(57)【要約】【課題】  ダンプトラックの各作業状態における積載重量を測定する。【解決手段】  ダンプトラック１１の積載重量は、所定時間毎に算出されて記憶される。ダンプトラック１１が運搬中状態に移行したか否かを判定し（Ｓ３１〜Ｓ３３）、運搬中状態に移行した場合（S31：YES、S32：YES、S33：YES）、運搬中状態に移行する直前の積込終了時の運搬重量Ｇ１を算出し、記憶する（Ｓ３４）。運搬中状態に移行している期間中の運搬重量Ｇ２も算出され、記憶される（Ｓ３５）。運搬中状態から排土状態に移行した場合（S36：YES）、排土前の運搬重量Ｇ３が算出され、記憶される（Ｓ３７）。これら各運搬重量Ｇ１〜Ｇ３のうち選択された運搬重量が読み出されて、ディスプレイ装置等に出力される（Ｓ３８，Ｓ３９）。これにより、予め設定した複数の測定タイミングにおいて運搬重量を測定することができる。【選択図】        図１１
2005227270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダンプトラックの複数の作業状態をそれぞれ検出する第１ステップと、
前記ダンプトラックの積載重量を算出するための複数の基礎情報をそれぞれ検出する第２ステップと、
前記第１ステップにより検出された前記各作業状態のうち、予め設定された所定の複数の作業状態における前記ダンプトラックの各積載重量を、前記第２ステップで検出された前記各基礎情報に基づいてそれぞれ算出する第３ステップと、
前記算出された各積載重量をそれぞれ記憶する第４ステップと、
前記記憶された各積載重量の全部または一部を出力する第５ステップと、
を含むダンプトラックの積載重量測定方法。
【請求項２】
前記第５ステップは、前記第４ステップにより記憶された前記各積載重量のうち、選択された所定の作業状態における積載重量のみを出力する請求項１に記載のダンプトラックの積載重量測定方法。
【請求項３】
前記所定の複数の作業状態には、前記第１ステップでそれぞれ検出される各作業状態のうち、特定の作業状態と、ある作業状態から前記特定の作業状態に移行する際の状態と、前記特定の作業状態から他の作業状態に移行する際の状態とが含まれている請求項１に記載のダンプトラックの積載重量測定方法。
【請求項４】
前記第１ステップは、前記ダンプトラックが空荷状態、積込中状態、運搬状態及び排荷状態のいずれの作業状態にあるかを検出し、
前記第３ステップは、前記ダンプトラックが前記積込中状態から前記運搬状態に移行する際の積込終了状態にある場合の第１積載重量と、前記ダンプトラックが前記運搬状態にある場合の第２積載重量と、前記ダンプトラックが前記運搬状態から前記排荷状態に移行する際の排荷前状態にある場合の第３積載重量とを、前記第２ステップでそれぞれ検出された前記各基礎情報に基づいてそれぞれ算出する請求項１に記載のダンプトラックの積載重量測定方法。
【請求項５】
前記ダンプトラックは、車体の左右にそれぞれ回動可能に設けられた一組のイコライザーバーと、これら各イコライザーバーの一側にそれぞれ第１サスペンション装置を介して支持された第１車輪と、前記各イコライザーバーの他側にそれぞれ第２サスペンション装置を介して支持された第２車輪と、前記各イコライザーバーから離間して前記車体の左右にそれぞれ設けられ、それぞれ第３サスペンション装置を介して支持された第３車輪とを備えており、
前記第２ステップは、
前記第１サスペンション装置または前記第２サスペンション装置のうち、いずれか一方にかかる第１荷重を前記基礎情報の一つとして検出する第２Ａステップと、
前記第３サスペンション装置にかかる第２荷重を前記基礎情報の一つとして検出する第２Ｂステップと、
前記車体の傾斜角度を前記基礎情報の一つとして検出する第２Ｃステップと、
前記第２Ａ，第２Ｂ２ステップによってそれぞれ検出された前記各第１，第２荷重と前記第２Ｃステップによって検出された前記傾斜角度とに基づいて、前記積載重量を算出する第２Ｄステップと、
を含む請求項１に記載のダンプトラックの積載重量測定方法。
【請求項６】
前記第２Ｄステップは、
前記イコライザーバーの回動中心から前記各第１，第２サスペンション装置までのそれぞれの距離の比と前記第１ステップで検出された前記第１荷重とに基づいて、前記各第１，第２サスペンション装置に加わる合計荷重を算出する第２Ｄ１ステップと、
前記第２Ｄ１ステップで算出された前記合計荷重と前記第２ステップで検出された前記第２荷重とから、前記第３ステップで検出された前記傾斜角度に基づいて、垂直方向の荷重をそれぞれ算出する第２Ｄ２ステップと、
前記第２Ｄ２ステップで算出された前記第１荷重の垂直方向成分と前記第２荷重の垂直方向成分とを加算することにより前記積載重量を算出する第２Ｄ３ステップと、
を含む請求項５に記載のダンプトラックの積載重量測定方法。
【請求項７】
ダンプトラックの積載重量を算出する積載重量算出手段と、
前記ダンプトラックの複数の作業状態をそれぞれ検出する作業状態検出手段と、
前記積載重量算出手段によってそれぞれ算出された複数の積載重量のうち、前記作業状態検出手段によって所定の複数の作業状態が検出された場合における各積載重量をそれぞれ記憶する記憶手段と、
前記各所定の複数の作業状態のうち、選択された所定の作業状態における積載重量を前記記憶手段から読出して出力させる出力選択手段と、
を備えたダンプトラックの積載重量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダンプトラックの積載重量測定方法及び積載重量装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダンプトラックの前輪及び後輪にそれぞれ加わる荷重を検出し、これら検出された各荷重を車体の傾斜角度と車体の重心位置に基づいて補正することにより、積載物の重量を測定する方法は、従来より知られている（特許文献１）。
【特許文献１】特開昭６１−３４４２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記文献に記載の従来技術によれば、前輪及び後輪にそれぞれ加わる荷重を検出するだけで、積載物の重量を求めることができる。しかし、この従来技術では、積載重量を測定するタイミングについて考慮されておらず、測定タイミングが固定されている。
ダンプトラックは、例えば、建設現場や採掘場等において、土砂等の積載物を運搬するために繰り返し使用される。積込場でダンプトラックに積み込まれた積載物は、ダンプトラックによって所定の場所まで運搬され、そこで降ろされる。ダンプトラックは、荷下ろしを終えると、積込場に戻り、再び積載物を積み込む。
【０００４】
ダンプトラックは、このような作業サイクルを繰り返す。作業の進行状況やダンプトラックの稼働効率を把握するためには、各作業サイクルにおいてダンプトラックが運搬した積載物の重量（運搬重量）をそれぞれ測定する必要がある。ここで、本明細書では、ダンプトラックが運搬した積載物の重量を、瞬間的な測定値である積載重量と区別する場合に、運搬重量と呼ぶ。
作業の進行状況を適切に把握するためには、毎日一定条件下で運搬重量を測定するのが望ましい。そして、ダンプトラックが走行している運搬時は、他の場合に比較して、比較的安定して運搬重量を測定することができる。従って、従来は、ダンプトラックの走行中（積載物の運搬中）にのみ運搬重量を測定する。
【０００５】
しかし、運搬時の状態が常に安定しているという保証は無く、作業現場によっては路面の凹凸の激しい悪路を走行しなければならない場合もある。このような悪路走行時には、車体の揺れが大きくなるため、運搬重量を正確に測定することが難しい。
特に、前後の車体を屈折可能に連結したアーティキュレート式のダンプトラックは、鉱山等のような地面の荒れた場所で使用される場合が多いため、走行中の揺れが激しい。従って、走行中に運搬重量を正確に測定できない場合もある。
【０００６】
本発明は、上記の問題に着目してなされたもので、その一つの目的は、予め設定された複数の作業状態のそれぞれにおいて積載重量を測定できるようにしたダンプトラックの積載重量測定方法及び積載重量測定装置を提供することにある。本発明の目的の一つは、予め設定された複数の作業状態のそれぞれにおいて積載重量を測定し、選択された作業状態における積載重量を出力可能としたダンプトラックの積載重量測定方法及び積載重量測定装置を提供することにある。本発明の目的の一つは、複数の作業状態における各積載重量を低コストに測定可能なダンプトラックの積載重量測定方法及び積載重量測定装置を提供することにある。本発明の更なる目的は、後述する実施形態の記載から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係るダンプトラックの積載重量測定方法は、ダンプトラックの複数の作業状態をそれぞれ検出する第１ステップと、前記ダンプトラックの積載重量を算出するための複数の基礎情報をそれぞれ検出する第２ステップと、前記第１ステップにより検出された前記各作業状態のうち、予め設定された所定の複数の作業状態における前記ダンプトラックの各積載重量を、前記第２ステップで検出された前記各基礎情報に基づいてそれぞれ算出する第３ステップと、前記算出された各積載重量をそれぞれ記憶する第４ステップと、前記記憶された各積載重量の全部または一部を出力する第５ステップと、を含むことができる。
