JP3219005U - 建設車両 - Google Patents

Abstract

【課題】後進時における障害物との衝突を抑制することができる建設車両を提供する。【解決手段】ホイールローダＷは、前進及び後進可能な自走式の車両本体１と、車両本体１の後方に存在する障害物を検知する障害物検知手段４と、車両本体１が後進しているときに障害物検知手段４の検知情報に基づいて衝突防止制御を実行する衝突防止補助装置５とを備える。障害物検知手段４による検知エリアは、車両本体１に近い側から第一エリアＡ１、第二エリアＡ２及び第三エリアＡ３に区画されている。衝突防止補助装置５は、第三エリアＡ３に障害物が存在する場合には車両本体１に設置された警報手段８から警報を発し、第二エリアＡ２に障害物が存在する場合には車両本体１を減速させ、第一エリアＡ１に障害物が存在する場合には車両本体１を停止させる。【選択図】図１

Description

本考案は、建設車両に関する。

従来、工事現場等において土砂や砕石等の積込や運搬に用いられるホイールローダが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−２１４８２９号公報

ホイールローダは、特殊な作業装置等を搭載しており大型の車両であるため、運転席からの死角が多い。このため、死角に入った作業員や物等（以下「障害物」と称する。）の存在に運転者が気付かず、障害物との衝突を起こすおそれがある。特に、後進時には、運転席からの死角が多くなるため、上記の問題が発生するおそれが高くなる。

このような問題は、ホイールローダに限らず、建設車両全般に共通して当てはまる問題である。

このような観点から、本考案は、後進時における障害物との衝突を抑制することができる建設車両を提供することを課題とする。

前記課題を解決する本考案に係る建設車両は、前進及び後進可能な自走式の車両本体と、前記車両本体の後方に存在する障害物を検知する障害物検知手段と、前記車両本体が後進しているときに、前記障害物検知手段の検知情報に基づいて衝突防止制御を実行する衝突防止補助装置と、を備える。前記障害物検知手段による検知エリアは、前記車両本体に近い側から第一エリア、第二エリア及び第三エリアに区画されている。前記衝突防止補助装置は、前記第三エリアに前記障害物が存在する場合には前記車両本体に設置された警報手段から警報を発し、前記第二エリアに前記障害物が存在する場合には前記車両本体を減速させ、前記第一エリアに前記障害物が存在する場合には前記車両本体を停止させる。

本考案によれば、建設車両は、後進時に衝突防止制御を実行する衝突防止補助装置を備え、車両本体と障害物との相対距離に基づいて建設車両の停止や減速、警報による注意喚起を行うため、後進時における建設車両と障害物との衝突を抑制することができる。また、建設車両と障害物との相対距離が近いほど建設車両を強制的に停止又は減速するため、運転者が警報に気付かない場合であっても、後進時における建設車両と障害物との衝突を抑制することができる。

また、前記衝突防止補助装置は、前記第二エリアに前記障害物が存在する場合には走行ギアをニュートラルにすることで前記車両本体を減速させ、前記第一エリアに前記障害物が存在する場合にはパーキングブレーキ装置を作動させることで前記車両本体を停止させ、建設車両は、前記衝突防止補助装置による前記走行ギアのニュートラルを解除する、又は、前記衝突防止補助装置による前記パーキングブレーキ装置の作動を解除する解除手段を備えることが好ましい。かかる構成によれば、解除操作を行わないと建設車両の運転ができないため、障害物をきちんと除去してから運転を再開できる。

また、前記衝突防止補助装置は、前記第二エリアに前記障害物が存在する場合には前記走行ギアをニュートラルにすることで前記車両本体を減速させ、その後前記障害物検知手段の検知情報に基づいて前記障害物を前記第一エリアで検知したか否かを判定することが好ましい。かかる構成によれば、走行ギアがニュートラルになった後に、車両本体が惰性により後進し続けたとしても、障害物を第一エリアで検知したか否かを判定して、当該障害物が存在する場合にはパーキングブレーキ装置を作動させることで、建設車両と障害物との衝突を抑制することができる。

