(57)【要約】【課題】  作業用車両の突っ込み作業中にタイヤのスリップを抑制することができるタイヤスリップ制御装置を提供する。【解決手段】  エンジン９の回転速度および変速機１０の出力回転速度に基づいて作業用車両１のタイヤ３のスリップ判定をしてタイヤ３のスリップを抑制するタイヤスリップ制御装置１８であって、作業用車両１の作業状態に関する情報を検出する検出手段を備えており、該検出手段から得られた作業用車両１の作業状態に関する情報に基づいて作業用車両１が突っ込み作業中であると判定したときに上記スリップ判定をすべく構成されている。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン回転速度および変速機の出力回転速度に基づいて作業用車両のタイヤのスリップ判定をしてタイヤのスリップを抑制するタイヤスリップ制御装置であって、
作業用車両の作業状態に関する情報を検出する検出手段を備えており、
該検出手段から得られた作業用車両の作業状態に関する情報に基づいて作業用車両が突っ込み作業中であると判定したときに上記スリップ判定をすべく構成された、タイヤスリップ制御装置。
【請求項２】
上記検出手段が作業用車両のホイストアームの位置およびホイストアームシリンダ内の油圧を検出するように構成された、請求項１記載のタイヤスリップ制御装置。
【請求項３】
上記検出手段がブレーキペダルの変位をさらに検出するように構成されており、
該検出手段から得られたブレーキペダルの変位に基づいてブレーキペダルを踏んでいない状態であると判定したとき、そのときから所定時間経過するまで上記スリップ判定をしないように構成された、請求項２記載のタイヤスリップ制御装置。
【請求項４】
作業用車両のタイヤのスリップの制御を行うか否かを選択するスリップ制御切換スイッチをさらに備える、請求項１乃至３のいずれかに記載のタイヤスリップ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホイールローダなど作業用車両のタイヤスリップを抑制するためのタイヤスリップ制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ホイールローダなどの作業用車両は、土砂や岩石などを掘削してすくい上げるためにそのバケットをその対象物に突っ込むとき、エンジンを最高回転速度まで上昇させる。このとき、駆動力が接地力より大きいとタイヤがスリップしてしまう。これにより、タイヤが短時間に摩耗したり損傷する場合がある。
【０００３】
これに対処するため従来のタイヤスリップ制御装置は、エンジンの回転速度が車速（変速機の出力回転速度）に比べて大きくかつ車速が０km/h近くで急激に増加したときに、タイヤがスリップしたと判定（以下、スリップ判定という）してエンジンの回転速度を下げるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特許第３１７１２５１号公報（第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のタイヤスリップ制御装置は、作業用車両が突っ込み作業中でない場合にもスリップ判定をしてタイヤのスリップを抑制する（エンジンの回転速度を下げる）場合がある。
【０００５】
例えば、作業用車両が急な坂道を登る場合、車速に比べてエンジンの回転速度を大きくするので、上述したスリップ判定の条件を満たしタイヤのスリップを抑制してしまう場合がある。またエンジンの回転速度が大きく（アクセルペダルを踏んだ状態）かつブレーキペダルを踏み込んだ状態で急にブレーキペダルから足を離したときなどにも上述したスリップ判定の条件を満たしタイヤのスリップを抑制してしまう場合がある。
【０００６】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、作業用車両の突っ込み作業中に的確にタイヤのスリップを抑制することができるタイヤスリップ制御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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明装置は、エンジン回転速度および変速機の出力回転速度に基づいて作業用車両のタイヤのスリップ判定をしてタイヤのスリップを抑制するタイヤスリップ制御装置であって、作業用車両の作業状態に関する情報を検出する検出手段を備えており、該検出手段から得られた作業用車両の作業状態に関する情報に基づいて作業用車両が突っ込み作業中であると判定したときに上記スリップ判定をすべく構成されている。これにより、作業用車両の突っ込み作業中に的確にタイヤのスリップを制御することができる。
