WO2020189596A1 - ダンプトラックの荷台昇降装置 - Google Patents

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智弥 石井
石原　和典
毅 岩城
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    • F15B2211/71—Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders
    • F15B2211/7142—Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders the output members being arranged in multiple groups

Definitions

  • the present invention relates to a loading platform lifting device for a dump truck.
  • Examples of this type of dump truck include super-large dump trucks used in mines and the like as shown in FIGS. 1 and 2. The basic structure of the dump truck will be described based on these figures.
  • a loading platform 9 is arranged on the body frame 2 of the dump truck 1.
  • the loading platform 9 is connected to the vehicle body frame 2 via a pair of left and right hinges 10 and a pair of left and right hoist cylinders 11 and 12, and the hinges 10 correspond to expansion and contraction of rods 11a and 12a of the hoist cylinders 11 and 12.
  • the loading platform 9 moves up and down around the center.
  • the dump truck 1 during operation in a mine or the like is, for example, a quarry for crushed stone, earth and sand (hereinafter referred to as excavated material), and is stopped as a seating position where the loading platform 9 is seated on the vehicle body frame 2 as shown in FIG. Then, the excavated material is loaded on the loading platform 9 by a hydraulic excavator or the like.
  • the dump truck 1 travels to a predetermined dump truck, and the hoist cylinders 11 and 12 are driven to raise the loading platform 9 to the discharge position shown in FIG.
  • the excavated material slides down on the loading platform and is discharged to the ground surface, after which the dump truck 1 switches the loading platform 9 to the seating position and returns to the quarry.
  • the loading of the excavated material at the quarry and the discharge of the excavated material at the excavation site are repeated.
  • each suspension of the dump truck is acted on based on the detected values of the front and rear pressure sensors provided on the front and rear suspensions of the dump truck and the front-rear tilt angle of the dump truck detected by the tilt sensor.
  • the vertical component of the load to be loaded is calculated as the total load at the time of loading, and the total load at the time of loading-the initial load at the time of empty loading is used to obtain the current loading weight of the loading platform.
  • the excavated material is not always evenly loaded on the loading platform 9 by a hydraulic excavator or the like, and when the excavated object is biased in the left-right direction and the loading platform 9 is tilted in the left-right direction, the excavated body 9 is tilted from the loading platform 9.
  • the loads received by the left and right hoist cylinders 11 become uneven.
  • the discharge site is a slope in the left-right direction, the load is also uneven. In such a situation, even if the hydraulic oil is evenly supplied to the left and right hoist cylinders 11 and the loading platform 9 is raised by substantially the same driving force, the load received from the loading platform 9 is uneven, so that the left and right hoist cylinders There is a difference in the extension speed of 11.
  • the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is when the excavated material on the loading platform is biased in the left-right direction or when the vehicle is stopped on a slope in the left-right direction. Even if there is, the left and right hoist cylinders can be extended almost evenly while the loading platform is rising to reduce the burden on the hinge connecting the loading platform to the vehicle body frame and prevent damage to the dump truck carrier.
  • the purpose is to provide an elevating device.
  • the dump truck loading platform lifting device of the present invention connects the loading platform to the vehicle body frame so as to be able to move up and down around a hinge, and hydraulic oil discharged from the hydraulic source in response to the operation of the lifting operation device.
  • the flow path of the dump truck is switched by a control valve and supplied to a pair of hoist cylinders arranged at the left and right ends of the loading platform in the vehicle width direction, and the loading platform is raised and lowered according to the expansion and contraction of the hoist cylinders.
  • a supply oil amount adjusting unit that can individually adjust the amount of hydraulic oil supplied to the pair of hoist cylinders, a loading platform tilt detecting unit that detects the inclination of the loading platform in the vehicle width direction, and the above.
  • a supply oil amount calculation unit that calculates the amount of hydraulic oil supplied to each hoist cylinder based on the inclination of the loading platform detected by the loading platform inclination detection unit, and each of the above calculated units calculated by the supply oil amount calculation unit.
  • the hoist cylinder is provided with a supply oil amount control unit that drives and controls the supply oil amount adjustment unit based on the amount of hydraulic oil supplied to the hoist cylinder.
  • the loading platform lifting device of the dump truck of the present invention even if the excavated material on the loading platform is biased in the left-right direction or the vehicle is stopped on the slope in the left-right direction, the left and right hoists are hoisted while the loading platform is rising.
  • the load on the hinge connecting the loading platform to the vehicle body frame can be reduced and damage can be prevented.
  • FIG. 1 is a side view showing a state in which the loading platform of the dump truck to which the loading platform lifting device of the present embodiment is applied is in the seating position
  • FIG. 2 is a side view showing a state in which the loading platform of the dump truck is also in the discharging position.
  • the dump truck is used for transporting excavated materials (crushed stones, earth and sand, etc.) mined in mines and the like, and in the following description, the front-back, left-right, and up-down directions are expressed mainly by the operator boarding the dump truck.
  • the left and right front wheels 4 are supported by the vehicle body frame 2 of the dump truck 1 via the front suspension 3, and the left and right rear wheels 6 (wheels) are supported via the rear suspension 5.
  • the front, rear, left and right four wheels 4 and 6 are independently suspended by these four suspensions 3 and 5, respectively, forming a pair of left and right suspension cylinders 7fl and 7fr that constitute the front suspension 3 and the rear suspension 5.
  • the pair of left and right suspension cylinders 7rl and 7rr are designed to provide cushioning and damping effects, respectively.
  • a loading platform 9 for loading excavated materials is arranged on the vehicle body frame 2, and the loading platform 9 is provided via a pair of left and right hinges 10 and a pair of hoist cylinders 11 and 12 arranged at the left and right ends of the loading platform 9. It is connected to the vehicle body frame 2.
  • the loading platform 9 moves up and down between the seating position shown in FIG. 1 and the discharging position shown in FIG. 2 with the hinge 10 as the center according to the expansion / contraction of the rods 11a and 12a of the hoist cylinders 11 and 12. There is.
  • An engine 13 which is a prime mover is mounted on the front portion on the vehicle body frame 2, and a driver's cab 8 is provided as a power source for traveling.
  • a loading platform 9 described later is moved up and down.
  • Various operation devices including the elevating operation device 31 (shown in FIG. 3) for the purpose are provided.
  • the excavated material is loaded on a loading platform 9 of a dump truck 1 seated at a seated position by a hydraulic excavator or the like.
  • the dump truck 1 travels to the dump truck, switches the loading platform 9 to the discharge position, discharges the excavated material, returns to the quarry, is loaded with crushed stone, and repeats the above operation.
  • FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram showing the loading platform lifting device of the present embodiment.
  • the pair of hydraulic pumps 16 and 17 (hydraulic source, oil supply amount adjusting unit) of the loading platform lifting device 15 are connected to the output shafts 13a of the engine 13 (hydraulic source) described above, and are driven by the engine 13 to drive the hydraulic oil tank.
  • the hydraulic oil in 18 is discharged respectively.
  • Each of the hydraulic pumps 16 and 17 is configured as a variable displacement type, and the discharge amount of hydraulic oil can be arbitrarily adjusted according to the control of the tilt angle by a regulator (not shown).
  • the left and right hoist cylinders 11 and 12 described above are driven by the hydraulic oil supplied from these hydraulic pumps 16 and 17, respectively, and the hydraulic circuits of the hoist cylinders 11 and 12 are provided independently of each other in the same configuration.
  • the discharge side of the hydraulic pump 16 is connected to the control valve 20 via the pump line 19, and the control valve 20 is connected to the hydraulic oil tank 18 via the tank line 21. Further, the control valve 20 is connected to the hoist cylinder 11 via a pair of cylinder pipes 22 and 23, one cylinder pipe 22 communicates with the oil chamber 11b on the bottom side, and the other cylinder pipe 23 is a rod. It communicates with the oil chamber 11c on the side.
  • the discharge side of the hydraulic pump 17 is connected to the control valve 25 via the pump line 24, and the control valve 25 is connected to the hydraulic oil tank 18 via the tank line 26.
  • control valve 25 is connected to the hoist cylinder 12 via a pair of cylinder pipes 27 and 28, one cylinder pipe 27 communicates with the oil chamber 12b on the bottom side, and the other cylinder pipe 28 is a rod. It communicates with the oil chamber 12c on the side.
  • the control valves 20 and 25 are configured as, for example, hydraulic pilot type directional control valves, and are in a neutral position, an ascending position, and a descending position according to the input of the pilot pressure to the pair of pilot pressure receiving portions 20a, 20b, 25a, 25b. It can be switched between positions.
  • the hydraulic oil from the hydraulic pumps 16 and 17 is shut off, and the inflow and outflow of the hydraulic oil from the oil chambers 11b, 11c, 12b and 12c of the hoist cylinders 11 and 12 are restricted.
  • the operating state of the hoist cylinders 11 and 12 at that time, and by extension, the elevating position of the loading platform 9 is maintained.
