JPS62288331A

JPS62288331A - 建設車両のスリツプ防止制御方法

Info

Publication number: JPS62288331A
Application number: JP12953486A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Asayama; 浅山　芳夫; Makio Tsubota; 坪田　槙雄; Yasunori Okura; 泰則大蔵; Hiroshi Miyata; 浩宮田
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1986-06-04
Filing date: 1986-06-04
Publication date: 1987-12-15

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】３、発明の詳細な説明［産業上の利用分野］本発明は建設車両のスリップ防止制御方法に閏する。

［従来の技＃ｉ］一般に、建設車両の足まわり（タイヤ又は腹帯）のスリ
ップは、？まわりの寿命を著しく低下させる。建設車両
においては、？まわりのメインテナンスコストが非１し
°に高１ａｉとなるため、スリップをできるだけ少なく
ザるように車両を操作１Ｊることが重要である。

従来、建設車両に多い車両のもつ最大けん引力と車両の
エンジン能力からくるけん引力のアンバランスによって
発生するスリップを防止する方法としては、オペレータ
がスリップ発生時に直らにエンジンスロットルを操作し
てエンジントルクを低下させたり、作業ｅＪの０伺を軽
減（例えばブレ−ドをＬげ操作）することによりスリッ
プ防止を行なってさた。

［発明が解決しようどする問題点］しかし、上記従来の方法はスリップが発生しているか否
かの判所が難しいばかりでなく、エンジンや作業機操作
のタイミングのとり方が難しく熟練を要し、１分にスリ
ップ防止対策がどれなかつ　ノこ　。

本５１明は上記実情に慨みてなされたしので、車両にス
リップが発生した場合、車両のけノυ引力を最大限確保
し、かつ自動的にスリップを防止させることがでさる建
設車両のスリップ防１制御方法を１２供することを目的
とする。

［問題ｊｊＪを解決Ｊるための手段１本発明によれば、エンジン回転速度が目標回転速度にな
るようにディーゼルエンジンへの燃料噴射量をガバナ装
置によって制御１１−！ｊる建設車両において、２まわ
りのスリップ両を常時等用し、前記スリップ吊が規定値
を越えないように前記ガバナ装置による燃料噴射量に優
先してディーゼルエンジンへの″１５料噴射吊を制御１
Ｊることを特徴としている。

［作用］すなわら、足まわりのスリップ吊が規定値を越える場合
には、ディーゼルエンジンへの燃料噴Ｑ［を減少させ、
エンジントルクを下げることによりスリップを防止する
ようにしている。

［実施例］以下、本発明を添附図面を参照してｉｉ’Ｆ細に説明り
−る。

まず、本発明を原理的に説明する。

車両のもつ最大けん引力［は、車体ｔｌｌ　　ｌａＸをＷとし、車両と路面との粘者係数をμと１−るとＦ　
　　＝μ×Ｗ　　　　　・・・・・・（１）　　ｉａｘという関係がある。即ち、車両のけん引力はエンジン特
性だけでなく、μおよびＷによっても制限される（ｒｍ
単に言うとエンジンにいくらパワーがあっても、Ｗやμ
が小さいと大きなけん引力は発生できず、最大Ｆ　　　
までしかけん引できな　　ｌａＸい）。

なおμの値は、路面の条件、車速、出力軸角加速度、タ
イヤ形状等によって変化する。

一方車両のけん引力「ｉは、トランスミッション出力軸
トルクを王　とするとＦ・＝ＡＸＴ。　　　　　　・・・・・・（２）（ただ
し、Ａは変速比等を含む定数）となる。

車両は、「、くＦ　　　であれば、スリップすＩ　　　
　　　Ｃｌ１ａＸることなく所要のケン引力を発生することかでき、車両
の設ｉｔｂそのように設計されているが、現実にはμの
値が大きく変化する（例えば、シャリ道とか急加速をす
るとμの値が小さくなる）ため、「・〉Ｆ　　　となっ
てしまい、スリップが発生Ｉ　　　　　　　Ｃｌ１ａＸする。

