專利名稱：自卸車輛的防傾倒裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在使貨箱傾斜而排出搬運物時防止自卸車輛傾倒的自卸車輛的防傾倒裝置。
背景技術(shù)：
在采石現(xiàn)場、礦山等處，使用將挖掘的砂土等搬運物(貨物)搬運到排土場所、使 貨箱傾斜而排出搬運物的自卸車輛。在使該自卸車輛停止在不平地、傾斜地時，有時出現(xiàn)車輛整體傾斜或地基脆弱而導(dǎo)致自卸車輛處于不穩(wěn)定的狀態(tài)。在這樣的狀態(tài)下要使貨箱傾斜而排出搬運物時，由于該貨箱的傾斜，車輛整體的重心升高，因此，該車輛變得不穩(wěn)定而可能傾倒。作為謀求這樣的搬運物排出時的防傾倒的技術(shù)，公知有利用角度計等測量單元監(jiān)視自卸車輛的傾斜角度、在該傾斜角度為規(guī)定值以上的情況下限制貨箱傾斜的動作的技術(shù)(參照專利文獻I等)。專利文獻I :日本特開2002-307996號公報

發(fā)明內(nèi)容
但是，在自卸車輛使貨箱傾斜來排出搬運物的情況下，通常，隨著貨箱的傾斜角度増加，搬運物的砂土從下側(cè)開始逐漸下落，在傾斜的貨箱中滑落而被排出。但是，在由于搬運物的粘性較高等原因而搬運物附著在貨箱中的情況下，在貨箱的傾斜角度超過某個角度時，有時該搬運物會ー氣地滑落，車身的動態(tài)平衡被破壞，車輛可能傾倒。因此，存在僅憑借如上述專利文獻I所公開的技術(shù)那樣監(jiān)視自卸車輛的傾斜角度這樣的靜態(tài)平衡來謀求防傾倒未必充分的情況。本發(fā)明是著眼于上述課題而做成的，其目的在于提供能預(yù)防由搬運物從貨箱ー氣地滑落弓I起的車輛的傾倒的自卸車輛的防傾倒裝置。本發(fā)明為了實現(xiàn)上述目的，提供ー種具有能轉(zhuǎn)動地支承于車身上的貨箱、通過伸縮而使該貨箱以其轉(zhuǎn)動軸為中心轉(zhuǎn)動的起重機油缸的自卸車輛的防傾倒裝置，該自卸車輛的防傾倒裝置具有貨物重量推定単元，推定所述貨箱的貨物載荷；車身轉(zhuǎn)動カ矩計算單元，基于由所述貨物重量推定単元推定出的推定重量計算由于貨物排出時的貨物移動產(chǎn)生的車身的轉(zhuǎn)動力矩；基準(zhǔn)力矩計算単元，計算為了使車輛的前輪從地面浮起所需的轉(zhuǎn)動カ矩的最小值，將該最小值以下的轉(zhuǎn)動カ矩作為基準(zhǔn)力矩；判定単元，判定由所述車身轉(zhuǎn)動カ矩計算單元計算出的車身轉(zhuǎn)動カ矩是否超過由所述基準(zhǔn)力矩計算單元計算出的基準(zhǔn)力矩；報告單元，其在所述判定単元判定為所述車身轉(zhuǎn)動カ矩超過所述基準(zhǔn)カ矩的情況下向駕駛者報告車輛傾倒的危險性高的意旨。采用本發(fā)明，能預(yù)防由搬運物從貨箱ー氣地滑落引起的車輛的傾倒。


圖I是本發(fā)明的實施方式的自卸車輛的整體構(gòu)成圖。
圖2是本發(fā)明的第I實施方式自卸車輛的防傾倒裝置的整體構(gòu)成圖。圖3是本發(fā)明的第I實施方式的自卸車輛的貨物排出時的側(cè)視圖。圖4是本發(fā)明的第I實施方式的自卸車輛的防傾倒裝置的車輛傾倒可能性判定的處理流程圖。圖5是本 發(fā)明的第2實施方式的自卸車輛的貨物排出時的側(cè)視圖。圖6是本發(fā)明的第2實施方式的自卸車輛的防傾倒裝置的整體構(gòu)成圖。圖7是本發(fā)明的第2實施方式的路肩強度計算的考慮方式的示意圖。圖8是本發(fā)明的第2實施方式的自卸車輛的防傾倒裝置的車輛傾倒可能性判定的處理流程圖。
具體實施例方式以下，使用

本發(fā)明的實施方式。圖I是本發(fā)明的實施方式的自卸車輛的整體構(gòu)成圖，圖2是本發(fā)明的第I實施方式的自卸車輛的防傾倒裝置的整體構(gòu)成圖。該圖所示的自卸車輛主要包括安裝于車身架4的前方及后方的前輪I及后輪2 ；通過支承軸6能轉(zhuǎn)動地支承于車身架4上的貨箱3 ;通過伸縮而使貨箱3以支承軸6為中心轉(zhuǎn)動的起重機油缸5 ;自卸車輛的防傾倒裝置的主控制裝置40、設(shè)置于駕駛室內(nèi)的顯示裝置(報告単元)37。在前輪I上安裝有檢測作用于前輪I的載荷的合計的前軸載荷傳感器(前軸載荷檢測單元)31A，在后輪2上安裝有檢測作用于后輪2的載荷的合計的后軸載荷傳感器(后軸載荷檢測單元)31B。即，前軸載荷傳感器31A檢測作用于車輛前方的載荷，后軸載荷傳感器31B檢測作用于車輛后方的載荷。