  • the hoist cylinders 11 and 12 are supplied by controlling the tilt angles of the hydraulic pumps 16 and 17.
  • the amount of hydraulic oil (supply oil amount VL, VR described later) can be adjusted individually.
  • the controller 30 that controls the loading platform lifting device 15 is composed of a CPU 30a (central processing unit), a storage unit 30b (ROM, RAM, non-volatile RAM, etc.), an input / output unit (not shown), and the like.
  • An elevating operation device 31 for elevating and lowering the loading platform 9, a loading platform ascending angle detection sensor 32 for detecting the ascending angle ⁇ L of the loading platform 9, and a loading platform tilt detecting unit 33 are connected to the input side of the controller 30.
  • the loading platform inclination detection unit 33 plays a role of detecting an index that correlates with the lateral inclination of the loading platform 9 due to the bias of the excavated object loaded on the loading platform 9, but different sensors are used in each of the following embodiments. Therefore, the details will be described for each embodiment.
  • the regulators of the hydraulic pumps 16 and 17 described above and the pilot pressure receiving portions 20a, 20b, 25a and 25b of the control valves 20 and 25 are connected to the output side of the controller 30.
  • the operation lever 31a of the elevating operation device 31 is switched between the holding position, the raising position, and the lowering position by the operator.
  • the controller 30 controls the regulators of the hydraulic pumps 16 and 17 to discharge hydraulic oil, and at the same time, sends a command signal according to the position of the operating lever 31a to the pilots of the control valves 20 and 25.
  • the control valves 20 and 25 are switched to the neutral position at the holding position, the control valves 20 and 25 are switched to the rising position at the raising position, and are switched to the lowering position at the lowering position, whereby the operating lever 31a can be operated.
  • the hoist cylinders 11 and 12 are driven to move the loading platform 9 up and down.
  • the amount of hydraulic oil supplied to the left and right hoist cylinders 11 and 12 is controlled based on an index that correlates with the inclination of the loading platform 9 detected by the loading platform inclination detecting unit 33.
  • the roll angle ⁇ R is adopted as an index that correlates with the inclination of the loading platform 9, and as shown in FIG. 4 when the dump truck 1 is viewed from the rear, the roll angle ⁇ R is the loading platform with respect to the vehicle body frame 2. It is a tilt angle in the left-right direction formed by 9.
  • a stroke sensor 41 is provided on the front portion of the lower surface of the loading platform 9 as the loading platform inclination detecting unit 33 for detecting the roll angle ⁇ R.
  • an optical distance meter may be used, but in a mine where there is a concern that dust adheres to the optical sensor, the wire rod is pulled in by a built-in spring as a more reliable structure, and the wire rod is used.
  • a potentiometer (not shown) that can obtain an electric signal corresponding to the amount of withdrawal, fix the tip of the wire near the hoist cylinder connection point on the loading platform 9 side that moves up and down from the seated state, and move the potentiometer to pull in the wire on the vehicle body frame 2 side.
  • a stroke sensor may be used which is fixed in the vicinity of the hoist cylinder connection point of the above and is configured so that the distance between the loading platform 9 and the vehicle body frame 2 can be detected with the seated state of the loading platform 9 as the initial state. Since the distances detected by the pair of left and right stroke sensors 41l and 41r correlate with the strokes of the hoist cylinders 11 and 12, respectively, they are referred to as stroke sensors 41l and 41r for detecting the cylinder stroke in the following description. Then, the roll angle ⁇ R of the loading platform 9 is calculated by the controller 30 based on the difference between the cylinder strokes detected by the left and right stroke sensors 41l and 41r (roll angle calculation unit).
  • the controller 30 executes the loading platform tilt suppressing routine shown in FIG. 5 at predetermined control intervals.
  • the program or the like for executing the routine is stored in the storage unit 30b in advance, and this point is the same for the other embodiments.
  • VL the amount of oil supplied to the left hoist cylinder 11
  • VR the amount of oil supplied to the right hoist cylinder 12
  • the roll angle ⁇ R when the loading platform 9 is in the upward-right posture is given a positive (+) sign
  • the roll angle ⁇ R when the loading platform 9 is in the upward-left posture is negative (-). Distinguish by adding a sign.
  • step 3 the ascent angle ⁇ L detected by the loading platform ascending angle detection sensor 32 is read, and the roll angle ⁇ R of the loading platform 9 is calculated based on the cylinder strokes detected by the stroke sensors 41l and 41r.
  • step 4 it is determined whether or not the absolute value
  • the bias determination value ⁇ 2 is a threshold value set based on the lower limit of the roll angle ⁇ R that affects the operation of the hinge 10. When the determination is No (negative), the excavated object is less biased and the hinge 10 operates. It moves to step 5 because it does not affect it.
  • step 5 the rising angle ⁇ L detected by the loading platform rising angle detection sensor 32 sets a safety margin from the stroke end, which is the physical extension limit of the hoist cylinders 11 and 12, as a value corresponding to the discharge upper limit position of the loading platform 9 in advance.
  • a safety margin from the stroke end, which is the physical extension limit of the hoist cylinders 11 and 12, as a value corresponding to the discharge upper limit position of the loading platform 9 in advance.
  • it is determined whether or not it is less than the set discharge upper limit position determination value ⁇ 1 and when the determination is Yes (affirmative), it is assumed that the loading platform 9 has not yet reached the discharge upper limit position, and the process returns to step 2.
  • the processes of steps 2 to 5 are repeated and the loading platform 9 continues to rise.
  • step 5 when the determination in step 5 becomes No due to the arrival at the discharge upper limit position of the loading platform 9, the flow control of the hydraulic pumps 16 and 17 is stopped in step 6 with the supply oil amounts VL and VR set to 0, and each hoist is stopped in step 7.
  • the cylinders 11 and 12 are stopped to end the routine.
  • step 8 determines whether or not the roll angle ⁇ R exceeds 0 (whether or not it is a positive value) is determined. judge.
  • the process proceeds to step 9, the oil supply amount VL to the left hoist cylinder 11 is increased by a predetermined amount, and the oil supply amount VR to the right hoist cylinder 12 is decreased by a predetermined amount. (Supply oil amount calculation unit), and drives and controls the hydraulic pumps 16 and 17 based on these supply oil amounts VL and VR (supply oil amount control unit).
  • step 11 determine whether or not the absolute value
  • step 8 the process proceeds to step 10, the oil supply amount VL to the left hoist cylinder 11 is reduced by a predetermined amount, and the oil supply amount VR to the right hoist cylinder 12 is determined. While increasing the amount by a fixed amount (supply oil amount calculation unit), the hydraulic pumps 16 and 17 are driven and controlled (supply oil amount control unit), and then the process proceeds to step 11. In this way, the amount of oil supplied to the left and right hoist cylinders 11 and 12 is appropriately adjusted according to the roll angle ⁇ R, and when the loading platform 9 reaches the discharge upper limit position and the determination in step 5 becomes No, The routine is terminated through the processes of steps 6 and 7.
  • FIG. 6 is a time chart showing the control status of the roll angle ⁇ R, the rising angle ⁇ L, and the amount of supplied oil VL, VR based on the above-mentioned loading platform inclination suppressing routine.
  • the amount of oil supplied to the left and right hoist cylinders 11 and 12 is controlled to the same value M, but the roll angle ⁇ R gradually becomes positive due to the bias of the excavated material. It is increasing to the side, and it can be inferred that the loading platform 9 is in an upward-sloping posture.
  • the left and right hoist cylinders 11 and 12 are substantially equal while the roll angle ⁇ R is changed within the control region defined by ⁇ 2 and ⁇ 2 while the loading platform 9 is rising. Stretch to. During that time, the rising angle ⁇ L continues to increase as the loading platform 9 rises, and when that value reaches the discharge upper limit position determination value ⁇ 1, the loading platform 9 reaches the discharge upper limit position and a series of control ends.
  • the rolling angle ⁇ R of the loading platform 9 that affects the hinge 10 is generated while the loading platform 9 is being raised (step of FIG. 5). 4 is Yes), and the amount of oil supplied to the left and right hoist cylinders 11 and 12 VL and VR is increased or decreased so as to reduce the roll angle ⁇ R (steps 8 to 10). Therefore, even if the excavated material on the loading platform 9 is biased in the left-right direction, the roll angle ⁇ R of the loading platform 9 that is rising can be kept within the control region shown in FIG. 6, and the load on the hinge 10 can be maintained. It can be reduced and damage can be prevented.
  • the bias determination value ⁇ 2 is set as a fixed value, but for example, the bias determination value ⁇ 2 may be gradually decreased as the rising angle ⁇ L of the loading platform 9 increases. In this case, as shown in FIG. 7, since the control region defined by ⁇ 2 and ⁇ 2 is gradually reduced and the fluctuation range of the roll angle ⁇ R is narrowed, the stress generated in the hinge 10 can be further reduced. ..
