JP7788331B2 - 横転防止装置 - Google Patents

Description

本発明は、横転防止装置に関する。

特許文献１には、ダンプ車の横転を防止する横転防止装置が記載されている。この横転防止装置では、ダンプ操作スイッチが投入されると、ダンプ車の車幅方向の傾斜角を検出するセンサにより検出された傾斜角と予め設定されている許容横転傾斜角とを比較する。そして、センサにより検出された傾斜角が許容横転傾斜角以上の場合は、警報信号を出力する。

実開昭６３－０９４０５１号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、何らかの理由でセンサが故障すると、ダンプ車の実際の傾斜角が許容横転傾斜角以上である場合にも関わらず、センサにより検出された傾斜角が許容横転傾斜角以上とならない可能性がある。その結果、警報信号が出力されずに荷台がダンプアップされることで、ダンプ車が横転する可能性がある。

そこで、本発明は、より確実にダンプ車両の横転を未然に防止することができる横転防止装置を提供することを課題とする。

本発明に係る横転防止装置は、荷台の上げ下ろしを行う架装装置が車体に架装されたダンプ車両が横転するのを防止するための横転防止装置であって、ダンプ車両の傾斜を計測する第一センサ及び第二センサと、第一センサ及び第二センサの故障を判定するチェック部と、を備え、チェック部は、第一センサの検出値と第二センサの検出値との差分が閾値を超える場合に、第一センサ及び第二センサの少なくとも一方が故障していると判定する。

この横転防止装置では、ダンプ車両の傾斜を計測するセンサとして、第一センサ及び第二センサの二つのセンサを備え、第一センサの検出値と第二センサの検出値との差分が閾値を超える場合に、第一センサ及び第二センサの少なくとも一方が故障していると判定する。これにより、第一センサ又は第二センサの故障を高精度に判定することができるため、より確実にダンプ車両の横転を未然に防止することができる。

第一センサは、車体のフレームに取り付けられて車体の傾斜を計測するセンサであり、第二センサは、荷台に取り付けられて車体に対して上げ下ろしされる荷台の傾斜を計測するセンサであってもよい。この横転防止装置では、第一センサが車体のフレームに取り付けられて車体の傾斜を計測するセンサであるため、第一センサによるダンプ車両の傾斜の計測精度を高めることができる。一方、第二センサは、荷台に取り付けられて車体に対して上げ下ろしされる荷台の傾斜を計測するセンサであるため、荷台の水平時には車体の地面に対する傾斜を計測でき、荷台の傾斜時には荷台の車体に対する傾斜を計測できる。このように、第二センサは、荷台の水平時に、荷台の傾斜のみならず車体の傾斜を単独で計測できるため、チェック部は、荷台の水平時に、第一センサ及び第二センサの故障を判定することができる。これにより、ダンプ車両全体におけるセンサ数の増加を抑制することができる。

ダンプ車両は、自律的に運行して荷台の上げ下ろしを行う自動運転車両であり、チェック部は、ダンプ車両が運行する前に、第一センサ及び第二センサの故障を判定してもよい。この横転防止装置では、ダンプ車両が、自律的に運行して荷台の上げ下ろしを行う自動運転車両である場合に、チェック部が、ダンプ車両が運行する前に、第一センサ及び第二センサの故障を判定する。このため、第一センサ又は第二センサが故障している場合に、ダンプ車両が運行して荷台の上げ下ろしが行われるのを未然に防止することができる。

本発明によれば、より確実にダンプ車両の横転を未然に防止することができる。

第一実施形態の横転防止装置を示すブロック構成図である。 第一実施形態の横転防止装置が搭載されたダンプ車両を示す模式図である。 第一実施形態の横転防止装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。 第二実施形態の横転防止装置を示すブロック構成図である。 第二実施形態の横転防止装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

