運搬車両
【課題】運搬車両の荷こぼれを低減することができること。
【解決手段】運搬車両１は、荷物５０を積載するベッセル５と、ベッセル５を載置し、かつ走行する車両本体３と、車両本体３に対してベッセル５を傾斜させるために伸縮して長さが変化する第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８のうち少なくとも１つと、車両本体３がベッセル５に荷物を積載して走行している場合にベッセル５を水平にするように第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８のうち少なくとも１つの長さを制御する制御装置４と、を含む。
【解決手段】運搬車両１は、荷物５０を積載するベッセル５と、ベッセル５を載置し、かつ走行する車両本体３と、車両本体３に対してベッセル５を傾斜させるために伸縮して長さが変化する第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８のうち少なくとも１つと、車両本体３がベッセル５に荷物を積載して走行している場合にベッセル５を水平にするように第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８のうち少なくとも１つの長さを制御する制御装置４と、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉱山、工事現場等において、鉱石、岩又は土等の荷物を積載し搬送を行う運搬車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉱山では、油圧ショベル等の作業機械が掘削を行い、掘削した鉱石を運搬車両であるダンプトラックに積載する。このダンプトラックは生産物である鉱石を処理設備のホッパまで運び投入している。例えば、特許文献１には、ダンプトラックが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−０９８８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、鉱山等で用いられるダンプトラックは、坂道を往復することがある。また、鉱山等では、路面が舗装されてないことが多いので、運搬車両の走路は平坦とは限らない。坂道又は平坦ではない走路を運搬車両が走行すると、荷こぼれが発生するおそれがある。荷こぼれを低減することは、荷物の搬送効率、荷こぼれした走路の整備負荷の低減及び他の作業車の通行安全性を確保する観点からも好ましいものであるが、特許文献１には、荷こぼれの低減については言及がなく、改善の余地がある。本発明は、運搬車両の荷こぼれを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、荷物を積載するベッセルと、前記ベッセルを載置し、かつ走行する車両本体と、前記車両本体に対して前記ベッセルを傾斜させるために伸縮して長さが変化する傾動装置と、前記車両本体が前記ベッセルに荷物を積載して走行している場合に前記ベッセルを水平にするように前記傾動装置の長さを制御する制御装置と、を含むことを特徴とする運搬車両である。
【０００６】
本発明において、前記傾動装置が前記車両本体の進行方向の前方側及び後方側にそれぞれ配置されることが好ましい。
【０００７】
本発明において、前記車両本体は、運転台のない無人運搬車両であることが好ましい。
【０００８】
本発明において、前記制御装置は、傾斜する前記車両本体の傾斜下方寄りに前記傾動装置が位置するように前記車両本体の走行方向を決定することが好ましい。
【０００９】
本発明において、前記制御装置は、水平に対する傾斜角度を含む地図情報を記憶しており、前記車両本体の現在位置に対応する前記地図情報の前記傾斜角度を取得することが好ましい。
【００１０】
本発明において、前記車両本体の前記現在位置を検出する車両本体位置計測器をさらに含むことが好ましい。
【００１１】
本発明において、水平に対する前記車両本体の傾斜角度を測定する第１の傾斜角度計測器をさらに含むことが好ましい。
【００１２】
本発明において、水平に対する前記ベッセルの傾斜角度を測定する第２の傾斜角度計測器をさらに含むことが好ましい。
【００１３】
本発明において、前記ベッセルに積載されている荷物を検出可能な荷物検出装置をさらに含み、前記制御装置は、所定の荷物が前記ベッセルに積載されている場合、前記傾動装置の長さを制御することが好ましい。
【００１４】
本発明において、前記制御装置は、前記車両本体が前記ベッセルに荷物を積載して坂道を走行している場合に前記傾動装置の長さを制御することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、運搬車両の荷こぼれを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施形態１に係る運搬車両の構成例を示す模式図である。
【図２】図２は、図１に示す運搬車両がホッパへ荷物を投入する一例を示す模式図である。
【図３】図３は、運搬車両の走路の一例を示す模式図である。
【図４】図４は、運搬車両の車両本体の構造を説明するための説明図である。
【図５】図５は、制御装置の機能を説明するための機能ブロック図である。
【図６】図６は、本実施形態に係る運搬車両の荷こぼれ低減制御の一例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、荷こぼれ低減制御された運搬車両の一例を示す模式図である。
【図８】図８は、荷こぼれ低減制御された運搬車両の一例を示す模式図である。
【図９】図９は、実施形態２に係る運搬車両の荷こぼれ低減制御の一例を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、実施形態３に係る運搬車両の構成例を示す模式図である。
【図１１】図１１は、荷こぼれ低減制御された図１０に示す運搬車両の一例を示す模式図である。
【図１２】図１２は、実施形態４に係る運搬車両の構成例を示す模式図である。
【図１３】図１３は、荷こぼれ低減制御された図１２に示す運搬車両の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００１８】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る運搬車両の構成例を示す模式図である。図２は、図１に示す運搬車両がホッパへ荷物を投入する一例を示す模式図である。図３は、運搬車両の走路の一例を示す模式図である。図２は、無人のダンプトラックである図１に示す運搬車両１が、例えば、掘削した鉱石等の荷物５０を積載し、かつ運搬車両１が荷物５０を処理設備のホッパ５２まで運び投入している状態を示している。
【００１９】
＜運搬車両＞
図１に示す運搬車両１は、例えば、運転台を備えていない無人のダンプトラック（無人運搬車両）である。運搬車両１は、車両本体３と、車両本体３に備えられた複数（本実施形態では４個）の車輪３１、３２と、車両本体３に備えられたベッセル５と、車両本体３とベッセル５との間に備えられた第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８と、車両本体位置計測器９３と、通信装置９４とを含む。なお、図１では、ベッセル５は車両本体３に水平の状態で保持されている。
【００２０】
運搬車両１は、採掘された鉱石又は鉱石の採掘時に発生した土砂若しくは岩石等を図３に示す積荷場５１で、電動ショベルやホイールローダ等の積込機械５９により荷物５０としてベッセル５に積み込んで走行する。ベッセル５は、荷物５０が積み込まれる容器（荷台）である。ベッセル５は、車両本体３に載置され搬送される。なお、運搬車両１はダンプトラックに限定されるものではない。また、運搬車両１は自身が有する内燃機関等によって得られる電力で走行する車両であっても、外部からの電力と自身が有する内燃機関等によって得られる電力との両方で走行する車両であってもよい。また、運搬車両１は自身が有する内燃機関で走行する車両であってもよい。
【００２１】
運搬車両１は、鉱山で使用される機械（鉱山機械）であるので、主として未舗装路を走行することが多い。例えば、運搬車両１は、図３に示す積荷場５１の区間Ｅ１と、ホッパ５２の区間Ｅ２との間を往復し、積荷場５１とホッパ５２との間の坂道の区間Ｔを走行する。なお、図３に示す区間Ｔの路面の傾斜角は、水平線を基準としてθである。
【００２２】
運搬車両１は、生産物である鉱石等の荷物５０を処理設備のホッパ５２まで運び、図２に示すように、第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８を延ばすことで、ベッセル５を傾斜させる。これにより、荷物５０はベッセル５からホッパ５２へ投入される。
【００２３】
第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８は、車両本体３に対してベッセル５を傾斜させるために伸縮することができる。運搬車両１は、複数の傾動装置、つまり第１の傾動装置７、第２の傾動装置８が前記車両本体３の進行方向の前方側及び後方側にそれぞれ配置されている。
【００２４】
車両本体３が運転台のない車両であるので、運搬車両１は、第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８を車両本体３の進行方向の前方側及び後方側にそれぞれ配置する領域を確保しやすい。このような構造により、運搬車両１は、第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８を備えても車両本体３を小型とすることができる。
【００２５】
第１の傾動装置７は、油圧シリンダ７１と、ロッド７２と、ヒンジピン７３を含むヒンジ部７４とを含む。第１の傾動装置７は、ベッセル５のシリンダブラケット部５Ａと車両本体３とを連結している。第２の傾動装置８は、油圧シリンダ８１と、ロッド８２と、ヒンジピン８３を含むヒンジ部８４とを含む。第２の傾動装置８は、ベッセル５のシリンダブラケット部５Ｂと車両本体３とを連結している。
【００２６】
ロッド７２、８２は、油圧シリンダ７１、８１に供給される作動油の油量の変化に応じて長さが変化する。車両本体３を基準として、第１の傾動装置７と第２の傾動装置８との長さが異なる場合、車両本体３に対してベッセル５が傾斜する。図２に示す運搬車両１は、油圧シリンダ８１が動作し、油圧シリンダ７１が動作していない。このため、ロッド８２が延伸し、ロッド７２が縮んだままである。シリンダブラケット部５Ｂは、シリンダブラケット部５Ａよりも車両本体３から離れ、ヒンジピン７３を支点としてベッセル５が傾斜する。逆に、油圧シリンダ８１が動作せず、油圧シリンダ７１が動作する場合、ヒンジピン８３を支点としてベッセル５が傾斜する。
【００２７】
このような構造により、運搬車両１は、ホッパ５２が進行方向の前方側又は後方側にあっても、第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８のいずれかを延伸し、延伸しなかった第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８側へベッセル５を傾斜し、荷物５０を排出することができる。また、第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８が同じ長さだけ延伸する場合、運搬車両１はベッセル５を車両本体３に対し平行な状態で持ち上げることができる。