【０００８】
上記検出手段が作業用車両のホイストアームの角度およびホイストアームシリンダ内の圧力を検出するように構成されることが望ましい。作業用車両の突っ込み作業中は、その他の作業での運転に比べて作業用車両のホイストアームの位置は低くなりホイストアームシリンダ内の圧力は高くなる。従って、この特性を利用すれば作業用車両が突っ込み作業中であるか否かを容易に判定することができる。これにより、作業用車両の突っ込み作業中に的確にタイヤのスリップを抑制することができる。
【０００９】
上記検出手段がブレーキペダルの変位をさらに検出するように構成されており、該検出手段から得られたブレーキペダルの変位に基づいてブレーキペダルを踏んでいない状態であると判定したとき、そのときから所定時間経過するまで上記スリップ判定をしないように構成されてもよい。
【００１０】
この構成によれば、作業用車両が突っ込み作業中にブレーキペダルを踏み込んだ状態から急にブレーキペダルから足を離したときにスリップ判定をすることを防止することができる。これにより、作業用車両の突っ込み作業中に的確にタイヤのスリップを抑制することができる。
【００１１】
また、本発明装置は、作業用車両のタイヤのスリップの制御を行うか否かを選択するスリップ制御切換スイッチをさらに備えるように構成されてもよい。これにより、タイヤのスリップの制御を行うことが必要なとき、すなわち作業用車両の突っ込み作業中にタイヤのスリップを抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、作業用車両の突っ込み作業中にタイヤのスリップを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態に係るタイヤスリップ制御装置が適用されるホイールローダの側面図である。図２は、本発明の一実施形態に係るタイヤスリップ制御装置の概略構成を示すブロック図である。図３は、図２のタイヤスリップ制御装置の動作を示すフローチャートである。なお、ホイールローダはタイヤスリップ制御装置が適用される作業用車両の一例である。
【００１４】
図１に示すように、ホイールローダ１は車体２を備え、この車体２の下部前方および下部後方に一対のタイヤ３がそれぞれ設けられている。車体２の前方部にホイストアーム４の基端部が回転自在に取り付けられ、このホイストアーム４を昇降するホイストアームシリンダ５の一端部が車体２の前方部に取り付けられ、その他端部がホイストアーム４の基端部側に取り付けられている。ホイストアーム４の先端部にはバケット６が回転自在に取り付けられている。さらに、バケット６はレバー７を介して車体２の前方部に回動自在に取り付けられたバケットシリンダ８に接続されている。このバケットシリンダ８によって図１中の矢符Ｒが示すようにバケット６を回動させることができるようになっている。
【００１５】
車体２には、動力を発生するエンジン９が搭載されている。エンジン９には、ホイールローダ１の走行速度（車速）を変える変速機１０がトルクコンバータ１１を介して接続されている。この変速機１０はタイヤ３に連結され、エンジン９からタイヤ３に動力を伝達している。さらに、車体２には、ホイールローダ１の走行方向を変更するステアリングシリンダ１２が設けられ、これにより車体２が操舵される。
【００１６】
また、車体２には、操作室１３が設けられており、その中に車体２を操舵するハンドル１４、変速機１０を操作するシフトレバー１５、作業機としてホイストアーム４およびバケット６を操作する作業機操作レバー１６、ホイールローダ１を減速または停止するためのブレーキペダル１７、並びに、これらを操作することによってホイールローダ１の運転を制御する運転制御装置（図示せず）などが設けられている。この運転制御装置は、後述する本実施形態に係るタイヤスリップ制御装置１８を含む。
【００１７】
図２のブロック図に基づいてタイヤスリップ制御装置１８を説明する。なお、図１に示したホイールローダの構成部品と同等の部品には、同じ番号を付し詳細な説明を省略する。