  • the pressures of the oil chambers 11b and 12b on the bottom side of the left and right hoist cylinders 11 and 12 (hereinafter referred to as hoist cylinder pressures) are adopted as an index that correlates with the inclination of the loading platform 9, and the hoist cylinders.
  • a pair of left and right hoist cylinder pressure detection sensors 51l and 51r (shown in FIGS. 1 to 3) are used as the loading platform tilt detection unit 33 to detect the hoist cylinders 11, 12 or the bottom oil chambers 11b and 12b. It is provided in each of the cylinder pipelines 22 and 27 that communicate with each other.
  • the hoist cylinder pressure is also distinguished as PL on the left side and PR on the right side.
  • the controller 30 executes the loading platform tilt suppressing routine shown in FIG. 8 at predetermined control intervals.
  • the loading platform 9 is started to be raised in step 22, and the hoist cylinder pressures PL and PR detected by the left and right hoist cylinder pressure detection sensors 51l and 51r are read in step 23. ..
  • the load balance PL / PR in the left-right direction of the loading platform 9 is calculated based on the hoist cylinder pressures PL and PR, and based on the control map shown in FIG. 9 preset in step 25, the load balance PL / PR is left and right.
  • the ratio VL / VR of the amount of oil supplied to the hoist cylinders 11 and 12 is calculated.
  • step 26 it is determined whether or not the supply oil amount ratio VL / VR is 1 or more, and when the determination of Yes is made, the process proceeds to step 27.
  • step 27 after fixing the oil supply amount VL to the left hoist cylinder 11, the oil supply amount VR to the right hoist cylinder 12 is calculated as an achievable value of the supply oil amount ratio VL / VR (supply oil). Amount calculation unit), and drives and controls the hydraulic pumps 16 and 17 based on these oil supply amounts VL and VR (oil supply amount control unit). Further, when the determination of No is made in step 26, the oil supply amount VR on the right side is fixed in step 28, and then the oil supply amount VL on the left side is calculated as a value that can achieve the oil supply amount ratio VL / VR. At the same time (oil supply amount calculation unit), the hydraulic pumps 16 and 17 are driven and controlled (oil supply amount control unit).
  • the process proceeds to step 29, and after reading the preset bias determination values f1 (PL / PR) and f2 (PL / PR), the process proceeds to step 30.
  • the bias determination values f1 (PL / PR) and f2 (PL / PR) are threshold values that define the allowable region E that does not affect the hinge 10, and the load balance PL. Even if / PR deviates from the solid line in FIG. 9, it can be considered that there is no risk of affecting the hinge 10 if it is located within the allowable region E.
  • step 30 the hoist cylinder pressures PL and PR are read again, and in step 31, it is determined whether or not the load balance PL / PR is located within the allowable region E.
  • step 32 it is determined in step 32 whether or not the rising angle ⁇ L is less than the discharge upper limit position determination value ⁇ 1, and when the determination is Yes, the process returns to step 30.
  • the loading platform 9 continues to rise without further correcting the supplied oil amounts VL and VR.
  • the determination in step 32 becomes No, the supply oil amounts VL and VR are set to 0 in step 33, and the hoist cylinders 11 and 12 are stopped in step 34 to end the routine.
  • step 31 when the load balance PL / PR deviates from the permissible area E and determines No in step 31, the process returns to step 24.
  • the supply oil amount ratio VL / VR can be regarded as inappropriate, the supply oil amount ratio VL / VR is calculated again from the current load balance PL / PR, and the supply oil amounts VL and VR are set again.
  • the left and right hoist cylinder pressures PL and PR are used as indexes that correlate with the inclination of the loading platform 9, and the hoist cylinder pressures PL and PR are used.
  • the oil supply ratio VL / VR to the left and right hoist cylinders 11 and 12 and the oil supply amount VL and VR are increased or decreased according to the obtained load balance PL / PR (steps 26 to 28). Therefore, although not duplicated, the load on the hinge 10 can be reduced and damage can be prevented.
  • the supply oil amount ratio VL / VR deviates from the allowable region E while the loading platform 9 is rising, the supply oil amounts VL and VR are recalculated from the current load balance PL / PR. Therefore, even in such a case, the appropriate supply oil amounts VL and VR can be maintained, and as a result, the hinge 10 can be prevented from being damaged more reliably.
  • suspension cylinder pressure the pressure of the oil chamber on the bottom side of the front, rear, left and right suspension cylinders 7fl, 7fr, 7rr, and 7rr (hereinafter referred to as suspension cylinder pressure) is adopted as an index that correlates with the bias of the excavated object.
  • a pair of left and right suspension cylinder pressure detection sensors 61fl and 61fr are provided on the front suspension cylinders 7fl and 7fr as the loading platform tilt detection unit 33, and the rear is provided.
  • the suspension cylinders 7rl and 7rr on the side are provided with a pair of left and right suspension cylinder pressure detection sensors 61rl and 61rr (shown in FIGS. 1 to 3).
  • the suspension cylinder pressure is also distinguished as PFL and PRL on the left side and PFR and PRR on the right side.
  • the controller 30 executes the loading platform tilt suppressing routine shown in FIG. 10 at predetermined control intervals.
  • the operation to the raised position is performed in step 41, the loading platform 9 starts to rise in step 42, and in step 43, the suspension cylinder pressures PFL, PFR on the front side, the suspension cylinders 7fl and 7fr on the front side, and the suspension cylinder on the rear side.
  • the suspension cylinder pressures PRL and PRR of 7rr and 7rr are read.
  • the load balance PL / PR is calculated.
  • the front and rear suspension cylinder pressures PFL and PRL on the left side are added to obtain the suspension cylinder pressure PL on the left side
  • the front and rear suspension cylinder pressures PFR and PRR on the right side are added to obtain the suspension cylinder pressure PR on the right side. Then, let these ratios be the load balance PL / PR.
  • the left and right oil supply ratio VL / VR is calculated from the load balance PL / PR in step 45, and the oil supply ratio VL / VR is 1 in step 46. It is determined whether or not it is the above. Then, when the determination in step 46 is Yes, the oil supply amount VR on the left side is fixed in step 47, and then the oil supply amount VR on the right side is calculated as a value satisfying the condition of the oil supply amount ratio VL / VR (supply). Oil amount calculation unit), and drives and controls the hydraulic pumps 16 and 17 based on these oil supply amounts VL and VR (oil supply amount control unit).
  • step 46 When the determination in step 46 is No, the oil supply amount VR on the right side is fixed in step 48, and then the oil supply amount VL on the left side is calculated as a value satisfying the condition of the oil supply amount ratio VL / VR (supply). Oil amount calculation unit), drives and controls the hydraulic pumps 16 and 17 (oil supply amount control unit).
  • step 49 it is determined whether or not any of the rear suspension cylinder pressures PRL and PRR is less than the preset discharge start judgment value P1 (discharge start judgment unit).
  • the discharge start determination value P1 is a threshold value for determining the discharge start of the excavated object from the loading platform 9.
  • the suspension cylinder pressures PRL and PRR on the rear side sharply decrease and fall below the discharge start determination value P1. Therefore, it can be considered that the discharge of the excavated material has started when the judgment of Yes is made in step 49, and in this case, the process proceeds to step 50.
  • step 50 a preset correction value is subtracted from the supplied oil amounts VL and VR.
  • FIG. 11 is a time chart showing the control status of the suspension cylinder pressures PF and PR and the supply oil amounts VL and VR when the suspension cylinder pressure PRL on the left side becomes less than the discharge start determination value P1 in advance.
  • the supply oil amounts VL and VL are reduced and corrected to L by the process of step 50.
  • the flow control of the hydraulic pumps 16 and 17 is stopped in step 52, and the hoist cylinders 11 and 12 are stopped in step 53 to end the routine. To do.
  • the suspension cylinder pressures PFL, PFR, PRL, and PRR of the front, rear, left, and right suspension cylinders 7fl, 7fr, 7rl, and 7rr are used as indexes that correlate with the inclination of the loading platform 9, and the suspension cylinder pressure PFL.
  • the ratio of the amount of oil supplied to the left and right hoist cylinders 11 and 12 VL / VR, and eventually the amount of oil supplied VL, VR is increased or decreased according to the load balance PL / PR obtained from PFR, PRL, and PRR (steps 46 to 46). 48). Therefore, although not duplicated, the load on the hinge 10 can be reduced and damage can be prevented.
  • the start of discharge of the excavated material from the loading platform 9 is determined based on the comparison between the suspension cylinder pressures PRL and PRR on the rear side and the discharge start judgment value P1 (step 49), and the oil supplied to the left and right hoist cylinders 11 and 12 is determined.
  • the quantities VL and VL are subtracted (step 50).
  • the center of gravity of the loading platform 9 was located in front of the hinge 10 before the excavated material was discharged from the ascending loading platform 9, whereas the center of gravity suddenly hinged immediately after the excavated material was discharged. Move to the rear side of 10. This movement of the center of gravity causes a phenomenon called kickback, and the load acting on the hoist cylinders 11 and 12 is reversed, and an excessive load is applied to the vehicle body.