【００２８】
ホッパ５２に荷物５０を投入した運搬車両１は、ベッセル５が空荷となるので、図３に示す区間Ｔの下り坂を走行して、鉱石の採掘現場である積荷場５１に向かう。ベッセル５が空荷であれば、運搬車両１は荷こぼれのおそれがない。そこで、運搬車両１は、図１に示すように第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８を縮めたまま走行する。しかし、運搬車両１は、ベッセル５に荷物を積載した状態で上り坂又は下り坂を走行している場合、荷こぼれを低減する必要がある。
【００２９】
運搬車両１は、ベッセル５に積載されている荷物５０を検出可能な荷物検出装置をさらに含み、後述する制御装置は、所定の荷物５０がベッセル５に積載されている場合、第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８の長さを制御することが好ましい。
【００３０】
荷物検出装置としては、例えば、運搬車両１に積載された荷物の搭載量を検出するペイロードメータ（搭載量検出装置）が用いられている。ペイロードメータは、重量計であって、車両本体３の車輪３１及び車輪３２を支持するサスペンションの圧力を検出する圧力センサで構成できる。ペイロードメータの検出圧力に基づいて、ベッセル５に積載された荷物の搭載量を検出している。なお、荷物検出装置として、ペイロードメータを説明したが、この構成に限らず、荷物検出装置として、撮像カメラ（撮像装置）を適用してもよい。
【００３１】
運搬車両１は、未舗装路、上り坂又は下り坂を走行することができる。また、運搬車両１は、未舗装路の上り坂又は下り坂を走行することができる。運搬車両１が荷物５０を搬送する場合、未舗装路が平坦でない場合又は坂道の傾斜が大きい場合には、ベッセル５から荷物５０が落下するおそれがある。このような場合、運搬車両１は、第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８の少なくとも一方を伸ばし、ベッセル５が水平と平行に近づくことで、荷こぼれを低減することができる。
【００３２】
第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８は、車両本体３の進行方向の前方側及び後方側にそれぞれ配置される。これにより、車両本体３が坂道を走行する場合、車両本体３を反転する動作をしなくても坂道の区間Ｔにおいて傾斜下方寄りとなるシリンダブラケット部５Ａ又はシリンダブラケット部５Ｂを上昇させることができる。運搬車両１の荷こぼれ低減制御については、後述する。
【００３３】
次に、運搬車両１は、車両本体位置計測器９３を備え、ＧＰＳ（Global Positioning System：全方位測位システム）衛星からの電波を受信し、現在位置を検出する機能を有している。例えば、運搬車両１は、車両本体位置計測器９３より現在位置を検出し、図３に示す区間Ｅ１、区間Ｔ、区間Ｅ２のいずれかを走行しているのか把握することができる。
【００３４】
なお、運搬車両１は、車両本体位置計測器９３を備えなくても、制御装置が地図情報上で走行距離と走行方向をトレースする演算を行うことで現在位置を検出することもできる。また、運搬車両１が検出した現在位置の位置情報は、通信装置９４により遠隔地の管理装置（不図示）に送られて、運搬車両１を制御したり管理したりするために用いられてもよい。
【００３５】
運搬車両１が無人で動作するものだけでなく、作業者（オペレータ）の操作により動作する運搬車両１に対しても適用することができる。仮に、運搬車両１が有人であれば、前方を向いての走行は容易であるものの、後方への走行は熟練を要する。本実施形態において、運搬車両１は無人の装置であり、運搬車両１の走行は後述する制御装置によって動作が制御されるものである。このため、運搬車両１は、前後を問わず走行することができる。
【００３６】
また、運搬車両１は、複数の傾動装置、つまり第１の傾動装置７、第２の傾動装置８が前記車両本体３の進行方向の前方側及び後方側にそれぞれ配置されている。このような構造により、車両本体３の方向転換をすることなしに、後述する制御装置は、傾斜する車両本体３の傾斜下方寄りに第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８のいずれかが位置するように車両本体３の走行方向を決定することができる。その結果、運搬車両１は、方向転換に伴う燃料の消費を低減することができる。次に、車両本体３について説明する。
【００３７】
＜車両本体＞
図４は、運搬車両の車両本体の構造を説明するための説明図である。図４に示したように、車両本体３は、制御装置４と、発電機３５と、内燃機関であるエンジン３４と、ステアリング３６と、モータ３３とを含んでいる。また、上述したように運搬車両１は、荷物検出器９８を含んでもよい。そして、発電機３５は、エンジン３４と接続され、エンジン３４の動力により電力を発生する自走駆動源である。
【００３８】
また、制御装置４は、発電機３５からの電力をモータ３３及びステアリング３６へ伝達する。モータ３３は、車輪３２内に配置されたインホイールモータである。また、モータ３３は、車輪３１内にも配置し車輪３１を駆動輪としてもよい。また、モータ３３は、車輪３１及び３２内にも配置し車両本体３が４輪駆動となってもよい。車両本体３は、車輪３２及び車輪３１のいずれかを回転駆動することで走行する。
【００３９】
ステアリング３６は、例えば電動モータを有し、制御装置４の制御に従って車輪３１の方向を操舵する。制御装置４は、発電機３５からの電力をモータ３３に供給することで車両本体３を走行させる。
【００４０】
油圧シリンダ７１、８１は、制御装置４の制御信号に基づいて供給される作動油によって、ロッド７２、８２を伸縮させることができる。
【００４１】
運搬車両１は、地図情報上の進行方向や速度情報等を保持した走路情報を制御装置４内の後述する記憶手段に記憶する。運搬車両１は、走路の情報と車両本体位置計測器９３から取得する現在位置情報とに基づいて進行方向や速度を決定し、走行する。また、運搬車両１は、記憶手段に記憶した情報に基づいて自立して走行条件を決定できる自律式無人ダンプとすることもできる。次に、制御装置４の機能について説明する。
【００４２】
＜制御装置の機能＞
図５は、制御装置の機能を説明するための機能ブロック図である。制御装置４は、車両本体位置計測器９３と、通信装置９４と、モータ３３と、ステアリング３６と、油圧シリンダ７１（８１）と、に接続されている。
【００４３】
制御装置４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算装置）とメモリとを含むコンピュータシステムである。制御装置４は、演算手段４１と、走行制御手段４２と、油圧シリンダ制御手段４３と、記憶手段４４とを含んでいる。これらの機能は、制御装置４が演算手段４１等の機能を実現するためのコンピュータプログラムを実行することにより実現される。なお、演算手段４１等は、ハードウェアで構成されてもよい。例えば、演算手段４１等は、ＣＰＵの演算機能で構成され、記憶手段５５は半導体メモリ、ハードディスクドライブ等で構成される。
【００４４】
制御装置４は、通信装置９４より取得した又は、既に記憶している地図情報を記憶手段４４に保持している。制御装置４は、地図情報と、地図上の運搬車両１が走行する予定のコースとなる走路の情報として記憶している。走路（コース）の情報は、例えば、上述した図３に示す坂道の区間Ｔと、積荷場５１の区間Ｅ１と、ホッパ５２の区間Ｅ２とに識別された地図情報上の走路情報である。また地図情報は、図３に示す区間Ｔの坂道等のように路面の傾斜がある場合、コース上の路面の傾斜角度の情報を含むことが好ましい。
【００４５】
また、走行制御手段４２は、走路の情報に基づいて進行方向や速度を決定し、図４に示すモータ３３及びステアリング３６を制御する。油圧シリンダ７１、８１は、油圧シリンダ制御手段４３の制御信号に基づいて供給される作動油によって、ロッド７２、８２を伸縮させることができる。
【００４６】
また、上述したように運搬車両１が荷物検出器９８を含む場合、荷物検出器９８は、制御装置４に接続されている。制御装置４は、前後の車輪３１、３２における荷物検出器９８（ペイロードメータ）の各シリンダ圧から演算手段４１が演算して荷物の重量を求めることができる。
【００４７】
＜荷こぼれ低減制御＞
図６は、本実施形態に係る運搬車両の荷こぼれ低減制御の一例を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１１において、車両本体位置計測器９３は、運搬車両１の位置情報を計測する。
【００４８】
次に、制御装置４は、処理をステップＳ１２へ進める。ステップＳ１２においては、制御装置４の演算手段４１が前記位置情報を記憶手段４４に記憶されている走路の情報に照会し、運搬車両１が走行する予定の走路（コース）上の現在位置が検出される。そして、演算手段４１は、現在位置におけるコース上の路面の傾斜角度の情報を地図情報から取得する。
【００４９】
次に、図６のフローチャートにおいて、制御装置４は、処理をステップＳ１３へ進める。ステップＳ１３において、ステップＳ１２において現在位置におけるコース上の路面の傾斜角度、例えば図３に示す傾斜角度θを抽出した結果、演算手段４１は、路面の傾斜角度θを車両本体３の傾斜角度とみなす。すなわち、演算手段４１は、ステップＳ１２において抽出した、地図情報上の傾斜角度、例えば図３に示す傾斜角度θを車両本体３の傾斜角度とする。
【００５０】
ステップＳ１３において、制御装置４は、傾斜角度θと閾値とを比較する。そして、傾斜角度θが閾値（例えば、１０度）未満である場合（ステップＳ１３、Ｎｏ）、制御装置４は、処理をステップＳ１１に戻し、車両本体位置計測器９３は、運搬車両１の位置情報を計測する。そして、油圧シリンダ７１（８１）の制御については、第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８が縮小した、例えば図１に示す状態を維持する。傾斜角度θが閾値（例えば、１０度）以上である場合（ステップＳ１３、Ｙｅｓ）、制御装置４は、処理をステップＳ１４に進める。なお、制御装置４は、水平に対する車両本体３の傾斜角度が所定の閾値以上である場合を判断せず、ステップＳ１３を省略し上述したステップＳ１２からステップ１４へ処理を進めてもよい。
【００５１】
次に、ステップＳ１４においては、コース上の路面の傾斜角度θに基づいて、制御装置４は、傾斜するベッセル５の傾斜下方寄りを持ち上げるように、第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８を動作させる。すると、ベッセル５は、傾斜下方寄りが持ち上がる方向に傾動する。このとき、制御装置４は、ベッセル５が傾動する角度が、前記傾斜角度θと等しくなるように第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８を動作させて、ベッセル５を車両本体３に対し傾動させる。具体的には、油圧シリンダ制御手段４３は第１の傾動装置７の油圧シリンダ７１又は第２の傾動装置８の油圧シリンダ８１の少なくとも１つを制御するための制御信号を送出する。すると、前記制御信号に従って、ロッド７２又はロッド８２の少なくとも１つの長さが変化して、ベッセル５の傾きが変更される。なお、ロッド７２又はロッド８２の少なくとも１つの長さを変化させる制御を油圧シリンダ制御という。
