JPH0814525B2

JPH0814525B2 - 作業車両のサスペンションをモニターする方法

Info

Publication number: JPH0814525B2
Application number: JP62501030A
Authority: JP
Inventors: クリストスティーキルツォス; フランシスピールトジェン; アダムジェイグダット
Original assignee: キャタピラーインコーポレーテッド
Priority date: 1986-11-28
Filing date: 1987-01-27
Publication date: 1996-02-14
Anticipated expiration: 2011-02-14
Also published as: JPH01501416A; CA1266105A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野この発明は、一般に作業車両のサスペンション（懸架
装置）の状態を正確に判定する方法に関し、特にストラ
ット圧をモニターすることによって沈んだストラットを
検出する方法に関する。

背景技術例えば鉱山の採掘作業で使われるオフロードトラック
の分野では、採掘場所から運び出される鉱山原料の量に
ついて、正確に記録をすることが望ましい。この情報
は、鉱山とトラックの生産性を計算し、更に収益性と作
業スケジュールを予測する際の助けとなる。

米国特許第4,635,739号に開示されているような従来
の方式は、ストラット圧が積載荷重の正確な指示と成り
得ることを示している。同特許出願に開示の装置は、各
々のストラット圧をモニターし、荷重の分布及び車両の
姿勢によって生じる各種の不正確さを補償し、こうして
得た情報を実際の積載荷重と相関させる電子制御装置を
含む。しかし、積載荷重モニターの適正な動作は、全て
のストラットが良好な作動状態にあることを必要とす
る。例えば、特定グループのストラットに関する理論的
な計算は、単一ストラットからの150mlの損失が積載荷
重の計算値に22％の誤差を生じることを示している。ス
トラットの状態をモニターし、不良ストラットの状態を
表示する手段は、何ら設けられていなかった。

従来の方式では、車両の運転手が、運転開始前に、各
々のストラットを目視で検査することに依拠していた。
この慣行は、従来の方式にかなりの主観が入る原因とな
り、その結果車両はストラットが部分的にまたは完全に
沈んだ状態のままで運転されることになりがちであっ
た。沈んだストラットを認識することに関する運転手の
不注意及び能力欠如の両方が誤った運転を引き起こす因
子となっている。しかし、正しく検査を行っても、運転
中にストラットが沈んでしまうこともある。大型のオフ
ロードトラックでは、１つのストラットが沈んでもトラ
ックの「運転感覚」に著しい影響を及ぼさず、経験を積
んだ運転手によっても見逃され易い。

ストラットが沈んだままで車両を運転すると、ストラ
ット圧と積載荷重との関係が変化するので、荷重モニタ
ーの精度に有害な影響が出る。この状態での運転のため
に、それ以外の重要な結果も生じる。例えば、沈んだス
トラットのままで長期間の車両運転を行うことにより、
タイヤの磨損が不均等になるという望ましくない結果を
生じる。タイヤはオフロードトラックの重要な作業経費
で、タイヤ交換スケジュールの増大は収益性に重大な影
響を及ぼすことになる。つまり、沈んだストラットは損
傷したストラットの交換以外にも経済的な影響を及ぼす
ことがある。更に、完全に沈んだストラットは金属対金
属の反復接触を生じ、最終的に重大な構造上の破損を引
き起こす可能性もある。つまり、比較的短い運転期間で
車体フレームが損傷し、その結果必要な修理費は膨大に
なる。

本発明は上記した問題の一つまたはそれ以上を解消す
るものである。

発明の開示複数の左右のストラット装着車輪を有する作業車両の
沈んだストラットを周期的に検出する本発明の方法は、
選択したストラットの内圧を周期的に検知する段階と、
選択したストラットの内圧と相関した大きさをそれぞれ
有する複数の第１信号を出力する段階を含む。この方法
は更に、選択したストラットの圧力に応じた各ストラッ
トの状態の指示を得るために、選択した対のストラッ
ト、たとえば対角線方向に相対抗するストラットの第１
信号の比を計算する段階と、この圧力信号の比を上下の
設定点と比較して、該比の少なくとも一つが上下の設定
点の外にあるのに応じて第２信号を出力する段階と、該
第２信号の受信に応じて、沈んだストラットを示す第３
信号を出力する段階を含む。

本発明の別の特徴による、複数の左右のストラット装
着車輪を有する作業車両の沈んだストラットと空気不足
タイヤの一方を検出する方法は、選択したストラットの
内圧を周期的に検知する段階と、各ストラットの内圧と
相関した大きさをそれぞれ有する複数の第１信号を出力
する段階を含む。この方法は更に、第１信号が所定の継
続時間中第１の大きさにほぼ安定して留まっているのに
応じて、第２組の周期的に出力された第１信号を記憶す
る段階と、前記第１及び第２組の周期的に出力された第
１信号間の大きさの差に応じて、各ストラットのスチフ
ネスを計算する段階と、各ストラットのスチフネスを別
の選択ストラットのスチフネスと比較する段階と、該ス
チフネスの差と相関した大きさをそれぞれ有する第２信
号を出力する段階を含む。前記差が所定の設定点を越え
るのに応じて、沈んだストラットを示す信号が出力され
る。