這些傳感器31A、31B例如可以由安裝于前輪I、后輪2的懸掛機構(gòu)上的カ傳感器等構(gòu)成。例如，在前輪I、后輪2的懸掛機構(gòu)由液壓機構(gòu)構(gòu)成的情況下，能夠通過測量支承各個懸掛機構(gòu)的液壓缸內(nèi)的壓カ而容易地獲知施加于前輪I、后輪2的載荷。在車身架4上搭載有驅(qū)動系統(tǒng)、駕駛席等的主要構(gòu)成要素，利用前輪I及后輪2，車輛能在路面上自由地行駛。使起重機油缸5伸長時，貨箱3進行通過以支承軸6為中心轉(zhuǎn)動而使前端上升、傾斜角度增加這樣的動作，從而能將裝載于貨箱3上的貨物(搬運物)7從貨箱3的后端排出。另外，在支承軸6上設(shè)有測定支承軸6的旋轉(zhuǎn)角的電位計(旋轉(zhuǎn)電位計)38，該電位計38作為檢測貨箱3相對于車身架4的傾斜角度的角度檢測單元。在圖2所示的自卸車輛的防傾倒裝置中，主控制裝置40包括貨物重量推定部(貨物重量推定単元)32、車身轉(zhuǎn)動カ矩計算部(車身轉(zhuǎn)動カ矩計算単元)33、基準(zhǔn)力矩計算部(基準(zhǔn)カ矩計算單元)34、判定部(判定單元)35、油缸控制器(油缸控制單元)39。貨物重量推定部32與前軸載荷傳感器3IA及后軸載荷傳感器3IB相連接，是通過從由前軸載荷傳感器31A和后軸載荷傳感器31B獲得的載荷數(shù)據(jù)(檢測值)的合計中減去自卸車輛的自重來推定貨物7的重量(貨物重量)m的部分?；鶞?zhǔn)力矩計算部34與前軸載荷傳感器31A及后軸載荷傳感器31B相連接，是基于由該前軸載荷傳感器31A及后軸載荷傳感器31B獲得的載荷數(shù)據(jù)計算傾倒極限カ矩MI (后述)、再將該計算出的傾倒極限カ矩MI以下的轉(zhuǎn)動カ矩設(shè)定為基準(zhǔn)カ矩Ms的部分。
在此，傾倒極 限カ矩MI表示前輪I的載荷低于零時的車身轉(zhuǎn)動カ矩、即以后輪2為支點的轉(zhuǎn)動カ矩中的為了使前輪I從地面浮起所需的車身轉(zhuǎn)動カ矩的最小值，傾倒極限カ矩MI通過根據(jù)由前輪載荷傳感器31A及后輪載荷傳感器31B獲得的載荷數(shù)據(jù)計算車輛的重心位置而計算。另外，基準(zhǔn)カ矩Ms是用于判定是否通過顯示裝置37報告駕駛者車輛傾倒的危險性高的意g時的基準(zhǔn)，基準(zhǔn)カ矩Ms被設(shè)定為傾倒極限カ矩MI以下。作為基準(zhǔn)カ矩Ms，可以直接利用計算出的傾倒極限カ矩MI，但將基準(zhǔn)カ矩Ms設(shè)定得越小于傾倒極限カ矩MI，越能可靠地避免車輛傾倒。在此，說明傾倒極限カ矩MI的計算方法的一例。在將自卸車輛的前輪I與后輪2之間的間隔(即、軸距)設(shè)為Lw、將基于由前輪載荷傳感器31A、后輪載荷傳感器31B獲得的載荷數(shù)據(jù)而獲得的車輪反力分別設(shè)為ドデぷへ且將總載荷設(shè)為？^ = Ff+Fr)吋，從后輪2到重心的距離Lr由下述式(I)表示。Lr = LwX (Ff/F) · · 式(I)另ー方面，繞后輪2地抬起總載荷F的傾倒極限カ矩MI由下述式(2)表示。MI = LrXF· · 式(2)因此，通過將式(I)代入式(2)中，傾倒極限カ矩MI能用下述式(3)表示。MI = LwXFf 式⑶車身轉(zhuǎn)動カ矩計算部33與貨物重量推定部32相連接，是基于由貨物重量推定部32推定出的貨物重量計算由貨物排出時的貨物7的移動產(chǎn)生的車身轉(zhuǎn)動カ矩的部分。所謂車身轉(zhuǎn)動カ矩是在作為搬運物的貨物7排出時貨箱3以支承軸6為中心旋轉(zhuǎn)時的カ矩，貨物7從貨箱3 —氣地滑落時為較大的カ矩。本實施方式的車身轉(zhuǎn)動カ矩計算部33計算預(yù)測該貨物7 —氣地滑落時產(chǎn)生的車身轉(zhuǎn)動カ矩。下面，使用圖3說明該車身轉(zhuǎn)動カ矩的計算方法的一例。圖3是本發(fā)明的第I實施方式的自卸車輛排出貨物7時的側(cè)視圖。在該圖中，貨箱3能以支承軸6為支點轉(zhuǎn)動，因此，在貨物7 —氣地向貨箱3的后方移動時，貨箱3在該貨物7的重量的作用下受到向繞圖3的順時針的方向轉(zhuǎn)動的カ矩。在此，將貨物重量推定部32推定出的貨物重量設(shè)為m、將重力加速度設(shè)為g、將貨箱3相對于水平面的傾斜角度設(shè)為Θ，在假定搬運物排出時貨物7—氣地滑落時，貨箱3的后端最大受到mXgXcosQ的載荷。