JPS5993560A - スリップ防止装置 - Google Patents

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】 本発明は車体を中央で屈折させて操向するホイール式車
輛のスリップ防止装置に関する。

ホイールローダやモータスクレーパ等の作業車輛には、
非常に高価なタイヤが使用されており、タイヤ損耗の防
止はユーザの最大関心事となっている。かかる車輛にお
いてタイヤスリップが生じると、タイヤの消耗が早まる
ばかりか、作業地盤に鋭利な爆落石がある場合には、タ
イヤが破損する恐れがあった。特に、可変容重トルクコ
ンバータを搭載している車輛においては、エンジンの出
力を可変容量トルクコンバータ経由で車輪に伝達するル
ートと、可変容量トルクコンバータを経由しないで作業
機に伝達するルートとの２つのルートがあり、作業時に
作業機の出力を出そうとしてエンジンの出力を上げてい
くと、それにつれて車輪に伝達されるけん引力も増加し
、その結果スリップが生じやすかった。

したがって、この種の車輛には、従来よシスリップ防止
装置が設けられている。

従来のスリップ防止装置は、４輪のタイヤ回転数を検出
し、各車輪間の回転数比を算出し、この算出した回転数
比が１つでも予め設定したスリ。

プ判定基準値以上になった場合、車輪への出力トルクを
制御（出力トルクダウン）して、スリップを防止（停止
）するようにしていた。

しかし、従来のスリップ防止装置は、スリップ判定基準
値として、旋回時に必然的に生じる内輪と外輪との回転
数比の最大値よシも更に大きな値を設定しなければなら
ず、スリップ検出の不感帯が極めて大きくなる欠点があ
った。

本発明は上記欠点を解決するためになされたもので、ス
リップ検出精度が高く、有効なスリップ防止が可能なス
リップ防止装置を提供することを本発明によれば、車体
を中央で屈折させて操向するホイール式車輛のアーティ
キュレート角を検出し、このアーティキュレート角に対
応してスリップ判定基準値を設定し、各車輪間の回転数
比が１つでも前記スリップ判定基準値を越えたとき、車
輪への出力トルクを減少させるようにしている。

以下本発明を添付図面を参照して詳細に説明する。

第１図（、）および（ｂ）は、それぞれ本発明に係るス
リップ装置が適用されるホイールローダの平面図で、第
１図（、）は直進時、第１図（ｌＪ）は旋回時に関して
示している。

このホイールローダは、機動性をよくするために車体の
中央部にセンタピン１を設け、このセンタピン１によっ
てパケット２を有する前輪台車３と後輪台車４とを回動
自在に接続している。そして、操向する際には、前輪台
車３と後輪台車４との間に配設されているステアリング
シリンダ（図示せず）を伸縮させることによシ車体中央
を屈折させるようにしている（第１図（ｂ）参照）。

次に、操向時における内輪と外輪との回転比について説
明する。第２図は車輛が直進時に対して角度０だけアー
ティキュレートした時の旋回中心０と車輛各部との関係
を幾可的に示したものである。

今、第２図に示すように、アーティキュレート角をθ、
車輛のトレッドをｔ１ホイールベースをｔとすると、車
輛の旋回半径（旋回中心０とトレッド中心ｔｏとの距離
）ｒは、 となる。一方、内輪と外輪との回転比をＫとすると、 となる。上記第（０式を第（２）式に代入して回転比Ｉ
（となる。この第（３）式からも明らかなように、内輪
と外輪との回転比には、アーティキュレート角θのみを
変数として表わすことができる。いま、トレッド長ｔを
２，２６ｔｎ、ホイールペース長を３．０５ｍとすると
、アーティキュレート角θと回転比にとの関係は、第３
図のグラフに示すようになる。

上記アーティキュレート角θと回転比にとの関係に基づ
き、第４図に示す本発明に係るスリップ防止装置を詳述
する。

第４図において、エンジン１１の出力は、適宜な動力伝
達手段を介して作業機等を駆動するための油圧ポンプ１
３および、可変容址トルクコンバータ１４の油圧クラッ
チ１４１に加えられるようになっている。

油圧クラッチ１４１は、後述するサーボ弁４３によって
そのすべり制御が行なわれ、エンジン１１からの出力ト
ルクを制御するもので、油圧クラッチ１４１からの駆動
力は、可変容量トルクコンバータ１４の他の構成要素で
あるトルクコンバータ１４２を介して変速機１５に加え
られる。変速機１５からの出力は、適宜のギア１６、差
動装置１７．１８を介して４輪１９，２０．２１．２２
に伝達される。