［第一実施形態］
図１は、第一実施形態の横転防止装置１を示すブロック構成図である。図２は、第一実施形態の横転防止装置１が搭載されたダンプ車両５を示す模式図である。図１及び図２に示すように、本実施形態に係る横転防止装置１は、荷台２の上げ下ろしを行う架装装置３が車体４に架装されたダンプ車両５が横転するのを防止するための装置である。なお、荷台２を上げることをダンプアップといい、荷台２を下げることをダンプダウンという。ダンプ車両５は、ドライバが運転及び荷台２の上げ下ろしを操作する車両であってもよく、自律的に運行して荷台２の上げ下ろしを行う自動運転車両であってもよい。自動運転車両は、例えば、予め設定されたスケジュールで、土砂等の積み込み及び積み下ろしを行う現場まで自動運転により走行し、当該現場で荷台２を自動で上げ下ろしする。

ダンプ車両５においては、荷台２を上げると、ダンプ車両５の重心位置が高くなる。このため、ダンプ車両５の傾斜が閾値を超えると、荷台２を上げた際にダンプ車両５が横転する可能性がある。ダンプ車両５の傾斜は、例えば、鉛直方向（重力方向）に対する傾斜角度で表される。また、ダンプ車両５の傾斜は、例えば、ダンプ車両５の車幅方向の傾斜である。

そこで、横転防止装置１は、荷台２を上げた際にダンプ車両５が横転するのを未然に防止するために、ダンプ車両５の傾斜を計測する。つまり、ダンプ車両５の傾斜を計測することで、荷台２を上げた際にダンプ車両５が横転するか否かを推定することができ、荷台２を上げた際にダンプ車両５が横転すると推定した場合は、荷台２を上げた際にダンプ車両５が横転しないための横転防止処理を行うことができる。これにより、荷台２を上げた際にダンプ車両５が横転するのを未然に防止することができる。なお、横転防止処理については後述する。

横転防止装置１は、第一センサ１１と、第二センサ１２と、制御部１３と、を備える。

第一センサ１１は、ダンプ車両５の傾斜を計測するセンサである。第二センサ１２は、ダンプ車両５の傾斜を計測するセンサである。つまり、横転防止装置１は、ダンプ車両５の傾斜を計測するセンサとして、第一センサ１１及び第二センサ１２の二つのセンサを備えている。

第一センサ１１及び第二センサ１２は、ダンプ車両５の傾斜を計測するために、ダンプ車両５における車体４及び架装装置３の何れかに取り付けられる。第一センサ１１及び第二センサ１２は、車体４又は架装装置３の何れか一方にのみ取り付けられてもよく、車体４及び架装装置３に分けて取り付けられてもよい。本実施形態では、一例として、車体４のフレーム６に第一センサ１１が取り付けられ、架装装置３の荷台２に第二センサ１２が取り付けられる。第一センサ１１は、車体４の傾斜を計測するセンサであり、第二センサ１２は、車体４に対して上げ下ろしされる荷台２の傾斜を計測するセンサである。第二センサ１２は、荷台２の水平時には車体４の地面に対する傾斜を計測でき、荷台２の傾斜時には荷台２の車体４に対する傾斜を計測できる。このように、第二センサ１２は、荷台２の傾斜のみならず車体４の傾斜を単独で計測できる。なお、自律的に走行する際に、主に第一センサ１１の検出値を使用してダンプ車両５の傾斜を計測し、荷台２を上げ下ろしする際に、主に第二センサ１２の検出値を使用してダンプ車両５の傾斜を計測するようにしても良い。

第一センサ１１及び第二センサ１２としては、傾斜センサ、ＩＭＵ（慣性計測装置：InertialMeasurement Unit）等が用いられる。第一センサ１１と第二センサ１２とは、同じ種類のセンサであってもよく、異なる種類のセンサであってもよい。第一センサ１１と第二センサ１２とが同じ種類のセンサであるとは、例えば、第一センサ１１及び第二センサ１２の双方が傾斜センサ又はＩＭＵであることをいう。第一センサ１１と第二センサ１２とが異なる種類のセンサであるとは、例えば、第一センサ１１が傾斜センサ又はＩＭＵの何れか一方であり、第二センサ１２が傾斜センサ又はＩＭＵの何れか他方であることをいう。