本考案に係る建設車両によれば、後進時における障害物との衝突を抑制することができる。

本考案の実施形態に係るホイールローダを模式的に示す側面図である。 本考案の実施形態に係るホイールローダの機能ブロック図である。 本考案の実施形態に係るホイールローダの衝突防止処理を示すフローチャートである。 本考案の変形例に係るホイールローダの衝突防止処理を示すフローチャートである。

本考案の実施形態に係るホイールローダについて、図面を参照して詳細に説明する。説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態では、建設車両としてホイールローダに本考案を適用した場合を例にとって説明するが、本考案の使用目的を限定するものではない。

本実施形態のホイールローダＷは、図１に示すように、主として土砂や砕石等をダンプカーに積み込む際に用いられるものである。ホイールローダＷは、前進及び後進可能な自走式の車両本体１と、作業装置２と、を主に備えている。

車両本体１は、フレームや複数の車輪１ａ等を備えている。車両本体１には、操縦台１ｂとエンジン室１ｃとが前後に並んで設けられている。操縦台１ｂには、ハンドル、アクセルペダル、ブレーキ、走行レバー、後記する衝突防止補助装置５、警報手段８等が設けられている。車両本体１の後部には、後記する障害物検知手段４と警報手段８とが設けられている。

作業装置２は、土砂等をすくい上げてダンプカーに積み込むための装置である。作業装置２は、バケット駆動機構２１と、バケット２２と、を備えている。

バケット駆動機構２１は、バケット２２を支持する油圧式の機構である。バケット駆動機構２１は、ブーム２１ａ、ブームシリンダ、バケットシリンダ２１ｂ等を含んで構成されている。バケット駆動機構２１は、車両本体１において操縦台１ｂよりも前方に取り付けられている。

バケット２２は、土砂等を収容する部材であって車幅方向に延在している。バケット２２は、一面が開口する略箱形状を呈する。バケット２２は、バケット駆動機構２１を介して、車両本体１の前端に連結されている。バケット２２は、バケット駆動機構２１の駆動により、車両本体１に対して上昇及び下降可能であるとともにブーム２１ａに対して傾動可能である。

図２は、本考案の実施形態に係るホイールローダＷの機能ブロック図である。図２に示すように、ホイールローダＷは、走行レバー３と、障害物検知手段４と、衝突防止補助装置５と、パーキングブレーキ装置６と、走行ギア７と、警報手段８と、制御一時解除手段９と、を備えている。

走行レバー３は、車両本体１の前進と後進とを切り替えることができる操作手段である。走行レバー３は、操縦台１ｂ内においてハンドルの周囲に配置されている。走行レバー３は、有線又は無線により、衝突防止補助装置５に電気的に接続されている。走行レバー３の位置情報は、衝突防止補助装置５に送信されるようになっている。

障害物検知手段４は、車両本体１の後方に存在する障害物を検知する手段である。図１に示す障害物検知手段４は、車両本体１の後端に設置されている。障害物検知手段４は、障害物を検知可能であれば特に制限されないが、本実施形態では２Ｄレーザーセンサを用いている。２Ｄレーザーセンサは、レーザーを車両後方に投光するとともに障害物に当たって反射する光を受光し、レーザーの投光と受光の時間差より障害物の位置を検知するものである。

図１に示す障害物検知手段４は、車両本体１から後方に所定の距離Ｌまでの範囲（以下「測域範囲」とも称する。）を検知可能である。障害物検知手段４による検知エリアは、測域範囲内であれば複数のエリアパターンを自由に設定可能であり、本実施形態では車両本体１に近い側から第一エリアＡ１、第二エリアＡ２及び第三エリアＡ３の三つに区画されている。各エリアＡ１〜Ａ３の前後方向に沿う距離及び車幅方向に沿う幅は、個別かつ任意に設定可能である。障害物検知手段４は、有線又は無線により、衝突防止補助装置５に電気的に接続されている。障害物検知手段４は、エリアＡ１〜Ａ３のいずれかに存在する障害物を検知し、その障害物が存在するエリア情報（障害物の位置情報）を示す信号を衝突防止補助装置５に送信する。