即，在將從支承軸6到貨箱3后端的距離設(shè)為Lb時，貨物7從貨箱3 —氣地滑落時的車身轉(zhuǎn)動カ矩Mb能通過下述式(4)表示。另外，作為獲取貨箱3相對于水平面的傾斜角度Θ的方法，例如有利用檢測貨箱3相對于水平面的傾斜角度的角度傳感器的方法或?qū)z測車身架4相對于水平面的傾斜角度的角度傳感器和電位計38的檢測值合計等的方法。Mb = LbXmXgXcos Θ式⑷返回圖2，判定部35與車身轉(zhuǎn)動カ矩計算部33及基準(zhǔn)力矩計算部34相連接，是基于從車身轉(zhuǎn)動カ矩計算部33及基準(zhǔn)力矩計算部34輸入的車身轉(zhuǎn)動カ矩Mb及基準(zhǔn)カ矩Ms的值判定車身轉(zhuǎn)動カ矩Mb是否超過基準(zhǔn)カ矩Ms的部分。在基準(zhǔn)力矩計算部34將基準(zhǔn)力矩Ms設(shè)定為傾倒極限カ矩MI時，判定部35根據(jù)上述式(3)及(4)使用下述式(5)判定車輛傾倒的可能性。LbXmXgXcos Θ > LwXFf · · 式(5)在判定部35判定為式(5)成立的情況下，貨物7 —氣地排出時車輛的前后重量分配集中在后側(cè)，從而前輪I浮起，車輛處于不穩(wěn)定的狀態(tài)的可能性較高，因此，向顯示裝置37發(fā)送表示車輛傾倒的危險性高的意g的信號。另外，也可以與向該顯示裝置37發(fā)送信號一起向油缸控制器39發(fā)送抑制起重機油缸5的伸長速度或使伸長停止的信號，或者代替向該顯示裝置37發(fā)送信號，而向油缸控制器39發(fā)送抑制起重機油缸5的伸長速度或使伸長停止的彳目號。顯示裝置37例如是高精細(xì)的液晶監(jiān)視器，與判定部35相連接。顯示裝置37設(shè)置在駕駛席內(nèi)的駕駛者容易看見的位置，在判定部35判定為車身轉(zhuǎn)動カ矩Mb超過基準(zhǔn)カ矩Ms的情況下，用文字、圖形、記號或它們的組合等來表示車輛傾倒的危險性高的意在這樣地利用顯示裝置37報告車輛傾倒的危險性高的意g吋，能使駕駛者認(rèn)識到車輛有可能傾倒的意另外，在本實施方式中，作為報告車輛傾倒的危險性高的意_的単元(報告單元)，例舉了顯示裝置37，但除此之外也可以利用設(shè)于駕駛席的儀表板內(nèi)的警告燈報告該意旨或利用蜂鳴器等的警告音報告該意旨。油缸控制器39與判定部35相連接，是在判定部35判定為車身轉(zhuǎn)動カ矩Mb超過基準(zhǔn)カ矩Ms的情況下、抑制起重機油缸5的伸長速度或使伸長停止的部分。作為油缸控制器39控制后的起重機油缸5的目標(biāo)伸長速度，可以設(shè)定為小于貨物7不被ー氣地排出的速 度的速度。另外，在判定部35與顯示裝置37及判定部35與油缸控制器39之間，也可以如圖2所示地設(shè)置開關(guān)36。該開關(guān)36與角度判定部11相連接，根據(jù)由電位計38檢測出的貨箱3的傾斜角度適當(dāng)開閉。角度判定部11與電位計38相連接，是判定由電位計38檢測出的傾斜角度是否超過設(shè)定角度的部分。在此，所謂設(shè)定角度是存儲于角度判定部11 (或主控制裝置40的存儲部(未圖示)等)的角度，表示不能產(chǎn)生車輛發(fā)生傾倒的程度的車身轉(zhuǎn)動カ矩的貨箱3的傾斜角度。例如，在將使貨箱3傾斜時砂土等粘性較低的貨物自然地下落而被從貨箱3排出的角度設(shè)定為設(shè)定角度的情況下，在即使使貨箱3傾斜該設(shè)定角度以上也仍殘留有貨物時，可以推定出貨物為粘性較高的貨物。即，貨物集中地ー氣地滑落的可能性較高，進而考慮車輛傾倒的危險的必要性較高。另外，角度判定部11在判定為由電位計38檢測出的傾斜角度超過該設(shè)定角度的情況下關(guān)閉開關(guān)36，在除此以外的情況下打開開關(guān)36。由此，僅在電位計38的檢測值大于該設(shè)定角度時，在顯示裝置37顯示車輛傾倒的危險性高的意g，且利用油缸控制器39進行起重機油缸5的速度控制。下面，說明如上述那樣構(gòu)成的自卸車輛的防傾倒裝置的動作。圖4是表示本發(fā)明的第I實施方式的自卸車輛的防傾倒裝置的車輛傾倒可能性判定的處理流程圖。在為了排出貨物7而操作使貨箱3傾斜的開關(guān)(未圖示)時，圖中的處理開始，主控制裝置40首先將由軸載荷傳感器31A、31B獲得的載荷數(shù)據(jù)(傳感器值)輸入到貨物重量推定部32及基準(zhǔn)力矩計算部34 (步驟61)。