【００５２】
図７及び図８は、荷こぼれ低減制御された運搬車両の一例を示す模式図である。図７において、運搬車両１が進行方向Ｖに走行する場合、車輪３１が車輪３２よりも進行方向Ｖ方向側（前方）にあり、かつ車輪３１が車輪３２よりも高くなっている。また、路面Ｇの傾斜角度は、θ１である。例えば、図７に示すように車両本体３の車輪３２が車輪３１よりも下がっている場合、制御装置４は、ロッド８２をロッド７２よりも長くするように制御する。このため、ベッセル５の傾斜角度α１の絶対値が、路面Ｇの傾斜角度θ１と同等な地図情報上の傾斜角度θに近づくように制御される。
【００５３】
なお、車両本体３に対するベッセル５の傾斜角度α１は、車両本体３の基準線３Ｈとベッセル５の基準線５Ｈとのなす角である。傾斜角度α１と傾斜角度β１とは、車両本体３の基準線３Ｈに対して水平線Ｈとベッセル５の基準線５Ｈとがそれぞれ交差してできる角のうち斜め向かいに位置する錯角の関係になる。
【００５４】
また、図８において、運搬車両１が進行方向Ｖに走行する場合、車輪３２が車輪３１よりも進行方向Ｖ方向側（前方）にあり、かつ車輪３２が車輪３１よりも高くなっている。また、路面Ｇの傾斜角度はθ２である。なお、車両本体３に対するベッセル５の傾斜角度α２は、車両本体３の基準線３Ｈとベッセル５の基準線５Ｈとのなす角である。傾斜角度α２と傾斜角度β２とは、車両本体３の基準線３Ｈに対して水平線Ｈとベッセル５の基準線５Ｈとがそれぞれ交差してできる角のうち斜め向かいに位置する錯角の関係になる。
【００５５】
図８に示すように車両本体３の車輪３１が車輪３２よりも下がっている場合、制御装置４は、ロッド７２をロッド８２よりも長くするように制御する。このため、ベッセル５の傾斜角度α１の絶対値が、路面Ｇの傾斜角度θ２と同等な地図情報上の傾斜角度θに近づくように制御される。以上説明したように、制御装置４は、傾斜するベッセル５の傾斜下方寄りを持ち上げるように、ベッセル５を車両本体３に対し傾動する。
【００５６】
また、制御装置４は、上述した荷物検出装置９８の情報に基づいて、所定の荷物５０がベッセル５に積載されている場合に、荷こぼれ低減のための制御を開始することが好ましい。これにより、運搬車両１は、油圧シリンダ制御（ステップＳ１４）の処理を抑制し、油圧シリンダ７１又は油圧シリンダ８１の耐久性低下を抑制することができる。例えば、制御装置４は、荷物検出装置９８であるペイロードメータからの重量情報により荷物５０の重量が所定の閾値を超える場合、所定の荷物５０がベッセル５に積載されているとして、処理をステップ１１から開始することができる。
【００５７】
上述したように運搬車両１は、車両本体が前記ベッセルに荷物を積載して走行している場合にベッセル５を水平にするように、第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８の少なくとも一方の長さを変化させる制御を行う。これにより、運搬車両１は、荷こぼれを低減することができる。荷こぼれを低減することは、荷物の搬送効率が向上する。また、荷こぼれした走路の整備負荷が低減される。荷こぼれが低減された走路は、他の作業車が通行しても安全を確保できるようになるので好ましい。
【００５８】
例えば、図７及び図８に示す運搬車両１は、第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８のうち、傾斜する路面の傾斜下方寄りに位置する第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８のいずれか一方を他方の第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８よりも延伸させる。これにより、ベッセル５に積載された荷物５０の荷こぼれが低減する。
【００５９】
図７及び図８に示す運搬車両１は、上り車両であったが、運搬車両１は走行方向Ｖと逆方向に走行し、下り車両としてもよい。第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８は、車両本体３の進行方向の前方側及び後方側にそれぞれ配置される。これにより、車両本体３が坂道を走行する場合、車両本体３を反転する動作をしなくてもよい。このため、運搬車両１を優先してホッパ５２に荷物５０を投入させることで、稼働率を向上させ、鉱山の生産性を向上させることができる。
【００６０】
（実施形態２）
図９は、実施形態２に係る運搬車両の荷こぼれ低減制御の一例を示すフローチャートである。本実施形態では、運搬車両３の制御装置は、地図情報を用いず、傾斜角度測定器９１が測定した実際の路面Ｇの傾斜角度に合わせてベッセル５を水平にするように制御する。このため、実施形態２は、実施形態１とは異なり、記憶手段４４が地図情報を記憶していないので、記憶手段４４の容量を低減することができる。次の説明においては、実施形態１で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００６１】
＜傾斜角度測定器＞
図１及び図２に示すように、実施形態２の運搬車両１は車両本体３に傾斜角度測定器９１を備え、傾斜角度測定器９１は車両本体３の傾斜を検知することができる。例えば、車両本体３の傾斜角度が車両本体３の基準線３Ｈと水平との角度で決定し、路面Ｇが水平の場合、傾斜角度は０度である。車両本体３の基準線３Ｈの設定の仕方は、これに限られず、所定の規則で定められていればよい。また、図５に示すように、運搬車両１が傾斜角度測定器９１を含む場合、傾斜角度測定器９１は制御装置４に接続されている。
【００６２】
なお、傾斜角度測定器９１は、例えばポテンショメータ又は静電容量式加速度センサで構成することができる。傾斜角度測定器９１は、水平をゼロ度として、マイナス角からプラス角まで測ることができる。例えば、車輪３２が車輪３１よりも下がっている場合をプラス角度とし、車輪３２が車輪３１よりも上がっている場合をマイナス角度とする。なお、ベッセル５の傾斜の基準線５Ｈは、ベッセル５の上面上にある基準線である。
【００６３】
なお、車両本体３が傾斜している場合、上述したペイロードメータの各シリンダ圧に傾斜に伴うずれが生じるおそれがある。この場合であっても、制御装置４は、傾斜角度測定器９１から取得する傾斜角度の情報により、傾斜に伴うずれを演算手段４４が補正する演算をすることができる。
【００６４】
＜荷こぼれ低減制御＞
まず、ステップＳ２１において、制御装置４は、傾斜角度測定器９１により車両本体３の傾斜角度、例えば図７に示す傾斜角度β１又は図８に示す傾斜角度β２を計測する。そして、記憶手段４４は、車両本体３の傾斜角度を記憶しておく。
【００６５】
例えば、制御装置４は、車両本体３に搭載された傾斜角度測定器９１によって、図７に示す車両本体３の傾斜角度β１を取得する。または、制御装置４は、車両本体３に搭載された傾斜角度測定器９１によって、図８に示す車両本体３の傾斜角度β２を取得する。
【００６６】
次に、制御装置４は、処理をステップＳ２２へ進める。ステップＳ２２において、ステップＳ２１において取得した車両本体３の傾斜角度が閾値未満である場合（ステップＳ２２、Ｎｏ）、制御装置４は、処理をステップＳ２１に戻し、油圧シリンダ７１（８１）の制御については、第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８が縮小した、例えば図１に示す状態を維持する。ステップＳ２１において取得した車両本体３の傾斜角度が閾値以上である場合（ステップＳ２２、Ｙｅｓ）、制御装置４は、処理をステップＳ２３に進める。
【００６７】
閾値は、車両本体３の傾斜による荷こぼれが生じる条件を判定するための値である。閾値は、例えば、車両本体３の傾斜により許容できない荷こぼれが生じると予測される値とすることができる。制御装置４は、水平に対する車両本体３の傾斜角度と所定の閾値とを比較し（ステップＳ２２）、所定の閾値より小さい場合には、油圧シリンダ７１又は油圧シリンダ８１が動作しないようにすることができる。このため、第１の傾動装置７の油圧シリンダ７１又は第２の傾動装置８の油圧シリンダ８１の煩雑な伸縮を抑制して、これらの耐久性低下を抑制することができる。なお、後述する変形例のように、制御装置４は、ステップ２２の処理を省略することもできる。
【００６８】
運搬車両１は、図１に示すように第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８を縮めたままの場合、例えば図７（図８）に示す車両本体３が傾いた傾斜角度β１（β２）分、ベッセル５も傾斜することになる。このため、ステップＳ２３では、制御装置４は、ステップ２１において計測し、かつベッセル５が傾いた傾斜角度β１（β２）分を相殺（キャンセル）するように第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８を動作させる。つまり、制御装置４は、傾斜するベッセル５の傾斜下方寄りを持ち上げるように、第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８を動作させる。すると、ベッセル５は、傾斜下方寄りが持ち上がる方向に傾動する。このとき、制御装置４は、ベッセル５が傾動する角度が、傾斜角度β１（β２）と等しくなるように第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８を動作させて、ベッセル５を車両本体３に対し傾動させる。これにより、ベッセル５（の基準線５Ｈ）が水平線Ｈと平行に近づいていく。
【００６９】
また、車両本体の傾斜角度β１（β２）とコース上の路面Ｇの傾斜角度θ１（θ２）とは同じと見ることができる。このため、制御装置４は、ベッセル５が傾動する角度が、路面Ｇの傾斜角度θ１（θ２）と等しくなるように第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８を動作させて、ベッセル５を車両本体３に対し傾動させてもよい。
【００７０】
また、車両本体３に対するベッセル５の傾斜角度α１は、錯角の関係にある水平線Ｈと車両本体３の基準線３Ｈとのなす角である傾斜角度β１の値に近づくように、油圧シリンダ制御手段４３が処理を行ってもよい。図８に示す運搬車両１についても、制御装置４は同様に処理することができる。
【００７１】
地図情報が坂道でなくても、実際の路面Ｇは傾斜していることがある。本実施形態では、制御装置４は、地図情報上の傾斜角度を判断することなく実際の路面Ｇの傾斜に対応してベッセル５を水平にするように第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８の長さを制御する。運搬車両１は、実際の路面の傾斜に合わせて荷こぼれを低減することができるので、より確実に荷こぼれを抑制できる。
【００７２】