【０００８】
前記第５ステップは、前記第４ステップにより記憶された前記各積載重量のうち、選択された所定の作業状態における積載重量のみを出力する構成でもよい。
前記所定の複数の作業状態には、前記第１ステップでそれぞれ検出される各作業状態のうち、特定の作業状態と、ある作業状態から前記特定の作業状態に移行する際の状態と、前記特定の作業状態から他の作業状態に移行する際の状態とを含めることができる。
例えば、前記第１ステップでは、前記ダンプトラックが空荷状態、積込中状態、運搬状態及び排荷状態のいずれの作業状態にあるかを検出することができる。そして、前記第３ステップは、前記ダンプトラックが前記積込中状態から前記運搬状態に移行する際の積込終了状態にある場合の第１積載重量と、前記ダンプトラックが前記運搬状態にある場合の第２積載重量と、前記ダンプトラックが前記運搬状態から前記排荷状態に移行する際の排荷前状態にある場合の第３積載重量とを、前記第２ステップでそれぞれ検出された前記各基礎情報に基づいてそれぞれ算出することができる。
【０００９】
本発明の実施形態では、前記ダンプトラックは、車体の左右にそれぞれ回動可能に設けられた一組のイコライザーバーと、これら各イコライザーバーの一側にそれぞれ第１サスペンション装置を介して支持された第１車輪と、前記各イコライザーバーの他側にそれぞれ第２サスペンション装置を介して支持された第２車輪と、前記各イコライザーバーから離間して前記車体の左右にそれぞれ設けられ、それぞれ第３サスペンション装置を介して支持された第３車輪とを備えている。そして、前記第２ステップは、前記第１サスペンション装置または前記第２サスペンション装置のうち、いずれか一方にかかる第１荷重を前記基礎情報の一つとして検出する第２Ａステップと、前記第３サスペンション装置にかかる第２荷重を前記基礎情報の一つとして検出する第２Ｂステップと、前記車体の傾斜角度を前記基礎情報の一つとして検出する第２Ｃステップと、前記第２Ａ，第２Ｂ２ステップによってそれぞれ検出された前記各第１，第２荷重と前記第２Ｃステップによって検出された前記傾斜角度とに基づいて、前記積載重量を算出する第２Ｄステップと、を含むことができる。
また、前記第２Ｄステップは、前記イコライザーバーの回動中心から前記各第１，第２サスペンション装置までのそれぞれの距離の比と前記第１ステップで検出された前記第１荷重とに基づいて、前記各第１，第２サスペンション装置に加わる合計荷重を算出する第２Ｄ１ステップと、前記第２Ｄ１ステップで算出された前記合計荷重と前記第２ステップで検出された前記第２荷重とから、前記第３ステップで検出された前記傾斜角度に基づいて、垂直方向の荷重をそれぞれ算出する第２Ｄ２ステップと、前記第２Ｄ２ステップで算出された前記第１荷重の垂直方向成分と前記第２荷重の垂直方向成分とを加算することにより前記積載重量を算出する第２Ｄ３ステップと、を含むことができる。
【００１０】
本発明の別の観点に従うダンプトラックの積載重量測定装置は、ダンプトラックの積載重量を算出する積載重量算出手段と、前記ダンプトラックの複数の作業状態をそれぞれ検出する作業状態検出手段と、前記積載重量算出手段によってそれぞれ算出された複数の積載重量のうち、前記作業状態検出手段によって所定の複数の作業状態が検出された場合における各積載重量をそれぞれ記憶する記憶手段と、前記各所定の複数の作業状態のうち、選択された所定の作業状態における積載重量を前記記憶手段から読出して出力させる出力選択手段と、を備えることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数の作業状態において、ダンプトラックに積み込まれた積載物の重量をそれぞれ測定することができる。それぞれの作業状態における積載重量を測定することにより、ダンプトラックの稼働状況や作業の進行状況等を多面的に考察することができ、使い勝手が向上する。
本発明によれば、各作業状態でそれぞれ測定された積載重量のうち、いずれの積載重量を採用するかを、ダンプトラックの作業環境等に応じて選択することができる。これにより、ダンプトラックの作業環境に応じて適切なタイミングを選択することができ、積載重量をより正確に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態では、以下に述べるように、車体（２４，２５）と、この車体（２５）に設けられたベッセル（２１）と、車体（２５）の左右にそれぞれ回動可能に設けられた一組のイコライザーバー（３０）と、これら各イコライザーバー（３０）の一側にそれぞれ第１サスペンション装置（３１）を介して支持された第１車輪（１８）と、各イコライザーバー（３０）の他側にそれぞれ第２サスペンション装置（１６）を介して支持された第２車輪（１９）と、各イコライザーバー（３０）から離間して車体（２４）の左右にそれぞれ設けられ、それぞれ第３サスペンション装置（１４）を介して支持された第３車輪（１７）と、を備えたダンプトラック（１１）が開示される。
【００１３】
そして、このダンプトラック（１１）は、第１サスペンション装置（３１）または第２サスペンション装置（１６）のうち、いずれか一方にかかる第１荷重を検出する第１荷重検出手段（２３，２３０）と、第３サスペンション装置（１４）にかかる第２荷重を検出する第２荷重検出手段（２２，２２０）と、車体（２５）の傾斜角度を検出する傾斜角度検出手段（２０）と、各第１，第２荷重と傾斜角度とに基づいて、ベッセル（２１）の積載重量を算出する制御手段（４７）と、この制御手段（４７）により算出された積載重量を出力する出力手段（４８，４７Ｂ，１１４）とを、さらに備える。
【００１４】
詳細はさらに後述するが、本実施形態では、ダンプトラック（１１）の複数の作業状態をそれぞれ検出し、予め設定された所定の作業状態になったか否かを監視する。そして、本実施形態では、所定の作業状態が検出された場合、その作業状態における積載重量を、メモリ等の記憶手段に記憶させる。記憶手段には、所定の複数の作業状態における測定値がそれぞれ記憶される。ダンプトラックの管理者等は、ダンプトラック（１１）の作業環境等に応じて、採用する測定値を選択することができる。
【実施例１】
【００１５】
まず、図１〜図１１に基づいて、本発明の第１実施例を説明する。図１は、アーティキュレート式のダンプトラック１１の側面図である。
図１に示すように、ダンプトラック１１は、前側に位置する前部車体２４と、後側に位置する後部車体２５とを備えている。前部車体２４は、フロントフレーム２７によって支持されており、後部車体２５は、リアフレーム２８によって支持されている。リアフレーム２８は、フロントフレーム２７に対して屈折及び揺動自在に連結されている。フロントフレーム２７には、運転室３６が搭載されている。
【００１６】
フロントフレーム２７とリアフレーム２８との間には、左右一対のステアリングシリンダ３５，３５が架け渡されている。各ステアリングシリンダ３５，３５をそれぞれ伸縮させることにより、フロントフレーム２７に対してリアフレーム２８を屈折させることができ、ステアリング操作が可能となる。
【００１７】
リアフレーム２８の上方には、例えば、土砂等の積載物を積載するベッセル２１が設けられている。ベッセル２１の前部の左右両側とリアフレーム２８との間には、一対のリフトシリンダ２６，２６が設けられている。ベッセル２１の後部下側は、ベッセルピン３７により、リアフレーム２８に対して回動可能に取り付けられている。リフトシリンダ２６，２６が伸縮することにより、ベッセル２１は、ベッセルピン３７を中心として上下方向に回動する。ベッセル２１を上げていく動作をダンプアップ、ベッセル２１を下げていく動作をダンプダウンと呼ぶ。図１は、ベッセル２１が下がりきって、リアフレーム２８上に着座した状態を示している。
【００１８】
フロントフレーム２７には、平面視でＶ字型のフロントアーム１２が回動可能に設けられている。フロントアーム１２の前端部１２Ａ（Ｖ字の頂点側）は、フロントアーム２７の下部に上下方向に回動自在に支持されている。
フロントアーム１２の後端部１２Ｂの両側面には、左右一対の前輪１７，１７が取り付けられている。これら各前輪は、「第３車輪」の一例に相当する。後端部１２Ｂの上部は、「第３サスペンション装置」の一例であるフロントサスペンションシリンダ１４を介して、フロントフレーム２７に支持されている。
【００１９】
ここで、図２は、ベッセル２１等を取り除いた状態で示すリアフレーム２８の平面図である。図１，図２に示すように、リアフレーム２８の両側面には、左右一対のイコライザバー３０，３０が回動可能に設けられている。各イコライザーバー３０，３０の略中央部は、ピン２９，２９によって、リアフレーム２８に回動自在に取り付けられている。
