作業機操作をしていないか否かを判定
する。上記各ステップ51〜55において、それぞれN
oの場合はステップ51の前に戻る。
ステップ51〜55で寸べてY E Sの場合は、制御
装置37からブレーキ力制御装置28にブレーキカ指令
信号を出力し、スリップし7ている駆動輪をブレーキす
る。
いま、それぞれの駆動輪の接地荷重と摩擦係数を、左前
輪w1.μ8、右前輪w2.μ3、左後輪W3.μ5、
右後輪Wi、μ4とすると、W1°μm〉W2°μ2 W3°μ3〉W4°μ4 のきき、スリップは右前輪々右後輪で発生する。
このときのホイールローダlの牽引力FlはF l−2
(W! ・px +W4 ’/’+ )となる。ここで
スリップしている駆動輪にブレーキをかけると牽引力F
2は F  2−W、  +μ コ →−W2 +μ2+w3
  °μユ+ w4 ・μ 4 となり、F2>Flとなって駆動輪は動き始める。
このときの状況を第8図(a)(b)(c)で説明する
と、(a)に示すようにA点で右前後輪2R,3Rがス
リ7プを開始して増速し、左前後輪2L、3Lが減速し
て前述のスリップ設定条件に合致した時間t1で、制御
装置より指令信号を受(づたブレ−キ力制御装置28け
(b)に示すように指令制御ブレーキ力を右前後輪に加
える。その結果(c)に示すように左前後輪のタイヤ速
度は増加してホイールローダは動き始める。
再び第5図の70−チヤーI・に戻り、ステップ57で
オペレータがアクセルをゆるめてエンジン回転を低下さ
せ、設定値Nと比較してN以下になるとステップ58で
ブレーキ力制御は解除される。
オペレータがエンジン回転を低下させず、ステップ59
で作業機を操作し、ステップ60でブーツ、シリンダの
ボトム圧力が設定値よりも大きくなった場合は、ステッ
プ58でブレーキ力制御は解除される。ステ7プ59で
作業機操作せず、ステン7′61でスリップしていない
車輪が増速した場合、即ち動き始めるとステップ58で
ブレーキ力制御は解除される。ステップ60でブームン
リンダボトム圧力が設定値以下であ−)たり、ステップ
61でスリップしていない車輪が増速しない場合はステ
ップ56の前に戻る。
以上の結果を第9図に示す。ここで自動とあるのは本発
明のスリップ防止装置を用いた場合、手動とあるのは従
来のオペレータがスリップを検出し割出制御した場合を
示t 、図より明らかなこ゛どく、性能上必要な小スリ
ングは残12、性能ともタイヤ損傷のうえからも有害な
大スリップは解消され、顕著な効果を示している。
〔発明の効果〕
以上詳述したごとく本発明によれば、装輪車両の作業時
にスリップが生じると、直ちにプレー片方が制御され、
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、これにより装輪車両の作業時のスリップ量が低
減されると共lコ、スリップ発生時における負荷抜は状
態になることはない。また、スリンブ解消後オペレータ
がエンジン回転数を低下させるか、または作業機を操作
することにより速やかにブレーキ力制御を解除し、平常
状態として作業を続けることができ、常にオペレータの
意図どおりの能率の良い作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図1.1ホイールローダの全体図 第2図は本発明のホイールローダの動力系統図第3因は
ブレーキの構造説明図 第4図は本発明のスリンブ防止装置の構成説明図 第5図は70−チヤート因 第6図はホイールローダ掘削時の力の関係図第7図は車
速、水平抵抗、牽引力の関係図第8図はブレーキ力制御
の説明図 第9図は本発明の詳細な説明図 2L、2R・・・前左右駆動輪 3L、3R・・・後左右駆動輪 22L、22R・・・前輪左右ブレーキ23L、23R
・・・後輪左右ブレーキ28・・・・・・ブレーキ力制
御装置 30・・・・・・エンジン回転数検出器31・・・・・
・トランスミンション速度段検出器 32・・・・・・[・ランスミノ/コン出力回転数検出
器 33・・・・・・作業機操作検出器 34L、34R・・・後輪左右回転数検出器35L、3
5R・・・前輪左右回転数検出器36・・・・・・ブー
ムシリンダボトム圧力検出器

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ブレードないしバケット等の油圧により作動する
    作業機を備え、それぞれの駆動輪にブレーキを有する土
    工装輪車両において、作業機の操作および負荷状況を検
    出する検出器と、車両の動力伝達系コンポーネントの稼
    働状況を検出する検出器と、これらの検出器からの検出
    情報信号を入力し、該入力信号に基づいた情報処理を行
    って車両のスリップ状況を判定し、ブレーキ力制御指令
    を発信する制御装置と、該ブレーキ力指令信号を受信し
    て前記ブレーキのブレーキ力を制御するブレーキ力制御
    装置とを具備せることを特徴とする装輪車両のスリップ
    防止装置。
  2. (2)前記動力伝達系コンポーネントの稼働状況検出用
    検出器が、エンジン回転数と、トランスミション速度段
    と、トランスミッション出力回転数と、それぞれの駆動
    輪の回転数とを検出する検出器からなっていることを特
    徴とする請求項1記載の装輪車両のスリップ防止装置。
  3. (3)左右の駆動輪の回転数差及びその変動によってス
    リップの検出を行い、スリップしている駆動輪をブレー
    キ状態にするようにブレーキ力の制御を行うことを特徴
    とする請求項1記載の装輪車両のスリップ防止方法。
  4. (4)上記スリップの検出は牽引力が設定値を越えたと
    きに行うことを特徴とする請求項3記載の装輪車両のス
    リップ防止方法。
  5. (5)エンジン回転数が設定値より低下したとき、およ
    び作業機レバー操作時に作業機作動油圧が設定値を越え
    たときにブレーキ力の制御を解除するようにしたことを
    特徴とする請求項3記載の装輪車両のスリップ防止方法
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