図面の簡単な説明第１図はオフロードトラックの概略図と主要なサスペ
ンション構成部品の配置を示す。

第２図はサスペンションモニター装置のブロック図を
示す。

第３図はトラックの静止状態におけるタイヤサスペン
ションモニター装置の作動のフローチャートを示す。

第４図はトラックの荷積み中におけるタイヤサスペン
ションモニター装置の作動のフローチャートを示す。

第５図Ａ及びＢはトラックの道路走行中におけるタイ
ヤサスペンションモニター装置の作動のフローチャート
を示す。

発明を実施するための最良の形態次に、本装置10の好ましい実施例を示した図面を参照
すると、第１図は、例えばオフロードトラック14のよう
な作業車両12を示している。トラックは、作業車両12の
荷重支持部20を支持する関係で配設された少なくとも各
１つの前方及び後方ストラット16、18を有する。好まし
い実施例は、それぞれ２つの前方及び後方ストラット16
L、16R、18L、18Rを有し、これらは当業界で一般に知ら
れている、液体の上方に気体が充填された形式であり、
ここでは詳しく説明しない。本装置10を理解する上で
は、流体の圧力がストラット16、18に加わる荷重の大き
さを支持し、ストラット圧が広い範囲で変動する状態は
正常で、この変動が実際の「道路走行」時にも生じるも
のであることを認識すれば充分である。また、圧力を失
って沈んだストラットでは、ストラット圧の変化が著し
く少なくなり、「道路走行」に際してもほとんど変化を
示さない。その逆に、空気不足のタイヤは、そのタイヤ
を支えているストラット内におけるストラット圧変化の
周波数を高める。つまり、空気不足のタイヤは空気の適
切なタイヤより低いばね常数を持ち、その結果、ストラ
ット圧の変化に対するサスペンションの振動応答特性を
高める。

荷重支持部20は、車両フレーム22とダンプ本体24を含
む。ダンプ本体24は、ピボットピン26と油圧シリンダ28
によってフレーム22に結合され、ダンプ本体24の中身
は、油圧シリンダ28を制御可能に加圧し、ピボットピン
26を中心にダンプ本体24を旋回動させることによって排
出可能である。輸送モードでは、油圧シリンダ28が加圧
されず、ダンプ本体の重量はピボットピン26とフレーム
22に固定された支持パッド30とを介して、フレームに伝
達される。

作業車両12は更に、タイヤなどの地面係合部32、及び
地面係合部32と荷重支持部20の間に振動減衰を与えるよ
うに荷重支持部20を支持するサスペンション手段34を含
む。サスペンション手段34は、後方車軸ハウジング36と
Ａ型フレームのモーメントアーム38を含む。Ａ型フレー
ムのモーメントアーム38は、ソケット42によって車両フ
レーム22に旋回自在に結合された第１の端部40と、後方
車軸ハウジング36に固定接続された第１の端部44とを有
する。Ａ型フレームのモーメントアーム38の第１端部40
は、ほぼ球状のキングボルト構造で、ソケット42によっ
て横方向移動しないように保持されている。後方ストラ
ット18は、車両フレーム22に旋回自在に結合された第１
の端部46と、Ａ型フレームのモーメントアーム38の第２
端部44に、旋回自在に結合された第２の端部48とを有す
る。

トラックの荷積み時、積載荷重が増大するにつれ、荷
重支持部20は地面係合部32の方向に変位する。すなわ
ち、後方ストラット18が圧縮され始め、モーメントアー
ム38がその第１端部40を中心に旋回する。距離L2をアー
ム38の第１端部40のピボット点と第２端部44のピボット
点との間の距離として定義する。後方ストラット圧の変
化量はサスペンション手段34の関数となる。また、後方
ストラット圧の変化量は、作業表面と地面係合部32との
間の反力Ｒとも関係する。後方ストラット18に加わる力
Ｓは、ストラット18の内圧を測定し、無荷重状態のトラ
ックに対応した後方ストラット圧を差し引き、その差圧
にストラット18の面積を掛けることによって求めること
ができる。反力Ｒは車両12の積載荷重に比例し、後方ハ
ウジング36の中心を通って作用し、キングボルトのピボ
ット点のまわりのモーメントの合計が次式から得られる
と見なすことができる。