リアフレーム２８の下部には、センターアーム１３及びリアアーム１５がそれぞれ回動可能に設けられている。センターアーム１３及びリアアーム１５は、フロントアーム１２と同様に、それぞれ平面視でＶ字型に形成されている。
【００２０】
センターアーム１３の前端部１３Ａは、リアフレーム２８の下部前側に、上下方向に回動自在に支持されている。センタアーム１３の後端部１３Ｂの両側面には、左右一対の中輪１８，１８が取り付けられている。これら各中輪１８，１８は、「第１車輪」の一例に相当する。後端部１３Ｂの上部は、「第１サスペンション装置」の一例であるスプリング３１，３１を介して、イコライザバー３０，３０の前端部の下側に支持されている。
【００２１】
リアアーム１５の前端部１５Ａは、リアフレーム２８の下部後側に、上下方向に回動自在に支持されている。リアアーム１５の後端部１５Ｂの両側面には、左右一対の後輪１９，１９が取り付けられている。各後輪１９，１９は、「第２車輪」の一例に相当する。後端部１５Ｂの上部は、「第２サスペンション装置」の一例であるリアサスペンションシリンダ１６を介して、イコライザバー３０の後端部の下側に支持されている。
【００２２】
図３は、イコライザバー３０を部分的に拡大して示す側面図である。図３に示すように、リアフレーム２８の両側面には、イコライザーバー３０の前端部及び後端部にそれぞれ対応するようにして、ストッパ５１，５１がそれぞれ設けられている。ストッパ５１，５１は、リアフレーム２８の側面からイコライザーバー３０に向けて若干突出して設けられている。
【００２３】
また、イコライザバー３０の側面には、ストッパ５１，５１に対応するようにして、ベース５２，５２がそれぞれ設けられている。ベース５２，５２は、イコライザーバー３０側に向けて若干突出して設けられている。イコライザバー３０が所定角度以上回転しようとすると、ベース５２，５２がストッパ５１，５１に当接するため、それ以上の回転が規制される。
【００２４】
図１に戻る。ダンプトラック１１の運転室３６には、積載重量を測定するためのコントローラ４７が設置されている。コントローラ４７は、「制御手段」の一例である。
また、運転室３６の屋根には、外部表示ランプセット４８が設けられている。この外部表示ランプセット４８は、積載重量の定格積載重量に対する割合を外部に表示するためのものである。外部表示ランプセット４８は、例えば、それぞれ点灯色の異なる複数のランプ４８Ａ，４８Ｂ，４８Ｃを備えて構成することができる。例えば、ランプ４８Ａは緑色、ランプ４８Ｂは橙色、ランプ４８Ｃは赤色に、それぞれ点灯する。
【００２５】
コントローラ４７は、ベッセル２１に積み込まれた積載物の重量に応じて、各ランプ４８Ａ〜４８Ｃの点灯及び消灯を制御する。例えば、積載重量が定格積載重量の５０％以下の場合、コントローラ４７は、いずれのランプも点灯させない。積載重量が定格積載重量の５０〜８９％の場合、コントローラ４７は、緑色のランプ４８Ａを点灯させる。積載重量が定格積載重量の９０〜１００％の場合、コントローラ４７は、橙色のランプ４８Ｂを点灯させる。そして、積載重量が定格積載重量の１００％以上の場合、コントローラ４７は、赤色のランプ４８Ｃを点灯させる。
【００２６】
なお、積載重量の測定誤差を考慮し、積載重量が定格積載重量の９０〜１０４％内にある場合は、橙色のランプ４８Ｂを点灯させ、同様に、積載重量が定格積載重量の１０５％以上の場合は、赤色のランプ４８Ｃを点灯させるようにしてもよい。また、ランプの点灯色及び積載重量のランク（５０％以下、５０〜８９％、９０〜１００％、１００％以上）は、一例であって、種々の変形が可能である。
【００２７】
ダンプトラック１１のベッセル２１に積載物を積み込む積込作業者は、外部表示ランプセット４８の表示を見ながら、積込作業を行う。積込作業者は、積載重量が定格積載重量の約１００％となるように、積載物をベッセル２１に積み込む。
【００２８】
リアフレーム２８には、「傾斜角度検出手段」の一例である傾斜センサ２０が設けられている。この傾斜センサ２０は、車体の前後方向の傾斜を測定して、コントローラ４７に検出信号を出力する。
【００２９】
リアフレーム２８とベッセル２１との間には、着座センサ４６が設けられている。この着座センサ４６は、ベッセル２１がリアフレーム２８に着座しているか否かを判定するためのものである。着座センサ４６は、ベッセル４６がリアフレーム２８に着座すると、この着座状態を検出してコントローラ４７に出力する。
【００３０】
図示しないトランスミッションの出力軸には、車速センサ４９が設けられている。この車速センサ４９は、出力軸の回転数（車速）を検出してコントローラ４７に出力するものである。
【００３１】
フロントサスペンションシリンダ１４には、「第２荷重検出手段」の一例として、フロント圧力センサ２２が設けられている。このフロント圧力センサ２２は、フロントサスペンションシリンダ１４内のオイルの圧力を検出して、コントローラ４７に出力するものである。
同様に、リアサスペンションシリンダ１６には、「第１の荷重検出手段」の一例として、リア圧力センサ２３が設けられている。このリア圧力センサ２３は、リアサスペンションシリンダ１６内のオイルの圧力を検出して、コントローラ４７に出力する。
【００３２】
上述した各圧力センサ２２，２３と、傾斜センサ２０と、着座センサ４６及び車速センサ４９は、コントローラ４７にそれぞれ電気的に接続されている。後述のように、コントローラ４７は、これら各センサからの信号を受信可能となっている。
【００３３】
図４に、サスペンションシリンダの断面図を示す。ここでは、フロントサスペンションシリンダ１４を例に挙げて説明するが、リアサスペンションシリンダ１６も、略同様の構成である。
図４に示すように、フロントサスペンションシリンダ１４は、ピストン３８と、このピストン３８が摺動可能に取り付けられるシリンダ３９とを備えている。ピストン３８は、例えば、有底筒状のピストン本体３８Ａと、このピストン本体３８Ａの上部外周側に設けられた筒状のリング部材３８Ｂとから構成されている。
ピストン本体３８Ａ内には、オイル４０が封入されている。そして、ピストン３８とシリンダ３９との間の空間内には、窒素ガス４１が封入されている。
【００３４】
ピストン本体３８Ａとシリンダ３９との間には、リング部材３８Ｂの下側に位置して、環状のキャビティ４２が設けられている。ピストン本体３８Ａには、長手方向の所定位置に、所定個数の第１オリフィス４３が周方向に離間してそれぞれ設けられている。各第１オリフィス４３は、ピストン本体３８Ａの内部空間とキャビティ４２とを連通させるようにして、それぞれ形成されている。また、第１オリフィス４３とは長手方向の異なる位置に、所定個数の第２オリフィス４４が周方向に離間してそれぞれ設けられている。これら各第２オリフィス４４の外側には、チェックボール４５がそれぞれ設けられている。
【００３５】
例えば、前輪１７が路面の突起物等に乗り上げたような場合、前輪１７が突起物によって持ち上げられるため、ピストン３８が上方に移動し、シリンダ３９内に進入する。即ち、フロントサスペンションシリンダ１４が収縮する。これにより、ピストン３８がシリンダ３９内に進入すると、ピストン３８の上部とシリンダ３９との間に画成された空間の体積が減少するため、窒素ガス４１が圧縮される。また、フロントサスペンションシリンダ１４の縮小に伴い、ピストン本体３８Ａ内に封入されたオイル４０の圧力も上昇する。これにより、ピストン本体３８Ａ内のオイル４０が、各第１オリフィス４３及び各第２オリフィス４４をそれぞれ通って、キャビティ４２内に流入する。
【００３６】
一方、前輪１７が突起物を乗り越えたような場合には、ピストン３８が下方に移動して、フロントサスペンションシリンダ１４が伸長する。ピストン３８がシリンダ３９内を後退することにより、ピストン本体３８Ａ内の圧力が低下する。各第２オリフィス４４は、チェックボール４５によってそれぞれ塞がれるため、キャビティ４２内のオイル４０は、各第１オリフィス４３のみを通って、ピストン本体３８Ａ内に戻る。
【００３７】
シリンダ３９の上側には、窒素ガス４１の圧力を測定するための圧力測定孔３９Ａが形成されている。この圧力測定孔３９Ａは、その一端側がシリンダ３９とピストン３８との間の空間に連通しており、その他端側はシリンダ３９の上方から外部に開口している。圧力測定孔３９Ａの他端側には、フロント圧力センサ２２が設けられている。
【００３８】
フロント圧力センサ２２には、圧力測定孔３９Ａを介して、シリンダ３９とピストン３８との間に封入された窒素４１の圧力が導かれる。フロント圧力センサ２２は、この窒素ガス４１の圧力を電気信号に変換して、コントローラ４７に出力する。窒素ガス４１の圧力を測定することにより、フロントサスペンションシリンダ１４にかかる荷重（「第２荷重」の例に相当）を測定することができる。これにより、フロントサスペンションシリンダ１４が取り付けられた前輪１７にかかる荷重を求めることが可能である。
【００３９】
