JPS59206533A - 遠隔操縦可能な車輛における転倒防止装置 - Google Patents

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】 本発明は、建設現場や限られた作業環境で稼動されるホ
イールローダ、油圧ショベル、自走式クレーン、ハシゴ
付シュノーケル車の如き遠隔操縦可能な車輛における転
倒防止装置に関する。

例えば、車軸式ローダの如き土工匝輛は、作業環境が悪
い場合等には有線又は無線で遠隔操縦されるが、その場
合、操縦者は現場の路面状況等を実感としてつかめない
ために車輛を危険斜面に突入させ、甚だしい場合には車
輛を転倒させてしまうことがある。

本発明の目的は、このような事故の発生を防止するため
、車輛の速度、傾斜角度或いはパケット等の作業装置の
状況等の各種車輛状態を遂次検出し、これが危険な状態
に近づいたときは車輛全自動的に減速、停止することに
より、車輛の転倒？未然に防止する装置を提供すること
である。

以下、本発明？添付図面に示す具体例により説明する。

先ず、第１図を参照して説明すると、図示の装置は、遠
隔操縦可能な車輛に組み込まれる転倒防止装置であって
、車輛の操縦者によって設定式れる操縦情報を発生する
操縦情報発生手段１と、実際の車輛速度その他の車輛状
態全検出する検出手段２と、予め定めた各種車輛状態の
組合せから成る複数個の安全状態を記憶する記憶手段３
と、上記検出手段からの車輛状態信号を上記記憶手段の
内容と比較することにより、実際の車輛状態が上記安全
状態のいずれかに入るか否かを判定し、その結果、いず
れかの安全状態に入ると判定されたときは上記操縦情報
発生手段からの信号に対応した車輛状態に設定する制御
信号？出力し、現在の車輛状態む上記安全状態のいずれ
も入らないと判定されたときは、いずれかの安全状態に
入るまで車幅速度？減少させる減速信号を出力し、予め
定めた最低速度まで減速しても伺いずれの安全状態にも
入らないときは車輛停止信号を出力する制御手段４とを
具備している。

上記操縦情報発生手段１は、操縦者によって予め設定さ
れ、或いは運転中に送信機から送られる操縦情報を受−
信し、これ？ディジタル信号として制御手段４に送出す
る受信機で構成されている。

操縦情報は、「遠隔操縦モード」か否か、「パーキング
ブレーキ解除」か否か、及び「転倒防止装置作動解除」
か否かの二者択一情報と、車幅の前進・後進・中立設定
、速度段設定、エンジンのガバラック位置設定、操向指
令、及びパケットの如き作業装置の動作指令の各設定情
報とから成り、いずれも操縦者が送信機の各種スイッチ
、レバー等を操作することによ抄選択あるいは設定され
る。

しかして、この操縦情報発生手段１では、二者択一情報
のうち「遠隔操縦モード」及びパーキングブレーキ解除
」の各信号は直接に、また「転倒防止装置作動解除ｊの
信号にインバータ１１で反転されて、夫々ＡＮＤ素子１
２に入力される。このＡＮＤＸ子１２の出力は、Ｐ−３
７１Ｊツブフロップ回路１３のセット端子Ｓに人力され
ると共にインバータ１４で反転されて同回路１３のリセ
ット端子Ｒに入力されるが、同時に発光ダイオードを含
む点灯回路ＬＬを介して後述のＮＡＮＤ累子５にもその
１人力として供給される。上記フリップフロップ回路１
３のＱ出力は制御手段４に初期設定信号として入力され
る一方、回出力はＯＲ素子６全介して後述の警報回路７
に送られる。岡、ＯＲ累子６には上記「転倒防止装置作
動解除」信号も入力される。

かくして、図示の具体例においては、「遠隔操縦モード
」が選択はれ且つ「パーキングブレーキ解除」で［転倒
防止装置の作動が解除されていない」即ち「転倒防止装
置作動」の状態のとき、ＡＮＤ累子１２の出力が１１　
〃となり、フリップフロップ回路１３のセット端子Ｓ及
びリセット端子Ｒが夫々囁ｌ〃、気０〃、従ってＱ出力
ｉ３ｓ　１　／／となって制御手段４全作動させる。