また、制御装置４は、上述した荷物検出装置９８の情報に基づいて、所定の荷物５０がベッセル５に積載されている場合に、荷こぼれ低減のための制御を開始することが好ましい。これにより、運搬車両１は、油圧シリンダ制御（ステップＳ２３）の処理を抑制し、油圧シリンダ７１又は油圧シリンダ８１の耐久性低下を抑制することができる。例えば、制御装置４は、荷物検出装置９８であるペイロードメータからの重量情報により荷物５０の重量が所定の閾値を超える場合、所定の荷物５０がベッセル５に積載されているとして、処理をステップ２１から開始することができる。
【００７３】
（変形例）
実施形態２に係る運搬車両の荷こぼれ低減制御の変形例としては、図９に示すフローチャートにおいて、制御装置４は、上述したステップＳ２１を処理した後、上述したステップＳ２２を省略して、ステップＳ２３の処理へ進めてもよい。
【００７４】
ステップＳ２３では、制御装置４は、ステップ２１において計測し、かつベッセル５が傾いた傾斜角度β１（β２）分を相殺（キャンセル）するように第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８を動作させる。つまり、制御装置４は、傾斜するベッセル５の傾斜下方寄りを持ち上げるように、第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８を動作させる。すると、ベッセル５は、傾斜下方寄りが持ち上がる方向に傾動する。このとき、制御装置４は、ベッセル５が傾動する角度が、傾斜角度β１（β２）と等しくなるように第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８を動作させて、ベッセル５を車両本体３に対し傾動させる。これにより、ベッセル５（の基準線５Ｈ）が水平線Ｈと平行に近づいていく。
【００７５】
油圧シリンダ制御手段４３は、第１の傾動装置７の油圧シリンダ７１又は第２の傾動装置８の油圧シリンダ８１の少なくとも１つをリアルタイムに制御する制御信号を送出する。そして、前記制御信号に従って、ロッド７２又はロッド８２の少なくとも１つの長さが変化し、ベッセル５が水平となるように油圧シリンダ制御手段４３が油圧シリンダ制御の処理を行う。
【００７６】
＜未舗装路の走行＞
上述した実施形態１及び実施形態２の運搬車両１は坂道を走行している。運搬車両１は、未舗装路を走行する場合でも、制御装置４は、上述した実施形態１及び実施形態２の荷こぼれ低減制御を処理することができる。
【００７７】
未舗装路を走行する運搬車両１は、坂道を走行する運搬車両１よりも車両本体３の前後方向の傾斜角度の変動（前後のピッチング）の頻度が高まることが考えられる。例えば、制御装置４の演算手段４１が傾斜角度測定器９１から取得した傾斜角度の変動の頻度を捉え、未舗装路の走行を判断してもよい。また、制御装置４は、上述した地図情報に未舗装路の情報を記憶手段４４に記憶しており、演算手段４１が現在位置における未舗装路の情報を地図情報から取得するようにしてもよい。
【００７８】
未舗装路は舗装路と比較して路面の凹凸が大きいため、運搬車両１の前後の変動（ピッチング）の周期が早くなる。また、未舗装路の路面の凹凸の振幅は、舗装路よりも大きいことが多い。運搬車両１の走行中にベッセル５を水平に制御する場合、制御装置４は、前記周期及び前記振幅に合わせて油圧シリンダ７１（８１）を伸縮させる必要がある。このため、運搬車両１が未舗装路を走行中にベッセル５を水平に制御する場合、油圧シリンダ７１（８１）の伸縮の頻度が高まるとともに伸縮長も大きくなる結果、油圧シリンダ７１（８１）の耐久性低下を招くおそれがある。
【００７９】
未舗装路を走行する運搬車両１の制御装置４は、水平に対する車両本体３の傾斜角度と所定の閾値とを比較し（ステップＳ２２）、所定の閾値より小さい場合、つまり未舗装路の凹凸の振幅が小さい場合には、油圧シリンダ７１又は油圧シリンダ８１が動作しないようにすることができる。このとき、所定の閾値は、例えば、運搬車両１の走行中に、許容できない荷こぼれが生じると予測される大きさとする。運搬車両１は、未舗装路を走行中に許容できない荷こぼれが生じると予測される場合に、油圧シリンダ７１（８１）の伸縮を行うようにして、荷こぼれを抑制する。このようにすることで、油圧シリンダ７１（８１）の伸縮の頻度を低減できるので、未舗装路を走行する運搬車両１は油圧シリンダ７１又は油圧シリンダ８１の耐久性低下を抑制することができる。なお、坂道の未舗装路を走行する運搬車両１であっても、油圧シリンダ７１又は油圧シリンダ８１の耐久性低下を抑制することができる。
【００８０】
（実施形態３）
図１０は、実施形態３に係る運搬車両の構成例を示す模式図である。図１１は、荷こぼれ低減制御された図１０に示す運搬車両の一例を示す模式図である。次の説明においては、実施形態１及び実施形態２で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００８１】
＜運搬車両＞
図１０及び図１１に示す運搬車両１Ａは、例えば、運転台を備えていない無人のダンプトラックである。運搬車両１Ａは、上述した運搬車両１と同様に、車両本体３と、車両本体３に備えられた複数（本実施形態では４個）の車輪３１、３２と、車両本体３に備えられたベッセル５と、車両本体３とベッセル５との間に備えられた第２の傾動装置８と、車両本体位置計測器９３と、通信装置９４とを含む。また、運搬車両１Ａは、第１の傾動装置７の代わりに、ヒンジ部７６を含む。また、運搬車両１Ａは、運搬車両１と同様に、傾斜角度測定器９１を含んでもよい。
【００８２】
言い換えると、本実施形態に係る運搬車両１Ａは、実施形態１の運搬車両１が含む第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８のうち、第１の傾動装置７を含まない。このような構造のため、運搬車両１Ａは、製造コストを低減することができる。
【００８３】
車両本体３が運転台のない車両であるので、運搬車両１Ａは、第２の傾動装置８を車両本体３の進行方向の前方側又は後方側のいずれかに配置する領域を確保しやすい。このような構造により、運搬車両１Ａは、第２の傾動装置８を備えても車両本体３を小型とすることができる。
【００８４】
図１１に示すロッド８２は、油圧シリンダ８１の油量の変化に応じて伸縮する。車両本体３を基準として、第２の傾動装置８のロッド８２が延伸する場合、車両本体３に対してベッセル５が傾斜する。図１１に示す運搬車両１Ａは、油圧シリンダ８１が動作することでロッド８２が延伸し、シリンダブラケット部５Ｂは、車両本体３から離れ、ヒンジ部７６を支点としてベッセル５が傾斜する。
【００８５】
上述した制御装置４は、傾斜する車両本体３の傾斜下方寄りに第２の傾動装置８が位置するように車両本体３の走行方向を決定する。その上で、運搬車両１Ａも上述した運搬車両１と同様に、実施形態１及び実施形態２に示した運搬車両の荷こぼれ低減制御の一例を示すフローチャートに沿って制御される。なお、制御装置４は、水平に対する車両本体３の傾斜角度が所定の閾値以上であるか否か（ステップＳ１３、ステップＳ２２）を判断してもしなくてもよい。
【００８６】
例えば、図１１に示す運搬車両１Ａは、上述した図６に示すステップＳ１４において油圧シリンダ制御が処理されると、ベッセル５の基準線５Ｈが水平線Ｈと平行に近づくことになる。なお、車両本体３に対するベッセル５の傾斜角度α１は、錯角の関係にある水平線Ｈと車両本体３の基準線３Ｈとのなす角である傾斜角度β１の値に近づくように、油圧シリンダ制御手段４３が処理を行ってもよい。
【００８７】
上述したように運搬車両１Ａは、ベッセル５を水平にするように、第２の傾動装置８の長さを変化させる制御を行う。これにより、運搬車両１Ａは、荷こぼれを低減することができる。
【００８８】
（実施形態４）
図１２は、実施形態４に係る運搬車両の構成例を示す模式図である。図１３は、荷こぼれ低減制御された図１２に示す運搬車両の一例を示す模式図である。本実施形態に係る運搬車両１Ｂは、有人のダンプトラックとしている。次の説明においては、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００８９】
＜運搬車両＞
図１２及び図１３に示す運搬車両１Ｂは、例えば、運転台３８を備えた有人のダンプトラックであり、エンジンと発電機が備えられている。運搬車両１Ｂは自身が有する内燃機関等によって得られる電力で走行する車両であっても、外部からの電力と自身が有する内燃機関等によって得られる電力との両方で走行する車両であってもよい。また、運搬車両１Ｂは自身が有する内燃機関で走行する車両であってもよい。
【００９０】
運搬車両１Ｂは、上述した運搬車両１と同様に、車両本体３と、車両本体３に備えられた複数（本実施形態では４個）の車輪３１、３２と、車両本体３に備えられたベッセル５と、車両本体３とベッセル５との間に備えられた第１の傾動装置７と、車両本体位置計測器９３と、通信装置９４とを含む。また、運搬車両１Ｂは、運搬車両１と同様に、傾斜角度測定器９１を含んでもよい。また、運搬車両１Ｂは、第２の傾動装置８の代わりに、ヒンジ部８６を含む。なお、運搬車両１Ｂは、運転台３８を備えた無人のダンプトラックであってもよい。また、車両本体位置計測器９３はなくてもよい。
【００９１】
言い換えると、本実施形態に係る運搬車両１Ｂは、実施形態１の運搬車両１が含む第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８のうち、第２の傾動装置８を含まない。このような構造のため、運搬車両１Ｂは、製造コストを低減することができる。
【００９２】
図１３に示すロッド７２は、油圧シリンダ７１の油量の変化に応じて伸縮する。車両本体３を基準として、第１の傾動装置７のロッド７２が延伸する場合、車両本体３に対してベッセル５が傾斜する。図１３に示す運搬車両１Ｂは、油圧シリンダ７１が動作することでロッド７２が延伸し、シリンダブラケット部５Ａは、車両本体３から離れ、ヒンジ部８６を支点としてベッセル５が傾斜する。
【００９３】
運搬車両１Ｂも上述した運搬車両１と同様に、実施形態１及び実施形態２に示した運搬車両の荷こぼれ低減制御の一例を示すフローチャートに沿って制御できる。なお、制御装置４は、水平に対する車両本体３の傾斜角度が所定の閾値以上であるか否か（ステップＳ１３、ステップＳ２２）を判断してもしなくてもよい。
【００９４】
なお、本実施形態では、制御装置４は、例えば、運転台３８のオペレータに音声、あるいは運転台に設けられたモニタ（表示部）の画面上にステアリングを制御する方向を矢印のマークや文字等で指示してもよい。そして、オペレータは、運搬車両１Ｂを進行方向Ｖに走行させることができる。
【００９５】
例えば、図１３に示す運搬車両１Ｂは、上述した図６に示すステップＳ１４において油圧シリンダ制御が処理されると、ベッセル５の基準線５Ｈが水平線Ｈと平行に近づくことになる。また、車両本体３に対するベッセル５の傾斜角度α１は、錯角の関係にある水平線Ｈと車両本体３の基準線３Ｈとのなす角である傾斜角度β１の値に近づくように、油圧シリンダ制御手段４３が処理を行ってもよい。
【００９６】
上述したように運搬車両１Ｂは、ベッセル５を水平にするように、第１の傾動装置７の長さを変化させる制御を行う。これにより、運搬車両１Ｂは、荷こぼれを低減することができる。
【００９７】