図５は、コントローラ４７の概略構成を示すブロック図である。コントローラ４７は、「ダンプトラックの積載重量測定装置」の一例に相当する。コントローラ４７は、マイクロコンピュータシステムとして構成することができる。
【００４０】
コントローラ４７は、例えば、CPU（Central Processing Unit）１１０と、ROM（Read Only Memory）１１１と、RAM（Random Access Memory）１１２と、ディスプレイ駆動回路１１３と、通信インターフェース１１４と、入力インターフェース１１５と、出力インターフェース１１６と、これら各部を相互に接続するバス１１７とを備えて構成することができる。
【００４１】
CPU１１０は、ROM１１１に格納されているマイクロコードを読出して実行する。これにより、後述する各処理が行われる。RAM１１２は、演算途中の結果等を一時的に記憶するためのワーク領域として使用される。また、RAM１１２には、制御用のフラグ情報等も記憶させることができる。
【００４２】
ディスプレイ駆動回路１１３は、運転室３６内に設けられたディスプレイ装置４７Ｃを駆動する。このディスプレイ装置４７Ｃに、積載重量に関する情報等を適宜表示させることができる。通信インターフェース１１４は、例えば、管理センタ等に設置された管理用サーバ（不図示）との間でデータ通信を行う場合に設けることができる。なお、ディスプレイ装置４７Ｃを使用しない場合、ディスプレイ駆動回路１１３は不要である。また、コントローラ４７が外部の装置との間でデータ通信等を行わない場合、通信インターフェース１１４は不要である。
【００４３】
入力インターフェース１１５は、各種センサ等からの信号をそれぞれ受信するための回路である。入力インターフェース１１５には、例えば、手動スイッチ４７Ａと、着座センサ４６と、車速センサ４９と、傾斜センサ２０と、フロント圧力センサ２２及びリア圧力センサ２３をそれぞれ接続することができる。手動スイッチ４７Ａは、例えば、キャリブレーション処理の開始や電源投入等をコントローラ４７に指示するためのスイッチであり、運転室３６内に設けることができる。手動スイッチ４７Ａは、ダンプトラック１１のオペレータにより操作される。
【００４４】
出力インターフェース１１６は、コントローラ４７からの制御信号を外部に出力するための回路である。出力インターフェース１１６には、例えば、外部表示ランプセット４８や外部出力装置の一例としてのプリンタ４７Ｂ等を接続することができる。外部出力装置としては、プリンタ４７Ｂに限らず、例えば、フレキシブルディスク装置や光ディスク装置、ハードディスク装置、半導体メモリ装置等の各種記憶装置でもよい。コントローラ４７によって測定された積載重量を、その測定日時等と共に記録媒体に記録させることにより、ダンプトラック１１の稼働率等を解析することができる。
【００４５】
なお、図５に示す構成は一例であって、本発明はこれに限定されない。例えば、コントローラ４７を、論理LSI（Large Scale Integration）等からハードウェア回路として構成することもできる。
【００４６】
図６は、コントローラ４７の機能構成に着目したブロック図である。コントローラ４７は、例えば、演算部２１０と、フロント側荷重検出部２２０と、リア側荷重検出部２３０と、作業状態検出部２４０と、記憶部２５０及び出力選択部２６０とを備えることができる。先に、演算部２１０の周辺の機能について説明した後で、演算部２１０の詳細を述べる。
【００４７】
フロント側荷重検出部２２０は、フロント圧力センサ２２からの検出信号に基づいて、フロントサスペンションシリンダ１４に加わる荷重（「第２荷重」）を検出する。同様に、リア側荷重検出部２３０は、リア圧力センサ２３からの検出信号に基づいて、リアサスペンションシリンダ１６に加わる荷重（「第１荷重」）を検出する。これら各荷重検出部２２０，２３０は、例えば、ROM１１１に格納されたマイクロコードを、CPU１１０が読み込んで実行することにより実現可能である。なお、これら各荷重検出部２２０，２３０は、コントローラ４７内に設ける必要はなく、各圧力センサ２２，２３内に設けることもできる。即ち、各圧力センサ２２，２３を、信号処理用LSI等を備えたインテリジェント型の圧力センサとして構成することもできる。
【００４８】
作業状態検出部２４０は、「作業状態検出手段」の一例である。作業状態検出部２４０は、例えば、図１０と共に述べるように、ダンプトラック１１の各作業状態（空荷状態、積込中状態、走行中状態、排土状態）を検出する。
作業状態検出部２４０は、これら各作業状態の遷移から、走行中状態に移行する際の状態（積込終了状態）と、走行中状態から別の作業状態に移行する際の状態（排土前状態）とをそれぞれ検出する。
作業状態検出部２４０には、例えば、手動スイッチ４７Ａと、着座センサ４６及び車速センサ４９からの信号がそれぞれ入力される。また、作業状態検出部２４０には、演算部２１０で算出された積載重量も入力される。作業状態検出部２４０は、これら各信号及び積載重量に基づいて、ダンプトラック１１の各作業状態をそれぞれ検出する。作業状態検出部２４０は、例えば、ROM１１１に格納されたマイクロコードをCPU１１０が読み込んで実行することにより実現可能である。
【００４９】
記憶部２５０は、「記憶手段」の一例であり、例えば、RAM１１２により実現することができる。記憶部２５０は、例えば、演算部２１０により算出された積載重量、空荷状態での初期荷重、制御用の情報、各センサからの信号値等を記憶することができる。
また、記憶部２５０には、演算部２１０で算出された複数の積載重量のうち、作業状態検出部２４０によって検出された所定の複数の作業状態における各積載重量がそれぞれ記憶される。例えば、記憶部２５０には、積込終了時の運搬重量Ｇ１と、走行時の運搬重量Ｇ２と、排土前の運搬重量Ｇ３とがそれぞれ記憶される。
これらの各運搬重量Ｇ１〜Ｇ３は、各作業サイクル毎にそれぞれ記憶される。即ち、記憶部２５０には、例えば、記憶日時（測定日時）と、作業状態を識別する情報と、運搬重量とがそれぞれ対応付けられて記憶される。
【００５０】
出力選択部２６０は、「出力選択手段」の一例である。出力選択部２６０の入力側には、例えば、記憶部２５０及び手動スイッチ４７Ａがそれぞれ入力されている。出力選択部２６０の出力側には、例えば、外部表示ランプセット４８，プリンタ４７Ｂ及びディスプレイ装置４７Ｃがそれぞれ接続されている。
出力選択部２６０は、例えば、手動スイッチ４７Ａから入力される選択信号に基づいて、記憶部２５０に記憶されている各作業状態の運搬重量Ｇ１〜Ｇ３のうち、選択された作業状態の運搬重量を外部に出力させるものである。出力選択部２６０は、例えば、ROM１１１に格納されたマイクロコードをCPU１１０が読み込んで実行することにより実現可能である。
運搬重量の選択方法としては、種々の方法を採用可能である。例えば、各運搬重量のＧ１〜Ｇ３のうち走行時の運搬重量Ｇ２を予め初期値として選択しておき、通常の場合は、記憶部２５０から走行時運搬重量Ｇ２を読出して外部に出力させる。そして、明示の切替指示が入力された場合は、走行時運搬重量Ｇ２に代えて、他の運搬重量Ｇ１，Ｇ３を記憶部２５０から読み出して外部に出力することもできる。
あるいは、出力選択部２６０は、各運搬重量Ｇ１〜Ｇ３を所定の順序（例えば、作業サイクルの進行順序）で記憶部２５０から順番に読み出し、それぞれ外部に出力することもできる。
なお、各運搬重量Ｇ１〜Ｇ３のうちいずれの運搬重量を出力させるかの指示は、手動スイッチ４７Ａからコントローラ４７に与えることもできるし、ダンプトラック１１の外部に存在する管理装置等からコントローラ４７に与えることもできる。
【００５１】
演算部２１０は、演算処理を行うものである。演算部２１０は、例えば、フロント側荷重垂直方向成分算出部２１１と、合計荷重垂直方向算出部２１２と、合計荷重算出部２１３と、総荷重算出部２１４とを含むことができる。
なお、これら各部２１１〜２１４は、例えば、CPU１１０がマイクロコードを読み込んで実行することにより実現される。即ち、各部２１１〜２１４は、機能であって、物理的な回路構成を意味するものではない。但し、各部２１１〜２１４の少なくともいずれか一つ以上を、物理的な回路として構成することもできる。
【００５２】
フロント側荷重垂直方向成分算出部２１１は、フロント側荷重検出部２２０により検出されたフロント側荷重と傾斜センサ２０により検出された車体の傾斜角度とに基づいて、フロント側荷重の垂直方向の成分を算出する。
【００５３】
合計荷重算出部２１３は、リア側荷重検出部２３０により検出されたリア側荷重とイコライザーバー３０等の機構的な設定値とに基づいて、スプリング３１及びリアサスペンションシリンダ１６に加わる合計荷重を算出する。即ち、中輪１８及び後輪１９にそれぞれ加わる荷重の合計値を算出する。
【００５４】
さらに後述するが、図３に示すように、イコライザーバー３０によって中輪１８と後輪１９とがバランスしている場合、中輪１８側のモーメント（センタモーメント）と後輪１９側のモーメント（リアモーメント）とは等しい。センタモーメントは、センタ荷重Ｆ１と、ピン２９からスプリング３１の中心までの距離Ｄ１との積（Ｆ１・Ｄ１）として求められる。リアモーメントは、リア荷重Ｆ２と、ピン２９からリアサスペンションシリンダ１６の中心までの距離Ｄ２との積（Ｆ２・Ｄ２）として求められる。