（式1.1）Ｒ＝Ｓ＊L2/L3 但し、第１端部のピボット点と後方車軸ハウジング36
の中心との間の水平距離がL3として定義される。

同様に、荷重の増大につれて前方ストラット16も圧縮
される。しかし、前方ストラットはフレーム22と前方車
軸ハウジング50との間に直接結合されている。ここでは
もっと簡単な関係が存在し、前方ストラット16に加わる
力Ｆは、ストラット16の面積を掛けることによって求め
られる。そして、作業表面と地面係合部32面との間の反
力Ｆは、前方ストラット16に加わる力Ｆと実質上等し
い。

第１図に示した装置10は、作業車両12と装置10の位置
との関係を示している。装置10のもっと詳細なブロック
図は第２図に示してあり、各ストラット16、18の圧力を
周期的に検知し、それぞれ各ストラットの内圧に相関し
た複数の信号を出力するための手段52を示している。こ
の手段52は、Dynisco社から部品番号PT306で市販されて
いる型の複数の圧力センサ54、56、58、60を含む。圧力
センサ54、56、58、60は、それぞれ２つの前方ストラッ
ト16L、16Rと２つの後方ストラット18L、18Rに付設され
ている。圧力センサ54、56、58、60は、それぞれ各スト
ラット16L、16R、18L、18Rの圧力の大きさに比例したア
ナログ信号を、それぞれのアナログ／デジタル変換器
（A/D）62、64、66、68に出力する。A/D62、64、66、68
は、Analog Devices社から部品番号AD575Aとして市販さ
れている型である。他の型のA/D変換器も使え、特定A/D
の選択は設計者の裁量に任された問題に過ぎない。ここ
で開示するデジタルマイクロプロセッサの環境には、ア
ナログ／デジタル周波数出力を与える装置を選ぶのが特
に適するが、発明の精神を逸脱することなく他の同様な
装置も代わりに使える。

Motorola社のプログラマブルインターフェースアレイ
（PIA）70がA/D変換器62、64、66、68から出力されるデ
ジタル周波数出力を受け取り、これらの信号をソフトウ
ェアの制御下でマイクロプロセッサ72に出力する。好ま
しい実施例において、マイクロプロセッサ72はMotorola
社の部品番号6809である。また装置10は、制御信号を受
け取り、制御信号の大きさに応じ作業車両ペイロードの
大きさの指示を出力する手段74を含む。指示手段74は、
駆動回路78を介して一対の個々に付勢可能な白色ランプ
80、82に接続された別のPIA76を含む。これらのランプ8
0、82は、定格トラック容量に対する荷重の状態に関す
る指示を、トラックの運転手と荷積み装置のオペレータ
に与えるのに使われる。

第３の白色ランプ84が、駆動回路78を介してPIA76に
接続される。第３ランプ84はマイクロプロセッサ72から
アドレス可能で、沈んだストラットまたは空気不足のタ
イヤを指示し、主にトラックの運転手が見て取ることが
できる。

次に第３、４及び５図を参照すると、車輪に装着され
た複数の左右ストラットを有する作業車両の沈んだスト
ラットを検出するソフトウェアのルーチンを表すフロー
チャートの形で、各サブルーチンを概略的に示してあ
る。各々のルーチンが車両運転の特定段階と対応してお
り、それぞれ車両が所定の方法で運転されていると検出
されたときだけ実行される。例えば、オフロードトラッ
クは特定のルーチンで動作することが知られており、任
意の時点で、荷を受け取るかまたはダンプされるのを待
っている静止状態、実際に荷を受け取っている荷積み状
態、もしくは荷積み場所とダンプ場所の間で車両を運転
している道路走行状態にあることを推定できる。

第３図の静止サブルーチンでは、まずソフトウェア
が、すべてのサブルーチンが実行されたかどうか、及び
各サブルーチンが沈んだストラットを検出したかどう
か、をチェックして判定する。ストラットが沈んでいる
という点ですべてのルーチンが一致していれば、制御は
それ以上処理を行わず主制御ルーチンに戻る。こうし
て、主制御ルーチンの実行のために、マイクロプロセッ
サの時間が保持される。判定ブロック86では、変数Ｒの
値がチェックされる。Ｒ＝０は、沈んだストラットを検
出したのは全てのルーチンでなく、少なくとも１つのサ
ブルーチンを実行するのが望ましいということを指示す
る。制御は判定ブロック88に進み、そこで各々のサブル
ーチンが実行されたかどうかをチェックし、判定する。
静止、荷積み及び道路走行サブルーチンの好首尾な完了
で、変数F11、F22及びF33がそれぞれ値“1"にセットさ
れる。すべてのサブルーチンが実行されていれば、制御
は判定ブロック90に進む。サブルーチンが実行されてい
ないと、判定ブロック92の方を選び、判定ブロック90は
迂回される。判定ブロック90では、変数F1、F2、及びF3
が値“1"と比較される。これら変数“1"は、沈んだスト
ラットがそれぞれ静止、荷積み及び道路走行ルーチンに
よって検出されたことを示す。