上記トルクコンバータ１４２の入力軸および出力軸には
、これらの回転速度を検出して該速度に対応した周波数
の信号を出力する速度センサ２３および２４がそれぞれ
配置され、該速度セン・１ｌ−２３の検出４８号Ｓｉは
周波数−電圧変換器２５に加えられ、また速度センサ２
４の検出信号５ｏＦＪＬ、後述するＣＰＵ　（中央処理
装置）２６の入出力回路２７に加えられる。同様に、各
車輪１９，２０，２１および２２の駆動軸には、これら
の回転速度を検出して該速度に対応した周波数の信号を
出力する速度センサ２８，２９ｔ３０および３１がそれ
ぞれ配置され、各速度センサ２８〜３１の検出信号Ｗｔ
〜Ｗ４は入出力回路２７に加えられる。

走行駆動力設定器３２は、車輪に伝達させる駆動力（ト
ルク）の大きさを設定するもので、その設定出力をアナ
ログ−デジタル変換器３３で対応するデジタル信号Ｄｔ
に変換して入出力回路２７に加える。アーティキコーｔ
・−ト角検出器３４は、前輪台車と後輪台車とのなすア
ーティギュレート角θ（第２図参照）を検出し、この検
出角に対応する信号をアナログ−デジタル変換器３５で
デジタル信号Ｄθに変換して入力回路２７に加える。

ＲＯＭ　（リード・オンリ・メモリ）３Ｇは、ＣＰＵ２
６が実行する制御の手順を示すプログラムおよび出力ト
ルク一定の際におけるトルクコンバータ１４２の入力軸
回転速度と出力軸回転速度との関係をトルクの大きさご
とにちられす曲線Ｌ！、Ｌ、。

Ｌ３　、・・・Ｌｎ　（第５図参照）を記憶しており、
その記憶内容はＣＰＵ　２６によって読み出される。ま
だ、ＲＡＭ　（ランダム・アクセス・メモリ）３７は、
上記ＣＰＵ　２６のデータ記憶部を構成しており、その
記憶内容はＣＰＵ　２６によって書き込まれかつ読み出
される。

割込タイマ３８は、所定時間（例えば１００　ｍ５ｅｃ
）侍に割込信号Ｓｔを発生してこれをＣＰＵ　２６に加
えるものであシ、これによってＣＰＵ　２６は割込信号
Ｓｔが加わるタイミングで割込みがかけられ、その時点
で実行しているプログラムを中断して第６図に示したル
ーチンＬＵを実行する。

すなわち（まずＣＰＵ　２６は走行駆動力設定器３２の
設定データＤｔを入力しく入力１１０　）　、　ＲＯＭ
３６に記憶させた上記曲線Ｌ１〜Ｌｎのうち該データＤ
ｔに対応した曲線を選択する（処理１２０）。

ついで、上記トルクコンバータ１４２の出力軸回転速度
を入力する（入力１３０）。この入力１３０では、例え
ば上記速度センサ２４の出力信号Ｓｏの発生間隔すなわ
ち周期を計時してその計数値の逆数を算出し、その結果
を上記出力軸回転速度として入力するようにしている・ しかして、ＣＰＵ２６は入力１３０で得られた出力軸回
転速度に対応する入力軸回転速度を上記処理１２０で選
択した曲線に基づいて算出する（処理１４０）。

次に、アーティキムレート角検出器３４の検出角データ
Ｄｔを入力しく入力１５０）、このデータＤｔおよび予
め設定されているトレッド長ｔ１ホイールペース長ｔに
基づき前述した第（３）式を演算し、内輪と外輪との回
転比Ｋｉ−算出し、この回転比Ｋに適宜の不感帯を付加
してスリップ判定基準値に′を算出する（処理１６０）
。

続いて、各輪の回転速度Ｗ１〜Ｗ４を入力しく入力１７
０）、これらの回転速度から第１表に示すように総当り
戦で各車輪間の回転比に１〜に１！を算出する（処理１
８０）。

処理１８０で算出しだ回転比ｒ（ｉ〜に！！と処理１６
０で算出したスリップ判定基準値に′とを比較し、全て
の回転比に１〜に！雪が基準値に′以下の場合には出力
２００に進み、回転比Ｋｌ−に、のうち１つでも基準値
に′よシも大きい場合には出力２１０に進む（判断１９
０）。

出力２００は、処理１４０で算出した入力軸回転速度を
レジスタ３９に出力し、出力２１０は、処理１４０で算
出した入力軸回転速度を所定値だけ減算してレジスタ３
９に出力する。

すなわち、例えば上記曲線Ｌ１〜Ｌｎのうち上記設定ト
ルクを示す曲線Ｌｎが選択され、入力１３０で得られた
出力軸回転速度が第５図に示すｎ。（ＲＰＭ　）であっ
たとすると、スリップが生じてい寿いと判断された場合
には、レジスタ３９には同図に示す入力軸回転数月（Ｒ
ＰＭ）がセットされ、スリップが生じていると判断され
た場合には、レジスタ３９には前記入力軸回転数月（Ｒ
ＰＭ）よりも所定値だけ小さい数値がセットされる。