【００５５】
従って、（Ｆ１・Ｄ１）＝（Ｆ２・Ｄ２）から、Ｆ１＝（Ｆ２・Ｄ２）／Ｄ１を得ることができる。この式が示すように、センタ荷重Ｆ１は、リア荷重Ｆ２とイコライザーバー３０の機構的な設定値（Ｄ１，Ｄ２）のみから求めることができる。このような演算を行うことにより、合計荷重算出部２１３は、センタ側及びリア側に加わる荷重の合計値を算出することができる。
【００５６】
合計荷重垂直方向成分算出部２１２は、合計荷重検出部２１３により検出された合計荷重と傾斜センサ２０により検出された車体の傾斜角度とに基づいて、合計荷重の垂直方向の成分を算出する。
【００５７】
総荷重算出部２１４は、フロント側荷重垂直方向成分算出部２１１の演算結果と合計荷重垂直方向成分算出部２１２の演算結果とを加算し、総荷重を算出する。空荷状態で算出された総荷重は、初期荷重となる。積載状態で算出された総荷重から初期荷重を減算すれば、現在の積載重量を求めることができる。
【００５８】
そして、総荷重算出部２１４により算出された積載重量のランクに基づいて、外部表示ランプセット４８の点灯が制御される。また、算出された積載重量は、記憶部２５０に記憶されたり、プリンタ４７Ｂに印字される。さらに、例えば、算出された積載重量、測定日時、ダンプトラック１１の識別情報等の情報を、通信インターフェース１１４を介して、外部の管理装置に送信することもできる。
【００５９】
以下、積載重量の測定手順について説明する。積載重量を検出する際には、まず、ベッセル２１に積載物が積み込まれていない空荷の状態で、前輪１７、中輪１８及び後輪１９にかかる全ての荷重を測定する。即ち、積載前の初期荷重を測定する。この初期荷重の測定を、本明細書ではキャリブレーションと呼ぶ。ベッセル２１が空荷の状態の初期荷重は、即ち、空荷状態におけるダンプトラック１１のバネ上車重である。初期荷重を例えば「空荷時荷重」と呼ぶこともできる。初期荷重を測定した後で、ベッセル２１に積載物を積み込んだ状態での総荷重を測定し、この総荷重から初期荷重を減算することにより、積載物の積載重量を算出する。
【００６０】
図７は、キャリブレーション処理の概要を示すフローチャートである。なお、以下の説明では、車体の左右両側にそれぞれ設けられているサスペンションシリンダ及び圧力センサのうち、一側のサスペンションシリンダ及び圧力センサについて説明を行なうが、実際には、他側についても同様の演算を行ない、左右両方で得られた値の平均を取る。また、「ステップ」を「Ｓ」と略記する。
【００６１】
キャリブレーション処理を実行する際には、ベッセル２１を空荷にした状態で、ダンプトラック１１を、比較的平坦な地面を所定の略一定速度で所定時間ｔ１（例えば３０秒）以上直進走行させる。これを、キャリブレーション走行と呼ぶ。そこで、本処理では、最初に、キャリブレーション走行が開始されたか否かを判定する（Ｓ１０）。キャリブレーション走行が開始されたか否かは、例えば、車速センサ４９及び着座センサ４６等からの信号に基づいて判定することができる。
【００６２】
キャリブレーション走行が開始されると（S10：YES）、コントローラ４７は、所定時間ｔ１を計測するためのタイマをスタートさせる（Ｓ１１）。
また、コントローラ４７は、フロントサスペンションシリンダ１４に設けられたフロント圧力センサ２２からの信号に基づいて、フロントサスペンションシリンダ１４にかかる荷重を検出する（Ｓ１２）。Ｓ１２で検出されたフロントサスペンションシリンダ１４にかかる荷重を、フロント側荷重と呼ぶ。
【００６３】
次に、コントローラ４７は、リアサスペンションシリンダ１６に設けられたリア圧力センサ２３からの信号に基づいて、リアサスペンションシリンダ１６にかかる荷重（以下、リア荷重と呼ぶ）を検出する（Ｓ１３）。
コントローラ４７は、検出したリア荷重を２倍する（Ｓ１４）。これにより、リア荷重とスプリング３１にかかる荷重（以下、センタ荷重と呼ぶ）との和が求められる。これが合計荷重である。
【００６４】
ここで、Ｓ１４について詳しく説明する。図３に示すように、中輪１８と後輪１９とは、スプリング３１及びリアサスペンションシリンダ１６を介して、回動自在のイコライザバー３０の両端部に支持されている。回動自在のイコライザバー３０が回転していない場合、イコライザバー３０の前端部にかかるモーメントは、イコライザバー３０の後端部にかかるモーメントに等しい。
【００６５】
即ち、上述のように、センタ荷重Ｆ１と、ピン２９からスプリング３１の中心までの距離Ｄ１との積（Ｆ１・Ｄ１）は、リア荷重Ｆ２と、ピン２９からリアサスペンションシリンダ１６の中心までの距離Ｄ２との積（Ｆ２・Ｄ２）に等しい。従って、既述の通り、Ｆ１＝（Ｆ２・Ｄ２）／Ｄ１を得ることができる。この式から、センタ側荷重Ｆ１は、リア側荷重Ｆ２を（１＋Ｄ２／Ｄ１）倍すれば求められることがわかる（Ｆ１＝Ｆ２×（１＋Ｄ２／Ｄ１））。
【００６６】
本実施例では、イコライザーバー３０の略中央部にピン２９を設けており、Ｄ１とＤ２の値を略一致させている（Ｄ１＝Ｄ２）。支点となるピン２９からの距離がそれぞれ等しくなるため、リア荷重Ｆ２とセンタ荷重Ｆ１とは略等しい（Ｆ１＝Ｆ２）。従って、リア荷重Ｆ２を２倍するだけで、合計荷重（Ｆ１＋Ｆ２）を求めることができる。
【００６７】
次に、コントローラ４７は、傾斜センサ２０からの信号に基づき、ダンプトラック１１の前後方向の傾斜角を検出する（Ｓ１５）。コントローラ４７は、傾斜角に基づいて、フロント側荷重と、センタ荷重とリア荷重との合計荷重とを、それぞれの垂直方向成分である荷重に補正する（Ｓ１６）。これにより、前輪１７にかかるフロント側荷重の補正値と、中輪１８及び後輪１９にかかる合計荷重の補正値とがそれぞれ求められる。
【００６８】
コントローラ４７は、これらフロント荷重の補正値と合計荷重の補正値とを加算し、総合計値を算出する（Ｓ１７）。コントローラ４７は、総合計値を記憶部２５０に記憶させておき、所定時間ｔ１が経過するまで、Ｓ１２〜Ｓ１７を繰り返す（Ｓ１８）。
所定時間が経過すると（S18：YES）、コントローラ４７は、記憶部２５０に記憶させた複数の総合計値の平均値を求める（Ｓ１９）。この平均値が、ダンプトラック１１の初期荷重となる。コントローラ４７は、算出された初期荷重を記憶部２５０に記憶させて、本処理を終了する。
【００６９】
図８は、ベッセル２１に積載物を積み込んだ際の積載重量を測定する処理の概要を示すフローチャートである。本処理は、図７中のＳ１０〜Ｓ１９に示した手順と略同様の手順で行うことができる。
最初に、コントローラ４７は、積載重量の測定処理を開始するか否かについて判定する（Ｓ１０Ａ）。例えば、手動スイッチ４７Ａに「測定開始スイッチ」が含まれているような場合、オペレータがこのスイッチを操作することにより、積載重量の測定処理が開始される（S10A：YES）。
【００７０】
なお、ここで、例えば、積載重量測定処理の開始日時と、記憶部２５０に記憶されている初期荷重の登録日時とを比較し、初期荷重の登録日時から所定期間以上経過している場合は、外部表示ランプセット４８やディスプレイ装置４７Ｃを介して、初期荷重の再登録をオペレータに促すこともできる。あるいは、積載重量測定処理の測定結果を出力する際に、算定の基礎となった初期荷重の値及びその登録日時を一緒に出力してもよい。
【００７１】
測定処理を開始すると、コントローラ４７は、第２の所定時間ｔ２を計測するためのタイマをスタートさせる（Ｓ１１Ａ）。このタイマｔ２は、積載重量を複数回測定するために使用される。
コントローラ４７は、キャリブレーション処理で述べたと同様に、フロント側荷重及びリア側荷重をそれぞれ検出し（Ｓ１２Ａ，Ｓ１３Ａ）、リア荷重を２倍して合計荷重を求める（Ｓ１４Ａ）。続いて、コントローラ４７は、傾斜角を検出し（Ｓ１５Ａ）、傾斜角に基づいて、フロント側荷重と合計荷重とをそれぞれ補正する（Ｓ１６Ａ）。
【００７２】
コントローラ４７は、フロント側荷重の垂直方向成分と合計荷重の垂直方向成分とを加算して、総荷重を算出する（Ｓ１７Ａ）。コントローラ４７は、算出した総荷重を記憶部２５０に記憶させ、所定時間ｔ２が経過するまで、前記Ｓ１２Ａ〜Ｓ１７Ａを繰り返す（Ｓ１８Ａ）。
所定時間ｔ２が経過すると（S18A：YES）、コントローラ４７は、記憶部２５０に記憶された複数の総荷重の平均を求め、この平均値から初期荷重を減算することにより、積載重量を算出する（Ｓ１９Ａ）。
【００７３】
以上説明したように本実施例によれば、中輪１８とイコライザバー３０との間をスプリング３１で支持し、後輪１９とイコライザバー３０との間をフロントサスペンションシリンダ１４で支持している。
そして、リアサスペンションシリンダ１６に設けたリア圧力センサ２３によってリア荷重を求め、これを２倍してセンタ荷重とリア荷重との合計荷重を求める。本実施例では、リア側荷重のみを直接検出すれば足り、中輪１８を支持するスプリング３１に加わる荷重を直接検出する必要はない。従って、スプリング３１の伸縮量を検出するためのセンサを設ける必要がない。