【００１８】
図２に示すように、タイヤスリップ制御装置１８はホイールローダ１のタイヤスリップを抑制するものであり、ホイールローダ１の走行状態および作業状態に関する情報を検出する複数のセンサ１９と、これらのセンサ１９からの出力信号に基づいてタイヤ３がスリップしたか否かを判定（以下、スリップ判定という）して後述のエンジン・コントロール・ユニット（以下、ＥＣＵという）２１を制御する制御器２０と、この制御器２０からの出力信号に基づいて燃料噴射量を調整してエンジン９の回転速度を制御するＥＣＵ２１とを備える。複数のセンサ１９およびＥＣＵ２１は制御器２０にそれぞれ電気的に接続されている。
【００１９】
複数のセンサ１９は、ブレーキペダル１７の変位を検出するブレーキペダル変位センサ２２、エンジン９の回転速度を検出するエンジン回転速度センサ２３、変速機１０の出力回転速度を検出する出力回転速度センサ２４、ホイストアーム４の位置を検出するホイストアーム位置センサ２５、およびホイストアームシリンダ５内の圧力を検出するホイストアームシリンダ圧力センサ２６などから構成される。このうちエンジン回転速度センサ２３および出力回転速度センサ２４はスリップ判定に使用される。ブレーキペダル変位センサ２２、ホイストアーム位置センサ２５、およびホイストアームシリンダ圧力センサ２６は、ホイールローダ１の作業状態を関する情報を得るために使用される。
【００２０】
ブレーキペダル変位センサ２２は実際にはブレーキペダル１７の変位に対応するブレーキ圧力を検出するように配置されている。ここでは、ブレーキペダルの変位を簡易に表すものとしてブレーキ圧力を使用しているが、直接ブレーキペダル１７の変位を検出するポテンシオメータなどをしても構わない。エンジン回転速度センサ２３は、エンジン９の出力軸の回転速度を検出するように配置されている。出力回転速度センサ２４は、変速機１０の出力軸の回転速度を検出するようにされている。ホイストアーム位置センサ２５は実際にはホイストアーム４の位置に対応するホイストアーム４の回転角度を検出するように配置されている。ホイストアームシリンダ圧力センサ２６はホイストアームシリンダ５内の圧力を検出するように配置されている。
【００２１】
制御器２０は、スリップ判定してＥＣＵ２１を制御する制御演算部２７と、この制御演算部２７の動作手順を規定するプログラム（スリップを抑制するプログラムなど）、または、制御演算部２７によって処理されるべきデータを記憶する記憶部２８と、制御演算部２７で演算した結果をＥＣＵ２１に出力したり上記センサ１９からの出力信号を受け取るインターフェース２９とを備える。ここで、制御演算部２７はマイクロプロセッサを主体に構成されており、記憶部２８はリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などから構成されている。
【００２２】
また、制御器２０とＥＣＵ２１との間に、ホイールローダ１のスリップ制御を行うか否かを選択するスリップ制御切換スイッチＳ／Ｃ・ＳＷを設けてもよい。これにより、タイヤのスリップの制御を行うことが必要なとき、すなわち作業用車両の突っ込み作業中にタイヤのスリップを抑制することが可能となる。なお、このスリップ制御切換スイッチＳ／Ｃ・ＳＷは、図２に示したように物理スイッチではなく制御器２０内に論理スイッチであっても構わない。
【００２３】
以上のように構成されるタイヤスリップ制御装置１８は以下のような作用を奏する。制御器２０は、ホイストアーム位置センサ２５およびホイストアーム圧力センサ２６から受け取った情報に基づいてホイールローダ１が突っ込み作業中であるか否かを判定する。具体的には、ホイールローダ１がホイストアーム４の位置が設定位置より低く、かつホイストアームシリンダ５内の圧力が設定圧力より高くなっているときにホイールローダ１が突っ込み作業中であると判定する。この判定を行うための設定位置および設定圧力は記憶部２８に予め設定されている。
【００２４】
また、制御器２０は、ブレーキペダル変位センサ２２から受け取った情報に基づいて、「ブレーキペダルを踏んでいない位置」にあると判断したときから所定時間経過するまでスリップ判定をしないようにすることもできる。「ブレーキペダルを踏んでいない位置」に対応するブレーキ圧力、および、所定時間（例えば、数秒）も記憶部２８に予め設定されている。これにより、ホイールローダ１が突っ込み作業中にブレーキペダルを踏み込んだ状態から急にブレーキペダルから足を離したときなどのようにスリップしていないのにスリップしたと判定してしまうことを防止することができる。
