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JP2000326742A - 連結車両の前後輪負荷分担制御装置 - Google Patents

連結車両の前後輪負荷分担制御装置

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Publication number
JP2000326742A
JP2000326742A JP11140268A JP14026899A JP2000326742A JP 2000326742 A JP2000326742 A JP 2000326742A JP 11140268 A JP11140268 A JP 11140268A JP 14026899 A JP14026899 A JP 14026899A JP 2000326742 A JP2000326742 A JP 2000326742A
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JP
Japan
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axle
rotation
vehicle
rotation speed
difference
Prior art date
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Pending
Application number
JP11140268A
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English (en)
Inventor
Nobuki Hasegawa
信樹 長谷川
Hitoshi Nakanishi
均 中西
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
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Priority to GB0011360A priority patent/GB2352488B/en
Priority to US09/572,934 priority patent/US6336069B1/en
Priority to DE10024743A priority patent/DE10024743A1/de
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 連結車両の運転操作性が良く、駆動装置の耐
久性を向上させる連結車両の前後輪負荷分担制御装置を
提供する 【解決手段】 前部車両1と後部車両3が連結され、イ
ンタアクスルデフロック91を備えた連結車両の前後輪
負荷分担制御装置において、交叉角検出センサ33と、
前車軸回転センサ31と、後車軸回転センサ32と、交
叉角信号と、回転信号とに応じてインタアクスルデフロ
ック71を作動させる制御手段20,20a,20b,
36とを、備えたことを特徴とする連結車両の前後輪負
荷分担制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、連結車両の前後輪
負荷分担制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】連結式の車両、例えば、図5に示すよう
なアーティキュレート式ダンプトラックは、運転室を有
する前部車体1と排土自在なダンプボデイ5を有する後
部車体3との連結部にアーテイキュレート用の垂直軸を
有すると共に、前後方向の水平軸を備えており、この水
平軸回りに回動可能、すなわちオシレーションを可能と
して走行時の前後輪の接地性を向上し、車体の安定性を
良好にしている。
【0003】前輪2を有する前部車体1と、後輪4を有
する後部車体3とはオシレーション装置である連結装置
10により連結されている。前部車体1には運転室が設
けられ、後部車体3には土砂等を積載するダンプボデイ
5が搭載されており、排土時には細い2点鎖線に示すよ
うにダンプボデイ5を図示しないダンプシリンダにより
後方にダンプして排土する。
【0004】図6は図5のP部である連結装置10の斜
視図である。前部車体1には連結部材11の一端が矢印
のように前後方向の水平軸X−X回りに回動可能、すな
わちオシレーション可能に取着されており、連結部材1
1の他端には、後部車体フレーム7が垂直軸Y−Y回り
に回動可能に取着されている。
【0005】図7はアーティキュレート式ダンプトラッ
クの平面図である。走行中、旋回する場合には図7に示
すように、前部車体1を垂直軸Y−Y(図6参照)回り
に細い2点鎖線に示すように右あるいは左に回動させ、
旋回するようになっている。
【0006】このような、アーティキュレート式ダンプ
トラックの駆動装置は、図8に示すように全ての車輪を
駆動する全輪駆動になっており、その駆動装置には、前
輪2と後輪4の回転差を吸収するためのインタアクスル
デフ53と、軟弱地で前輪2又は後輪4がスリップする
のを防止するために、前輪2と後輪4が回転差なく駆動
できるようにインタアクスルデフ53をロックするイン
タアクスルデフロック71とが設けられている。また、
左右の車輪の回転差を吸収するためのフロントデフ53
及びリアデフ56,58と、軟弱地で左右の一方の車輪
がスリップするのを防止するために、右輪と左輪が回転
差なく駆動できるようにフロントデフ53又はリアデフ
56,58をロックするデフロック72,73,74が
設けられている。
【0007】次に、駆動装置の詳細を説明する。エンジ
ン50の出力軸はトルクコンバータ51aの入力軸と接
続し、トルクコンバータ51aの出力軸はトランスミッ
ション51の入力軸と接続し、トランスミッション51
の出力軸は出力を前車軸91と後車軸である前部リアア
クスル92及び後部リアアクスル93に分けて伝達する
トランスファ装置52とが接続している。そして、トラ
ンスファ装置52は前側でフロントプロペラシャフト9
5を介して前車軸91に、後側でリア第1プロペラシャ