以上説明した実施形態の運搬車両１、１Ａ、１Ｂは、車両本体３に対してベッセル５を傾斜させるために伸縮して長さが変化する第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８のうち少なくとも１つと、ベッセル５を水平にするように第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８のうち少なくとも１つの長さを制御する制御装置４とを含む。運搬車両１、１Ａ、１Ｂは、特に、鉱山で用いられる運搬車両であることが好ましい。鉱山では、未舗装、坂道をコースに含む。このため、坂道、平坦ではない走路（未舗装路）、又は未舗装路の坂道を運搬車両１、１Ａ、１Ｂが走行しても荷こぼれ低減の効果を有効に利用できる。
【符号の説明】
【００９８】
１、１Ａ、１Ｂ 運搬車両
３ 車両本体
３Ｈ 車両本体の基準線
４ 制御装置
５ ベッセル
５Ａ、５Ｂ シリンダブラケット部
５Ｈ ベッセルの基準線
７、８ 傾動装置
３１、３２ 車輪
３８ 運転台
４１ 演算手段
４３ 油圧シリンダ制御手段
４４ 記憶手段
５０ 荷物
５１ 積荷場
５２ ホッパ
７１、８１ 油圧シリンダ
７２、８２ ロッド
７４、８４、７６、８６ ヒンジ部
９１ 傾斜角度測定器
９３ 車両本体位置計測器
９８ 荷物検出装置
Ｇ 路面
Ｈ 水平線
α１、α２ 傾斜角度
β１、β２ 傾斜角度
θ、θ１、θ２ 路面の傾斜角度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉱山、工事現場等において、鉱石、岩又は土等の荷物を積載し搬送を行う運搬車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉱山では、油圧ショベル等の作業機械が掘削を行い、掘削した鉱石を運搬車両であるダンプトラックに積載する。このダンプトラックは生産物である鉱石を処理設備のホッパまで運び投入している。例えば、特許文献１には、ダンプトラックが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−０９８８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、鉱山等で用いられるダンプトラックは、坂道を往復することがある。また、鉱山等では、路面が舗装されてないことが多いので、運搬車両の走路は平坦とは限らない。坂道又は平坦ではない走路を運搬車両が走行すると、荷こぼれが発生するおそれがある。荷こぼれを低減することは、荷物の搬送効率、荷こぼれした走路の整備負荷の低減及び他の作業車の通行安全性を確保する観点からも好ましいものであるが、特許文献１には、荷こぼれの低減については言及がなく、改善の余地がある。本発明は、運搬車両の荷こぼれを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、荷物を積載するベッセルと、前記ベッセルを載置し、かつ走行する車両本体と、前記車両本体に対して前記ベッセルを傾斜させるために伸縮して長さが変化する傾動装置と、前記車両本体が前記ベッセルに荷物を積載して走行している場合に前記ベッセルを水平にするように前記傾動装置の長さを制御する制御装置と、を含むことを特徴とする運搬車両である。
【０００６】
本発明において、前記傾動装置が前記車両本体の進行方向の前方側及び後方側にそれぞれ配置されることが好ましい。
【０００７】
本発明において、前記車両本体は、運転台のない無人運搬車両であることが好ましい。
【０００８】
本発明において、前記制御装置は、傾斜する前記車両本体の傾斜下方寄りに前記傾動装置が位置するように前記車両本体の走行方向を決定することが好ましい。
【０００９】
本発明において、前記制御装置は、水平に対する傾斜角度を含む地図情報を記憶しており、前記車両本体の現在位置に対応する前記地図情報の前記傾斜角度を取得することが好ましい。
【００１０】
本発明において、前記車両本体の前記現在位置を検出する車両本体位置計測器をさらに含むことが好ましい。
【００１１】
本発明において、水平に対する前記車両本体の傾斜角度を測定する第１の傾斜角度計測器をさらに含むことが好ましい。
【００１２】
本発明において、水平に対する前記ベッセルの傾斜角度を測定する第２の傾斜角度計測器をさらに含むことが好ましい。
【００１３】
本発明において、前記ベッセルに積載されている荷物を検出可能な荷物検出装置をさらに含み、前記制御装置は、所定の荷物が前記ベッセルに積載されている場合、前記傾動装置の長さを制御することが好ましい。
【００１４】
本発明において、前記制御装置は、前記車両本体が前記ベッセルに荷物を積載して坂道を走行している場合に前記傾動装置の長さを制御することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、運搬車両の荷こぼれを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施形態１に係る運搬車両の構成例を示す模式図である。
【図２】図２は、図１に示す運搬車両がホッパへ荷物を投入する一例を示す模式図である。
【図３】図３は、運搬車両の走路の一例を示す模式図である。
【図４】図４は、運搬車両の車両本体の構造を説明するための説明図である。
【図５】図５は、制御装置の機能を説明するための機能ブロック図である。
【図６】図６は、本実施形態に係る運搬車両の荷こぼれ低減制御の一例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、荷こぼれ低減制御された運搬車両の一例を示す模式図である。
【図８】図８は、荷こぼれ低減制御された運搬車両の一例を示す模式図である。
【図９】図９は、実施形態２に係る運搬車両の荷こぼれ低減制御の一例を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、実施形態３に係る運搬車両の構成例を示す模式図である。
【図１１】図１１は、荷こぼれ低減制御された図１０に示す運搬車両の一例を示す模式図である。
【図１２】図１２は、実施形態４に係る運搬車両の構成例を示す模式図である。
【図１３】図１３は、荷こぼれ低減制御された図１２に示す運搬車両の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【００１８】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る運搬車両の構成例を示す模式図である。図２は、図１に示す運搬車両がホッパへ荷物を投入する一例を示す模式図である。図３は、運搬車両の走路の一例を示す模式図である。図２は、無人のダンプトラックである図１に示す運搬車両１が、例えば、掘削した鉱石等の荷物５０を積載し、かつ運搬車両１が荷物５０を処理設備のホッパ５２まで運び投入している状態を示している。
【００１９】
＜運搬車両＞
図１に示す運搬車両１は、例えば、運転台を備えていない無人のダンプトラック（無人運搬車両）である。運搬車両１は、車両本体３と、車両本体３に備えられた複数（本実施形態では４個）の車輪３１、３２と、車両本体３に備えられたベッセル５と、車両本体３とベッセル５との間に備えられた第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８と、車両本体位置計測器９３と、通信装置９４とを含む。なお、図１では、ベッセル５は車両本体３に水平の状態で保持されている。
【００２０】
運搬車両１は、採掘された鉱石又は鉱石の採掘時に発生した土砂若しくは岩石等を図３に示す積荷場５１で、電動ショベルやホイールローダ等の積込機械５９により荷物５０としてベッセル５に積み込んで走行する。ベッセル５は、荷物５０が積み込まれる容器（荷台）である。ベッセル５は、車両本体３に載置され搬送される。なお、運搬車両１はダンプトラックに限定されるものではない。また、運搬車両１は自身が有する内燃機関等によって得られる電力で走行する車両であっても、外部からの電力と自身が有する内燃機関等によって得られる電力との両方で走行する車両であってもよい。また、運搬車両１は自身が有する内燃機関で走行する車両であってもよい。
【００２１】
運搬車両１は、鉱山で使用される機械（鉱山機械）であるので、主として未舗装路を走行することが多い。例えば、運搬車両１は、図３に示す積荷場５１の区間Ｅ１と、ホッパ５２の区間Ｅ２との間を往復し、積荷場５１とホッパ５２との間の坂道の区間Ｔを走行する。なお、図３に示す区間Ｔの路面の傾斜角は、水平線を基準としてθである。
【００２２】
運搬車両１は、生産物である鉱石等の荷物５０を処理設備のホッパ５２まで運び、図２に示すように、第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８を延ばすことで、ベッセル５を傾斜させる。これにより、荷物５０はベッセル５からホッパ５２へ投入される。
【００２３】
第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８は、車両本体３に対してベッセル５を傾斜させるために伸縮することができる。運搬車両１は、複数の傾動装置、つまり第１の傾動装置７、第２の傾動装置８が前記車両本体３の進行方向の前方側及び後方側にそれぞれ配置されている。
【００２４】
車両本体３が運転台のない車両であるので、運搬車両１は、第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８を車両本体３の進行方向の前方側及び後方側にそれぞれ配置する領域を確保しやすい。このような構造により、運搬車両１は、第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８を備えても車両本体３を小型とすることができる。
【００２５】
第１の傾動装置７は、油圧シリンダ７１と、ロッド７２と、ヒンジピン７３を含むヒンジ部７４とを含む。第１の傾動装置７は、ベッセル５のシリンダブラケット部５Ａと車両本体３とを連結している。第２の傾動装置８は、油圧シリンダ８１と、ロッド８２と、ヒンジピン８３を含むヒンジ部８４とを含む。第２の傾動装置８は、ベッセル５のシリンダブラケット部５Ｂと車両本体３とを連結している。
【００２６】
ロッド７２、８２は、油圧シリンダ７１、８１に供給される作動油の油量の変化に応じて長さが変化する。車両本体３を基準として、第１の傾動装置７と第２の傾動装置８との長さが異なる場合、車両本体３に対してベッセル５が傾斜する。図２に示す運搬車両１は、油圧シリンダ８１が動作し、油圧シリンダ７１が動作していない。このため、ロッド８２が延伸し、ロッド７２が縮んだままである。シリンダブラケット部５Ｂは、シリンダブラケット部５Ａよりも車両本体３から離れ、ヒンジピン７３を支点としてベッセル５が傾斜する。逆に、油圧シリンダ８１が動作せず、油圧シリンダ７１が動作する場合、ヒンジピン８３を支点としてベッセル５が傾斜する。
【００２７】
このような構造により、運搬車両１は、ホッパ５２が進行方向の前方側又は後方側にあっても、第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８のいずれかを延伸し、延伸しなかった第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８側へベッセル５を傾斜し、荷物５０を排出することができる。また、第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８が同じ長さだけ延伸する場合、運搬車両１はベッセル５を車両本体３に対し平行な状態で持ち上げることができる。