一方、「カバナラツ久位置ｊ等の設定情報は、夫々設Ｗ
値を示す信号に変換されて制御手段４に囁１　〃が入力
される。

次に、検出手段２は、例えば単個が車体屈折式で後輪が
揺動する構造の場合には、車輛速度のほか、車輪前部前
後方向傾斜角、車軸前部左右方向傾斜角、車幅後部左右
方向傾斜角、作条装置としてのパケットの荷重及びその
上下（リフト）位置、並びに車軸の左右操向角等の各種
単一状態を検出するセンサ２１．２２．２３．２４．２
５．２６．２７から成る。そして、これらのセンサで検
出した各種車輛状態ケ示す信号は、適宜ディジタル変換
されて制御手段４に入力部れる。同、図示の具例えば検
出が停止した場合）等にこれを検知するため、発光ダイ
オードを含む点灯回路−〜Ｌ７が夫々各センサ２２〜２
７の出力部に接続逼れている。

これらの発光ダイオード点灯回路Ｌ２〜Ｌ７は、前記Ａ
ＮＤ累子１２の出力部に接続きれた発光ダイオード点灯
回路Ｌ工と共に、ＮＡＮＤ素子５を介して餐報ランプ回
路のＯＲ素子６の入力部に接続されている。

！ｌＪ御手段４は、上記のように操縦情報発生手段１及
び検出手段２からの信号を受けて、検１１：ｌされた車
輛状態を後で詳述する安全パターンと比較することによ
り、車輛が安全状態か否かを判定するものであるが、こ
のｉＩｌ制御手段４と、比較の基準となる安全状態を示
す各種パターンを記憶する記憶手段３とは、例えばマイ
クロコンピュータによって画成することができる。この
マイクロコンピュータによるデータ検出、比較及び判定
の動作は、例えば約０．０５秒間で１サイクルを終える
、すなわち検出に０．０５秒間とし、その後約５００マ
イクロ秒で検出データと安全パターンとの比較及び判定
全行うものとすることができる。この場合、例えば車幅
速度センサ２１は、約２秒間の時間間隔て車輛速度を連
続的に検出してマイクロコンピュータに入力し、マイク
ロコンピュータでｕ　０．０５秒間の検出時間内に１シ
ョット取出すことにより、車幅速度の検出、比較、判定
が行われる。他のセンサ２２〜２７についても所定の時
間間隔で各種車輛状態？検出するよう構成し、これらの
情報？マイクロコンピュータで同様に処理すればよい。

同、センサとしては検出すべき情報に対応して種々のも
のを用いることができる。例えば操向角については、車
体屈折式車幅の場合その屈折中心となるピンのまわりに
マグネット式位置七ンサを設置して、角度位置ケ検田す
る。他に、ボテンショメータケ用いて検出することもで
きるか、その場合はアナログ量をディジタル変換するこ
と力Ｓ必要である。

次に、上記記憶手段３（例えばマイクロコンピュータの
ＲＯＭ）に記憶される安全ノくターンについて第２図を
参照して説明する。

第２図は、車速（車輛速度）その他の車輪状態２表わす
数値？同心円の半径方向にプロットしたものであるが、
図中実線で結んだ○印は、諷輛會「前進状態」で且つ速
度嬢を１１速」（最低）に前もって設定した状況下にお
いて、作業中のノくケラトリフト位置が「下」、ノくケ
ラト荷重（油圧回路中のパケット保持圧）が「７５　Ｋ
９ｆ／ｃｒｈ禾満」、車輛前部前後方傾斜が「５°以上
１（ｆ未満の上り」、車輛前部左右方向傾斜が「５°以
上ＩＯ′未満の右傾斜」、車幅後部左右方向傾斜が「２
イ以上３０°未満の右傾斜」及び「１０′以上２０′未
満の左傾斜」で、車速か「４　Ｋｍ　／　ｈ以上６　Ｋ
ｍ　／　ｈ未満」と検出されたときの操向角度限界は「
左に２Ｏ４未満、右に３♂未満」であることを示してお
り、この範囲であれば、任意の速度及び操向角で作業可
能である。すなわち、車速等の各種車輛状態を示すデー
タがこの安全パターン内に入っている限り、車輛は操縦
者によって設定された操縦情報に従って作動する。

他方、破線で結んだΔ印は、操縦者が上記○印の車輛状
態から左操向ヲ２０°以上に設定した場合の安全バター
／を示す。この場合、車速はｒ４Ｋｍ／ｈ未満」でなけ
ればならないから、トランスミッションの速度段及びカ
バナラツクセット位置を変更して減速するが、この例で
は速度段はｌ速（最低）であるから、カバナラツクセッ
ト位置ゲ１５００　ｒｐｍとするものである。