フト96とリア第2プロペラシャフト94を介して前部
リアアクスル92に接続して、エンジン50の出力をト
ランスファ装置52内部のギヤにより分けて最終的に前
輪2と後輪4に伝える。前部リアアクスル92及び後部
リアアクスル93はそれぞれのギアボックス55及びギ
アボックス57と後部リアプロペラシャフト97とを介
して接続している。
【0008】トランスファ装置52には入力を前輪2と
後輪4への出力に分けて伝達し、また、前輪2と後輪4
との回転差を吸収するために差動装置であるインタアク
スルデフ53が設けられ、さらに、インタアクスルデフ
53を固定して差動装置を非作動状態にするインタアク
スルデフロック71が設けられている。
【0009】インタアクスルデフ53の前側は差動装置
であるフロントデフ54に接続している。さらに、フロ
ントデフ54を固定して差動装置を非作動状態にするフ
ロントデフロック72が設けられている。フロントデフ
54の出力軸は左右の終減速装置84に接続し、終減速
装置84には前輪2が装着されている。また、前車軸9
1には前輪2を制動するフロントブレーキ81が設けら
れている。
【0010】インタアクスルデフ53の後側は一方の後
車軸である前部リアアクスル92のギアボックス55を
介して差動装置である前部リアデフ56に接続してい
る。さらに、前部リアデフ56を固定して差動装置を非
作動状態にする前部リアデフロック73が設けられてい
る。前部リアデフ56の出力軸は左右の終減速装置85
に接続し、終減速装置85には後輪4が装着されてい
る。また、前部リアアクスル92には後輪4を制動する
前部リアブレーキ82が設けられている。
【0011】前部リアアクスル92はギアボックス5
5、57を介して他方の後車軸である後部リアアクスル
93の差動装置である後部リアデフ58に接続してい
る。さらに、後部リアデフ58を固定して差動装置を非
作動状態にする後部リアデフロック74が設けられてい
る。後部リアデフ58の出力軸は左右の終減速装置86
に接続し、終減速装置86には後輪4が装着されてい
る。また、後部リアアクスル93には後輪4を制動する
後部リアブレーキ83が設けられている。
【0012】各差動装置を非作動状態にするインタアク
スルデフロック71、フロントデフロック72、前部リ
アデフロック73、後部リアデフロック74はそれぞれ
の差動装置のギア53a,54a,56a,58aと一
方のピニオンギア53b,54b,56b,58bとを
油圧クラッチなどの手段により固定する。例えば、イン
タアクスルデフロック71のインタアクスルデフロック
クラッチ71cを油圧により結合してギア53aとピニ
オン53bを固定する。従って、インタアクスルデフロ
ック71、フロントデフロック72、前部リアデフロッ
ク73、後部リアデフロック74が作動すると、それぞ
れの差動装置のギア53a,54a,56a,58aと
一方のピニオンギア53b,54b,56b,58b
と、他方のピニオンギア53c,54c,56c,58
cとは固定され、相互の回転差は発生しない。
【0013】そして、このようなアーティキュレート式
ダンプトラックが走行中に旋回する場合には、図9に示
すように、前部車体1と後部車体3とは連結部10にて
交叉し、交叉角はSaとなる。一般に、このようなアー
ティキュレート式ダンプトラックでは前部車体1より、
後部車体3の方が長さが長いので、前輪2の中心軸と連
結部10との距離L1より、後輪4の中心軸と連結部1
0との距離L2の方が長くなっており、旋回中心Coよ
りの前輪2の外側旋回半径R1の方が後輪4の外側旋回
半径R3より大きく、旋回中心Coよりの前輪2の内側
旋回半径R2の方が後輪4の内側旋回半径R4より大き
くなる。
【0014】また、当然、前輪2、後輪4のそれぞれの
外側旋回半径R1、R3の方が内側旋回半径R2、R4
より大きくなる。従って、連結車両が走行中に旋回する
場合には、前輪の2外側車輪2oと内側車輪2iとは回
転速度差が生じ、後輪の4外側車輪4oと内側車輪4i
とは回転速度差が生じるが、回転速度差はフロントデフ
53およびリアデフ56により吸収される。そして、前
車軸91へのフロントプロペラシャフト95は前輪2の
外側車輪2oと内側車輪2iとの平均回転速度に応じた
回転速度になり、後車軸92へのリア第1プロペラシャ
フト96は後輪4の外側車輪4oと内側車輪4iとの平
均回転速度に応じた回転速度となる。
【0015】しかし、旋回中心Coよりの前輪2の外側
旋回半径R1の方が後輪4の外側旋回半径R3より大き
く、旋回中心Coよりの前輪2の内側旋回半径R2の方
が後輪4の内側旋回半径R4より大きいので、前車軸9
1へのフロントプロペラシャフト95の回転数の方が後
車軸92へのリア第1プロペラシャフト96の回転速度
より大きくなり、フロントプロペラシャフト95と後車
軸へのリア第1プロペラシャフト96とは回転速度差が
生じる。この回転速度差はインタアクスルデフ53によ
り吸収される。従って、連結式の車両であるアーティキ
ュレート式ダンプトラックは、走行中に旋回しても、前
車軸91の回転速度と後車軸92の回転速度との間の回
転速度差による負荷が駆動装置に発生することなくスム
ーズに旋回が出来る。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、泥濘地
や、荒れ地をこのような連結式の車両であるアーティキ
ュレート式ダンプトラックが走行中に旋回する場合、前
車軸91と後車軸92の回転速度差をインタアクスルデ
フ53により吸収して走行していても、路面の状態がぬ
かるんでいると車輪と路面との摩擦力が低下し、せっか
く全輪駆動であっても駆動力が路面に伝わらず、例え
ば、前輪がスリップしてしまい、前車軸91は空転して
しまう。すると、車両は前部車体1が後車軸92の駆動
力により後部車体3の向いている方向へ押され、旋回し
ないことになる。また、駆動力が、前車軸91を空転さ
せ、すなわち、前輪2をスリップさせることに使われ、
車両が進むことには使われず、無駄になってしまう。
【0017】このような場合には、前車軸91又は後車