接著，貨物重量推定部32根據(jù)軸載荷傳感器31A、31B的載荷數(shù)據(jù)推定貨物載荷m (步驟62)，車身轉(zhuǎn)動カ矩計算部33利用由貨物重量推定部32推定出的貨物載荷m計算車身轉(zhuǎn)動カ矩Mb (步驟63)。另ー方面，基準(zhǔn)力矩計算部34根據(jù)由步驟61獲取的軸載荷傳感器31A、31B的載荷數(shù)據(jù)計算車輛重心位置，利用該重心位置計算傾倒極限カ矩MI，再以該傾倒極限カ矩MI為基準(zhǔn)設(shè)定基準(zhǔn)カ矩Ms (步驟64)。步驟64結(jié)束后，比較部35對由步驟63計算出的車身轉(zhuǎn)動カ矩Mb和由步驟64計算出的基準(zhǔn)カ矩Ms進行比較(步驟65)。在此，若車身轉(zhuǎn)動カ矩Mb低于基準(zhǔn)カ矩Ms，則返回步驟61重復(fù)步驟61之后的處理。另ー方面，在步驟65中車身轉(zhuǎn)動カ矩Mb超過基準(zhǔn)力矩Ms的情況下，對駕駛者在顯示裝置37顯示車輛傾倒的危險性高的意g (步驟66)，之后重復(fù)步驟61以后的處理。這樣，采用本實施方式，能提示能催促駕駛者對車輛傾倒風(fēng)險進行合理的狀況判斷的信息。如上所述，在本發(fā)明的自卸車輛的防傾倒裝置中，在使貨箱3傾斜而排出砂土等的貨物(搬運物)7時，根據(jù)由利用軸載荷傳感器31A、31B測量出的載荷分配求出的重心位置和已知的車輪1、2的位置數(shù)據(jù)，計算到車輛傾倒時(即，由于重心位置移動而使前輪I的垂直載荷低于零時)的カ矩即傾倒極限カ矩MI，設(shè)定基準(zhǔn)カ矩Ms。另外，根據(jù)由貨物重量推定部32推定出的貨物重量m和已知的貨箱3的形狀數(shù)據(jù)及貨箱支承軸6的位置數(shù)據(jù)計算由排出時的貨物移動產(chǎn)生的繞貨箱支承軸6的車身轉(zhuǎn)動カ矩Mb，判定基準(zhǔn)カ矩Ms和車身轉(zhuǎn)動カ矩Mb這兩者的大小關(guān)系。由此，能通過顯示裝置37向駕駛者報告同時考慮到由于重心位置移動而使任ー車輪1、2從地面浮起而導(dǎo)致傾倒的靜態(tài)平衡、和由于貨物排出時的貨物移動產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動カ矩而使前輪I浮起而導(dǎo)致傾倒的動態(tài)平衡的有關(guān)車輛傾倒的危險的信息。由此，通過顯示裝置37接收了有傾倒危險的意g的駕駛者能采取降低起重機油缸5的伸長速度、使伸長停止等的對策，因此，能預(yù)防由貨物7從貨箱3 —氣地滑落引起的車輛傾倒。順便說一下，在上述的實施方式中，說明了使角度判定部11工作、根據(jù)貨箱3的傾斜角度控制開關(guān)36的開閉的情況的效果。在該情況下，在角度判定部11判定為貨箱3的傾斜角度超過設(shè)定角度的情況下首先關(guān)閉開關(guān)36，因此，僅在貨箱3的傾斜角度為設(shè)定角度以上、車身轉(zhuǎn)動カ矩Mb超過基準(zhǔn)カ矩Ms的情況下，在顯示裝置37顯示車輛傾倒的危險性高的意g的警告。即，在貨箱3的傾斜角度較小的期間產(chǎn)生較大的車身轉(zhuǎn)動カ矩Mb的可能性較低，因此，停止報告警告，在貨箱3的傾斜角度較大且殘留有貨物7的情況下，貨物7ー氣地落下，產(chǎn)生超過基準(zhǔn)カ矩Ms (傾倒極限カ矩MI)的車身轉(zhuǎn)動カ矩Mb的可能性較高，因此，報告警告。由此，能減少在不必要的情況下報告警告，能僅在必要性較高時報告警告。另外，在上述的實施方式中，說明使油缸控制器39工作、根據(jù)車身轉(zhuǎn)動カ矩Mb控制起重機油缸5的伸長速度的情況的效果。在該情況下，能夠以判定部35判定為車輛傾倒的危險性高為契機，降低貨箱3的傾斜速度或自動地停止貨箱3的傾斜。由此，在貨物7 —氣地落下而產(chǎn)生較大的車身轉(zhuǎn)動カ矩Mb的可能性較高的情況下，能謀求自動地使車身穩(wěn)定化，能可靠地防止車輛傾倒。下面，說明本發(fā)明的第2實施方式。圖5是本發(fā)明的第2實施方式的自卸車輛的貨物排出時的側(cè)視圖。另外，對與之前的圖相同的部分標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記并省略說明(后圖也相同)。 