条件F1＝F2＝F3＝１が満たされると、変数Ｒが１にセ
ットされ、制御はブロック94、96を介して主ルーチンに
戻る。その後、制御ルーチンの実行は判定ブロック86か
ブロック98へと制御を移し、どのサブルーチンも実行さ
れないので制御はそこから直ちに主ルーチンへ戻され
る。

ここで、沈んだストラットを検出したのがすべてのサ
ブルーチンではないとすると、制御は判定ブロック92に
移る。主制御ルーチンにおいて、何れも車両が実際に道
路走行していることの指示である速度計またはストラッ
ト圧の所定の大きさまたは周波数の変動入力に応じ、道
路走行フラグがセットされる。道路走行フラグの値“1"
で、制御は第５図の道路走行ルーチンへと移る。あるい
は、道路走行フラグの値がゼロで車両の静止を示すと、
制御はブロック100に進み、そこで変数COUNTER,TURN及
びF333が全てゼロにセットされる。これらの変数は全て
道路走行サイクルで使われるもので、次の道路走行サイ
クルを見込みここでリセットされる。その後、制御は判
定ブロック102に移り、ここで変数PASSがチェックさ
れ、静止サブルーチンが初期起動における最初のサイク
ルであるかどうかを判定する。最初のサイクルでなく、
変数PASSが値０に等しいと、制御は第４図の荷積みルー
チンに移る。静止サブルーチンの最初のサイクルであれ
ば、制御はブロック104に進み、静止サブルーチンが実
施されたことの指示として変数F11が１にセットされ
る。その後、ブロック106で、対角線状に対応した車両
ストラット16L、16R、18L、18Rについての圧力比が計算
される。例えば、左前方ストラット16Lと右後方ストラ
ット18Rはそれぞれ、主制御ルーチンでサンプリングさ
れた圧力P1とP4に対応する。同様に、右前方ストラット
16Rと左後方ストラット18Lの圧力はそれぞれP2とP3に対
応する。対角関係の圧力比を用いるのは、沈んだストラ
ットによって生じる圧力差を高めるためである。つま
り、沈んでいる左前方のストラットは、対応した右後方
のストラット圧に影響を及ぼす。従って、沈んでいる左
前方ストラットの圧力差が検出可能な場合、左前方対右
後方の比の圧力差はいっそう顕著に影響され、その分容
易に検出される。同様の理由づけが各々のストラットと
それぞれの対応した対角関係の圧力比にも当てはまる。

次いで制御は判定ブロック108に進み、そこで車両の
運転経歴における初期起動期に、ソフトウェアが静止ル
ーチンを通る最初のパスを実行しているかどうかが判定
される。変数Ｐは当初、車両の初期設定で値“1"に設定
されている。つまり最初のパスにおいては、制御は判定
ブロック108からブロック110に移り、そこで対角関係圧
力比の上下限が設定される。対角関係上限は、先に計算
された値の125％に設定される一方、下限は先に計算さ
れた値の75％に設定される。また、変数Ｐが値“2"にセ
ットされる。その後変数Ｐが２にセットされているので
相対関係圧力比の上下限は最初に計算された値に留ま
り、判定ブロック108からブロック110へとは進まない。
ブロック110の実行後、ブロック112が制御を主制御ルー
チンに戻す。

静止サブルーチンの次の反復時には、判定ブロック10
8が制御を一連の判定ブロック114、116、118及び120へ
と導き、そこで各対角関係圧力比がそれらの上下限を越
えている場合には、制御はブロック122に移り、そこで
変数PASSの値“2"にセットされ、静止ルーチンがブロッ
ク102を介して再実行されるのを防ぐ。また、変数F1が
値“1"にセットされ、静止ルーチンが沈んだストラット
を検出したことを指示する。次いで制御はブロック124
に進み、制御はそこから主制御ルーチンに戻る。一方ど
の対角関係圧力比も対応した上下限を越えていることが
認められないと、制御はブロック126に進み、そこで変
数PASSが値“2"にセットされた後、ブロック128に進ん
で主制御ルーチンに戻る。

次に、荷積みサブルーチンを示した第４図を参照する
と、まず変数PASSが値“2"にセットされた後、制御はこ
のサブルーチンに入る。判定ブロック129で変数F222が
チェックされ、その値が値“1"に等しいかどうかを判定
する。変数F222は荷積みルーチンの完了時に値“1"にセ
ットされ、道路走行サブルーチンによってリセットされ
る。変数F222が値“1"に等しいと、その後に道路走行サ
ブルーチンを伴わずに荷積みサブルーチンだけが実行さ
れ、荷積みサブルーチンを再実行する価値はないことを
「知る」。従って、制御はブロック130に移り、そこか
ら主制御ルーチンに戻る。