第２図に示す２つの安全パターンは、前述のように「前
進」且つ「１速」の場合の例であるが、「後進」の場合
及び速度段が「２速」の場合を含めると、安全パターン
の数は約１５０個にもなる。

そこで、これらの安全パターンを例えばマイクロコンピ
ュータのＲＯＭに記憶しておき、検出手段からの情報と
比較して、安全状態でおるかを判定する。

第３図は、マイクロコンピュータによる上述の比較・判
定動作のフローチャートでおる。すなわち、操縦情報発
生手段、１にて設定された状況下において、検出手段２
から送出される信号で表わされる各種車幅状態は、先ず
第２図に例示したようなザ全パターンのいずれかに入る
か否かを判定される。その結果、安全パターンに入る（
即ち安全状態でおる）と判定されたときには、操縦情報
発生手段１からの信号に対応した車幅状態とする。

ところが、安全パターンのいすｔＴ、にも入らないと判
定された場合には車速を減少させるが、そのために先ず
トランスミッションの速度を１段ずつ低くするものとし
、これが最底速度段になったら、ガバナラック設定位置
を高回転位置から低回転位置まで段階的に変更するもの
である。

しかして、上記のように減速しても伺、いずれｆの安全
パターンにも入らないときは、危険状態として車輪を緊
急停止させる。このとき、ガバナラックは低回転位置に
、トランスミッションは中立状態にュートラル）に、作
業装置及び操向は夫々保持位置に自動的に変更される。

前述した制御手段５としてのマイクロコンピュータは、
上記の如き判定結果に応じて車輛状態を決定し、車速全
減少し、或いは緊急停止−「る信号を出力するものであ
り、その出力信号は、第２図に示すようにトランスミッ
ション、ガバナラックパーキングブレーキ、操向装置及
び作業装置（この場合パケット）の各操作部ないし駆動
側＃部３１３２．３３．３４及び３５に送られる。

同、減速の場合、トランスミッションの速度段及びガバ
ナラック設定位＃を変更しても、車輛の慣性のため減速
に時間がかかるので、速度段及びガバナラック位置を変
更した場合の検出、比較及び判定は、例えば２０＋ｊイ
クル（約１秒間）繰り返した上で、次の（２１回目の）
結果によってその後の処理を行うようにするのがよい。

第１図に示した具体例は、以上の構成に加えて、車輛を
緊急停止させる危険状態の場合に警報ランプ（図示せず
）を点灯させる誉報回路７を備えている。この誉報回路
７は、図に示すように、ＯＲ素子７を介して制御手段４
の出力部に接続されており、制御手段４が前述の停止信
号全出力したとき、これによってＯＲ素子６が警報回路
７？作動せしめるようになっている。同、ＯＲ素子６に
は、既に説明したように操縦情報発生手段１がらの転倒
防止装置作動解除信号及びＲ−８７１Ｊツブフロップ回
路１３のす出力、そしてＮＡＮＤ素子５の出力信号も入
力される。従って、遠隔操縦モードでない（即ち直接操
縦の）場合、パーキングブレーキ解除していない場合、
もしくは転倒防止装置解除の場合、更には検出に異常が
生じて（発光ダイオードが点灯して）ＮＡＮＤ素子５の
出力が変化した場合にも、ＯＲ素子６の出力によって警
報回路７が作動し、警報ランプが点灯もしくは＾滅して
誓報し注意全換起するようになっている。同、送信機に
も同時に点灯または点滅するラング等の発光体を設ける
ことが好ましい。

次に、上記具体例の作用を説明する。

先ず、操縦者によって遠隔操縦モードに設定されると共
に、送信機におけるボタン操作によりパーキングブレー
キ解除及び転倒防止装置作動指令が出されると、操縦情
報発生手段である受信機のＡＮＤ素子１２の出力がＳＳ
　１　Ｎとなるから、Ｒ−Ｓクリップ７０ツブ回路１３
のＱ出力が囁１〃となり、発光ダイオード点灯回路Ｌ１
が作動して発光表示すると共に、制御手段４としてのマ
イクロコンピュータが比較、判定動作を行う状態となる
。この状態で、操縦者が士工軍輛？所望の状態（例えば
前進、１速でガバナラックは低位置、右操向、作業装置
保持）に設定して車ｓｒ作動させると、制御手段４は、
検出手段２により検出した車°輛状態を前述の如き安全
パターンと比較することにより、安全状態か否かを判定
し、その結果、安全状態にあると判定されたときは、操
縦情報発生手段ｌから送られる信号に対応した状態に車
輛及び作業装置を設定する。