  • the processing of steps 29 to 31 of FIG. 8 regarding the allowable area E may be added between steps 48 and 49 in the flowchart of FIG. 10, and no overlapping explanation will be given, but in this case, the second The action and effect described in the embodiment can be obtained.
  • the aspect of the present invention is not limited to this embodiment.
  • the excavated object on the loading platform 9 is biased in the left-right direction, but it may be embodied as a countermeasure assuming, for example, the dump truck 1 is stopped on the slope in the left-right direction. ..
  • the causes are different between the two, the loads received by the left and right hoist cylinders 11 and 12 become uneven due to the inclination generated in the loading platform 9, which causes a difference in the extension speeds of the left and right hoist cylinders 11 and 12. It is common in that it occurs and the load on the hinge 10 increases.
  • the hydraulic circuits of the left and right hoist cylinders 11 and 12 are provided independently, but the present invention is not limited to this.
  • the hydraulic oil discharged from the single hydraulic pump 16 (hydraulic source) driven by the engine 13 is also supplied to the single control valve 20 to operate the elevating operation device 31.
  • the control valve 20 may be switched accordingly.
  • the hydraulic oil from the control valve 20 is branched and supplied to a pair of electromagnetic proportional flow control valves 71 and 72 (supply oil amount adjusting unit), and the opening degree of these flow control valves 71 and 72 is supplied as the supply oil.
  • the amount of oil supplied to the left and right hoist cylinders 11 and 12 may be increased or decreased by controlling according to the amount ratio VL / VR. Even in this case, the same action and effect as those of each of the above embodiments can be obtained.

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Abstract

上昇中の荷台（９）に掘削物の偏りにより左右方向の傾きが生じている場合に傾きをロール角（θR）として検出し、その絶対値（｜θR｜）が偏り判定値（θ2）以上か否かを判定する（Ｓ４）。偏り判定値（θ2）以上であり（Ｓ４がＹes）、ロール角（θR）が正の場合（荷台（９）が右上がり）には（Ｓ８がＹes）、左側のホイストシリンダ（１１）への供給油量（ＶL）を増加させ、右側のホイストシリンダ（１２）への供給油量（ＶR）を減少させる（Ｓ９）。またロール角（θR）が負の場合（荷台（９）が左上がり）には（Ｓ８がＮo）、左側の供給油量（ＶL）を減少させ、右側の供給油量（ＶR）を増加させる（Ｓ１０）。

Description

ダンプトラックの荷台昇降装置
　本発明は、ダンプトラックの荷台昇降装置に関する。
　この種のダンプトラックとして、例えば図１，２に示すような鉱山等で使用される超大型のダンプトラックを挙げることができる。これらの図に基づきダンプトラックの基本構造を説明する。
　ダンプトラック１の車体フレーム２上には荷台９が配設されている。荷台９は左右１対のヒンジ１０及び左右１対のホイストシリンダ１１，１２を介して車体フレーム２に連結され、各ホイストシリンダ１１，１２のロッド１１ａ，１２ａの伸張・縮退に応じて、ヒンジ１０を中心として荷台９が昇降するようになっている。
　鉱山等での稼働時のダンプトラック１は、例えば砕石や土砂等（以下、掘削物と称する）の採掘場で、荷台９を図１に示すように車体フレーム２に着座させた着座位置として停車し、荷台９上に油圧ショベル等により掘削物が積み込まれる。積込みを完了するとダンプトラック１は所定の放土場まで走行し、ホイストシリンダ１１，１２の駆動により荷台９を図２の排出位置へと上昇させる。これにより掘削物は荷台上を滑り落ちて地表に排出され、その後にダンプトラック１は荷台９を着座位置に切り換えて採掘場に戻る。以上のようにして、採掘場での掘削物の積込及び放土場での掘削物の排出が繰り返される。
　ダンプトラック１による掘削物の運搬効率を高めるには、予め定められた定格積載重量まで荷台上に掘削物を積込むことが重要であり、そのための技術として特許文献１に記載のものが提案されている。
　この特許文献１の技術では、ダンプトラックの前後のサスペンションに設けたフロント及びリア圧力センサの検出値と、傾斜センサにより検出されるダンプトラックの前後傾斜角とに基づき、ダンプトラックの各サスに作用する荷重の垂直方向成分を積載時の総荷重として求め、積載時の総加重－空荷時の初期荷重に基づき現在の荷台の積載重量を求めている。
特開２００５－２２７２６９号公報
　ところで、荷台９を円滑に昇降させるために左右のホイストシリンダ１１，１２には均等に作動油が供給され、略同一の駆動力を荷台９に伝達するように配慮されている。しかしながら、この対策は、左右のホイストシリンダ１１，１２が荷台９から均等な荷重を受けていることが前提であり、以下に述べる状況では問題が生じる。
　例えば、油圧ショベル等により荷台９上に掘削物が常に均等に積み込まれるとは限らず、左右方向への掘削物の偏りが生じて荷台９が左右方向に傾いている場合には、荷台９から左右のホイストシリンダ１１が受ける荷重が不均等になる。また、放土場が左右方向の斜面である場合にも、同じく荷重の不均等が生じる。このような状況において、左右のホイストシリンダ１１に均等に作動油が供給されて略同一の駆動力により荷台９を上昇させたとしても、荷台９から受ける荷重が不均等なため、左右のホイストシリンダ１１の伸張速度に格差が生じる。
　このような伸張速度の格差は荷台９を左右に傾け、荷台９を車体フレーム２に連結するヒンジ１０に過大な応力が生じ、掘削物の排出動作の繰り返しにより破損の要因になるという問題があった。特許文献１では車体の前後方向の傾斜角度を検出しているが、それはあくまで荷重の垂直方向の成分を算出するためであり、荷台自体の左右方向への傾きについては何ら考慮されていない。
　本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、荷台上の掘削物に左右方向への偏りがある場合、或いは左右方向の斜面に停車した場合であっても、荷台の上昇中に左右のホイストシリンダを略均等に伸張させて、荷台を車体フレームに連結しているヒンジの負担を軽減して破損を未然に防止することができるダンプトラックの荷台昇降装置を提供することにある。