軸92が空転するのを防止するために、前車軸91と後
車軸92が回転速度差なく駆動できるようにインタアク
スルデフ53をロックするインタアクスルデフロック7
1を作動させれば良いのであるが、運転者が頻繁にイン
タアクスルデフロック71を作動させたり、非作動とさ
せたりする操作を行うのは面倒であり、荒れ地や泥濘地
での車両の旋回操作に専念できず、走行が不安定にな
り、車両の操作性が悪くなる。
【0018】また、インタアクスルデフロック71を作
動させる時期が適当でなく硬い路面で作動させると差動
機構が働かず前車軸91と後車軸92との回転速度差が
吸収されないので駆動装置に無理な負荷が加わり、駆動
装置の歯車やベアリングやプロペラシャフトの耐久性が
低下したり、タイヤが無理に回されてスリップし、タイ
ヤの摩耗が増大したりする。
【0019】本発明は、上記の問題点に着目してなされ
たものであり、連結車両の運転操作性が良く、駆動装置
の耐久性を向上させる連結車両の前後輪負荷分担制御装
置を提供することを目的としている。
【0020】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、第1の発明は、前部車両と後部車
両が連結され、前車軸と後車軸との間に前車軸と後車軸
の回転差をなくすためのインタアクスルデフロックを備
えた連結車両の前後輪負荷分担制御装置において、前部
車両と後部車両の交叉角を検出する交叉角検出センサ
と、前車軸の回転を検出する前車軸回転センサと、後車
軸の回転を検出する後車軸回転センサと、交叉角検出セ
ンサからの交叉角信号と、前車軸回転センサからの回転
信号と、後車軸回転センサからの回転信号とに応じてイ
ンタアクスルデフロックを作動させる制御手段とを、備
えた構成としている。
【0021】第1の発明によると、連結式車両を泥濘地
などの荒れ地で走行中に旋回する場合に、前車軸と後車
軸の回転速度差と交叉角に応じてインタアクスルデフロ
ックを自動的に作動させるので、前車軸又は後車軸が空
転することがなく、車輪がスリップすることがないの
で、車両はスムーズに旋回できる。従って、連結車両の
運転操作性が向上する。また、適正に、前車軸と後車軸
の間の差動装置であるインタアクスルデフが自動的に作
動し、前車軸と後車軸の回転速度差を吸収するので連結
車両の駆動装置の耐久性が向上する。
【0022】第2の発明は、前部車両と後部車両が連結
され、前車軸と後車軸との間に前車軸と後車軸の回転差
をなくすためのインタアクスルデフロックを備えた連結
車両の前後輪負荷分担制御装置において、前部車両と後
部車両の交叉角を検出する交叉角検出センサと、前車軸
の回転を検出する前車軸回転センサと、後車軸の回転を
検出する後車軸回転センサと、交叉角検出センサからの
交叉角信号と、前車軸回転センサからの回転信号と、後
車軸回転センサからの回転信号とにより、前車軸と後車
軸の回転速度差と、交叉角に応じた前車軸と後車軸の回
転速度差の理論値とを求め、又は前車軸と後車軸の回転
速度比と、交叉角に応じた前車軸と後車軸の回転速度比
の理論値とを求め、回転速度差と回転速度差の理論値と
の差の絶対値が第1の回転速度差閾値を越える場合、又
は回転速度比と回転速度比の理論値との差の絶対値が第
1の回転速度比閾値を越える場合にはインタアクスルデ
フロックを作動させる制御手段とを、備えた構成として
いる。
【0023】第2の発明によると、連結式車両を泥濘地
などの荒れ地で走行中に旋回する場合に、前車軸と後車
軸の回転速度差と交叉角に応じた前車軸と後車軸の回転
速度差の理論値とを求め、又は前車軸と後車軸の回転速
度比と交叉角に応じた前車軸と後車軸の回転速度比の理
論値とを求め、回転速度差と回転速度差の理論値との差
の絶対値が第1の回転速度差閾値を越える場合、又は回
転速度比と回転速度比の理論値との差の絶対値が第1の
回転速度比閾値を越える場合にはインタアクスルデフロ
ックを自動的に作動させるので、前車軸又は後車軸が空
転することがなく、車輪がスリップすることがないの
で、車両はスムーズに旋回できる。従って、連結車両の
運転操作性が向上する。また、回転速度差と回転速度差
の理論値との差の絶対値が第1の回転速度差閾値を越え
ない場合、又は回転速度比と回転速度比の理論値との差
の絶対値が第1の回転速度比閾値を越えない場合には、
インタアクスルデフロックが作動することがないので、
適正に、前車軸と後車軸の間の差動装置であるインタア
クスルデフが作動し、前車軸と後車軸の回転速度差を吸
収するので連結車両の駆動装置の耐久性が向上する。
【0024】第3の発明は、第2の発明の連結車両の前
後輪負荷分担制御装置において、制御手段は、さらに、
回転速度差と回転速度差の理論値との差の絶対値が第1
の回転速度差閾値より大きな第2の回転速度差閾値を越
える場合、又は回転速度比と回転速度比の理論値との差
の絶対値が第1の回転速度比閾値より大きな第2の回転
速度比閾値を越える場合には連結車両のエンジン回転を
所定値下げる信号を出力する制御手段である構成として
いる。
【0025】第3の発明によると、第2の発明の効果に
加えて、回転速度差と回転速度差の理論値との差の絶対
値が第1の回転速度差閾値より大きな第2の回転速度差
閾値を越える場合、又は回転速度比と回転速度比の理論
値との差の絶対値が第1の回転速度比閾値より大きな第
2の回転速度比閾値を越える場合には連結車両のエンジ
ン回転を自動的に下げるので、前車軸又は後車軸の回転
速度が下がり、その分前車軸又は後車軸の空転が減少
し、タイヤの摩耗が低減でき、エンジンの燃料消費量が
低減できる。
【0026】第4の発明は、第2又は第3の発明の連結
車両の前後輪負荷分担制御装置において、制御手段は、
インタアクスルデフロックの作動信号の大きさを段階的
に増減させる構成としている。
【0027】第4の発明によると、第2又は第3の発明
の効果に加えて、インタアクスルデフロックを段階的に
作動させるので、連結車両に対するショックが低減で
き、インタアクスルデフロックの作動、非作動が繰り返
されるハンチングを防止できる。従って、スムーズな運
転操作性を提供できる。