変数F222が値ゼロに等しいと、制御は判定ブロック13
1に移る。ブロック131では、変数VARIABLEが値ゼロと比
較され、このサイクルが特定の荷積みサイクルの最初の
ものであるかどうかを判定する。荷積みが特定の荷積み
サイクルの最初の反復で、VARIABLEが値ゼロに等しい
と、ブロック132で変数PCLRがLRに等しくセットされ、
変数PCRRが変数RRに等しくセットされる。変数PCLRとPC
RRはそれぞれ、特定の荷積みサイクルの開始時における
ストラット圧に対応する先に計算された左及び右後方ス
トラット圧を示す。ブロック134でVARIABLEが値“1"に
リセットされて、PCLRとPCRRを荷積みサイクルの開始時
に対応した値に維持し、ブロック136で制御が主制御ル
ーチンに戻される。

これ以後の荷積みサブルーチンの反復時には、VARIAB
LEが値“1"にリセットされているので、ブロック131は
制御を判定ブロック138に導き、そこで最も最初のスト
ラット圧LR、RRが初期のストラット圧PCLR、PCRRと比較
される。図示の実施例では、差が30psiより小さいと、
制御はブロック140を介して主制御ルーチンに戻る。こ
こで用いる値は例示だけを目的としており、周知のごと
く車種によって変化することが認識されよう。判定ブロ
ック138は、鉱物原料のバケット荷重が車両に加えら
れ、後方ストラット圧のわずかな変化が車両サスペンシ
ョンの小振動によるものでないことを保証するものであ
る。現在計算されている後方ストラット圧が初期の後方
ストラット圧を30psi越えていると、制御は判定ブロッ
ク142に移り、そこで後方差圧が100psiの差設定点と比
較される。後方ストラットの何れかで差が100psiより大
きいと、制御はブロック144に移り、変数INCが値“1"だ
け歩進される。判定ブロック146は判定ブロック144から
制御を受け継ぎ、変数INCを値100と比べて、受け取った
圧力値が安定しているかどうか、を確かめる。荷積み差
の100回の反復の間に何れかの後方ストラット差圧が100
psiを越えると、記録された圧力が安定であると制御は
判定し、ブロック148に移る。ブロック148では、変数F2
2が値“1"にセットされ、荷積みサブルーチンが首尾よ
く完了したことを指示した後、制御はブロック150に移
る。変数INCが100より小さいと、圧力が安定していない
と制御は判断し、制御をブロック152を介して主制御ル
ーチンに戻す。何れの差圧も100psiをより大きくない
と、鉱物原料のバケット荷重が車両内に投入されている
時点でデータが取られ、それで差圧の大きい振動が現れ
ていると制御は判断する。従って、制御はブロック154
に移り、そこで両変数INCとVARIABLEが値ゼロにリセッ
トされる。その後、制御はブロック156を介して主制御
ルーチンに戻る。

ブロック150では、変数LOTESTが左右後方ストラット
差圧の比の関数として計算される。また、各ストラット
の相対スチフネス（ｋ）とストラット差圧との間には、
ある関係が存在することが示されている。この関係は次
のように定義される：ｋ＝P2＊＊2/（P2−P1）但しP2は現ストラット圧に対応し、更に P1は全ストラット圧に対応する。

ストラットのスチフネスはストラット移動の全範囲を
通じて動的なので、計算されたスチフネスが許容範囲内
にあるかどうかを判定するのは難しい。しかし、各々の
後方ストラットは、追加の荷積みに対して同様に対応す
るものと推測でき、事実同様の移動範囲内にある。その
ため、各ストラットは他のストラットと同様なスチフネ
スを有し、両方の比は約１の値を生じる。この関係の式
は次のように表される： kRR/kLR＝〔（LR−PCLR）＊（RR＊＊２）〕／〔（RR−PCRR）＊（LR＊２）〕但しストラットのスチフネス比は変数LOTESTに対応す
る。

荷重の分布がストラットの移動範囲にある程度の影響
を及ぼすが、この影響には上限が存在すると認められ
る。ストラットのスチフネスで30％の差を越えるLOTEST
値は、沈んでいるストラットに起因すると見なせるた
め、ブロック158と160で0.7〜1.3の範囲と比較される。
この範囲外の値だと、制御はブロック162に移り、沈ん
だストラットの指示として変数F2が値“1"にセットされ
る。次いで制御はブロック164に進み、変数F222が値
“1"にセットされて、介在する道路走行サイクルが存在
しないとき、荷積みサブルーチンが再実行されるのを防
ぐ。更に、両変数INCとVARIABLEも、次の荷積みサイク
ルを見込んでゼロにリセットされる。その後、ブロック
166が制御を受け取り、その制御を主制御ルーチンに移
す。