また、本実施例では、中輪１８を支持するためにスプリング３１をサスペンションシリンダに代えたり、このサスペンションシリンダにかかる荷重を求めるために圧力センサを設ける必要もない。
このように、本実施例では、少ないセンサ数で積載重量を正確に測定することができ、製造コストを大幅に増大させることなく、ダンプトラック１１の積載重量測定性能を向上させることができる。
【００７４】
なお、経年変化によって、サスペンションシリンダ１４，１６内のオイル４０が減少し、圧力センサ２２，２３の出力が変動することも考えられる。これを校正するために、定期的にキャリブレーションを行なって初期荷重を測定するのが望ましい。
【００７５】
次に、図９〜図１１に基づいて、所定の複数の作業状態のそれぞれについて積載重量を測定する方法を説明する。本実施例では、ダンプトラック１１の一回の作業サイクルに含まれる各作業状態について、それぞれ積載重量を算出し、所定の作業状態における積載重量（運搬重量）を記憶するようになっている。
【００７６】
まず、一般的なダンプトラック１１の作業手順について説明する。図９に、ダンプトラック１１の作業手順を示す。ダンプトラック１１は、空のベッセル２１をリアフレーム２８に着座させて、積込場に停止している（Ｓ２１）。積込作業者は、油圧ショベルやホイールローダ等を用いて、土砂等の積載物をベッセル２１に積み込む（Ｓ２２）。
【００７７】
積載重量Ｇが所定値ＧM以上になると（S23：YES）、ダンプトラック１１は、走行を開始し、所定の排土場まで積載物を運搬する（Ｓ２４）。排土場に到着したダンプトラック１１は、ベッセル２１をダンプアップさせて、積載物を排土する（Ｓ２５）。
排土完了後、ダンプトラック１１は、空になったベッセル２１をダンプダウンさせ、積込場に戻って積込を再開する（Ｓ２６）。
ダンプトラック１１は、このようなＳ２１〜Ｓ２５を一つの作業サイクルとし、この作業サイクルを複数回繰り返す。
【００７８】
次に、ダンプトラック１１が積込場から排土場に運搬した積載物の運搬重量を、所望のタイミングで測定し、出力する方法について説明する。なお、以下の説明においては、キャリブレーションは、既に終わっているものとする。
【００７９】
コントローラ４７は、車速センサ４９からの信号により車速Ｖを検出し、着座センサ４６からの信号によりベッセル２１が着座しているか否かを判定する。また、コントローラ４７は、圧力センサ２２，２３及び傾斜センサ２０からの各信号により、積載重量をそれぞれ算出する（Ｓ１０Ａ〜Ｓ１９Ａ）。
コントローラ４７は、それぞれの測定タイミングにおいて検出された各積載重量と共に、これら各センサ２０，２２，２３，４６，４９によって出力された信号の値を、記憶部２５０に記憶させる。
【００８０】
以下、上述した作業サイクル（Ｓ２１〜Ｓ２５）に沿って、より詳細に説明する。図１０は、一回の作業サイクルにおいて、車速Ｖ、ベッセル２１の着座状態、及び積載重量Ｇが推移する様子を示すタイミングチャートである。
図１０中の上段には、ダンプトラック１１の車速Ｖが、作業サイクルの進行中に変化する様子が示されている。縦軸は車速Ｖを、横軸は時間の経過をそれぞれ示す。
図１０中の中段には、ベッセル２１の着座状態（着座または非着座）が、作業サイクルの進行中に変化する様子が示されている。縦軸はベッセル２１の状態を、横軸は時間の経過をそれぞれ示す。
図１０中の下段には、ダンプトラック１１の積載重量Ｇが作業サイクルの進行中に変化する様子が示されている。縦軸は積載重量Ｇを、横軸は時間の経過をそれぞれ示す。
【００８１】
ある時刻ｔ０において、ダンプトラック１１は積込場に停車しており、ベッセル２１には何も積み込まれていないものとする。即ち、時刻ｔ０において、空荷状態のダンプトラック１１が積込場に停車している。
時刻ｔ１になると、例えば、ショベルカーやホイールローダー等の作業機械によって、ベッセル２１への積載物の積み込みが開始される。この積み込み作業の進展に伴って、積載重量Ｇは、段階的に増加していく。やがて、時刻ｔ２になると、ベッセル２１の積載重量Ｇが、予め設定されている所定の重量閾値Ｇthに到達する。この閾値Gthは、例えば、定格積載重量の半分程度に設定できる。
【００８２】
積載重量Ｇが閾値Gthに達するまでの期間（ｔ０−ｔ２）は、空荷状態である。積載重量Ｇが閾値Gthに達すると、積込中状態に移行する。
積込作業は、積載重量Ｇが閾値Ｇthを越えた後も継続される。そして、時刻ｔ３において、積載重量Ｇが所定の上限値ＧMに到達する。この上限値ＧMは、例えば、定格積載重量の１００％程度に設定することができる。
【００８３】
積載重量Ｇが上限値ＧMに達すると、ダンプトラック１１は、走行を開始する。これにより、積載物の運搬が開始される（ｔ４）。即ち、ダンプトラック１１は、積込中状態から運搬中状態への移行を開始する。
走行に伴って車速Ｖは上昇し、時刻ｔ５に走行検出用の閾値ＶLを越える。これにより、積込中状態から運搬中状態への移行が完了する。さらに、時刻ｔ６になると、車速Ｖは、平均検出用の閾値ＶH（VH＞VL）を上回り、その後も上昇を続けて、やがて略一定値となる。
【００８４】
排土場に近づくと、ダンプトラック１１は、次第に車速Ｖを低下させる。時刻ｔ７において、車速Ｖは、平均検出用の閾値ＶHを下回り、時刻ｔ８においてダンプトラック１１は排土場に停止する。
排土場に停止したダンプトラック１１は、時刻ｔ９において、リフトシリンダ２６を伸長させる。これにより、ベッセル２１はダンプアップし、積載物がベッセル２１内から外部に降ろされる（排土）。この排土作業の開始によって、積載重量Ｇは減少する。ベッセル２１がダンプアップすると、ベッセル２１はリアフレーム２８から離れて、着座状態から非着座状態に変化する。時刻ｔ９において、ダンプトラック１１は、運搬中状態から排土状態に移行する。
荷下ろしが完了すると、ダンプトラック１１は、ベッセル２１をダンプダウンさせて積込場に戻る。ベッセル２１がダンプダウンすると、ベッセル２１は再びリアフレーム２８上に再び着座し、非着座状態から着座状態に復帰する。ダンプトラック１１は、時刻ｔ１０において積込場に到着し、新たな積込作業が開始される（ｔ１１）。
【００８５】
このような作業サイクル（時刻ｔ０〜ｔ１０）において、時刻ｔ０から、積載重量が重量閾値Ｇthを越える時刻ｔ２までを、本明細書では、空荷状態と呼ぶ。同様に、時刻ｔ２から、ダンプトラック１１が所定の走行検出閾値ＶLを越える時刻ｔ５までを、積込中状態と呼ぶ。時刻ｔ５から、ダンプトラック１１が排土を開始する時刻ｔ９までを、運搬中状態と呼ぶ。時刻ｔ９から、ダンプトラック１１が積込場に戻って停止する時刻ｔ１０までを、排土状態と呼ぶ。
【００８６】
作業サイクル中に、コントローラ４７は、その時点における積載重量を算出してディスプレイ装置４７Ｃにリアルタイムで表示させると共に、以下の各測定タイミングにおける運搬重量を演算によってそれぞれ算出する。コントローラ４７は、各測定タイミングでそれぞれ算出した運搬重量を測定日時等の情報と共に、記憶部２５０に記憶させる。
【００８７】
測定タイミングとしては、例えば、積込終了時（運搬開始直前）、運搬時、排土前（運搬終了後）を挙げることができる。
積込終了時運搬重量Ｇ１とは、積載物を積み込んだダンプトラック１１が、時刻ｔ５に運搬走行を開始する直前の積載重量である。
積車走行時運搬重量Ｇ２とは、ダンプトラック１１が、積載物を排土場まで運搬する期間（ｔ６〜ｔ７）内の積載重量の平均値である。
排土直前運搬重量Ｇ３とは、ダンプトラック１１が排土場に到着し、時刻ｔ９にベッセル２１をダンプアップして排土を行なう直前の積載重量である。
【００８８】
そして、コントローラ４７は、上記３種類の運搬重量Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３のうち少なくとも１つ以上の運搬重量について、どの種類の運搬重量に属するかという情報等と共に、外部に出力可能である。
【００８９】
コントローラ４７は、例えば、上記３種類の運搬重量Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３の全てをそれぞれ出力することもできるし、あるいは、コントローラ４７は、作業サイクルの終了後に、手動スイッチ４７Ａによって選択されたいずれか１つ又は複数の運搬重量のみを、外部に出力させることもできる。
また、どの種類の運搬重量を出力するかを最初に設定しておき、その運搬重量のみを出力する構成でもよい。なお、出力されなかった運搬重量については、記憶部２５０に残しておいて後から出力できるようにしておいてもよく、直ちに消去してもよい。
【００９０】
図１１は、作業サイクルの各作業状態において運搬重量を測定し、出力するための処理を示すフローチャートである。
作業サイクルが開始されると、コントローラ４７は、ダンプトラック１１が、空荷状態にあることを確認する（Ｓ３１）。