【0028】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態を
図を参照しながら説明する。なお、従来例で説明した部
分は同一の符号を付け説明を省略する。
【0029】図1〜3に基づいて第1実施形態を説明す
る。図1は本発明の連結車両の前後輪負荷分担制御装置
のハード構成ブロック図を示したものである。トランス
ミッション20aは運転者の操作する図示しない変速レ
バーよりの変速信号に応じトランスミッション51の変
速度段を選択している。
【0030】前部車体1に配置されているトランスミッ
ションコントローラ20aには、同じく前部車体1に配
置されているブレーキコントローラ20bからのインタ
アクスルデフロック信号が入力される信号ラインS1が
接続されている。そして、トランスミッション51に配
置されているインタアクスルデフロックバルブ36に
は、トランスミッションコントローラ20aからインタ
アクスルデフロックバルブ36を作動させる信号を送信
する信号ラインS2が接続されている。
【0031】インタアクスルデフロックバルブ36は電
磁比例制御弁で電流値の大きさに応じてバルブの開口を
制御し、圧油の圧力を制御している。そして、インタア
クスルデフロックバルブ36はトランスミッション51
に接続しているトランスファ装置52に設けられている
インタアクスルデフロック71のインタアクスルデフロ
ッククラッチ71cに油路37を介して圧油を供給し、
インタアクスルデフロック71を作動させる。
【0032】ブレーキコントローラ20bには前車軸9
1の入力軸の回転速度Nfを検出するためにトランスフ
ァ装置52の前側の出力軸近傍に設けた前車軸回転セン
サ31からの回転信号が入力される信号ラインS3と、
トランスファ装置52の後側の出力軸近傍に設けた後車
軸92の回転速度Nrを検出するための後車軸回転セン
サ32からの回転信号とが入力される信号ラインS4と
が接続されている。
【0033】前車軸回転センサ31と後車軸回転センサ
32は、例えば、非接触形の電磁式センサあるいは光電
式センサであり、トランスファ装置52の前後の出力軸
の回転数を常時検出している。
【0034】また、ブレーキコントローラ20bには前
部車体1と後部車体3の連結部10の近傍に設けた交叉
角センサ33からの交叉角信号が入力される信号ライン
S5が接続されている。
【0035】交叉角センサ33は、例えば、ポテンショ
メータであり、連結部10の垂直軸Y−Yに回転中心を
合わせて設けられ、前部車体1と後部車体3の交叉角を
検出している。
【0036】ブレーキコントローラ20bは回転信号の
ノイズをカットするフィルタ処理を行い、前車軸91と
後車軸92の回転速度を常時モニタしている。そして、
ブレーキコントローラ20bは後述するように回転信号
と交叉角信号とに応じてトランスミッションコントロー
ラ20aにはインタアクスルデフロック信号を送信し、
前部車体1に配置されたエンジンコントローラ20cに
は、後述するエンジンスロットル修正信号を送信してい
る。
【0037】エンジンコントローラ20cには運転者が
操作するアクセルペダル34からのアクセル信号が入力
される信号ラインS6が接続されている。エンジンスロ
ットル制御装置20dには、アクセル信号に応じて、燃
料の供給量と燃料噴射時期とを制御してエンジンの回転
速度を制御するエンジンスロットル信号をエンジンコン
トローラ20cから送信する信号ラインS7が接続され
ている。エンジン50に配置されたエンジンスロットル
制御装置20dはエンジンスロットル信号に応じてエン
ジン50の回転速度を制御している。また、エンジンコ
ントローラ20cにはブレーキコントローラ20bから
エンジンスロットル修正信号が入力される信号ラインS
8が接続されている。
【0038】トランスミッションコントローラ20a、
ブレーキコントローラ20b、エンジンコントローラ2
0cは、それぞれ、マイクロコンピュータ又は高速数値
演算装置等の演算処置装置により構成されており、後述
する閾値等を記憶しておく所定の書換え可能なメモリ2
0am、20bm、20cm(いわゆるRAM)をそれ
ぞれ有している。
【0039】以上、説明したように、トランスミッショ
ンコントローラ20aと、ブレーキコントローラ20b
と、インタアクスルデフロックバルブ36とは、トラン
スミッション51に接続しているトランスファ装置52
に設けられているインタアクスルデフロック71を作動
させる制御手段を構成している。
【0040】また、さらに、エンジンコントローラ20
cを前記制御手段に加えた構成はインタアクスルデフロ
ック71を作動させる機能に加えて、エンジン50の回
転数を制御する制御手段を構成している。また、制御手
段は前記のような別々のコントローラではなく、それぞ
れの機能を備えた一体型のコントローラとしても良いこ
とはもちろんである。
【0041】次に、第1実施形態の連結車両の前後輪負
荷分担制御装置の作用を図2のフローチャートにより説
明する。
【0042】まず、ステップS101で、トランスミッ
ションコントローラ20aでは、指令値iが「0」に初
期化される。指令値iはインタアクスルデフロックバル
ブ36へ送られる電流の大きさを決める値であり、この
電流によりインタアクスルデフロックバルブ36よりイ
ンタアクスルデフロッククラッチ71cへの圧油の圧力
を定めている。次に、ステップS102では前車軸回転
センサ31からの回転信号と後車軸回転センサ32から
の回転信号とから、それぞれ前車軸91の回転速度とな
るフロントプロペラシャフト95の回転速度である前車
軸回転速度Nfと、後車軸92の回転速度となるリア第
1プロペラシャフト96の回転速度である後車軸回転速
度Nrとを演算する。
【0043】次に、ステップS103では交叉角Saを
検出する交叉角センサ33からの交叉角信号により前部
車体1と後部車体3との交叉角Saを演算する。
【0044】ステップS104では、ステップS102
及びステップS103で演算された前車軸回転速度Nf
と後車軸回転速度Nrと交叉角Saとにより、前車軸回
転速度Nfと後車軸回転速度Nrとの回転速度差ΔN、