　上記の目的を達成するため、本発明のダンプトラックの荷台昇降装置は、車体フレームにヒンジを中心として荷台を昇降可能に連結し、昇降操作装置の操作に応じて油圧源から吐出される作動油の流路を制御弁により切り換えて、車幅方向において前記荷台の左右端部に配置した１対のホイストシリンダにそれぞれ供給し、前記ホイストシリンダの伸張・縮退に応じて荷台を昇降させるダンプトラックの荷台昇降装置において、前記１対のホイストシリンダへの作動油の供給油量を個別に調整可能な供給油量調整部と、前記荷台の車幅方向の傾きを検出する荷台傾き検出部と、前記荷台傾き検出部により検出された前記荷台の傾きに基づき、前記各ホイストシリンダへの作動油の供給油量をそれぞれ算出する供給油量算出部と、前記供給油量算出部により算出された前記各ホイストシリンダへの作動油の供給油量に基づき、前記供給油量調整部を駆動制御する供給油量制御部とを備えたことを特徴とする。
　本発明のダンプトラックの荷台昇降装置によれば、荷台上の掘削物に左右方向への偏りがある場合、或いは左右方向の斜面に停車した場合であっても、荷台の上昇中に左右のホイストシリンダを略均等に伸張させて、荷台を車体フレームに連結しているヒンジの負担を軽減して破損を未然に防止することができる。
実施形態の荷台昇降装置が適用されたダンプトラックの荷台を着座位置とした状態を示す側面図である。 同じくダンプトラックの荷台を排出位置とした状態を示す側面図である。 実施形態の荷台昇降装置を示す油圧回路図である。 荷台に生じたロール角θRの発生状況を示すダンプトラックの後面図である。 第１実施形態のコントローラが実行する荷台傾き抑制ルーチンを示すフローチャートである。 荷台傾き抑制ルーチンに基づくロール角、上昇角及び供給油量の制御状況を示すタイムチャートである。 荷台傾き抑制ルーチンに基づく制御状況の別例を示すタイムチャートである。 第２実施形態のコントローラが実行する荷台傾き抑制ルーチンを示すフローチャートである。 荷台の荷重バランスから左右のホイストシリンダへの供給油量比を算出するための制御マップを示す図である。 第３実施形態のコントローラが実行する荷台傾き抑制ルーチンを示すフローチャートである。 荷台傾き抑制ルーチンに基づくサスシリンダ圧及び供給油量の制御状況を示すタイムチャートである。 荷台昇降装置の油圧回路の別例を示す図である。
　以下、本発明を具体化したダンプトラックの荷台昇降装置の一実施形態を説明する。
　図１は本実施形態の荷台昇降装置が適用されたダンプトラックの荷台を着座位置とした状態を示す側面図、図２は同じくダンプトラックの荷台を排出位置とした状態を示す側面図である。ダンプトラックは、鉱山等で採掘された掘削物（砕石や土砂等）の運搬に使用され、以下の説明では、ダンプトラックに搭乗したオペレータを主体として前後、左右、上下方向を表現する。
　ダンプトラック１の車体フレーム２には、フロントサスペンション３を介して左右の前輪４（車輪）が支持されると共に、リアサスペンション５を介して左右の後輪６（車輪）が支持されている。これらの４つサスペンション３，５により前後左右の４つの車輪４，６がそれぞれ独立懸架され、フロント側のサスペンション３を構成する左右１対のサスペンションシリンダ７ｆｌ，７ｆｒ、及びリア側のサスペンション５を構成する左右１対のサスペンションシリンダ７ｒｌ，７ｒｒにより、それぞれ緩衝作用及び減衰作用が奏されるようになっている。車体フレーム２上には掘削物を積載する荷台９が配設され、荷台９は、左右１対のヒンジ１０及び荷台９の左右端部に配置された１対のホイストシリンダ１１，１２を介して車体フレーム２に連結されている。各ホイストシリンダ１１，１２のロッド１１ａ，１２ａの伸張・縮退に応じて、ヒンジ１０を中心として荷台９が図１に示す着座位置と図２に示す排出位置との間で昇降するようになっている。
　車体フレーム２上の前部には、走行用動力源として原動機であるエンジン１３が搭載されると共に、運転室８が設けられており、運転室８内には、後述する荷台９を昇降操作するための昇降操作装置３１（図３に示す）を含む各種操作機器が設けられている。
　鉱山等において掘削物が掘削される採掘場では、着座位置に着座させているダンプトラック１の荷台９上に油圧ショベル等により掘削物が積載される。積載を完了するとダンプトラック１は放土場まで走行し、荷台９を排出位置に切り換えて掘削物を排出した後、採掘場に戻って砕石等が積載され、以上の動作を繰り返す。
　図３は本実施形態の荷台昇降装置を示す油圧回路図である。
　荷台昇降装置１５の１対の油圧ポンプ１６，１７（油圧源、供給油量調整部）は上記したエンジン１３（油圧源）の出力軸１３ａにそれぞれ接続され、エンジン１３により駆動されて作動油タンク１８内の作動油をそれぞれ吐出する。各油圧ポンプ１６，１７は可変容量型として構成され、図示しないレギュレータによる傾転角の制御に応じて作動油の吐出量を任意に調整可能となっている。これらの油圧ポンプ１６，１７から供給される作動油により上記した左右のホイストシリンダ１１，１２がそれぞれ駆動され、各ホイストシリンダ１１，１２の油圧回路は同一構成で互いに独立して設けられている。
　油圧ポンプ１６の吐出側はポンプ管路１９を介して制御弁２０と接続され、制御弁２０はタンク管路２１を介して作動油タンク１８と接続されている。また、制御弁２０は１対のシリンダ管路２２，２３を介してホイストシリンダ１１と接続され、一方のシリンダ管路２２はボトム側の油室１１ｂと連通し、他方のシリンダ管路２３はロッド側の油室１１ｃと連通している。
　油圧ポンプ１７の吐出側はポンプ管路２４を介して制御弁２５と接続され、制御弁２５はタンク管路２６を介して作動油タンク１８と接続されている。また、制御弁２５は１対のシリンダ管路２７，２８を介してホイストシリンダ１２と接続され、一方のシリンダ管路２７はボトム側の油室１２ｂと連通し、他方のシリンダ管路２８はロッド側の油室１２ｃと連通している。
　制御弁２０，２５は、例えば油圧パイロット式方向制御弁として構成され、１対のパイロット受圧部２０ａ，２０ｂ，２５ａ，２５ｂへのパイロット圧の入力に応じて中立位置、上昇位置、下降位置の３位置間で切り換えられる。制御弁２０，２５の中立位置では油圧ポンプ１６，１７からの作動油が遮断され、ホイストシリンダ１１，１２の油室１１ｂ，１１ｃ，１２ｂ，１２ｃからの作動油の流入及び流出が規制されることにより、その時点のホイストシリンダ１１，１２の作動状態、ひいては荷台９の昇降位置が保持される。
　制御弁２０，２５が上昇位置に切り換えられると、油圧ポンプ１６，１７からの作動油が一方のシリンダ管路２２，２７を経てホイストシリンダ１１，１２のボトム側の油室１１ｂ，１２ｂに供給され、ロッド１１ａ，１２ａの伸張により荷台９が上昇すると共に、ロッド側の油室１１ｃ，１２ｃの作動油が他方のシリンダ管路２３，２８及びタンク管路２１，２６を経て作動油タンク１８に戻される。また、制御弁２０，２５が下降位置に切り換えられると、油圧ポンプ１６，１７からの作動油が他方のシリンダ管路２３，２８を経てホイストシリンダ１１，１２のロッド側の油室１１ｃ，１２ｃに供給され、ロッド１１ａ，１２ａの縮退により荷台９が下降すると共に、ボトム側の油室１１ｂ，１２ｂの作動油が一方のシリンダ管路２２，２７及びタンク管路２１，２６を経て作動油タンク１８に戻される。
　そして本実施形態では、各ホイストシリンダ１１，１２の油圧回路が独立していることから、それぞれの油圧ポンプ１６，１７の傾転角を制御することにより、各ホイストシリンダ１１，１２に供給される作動油の量（後述する供給油量ＶL，ＶR）を個別に調整可能となっている。
　図３に示すように、荷台昇降装置１５を制御するコントローラ３０は、ＣＰＵ３０ａ（中央演算処理装置）、記憶部３０ｂ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）及び図示しない入出力部等から構成されている。コントローラ３０の入力側には、荷台９を昇降操作するための昇降操作装置３１、荷台９の上昇角θLを検出する荷台上昇角検出センサ３２、及び荷台傾き検出部３３が接続されている。荷台傾き検出部３３は、荷台９に積載された掘削物の偏りに起因する荷台９の左右方向の傾きと相関する指標を検出する役割を果たすが、以下に述べる各実施形態で異なるセンサを用いているため、その詳細については実施形態毎に説明する。
　またコントローラ３０の出力側には、上記した各油圧ポンプ１６，１７のレギュレータ、及び各制御弁２０，２５のパイロット受圧部２０ａ，２０ｂ，２５ａ，２５ｂが接続されている。
　昇降操作装置３１の操作レバー３１ａは、オペレータにより保持位置、上げ位置、下げ位置の３位置間で切り換えられる。操作レバー３１ａが操作されると、コントローラ３０は各油圧ポンプ１６，１７のレギュレータを制御して作動油を吐出させると共に、操作レバー３１ａの位置に応じた指令信号を各制御弁２０，２５のパイロット受圧部２０ａ，２０ｂ，２５ａ，２５ｂに出力して切り換える。詳しくは、保持位置では制御弁２０，２５が中立位置に切り換えられ、上げ位置では制御弁２０，２５が上昇位置に切り換えられ、下げ位置では下降位置に切り換えられ、これにより操作レバー３１ａの操作に応じてホイストシリンダ１１，１２の駆動により荷台９の昇降が行われる。