制御部１３は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を有する電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）である。制御部１３では、例えば、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することで、各種の制御を実行する。制御部１３は、単一の電子制御ユニットにより構成されていてもよく、複数の電子制御ユニットにより構成されていてもよい。制御部１３は、車体４に搭載されていてもよく、架装装置３に搭載されていてもよく、車体４及び架装装置３の双方に搭載されていてもよい。制御部１３が車体４及び架装装置３の双方に搭載されている場合、車体４及び架装装置３のそれぞれに搭載されている制御部１３は、互いに有線通信又は無線通信を行うことで、各種の制御を実行する。

制御部１３は、チェック部１４と、横転判定部１５と、横転防止処理部１６と、を有する。

チェック部１４は、第一センサ１１及び第二センサ１２の故障を判定する。チェック部１４は、第一センサ１１の検出値と第二センサ１２の検出値との差分が閾値を超える場合に、第一センサ１１及び第二センサ１２の少なくとも一方が故障していると判定する。例えば、チェック部１４は、第一センサ１１の検出値及び第二センサ１２の検出値を取得し、第一センサ１１の検出値と第二センサ１２の検出値との差分を算出する。この差分を、センサ間差分という。そして、チェック部１４は、センサ間差分が閾値を超えるか否かを判定する。閾値は、例えば、第一センサ１１及び第二センサ１２の検出誤差により生じる範囲を含む範囲の閾値とすることができる。そして、チェック部１４は、センサ間差分が閾値を超えないと判定した場合に、第一センサ１１及び第二センサ１２が故障していないと判定する。一方、チェック部１４は、センサ間差分が閾値を超えると判定した場合に、第一センサ１１及び第二センサ１２の少なくとも一方が故障していると判定する。なお、チェック部１４は、第一センサ１１及び第二センサ１２の何れが故障しているかまで判定してもよいが、第一センサ１１及び第二センサ１２の何れが故障しているかまでは判定しなくてもよい。

チェック部１４が第一センサ１１及び第二センサ１２の故障を判定するタイミングは、特に限定されるものではない。例えば、チェック部１４は、ダンプ車両５を始動させた際、ダンプ車両５を走行させる前、荷台２の水平時、又は荷台２を上げる前に、第一センサ１１及び第二センサ１２の故障を判定してもよい。また、ダンプ車両５が自律的に運行して荷台２の上げ下ろしを行う自動運転車両である場合、チェック部１４は、ダンプ車両５が運行する前に、第一センサ１１及び第二センサ１２の故障を判定してもよい。

横転判定部１５は、荷台２を上げた際にダンプ車両５が横転するか否かを判定する。横転判定部１５は、例えば、チェック部１４により第一センサ１１及び第二センサ１２が故障していないと判定した場合に、第一センサ１１の検出値及び第二センサ１２の検出値の少なくとも一方が、許容横転傾斜角を超えるか否かを判定する。許容横転傾斜角は、荷台２を上げた際にダンプ車両５が横転しない任意の傾斜角である。そして、横転判定部１５は、第一センサ１１の検出値及び第二センサ１２の検出値の少なくとも一方が、許容横転傾斜角を超えないと判定した場合に、荷台２を上げた際にダンプ車両５が横転しないと判定する。一方、横転判定部１５は、第一センサ１１の検出値及び第二センサ１２の検出値の少なくとも一方が、許容横転傾斜角を超えると判定した場合に、荷台２を上げた際にダンプ車両５が横転する判定する。

横転防止処理部１６は、荷台２を上げた際にダンプ車両５が横転しないための横転防止処理を行う。横転防止処理としては、例えば、音声、画像、振動等の警報を出力する処理、荷台２が上がらないようにする処理、ダンプ車両５を走行させないようにする処理等がある。また、ダンプ車両５が自律的に運行して荷台２の上げ下ろしを行う自動運転車両である場合、横転防止処理としては、例えば、ダンプ車両５の運行を停止又は中止する処理等がある。