次に第５図を参照すると、まず道路走行フラグが判定
ブロック92を介して値“1"にセットされるのに応じて、
制御はサブルーチンに入る。この道路走行サブルーチン
の判定ブロック168では、変数F333が値ゼロと比較さ
れ、ゼロに等しくないと、制御はブロック170に進み、
そこから主制御ルーチンに戻る。変数F333は当初主制御
ルーチンによって値“1"にセットされ、静止サブルーチ
ン中に値ゼロへとリセットされる。つまり、判定ブロッ
ク168は、静止サブルーチンの実行前に実行されるのを
防ぐ。変数F333が静止サブルーチンで値ゼロにセットさ
れて、次の荷積みサイクル時に荷積みサイクルを実行可
能とする。

道路走行経路時間の指示として、変数カウンタCOUNTE
Rがブロック172で前進される。サブルーチンの実行ルー
プ時間は一貫しているので、変数カウンタの実際値が経
過時間を示す。例えば、40,000に等しいカウンタ値は約
６分40秒の道路走行経過時間に相当する。このため、判
定ブロック174で変数カウンタが40,000と比較され、経
過時間が６分40秒より少ないと、制御は判定ブロック17
6に移り、そこで変数TURNが値ゼロと比較される。変数T
URNが値ゼロに等しいと、制御は、このルーチンが道路
走行サブルーチンの最初のサイクルであると判断し、ブ
ロック178に移り、そこで変数TLF、TRF、TLR及びTRRが
それぞれLF、RF、LR、RRの前に検出された圧力でロード
される。さらに、変数TURNが値“1"にセットされ、制御
はブロック180を介して主制御に戻る。変数TURNが値
“1"にセットされた結果として、道路走行ルーチンの続
く反復では、判定ブロック176から判定ブロック182へと
制御が移る。

判定ブロック182では、左前方ストラット圧が前の左
前方ストラット圧と比較され、差が30psiより大きい
と、変数CLFが値“1"だけ前進される。左前方圧の差が3
0psiを越えないと、ブロック184が迂回され、変数CLFは
前進されない。同じく、LF圧がゼロだと、判定ブロック
183はブロック184を迂回し、変数CLFは前進されない。
この方式は、ストラットが急激に圧力を失って沈んだ場
合に、変数が前進されるのを防ぐ。ストラットが沈んだ
ときに変数を前進可能とすると、カウント差が減少し、
沈んだストラットが検出されなくなる可能性が増大す
る。６分40秒の期間の終わりに、変数CLFは左前記スト
ラットの２つの相前後する圧力読取値間の差が30psiを
越えた回数のカウント値を含んでいる。

その後制御はブロック186、188及び190に進み、そこ
で残りの各ストラット圧にについて同様の動作が行われ
る。変数CLF、CRF、CLR及びCRRは各々、相前後する圧力
読取値が前記ストラットについては30psiの差及び後方
ストラットについては60psiの差をそれぞれ越えた回数
に対応したカウウント値を含む。判定ブロック192で
は、前の圧力読取値TLF、TRF、TLR、及びTRRが最新の圧
力読取値で更新される。その後、制御はブロック194を
経て主制御ルーチンに戻る。

道路走行差中カウンタ変数値の時間が40,000を越える
まで、上記プロセスが繰り返される。その時間になる
と、制御はブロック196に移り、そこで変数F33が道路走
行サブルーチン完了の指示として値“1"にセットされ
る。制御はそこからブロック198に移り、そこで変数CLF
RFが左前方カウント値CLFと右カウント値CRFの比に等し
くセットされる。カウント比が0.5〜２の範囲内にある
と、道路走行サブルーチンは、左右前方の両ストラット
が同様の道路状態にたいして同様に応答しているので沈
んでいないと判断する。しかし、カウント比が上記の範
囲外であると、判定ブロック200と202が制御をブロック
204に写し、そこで変数F3が沈んだストラット指示とし
て値“1"に等しくセットされる。同じく、左右後方スト
ラットのカウント比がブロック206で変数CLRRRとして記
憶される。ブロック208と210で、後方カウント比が0.5
〜２の範囲と比較される。カウント比がこの所定の制限
外であれば、制御は再びブロック204に写り、変数F3が
値“1"にセットされる。後方カウント比が所定の制限内
にあれば、制御はブロック204を迂回し、直接ブロック2
12に移り、そこで変数F333が値“1"にセットされる。F3
33は、介在する荷積みサイクルが不在のときに、道路走
行サブルーチンが再実行されるのを防ぐ。その後制御は
ブロック214に移り、最終的に主制御ルーチンに戻る。