つまり、ΔN=|Nf−Nr|を演算するか、又は前車
軸回転速度Nfと後車軸回転速度Nrとの回転速度比
γ、つまり、γ=Nf/Nrを演算する。さらに、交叉
角Saにおける理論的な回転速度差である回転速度差理
論値ΔN0、又は交叉角Saにおける理論的な回転速度
比である回転速度比理論値γ0を演算する。
【0045】回転速度差理論値ΔN0又は回転速度比理
論値γ0はブレーキコントローラ20bのメモリ20b
mに、交叉角Saにおける回転速度差理論値ΔN0又は
回転速度比理論値γ0を定めたテーブルを記憶させてお
き、このテーブルにより決定しても良い。
【0046】例として、連結車両が走行中に、交叉角S
aが25度であるとき、図9に示す前輪2の外側のタイ
ヤの旋回半径R1が14.02m、内側のタイヤの旋回
半径R2が10.62m、後輪4の外側のタイヤの旋回
半径R3は13.44m、内側のタイヤの旋回半径R2
は10.04mである車両では前輪の平均旋回半径は1
2.32mであり、後輪の平均旋回半径は11.74m
となる。従って、前車軸91と後車軸92の入力軸すな
わちフロントプロペラシャフト95,96と前輪2、後
輪4との間の総減速比を20、前輪2の外側タイヤの回
転速度が66rpmとすると内側のタイヤの回転速度は
50rpm、後輪4の外側タイヤの回転速度は63rp
m、内側のタイヤの回転速度は47rpmなので前車軸
91の回転速度Nfは1160rpm、後車軸92の回
転速度Nrは1100rpmとなる。従って、この時の
理論的な回転速度差である回転速度差理論値ΔN0は6
0rpmとなり、理論的な回転速度比である回転速度比
理論値γ0はγ0=12.32/11.74=1.05
となる。
【0047】次に、ステップS105では、ステップS
104で演算した回転速度差ΔN又は回転速度比γによ
り、この回転速度差ΔN又は回転速度比γが発生してい
る状態でインタアクスルデフロック71を作動させた時
のインタアクスルデフロッククラッチ71cの熱負荷Q
cを演算する。熱負荷Qcは回転速度差ΔN又は回転速
度比γにより定まる関数Fqによって決定される。関数
Fqは車両の走行試験を行い、回転速度差ΔN又は回転
速度比γによって発生するインタアクスルデフロックク
ラッチ71cの発熱温度の実測値をもとにして定めてい
る。
【0048】次に、ステップS106で回転速度差ΔN
と回転速度差理論値ΔN0との差の絶対値|ΔN−ΔN
0|と回転速度差の後述する第2の回転速度差閾値αを
比較する演算を行うか、又は回転速度比γと回転速度比
理論値γ0との差の絶対値|γ−γ0|と回転速度比の
後述する第2の回転速度比閾値α0を比較する演算を行
う。閾値α又はα0はブレーキコンローラ20bのメモ
リ20bmに記憶されている。
【0049】そして、回転速度差ΔNと回転速度差理論
値ΔN0との差の絶対値|ΔN−ΔN0|が第2の回転
速度差閾値αを越えている場合、又は回転速度比γと回
転速度比理論値γ0との差の絶対値|γ−γ0|が第2
の回転速度比閾値α0を越えている場合はステップS1
07に移行する。又、回転速度差ΔNと回転速度差理論
値ΔN0との差の絶対値|ΔN−ΔN0|が第2の回転
速度差閾値αを越えていない場合、又は回転速度比γと
回転速度比理論値γ0との差の絶対値|γ−γ0|が第
2の回転速度比閾値α0を越えていない場合はステップ
S108に移行する。
【0050】ステップS107ではエンジンスロットル
修正要求信号をブレーキコントローラ20bからエンジ
ンコントローラ20cに送信する。すると、エンジンコ
ントローラ20cはエンジンスロットル制御装置20d
にエンジンスロットル修正信号を送信する。
【0051】そして、エンジンスロットル制御装置20
dはエンジン回転速度をブレーキコンローラ20bのメ
モリ20bmに記憶されている所定値、例えば100r
pm下げるように制御を行う。
【0052】すると、エンジンの回転速度が自動的に所
定値下がるので、その分前車軸と後車軸の回転速度が下
がり、泥濘地で空転を起こしている車軸は空転が減少す
る。従って、前輪2、又は、後輪4のスリップが減少
し、駆動力が増加し、車両は安定して走行する。また、
その結果、タイヤの摩耗は減少し、エンジンの無駄な回
転が減少し、燃料消費量が低減し、燃費が向上する。
【0053】ステップS108ではインタアクスルデフ
ロッククラッチの熱負荷Qcと熱負荷の閾値λと比較を
行い、熱負荷Qcが熱負荷の閾値λを越えている場合に
はステップS109に移行し、熱負荷Qcが熱負荷の閾
値λを越えていない場合にはステップS110に移行す
る。閾値λはブレーキコンローラ20bのメモリ20b
mに記憶されている。
【0054】前記ステップS108ではインタアクスル
デフロッククラッチ71cの結合力を越える力が働いて
インタアクスルデフロッククラッチ71cが滑っている
ことにより発生する熱Qcが許容値である閾値λを超え
ているか否かを判定している。
【0055】ステップS109では指令値iをi=0と
する処理を行い、ステップS102に移行する。指令値
iをi=0とするのはインタアクスルデフロック71が
作動している状態で、インタアクスルデフロッククラッ
チ71cの負荷が大きく、発熱量が大きくなる場合に
は、インタアクスルデフロック71を作動させる指令値
iを0としてインタアクスルデフロック71を解除し、
インタアクスルデフロッククラッチ71cを保護するた
めである。
【0056】ステップS110では車輪のスリップの有
り又は無しを判断するため、回転速度差ΔNと回転速度
差理論値ΔN0との差の絶対値|ΔN−ΔN0|と回転
速度差の後述する第1の回転速度差閾値βを比較する演
算を行うか、又は回転速度比γと回転速度比理論値γ0
との差の絶対値|γ−γ0|と回転速度比の後述する第
1の回転速度比閾値β0を比較する演算を行う。閾値β
又はβ0はブレーキコンローラ20bのメモリ20bm
に記憶されている。
【0057】ここで、所定の閾値である第2の回転速度
差閾値αは第1の回転速度差閾値βよりも大きな値と
し、第2の回転速度比閾値α0は第1の回転速度比閾値
β0よりも大きな値としている。