次に、図３を参照して、横転防止装置１の処理動作の一例について説明する。図３は、第一実施形態の横転防止装置１の処理動作の一例を示すフローチャートである。図３では、自動運転車両であるダンプ車両５が運行する前に第一センサ１１及び第二センサ１２の故障を判定する場合の、横転防止装置１の処理動作の一例を示している。

図３に示すように、まず、横転防止装置１は、第一センサ１１の検出値及び第二センサ１２の検出値を取得する（ステップＳ１）。次に、横転防止装置１は、ステップＳ１で取得した第一センサ１１の検出値と第二センサ１２の検出値との差分をセンサ間差分として算出する（ステップＳ２）。次に、横転防止装置１は、ステップＳ２で算出したセンサ間差分が閾値を超えるか否かを判定する（ステップＳ３）。ステップＳ２で算出したセンサ間差分が閾値を超えると判定した場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、横転防止装置１は、第一センサ１１及び第二センサ１２の少なくとも一方が故障していると判定し（ステップＳ４）、横転防止処理を行う（ステップＳ５）。ステップＳ５の横転防止処理では、例えば、音声、画像、振動等の警報を出力する処理、及びダンプ車両５の運行を停止又は中止する処理を行う。そして、横転防止装置１は、一旦処理を終了する。

ステップＳ２で算出したセンサ間差分が閾値を超えないと判定した場合（ステップＳ３：ＮＯ）、横転防止装置１は、第一センサ１１及び第二センサ１２が故障していないと判定し（ステップＳ６）、運行を開始して、土砂等の積み込み及び積み下ろしを行う現場まで自動運転により走行する（ステップＳ７）。そして、横転防止装置１は、土砂等の積み込み及び積み下ろしを行う現場に到着すると、荷台２を上げた際にダンプ車両５が横転するか否かを判定する（ステップＳ８）。ステップＳ８では、例えば、第一センサ１１の検出値及び第二センサ１２の検出値の少なくとも一方が許容横転傾斜角を超えるか否かに基づいて、荷台２を上げた際にダンプ車両５が横転するか否かを判定する。荷台２を上げた際にダンプ車両５が横転しないと判定した場合（ステップＳ８：ＮＯ）、横転防止装置１は、土砂等の積み込み及び積み下ろしを行う現場で荷台２を自動で上げ下ろしする（ステップＳ９）。そして、横転防止装置１は、一旦処理を終了する。

荷台２を上げた際にダンプ車両５が横転すると判定した場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）、横転防止装置１は、横転防止処理を行う（ステップＳ１０）。ステップＳ１０の横転防止処理では、例えば、音声、画像、振動等の警報を出力する処理、及び荷台２が上がらないようにする処理を行う。そして、横転防止装置１は、一旦処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態に係る横転防止装置１では、ダンプ車両５の傾斜を計測するセンサとして、第一センサ１１及び第二センサ１２の二つのセンサを備え、第一センサ１１の検出値と第二センサ１２の検出値との差分が閾値を超える場合に、第一センサ１１及び第二センサ１２の少なくとも一方が故障していると判定する。これにより、第一センサ１１又は第二センサ１２の故障を高精度に判定することができるため、より確実にダンプ車両５の横転を未然に防止することができる。

また、この横転防止装置１では、第一センサ１１が車体４のフレーム６に取り付けられて車体の傾斜を計測するセンサであるため、第一センサ１１によるダンプ車両５の傾斜の計測精度を高めることができる。一方、第二センサ１２は、荷台２に取り付けられて車体４に対して上げ下ろしされる荷台２の傾斜を計測するセンサであるため、荷台２の水平時には車体４の地面に対する傾斜を計測でき、荷台２の傾斜時には荷台２の車体４に対する傾斜を計測できる。このように、第二センサ１２は、荷台２の水平時に、荷台２の傾斜のみならず車体４の傾斜を単独で計測できるため、チェック部１４は、荷台の水平時に、第一センサ１１及び第二センサ１２の故障を判定することができる。これにより、ダンプ車両５全体におけるセンサ数の増加を抑制することができる。