【００２８】
ホッパ５２に荷物５０を投入した運搬車両１は、ベッセル５が空荷となるので、図３に示す区間Ｔの下り坂を走行して、鉱石の採掘現場である積荷場５１に向かう。ベッセル５が空荷であれば、運搬車両１は荷こぼれのおそれがない。そこで、運搬車両１は、図１に示すように第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８を縮めたまま走行する。しかし、運搬車両１は、ベッセル５に荷物を積載した状態で上り坂又は下り坂を走行している場合、荷こぼれを低減する必要がある。
【００２９】
運搬車両１は、ベッセル５に積載されている荷物５０を検出可能な荷物検出装置をさらに含み、後述する制御装置は、所定の荷物５０がベッセル５に積載されている場合、第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８の長さを制御することが好ましい。
【００３０】
荷物検出装置としては、例えば、運搬車両１に積載された荷物の搭載量を検出するペイロードメータ（搭載量検出装置）が用いられている。ペイロードメータは、重量計であって、車両本体３の車輪３１及び車輪３２を支持するサスペンションの圧力を検出する圧力センサで構成できる。ペイロードメータの検出圧力に基づいて、ベッセル５に積載された荷物の搭載量を検出している。なお、荷物検出装置として、ペイロードメータを説明したが、この構成に限らず、荷物検出装置として、撮像カメラ（撮像装置）を適用してもよい。
【００３１】
運搬車両１は、未舗装路、上り坂又は下り坂を走行することができる。また、運搬車両１は、未舗装路の上り坂又は下り坂を走行することができる。運搬車両１が荷物５０を搬送する場合、未舗装路が平坦でない場合又は坂道の傾斜が大きい場合には、ベッセル５から荷物５０が落下するおそれがある。このような場合、運搬車両１は、第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８の少なくとも一方を伸ばし、ベッセル５が水平と平行に近づくことで、荷こぼれを低減することができる。
【００３２】
第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８は、車両本体３の進行方向の前方側及び後方側にそれぞれ配置される。これにより、車両本体３が坂道を走行する場合、車両本体３を反転する動作をしなくても坂道の区間Ｔにおいて傾斜下方寄りとなるシリンダブラケット部５Ａ又はシリンダブラケット部５Ｂを上昇させることができる。運搬車両１の荷こぼれ低減制御については、後述する。
【００３３】
次に、運搬車両１は、車両本体位置計測器９３を備え、ＧＰＳ（Global Positioning System：全方位測位システム）衛星からの電波を受信し、現在位置を検出する機能を有している。例えば、運搬車両１は、車両本体位置計測器９３より現在位置を検出し、図３に示す区間Ｅ１、区間Ｔ、区間Ｅ２のいずれかを走行しているのか把握することができる。
【００３４】
なお、運搬車両１は、車両本体位置計測器９３を備えなくても、制御装置が地図情報上で走行距離と走行方向をトレースする演算を行うことで現在位置を検出することもできる。また、運搬車両１が検出した現在位置の位置情報は、通信装置９４により遠隔地の管理装置（不図示）に送られて、運搬車両１を制御したり管理したりするために用いられてもよい。
【００３５】
運搬車両１が無人で動作するものだけでなく、作業者（オペレータ）の操作により動作する運搬車両１に対しても適用することができる。仮に、運搬車両１が有人であれば、前方を向いての走行は容易であるものの、後方への走行は熟練を要する。本実施形態において、運搬車両１は無人の装置であり、運搬車両１の走行は後述する制御装置によって動作が制御されるものである。このため、運搬車両１は、前後を問わず走行することができる。
【００３６】
また、運搬車両１は、複数の傾動装置、つまり第１の傾動装置７、第２の傾動装置８が前記車両本体３の進行方向の前方側及び後方側にそれぞれ配置されている。このような構造により、車両本体３の方向転換をすることなしに、後述する制御装置は、傾斜する車両本体３の傾斜下方寄りに第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８のいずれかが位置するように車両本体３の走行方向を決定することができる。その結果、運搬車両１は、方向転換に伴う燃料の消費を低減することができる。次に、車両本体３について説明する。
【００３７】
＜車両本体＞
図４は、運搬車両の車両本体の構造を説明するための説明図である。図４に示したように、車両本体３は、制御装置４と、発電機３５と、内燃機関であるエンジン３４と、ステアリング３６と、モータ３３とを含んでいる。また、上述したように運搬車両１は、荷物検出器９８を含んでもよい。そして、発電機３５は、エンジン３４と接続され、エンジン３４の動力により電力を発生する自走駆動源である。
【００３８】
また、制御装置４は、発電機３５からの電力をモータ３３及びステアリング３６へ伝達する。モータ３３は、車輪３２内に配置されたインホイールモータである。また、モータ３３は、車輪３１内にも配置し車輪３１を駆動輪としてもよい。また、モータ３３は、車輪３１及び３２内にも配置し車両本体３が４輪駆動となってもよい。車両本体３は、車輪３２及び車輪３１のいずれかを回転駆動することで走行する。
【００３９】
ステアリング３６は、例えば電動モータを有し、制御装置４の制御に従って車輪３１の方向を操舵する。制御装置４は、発電機３５からの電力をモータ３３に供給することで車両本体３を走行させる。
【００４０】
油圧シリンダ７１、８１は、制御装置４の制御信号に基づいて供給される作動油によって、ロッド７２、８２を伸縮させることができる。
【００４１】
運搬車両１は、地図情報上の進行方向や速度情報等を保持した走路情報を制御装置４内の後述する記憶手段に記憶する。運搬車両１は、走路の情報と車両本体位置計測器９３から取得する現在位置情報とに基づいて進行方向や速度を決定し、走行する。また、運搬車両１は、記憶手段に記憶した情報に基づいて自立して走行条件を決定できる自律式無人ダンプとすることもできる。次に、制御装置４の機能について説明する。
【００４２】
＜制御装置の機能＞
図５は、制御装置の機能を説明するための機能ブロック図である。制御装置４は、車両本体位置計測器９３と、通信装置９４と、モータ３３と、ステアリング３６と、油圧シリンダ７１（８１）と、に接続されている。
【００４３】
制御装置４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算装置）とメモリとを含むコンピュータシステムである。制御装置４は、演算手段４１と、走行制御手段４２と、油圧シリンダ制御手段４３と、記憶手段４４とを含んでいる。これらの機能は、制御装置４が演算手段４１等の機能を実現するためのコンピュータプログラムを実行することにより実現される。なお、演算手段４１等は、ハードウェアで構成されてもよい。例えば、演算手段４１等は、ＣＰＵの演算機能で構成され、記憶手段５５は半導体メモリ、ハードディスクドライブ等で構成される。
【００４４】
制御装置４は、通信装置９４より取得した又は、既に記憶している地図情報を記憶手段４４に保持している。制御装置４は、地図情報と、地図上の運搬車両１が走行する予定のコースとなる走路の情報として記憶している。走路（コース）の情報は、例えば、上述した図３に示す坂道の区間Ｔと、積荷場５１の区間Ｅ１と、ホッパ５２の区間Ｅ２とに識別された地図情報上の走路情報である。また地図情報は、図３に示す区間Ｔの坂道等のように路面の傾斜がある場合、コース上の路面の傾斜角度の情報を含むことが好ましい。
【００４５】
また、走行制御手段４２は、走路の情報に基づいて進行方向や速度を決定し、図４に示すモータ３３及びステアリング３６を制御する。油圧シリンダ７１、８１は、油圧シリンダ制御手段４３の制御信号に基づいて供給される作動油によって、ロッド７２、８２を伸縮させることができる。
【００４６】
また、上述したように運搬車両１が荷物検出器９８を含む場合、荷物検出器９８は、制御装置４に接続されている。制御装置４は、前後の車輪３１、３２における荷物検出器９８（ペイロードメータ）の各シリンダ圧から演算手段４１が演算して荷物の重量を求めることができる。
【００４７】
＜荷こぼれ低減制御＞
図６は、本実施形態に係る運搬車両の荷こぼれ低減制御の一例を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１１において、車両本体位置計測器９３は、運搬車両１の位置情報を計測する。
【００４８】
次に、制御装置４は、処理をステップＳ１２へ進める。ステップＳ１２においては、制御装置４の演算手段４１が前記位置情報を記憶手段４４に記憶されている走路の情報に照会し、運搬車両１が走行する予定の走路（コース）上の現在位置が検出される。そして、演算手段４１は、現在位置におけるコース上の路面の傾斜角度の情報を地図情報から取得する。
【００４９】
次に、図６のフローチャートにおいて、制御装置４は、処理をステップＳ１３へ進める。ステップＳ１３において、ステップＳ１２において現在位置におけるコース上の路面の傾斜角度、例えば図３に示す傾斜角度θを抽出した結果、演算手段４１は、路面の傾斜角度θを車両本体３の傾斜角度とみなす。すなわち、演算手段４１は、ステップＳ１２において抽出した、地図情報上の傾斜角度、例えば図３に示す傾斜角度θを車両本体３の傾斜角度とする。
【００５０】
ステップＳ１３において、制御装置４は、傾斜角度θと閾値とを比較する。そして、傾斜角度θが閾値（例えば、１０度）未満である場合（ステップＳ１３、Ｎｏ）、制御装置４は、処理をステップＳ１１に戻し、車両本体位置計測器９３は、運搬車両１の位置情報を計測する。そして、油圧シリンダ７１（８１）の制御については、第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８が縮小した、例えば図１に示す状態を維持する。傾斜角度θが閾値（例えば、１０度）以上である場合（ステップＳ１３、Ｙｅｓ）、制御装置４は、処理をステップＳ１４に進める。なお、制御装置４は、水平に対する車両本体３の傾斜角度が所定の閾値以上である場合を判断せず、ステップＳ１３を省略し上述したステップＳ１２からステップ１４へ処理を進めてもよい。
【００５１】
次に、ステップＳ１４においては、コース上の路面の傾斜角度θに基づいて、制御装置４は、傾斜するベッセル５の傾斜下方寄りを持ち上げるように、第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８を動作させる。すると、ベッセル５は、傾斜下方寄りが持ち上がる方向に傾動する。このとき、制御装置４は、ベッセル５が傾動する角度が、前記傾斜角度θと等しくなるように第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８を動作させて、ベッセル５を車両本体３に対し傾動させる。具体的には、油圧シリンダ制御手段４３は第１の傾動装置７の油圧シリンダ７１又は第２の傾動装置８の油圧シリンダ８１の少なくとも１つを制御するための制御信号を送出する。すると、前記制御信号に従って、ロッド７２又はロッド８２の少なくとも１つの長さが変化して、ベッセル５の傾きが変更される。なお、ロッド７２又はロッド８２の少なくとも１つの長さを変化させる制御を油圧シリンダ制御という。