【0058】そして、回転速度差ΔNと回転速度差理論
値ΔN0との差の絶対値|ΔN−ΔN0|が第1の回転
速度差閾値βを越えている場合、又は回転速度比γと回
転速度比理論値γ0との差の絶対値|γ−γ0|が第1
の回転速度比閾値β0を越えている場合はステップS1
11に移行する。又、回転速度差ΔNと回転速度差理論
値ΔN0との差の絶対値|ΔN−ΔN0|が第1の回転
速度差閾値βを越えていない場合、又は回転速度比γと
回転速度比理論値γ0との差の絶対値|γ−γ0|が第
1の回転速度比閾値β0を越えていない場合はステップ
S113に移行する。
【0059】ステップS111では車輪にスリップが有
り、前車軸91か後車軸92のどちらかが空転している
として、ブレーキコントローラ20bよりトランスミッ
ションコントローラ20aにインタアクスルデフロック
71を作動させるインタアクスルデフロック信号を送信
する。
【0060】次に、ステップS112ではインタアクス
ルデフロック71を作動させるインタアクスルデフロッ
ク信号を受けてトランスミッションコントローラ20a
は指令値をi=i+Δiとして、指令値iの値を所定値
Δiだけ増加させ、インタアクスルデフロックバルブ3
6へ指令値i+Δiに応じた大きさの電流を流す。所定
値Δiはトランスミッションコンローラ20aのメモリ
20amに記憶されている。
【0061】インタアクスルデフロックバルブ36は指
令値i+Δiに応じた大きさの電流により定まる圧力の
圧油をインタアクスルデフロック71に流しインタアク
スルデフロック71を作動させる。インタアクスルデフ
ロック71のインタアクスルデフロッククラッチ71c
は圧油の圧力に応じた力で結合される。
【0062】次に、ステップS102に戻って以上と同
じ処理を繰返す。
【0063】また、ステップS113では車輪のスリッ
プは無く、前車軸91及び後車軸92のどちらも空転し
ていないとして、ブレーキコントローラ20bよりトラ
ンスミッションコントローラ20aにインタアクスルデ
フロック71を作動させるインタアクスルデフロック信
号を切りOFFとする。
【0064】次に、ステップS114ではインタアクス
ルデフロック信号がOFFとなり切れたことを受けてト
ランスミッションコントローラ20aは指令値をi=i
−Δiとして、指令値iの値を所定値Δiだけ減少さ
せ、インタアクスルデフロックバルブ36へ指令値i−
Δiに応じた大きさの電流を流す。インタアクスルデフ
ロックバルブ36はインタアクスルデフロック71に流
しているインタアクスルデフロック71を作動させる圧
油をこの電流に応じて圧力を減少させる。インタアクス
ルデフロック71のインタアクスルデフロッククラッチ
71cは圧油の圧力に応じて結合力を減少させる。
【0065】次に、ステップS102に戻って以上と同
じ処理を繰返す。
【0066】よって、図9に示したように連結式車両を
泥濘地などの荒れ地で走行中に旋回する場合に、前車軸
91と後車軸92との回転速度差が生じるが回転速度差
の理論値との差の絶対値が所定値を越える場合、又は回
転速度比と回転速度比の理論値との差の絶対値が所定値
を越える場合は、インタアクスルデフロック71を自動
的に作動させるので、前車軸91又は後車軸92が空転
することがなく、前車輪2又は後車輪4がスリップする
ことがないので、車両はスムーズに旋回できる。従っ
て、連結車両の運転操作性が向上する。また、前車軸9
1と後車軸92との回転速度差と回転速度差の理論値と
の差の絶対値が所定値を越えない場合、又は回転速度比
と回転速度比の理論値との差の絶対値が所定値を越えな
い場合は、インタアクスルデフロック71が作動するこ
とがないので、連結車両の駆動装置の耐久性が向上す
る。
【0067】前記のステップ111とステップ112で
トランスミッションコントローラ20aにインタアクス
ルデフロック信号を送信すると図3の(b)に示すよう
にインタアクスルデフロック信号はONとなり、指令値
i=0である場合は図3の(a)に示すように指令値i
はΔiとなる。そして、図3に示すように指令値iは時
間t1からt2の間、インタアクスルデフロック信号が
ONとなっても、このフローチャートで示す処理の処理
サイクル時間Δt、例えば0.1秒ごとに所定値Δiず
つ段階的に増加させ、又、時間t2からt3の間、イン
タアクスルデフロック信号がOFFとなっても、処理サ
イクル時間Δtごとに所定値Δiだけ段階的に減少する
ように処理を行っている。従って、インタアクスルデフ
ロック信号がONとなっても、指令値iは急激に増加す
ることはないので、インタアクスルデフロック71が急
激に作動することにはならないし、インタアクスルデフ
ロック信号がOFFとなっても、指令値iは急激に0と
なることはないので、インタアクスルデフロック71は
急激に非作動とはならない。
【0068】これはインタアクスルデフロック71のイ
ンタアクスルデフロッククラッチ71cへの圧油の圧力
が急変することで車両にショックがでることを防止し、
駆動装置にも衝撃が加わらないようにするためである。
又、インタアクスルデフロック71が作動、非作動を短
時間に繰返すいわゆるハンチング現象が起きることもな
い。従って、車両の駆動装置の耐久性が向上し、運転操
作性が向上する。
【0069】つまり、インタアクスルデフロック71の
インタアクスルデフロッククラッチ71cを滑らないよ
うに結合するための圧油の圧力が例えば30kg/cm
である場合にはいきなり圧力を0kg/cmから3
0kg/cmにするのではなく、例えば、5kg/c
とし、0.1秒後においてもインタアクスルデフロ
ック信号がONであれば10kg/cmとすることで
圧油の圧力を段階的に増加させている。これは、減小さ
せる場合も同様としている。なお、増加時に最大圧力
(例えば30kg/cm)になったら、又は減少時に
最小圧力(例えば0kg/cm)になったら、その圧
力を保持する。
【0070】次に、第2実施形態を図4により説明す
る。なお、第1実施形態と同じ構成要素については同一
の符号を用いるとともに、その詳細な説明を省略する。
図4は第2実施形態の連結車両の前後輪負荷分担制御装