　そして、［発明が解決しようとする課題］で述べたように、荷台９の上昇時において荷台９上の掘削物に左右方向への偏りがあると、荷台９から受ける荷重の不均等に起因して左右のホイストシリンダ１１，１２の伸張速度に格差が生じ、荷台９を車体フレーム２に連結しているヒンジ１０に過大な応力が発生するという問題がある。
　そこで本発明では、荷台傾き検出部３３により検出される荷台９の傾きと相関する指標に基づき、左右のホイストシリンダ１１，１２に供給する作動油の量を制御しており、その詳細を第１～３実施形態として以下に説明する。
［第１実施形態］
　本実施形態では、荷台９の傾きと相関する指標としてロール角θRを採用しており、ダンプトラック１を後方より見た図４に示すように、ロール角θRは、車体フレーム２に対して荷台９が形成する左右方向の傾き角度である。ロール角θRの検出のために、荷台傾き検出部３３として、荷台９の下面前部にはストロークセンサ４１が設けられている。
　ストロークセンサ４１は、たとえば光学式距離計を用いてもよいが、光学センサへの粉塵の付着が懸念される鉱山においてはより信頼性の高い構造として、内蔵するスプリングにより線材が引き込まれ、線材の引き出し量に対応した電気信号が得られるポテンショメータ （図示せず）を用いて、着座状態から昇降する荷台９側のホイストシリンダ接続点近傍に線材先端を固定し、線材を引き込むポテンショメータを車体フレーム２側のホイストシリンダ接続点近傍に固定し、荷台９の着座状態を初期状態として荷台９と車体フレーム２との間の距離を検出可能なように構成したストロークセンサを用いてもよい。左右１対のストロークセンサ４１ｌ，４１ｒにより検出された距離はそれぞれホイストシリンダ１１，１２のストロークと相関するため、以下の説明では、シリンダストロークを検出するストロークセンサ４１ｌ，４１ｒと称する。そして、左右のストロークセンサ４１ｌ，４１ｒにより検出されたシリンダストロークの差に基づき、コントローラ３０により荷台９のロール角θRが算出される（ロール角算出部）。
　昇降操作装置３１の操作レバー３１ａが上げ位置に操作されると、コントローラ３０は図５に示す荷台傾き抑制ルーチンを所定の制御インターバルで実行する。なお、当該ルーチンを実行するためのプログラム等は予め記憶部３０ｂに記憶されており、この点は他の実施形態についても同様である。
　ステップ１で上げ位置への操作が行われると、まずステップ２で、各油圧ポンプ１６，１７の傾転角を制御して作動油を吐出させると共に、各制御弁２０，２５を上昇位置に切り換えて荷台９の上昇を開始する。このときには各油圧ポンプ１６，１７からホイストシリンダ１１，１２に同一油量の作動油が供給されるが、以下に述べる荷台９上の掘削物に偏りが生じている状況では、左右のホイストシリンダ１１，１２への作動油の供給油量（＝油圧ポンプ１６，１７からの吐出量）が異なる値に制御される。そこで以下の説明では、左側のホイストシリンダ１１に供給される油量をＶL、右側のホイストシリンダ１２に供給される油量をＶRとして区別する。
　また、同一ロール角θRであっても、荷台９が左右何れに傾いているかに応じて左右のホイストシリンダ１１，１２への供給油量ＶL，ＶRの制御内容が相違する。そこで、図４に示すように荷台９が右上がりの姿勢のときのロール角θRには正（＋）の符号を付し、左上がりの姿勢のときのロール角θRには負（－）の符号を付して区別する。
　ステップ３では、荷台上昇角検出センサ３２により検出された上昇角θLを読み込むと共に、各ストロークセンサ４１ｌ，４１ｒにより検出されたシリンダストロークに基づき荷台９のロール角θRを算出する。続くステップ４では、ロール角θRの絶対値｜θR｜が予め設定された偏り判定値θ2（上限閾値）以上であるか否かを判定する。偏り判定値θ2は、ヒンジ１０の動作に影響を及ぼすロール角θRの下限値を基に設定された閾値であり、判定がＮo（否定）のときには、掘削物の偏りが少なくヒンジ１０の動作に影響するほどではないとしてステップ５に移行する。
　ステップ５では、荷台上昇角検出センサ３２により検出された上昇角θLが、予め荷台９の排出上限位置に相当する値として各ホイストシリンダ１１，１２の物理的伸張限界であるストロークエンドから安全マージンを加えて設定された排出上限位置判定値θ1未満であるか否かを判定し、判定がＹes（肯定）のときには、未だ荷台９が排出上限位置に到達していないとしてステップ２に戻る。このように掘削物の偏りが少なく、且つ荷台９が排出上限位置に到達していないときには、ステップ２～５の処理が繰り返されて荷台９の上昇が継続される。
　そして、荷台９の排出上限位置への到達によりステップ５の判定がＮoになると、ステップ６で供給油量ＶL，ＶRを０として油圧ポンプ１６，１７の流量制御を停止し、ステップ７で各ホイストシリンダ１１，１２を停止させてルーチンを終了する。
　また、荷台９が排出上限位置に到達する以前にステップ４の判定がＹesになると、ステップ８に移行してロール角θRが０を超えているか否か（正の値であるか否か）を判定する。ステップ８でＹesの判定を下したときにはステップ９に移行し、左側のホイストシリンダ１１への供給油量ＶLを所定量だけ増加させ、右側のホイストシリンダ１２への供給油量ＶRを所定量だけ減少させ（供給油量算出部）、これらの供給油量ＶL，ＶRに基づき各油圧ポンプ１６，１７を駆動制御する（供給油量制御部）。その後にステップ１１に移行してθRの絶対値｜θR｜が偏り判定値θ2未満になったか否かを判定し、Ｎoのときにはステップ１１の処理を繰り返し、Ｙesになるとステップ２に戻る。
　また、ステップ８でＮoの判定を下したときには、ステップ１０に移行して左側のホイストシリンダ１１への供給油量ＶLを所定量だけ減少させ、右側のホイストシリンダ１２への供給油量ＶRを所定量だけ増加させると共に（供給油量算出部）、各油圧ポンプ１６，１７を駆動制御し（供給油量制御部）、その後にステップ１１に移行する。
　このようにロール角θRに応じて左右のホイストシリンダ１１，１２への供給油量ＶL，ＶRを適宜調整し、その間に荷台９が排出上限位置に到達してステップ５の判定がＮoになると、ステップ６，７の処理を経てルーチンを終了する。
　図６は以上の荷台傾き抑制ルーチンに基づくロール角θR、上昇角θL及び供給油量ＶL，ＶRの制御状況を示すタイムチャートである。
　荷台９の上昇開始の当初には、左右のホイストシリンダ１１，１２への供給油量ＶL，ＶRは等しい値Ｍに制御されているが、掘削物の偏りに起因してロール角θRが次第に正側に増加しており、荷台９が右上がりの姿勢になっていることが推測できる。ロール角θRが偏り判定値θ2まで増加すると、左側の供給油量ＶLがＨまで増加され、右側の供給油量ＶRがＬまで減少され、これによりロール角θRが減少に転じ、荷台９の姿勢は右上がりから水平を経て左上がりへと変化する。ロール角θRが偏り判定値－θ2まで減少すると、供給油量ＶLがＬまで減少され、供給油量ＶRがＨまで増加されるため、ロール角θRは増加に転じる。
　このような供給油量ＶL，ＶRの増減により、荷台９の上昇中にはロール角θRをθ2と－θ2とにより規定した制御領域内で変動させながら、左右のホイストシリンダ１１，１２が略均等に伸張する。そして、その間にも荷台９の上昇に伴って上昇角θLが増加し続け、その値が排出上限位置判定値θ1に達すると、荷台９が排出上限位置に到達して一連の制御が終了する。
　以上のように本実施形態のダンプトラック１の荷台昇降装置１５によれば、荷台９の上昇中においてヒンジ１０に影響を及ぼすほどの荷台９のロール角θRが発生した場合に（図５のステップ４がＹes）、ロール角θRを減少させるように左右のホイストシリンダ１１，１２への供給油量ＶL，ＶRを増減している（ステップ８～１０）。従って、荷台９上の掘削物に左右方向への偏りがある場合であっても、上昇中の荷台９のロール角θRを図６に示す制御領域内に保つことができ、ヒンジ１０の負担を軽減して破損を未然に防止することができる。
　なお本実施形態では、偏り判定値θ2を固定値としたが、例えば荷台９の上昇角θLの増加に伴って偏り判定値θ2を次第に減少させてもよい。この場合には図７に示すように、θ2と－θ2とにより規定される制御領域が次第に縮小されてロール角θRの変動幅が狭まるため、ヒンジ１０に発生する応力を一層低減することができる。
［第２実施形態］