在該圖中，路肩具有路面部20和相對于該路面部20設(shè)為下坡的坡面部21。自卸車輛在路面部20上以其后方(車輛的貨物的排出側(cè))朝向坡面部21的方式停車，第2實施方式的自卸車輛具有路肩形狀測量傳感器(路肩形狀測量單元)8。路肩形狀測量傳感器8測量從車輛到該車輛后方的坡面部21的距離及路肩的形狀，安裝于自卸車輛的后方。更具體而言，本實施方式的路肩形狀測量傳感器8測量從后輪2的接地位置到坡面部21的距離及該路肩(路面部20及坡面部21)的形狀，并將它們數(shù)據(jù)化(以下有時將與這些距離及形狀有關(guān)的數(shù)據(jù)稱作“路肩形狀數(shù)據(jù)”)。由路肩形狀測量傳感器8測量出的路肩形狀數(shù)據(jù)被輸出到主控制裝置40A內(nèi)的路肩強度計算部54(后述)。此外，作為路肩形狀測量傳感器8，例如能利用激光雷達。其利用紅外激光等光學(xué)測定從傳感器8到路肩的距離，基于由此得到的點列獲取路肩形狀數(shù)據(jù)。另外，除此之外，也可以利用使用微波陣列或超聲波陣列的距離檢測裝置、通過對使用攝像元件(照相機)拍攝的圖像進行處理而抽出距離信息的圖像識別裝置等。另外，為了容易測量路面部20及 坡面部21的形狀，路肩形狀測量傳感器8優(yōu)選設(shè)置于車輛后方的盡可能高的位置。圖6是本發(fā)明的第2實施方式的自卸車輛的防傾倒裝置的整體構(gòu)成圖。該圖所示的防傾倒裝置具有主控制裝置40A，在主控制裝置40A除了設(shè)有前述的貨物重量推定部32、車身轉(zhuǎn)動カ矩計算部33、角度判定部11及油缸控制器39之外，還設(shè)有載荷移動量計算部(載荷移動量計算單元)51、路肩強度計算部(路肩強度計算單元)54和載荷比較判定部(載荷比較判定單元)52。載荷移動量計算部51與車身轉(zhuǎn)動カ矩計算部33相連接，是基于由車身轉(zhuǎn)動カ矩計算部33計算出的車身轉(zhuǎn)動カ矩Mb計算由該車身轉(zhuǎn)動カ矩Mb產(chǎn)生的后輪2的載荷移動量AFr的部分。本實施方式的載荷移動量計算部51通過用車身轉(zhuǎn)動カ矩Mb除以軸距Lw而計算后輪2的載荷移動量Λ Fr ( Λ Fr = Mb/Lw)，該計算出的載荷移動量Λ Fr被輸出到與載荷移動量計算部51相連接的載荷比較判定部52。路肩強度計算部54與路肩形狀測量傳感器8相連接，是基于由路肩形狀測量傳感器8測量出的路肩形狀數(shù)據(jù)計算車輛所在的路肩的耐受載荷(路肩耐受載荷W)的部分。在此，所謂路肩耐受載荷W是對路肩作用有任意的載荷的情況下該路肩不會塌陷的載荷的最大值，路肩耐受載荷W的大小利用由形成路肩的砂土的種類大致決定的內(nèi)部摩擦角Φ(參照圖7)如下所述地計算。圖7是示意性表示本發(fā)明的路肩強度計算的考慮方式的圖。該圖的內(nèi)部摩擦角Φ規(guī)定砂土塌陷時自然呈現(xiàn)的角度即滑動面45。為了避免滑動面45上側(cè)的部分的砂土 44塌陷，使由垂直載荷43產(chǎn)生的摩擦42的大小大于由砂土 44產(chǎn)生的載荷46和由車輛的后輪2產(chǎn)生的軸載荷41的合力在滑動面45方向上的分力即可。即，該合力的分力的大小與摩擦42相等時的軸載荷41的大小是要計算出的路肩耐受載荷W。在此，如上所述，內(nèi)部摩擦角Φ是由砂土的種類決定的值，若利用根據(jù)從路肩形狀測量傳感器8輸入的路肩形狀數(shù)據(jù)獲得的坡面部21的角度及從后輪2到坡面部21的距離，則能計算由砂土 44產(chǎn)生的載荷46，由此能計算路肩耐受載荷W。計算出的路肩耐受載荷W被輸入到與路肩強度計算部54相連接的載荷比較判定部52。載荷比較判定部52是判定基于由后軸載荷傳感器3 IB檢測出的后軸載荷Fr和由載荷移動量計算部51計算出的載荷移動量△ Fr而計算出的最大后軸載荷FR是否超過由路肩強度計算部54計算出的路肩耐受載荷W的部分。本實施方式的載荷比較判定部52將由載荷移動量計算部51計算出的載荷移動量AFr和由后軸載荷傳感器3 IB測定的后軸載荷Fr相加作為最大后軸載荷FR (FR = Fr+Λ Fr)，對該最大后軸載荷FR和由路肩強度計算部54計算出的路肩耐受載荷W的大小進行比較，從而來判定路肩強度有無富余。即，載荷比較判定部52使用下述式(6)判定車輛傾倒的可能性。Fr+ Δ Fr > W式(6)載荷比較判定部52在判定為式(6)成立的情況下，在貨物7 —氣地排出吋，路肩塌陷而車輛傾倒的可能性較高，因此，向顯示裝置37發(fā)送用于顯示車輛傾倒的危險性高的意旨的信號。另外，與第I實施方式相同，也可以與向該顯示裝置37發(fā)送信號并一起向油缸控制器39發(fā)送抑制起重機油缸5的伸長速度或使伸長停止的信號，或代替向該顯示裝置37發(fā)送信號而向油缸控制器39發(fā)送抑制起重機油缸5的伸長速度或使伸長停止的信號。下面，說明如上所述地構(gòu)成的自卸車輛的防傾倒裝置的動作。圖8是表示本發(fā)明的第2實施方式的自卸車輛的防傾倒裝置的車輛傾倒可能性判定的處理流程的圖。