【００２５】
また、制御器２０は、例えば特許第３１７１２５１号公報に開示されているように、変速機１０の出力回転速度の単位時間当たりの増加率が所定値を越えたときにスリップが発生したと判定するか、または、出力回転速度のエンジン９の回転速度に対する比の単位時間当たりの増加率が所定値を越えたときにスリップが発生したと判定する。すなわち、エンジン９の回転速度が車速（変速機の出力回転速度）に比べて大きくかつ車速が０km/h近くで急激に増加したときに、タイヤがスリップしたと判定する。なお、エンジン回転速度および変速機の出力回転速度に基づいて作業用車両のタイヤのスリップ判定をするものであれば、上記スリップ判定方法に特に限定するものではない。
【００２６】
制御器２０は、ホイールローダ１のタイヤ３がスリップしていると判定したときＥＣＵ２１に対してエンジン９への燃料噴射量を少なくしてエンジン９の回転速度を下げるように指示する。これに伴い、変速機１０の出力回転駆動力、すなわちタイヤ３の回転駆動力も低下するので、スリップが解消される。
【００２７】
如上の動作の流れを図３に示す。まず、スリップ制御切換スイッチ（Ｓ／Ｃ・ＳＷ）によってスリップ制御を行うか否かを選択する（ステップＳ１）。スリップ制御を必要としない場合などはＯＦＦにしておいてもよい。
【００２８】
ステップＳ１においてＯＮにすると、ホイストアーム４の位置が設定位置以下であるか否かを判定する（ステップＳ２）。ホイストアーム４の位置が設定位置以下であると判定した場合、ホイストアームシリンダ５内の圧力が設定圧力以上か否かを判定する（ステップＳ３）。ホイストアーム４の位置が設定位置を越えると判定した場合、ホイールローダ１が突っ込み作業中ではないと判定してスリップ判定は行わない。ホイストアームシリンダ５内の圧力が設定圧力以上であると判定した場合、ブレーキペダル１７の位置が「ブレーキペダルを踏んでいない位置」か否かを判定する（ステップＳ４）。ホイストアームシリンダ５内の圧力が設定圧力を下回ると判定した場合、ホイールローダ１が突っ込み作業中ではないと判定してスリップ判定は行わない。ブレーキペダル１７が「ブレーキペダルを踏んでいない位置」にあると判定したとき、所定時間経過するまでスリップ判定を行わない（ステップＳ５）。ブレーキペダル１７を踏んでいない状態から所定時間経過したあとスリップ判定をする（ステップＳ６）。ここで、スリップしたと判定した場合、エンジン９の回転速度が制御される（ステップＳ７）。
【００２９】
以上のステップＳ１〜Ｓ７を繰り返し実行することで、ホイールローダ１のタイヤ３のスリップを抑制することができる。
【００３０】
なお、ホイールローダ１が突っ込み作業中にブレーキペダル１７を踏むことはほとんどないので、ステップＳ１〜Ｓ７のうちステップＳ４およびＳ５を省略することも可能である。これにより、装置全体を簡素化することができる。また、ここでは、スリップ制御切換スイッチ（Ｓ／Ｃ・ＳＷ）を設けているが、装置をさらに簡素化するために省略してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係るタイヤスリップ制御装置が適用されるホイールローダの側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るタイヤスリップ制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図２のタイヤスリップ制御装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３２】
１…ホイールローダ
３…タイヤ
４…ホイストアーム
５…ホイストアームシリンダ
９…エンジン
１０…変速機
１７…ブレーキペダル
１８…タイヤスリップ制御装置
１９…センサ
２０…制御器
２１…エンジン・コントロール・ユニット（ＥＣＵ）
２２…ブレーキペダル変位センサ
２３…エンジン回転速度センサ
２４…出力回転速度センサ
２５…ホイストアーム位置センサ
２６…ホイストアームシリンダ圧力センサ
【図１】
2005146886.tif 000003
【図２】
2005146886.tif 000004
【図３】
2005146886.tif 000005