また、この横転防止装置１では、ダンプ車両５が、自律的に運行して荷台２の上げ下ろしを行う自動運転車両である場合に、チェック部１４が、ダンプ車両５が運行する前に、第一センサ１１及び第二センサ１２の故障を判定する。このため、第一センサ１１又は第二センサ１２が故障している場合に、ダンプ車両５が運行して荷台の上げ下ろしが行われるのを未然に防止することができる。

［第二実施形態］
図４は、第二実施形態の横転防止装置１Ａを示すブロック構成図である。第二実施形態の横転防止装置１Ａは、基本的に第一実施形態の横転防止装置１と同様であり、第一実施形態の横転判定部１５及び横転防止処理部１６を備えない点のみ、第一実施形態の横転防止装置１と相違する。このため、以下では、第一実施形態と相違する事項のみを説明し、第一実施形態と同様の事項の説明を省略する。
図４に示すように、第二実施形態の横転防止装置１Ａは、第一センサ１１と、第二センサ１２と、制御部１３Ａと、を備え、制御部１３Ａは、チェック部１４を備える。このため、変形例の横転防止装置１Ａは、チェック部１４により第一センサ１１及び第二センサ１２の故障を判定するが、荷台２を上げた際にダンプ車両５が横転するか否かの判定、及び荷台２を上げた際にダンプ車両５が横転しないための横転防止処理を行わない。

図５は、第二実施形態の横転防止装置１Ａの処理動作の一例を示すフローチャートである。図５に示すように、第二実施形態の横転防止装置１Ａは、第一実施形態と同様に、ステップＳ１～Ｓ３を行う。そして、ステップＳ２で算出したセンサ間差分が閾値を超えると判定した場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、横転防止装置１は、第一センサ１１及び第二センサ１２の少なくとも一方が故障していると判定して（ステップＳ４）、一旦処理を終了する。一方、ステップＳ２で算出したセンサ間差分が閾値を超えないと判定した場合（ステップＳ３：ＮＯ）、横転防止装置１は、第一センサ１１及び第二センサ１２が故障していないと判定して（ステップＳ６）、一旦処理を終了する。

このように、第二実施形態の横転防止装置１Ａにおいても、チェック部１４により第一センサ１１及び第二センサ１２の故障を判定することで、より確実にダンプ車両の横転を未然に防止することができる。この場合、荷台２を上げた際にダンプ車両５が横転するか否かの判定、及び荷台２を上げた際にダンプ車両５が横転しないための横転防止処理は、他の装置により実現してもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用してもよい。

１…横転防止装置、１Ａ…横転防止装置、２…荷台、３…架装装置、４…車体、５…ダンプ車両、６…フレーム、１１…第一センサ、１２…第二センサ、１３…制御部、１３Ａ…制御部、１４…チェック部、１５…横転判定部、１６…横転防止処理部。

Claims (2)

1. 荷台の上げ下ろしを行う架装装置が車体に架装されたダンプ車両が横転するのを防止するための横転防止装置であって、
   前記荷台を上げた際に前記ダンプ車両が横転しないための横転防止処理を行う横転防止処理部と、
   前記ダンプ車両の傾斜を計測する第一センサ及び第二センサと、
   前記第一センサ及び前記第二センサの故障を判定するチェック部と、を備え、
   前記第一センサは、前記車体のフレームに取り付けられて前記車体の傾斜を計測するセンサであり、
   前記第二センサは、前記荷台に取り付けられて前記車体に対して上げ下ろしされる前記荷台の傾斜を計測するセンサであり、
   前記チェック部は、前記第一センサの検出値と前記第二センサの検出値との差分が閾値を超える場合に、前記第一センサ及び前記第二センサの少なくとも一方が故障していると判定し、
   前記横転防止処理部は、前記チェック部において前記第一センサ及び前記第二センサの少なくとも一方が故障していると判定された場合に、前記横転防止処理を行う、
   横転防止装置。
2. 前記ダンプ車両は、自律的に運行して前記荷台の上げ下ろしを行う自動運転車両であり、
   前記チェック部は、前記ダンプ車両が運行する前に、前記第一センサ及び前記第二センサの故障を判定する、
   請求項１に記載の横転防止装置。