産業上の利用可能性オフロードトラック14の運動全体において、車両12は
その生産経歴中始めて運転されるものでなく、通常の運
搬サイクルの静止、荷積み及び道路走行部分を含む一般
的な方法で以前から使用されていたものとする。起動
時、車両が毎日の運転のため最初にオンされるとき、主
制御ルーチンはまず各々のストラット16L、16R、18L、1
8Rの圧力を読取り、これらの値を変数P1、P2、P3、P4と
して記憶する。次いで主制御ルーチンが静止サブルーチ
ンを呼び出し、何れのサブルーチンも沈んだストラット
を検出しなかったかどうかが判定される。静止サブルー
チンを通る最初のパスのときは、対角関係比LFRR,RFLR
が計算され、前に計算された対角関係比の上下限と比較
される。対角関係圧力比LFRR,LFLRの何れかが上下限の
外であると、変数F1が値“1"にセットされ、ストラット
が沈んでいることを指示する。毎日の最初の起動時に１
回だけ、対角関係圧力比が計算され、上下限と比較され
る。

車両がその運転温度及び圧力に達するのを車両の運転
手が待っている間、主制御ルーチンがストラットの圧力
を周期的にサンプリングし、静止サブルーチンを呼び出
す。静止サブルーチンの初期サイクル後、荷積みサブル
ーチンが呼び出される。荷積みルーチンの最初の反復
で、変数PCLRとPCRRが空のトラックに対応した左右後方
のストラット圧にそれぞれセットされる。荷積みルーチ
ンのその後の反復では、最新のストラット圧を変数PCLR
とPCRRとして記憶されている空トラックのストラット圧
と比較する。鉱物原料の荷重がオフロードトラックに加
えられたことを指示するために、100psiより大きい差圧
を使用する。不安定な圧力が記憶されるのを防ぐため、
車両が安定化する後まで、荷積みサブルーチンは後方ス
トラットのスチフネス比を計算しない。荷積みサブルー
チンは、差圧が合計100回の反復で100psiより大きく留
まることを必要とする。ここで、左右後方ストラットの
追加荷重に対する応答が相互に比較され、それらが著し
く異なると、ストラットが沈んだ状態にあると見なさ
れ、フラグF2が値“1"にセットされる。沈んだストラッ
トが検出されたかどうかに関わりなく、変数F222も値
“1"にセットされ、介在する道路走行サブルーチンの前
に、荷積みサブルーチンが再実行されるのを防ぐ。

しかし本例において、運転手は車両が運転状態に達す
るのを待っているだけなので、この時点では、トラック
の荷台に荷重が投入されると予測していない。このた
め、荷積みルーチンが周期的に呼び出されるが、差圧は
必要な100psiを越えない。運転手が車両を荷積み場所へ
と走行する次の運転サイクル部分では、車両が道路走行
していることを主制御ルーチンが認識するが、介在する
荷積みサイクルが生じていず、道路走行フラグがセット
されていない。そのため、主制御ルーチンは所定の間隔
でストラット圧をサンプリングし続け、静止サブルーチ
ンを呼び出す。静止サブルーチンは道路走行フラグの不
在に応答し、実際の荷積みサイクルが行われるまで荷積
みサブルーチンを呼び出す。

車両は荷積み場所に着いたところで、道路走行を停止
する。車両が荷積みされるときは必然的に、鉱物原料の
トラックへの荷積みにつれ、後方ストラット圧は100psi
より大きい差圧に応答することが見込まれる。この100p
si又はそれより大きい差圧が検出され安定と見なされる
と、荷積みサブルーチンが対角関係にあるストラットの
スチフネスを計算し、それらを前述の制御と比較する。

荷積みサイクルの完了後に、運転手は車両を荷降ろし
場所へと道路構想し、この間に道路走行サブルーチンが
繰り返し呼び出され、ストラットの状態を判定する。そ
してこの期間中、各ストラットについて相前後する圧力
読取値が所定値を越えた回数を指示するカウントが、各
々のストラット毎に維持される。この期間の終わりに、
前方ストラットに関するカウントが相互に比較され、両
カウントが著しく異なる場合に前方ストラットが沈んだ
状態にあることの指示として使われる。同じく、後方ス
トラットのカウントが相互に比較され、両カウントが著
しく異なる場合に、後方ストラットが沈んだ状態にある
ことの指示として使われる。例えば、ストラットが適切
に充填されている車両では、各々のストラットが同一車
軸上にあるストラットと同様な状態で、道路走行及び荷
積み状態に応答すると見込まれる。また、車軸上のスト
ラットの１つが部分的に沈んだいると、著しく小さい大
きさの圧力変化が見込まれる。従って、部分的に沈んだ
ストラットを持つ車軸では、沈んだストラットについて
のカウントが著しく小さくなり、またその車軸上のスト
ラット間における対応した差が大きくなる。

荷降ろし場所では、道路走行サイクルの完了後、静止
サブルーチンが制御を周期的に荷積みサブルーチンへと
移行する。但し荷積みサブルーチンは、運転手が荷積み
場所に戻って次の荷積みサイクルが始まるまで実行され
ない。その後、道路走行及び荷積みサイクルを含めた制
御が繰り返される。