置のハード構成ブロック図を示したものである。
【0071】前部車体1に配置されているコントローラ
20から、トランスミッション51に配置されているイ
ンタアクスルデフロックバルブ36には、インタアクス
ルデフロックバルブ36を作動させる信号を送信する信
号ラインS2が接続されている。
【0072】コントローラ20には前車軸91の入力軸
の回転速度Nfを検出するためにトランスファ装置52
の前側の出力軸近傍に設けた前車軸回転センサ31から
の回転信号が入力される信号ラインS3と、トランスフ
ァ装置52の後側の出力軸近傍に設けた後車軸92の回
転速度Nrを検出するための後車軸回転センサ32から
の回転信号とが入力される信号ラインS4とが接続され
ている。
【0073】また、コントローラ20には前部車体1と
後部車体3の連結部10の近傍に設けた交叉角センサ3
3からの交叉角信号が入力される信号ラインS5が接続
されている。
【0074】コントローラ20は回転信号のノイズをカ
ットするフィルタ処理を行い、前車軸91と後車軸92
の回転速度を常時モニタしている。そして、コントロー
ラ20は後述するように回転信号と交叉角信号とに応じ
てインタアクスルデフロックバルブ36を作動させる信
号を送信し、前部車体1に配置されたエンジンコントロ
ーラ20cには、エンジンスロットル修正信号を送信し
ている。
【0075】また、エンジンコントローラ20cにはコ
ントローラ20からエンジンスロットル修正信号が入力
される信号ラインS8が接続されている。
【0076】コントローラ20はマイクロコンピュータ
又は高速数値演算装置等の演算処置装置により構成され
ており、閾値等を記憶しておく所定の書換え可能なメモ
リ20m(いわゆるRAM)を有している。
【0077】以上、説明したように、コントローラ20
と、インタアクスルデフロックバルブ36とは、トラン
スミッション51に接続しているトランスファ装置52
に設けられているインタアクスルデフロック71を作動
させる制御手段を構成している。
【0078】また、さらに、エンジンコントローラ20
cを前記制御手段に加えた構成はインタアクスルデフロ
ック71を作動させる機能に加えて、エンジン50の回
転数を制御する制御手段を構成している。また、制御手
段は前記のような別々のコントローラではなく、それぞ
れの機能を備えた一体型のコントローラとしても良いこ
とはもちろんである。
【0079】次に、第2実施形態の連結車両の前後輪負
荷分担制御装置の作用を図2のフローチャートにより説
明する。なお、第1実施形態と同様の作用については説
明を省略する。
【0080】まず、ステップS101で、コントローラ
20では、指令値iが「0」に初期化される。
【0081】ステップS102〜S106での作用は第
1実施形態と同様である。回転速度差理論値ΔN0又は
回転速度比理論値γ0はコントローラ20のメモリ20
mに、交叉角Saにおける回転速度差理論値ΔN0又は
回転速度比理論値γ0を定めたテーブルを記憶させてお
き、このテーブルにより決定しても良い。閾値α又はα
0はコンローラ20のメモリ20mに記憶されている。
【0082】ステップS107ではエンジンスロットル
修正要求信号をコントローラ20からエンジンコントロ
ーラ20cに送信する。
【0083】そして、エンジンスロットル制御装置20
dはエンジン回転速度をコンローラ20のメモリ20m
に記憶されている所定値、例えば100rpm下げるよ
うに制御を行う。
【0084】ステップS108,S109,S110で
の作用は第1実施形態と同様である。閾値λはブレーキ
コンローラ20のメモリ20mに記憶されている。閾値
β又はβ0はコンローラ20のメモリ20mに記憶され
ている。
【0085】ステップS111では車輪にスリップが有
り、前車軸91か後車軸92のどちらかが空転している
として、コントローラ20は内部でインタアクスルデフ
ロック71を作動させるインタアクスルデフロック信号
をONとする。
【0086】次に、ステップS112ではインタアクス
ルデフロック71を作動させるインタアクスルデフロッ
ク信号がONとなったことによりコントローラ20は指
令値をi=i+Δiとして、指令値iの値を所定値Δi
だけ増加させ、インタアクスルデフロックバルブ36へ
指令値i+Δiに応じた大きさの電流を流す。所定値Δ
iはコンローラ20のメモリ20mに記憶されている。
【0087】次に、ステップS102に戻って以上と同
じ処理を繰返す。
【0088】また、ステップS113では車輪のスリッ
プは無く、前車軸91及び後車軸92のどちらも空転し
ていないとして、コントローラ20はインタアクスルデ
フロック71を作動させるインタアクスルデフロック信
号をOFFとする。
【0089】次に、ステップS114ではインタアクス
ルデフロック信号がOFFとなったことによりコントロ
ーラ20は指令値をi=i−Δiとして、指令値iの値
を所定値Δiだけ減少させ、インタアクスルデフロック
バルブ36へ指令値i−Δiに応じた大きさの電流を流
す。
【0090】次に、ステップS102に戻って以上と同
じ処理を繰返す。
【0091】前記のステップ111とステップ112で
コントローラ20でインタアクスルデフロック信号が図
3の(b)に示すようにONとなると、指令値i=0で
ある場合は図3の(a)に示すように指令値iはΔiと
なる。その他の作用及び効果については第1実施形態と
同様なので説明を省略する。
【0092】以上、説明したように本発明によれば、連
結式車両を泥濘地などの荒れ地で走行中に旋回する場合
に、自動的にインタアクスルデフロック71を作動させ
るので、前車軸91又は後車軸92が空転することがな
く、前車輪2又は後車輪4がスリップすることがないの
で、車両はスムーズに旋回できる。従って、連結車両の
運転操作性が向上する。また、前車軸91と後車軸92
との回転速度差と回転速度差の理論値との差の絶対値が
所定値を越えない場合、又は回転速度比と回転速度比の
理論値との差の絶対値が所定値を越えない場合は、イン
タアクスルデフロック71が作動することがないので、
適正に、前車軸と後車軸の間の差動装置であるインタア