今、何らかの原因でμ→μ′　（μ〉μ′　）と変化す
ることによりＦ、＞Ｆ’　　　　となってしまｃｌａＸいスリップが発生したと１ｊると、かかるスリップを防
由Ｊる方法としては、車両の出力軸トルク４　を−ｒ　
　’　　（Ｔ　　＞Ｔ　　’）としＦ　を小さい値Ｆ　
′とすることにより、Ｆ、’＜Ｆ’１　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　１　　　　　　
　　　Ｃｌ１ａＸとしてスリップを停止させることがで
きる。

また、スリップがなくなりμ′→μとなると、Ｆ、′〈
〈［どなるので、■ｏ′を徐々に増ｌ　　　　　　　　
ＣｌａＸ加させて元のＦ、に戻せば、Ｆ、　＜Ｆ　　　　の範＋
　　　　　　　　　　　　　　　１　　　　　　Ｃ１ａ
Ｘ囲内で最高のけん引力で作業を行なうことができる。

なお、Ｔ　′を急にＴ。まで上げると再σμ→μ′とな
るので、Ｔ　′から１゜への増加は徐々に行なう必要が
ある。

さて、第３図に示すようなパワーラインにおいて、トル
クコンバータ２の伝達トルクが一定とし、ディーゼルエ
ンジン１の出力軸トルク（エンジントルク）を１［とす
ると、トランスミッション３の出力軸トルク■。は、Ｔ＝ＢＴ（ただし、Ｂは係数）Ｆとなり、けん引力Ｆ、は、第（２）式より、Ｆ、＝ＡＴ
　　＝ＡＢＴ。

とよける。寸なわら、■、の制御によりけん引力が制御
できる。

ところで、エンジントルクと燃料噴射量とは成る一定の
関係にあり、また燃料噴射量は燃料噴射装置のコントロ
ールラックのラック位置を変えることにより制御される
。第４図はラック位置とエンジントルクとの関係を示す
グラフであり、同図からもラック位置を変えることによ
りエンジントルクが変わることがわかる。

本発明では、スリップが発生した場合には、エンジンへ
のｆｆ１ｌ噴射ｆｆ１（コントロールラックのラック位
置）を制御することにより出力軸トルクを制御し、スリ
ップを防止しようとするものである。

次に、第１図に示１Ｊ＊発明方法を適用したスリップ防
止制御装置を参照しながら本発明を詳説する。

この装置は、回転センサ１０、ドツプラセンサ１２、コ
ントローラ１４および燃料噴ｒＪＪ装置２０から構成さ
れている。

回転センサ１０はトランスミッション出力軸の回転速度
を検出し、車両の足まわりの車速く理論車速）■□を示
す信号を出力する。ドツプラセンサ１２はドツプラ効宋
を利用して車両の対地速度（実速度）ＶＲを示ず信号を
出力する。

コントローラ１４は上記理論車速■１と実車速ＶＲとを
示ず信号を出力し、足まわりのスリップ吊ｖ８を、次式％式％より算出し、このスリップ堡■３が規定値を越えないよ
うに燃料噴射５Ａ置２０に設けたパルスモータ２２を制
御する。なお、コントローラ１４の詳細については後述
する。

燃料噴射装置２０は、パルスモータ２２、ガバナ機構部
２４、コントロールレバー２６等を有している。ここで
、ガバナ機構部２４について説明すると、このガバナ機
構部２４は、フライウェイト２４ａ１スリーブ２４ｂ１
ガバナスプリング２４ｄから構成されている。

ガバナスプリング２４ｄにはスロットルレバー２８の位
置に応じた張力が与えられ、レバー２４Ｃは矢印Ａ方向
に引き寄せられる。一方、フライウェイト２４ａはエン
ジン回転速度に応じた遠心力で広がり、その遠心力でス
リーブ２４ｂを介してレバー２４ｃを矢印Ｂ方向に押ず
。

いま、スロットルレバー２９によって設定したエンジン
回転速度と実際のエンジン回転速度とが一致している場
合には、前記レバー２４ｃを矢印へ方向に回動させる力
と矢印Ｂ方向に回動させる力とが釣合い、コントロール
ラック２６は移動しないが、実際のエンジン回転速度が
設定したエンジン回転Ｍ度よりも低下すると、レバー２
４ｃは矢印へ方向に回動し、コントロールラック２６を
燃料増方向に移動させ、逆に実際のエンジン回転速度が
設定したエンジン回転速度よりも１胃すると、レバー２
４ｃは矢印Ｂ方向に回動し、コントロールラック２６を
燃料減方向に移動させる。