この発明の上記以外の特徴、目的及び利点は、図面、
開示の内容、及び添付の請求の範囲を検討することによ
って得られるであろう。

フロントページの続き (72)発明者グダットアダムジェイアメリカ合衆国イリノイ州 61526 エーデルスタインルーラルルート１ボックス 66エイ (56)参考文献米国特許3900828（ＵＳ，Ａ) 米国特許4317105（ＵＳ，Ａ) 米国特許2638777（ＵＳ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の左右のストラット装着車輪を有する
作業車両（12）の沈んだストラット（16L、16R、18L、1
8R）を検出する方法において：各ストラット（16L、16R、18L、18R）の内圧を周期的に
検知して、各ストラット（16L、16R、18L、18R）の内圧
と相関した大きさをそれぞれ有する複数の第１信号を出
力すること；選択した対のストラットの第１信号の比を計算するこ
と；前記各比の大きさを上下の設定点と比較し、前記比の少
なくとも１つが該上下の設定点外にあるのに応じて第２
信号を出力すること；及び前記第２信号の受信に応じて沈んだストラット（16L、1
6R、18L、18R）を示す第３信号を出力すること；からなる方法。
【請求項２】前記比を計算する段階が、左前方のストラ
ット（16L）及び右後方のストラット（18R）の第１信号
の比を計算することと、右前方ストラット（16R）及び
左後方ストラット（18L）の第１信号の比を計算するこ
とからなる請求の範囲第１項記載の方法。
【請求項３】選択した対のストラット（16L、16R、18
L、18R）の第１信号の比を計算する段階が、選択した前
方ストラット（16L、16R）の第１信号と選択した後方ス
トラット（18L、18R）の第１信号の比を計算することか
らなる請求の範囲第１項記載の方法。
【請求項４】前記比較段階が、対応する対の比のうち大
きい方の比を上下の設定点と比較し、前記比の少なくと
も１つが該上下の設定点外にあるのに応じて第２信号を
出力することを含む請求の範囲第１項記載の方法。
【請求項５】作業車両（12）の使用の初期に、第１信号
の比の計算値を所定の百分率だけ増加し、この値を各比
のそれぞれの上方の設定点として記憶することによっ
て、各比に応じた上方設定点を計算する段階を含む請求
の範囲第４項記載の方法。
【請求項６】作業車両（12）の使用の初期に、第１信号
の比の計算値を所定の百分率だけ低めて、この低めた値
を各比のそれぞれの下方設定点として記憶することによ
り、各比に対応した下方設定点を計算する段階を含む請
求の範囲第４項記載の方法。
【請求項７】作業車両（12）の移動に応じて、前記比の
計算を停止する段階を含む請求の範囲第１項記載の方
法。
【請求項８】作業車両（12）の移動に応じて、前記第１
信号の比の計算を停止する段階を含む請求の範囲第１項
記載の方法。
【請求項９】複数の左右のストラット装着車輪を有する
作業車両（12）の沈んだストラット（16L、16R、18L、1
8R）を検出する方法において：前記ストラットの中から所定数のストラットを選択し、
この選択したストラット（18L、18R）の内圧と相関した
大きさをそれぞれ有する複数の第１信号を出力するこ
と；前記第１信号が第１の所定の継続時間中第１の大きさに
ほぼ安定して留まっているのに応じて、第１組の周期的
に出力された第１信号を記憶すること；前記第１信号が第２の所定の継続時間中第２の大きさに
ほぼ安定して留まっているのに応じて、第２組の周期的
に出力された第１信号を記憶すること；前記第１及び第２組の周期的に出力された第１信号間の
大きさの差に応じて選択した前記ストラット（18L、18
R）の各々についてスチフネスを計算すること；前記選択したストラット（18L、18R）の各々について、
そのスチフネスを前記選択したストラット（18L、18R）
のうちの別のストラットのスチフネスと比較し、該スチ
フネスの違いに相関した大きさをそれぞれ有する第２信
号を出力すること；前記第２信号が所定の設定点を越えるのに応じて、沈ん
だストラット（16L、16R、18L、18R）を示す信号を出力
すること；からなる方法。
【請求項１０】前記比較段階が、左右後方ストラット
（18L、18R）だけのスチフネスを比較することを含む請
求の範囲第９項記載の方法。
【請求項１１】前記比較段階が、左右後方ストラット
（18L、18R）のスチフネスの比を計算し、該比の大きさ
に応じて第２信号を出力することを含む請求の範囲第10
項記載の方法。
【請求項１２】前記沈んだストラット（16L、16R、18
L、18R）を示す信号を出力する段階が、前記比を所定の
範囲と比較することを含む請求の範囲第11項記載の方
法。
【請求項１３】前記所定の範囲が0.7から1.3である請求
の範囲第12項記載の方法。