　次いで、本発明を具体化した第２実施形態を説明する。本実施形態では、荷台９の傾きと相関する指標として、左右のホイストシリンダ１１，１２のボトム側の油室１１ｂ，１２ｂの圧力（以下、ホイストシリンダ圧と称する）を採用しており、ホイストシリンダ圧の検出のために、荷台傾き検出部３３として左右１対のホイストシリンダ圧検出センサ５１ｌ，５１ｒ（図１～３に示す）が、各ホイストシリンダ１１，１２またはボトム側の油室１１ｂ，１２ｂと連通するシリンダ管路２２，２７にそれぞれ設けられている。なお、このホイストシリンダ圧についても左側をＰL、右側をＰRとして区別する。
　昇降操作装置３１の操作レバー３１ａが上げ位置に操作されると、コントローラ３０は図８に示す荷台傾き抑制ルーチンを所定の制御インターバルで実行する。
　ステップ２１で上げ位置への操作が行われると、ステップ２２で荷台９の上昇を開始し、ステップ２３で、左右のホイストシリンダ圧検出センサ５１ｌ，５１ｒにより検出されたホイストシリンダ圧ＰL，ＰRを読み込む。その後ステップ２４でホイストシリンダ圧ＰL，ＰRに基づき荷台９の左右方向の荷重バランスＰL/ＰRを算出し、ステップ２５で予め設定された図９に示す制御マップに基づき、荷重バランスＰL/ＰRから左右のホイストシリンダ１１，１２への供給油量の比ＶL/ＶRを算出する。
　図９中に実線で示すように、荷重バランスＰL/ＰRと供給油量比ＶL/ＶRとは比例関係となるように設定されている。このため、ＰL/ＰR：ＶL/ＶR＝１：１を境界として、荷重バランスＰL/ＰRが正側に増加（荷台９が右上がり）すると供給油量比ＶL/ＶRも正側に増加（左側が増加、右側が減少）し、荷重バランスＰL/ＰRが負側に増加（荷台９が左上がり）すると供給油量比ＶL/ＶRも負側に増加（左側が減少、右側が増加）するように設定される。
　続くステップ２６では、供給油量比ＶL/ＶRが１以上であるか否かを判定し、Ｙesの判定を下したときにはステップ２７に移行する。ステップ２７では左側のホイストシリンダ１１への供給油量ＶLを固定した上で、供給油量比ＶL/ＶRを達成可能な値として右側のホイストシリンダ１２への供給油量ＶRを算出し（供給油量算出部）、これらの供給油量ＶL，ＶRに基づき各油圧ポンプ１６，１７を駆動制御する（供給油量制御部）。また、ステップ２６でＮoの判定を下したときには、ステップ２８で右側の供給油量ＶRを固定した上で、供給油量比ＶL/ＶRを達成可能な値として左側の供給油量ＶLを算出すると共に（供給油量算出部）、各油圧ポンプ１６，１７を駆動制御する（供給油量制御部）。
　その後はステップ２９に移行し、予め設定された偏り判定値ｆ1(ＰL/ＰR)，ｆ2(ＰL/ＰR)を読み込んだ後、ステップ３０に移行する。図９中に破線で示すように各偏り判定値ｆ1(ＰL/ＰR)，ｆ2(ＰL/ＰR)は、ヒンジ１０に影響を及ぼす虞がない許容領域Ｅを規定する閾値であり、荷重バランスＰL/ＰRが図９中の実線を逸脱したとしても、許容領域Ｅ内に位置していればヒンジ１０への影響の虞がないと見なせる。
　ステップ３０では再度ホイストシリンダ圧ＰL，ＰRを読み込み、ステップ３１で、荷重バランスＰL/ＰRが許容領域Ｅ内に位置しているか否かを判定する。判定がＹesのときにはステップ３２で上昇角θLが排出上限位置判定値θ1未満であるか否かを判定し、Ｙesのときにはステップ３０に戻る。この場合にはヒンジ１０への影響の虞がないことから、さらなる供給油量ＶL，ＶRの補正を実施することなく荷台９の上昇が継続される。そして、ステップ３２の判定がＮoになると、ステップ３３で供給油量ＶL，ＶRを０とし、ステップ３４で各ホイストシリンダ１１，１２を停止させてルーチンを終了する。
　また、荷重バランスＰL/ＰRが許容領域Ｅを逸脱してステップ３１でＮoの判定を下したときには、ステップ２４に戻る。この場合には供給油量比ＶL/ＶRが不適切と見なせるため、再び現在の荷重バランスＰL/ＰRから供給油量比ＶL/ＶRを算出し、供給油量ＶL，ＶRを設定し直す。このようなステップ２４～２９の繰り返しによりステップ３１の判定がＹesになり、さらにステップ３２でＮoの判定を下すとステップ３３に移行する。
　以上のように本実施形態では、第１実施形態のロール角θRに代えて、荷台９の傾きと相関する指標として左右のホイストシリンダ圧ＰL，ＰRを用いており、ホイストシリンダ圧ＰL，ＰRから求めた荷重バランスＰL/ＰRに応じて左右のホイストシリンダ１１，１２への供給油量比ＶL/ＶR、ひいては供給油量ＶL，ＶRを増減している（ステップ２６～２８）。従って、重複する説明はしないが、ヒンジ１０の負担を軽減して破損を未然に防止することができる。
　しかも、荷台９の上昇中において供給油量比ＶL/ＶRが許容領域Ｅを逸脱した場合には、再び現在の荷重バランスＰL/ＰRから供給油量ＶL，ＶRを算出し直している。従って、このような場合であっても適切な供給油量ＶL，ＶRを保つことができ、結果として一層確実にヒンジ１０の破損を防止することができる。
［第３実施形態］
　次いで、本発明を具体化した第３実施形態を説明する。本実施形態では、掘削物の偏りと相関する指標として、前後左右のサスペンションシリンダ７ｆｌ，７ｆｒ，７ｒｌ，７ｒｒのボトム側の油室の圧力（以下、サスシリンダ圧と称する）を採用しており、サスシリンダ圧の検出のために、荷台傾き検出部３３としてフロント側のサスペンションシリンダ７ｆｌ，７ｆｒには左右１対のサスシリンダ圧検出センサ６１ｆｌ，６１ｆｒ（図１～３に示す）が設けられ、リア側のサスペンションシリンダ７ｒｌ，７ｒｒには左右１対のサスシリンダ圧検出センサ６１ｒｌ，６１ｒｒ（図１～３に示す）が設けられている。なお、このサスシリンダ圧についても、左側をＰFL，ＰRL、右側をＰFR，ＰRRとして区別する。
　昇降操作装置３１の操作レバー３１ａが上げ位置に操作されると、コントローラ３０は図１０に示す荷台傾き抑制ルーチンを所定の制御インターバルで実行する。
　ステップ４１で上げ位置への操作が行われると、ステップ４２で荷台９の上昇を開始し、ステップ４３で、フロント側のサスペンションシリンダ７ｆｌ，７ｆｒのサスシリンダ圧ＰFL，ＰFR、及びリア側のサスペンションシリンダ７ｒｌ，７ｒｒのサスシリンダ圧ＰRL，ＰRRを読み込む。その後ステップ４４で荷重バランスＰL/ＰRを算出する。詳しくは、左側の前後のサスシリンダ圧ＰFL，ＰRLを加算して左側のサスシリンダ圧ＰLを求め、右側の前後のサスシリンダ圧ＰFR，ＰRRを加算して右側のサスシリンダ圧ＰRを求めた上で、それらの比を荷重バランスＰL/ＰRとする。
　その後は、第２実施形態のステップ２５～２８と同様に、ステップ４５で荷重バランスＰL/ＰRから左右の供給油量比ＶL/ＶRを算出し、ステップ４６で供給油量比ＶL/ＶRが１以上であるか否かを判定する。そして、ステップ４６の判定がＹesのときには、ステップ４７で左側の供給油量ＶLを固定した上で、供給油量比ＶL/ＶRの条件を満たす値として右側の供給油量ＶRを算出し（供給油量算出部）、これらの供給油量ＶL，ＶRに基づき各油圧ポンプ１６，１７を駆動制御する（供給油量制御部）。またステップ４６の判定がＮoのときには、ステップ４８で右側の供給油量ＶRを固定した上で、供給油量比ＶL/ＶRの条件を満たす値として左側の供給油量ＶLを算出すると共に（供給油量算出部）、各油圧ポンプ１６，１７を駆動制御する（供給油量制御部）。
　続くステップ４９では、リア側のサスシリンダ圧ＰRL，ＰRRの何れかが予め設定された排出開始判定値Ｐ1未満になったか否かを判定する（排出開始判定部）。排出開始判定値Ｐ1は、荷台９からの掘削物の排出開始を判定する閾値である。荷台９の上昇により掘削物が排出され始めると、リア側のサスシリンダ圧ＰRL，ＰRRが急激に減少して排出開始判定値Ｐ1を下回る。このためステップ４９でＹesの判定が下された時点で掘削物の排出が開始されたと見なせ、この場合にはステップ５０に移行する。ステップ５０では、供給油量ＶL，ＶRから予め設定された補正値を減算する。
　図１１は左側のサスシリンダ圧ＰRLが先行して排出開始判定値Ｐ1未満になった場合のサスシリンダ圧ＰF，ＰR及び供給油量ＶL，ＶRの制御状況を示すタイムチャートである。この図に示すように、サスシリンダ圧ＰRLが排出開始判定値Ｐ1未満になった時点で、ステップ５０の処理により供給油量ＶL，ＶLがＬまで減少補正されている。
　その後にステップ５１で上昇角θLが排出上限位置判定値θ1以上になると、ステップ５２で油圧ポンプ１６，１７の流量制御を停止し、ステップ５３で各ホイストシリンダ１１，１２を停止させてルーチンを終了する。
　以上のように本実施形態では、荷台９の傾きと相関する指標として前後左右のサスペンションシリンダ７ｆｌ，７ｆｒ，７ｒｌ，７ｒｒのサスシリンダ圧ＰFL，ＰFR，ＰRL，ＰRRを用いており、サスシリンダ圧ＰFL，ＰFR，ＰRL，ＰRRから求めた荷重バランスＰL/ＰRに応じて左右のホイストシリンダ１１，１２への供給油量比ＶL/ＶR、ひいては供給油量ＶL，ＶRを増減している（ステップ４６～４８）。従って、重複する説明はしないが、ヒンジ１０の負担を軽減して破損を未然に防止することができる。