【００５２】
図７及び図８は、荷こぼれ低減制御された運搬車両の一例を示す模式図である。図７において、運搬車両１が進行方向Ｖに走行する場合、車輪３１が車輪３２よりも進行方向Ｖ方向側（前方）にあり、かつ車輪３１が車輪３２よりも高くなっている。また、路面Ｇの傾斜角度は、θ１である。例えば、図７に示すように車両本体３の車輪３２が車輪３１よりも下がっている場合、制御装置４は、ロッド８２をロッド７２よりも長くするように制御する。このため、ベッセル５の傾斜角度α１の絶対値が、路面Ｇの傾斜角度θ１と同等な地図情報上の傾斜角度θに近づくように制御される。
【００５３】
なお、車両本体３に対するベッセル５の傾斜角度α１は、車両本体３の基準線３Ｈとベッセル５の基準線５Ｈとのなす角である。傾斜角度α１と傾斜角度β１とは、車両本体３の基準線３Ｈに対して水平線Ｈとベッセル５の基準線５Ｈとがそれぞれ交差してできる角のうち斜め向かいに位置する錯角の関係になる。
【００５４】
また、図８において、運搬車両１が進行方向Ｖに走行する場合、車輪３２が車輪３１よりも進行方向Ｖ方向側（前方）にあり、かつ車輪３２が車輪３１よりも高くなっている。また、路面Ｇの傾斜角度はθ２である。なお、車両本体３に対するベッセル５の傾斜角度α２は、車両本体３の基準線３Ｈとベッセル５の基準線５Ｈとのなす角である。傾斜角度α２と傾斜角度β２とは、車両本体３の基準線３Ｈに対して水平線Ｈとベッセル５の基準線５Ｈとがそれぞれ交差してできる角のうち斜め向かいに位置する錯角の関係になる。
【００５５】
図８に示すように車両本体３の車輪３１が車輪３２よりも下がっている場合、制御装置４は、ロッド７２をロッド８２よりも長くするように制御する。このため、ベッセル５の傾斜角度α１の絶対値が、路面Ｇの傾斜角度θ２と同等な地図情報上の傾斜角度θに近づくように制御される。以上説明したように、制御装置４は、傾斜するベッセル５の傾斜下方寄りを持ち上げるように、ベッセル５を車両本体３に対し傾動する。
【００５６】
また、制御装置４は、上述した荷物検出装置９８の情報に基づいて、所定の荷物５０がベッセル５に積載されている場合に、荷こぼれ低減のための制御を開始することが好ましい。これにより、運搬車両１は、油圧シリンダ制御（ステップＳ１４）の処理を抑制し、油圧シリンダ７１又は油圧シリンダ８１の耐久性低下を抑制することができる。例えば、制御装置４は、荷物検出装置９８であるペイロードメータからの重量情報により荷物５０の重量が所定の閾値を超える場合、所定の荷物５０がベッセル５に積載されているとして、処理をステップ１１から開始することができる。
【００５７】
上述したように運搬車両１は、車両本体が前記ベッセルに荷物を積載して走行している場合にベッセル５を水平にするように、第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８の少なくとも一方の長さを変化させる制御を行う。これにより、運搬車両１は、荷こぼれを低減することができる。荷こぼれを低減することは、荷物の搬送効率が向上する。また、荷こぼれした走路の整備負荷が低減される。荷こぼれが低減された走路は、他の作業車が通行しても安全を確保できるようになるので好ましい。
【００５８】
例えば、図７及び図８に示す運搬車両１は、第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８のうち、傾斜する路面の傾斜下方寄りに位置する第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８のいずれか一方を他方の第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８よりも延伸させる。これにより、ベッセル５に積載された荷物５０の荷こぼれが低減する。
【００５９】
図７及び図８に示す運搬車両１は、上り車両であったが、運搬車両１は走行方向Ｖと逆方向に走行し、下り車両としてもよい。第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８は、車両本体３の進行方向の前方側及び後方側にそれぞれ配置される。これにより、車両本体３が坂道を走行する場合、車両本体３を反転する動作をしなくてもよい。このため、運搬車両１を優先してホッパ５２に荷物５０を投入させることで、稼働率を向上させ、鉱山の生産性を向上させることができる。
【００６０】
（実施形態２）
図９は、実施形態２に係る運搬車両の荷こぼれ低減制御の一例を示すフローチャートである。本実施形態では、運搬車両３の制御装置は、地図情報を用いず、傾斜角度測定器９１が測定した実際の路面Ｇの傾斜角度に合わせてベッセル５を水平にするように制御する。このため、実施形態２は、実施形態１とは異なり、記憶手段４４が地図情報を記憶していないので、記憶手段４４の容量を低減することができる。次の説明においては、実施形態１で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００６１】
＜傾斜角度測定器＞
図１及び図２に示すように、実施形態２の運搬車両１は車両本体３に傾斜角度測定器９１を備え、傾斜角度測定器９１は車両本体３の傾斜を検知することができる。例えば、車両本体３の傾斜角度が車両本体３の基準線３Ｈと水平との角度で決定し、路面Ｇが水平の場合、傾斜角度は０度である。車両本体３の基準線３Ｈの設定の仕方は、これに限られず、所定の規則で定められていればよい。また、図５に示すように、運搬車両１が傾斜角度測定器９１を含む場合、傾斜角度測定器９１は制御装置４に接続されている。
【００６２】
なお、傾斜角度測定器９１は、例えばポテンショメータ又は静電容量式加速度センサで構成することができる。傾斜角度測定器９１は、水平をゼロ度として、マイナス角からプラス角まで測ることができる。例えば、車輪３２が車輪３１よりも下がっている場合をプラス角度とし、車輪３２が車輪３１よりも上がっている場合をマイナス角度とする。なお、ベッセル５の傾斜の基準線５Ｈは、ベッセル５の上面上にある基準線である。
【００６３】
なお、車両本体３が傾斜している場合、上述したペイロードメータの各シリンダ圧に傾斜に伴うずれが生じるおそれがある。この場合であっても、制御装置４は、傾斜角度測定器９１から取得する傾斜角度の情報により、傾斜に伴うずれを演算手段４４が補正する演算をすることができる。
【００６４】
＜荷こぼれ低減制御＞
まず、ステップＳ２１において、制御装置４は、傾斜角度測定器９１により車両本体３の傾斜角度、例えば図７に示す傾斜角度β１又は図８に示す傾斜角度β２を計測する。そして、記憶手段４４は、車両本体３の傾斜角度を記憶しておく。
【００６５】
例えば、制御装置４は、車両本体３に搭載された傾斜角度測定器９１によって、図７に示す車両本体３の傾斜角度β１を取得する。または、制御装置４は、車両本体３に搭載された傾斜角度測定器９１によって、図８に示す車両本体３の傾斜角度β２を取得する。
【００６６】
次に、制御装置４は、処理をステップＳ２２へ進める。ステップＳ２２において、ステップＳ２１において取得した車両本体３の傾斜角度が閾値未満である場合（ステップＳ２２、Ｎｏ）、制御装置４は、処理をステップＳ２１に戻し、油圧シリンダ７１（８１）の制御については、第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８が縮小した、例えば図１に示す状態を維持する。ステップＳ２１において取得した車両本体３の傾斜角度が閾値以上である場合（ステップＳ２２、Ｙｅｓ）、制御装置４は、処理をステップＳ２３に進める。
【００６７】
閾値は、車両本体３の傾斜による荷こぼれが生じる条件を判定するための値である。閾値は、例えば、車両本体３の傾斜により許容できない荷こぼれが生じると予測される値とすることができる。制御装置４は、水平に対する車両本体３の傾斜角度と所定の閾値とを比較し（ステップＳ２２）、所定の閾値より小さい場合には、油圧シリンダ７１又は油圧シリンダ８１が動作しないようにすることができる。このため、第１の傾動装置７の油圧シリンダ７１又は第２の傾動装置８の油圧シリンダ８１の煩雑な伸縮を抑制して、これらの耐久性低下を抑制することができる。なお、後述する変形例のように、制御装置４は、ステップ２２の処理を省略することもできる。
【００６８】
運搬車両１は、図１に示すように第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８を縮めたままの場合、例えば図７（図８）に示す車両本体３が傾いた傾斜角度β１（β２）分、ベッセル５も傾斜することになる。このため、ステップＳ２３では、制御装置４は、ステップ２１において計測し、かつベッセル５が傾いた傾斜角度β１（β２）分を相殺（キャンセル）するように第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８を動作させる。つまり、制御装置４は、傾斜するベッセル５の傾斜下方寄りを持ち上げるように、第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８を動作させる。すると、ベッセル５は、傾斜下方寄りが持ち上がる方向に傾動する。このとき、制御装置４は、ベッセル５が傾動する角度が、傾斜角度β１（β２）と等しくなるように第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８を動作させて、ベッセル５を車両本体３に対し傾動させる。これにより、ベッセル５（の基準線５Ｈ）が水平線Ｈと平行に近づいていく。
【００６９】
また、車両本体の傾斜角度β１（β２）とコース上の路面Ｇの傾斜角度θ１（θ２）とは同じと見ることができる。このため、制御装置４は、ベッセル５が傾動する角度が、路面Ｇの傾斜角度θ１（θ２）と等しくなるように第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８を動作させて、ベッセル５を車両本体３に対し傾動させてもよい。
【００７０】
また、車両本体３に対するベッセル５の傾斜角度α１は、錯角の関係にある水平線Ｈと車両本体３の基準線３Ｈとのなす角である傾斜角度β１の値に近づくように、油圧シリンダ制御手段４３が処理を行ってもよい。図８に示す運搬車両１についても、制御装置４は同様に処理することができる。
【００７１】
地図情報が坂道でなくても、実際の路面Ｇは傾斜していることがある。本実施形態では、制御装置４は、地図情報上の傾斜角度を判断することなく実際の路面Ｇの傾斜に対応してベッセル５を水平にするように第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８の長さを制御する。運搬車両１は、実際の路面の傾斜に合わせて荷こぼれを低減することができるので、より確実に荷こぼれを抑制できる。
