JPH0330020B2 - - Google Patents

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
ール式車輛のスリツプ防止装置に関する。 ホイールローダやモータスクレーバ等の作業車
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つて
いる。かかる車輛においてタイヤスリツプが生じ
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
る恐れがあつた。特に、可変容量トルクコンバー
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
ツプが生じやすかつた。 したがつて、この種の車輛には、従来よりスリ
ツプ防止装置が設けられている。 従来のスリツプ防止装置は、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ツ
プ判定基準値以上になつた場合、車輪への出力ト
ルクを制御（出力トルクダウン）して、スリツプ
を防止（停止）するようにしていた。 しかし、従来のスリツプ防止装置は、スリツプ
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りも更に大きな値
を設定しなければならず、スリツプ検出の不感帯
が極めて大きくなる欠点があつた。 本発明は上記欠点を解決するためになされたも
ので、スリツプ検出精度が高く、有効なスリツプ
防止が可能なスリツプ防止装置を提供することを
目的とする。 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イキユレート角を検
出し、このアーテイキユレート角に対応してスリ
ツプ判定基準値を設定し、各車輪間の回転数比が
１つでも前記スリツ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ａおよびｂは、それぞれ本発明に係るス
リツプ装置が適用されるホイールローダの平面図
で、第１図ａは直進時、第１図ｂ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によつてバケツト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り車体中央を屈折
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θだけアーテイキユレートした時の旋回中心
Ｏ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、アーテイキユレート
角をθ、車輛のトレツドをｔ、ホイールベースを
ｌとすると、車輛の旋回半径（旋回中心Ｏとトレ
ツド中心t₀との距離）ｒは、 ｒ＝ｌ／２cotθ／２ …(1) となる。一方、内輪と外輪との回転比をＫとする
と、 Ｋ＝ｒ＋ｔ／２／ｒ−ｔ／２ …(2) となる。上記第(1)式を第(2)式に代入して回転比Ｋ
を求めると、 Ｋ＝ｌ cotθ／２＋ｔ／ｌ cotθ／２−ｔ …(3) 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Ｋは、アーテイキユレート角θ
のみを変数として表わすことができる。いま、ト
レツド長ｔを2.26m、ホイールベース長を3.05m
とすると、アーテイキユレート角θと回転比Ｋと
の関係は、第３図のグラフに示すようになる。 上記アーテイキユレート角θと回転比Ｋとの関
係に基づき、第４図に示す本発明に係るスリツプ
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１３および、可変容量トルクコンバ
ータ１４の油圧クラツチ１４１に加えられるよう
になつている。 油圧クラツチ１４１は、後述するサーボ弁４３
によつてそのすべり制御が行なわれ、エンジン１
１からの出力トルクを制御するもので、油圧クラ
ツチ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、該速度センサ２
３の検出信号Siは周波数−電圧変換器２５に加え
られ、また速度センサ２４の検出信号Soは後述
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２８，２９，３０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
W₁〜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。アーテイキユレート角検出器３４は、
前輪台車と後輪台車とのなすアーテイキユレート
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）３６は、
CPU２６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あらわす曲線
L₁，L₂，L₃，……，Ln（第５図参照）を記憶して
おり、その記憶内容はCPU２６によつて読み出
される。また、RAM（ランダム・アクセス・メ
モリ）３７は、上記CPU２６のデータ記憶部を
構成しており、その記憶内容はCPU２６によつ
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
100msec）毎に割込信号Stを発生してこれをCPU
２６に加えるものであり、これによつてCPU２
６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CPU２６は走行駆動力設定器
３２の設定データDtを入力し（入力１１０）、
ROM３６に記憶させた上記曲線L₁〜Lnのうち該
データDtに対応した曲線を選択する（処理１２
０）。 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１
３０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、アーテイキユレート角検出器３４の検出
角データDtを入力し（入力１５０）、このデータ
Dtおよび予め設定されているトレツド長ｔ、ホ
イールベース長ｌ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Ｋを算出し、この回転
比Ｋに適宜の不感帯を付加してスリツプ判定基準
値K′を算出する（処理１６０）。 続いて、各輪の回転速度W₁〜W₄を入力し（入
力１７０）、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K₁〜K₁₂を算
出する（処理１８０）。

【表】 処理１８０で算出した回転比K₁〜K₁₂と処理１
６０で算出したスリツプ判定基準値K′とを比較
し、全ての回転比K₁〜K₁₂が基準値K′以下の場合
には出力２００に進み、回転比K₁〜K₁₁のうち１
つでも基準値K′よりも大きい場合には出力２１
０に進む（判断１９０）。 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３９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１３
０で得られた出力軸回転速度が第５図に示すn₀
（RPM）であつとすると、スリツプが生じていな
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n_i（RPM）がセツトされ、ス
リツ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n_i（RPM）よりも
所定値だけ小さい数値がセツトされる。 この後、CPU２６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４０によつ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Siの周波数に対応した電圧
信号が加えられており、したがつて減算器４１は
トルクコンバータ１４２の入力軸回転速度の指令
値に対する偏差をあらわす信号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、それに伴つて上記油圧クラツ
チ１４１の油圧シリンダ１４１ａの押圧力すなわ
ち油圧クラツチ１４１の係合圧が変化するので油
圧クラツ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１４２の入力軸回転速度が、レジスタ３９の設
定値に等しくなるように油圧クラツチ１４１が制
御される。 したがつて、スリツ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、スリツプ
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、それ以降のスリツプ発
生が防止される。 なお、本実施例では、スリツプ判定基準値をア
ーテイキユ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、アーテイキユレ
ート角に対応するスリツプ判定基準値を予め記憶
させておき、アーテイキユレート角により対応す
るスリツプ判定基準値を読み出すようにしてもよ
い。 以上説明したように本発明によれば、アーテイ
キユレート角に基づき、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
ツプ判定基準値を設定するようにしているため、
スリツプ検出精度が向上し、これによりスリツプ
の早期防止が可能となり、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
ツプ防止装置が適用されるホイールローダの平面
図、第２図はアーテイキユ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図はアーテイキユ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ツ
プ防止装置の一実施例を示すブロツク図、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ヤートである。 １４……可変容量トルクコンバータ、２３，２
４，２８，２９，３０，３１……速度センサ、２
６……CPU、３２……走行駆動力設定器、３４
……アーテイキユレート角検出器、４３……サー
ボ弁、１４１……油圧クラツチ、１４２……トル
クコンバータ、θ……アーテイキユレート角。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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イキユレート
   角を検出する角度検出器と、該角度検出器によつ
   て検出されたアーテイキユレート角に対応してス
   リツプ判定基準値を設定する設定手段と、各車輪
   の回転数を検出する回転数検出器と、該回転数検
   出器によつ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
   よつ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つて設定されたスリツプ判定
   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ツプ防止装置。 ２ 前記設定手段は、前記角度検出器によつて検
   出されたアーテイキユレート角と、車輛のトレツ
   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
   記スリツプ判定基準値を設定する特許請求の範囲
   第１項記載のスリツプ防止装置。 ３ 前記制御手段は、クラツ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
   クラツチの係合圧を減少させることにより車輪へ
   の出力トルクを減少させる特許請求の範囲第１項
   記載のスリツプ防止装置。