　しかも、リア側のサスシリンダ圧ＰRL，ＰRRと排出開始判定値Ｐ1との比較に基づき荷台９からの掘削物の排出開始を判定し（ステップ４９）、左右のホイストシリンダ１１，１２への供給油量ＶL，ＶLを減算している（ステップ５０）。上昇中の荷台９から掘削物が排出される以前には荷台９の重心がヒンジ１０よりも前側に位置しているのに対し、掘削物の排出が開始された直後には重心が急激にヒンジ１０の後側に移動する。この重心移動により所謂キックバックと称する現象が引き起こされ、ホイストシリンダ１１，１２に作用する荷重が逆転して車体に過大な負荷が加えられる。
　本実施形態によれば、掘削物の排出開始の時点で供給油量ＶL，ＶRが減少補正されるため、それ以降の荷台９の上昇速度が抑制される。このため、掘削物の排出速度も抑制されて荷台９の重心移動がより緩やかなものとなり、掘削物の排出の際に車体に作用する負荷を軽減できることから、ダンプトラック１の耐久性を向上できるという別の効果も得られる。
　なお、図１０のフローチャート中のステップ４８とステップ４９との間に、許容領域Ｅに関する図８のステップ２９～３１の処理を加えてもよく、重複する説明はしないが、この場合には第２実施形態で述べた作用効果が得られる。
　以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、荷台９上の掘削物に左右方向への偏りが生じた場合を想定したが、例えばダンプトラック１が左右方向の斜面に停車した場合を想定した対策として具体化してもよい。両者は原因が異なるが、何れも荷台９に生じた傾きに起因して左右のホイストシリンダ１１，１２が受ける荷重が不均等になり、これにより左右のホイストシリンダ１１，１２の伸張速度に格差が生じてヒンジ１０への負担が増加する点で共通する。
　そこで、斜面への停車の場合には、水平を基準とした車体フレーム２の左右方向への傾斜角（＝荷台９の左右方向への傾斜角であり、本発明の荷台の傾きに相当）を傾斜角センサ等により検出し、この傾斜角に基づき左右のホイストシリンダ１１，１２への供給油量ＶL，ＶRを増減すればよい。これにより上記各実施形態と同様に、左右のホイストシリンダ１１，１２を略均等に伸張させてヒンジ１０の負担を軽減することができる。
　また上記実施形態では、左右のホイストシリンダ１１，１２の油圧回路を独立して設けたが、これに限るものではない。例えば図１２に示すように、エンジン１３により駆動される単一の油圧ポンプ１６（油圧源）から吐出された作動油を同じく単一の制御弁２０に供給して、昇降操作装置３１の操作に応じて制御弁２０を切り換えるようにしてもよい。そして、この制御弁２０からの作動油を分岐させて１対の電磁比例流量制御弁７１，７２（供給油量調整部）に供給し、これらの流量制御弁７１，７２の開度を供給油量比ＶL/ＶRに応じて制御することにより、左右のホイストシリンダ１１，１２への供給油量ＶL，ＶRを増減させてもよい。この場合でも上記各実施形態と同様の作用効果が得られる。
　１　ダンプトラック
　２　車体フレーム
　３　フロントサスペンション（サスペンション）
　５　リアサスペンション（サスペンション）
　４　前輪（車輪）
　６　後輪（車輪）
　７ｆｌ，７ｆｒ,７ｒｌ，７ｒｒ　サスペンションシリンダ
　９　荷台
　１０　ヒンジ
　１１，１２　ホイストシリンダ
　１３　エンジン（油圧源）
　１５　荷台昇降装置
　１６,１７　油圧ポンプ（油圧源、供給油量調整部）
　２０,２５　制御弁
　３０　コントローラ（供給油量算出部、供給油量制御部、ロール角算出部）
　３１　昇降操作装置
　３３　荷台傾き検出部
　４１ｌ,４１ｒ　ストロークセンサ（荷台傾き検出部）
　５１ｌ,５１ｒ　ホイストシリンダ圧検出センサ（荷台傾き検出部）
　６１ｆｌ,６１ｆｒ,６１ｒｌ,６１ｒｒ サスシリンダ圧検出センサ(荷台傾き検出部)
　７１，７２　電磁比例流量制御弁（供給油量調整部）

Claims (14)

  1. 　車体フレームにヒンジを中心として荷台を昇降可能に連結し、昇降操作装置の操作に応じて油圧源から吐出される作動油の流路を制御弁により切り換えて、車幅方向において前記荷台の左右端部に配置した１対のホイストシリンダにそれぞれ供給し、前記ホイストシリンダの伸張・縮退に応じて荷台を昇降させるダンプトラックの荷台昇降装置において、
    　前記１対のホイストシリンダへの作動油の供給油量を個別に調整可能な供給油量調整部と、
    　前記荷台の車幅方向の傾きを検出する荷台傾き検出部と、
    　前記荷台傾き検出部により検出された前記荷台の傾きに基づき、前記各ホイストシリンダへの作動油の供給油量をそれぞれ算出する供給油量算出部と、
    　前記供給油量算出部により算出された前記各ホイストシリンダへの作動油の供給油量に基づき、前記供給油量調整部を駆動制御する供給油量制御部と
    を備えたことを特徴とするダンプトラックの荷台昇降装置。
  2. 　前記荷台傾き検出部は、前記１対のホイストシリンダのシリンダストロークをそれぞれ検出する１対のストロークセンサを備え、前記１対のストロークセンサにより検出されたシリンダストロークの差に基づき、前記車体フレームに対する前記荷台の傾きを示すロール角を算出するロール角算出部を備える
    ことを特徴とする請求項１に記載のダンプトラックの荷台昇降装置。
  3. 　前記荷台傾き検出部は、前記１対のホイストシリンダのボトム圧をそれぞれ検出する１対のホイストシリンダ圧検出センサを備え、前記１対のホイストシリンダ圧検出センサにより検出された圧力の差に基づき、前記車体フレームに対する前記荷台の傾きを示すロール角を算出するロール角算出部を備える
    ことを特徴とする請求項１に記載のダンプトラックの荷台昇降装置。
  4. 　前記荷台傾き検出部は、前記ダンプトラックの前後左右の４つの車輪のそれぞれを独立懸架する４つのサスペンションを構成する各サスペンションシリンダのボトム圧をそれぞれ検出する４つのサスシリンダ圧検出センサを備え、前記４つのサスシリンダ圧検出センサにより検出された圧力の差に基づき、前記車体フレームに対する前記荷台の傾きを示すロール角を算出するロール角算出部を備える
    ことを特徴とする請求項１に記載のダンプトラックの荷台昇降装置。
  5. 　前記供給油量制御部は、前記ロール角算出部において算出される前記ロール角を制御するための上限閾値である偏り判定値より小さくなるように、前記各供給油量をそれぞれ制御する
    ことを特徴とする請求項２に記載のダンプトラックの荷台昇降装置。
  6. 　前記偏り判定値は、前記荷台の上昇に伴って次第に減少する
    ことを特徴とする請求項５に記載のダンプトラックの荷台昇降装置。
  7. 　前記供給油量算出部は、前記各ボトム圧から前記荷台の車幅方向の荷重バランスを算出し、前記荷重バランスに基づき前記１対のホイストシリンダへの作動油の供給油量の比を算出し、前記供給油量の比として前記各供給油量をそれぞれ算出する
    ことを特徴とする請求項３に記載のダンプトラックの荷台昇降装置。
  8. 　前記供給油量調整部は、前記油圧源として前記１対のホイストシリンダに対応してそれぞれ設けられ、作動油の吐出量を個別に調整可能な１対の可変容量型の油圧ポンプである
    ことを特徴とする請求項１に記載のダンプトラックの荷台昇降装置。
  9. 　前記供給油量調整部は、前記１対のホイストシリンダに対応してそれぞれ設けられ、前記油圧源から供給される作動油の流量を個別に調整可能な１対の流量制御弁である
    ことを特徴とする請求項１に記載のダンプトラックの荷台昇降装置。
  10. 　前記供給油量制御部は、前記ロール角算出部において算出される前記ロール角を制御するための上限閾値である偏り判定値より小さくなるように、前記各供給油量をそれぞれ制御する
    ことを特徴とする請求項３に記載のダンプトラックの荷台昇降装置。
  11. 　前記供給油量制御部は、前記ロール角算出部において算出される前記ロール角を制御するための上限閾値である偏り判定値より小さくなるように、前記各供給油量をそれぞれ制御する
    ことを特徴とする請求項４に記載のダンプトラックの荷台昇降装置。
  12. 　前記偏り判定値は、前記荷台の上昇に伴って次第に減少する
    ことを特徴とする請求項１０に記載のダンプトラックの荷台昇降装置。
  13. 　前記偏り判定値は、前記荷台の上昇に伴って次第に減少する
    ことを特徴とする請求項１１に記載のダンプトラックの荷台昇降装置。
  14. 　前記供給油量算出部は、前記各ボトム圧から前記荷台の車幅方向の荷重バランスを算出し、前記荷重バランスに基づき前記１対のホイストシリンダへの作動油の供給油量の比を算出し、前記供給油量の比として前記各供給油量をそれぞれ算出する
    ことを特徴とする請求項４に記載のダンプトラックの荷台昇降装置。
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