図２に示す衝突防止補助装置５は、車両本体１が後進しているときに、障害物検知手段４の検知情報に基づいて各種制御を実行する装置である。
衝突防止補助装置５は、受信部５１と、記憶部５２と、制御部５３と、表示部５４とを備えたコンピュータで構成されている。

受信部５１は、走行レバー３、障害物検知手段４、及び、制御一時解除手段９から送信されてきた走行レバー３の位置情報、障害物検知情報、制御一時解除情報等の各情報を受信する機能を有する。各情報は、記憶部５２に記憶される。

記憶部５２は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を含んで構成されている。記憶部５２は、受信部５１が受信した走行レバー３の位置情報や障害物検知情報等を格納するとともに、制御部５３が各処理を実行するための各種プログラムやデータ等を格納する機能を有する。記憶部５２には、各エリアＡ１〜Ａ３の情報（前後方向に沿う距離や車幅方向に沿う幅等）が記憶される。

制御部５３は、障害物検知手段４の検知情報と各種プログラムとに基づいて、障害物が存在するエリアＡ１〜Ａ３に応じて各種制御を実行する部位である。制御部５３は、第一エリアＡ１に障害物が存在する場合には、パーキングブレーキ装置６を作動させて車両本体１を停止させる。制御部５３は、第二エリアＡ２に障害物が存在する場合には、走行ギア７をニュートラルにして車両本体１を減速させる。制御部５３は、第三エリアＡ３に障害物が存在する場合には車両本体１に設置された警報手段８から警報を発する制御を実行する。制御部５３は、障害物検知手段４の検知距離の調整機能、警報手段８のＯＮ／ＯＦＦや音量調整機能等も備えている。

表示部５４は、ディスプレイ装置等を含んで構成されている。表示部５４は、記憶部５２に記憶された各種情報の内容等を表示する。

パーキングブレーキ装置６は、車両本体１を停止するための装置である。パーキングブレーキ装置６は、有線又は無線により、衝突防止補助装置５に電気的に接続されている。パーキングブレーキ装置６は、オペレータが任意に作動できる他、制御部５３から作動開始信号を受信したときに作動する。

走行ギア７は、エンジンの動力を車輪１ａに伝達するための動力伝達経路を構成する。走行ギア７は、有線又は無線により、衝突防止補助装置５に電気的に接続されている。走行ギア７は、制御部５３から切離信号を受信したときに動力軸から完全に切り離され、エンジンの動力を車輪１ａに伝えない状態となる。

警報手段８は、制御部５３から警報開始信号を受信したときに、車両本体１の後方に障害物が存在することを聴覚的に報知するための手段である。警報手段８は特に制限されないが、スピーカーやサイレン等である。警報手段８の設置位置や設置台数は特に制限されないが、図１に示す本実施形態ではオペレータ用として操縦台１ｂ内と車両周囲用として車両本体１の後部に一つずつ設置されている。警報手段８から発する音声としては、「障害物」、「検知しました」、「御注意願います」、「機械が動いています」等を例示することができる。二つの警報手段８から発する音声は、同一でもよいし違ってもよい。警報手段８は、有線又は無線により、衝突防止補助装置５に電気的に接続されている。

制御一時解除手段９は、衝突防止制御によりパーキングブレーキ装置６が作動したときや走行ギア７がニュートラルになったときにオペレータによって操作されると、パーキングブレーキ装置６の作動又は走行ギア７のニュートラルを解除するとともに、衝突防止制御を解除する手段である。制御一時解除手段９は特に制限されないが、例えばボタン等の操作手段である。制御一時解除手段９の設置位置は特に制限されないが、オペレータが操作しやすいように操縦台１ｂ内に設置されるのが好ましい。制御一時解除手段９は、有線又は無線により、衝突防止補助装置５に電気的に接続されている。衝突防止制御解除信号は、衝突防止補助装置５に送信されるようになっている。