クスルデフが作動し、前車軸と後車軸の回転速度差を吸
収するので連結車両の駆動装置の耐久性が向上する。
【0093】また、回転速度差ΔNと回転速度差理論値
ΔN0との差の絶対値|ΔN−ΔN0|が回転速度差閾
値αを越えている場合、又は回転速度比γと回転速度比
理論値γ0との差の絶対値|γ−γ0|が回転速度比閾
値α0を越えている場合はエンジン回転速度を自動的に
所定値、下げるように制御を行う。すると、エンジンの
回転速度が所定値下がるので、その分前車軸と後車軸の
回転速度が下がり、泥濘地で空転を起こしている車軸は
空転が減少する。従って、前輪2、又は、後輪4のスリ
ップが減少し、駆動力が増加し、車両は安定して走行す
る。また、その結果、タイヤの摩耗は減少し、エンジン
の無駄な回転がへり、燃料消費量が低減し、燃費が向上
する。
【0094】さらに、インタアクスルデフロック信号が
ONとなっても、指令値iは段階的に増加し、インタア
クスルデフロック信号がOFFとなっても、指令値iは
段階的に減少するので、インタアクスルデフロック71
が急激に作動又は非作動とはならない。従って、車両に
インタアクスルデフロック71が急激に作動又は非作動
となることによるショックが生じることはなく、又イン
タアクスルデフロック71が作動、非作動を短時間に繰
返すいわゆるハンチング現象が起きることもないので、
車両の駆動装置の耐久性が向上し、運転操作性が向上す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態のハード構成ブロック図
である。
【図2】本発明の連結車両の前後輪負荷分担制御装置の
作動を示すフローチャートである。
【図3】本発明の連結車両の前後輪負荷分担制御装置の
作動の説明図である。
【図4】本発明の第2実施形態のハード構成ブロック図
である。
【図5】アーティキュレート式ダンプトラックの側面図
である。
【図6】図5における連結装置の斜視図である。
【図7】図5の平面図である。
【図8】連結車両の駆動装置を示す図である。
【図9】連結車両の旋回の状態の説明図である。
【符号の説明】
1…前部車両、3…後部車両、20…コントローラ、2
0a…トランスミッションコントローラ、20b…ブレ
ーキコントローラ、20c…エンジンコントローラ、3
1…前車軸回転センサ、32…後車軸回転センサ、33
…交叉角検出センサ、36…インタアクスルデフロック
バルブ、71…インタアクスルデフロック、91…前車
軸、92…後車軸。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 前部車両(1)と後部車両(3)が連結され、
    前車軸(91)と後車軸(92)との間に前車軸(91)と後車軸(9
    2)の回転差をなくすためのインタアクスルデフロック(7
    1)を備えた連結車両の前後輪負荷分担制御装置におい
    て、 前部車両(1)と後部車両(3)の交叉角を検出する交叉角検
    出センサ(33)と、 前車軸(91)の回転を検出する前車軸回転センサ(31)と、 後車軸(92)の回転を検出する後車軸回転センサ(32)と、 交叉角検出センサ(33)からの交叉角信号と、前車軸回転
    センサ(31)からの回転信号と、後車軸回転センサ(32)か
    らの回転信号とに応じてインタアクスルデフロック(71)
    を作動させる制御手段(20,20a,20b,36)とを、 備えたことを特徴とする連結車両の前後輪負荷分担制御
    装置。
  2. 【請求項2】 前部車両(1)と後部車両(3)が連結され、
    前車軸(91)と後車軸(92)との間に前車軸(91)と後車軸(9
    2)の回転差をなくすためのインタアクスルデフロック(7
    1)を備えた連結車両の前後輪負荷分担制御装置におい
    て、 前部車両(1)と後部車両(3)の交叉角を検出する交叉角検
    出センサ(33)と、 前車軸(91)の回転を検出する前車軸回転センサ(31)と、 後車軸(92)の回転を検出する後車軸回転センサ(32)と、 交叉角検出センサ(33)からの交叉角信号と、前車軸回転
    センサ(31)からの回転信号と、後車軸回転センサ(32)か
    らの回転信号とにより、前車軸(91)と後車軸(92)の回転
    速度差と、交叉角に応じた前車軸(91)と後車軸(92)の回
    転速度差の理論値とを求め、又は前車軸(91)と後車軸(9
    2)の回転速度比と、交叉角に応じた前車軸(91)と後車軸
    (92)の回転速度比の理論値とを求め、回転速度差と回転
    速度差の理論値との差の絶対値が第1の回転速度差閾値
    を越える場合、又は回転速度比と回転速度比の理論値と
    の差の絶対値が第1の回転速度比閾値を越える場合には
    インタアクスルデフロック(71)を作動させる制御手段(2
    0,20a,20b,36)とを、 備えたことを特徴とする連結車両の前後輪負荷分担制御
    装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の連結車両の前後輪負荷分
    担制御装置において、 制御手段(20,20a,20b,20c,36)は、さらに、回転速度差
    と回転速度差の理論値との差の絶対値が第1の回転速度
    差閾値より大きな第2の回転速度差閾値を越える場合、
    又は、回転速度比と回転速度比の理論値との差の絶対値
    が第1の回転速度比閾値より大きな第2の回転速度比閾
    値を越える場合には連結車両のエンジン回転を所定値下
    げる信号を出力することを特徴とする連結車両の前後輪
    負荷分担制御装置。
  4. 【請求項4】 請求項2又は3記載の連結車両の前後輪
    負荷分担制御装置において、 制御手段(20,20a,20b,20c,36)は、インタアクスルデフ
    ロック(71)の作動信号の大きさを段階的に増減させるこ
    とを特徴とする連結車両の前後輪負荷分担制御装置。
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