例えば、コントローラは、各センサ２０，２２，２３，４６，４９からの各信号に基づいて、次の２条件を全て満たす場合に、空荷状態にあると判定可能である。即ち、第１に、ベッセル２１が着座していること、第２に、積載重量Ｇが閾値Ｇth未満であること、の２条件を満たす場合、コントローラ４７は、ダンプトラック１１が空荷状態にあると判定することができる。これら２条件は、例えば、「所定の空荷状態検出条件」と呼ぶことができる。
【００９１】
ダンプトラック１１が空荷状態にあると判定された場合（S31：YES）、コントローラ４７は、ダンプトラック１１が積込中状態に移行するまで待機する（Ｓ３２）。
例えば、コントローラ４７は、各センサ２０，２２，２３，４６，４９からの各信号に基づいて、次の３条件を全て満たす場合に、ダンプトラック１１が空荷状態から積込中状態に移行したと判定することができる。即ち、第１に、ベッセル２１が着座していること、第２に、積載重量Ｇが閾値Ｇth以上であること、第３に、車速Ｖが走行検出用の閾値ＶL未満であること、の３条件を満たす場合である。これら３条件は、例えば、「所定の積込中状態検出条件」と呼ぶことができる。
【００９２】
積込中状態への移行が検出されると（S32：YES）、コントローラ４７は、積込中状態から運搬状態に移行するまで待機する（Ｓ３３）。
例えば、コントローラ４７は、各センサ２０，２２，２３，４６，４９からの信号に基づいて、次の３条件を全て満たす場合に、ダンプトラック１１が積込中状態から運搬中状態に移行したと判定することができる。即ち、第１に、ベッセル２１が着座していること、第２に、積載重量Ｇが閾値Ｇth以上であること、第３に、車速Ｖが走行検出用の閾値ＶL以上であること、の３条件を満たす場合である。これら３条件は、例えば、「所定の運搬中状態検出条件」と呼ぶことができる。
【００９３】
ダンプトラック１１が運搬中状態に移行したことが検出されると（S33：YES）、コントローラ４７は、積込終了時運搬重量Ｇ１を算出し、これを記憶部２５０に記憶させる（Ｓ３４）。積込終了時運搬重量Ｇ１は、ダンプトラック１１が積込中状態から運搬中状態に移行する際の運搬重量である。
積込終了時運搬重量Ｇ１は、次のように算出することができる。例えば、コントローラ４７は、車速Ｖが閾値ＶLを越える時刻ｔ５より以前の所定時間（例えば、２秒間程度）においてそれぞれ測定された各積載重量の値を、記憶部２５０からそれぞれ読出し、これらの平均値を演算する。コントローラ４７は、所定の短周期毎に、積載重量Ｇをリアルタイムで測定しており、この測定データは記憶部２５０に記憶されている。コントローラ４７は、積込作業が完了して走行を開始する直前の所定時間内の積載重量を平均化することにより、積込終了時運搬重量Ｇ１を算出する。
【００９４】
続いて、コントローラ４７は、運搬時の運搬重量Ｇ２を算出する（Ｓ３５）。
コントローラ４７は、例えば、車速Ｖが平均検出用の閾値ＶHを越えて走行している期間（ｔ６−ｔ７）において測定された各積載重量のデータを記憶部２５０からそれぞれ読み出し、これらの平均値を演算することにより、運搬時運搬重量Ｇ２を算出する。
なお、時刻ｔ６から時刻ｔ７までの運搬期間内において、車速Ｖが閾値ＶHを下回った場合には、例えば、ダンプトラック１１が加減速を行ったり、不整地を走行していることが多いと考えられる。このような状況で測定された積載重量は、その測定精度が低いと考えられるため、運搬時運搬重量Ｇ２の算出時には除外してもよい。
例えば、運搬期間内に車速Ｖが閾値ＶＨを下回った場合は、そのときに測定されたデータにマークを付けて記憶部２５０に保存しておき、運搬重量Ｇ２の算出時には、マークされたデータを記憶部２５０から読み出さないようにすることができる。
【００９５】
続いて、コントローラ４７は、ダンプトラック１１が運搬中状態から排土状態に移行するまで待機する（Ｓ３６）。
例えば、コントローラ４７は、着座センサ４６からの信号に基づいて、ベッセル２１の非着座状態（ベッセル２１がリアフレーム２８から離れた状態）を検出した場合に、排土状態に移行したと判定することができる。あるいは、コントローラ４７は、オペレータが排土レバー（不図示）を操作して、リフトシリンダ２６の伸長を指示した場合に、このリフトシリンダ２６の操作に基づいて、排土状態に移行したと判定することもできる。
【００９６】
コントローラ４７は、ダンプトラック１１が運搬中状態から排土状態に移行したことを検出すると（S36：YES）、排土前重量Ｇ３を算出し、これを記憶部２５０に記憶させる（Ｓ３７）。
例えば、コントローラ４７は、排土状態への移行時刻ｔ９よりも前の所定時間（例えば、２秒間）内に測定された各積載重量のデータを記憶部２５０からそれぞれ読み出し、これらの平均値を算出して排土前重量Ｇ３とする。
【００９７】
作業サイクルが終了すると、コントローラ４７は、例えば、外部から入力される出力指示に基づいて、運搬重量を出力するか否かを判定する（Ｓ３８）。
運搬重量を出力する場合（S38：YES）、コントローラ４７は、３種類の運搬重量（積込終了時運搬重量Ｇ１、運搬時運搬重量Ｇ２及び排土前運搬重量Ｇ３）のうち、選択された少なくとも１種類以上の運搬重量を外部に出力させる（Ｓ３９）。
【００９８】
そして、コントローラ４７は、作業の全てが終了したか否かを判定し（Ｓ４０）、終了していなければ（S40：NO）、Ｓ３１に戻って、上述した各ステップを繰り返す。これにより、新たな作業サイクルについて、運搬重量Ｇ１〜Ｇ３がそれぞれ測定され、記憶部２５０に記憶される。作業の全てが終了した場合（S40：YES）、コントローラ４７は、本処理を終了する。
【００９９】
以上説明したように本実施例では、コントローラ４７は、各センサ２０，２２，２３，４６，４９からの各信号に基づいて、ダンプトラック１１が現在どのような作業状態にあるかをそれぞれ検出することができる。
そして、コントローラ４７は、予め設定された所定の作業状態における運搬重量Ｇ１〜Ｇ３をそれぞれ算出して、記憶部２５０に記憶させる。また、コントローラ４７は、記憶部２５０に記憶された各作業状態における運搬重量Ｇ１〜Ｇ３のうち、選択された運搬重量を外部に出力させる。
従って、本実施例によれば、ダンプトラック１１の作業環境に応じて、適切な運搬重量を使用することができ、ダンプトラックの稼働率や作業の進行状況等をより適切に管理することができる。
【０１００】
なお、測定して記憶させる運搬重量としては、上記各運搬重量Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３に限らない。これ以外に、所望する任意の測定タイミングにおいて運搬重量を算出し、記憶し、出力することが可能である。
また、記憶部２５０には、運搬重量だけでなく、作業の進捗状態等を把握するために利用可能な情報を記憶させることもできる。例えば、ダンプトラック１１が積込中状態にある場合には、積込中状態における各積載重量をそれぞれ測定して記憶部２５０に記憶させ、出力可能な構成とすることもできる。これにより、例えば、ホイールローダ等の作業機械によって、一度にどれだけの積載物が積み込まれたか等の作業管理情報を得ることもでき、作業効率の改善に役立たせることができる。
【０１０１】
なお、上述の処理は、例えば、以下のように表現することもできる。
ダンプトラック１１の積載重量を所定時間毎に算出して記憶部２５０に記憶可能なダンプトラック１１の積載重量測定装置であって、ダンプトラック１１が予め設定された所定の作業状態（運搬中状態）に移行したか否かを判定するステップＳ３１〜Ｓ３３と、ダンプトラック１１が前記所定の作業状態に移行したと判定された場合（S31：YES、かつS32：YES、かつS33：YES）、前記所定の作業状態に移行する直前（積込終了時）の移行前運搬重量Ｇ１を、前記記憶部２５０に記憶された所定期間内（時刻ｔ５より前の所定時間）に測定された各積載重量に基づいて算出し、この算出した移行前運搬重量Ｇ１を前記記憶部２５０に記憶させるステップＳ３４と、前記ダンプトラック１１が前記所定の作業状態に移行している期間中（時刻ｔ６−ｔ７）に前記記憶部２５０に記憶された各積載重量に基づいて移行中運搬重量Ｇ２を算出し、この算出された移行中運搬重量Ｇ２を前記記憶部２５０に記憶させるステップＳ３５と、前記所定の作業状態から当該作業状態に続く別の作業状態に移行したか否かを判定するステップＳ３６と、前記別の作業状態に移行したと判定された場合（S36：YES）、前記所定の作業状態の終了直後（排土前）の運搬重量Ｇ３を、前記記憶部２５０に記憶された所定期間（時刻ｔ９よりも前の所定時間）内に測定された各積載重量に基づいて算出し、この終了時運搬重量Ｇ３を前記記憶部２５０に記憶させるステップＳ３７と、前記記憶部２５０に記憶された各運搬重量Ｇ１〜Ｇ３のうちいずれか一つ以上の選択された運搬重量を出力させるか否か判定するステップＳ３８と、前記選択された運搬重量を出力する場合（S38：YES）、前記選択された運搬重量を前記記憶部２５０から読出して出力させるステップＳ３９と、ダンプトラック１１の全作業が終了したか否かを判定するステップＳ４０とを含み、前記全作業が完了したと判定されるまで（S40：YES）、前記各ステップＳ３１〜Ｓ３９を繰り返すようにしたダンプトラック１１の積載重量測定装置。