本実施形態に係るホイールローダＷは、基本的に以上のように構成されるものである。次に、図３を参照して、ホイールローダＷの衝突防止制御処理の流れについて説明する。

図３のフローチャートに示すように、衝突防止補助装置５の制御部５３は、走行レバー３の位置情報に基づいて、車両本体１が後進しているか否かを判定する（ステップＳ１）。
ステップＳ１でＮｏの場合（後進していない場合）には、ステップＳ１以降の処理が繰り返し行われる。
ステップＳ１でＹｅｓの場合（後進している場合）には、衝突防止補助装置５は、衝突防止制御を開始する（ステップＳ２）。

続いて、衝突防止補助装置５は、障害物検知手段４の検知情報に基づいて、障害物を第一エリアＡ１で検知したか否かを判定する（ステップＳ３）。
ステップＳ３でＮｏの場合（第一エリアＡ１に存在しない場合）には、衝突防止補助装置５は、障害物検知手段４の検知情報に基づいて、障害物を第二エリアＡ２で検知したか否かを判定する（ステップＳ４）。

ステップＳ４でＮｏの場合（第二エリアＡ２に存在しない場合）には、衝突防止補助装置５は、障害物検知手段４の検知情報に基づいて、障害物を第三エリアＡ３で検知したか否かを判定する（ステップＳ５）。
ステップＳ５でＮｏの場合（第三エリアＡ３に存在しない場合）には、制御部５３は、後進が終了しているか否かを判定する（ステップＳ６）。後進の終了は、走行レバー３の位置情報に基づいて判定する。

ステップＳ６でＹｅｓの場合（後進が終了している場合）には、衝突防止補助装置５は、衝突防止制御を解除し（ステップＳ７）、衝突防止処理が終了する。
ステップＳ６でＮｏの場合（後進が終了していない場合）には、ステップＳ３以降の処理が繰り返し行われる。

一方、ステップＳ３でＹｅｓの場合（障害物が第一エリアＡ１に存在する場合）には、制御部５３は、パーキングブレーキ装置６を作動させて車両本体１を停止させる（ステップＳ８）。
続いて、制御部５３は、パーキングブレーキ装置６の作動を解除する解除操作が行われたか否かを判定する（ステップＳ９）。具体的には、障害物が除去されるか、又は、制御一時解除手段９が操作されると、制御部５３は解除操作が行われたものと判定する。障害物の除去判断については、制御部５３が障害物検知手段４の検知情報に基づいて行う。

ステップＳ９でＹｅｓの場合（解除操作が行われた場合）には、制御部５３は、衝突防止補助装置５によるパーキングブレーキ装置６の作動を解除するとともに（ステップＳ１０）衝突防止制御を解除し（ステップＳ７）、衝突防止処理が終了する。
ステップＳ９でＮｏの場合（解除操作が行われていない場合）には、ステップＳ９以降の処理が繰り返し行われる。

ステップＳ４でＹｅｓの場合（障害物が第二エリアＡ２に存在する場合）には、制御部５３は、走行ギア７をニュートラルにして車両本体１を減速させる（ステップＳ１１）。
続いて、制御部５３は、走行ギア７のニュートラルを解除する解除操作が行われたか否かを判定する（ステップＳ１２）。具体的には、障害物が除去されるか、走行レバー３がニュートラルにされるか、又は、制御一時解除手段９が操作されると、制御部５３は解除操作が行われたものと判定する。走行レバー３がニュートラルにされたかの判断については、制御部５３が走行レバー３の位置情報に基づいて行う。

ステップＳ１２でＹｅｓの場合（解除操作が行われた場合）には、制御部５３は、衝突防止補助装置５による走行ギア７のニュートラルを解除するとともに（ステップＳ１３）衝突防止制御を解除し（ステップＳ７）、衝突防止処理が終了する。
ステップＳ１２でＮｏの場合（解除操作が行われていない場合）には、ステップＳ１２以降の処理が繰り返し行われる。

ステップＳ５でＹｅｓの場合（障害物が第三エリアＡ３に存在する場合）には、制御部５３は、警報手段８から警報を発する制御を行ってオペレータに注意を喚起し（ステップＳ１４）、ステップＳ３以降の処理が繰り返し行われる。