為了排出貨物7而操作使貨箱3傾斜的開關(guān)(未圖示)時，圖中的處理開始，主控制裝置40A首先將由軸載荷傳感器31A、31B及路肩形狀傳感器8獲得的載荷數(shù)據(jù)及路肩形狀數(shù)據(jù)(傳感器值)輸入到貨物重量推定部32、路肩強度計算部54及載荷比較判定部52 (步驟 81)。接著，貨物重量推定部32根據(jù)軸載荷傳感器31A、31B的載荷數(shù)據(jù)推定貨物載荷m(步驟82)，車身轉(zhuǎn)動カ矩計算部33利用由貨物重量推定部32推定出的貨物載荷m計算車身轉(zhuǎn)動カ矩Mb (步驟83)。然后，載荷移動量計算部51用由車身轉(zhuǎn)動カ矩計算部33計算出的車身轉(zhuǎn)動カ矩Mb除以車輛的軸距Lw而計算載荷移動量△ Fr (步驟84)。另ー方面，路肩強度計算部54從在步驟81獲取的路肩形狀數(shù)據(jù)中抽出坡面部21的角度及從后輪2到坡面部21的距離，利用它們和內(nèi)部摩擦角Φ等計算路肩耐受載荷K步驟85)。步驟85結(jié)束后，載荷比較判定部52通過將在步驟81獲取的后軸載荷Fr加上在步驟84計算出的載荷移動量AFr而計算最大后軸載荷FR，并對該計算出的最大后軸載荷FR和在步驟85計算出的路肩耐受載荷W進行比較(步驟86)。在此，若最大后軸載荷FR低于路肩耐受載荷W，則返回步驟81重復(fù)步驟8 I之后的處理。另ー方面，在步驟86中最大后軸載荷FR超過路肩耐受載荷W的情況下，對駕駛者在顯示裝置37顯示車輛傾倒的危險性高的意g (步驟87)，之后重復(fù)步驟81以后的處理。這樣，采用本實施方式，能提示能催促駕駛者對車輛傾倒風(fēng)險進行合理的狀況判斷的信息。順便說一下，本實施方式是著眼于如下的點而做成的。自卸車輛在排出其貨物的場所，多數(shù)位于通常被稱作豎坑的放土用的豎孔的邊緣，根據(jù)情況不同，也有路肩的地基脆弱的情況。特別是未鋪裝且路肩坡面未采取任何加強等措施的豎坑，在如第I實施方式那樣貨物從貨箱ー氣地滑落的情況下，通過后輪作用于路肩的載荷突然變大，因此，路肩塌陷而引起車輛傾倒的危險性高。關(guān)于該點，專利文獻I記載的防傾倒裝置沒有應(yīng)對這樣的路肩塌陷風(fēng)險的設(shè)計，因此，只有在路肩塌陷之后才采取動作，存在其效果有限的課題。即，本實施方式的發(fā)明的目的在于提供能夠預(yù)防搬運物從貨箱ー氣地滑落弓I起的車輛傾倒的自卸車輛的防傾倒裝置。針對該目的，在本實施方式的自卸車輛的防傾倒裝置中，通過路肩強度計算部54基于由路肩形狀測量傳感器8測量出的路肩形狀數(shù)據(jù)(從后輪2到坡面部21的距離、坡面部21的角度等)計算路肩耐受載荷W，在載荷比較判定部52對將后輪2的軸載荷Fr和由貨箱傾斜產(chǎn)生的載荷移動量△ Fr相加而計算出的最大后軸載荷FR與路肩耐受載荷W進行比較，從而推定出基于土木工程的根據(jù)的合理的路肩塌陷風(fēng)險狀況，在該風(fēng)險較高的情況下，通過顯示裝置37報告車輛傾倒的危險性高的意g。即，采用本實施方式，能報告可使駕駛者進行包含路面強度的綜合且合理的狀況判斷的信息，因此，能預(yù)防搬運物從貨箱ー氣地滑落引起的車輛的傾倒。另外，在本實施方式中，也與第I實施方式相同，也可以使角度判定部11工作、根據(jù)貨箱3的傾斜角度控制開關(guān)36的開閉。若這樣地構(gòu)成，與第I實施方式相同，能減少在不必要的情況下報告警告，能僅在必要性較高時報告警告。另外，與第I實施方式相同，也可以使油缸控制器39工作，根據(jù)載荷比較判定部52的判定結(jié)果控制起重機油缸5的伸長速度。若這樣地構(gòu)成，與第I實施方式相同，在產(chǎn)生較大的后軸載荷的可能性變高的情況下，能自動地謀求車身的穩(wěn)定化，能可靠地防止車輛傾倒。