この後、ＣＰＵ　２６は該ルーチンＬＵからもとのプロ
グラムへと復帰する。

レジスタ３９の設定値は、デジタル−アナログ変換器４
０によって対応するアナログ信号Ｓｒに変換され、該信
号Ｓｒは減算器４１に加えられる。

減算器４１には周波数−電圧変換器２５の出力信号すな
わち検出信号Ｓｔの周波数に対応した電圧信号が加えら
れており、したがって減算器４１はトルクコンバータ１
４２の入力軸回転速度の指令値に対する偏差をあられす
信号Ｓｅを出力する。そして該信号Ｓｅは増幅器４２を
介してサーボ弁４３に制御信号として加わる。

これにより、該サーボ弁４３を通過する作動油の流量が
変化され、それに伴って上記油圧クラッチ１４１の油圧
シリンダ１４１ａの押圧力すなわち油圧クラッチ１４１
の保合圧が変化するので油圧クラッチのすべり量が増減
し、その出力軸回転速度が増減する。かくして、上記ト
ルクコンバータ１４２０入力軸回転速度が、レジスタ３
９の設定値に等しくなるように油圧クラッチ１４１が制
御される。

したがって、スリップが生じていないと判断された場合
には、車輪に伝達される駆動力（トルク）は、走行駆動
力設定器３２で設定した走行駆動力に常に等しくなるよ
うに制御され、スリップが生じていると判断された場合
には、走行駆動力設定器３２で設定した走行駆動力より
も小さくなるように制御される。すなわち、後者の場合
は、出力トルクがダウンして、それ以降のスリップ発生
が防止される。

なお、本実施例では、スリップ判定基準値をアーティキ
ュレート角を入力する毎に、逐次算出するようにしたが
、これに限らず、アーティキーレート角に対応するスリ
ップ判定基準値を予め記憶させておき、アーティキュレ
ート角により対応するスリップ判定基準値を読み出すよ
うにしでもよい。

以上説明したよりに本発明によれば、アーティキーレー
ト角に基づき、すなわち操向時に必然的に生じる内輪と
外輪との回転比に基づき逐次スリップ−Ｉｌｌ定基準値
を設定するようにしているため、スリップ検出精度が向
上し、これによりスリップの早期防止が可能となシ、タ
イヤの損耗を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および（ｂ）はそれぞれ本発明に係るスリ
ップ防止装置が適用されるホイールローダの平面図、第
２図はアーティキュレート角に対応して内輪と外輪との
回転比を算出するために用いた図、第３図はアーティキ
ーレート角と回転比の関係の一例を示すグラフ、第４図
は本発明に係るスリップ防止装置の一実施例を示すブロ
ック図、第５図は出力トルク一定時におけるトルクコン
バータの入力軸回転速度と出力軸回転速度との関係をト
ルクの大きさ毎に表わしたグラフ、第６図はＣＰＵの制
御手順を例示するフローチャートである。 １４・・・可変容量トルクコンバータ、２３，２４゜２
８．２９，３０，３１−・・速度センサ、２６　・ＣＰ
Ｕ　。 ３２・・・走行駆動力設定器、３４川アーテイキユレー
ト角検出器、４３・・・サーボ弁、１４１・・・油圧グ
ラフｆ、１４２・・・トルクコンバータ、θ・・・７−
ティキュレート角。 ｒｌＶ’：３　＞ｊｋ４ｆＪｆｌｊｌｆｆＪｆ＆Ｉｌｌ
　（ＲＰＭ）第６図 　１１

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）車体を中央で屈折させて操向するホイール式車輛
   において、車体中央でのアーティキーレート角を検出す
   る角度検出器と、該角度検出器によ輪の回転数を検出す
   る回転数検出器と、該回転数検出器によって検出された
   回転数に基づき各車輪間の回転数比を算出する演算手段
   と、該演算手段によって算出された回転数比のうち少な
   くとも１つが前記設定手段によって設定されたスリップ
   判定基準値を越えたとき車輪への出力トルクを減少させ
   る制御手段とを具えたスリップ防止装置。
2. （２）　　前記設定手段は、前記角度検出器によって検
   出されたアーティキ＝、レート角と、車輛のトレッド長
   およびホイールベース長とに基づき内輪と外輪との回転
   数比を算出し、該算出値に関連して前記スリップ判定基
   準値を設定する特許請求の範囲第（１）項記載のスリッ
   プ防止装置。
3. （３）前記制御手段は、クラッチとトルクコンバータと
   から構成される可変容量トルクコンバータのクラッチの
   保合圧な減少させることによシ車輪への出力トルクを減
   少させる特許請求の範囲第（１）項記載のスリップ防止
   装置。