【実施例２】
【０１０２】
次に、図１２に基づいて、第２実施例を説明する。本実施例では、イコライザーバー３０がストッパ５１に当接しているか否かを検出するために、リミットスイッチ５０を設けている。
図１２は、イコライザーバー近傍を拡大して示す側面図である。本実施例では、イコライザバー３０がストッパ５１に当接したか否かを検出するためのリミットスイッチ５０を設けている。このリミットスイッチ５０は、例えば、各ストッパ５１側にそれぞれ設けることができる。あるいは、リミットスイッチ５０を、各ベース５２側にそれぞれ設けてもよい。リミットスイッチ５０からの信号は、コントローラ４７に入力される。
【０１０３】
リミットスイッチ５０は、例えば、プランジャの伸縮によって内蔵スイッチを作動させる機械式のリミットスイッチとして構成することができる。あるいは、例えば、高周波磁界の変化に基づいて物体の接近を検出する近接スイッチとして構成することもできる。さらに、例えば、反射型の光電スイッチ等をリミットスイッチとして用いてもよい。また、リミットスイッチ５０に代えて、ストッパ５１及びイコライザバー３０の少なくともいずれか一方に歪みゲージを貼付し、歪みゲージからの信号に基づいて、当接したか否かを検出することもできる。
【０１０４】
なお、以下の説明では、イコライザーバー３０のベース５２がストッパ５１に接触した場合と、接触するほど近接した場合との双方の場合を含めて、「当接」と表現する。
例えば、コントローラ４７は、所定の短時間毎にリミットスイッチ５０からの信号を確認することにより、イコライザーバー３０がストッパ５１に当接したか否かを監視することができる。あるいは、リミットスイッチ５０からの信号をコントローラ４７の割込入力端子に接続し、割込入力の発生によって当接状態を検出することもできる。
【０１０５】
リミットスイッチ５０によってイコライザーバー３０がストッパ５１に当接したことが検出された場合、コントローラ４７は、例えば、記憶部２５０に記憶される接触判定フラグを「１」にセットする。コントローラ４７が実行する各処理は、必要に応じて、あるいは強制的に、この接触判定フラグをそれぞれ参照する。あるいは、接触判定フラグを廃止し、イコライザーバー３０とストッパ５１との当接状態が検出された場合は、実行中の各プログラムに対して、直ちに割込をかけるようにしてもよい。
【０１０６】
そして、コントローラ４７は、例えば、ディスプレイ装置４７Ｃに所定の警告メッセージを表示させたり、ブザーを鳴動させたりして、イコライザーバー３０がストッパ５１に当接した旨をオペレータに通知する。また、コントローラ４７は、外部表示ランプセット４８を介して、外部の積込作業者にも通知することができる。
【０１０７】
コントローラ４７は、積載重量の測定値をディスプレイ装置４７Ｃに表示する場合に、イコライザバー３０とストッパ５１とが当接した事実も含めて、表示可能である。例えば、当接状態において測定された積載重量の数値を赤色で表示したり、点滅等させることにより、正常な状態で測定された他の測定値と容易に区別することができる。
【０１０８】
また、積載重量の測定値をプリンタ４７Ｂから出力させる場合、コントローラ４７は、例えば、イコライザバー３０とストッパ５１とが当接している状態で測定された積載重量の測定値の近傍に、特定の文字や記号（例えば＊印等）を印字させることができる。なお、カラープリンタの場合は、当接状態下で測定された測定値を赤色等で印字することもできる。
【０１０９】
積載重量を複数回測定して平均値を求める場合、コントローラ４７は、イコライザバー３０とストッパ５１とが当接した状態で測定された数値を、平均値算出処理で使用しないように除外することもできる。あるいは、当接状態下で測定され、測定誤差を含む可能性がある数値を使用して平均値を算出した場合、コントローラ４７は、その平均値の信頼性を示す情報（例えば、＃等の記号や文字等）を、この平均値に対応付けて出力することができる。
【０１１０】
このように、本実施例では、イコライザーバー３０がストッパ５１に当接したか否かを検出するためのリミットスイッチ５０を備えたため、ダンプトラック１１が空荷で停止している場合に限らず、ベッセル１１への積込作業中、ダンプトラック１１の走行中、ベッセル２１から積載物を排出中のいずれの場合でも、積載重量の正確な測定が可能か否かを容易に判断することができ、使い勝手が向上する。即ち、ダンプトラック１１が種々の作業状態（空荷状態、積込中状態、運搬中状態、排土状態）にある場合でも、測定された積載重量の信頼性を容易に判定することができる。
【０１１１】
なお、本発明は、上述した各実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。例えば、運搬重量の測定タイミングは、Ｇ１〜Ｇ３に限定されない。
また、圧力センサを各サスペンションシリンダにそれぞれ１個ずつ設ける場合を説明したが、本発明はこれに限らず、各サスペンションシリンダにそれぞれ複数の圧力センサを設けてもよい。
さらに、中輪をスプリングで支持し、後輪をリアサスペンションシリンダで支持する場合を例に挙げたが、これとは逆に、中輪をサスペンションシリンダで、後輪をスプリングでそれぞれ支持する構成にも、本発明は適用される。さらに、中輪及び後輪の両方をそれぞれサスペンションシリンダで支持する構成でもよい。
また、アーティキュレート式のダンプトラックを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、他のダンプトラック、特に、イコライザーバーで支持された複数の車輪を備えたダンプトラックに、本発明を適用することができる。
また、中輪と後輪とをイコライザバーで連結する構成に限らず、前輪と中輪とをイコライザバーで連結する構成にも、本発明は適用可能である。さらには、車体の前後に、それぞれ、イコライザバーで連結された複数の車輪を備えたダンプトラックの場合も、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明の実施形態に係るダンプトラックの側面図である。
【図２】リアフレームを拡大して示す平面図である。
【図３】イコライザバー近傍を拡大して示す側面図である。
【図４】サスペンションシリンダの断面図である。
【図５】コントローラの回路構成を示すブロック図である。
【図６】コントローラの機能構成を示すブロック図である。
【図７】キャリブレーション処理を示すフローチャートである。
【図８】積載重量測定処理を示すフローチャートである。
【図９】ダンプトラックの作業手順を示すフローチャートである。
【図１０】ダンプトラックの各作業状態を示すタイミングチャートである。
【図１１】予め設定された測定タイミングで運搬重量を測定して記憶し、出力する処理を示すフローチャートである。
【図１２】第２実施例に係り、イコライザバー近傍の側面図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１１：ダンプトラック、１２：フロントアーム、１３：センタアーム、１４：フロントサスペンションシリンダ、１５：リアアーム、１６：リアサスペンションシリンダ、１７：前輪、１８：中輪、１９：後輪、２０：傾斜センサ、２１：ベッセル、２２：フロント圧力センサ、２３：リア圧力センサ、２４：前部車体、２５：後部車体、２６：リフトシリンダ、２７：フロントフレーム、２８：リアフレーム、２９：ピン、３０：イコライザバー、３１：スプリング、３５：ステアリングシリンダ、３６：運転室、３７：ベッセルピン、３８：ピストン、３９：シリンダ、３９Ａ：圧力測定孔、４０：オイル、４１：窒素、４２：キャビティ、４３：第１オリフィス、４４：第２オリフィス、４５：チェックボール、４６：着座センサ、４７：コントローラ、４７Ａ：手動スイッチ、４７Ｂ：プリンタ、４７Ｃ：ディスプレイ装置、４８：外部表示ランプ、４９：車速センサ、５０：リミットスイッチ、５１：ストッパ、５２：ベース、１１０：CPU、１１１：ROM、１１２：RAM、１１３：ディスプレイ駆動回路、１１４：通信インターフェース、１１５：入力インターフェース、１１６：出力インターフェース、１１７：バス、２１０：演算部、２１１：フロント側荷重垂直方向成分算出部、２１２：合計荷重垂直方向算出部、２１３：合計荷重算出部、２１４：総荷重算出部、２２０：フロント側荷重検出部、２３０：リア側荷重検出部、２４０：作業状態検出部、２５０：記憶部、２６０：出力選択部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2005227270.tif 000011
【図１０】
2005227270.tif 000012
【図１１】
2005227270.tif 000013
【図１２】
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