なお、ステップＳ８、Ｓ１１の処理で警報手段８から警報を発してもよい。ステップＳ８で発する音声としては、「あぶない」等を例示することができる。ステップＳ１１で発する音声としては、「危険です」等を例示することができる。

また、本実施形態では、ステップＳ１１の処理を行った後に、ステップＳ１２、１３の処理に移行したが、図４に示すようにステップＳ１１の処理を行った後にステップＳ３以降の処理を繰り返してもよい。これにより、走行ギア７がニュートラルになった後に、ホイールローダＷが惰性により後進し続けたとしても、障害物を第一エリアＡ１で検知したか否かを再度判定して当該障害物が存在する場合にはパーキングブレーキ装置６を作動させることで、ホイールローダＷと障害物との衝突を抑制することができる。

以上説明した本実施形態によれば、ホイールローダＷは、後進時に衝突防止制御を実行する衝突防止補助装置５を備え、車両本体１と障害物との相対距離に基づいてホイールローダＷの停止や減速、警報による注意喚起を行うため、後進時におけるホイールローダＷと障害物との衝突を抑制することができる。また、ホイールローダＷと障害物との相対距離が近いほどホイールローダＷを強制的に停止又は減速するため、運転者が警報に気付かない場合であっても、後進時におけるホイールローダＷと障害物との衝突を抑制することができる。

また、本実施形態によれば、ホイールローダＷは、衝突防止補助装置５による走行ギア７のニュートラルを解除する、又は、衝突防止補助装置５によるパーキングブレーキ装置６の作動を解除する解除手段を備える。これにより、解除操作を行わないとホイールローダＷの運転ができないため、障害物をきちんと除去してから運転を再開できる。

以上、本考案の実施形態について説明したが、本考案は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
本実施形態では、ホイールローダに本考案を適用した場合を例示したが、他の建設車両に対しても本考案を適用することが可能である。

Ｗ ホイールローダ（建設車両）
１ 車両本体
３ 走行レバー
４ 障害物検知手段
５ 衝突防止補助装置
６ パーキングブレーキ装置
７ 走行ギア
８ 警報手段
９ 制御一時解除手段（解除手段）
Ａ１ 第一エリア
Ａ２ 第二エリア
Ａ３ 第三エリア

Claims (4)

1. 前進及び後進可能な自走式の車両本体と、
   前記車両本体の後方に存在する障害物を検知する障害物検知手段と、
   前記車両本体が後進しているときに、前記障害物検知手段の検知情報に基づいて衝突防止制御を実行する衝突防止補助装置と、
   を備え、
   前記障害物検知手段による検知エリアは、前記車両本体に近い側から第一エリア、第二エリア及び第三エリアに区画されており、
   前記衝突防止補助装置は、前記第三エリアに前記障害物が存在する場合には前記車両本体に設置された警報手段から警報を発し、前記第二エリアに前記障害物が存在する場合には前記車両本体を減速させ、前記第一エリアに前記障害物が存在する場合には前記車両本体を停止させることを特徴とする建設車両。
2. 前記衝突防止補助装置は、前記第二エリアに前記障害物が存在する場合には走行ギアをニュートラルにすることで前記車両本体を減速させ、前記第一エリアに前記障害物が存在する場合にはパーキングブレーキ装置を作動させることで前記車両本体を停止させ、
   前記衝突防止補助装置による前記走行ギアのニュートラルを解除する、又は、前記衝突防止補助装置による前記パーキングブレーキ装置の作動を解除する解除手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の建設車両。
3. 前記衝突防止補助装置は、前記第二エリアに前記障害物が存在する場合には前記走行ギアをニュートラルにすることで前記車両本体を減速させ、その後前記障害物検知手段の検知情報に基づいて前記障害物を前記第一エリアで検知したか否かを判定することを特徴とする請求項２に記載の建設車両。
4. 前記建設車両は、ホイールローダであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の建設車両。

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