なお、コントロールラック２６は、燃料噴射ポンプにお
いて、ビニオン２７を介して噴射量変化用のプランジｔ
２８を回動させるために用いられる。

本発明では、上記ガバナ機４１１２４とは別に、コント
ロールラック２８を移動させる手段（パルスモータ２２
）を設けている。このパルスモータ２２は：１ントロー
ラ１４によって制御されるが、その制御の一例を第２図
を参照して説明する。

コントローラ１４は、理論車速■１と実車速■１とから
算出したスリップＭＶ、が所定の規定値Ａを越えると（
第２図（ａ））、パルスモータ２２を駆動し、該パルス
モータ２２によって仲退する軸２３を０から伸長させる
（第２図（ｂ））。

この軸２３がコントロールラック２６と連結した部材２
５に当接し、その後型に伸長すると、コントロールラッ
ク２６は燃料減方向に移Ｉｌｌする。

このコントロールラック２６の移動によって燃料噴射量
が減少ザると、出力軸トルクが減少し、これによってス
リップΦ■８も減少する。そして、スリップｆｆ１Ｖ、
が規定ｆＢ８以下になると（第２図（ａ））、パルスモ
ータ２２の回転を反転して軸２３の位置が再び０の位置
になるまで漸減する（第２図（ｂ））。

なお、パルスモータ２３によってコントロールラック２
６の位置が制御されているときに、ガバナＩｆｉ４Ｍ２
４は、コントロールラック２６をその制御位置よりも更
に燃料減方向に移動させることができるが、燃料増方向
に対してはパルスモータ２２によって制御された位置が
リミッタとして作用する。

次に、燃料哨！）Ｊ装置に電子ガバナを用いた場合の本
発明の他の実施例について説明する。

いま、全域回転速度υ１１１１方式（オールスピードガ
バナ）を−例として目標噴射量の粋出方式について説明
づる。第５図において、エンジン回転速度指令発生器３
０は、スロットルレバー又はスロワ１〜ルペダルの操作
位１ｄに応じてエンジンの目標回転速度指令を加算点３
２に加え、エンジン回転速度センサ３４は実際のエンジ
ン回転速度を示す（ｉ’ｊ号を加口貞３２の他の入力に
加える。

加算点３２は２人力の偏差をとり、この偏差信号を１）
ＩＯ補償器３６を介して■標噴射吊を示す信号として小
信号優先回路３８に加える。

小信号優先回路３８の他の入力には最大噴射吊環出回路
４０から現在のエンジン、回転速度において取り得る最
大噴１）Ｊｆｆｉを示す信号が加えられている。

ザなわら、最大噴射量算出回路４Ｑは、第６図のグラフ
に示ずように予めエンジン回転速度に対する最大噴！８
吊を示す特性曲線を記憶してＪ３す、エンジン回転速度
ヒンナ３４から加えられるエンジンの回転速度を示す回
転速度信号によって現在のエンジン回転速度において取
り得る大噴０１吊を示ず信号を出力する。

小信号優先回路３８は、こ九らの２人力上号のうら小さ
い方のｌｆｆｉ号を優先し、小信号優先回路４２を介し
てラック位置換算回路４４に導く。なお、この小信号優
先回路４２の詳細は後述づる。

ラック位置換算回路４４は入力する燃料噴射量を示す信
号をラック位置を示す信号に換等し、このラック位置信
号を目標値どして加算点４６に出力づる。

加算点４６の他の入力にはラック位置センサ５４からラ
ック位置を示す信号がフィードバック値として加えられ
ており、加算点４６はこれらの入力信号の偏差をとり、
この偏差信号をドライブ回路４８を介してリニアソレノ
イド５０に加える。

これにより、リニアソレノイド５０はコントロールラッ
ク５２のラック位置が目標値になるようにコントロール
ラック５２を駆動する。

本発明では、上記電子ガバナに対して、更に回転センサ
１０、ドツプラセンサ１２、コントローラ６０、ラッチ
回路６２、噴射量算出回路６４および小信号優先回路４
２が設けられて構成されている。なお、回転センサ１０
およびドツプラセン′す１２は、それぞれ第１図に示し
たものと同一のもので、理論車速■１および実車速■１
を示す信号をコントローラ６０に出力する。