另外，也可以在第I實施方式的自卸車輛上增設(shè)載荷移動量計算部51、路肩形狀測量傳感器8、路肩強度計算部54及載荷比較判定部52，構(gòu)成同時具有第I實施方式和第2實施方式的特征的自卸車輛的防傾倒裝置。在該情況下，除了具有第I實施方式的效果之夕卜，由于路肩塌陷引起的車輛傾倒的危險也包含在判斷對象中，因此，還具有能高效地防止 車輛傾倒的效果。另外，以上說明了用于實施本發(fā)明的最佳形態(tài)，但本發(fā)明的具體的構(gòu)成不僅限定于上述實施方式，在不脫離發(fā)明的要g的范圍內(nèi)的設(shè)計變更等當(dāng)然也包含在本發(fā)明中。附圖標(biāo)記的說明2 后輪3 貨箱5 起重機油缸7 貨物8 路肩形狀測量傳感器11 角度判定部21 坡面部3IA前軸載荷傳感器3IB后軸載荷傳感器32 貨物重量推定部33 車身轉(zhuǎn)動カ矩計算部34 基準(zhǔn)力矩計算部35 判定部37 顯示裝置38 電位計(角度傳感器)39 油缸控制器40 主控制裝置51 載荷移動量計算部52 載荷比較判定部54 路肩強度計算部m 貨物載荷
Mb車身轉(zhuǎn)動カ矩MI傾倒極限カ矩Ms基準(zhǔn)カ矩Fr后軸載荷ΔFr后軸載荷移動量FR最大后軸載荷 W路肩耐受載荷
權(quán)利要求
1.一種自卸車輛的防傾倒裝置，其具有能轉(zhuǎn)動地支承于車身架上的貨箱和通過伸縮而使該貨箱以其轉(zhuǎn)動軸為中心轉(zhuǎn)動的起重機油缸，其特征在干， 該自卸車輛的防傾倒裝置具有 貨物重量推定単元，推定所述貨箱的貨物載荷； 車身轉(zhuǎn)動カ矩計算單元，基于由所述貨物重量推定単元推定出的推定重量計算由于貨物排出時的貨物移動產(chǎn)生的車身轉(zhuǎn)動カ矩； 基準(zhǔn)力矩計算単元，計算為了使車輛的前輪從地面浮起所需的轉(zhuǎn)動カ矩的最小值，將該最小值以下的轉(zhuǎn)動カ矩作為基準(zhǔn)カ矩； 判定単元，判定由所述車身轉(zhuǎn)動カ矩計算單元計算出的車身轉(zhuǎn)動カ矩是否超過由所述基準(zhǔn)力矩計算單元計算出的基準(zhǔn)カ矩； 報告單元，在所述判定単元判定為所述車身轉(zhuǎn)動カ矩超過所述基準(zhǔn)カ矩的情況下，向駕駛者報告車輛傾倒的危險性高的意旨。
2.一種自卸車輛的防傾倒裝置，其具有能轉(zhuǎn)動地支承于車身架上的貨箱和通過伸縮而使該貨箱以其轉(zhuǎn)動軸為中心轉(zhuǎn)動的起重機油缸，其特征在干， 該自卸車輛的防傾倒裝置具有 前軸載荷檢測單元，檢測作用于車輛的前輪的載荷； 后軸載荷檢測單元，檢測作用于車輛的后輪的載荷； 貨物重量推定単元，基于所述前軸載荷檢測單元及所述后軸載荷檢測單元的檢測值推定所述貨箱的貨物載荷； 車身轉(zhuǎn)動カ矩計算單元，基于由所述貨物重量推定単元推定出的貨物重量計算預(yù)測貨物從所述貨箱ー氣地滑落時產(chǎn)生的車身轉(zhuǎn)動カ矩； 基準(zhǔn)力矩計算単元，基于所述前軸載荷檢測單元及所述后軸載荷檢測單元的檢測值計算為了使車輛的前輪從地面浮起所需的轉(zhuǎn)動カ矩的最小值，將該最小值以下的轉(zhuǎn)動カ矩作為基準(zhǔn)カ矩； 判定単元，判定由所述車身轉(zhuǎn)動カ矩計算單元計算出的車身轉(zhuǎn)動カ矩是否超過由所述基準(zhǔn)力矩計算單元計算出的基準(zhǔn)カ矩； 報告單元，在所述判定単元判定為所述車身轉(zhuǎn)動カ矩超過所述基準(zhǔn)カ矩的情況下向駕駛者報告車輛傾倒的危險性高的意旨。
3.根據(jù)權(quán)利要求I上述的自卸車輛的防傾倒裝置，其特征在干， 該自卸車輛的防傾倒裝置還具有 角度檢測單元，檢測所述貨箱相對于車身架的傾斜角度； 角度判定単元，其在將不能產(chǎn)生車輛發(fā)生傾倒的程度的車身轉(zhuǎn)動カ矩的所述貨箱的傾斜角度設(shè)定為設(shè)定角度時，判定所述角度檢測單元的檢測值是否超過所述設(shè)定角度， 所述報告單元僅在所述角度判定単元判定為所述角度檢測單元的檢測值超過所述設(shè)定角度的情況下，報告車輛傾倒的危險性高的意旨。
4.根據(jù)權(quán)利要求I上述的自卸車輛的防傾倒裝置，其特征在干， 該自卸車輛的防傾倒裝置還具有油缸控制単元，在所述判定単元判定為所述車身轉(zhuǎn)動力矩超過所述基準(zhǔn)カ矩的情況下，該油缸控制單元抑制所述起重機油缸的伸長速度或使伸長停止。