一方、車幅が安全状態にない即ち安全パターンから外れ
ていると判定された場合には、制御手段４は、第３図の
７０−チャートの手１咀に従って車速を減らし、それで
も安全状態にならないときは車輛Ｉ急停止退せ１γガ？
ナラツク位置は低回転位置に、トランスミッションは中
立に、操向及び作業装置は夫々保持位置に自動的に変更
されると共に、ＯＲ素子６の出力が％　ｌ／ｌになるこ
とにより脅報回路７が作動し、誉報うンプ？点灯または
点滅させる。同、この具体例では、検出手段２が異常を
生じて発光ダイオード点灯回路Ｌ２〜Ｌ７の−ずれかが
作動しなくなったときにも、ＯＲ素子６の出力が気ｌ〃
となるから、警報回路７が作動し、異常ケ知らせるよう
になっている。そして、警報回路７が作動して警報があ
つｆｃ場合に、点灯回路Ｌ２〜Ｌ７中の発光ダイオード
の点灯状態を調べる仁とにより、検出手段２におけるい
ずれのセンサ２１〜２７の異常であるか全判別すること
ができる。

一本発明の装置は、最終的には車輪を上記のように停止
することにより、操縦者に車輛が転倒する恐れるのある
ことを認識させ、パケットリフト位置が高すぎないか、
車輛がいずれかの方向に異常に傾いていないか等の点検
を促す。この点検後、操縦者は、車輛全安全な状態に戻
すべく送信機を介してガバナラック位置を低回転位置に
設定し、サービスブレーキをかけた状態で、転倒防止装
置？解除した後、サービスブレーキ？断続させながら安
全状態に移すことができる。伺、この間、ＯＲ素子６の
出力は囁１〃になっているから、警報ランプは点灯また
は点滅している。

操縦者が車輛を安全と思わ牡る状態に移した後、再び転
倒防止装置を非解除状態に設定し、サービスブレーキ′
に解除すると、本装置は再び作動状態となる。

以上、図示の具体例について説明したが本発明はこれに
限定されるものではない。例えば、上記具体例は車輛が
遠隔操縦される場合であるが、上記「遠隔操縦モードｉ
Ｆ直接操縦モード」に切り換えても装置が作動するよう
に変更することにより、操縦者が車輛を直接運転する場
合にも全く同様に本発明の装置を使用することができる
。

上記のように、本発明によれば、車輛が安全状態から外
れたときは、これを減速ないし停止することによって転
倒を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一具体例？示す図、 第２図は本発明の装置において予め記憶される安全パタ
ーンの例を示す図、 第３図は本発明の装置における比軟判定動作のフローチ
ャートである。 １・・・・・・操縦情報発生手段 ２・・・・・・検出手段 ３・・・・・・記憶手段 ４・・・・・・制御手段 ５・・・・・・ＮＡＮＤ累子 ６・・・・・・ＯＲ素子 ７・・・・・・警報回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、遠隔操縦可能な車輛の操縦者によって設定される操
   縦情報？発生する操縦情報発生手段と、実際の車幅速度
   その他の車輛状態を検出する検出手段と、 予め定めた各種車輛状態の組合せから成る複数個の安全
   状態を記憶する記憶手段と、上記検出手段からの車輛状
   態信号？上記記憶手段の内容と比較することにより、実
   際の車輌状態が上記安全状態のいずれかに入るか否かを
   判定し、その結果、いずれかの安全状態に入ると判定さ
   れたときは上記操縦情報発生手段からの信号に対あした
   車輛状態に設定する制御信号全出力し、現在の車輛状態
   が上記安全状態のい　・ずれにも入らないと判定された
   ときは、いずれかの安全状態に入るまで車輛速度を減少
   させる減速信号全出力し、予め定めた最低速成まで減速
   しても伺いずれの安全状態にも入らないときは車幅停止
   信号を出力する制御手段とを具備することを特徴とする
   遠隔操縦可能な車輛における転倒防止装置。 ２、上記制御手段が上記車輛停止信号を出力したときは
   、その出力によって警報ランプ全点灯または点滅させる
   手段全備えた特許請求の範囲第１項記載の遠隔操縦可能
   な車輛における転倒防止装置。 ３　上記操縦情報発生手段において遠隔操縦モードに設
   定されたとき上記制御手段が作動するように画成された
   特許請求の範囲第１項又は第２項記載の遠隔操縦可能な
   車輌転倒防止装置。