コントローラ６０は、上記２人力上号からスリップｆｆ
１Ｖ、を粋出し、このスリップｆｆ１Ｖ８が規定ｉＯＡ
を越えると（第７図（ａ））、ラッチ回路６２および噴
射ｆｆｌ出回路６４を動作させる。すなわち、ラッチ回
路６２はコントローラ６０からの指令により小信号優先
回路３Ｂから出力されている現在の燃料噴ｑ４吊を示す
信号をラッチし、これを噴射量算出回路６４に加える。

噴Ｑ’ｌ吊粋出回路６４は、入力づる燃料噴射量を初期
値として該燃料噴射量を漸減する信号を形成しく第７図
（ｂ）　）　、これを小信号優先回路４２の他の入力に
入ツノに加えるとともに、小信号優先回路４２のイネー
ブル端子ＥＮに信号を出力して該小信号優先回路４２を
動作可能にする。小信号優先回路４２は、動作可能にな
ると２人力上号のうち小さい方の信号を優先してラック
位置換算回路４４に導く。

上記のようにして燃料噴射量が漸減し、出力軸トルクが
減少すると、スリップｆｆ１Ｖ８も減少づる。

コントローラ６０はスリップ量■８が規定値Ｂ以下にな
るとく第７図（ａ）　）　、噴射量算出回路６／Ｉに対
して燃料噴射量を漸増させる指令を出力し、噴射ｆｆ１
Ｒ出回路６４はこの指令により燃料噴！）ｌｆｆｉをラ
ッチしたときの噴射量になるまで漸増する信号を形成し
くｇ１７図（ｂ））、ラッチしたときの噴射量を示す信
号に達Ｊると、小信号優先回路４２を不動作に１Ｊる。

小信号優先回路４２は不動作になると、小信号優先回路
３８から加わる信号をそのまま出力する。

なお、本発明はこれらの実施例に限らず、要は機械式ガ
バナあるいは電子ガバナによって制御されている燃料噴
射量を、スリップ発生時に強制的に減少させ、もって出
力軸トルクを減少させてスリップを防止するようにした
方法であればいかなる方法でもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図（
ａ）および（ｂ）は第１図のコントローラを説明するた
めに用いたタイミングヂャート、第３図は車両のパワー
ラインを示す概念図、第４図はラック位ＩＮとエンジン
トルクどの関係を示づグラフ、第５図は本発明の他の実
施例を示づブ［１ツク図、第６図は第５図の最大噴射ｆ
ｆｉ算出回路を説明するために用いたグラフ、第７図（
ａ）および（ｂ）は第５図のコン１−ローラおよび噴射
ｆｆ１ｆ＞出回路を説明するために用いたタイミングヂ
セートである。１０・・・回転センナ、１２・・・ドツプラセンサ、１
４．６０・・・コントローラ、２０・・・燃料噴射装置
、２２・・・パルスモータ、２４・・・ガバナａＳ部、
２６゜５２・・・コントロールラック、３０・・・エン
ジン回転速度指令発生器、３４・・・ボーンジン回転速
度センナ、３８．４２・・・小信号層先回路、４（）・
・・最大噴射吊算出回路、４４・・・ラック位ｔａ換専
回路、５０・・・リニアソレノイド、６２・・・ラッチ
回路、６４・・・噴射量算出回路。第１図 α′り２０第３図１ンン〉回眩度第４０

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　エンジン回転速度が目標回転速度になるように
ディーゼルエンジンへの燃料噴射量をガバナ装置によっ
て制御する建設車両において、足まわりのスリップ量を
常時算出し、前記スリップ量が規定値を越えないように
前記ガバナ装置による燃料噴射量に優先してディーゼル
エンジンへの燃料噴射量を制御することを特徴とする建
設車両のスリツプ防止制御方法。
（２）　前記スリップ量の算出は、建設車両の足まわり
の回転に係る速度と建設車両の対地速度とを検出し、こ
れらの速度の差を求めることによつて行なう特許請求の
範囲第（１）項記載の建設車両のスリップ防止制御方法
。
（３）　前記ガバナ装置によって制御される燃料噴射量
と前記スリップ量が規定値を越えないように制御される
燃料噴射量とのうち燃料噴射量が少ない方を優先出力す
る特許請求の範囲第（１）項記載の建設車両のスリップ
防止制御方法。