5.根據(jù)權(quán)利要求I上述的自卸車輛的防傾倒裝置，其特征在干， 該自卸車輛的防傾倒裝置還具有 后軸載荷檢測單元，檢測作用于車輛的后輪的載荷； 載荷移動量計算單元，基于由所述車身轉(zhuǎn)動カ矩計算單元計算出的車身轉(zhuǎn)動カ矩計算由該車身轉(zhuǎn)動カ矩產(chǎn)生的后輪的載荷移動量； 路肩形狀測量單元，測量從車輛到該車輛后方的路肩的距離及該路肩的形狀； 路肩強度計算單元，基于由所述路肩形狀測量單元測量出的路肩形狀計算該路肩的耐受載荷； 載荷比較判定単元，判定基于由所述后軸載荷檢測單元檢測出的后軸載荷及由所述載荷移動量計算單元計算出的后軸載荷移動量而計算出的最大后軸載荷，是否超過由所述路肩強度計算單元計算出的所述路肩的耐受載荷， 所述報告單元還在所述載荷比較判定単元判定為所述最大后軸載荷超過所述路肩的耐受載荷的情況下向駕駛者報告車輛傾倒的危險性高的意旨。
6.一種自卸車輛的防傾倒裝置，其具有能轉(zhuǎn)動地支承于車身架上的貨箱和通過伸縮而使該貨箱以其轉(zhuǎn)動軸為中心轉(zhuǎn)動的起重機油缸，其特征在干， 該自卸車輛的防傾倒裝置具有 前軸載荷檢測單元，檢測作用于車輛的前輪的載荷； 后軸載荷檢測單元，檢測作用于車輛的后輪的載荷； 貨物重量推定単元，基于所述前軸載荷檢測單元及所述后軸載荷檢測單元的檢測值推定所述貨箱的貨物載荷； 車身轉(zhuǎn)動カ矩計算單元，基于由所述貨物重量推定単元推定出的貨物重量計算預(yù)測貨物從所述貨箱ー氣地滑落時產(chǎn)生的車身轉(zhuǎn)動カ矩； 載荷移動量計算單元，基于由所述車身轉(zhuǎn)動カ矩計算單元計算出的車身轉(zhuǎn)動カ矩計算由該車身轉(zhuǎn)動カ矩產(chǎn)生的后輪的載荷移動量； 路肩形狀測量單元，測量從車輛到該車輛后方的路肩的距離及該路肩的形狀； 路肩強度計算單元，基于由所述路肩形狀測量單元測量出的路肩形狀計算該路肩的耐受載荷； 載荷比較判定単元，判定基于由所述后軸載荷檢測單元檢測出的后軸載荷及由所述載荷移動量計算單元計算出的后軸載荷移動量而計算出的最大后軸載荷，是否超過由所述路肩強度計算單元計算出的所述路肩的耐受載荷； 報告單元，在所述載荷比較判定単元判定為所述最大后軸載荷超過所述路肩的耐受載荷的情況下向駕駛者報告車輛傾倒的危險性高的意旨。
7.根據(jù)權(quán)利要求6上述的自卸車輛的防傾倒裝置，其特征在干， 該自卸車輛的防傾倒裝置還具有 角度檢測單元，檢測所述貨箱相對于車身架的傾斜角度； 角度判定単元，在將不能產(chǎn)生車輛發(fā)生傾倒的程度的車身轉(zhuǎn)動カ矩的所述貨箱的傾斜角度設(shè)定為設(shè)定角度時，判定所述角度檢測單元的檢測值是否超過所述設(shè)定角度， 所述報告單元僅在所述角度判定単元判定為所述角度檢測單元的檢測值超過所述設(shè)定角度的情況下，報告車輛傾倒的危險性高的意旨。
8.根據(jù)權(quán)利要求6上述的自卸車輛的防傾倒裝置，其特征在干， 該自卸車輛的防傾倒裝置還具有油缸控制単元，在所述判定単元判定為所述最大后軸載荷超過所述路肩的耐受載荷的情況下，該油缸控制單元抑制所述起重機油缸的伸長速度或使伸長停止。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有貨箱(3)和起重機油缸(5)的自卸車輛的防傾倒裝置，其具有貨物重量推定部(32)，其用于推定貨箱的貨物載荷；車身轉(zhuǎn)動力矩計算部(33)，其用于計算由貨物排出時的貨物移動產(chǎn)生的車身轉(zhuǎn)動力矩(Mb)；基準(zhǔn)力矩計算部(34)，其將為了使前輪(1)從地面浮起所需的轉(zhuǎn)動力矩的最小值即傾倒極限力矩(MI)以下的轉(zhuǎn)動力矩作為基準(zhǔn)力矩(Ms)；判定部(35)，其用于判定車身轉(zhuǎn)動力矩(Mb)是否超過基準(zhǔn)力矩(Ms)；顯示裝置(37)，其用于向駕駛者報告車輛傾倒的危險性高的意旨。由此，能預(yù)防搬運物從貨箱一氣地滑落引起的車輛的傾倒。
文檔編號B60P1/04GK102652076SQ201080055708
公開日2012年8月29日 申請日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月10日
發(fā)明者一野瀨昌則, 佐藤隆之, 安田知彥 申請人:日立建機株式會社