【００７２】
また、制御装置４は、上述した荷物検出装置９８の情報に基づいて、所定の荷物５０がベッセル５に積載されている場合に、荷こぼれ低減のための制御を開始することが好ましい。これにより、運搬車両１は、油圧シリンダ制御（ステップＳ２３）の処理を抑制し、油圧シリンダ７１又は油圧シリンダ８１の耐久性低下を抑制することができる。例えば、制御装置４は、荷物検出装置９８であるペイロードメータからの重量情報により荷物５０の重量が所定の閾値を超える場合、所定の荷物５０がベッセル５に積載されているとして、処理をステップ２１から開始することができる。
【００７３】
（変形例）
実施形態２に係る運搬車両の荷こぼれ低減制御の変形例としては、図９に示すフローチャートにおいて、制御装置４は、上述したステップＳ２１を処理した後、上述したステップＳ２２を省略して、ステップＳ２３の処理へ進めてもよい。
【００７４】
ステップＳ２３では、制御装置４は、ステップ２１において計測し、かつベッセル５が傾いた傾斜角度β１（β２）分を相殺（キャンセル）するように第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８を動作させる。つまり、制御装置４は、傾斜するベッセル５の傾斜下方寄りを持ち上げるように、第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８を動作させる。すると、ベッセル５は、傾斜下方寄りが持ち上がる方向に傾動する。このとき、制御装置４は、ベッセル５が傾動する角度が、傾斜角度β１（β２）と等しくなるように第１の傾動装置７又は第２の傾動装置８を動作させて、ベッセル５を車両本体３に対し傾動させる。これにより、ベッセル５（の基準線５Ｈ）が水平線Ｈと平行に近づいていく。
【００７５】
油圧シリンダ制御手段４３は、第１の傾動装置７の油圧シリンダ７１又は第２の傾動装置８の油圧シリンダ８１の少なくとも１つをリアルタイムに制御する制御信号を送出する。そして、前記制御信号に従って、ロッド７２又はロッド８２の少なくとも１つの長さが変化し、ベッセル５が水平となるように油圧シリンダ制御手段４３が油圧シリンダ制御の処理を行う。
【００７６】
＜未舗装路の走行＞
上述した実施形態１及び実施形態２の運搬車両１は坂道を走行している。運搬車両１は、未舗装路を走行する場合でも、制御装置４は、上述した実施形態１及び実施形態２の荷こぼれ低減制御を処理することができる。
【００７７】
未舗装路を走行する運搬車両１は、坂道を走行する運搬車両１よりも車両本体３の前後方向の傾斜角度の変動（前後のピッチング）の頻度が高まることが考えられる。例えば、制御装置４の演算手段４１が傾斜角度測定器９１から取得した傾斜角度の変動の頻度を捉え、未舗装路の走行を判断してもよい。また、制御装置４は、上述した地図情報に未舗装路の情報を記憶手段４４に記憶しており、演算手段４１が現在位置における未舗装路の情報を地図情報から取得するようにしてもよい。
【００７８】
未舗装路は舗装路と比較して路面の凹凸が大きいため、運搬車両１の前後の変動（ピッチング）の周期が早くなる。また、未舗装路の路面の凹凸の振幅は、舗装路よりも大きいことが多い。運搬車両１の走行中にベッセル５を水平に制御する場合、制御装置４は、前記周期及び前記振幅に合わせて油圧シリンダ７１（８１）を伸縮させる必要がある。このため、運搬車両１が未舗装路を走行中にベッセル５を水平に制御する場合、油圧シリンダ７１（８１）の伸縮の頻度が高まるとともに伸縮長も大きくなる結果、油圧シリンダ７１（８１）の耐久性低下を招くおそれがある。
【００７９】
未舗装路を走行する運搬車両１の制御装置４は、水平に対する車両本体３の傾斜角度と所定の閾値とを比較し（ステップＳ２２）、所定の閾値より小さい場合、つまり未舗装路の凹凸の振幅が小さい場合には、油圧シリンダ７１又は油圧シリンダ８１が動作しないようにすることができる。このとき、所定の閾値は、例えば、運搬車両１の走行中に、許容できない荷こぼれが生じると予測される大きさとする。運搬車両１は、未舗装路を走行中に許容できない荷こぼれが生じると予測される場合に、油圧シリンダ７１（８１）の伸縮を行うようにして、荷こぼれを抑制する。このようにすることで、油圧シリンダ７１（８１）の伸縮の頻度を低減できるので、未舗装路を走行する運搬車両１は油圧シリンダ７１又は油圧シリンダ８１の耐久性低下を抑制することができる。なお、坂道の未舗装路を走行する運搬車両１であっても、油圧シリンダ７１又は油圧シリンダ８１の耐久性低下を抑制することができる。
【００８０】
（実施形態３）
図１０は、実施形態３に係る運搬車両の構成例を示す模式図である。図１１は、荷こぼれ低減制御された図１０に示す運搬車両の一例を示す模式図である。次の説明においては、実施形態１及び実施形態２で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００８１】
＜運搬車両＞
図１０及び図１１に示す運搬車両１Ａは、例えば、運転台を備えていない無人のダンプトラックである。運搬車両１Ａは、上述した運搬車両１と同様に、車両本体３と、車両本体３に備えられた複数（本実施形態では４個）の車輪３１、３２と、車両本体３に備えられたベッセル５と、車両本体３とベッセル５との間に備えられた第２の傾動装置８と、車両本体位置計測器９３と、通信装置９４とを含む。また、運搬車両１Ａは、第１の傾動装置７の代わりに、ヒンジ部７６を含む。また、運搬車両１Ａは、運搬車両１と同様に、傾斜角度測定器９１を含んでもよい。
【００８２】
言い換えると、本実施形態に係る運搬車両１Ａは、実施形態１の運搬車両１が含む第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８のうち、第１の傾動装置７を含まない。このような構造のため、運搬車両１Ａは、製造コストを低減することができる。
【００８３】
車両本体３が運転台のない車両であるので、運搬車両１Ａは、第２の傾動装置８を車両本体３の進行方向の前方側又は後方側のいずれかに配置する領域を確保しやすい。このような構造により、運搬車両１Ａは、第２の傾動装置８を備えても車両本体３を小型とすることができる。
【００８４】
図１１に示すロッド８２は、油圧シリンダ８１の油量の変化に応じて伸縮する。車両本体３を基準として、第２の傾動装置８のロッド８２が延伸する場合、車両本体３に対してベッセル５が傾斜する。図１１に示す運搬車両１Ａは、油圧シリンダ８１が動作することでロッド８２が延伸し、シリンダブラケット部５Ｂは、車両本体３から離れ、ヒンジ部７６を支点としてベッセル５が傾斜する。
【００８５】
上述した制御装置４は、傾斜する車両本体３の傾斜下方寄りに第２の傾動装置８が位置するように車両本体３の走行方向を決定する。その上で、運搬車両１Ａも上述した運搬車両１と同様に、実施形態１及び実施形態２に示した運搬車両の荷こぼれ低減制御の一例を示すフローチャートに沿って制御される。なお、制御装置４は、水平に対する車両本体３の傾斜角度が所定の閾値以上であるか否か（ステップＳ１３、ステップＳ２２）を判断してもしなくてもよい。
【００８６】
例えば、図１１に示す運搬車両１Ａは、上述した図６に示すステップＳ１４において油圧シリンダ制御が処理されると、ベッセル５の基準線５Ｈが水平線Ｈと平行に近づくことになる。なお、車両本体３に対するベッセル５の傾斜角度α１は、錯角の関係にある水平線Ｈと車両本体３の基準線３Ｈとのなす角である傾斜角度β１の値に近づくように、油圧シリンダ制御手段４３が処理を行ってもよい。
【００８７】
上述したように運搬車両１Ａは、ベッセル５を水平にするように、第２の傾動装置８の長さを変化させる制御を行う。これにより、運搬車両１Ａは、荷こぼれを低減することができる。
【００８８】
（実施形態４）
図１２は、実施形態４に係る運搬車両の構成例を示す模式図である。図１３は、荷こぼれ低減制御された図１２に示す運搬車両の一例を示す模式図である。本実施形態に係る運搬車両１Ｂは、有人のダンプトラックとしている。次の説明においては、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００８９】
＜運搬車両＞
図１２及び図１３に示す運搬車両１Ｂは、例えば、運転台３８を備えた有人のダンプトラックであり、エンジンと発電機が備えられている。運搬車両１Ｂは自身が有する内燃機関等によって得られる電力で走行する車両であっても、外部からの電力と自身が有する内燃機関等によって得られる電力との両方で走行する車両であってもよい。また、運搬車両１Ｂは自身が有する内燃機関で走行する車両であってもよい。
【００９０】
運搬車両１Ｂは、上述した運搬車両１と同様に、車両本体３と、車両本体３に備えられた複数（本実施形態では４個）の車輪３１、３２と、車両本体３に備えられたベッセル５と、車両本体３とベッセル５との間に備えられた第１の傾動装置７と、車両本体位置計測器９３と、通信装置９４とを含む。また、運搬車両１Ｂは、運搬車両１と同様に、傾斜角度測定器９１を含んでもよい。また、運搬車両１Ｂは、第２の傾動装置８の代わりに、ヒンジ部８６を含む。なお、運搬車両１Ｂは、運転台３８を備えた無人のダンプトラックであってもよい。また、車両本体位置計測器９３はなくてもよい。
【００９１】
言い換えると、本実施形態に係る運搬車両１Ｂは、実施形態１の運搬車両１が含む第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８のうち、第２の傾動装置８を含まない。このような構造のため、運搬車両１Ｂは、製造コストを低減することができる。
【００９２】
図１３に示すロッド７２は、油圧シリンダ７１の油量の変化に応じて伸縮する。車両本体３を基準として、第１の傾動装置７のロッド７２が延伸する場合、車両本体３に対してベッセル５が傾斜する。図１３に示す運搬車両１Ｂは、油圧シリンダ７１が動作することでロッド７２が延伸し、シリンダブラケット部５Ａは、車両本体３から離れ、ヒンジ部８６を支点としてベッセル５が傾斜する。
【００９３】
運搬車両１Ｂも上述した運搬車両１と同様に、実施形態１及び実施形態２に示した運搬車両の荷こぼれ低減制御の一例を示すフローチャートに沿って制御できる。なお、制御装置４は、水平に対する車両本体３の傾斜角度が所定の閾値以上であるか否か（ステップＳ１３、ステップＳ２２）を判断してもしなくてもよい。
【００９４】
なお、本実施形態では、制御装置４は、例えば、運転台３８のオペレータに音声、あるいは運転台に設けられたモニタ（表示部）の画面上にステアリングを制御する方向を矢印のマークや文字等で指示してもよい。そして、オペレータは、運搬車両１Ｂを進行方向Ｖに走行させることができる。
【００９５】
例えば、図１３に示す運搬車両１Ｂは、上述した図６に示すステップＳ１４において油圧シリンダ制御が処理されると、ベッセル５の基準線５Ｈが水平線Ｈと平行に近づくことになる。また、車両本体３に対するベッセル５の傾斜角度α１は、錯角の関係にある水平線Ｈと車両本体３の基準線３Ｈとのなす角である傾斜角度β１の値に近づくように、油圧シリンダ制御手段４３が処理を行ってもよい。
【００９６】
上述したように運搬車両１Ｂは、ベッセル５を水平にするように、第１の傾動装置７の長さを変化させる制御を行う。これにより、運搬車両１Ｂは、荷こぼれを低減することができる。
【００９７】
以上説明した実施形態の運搬車両１、１Ａ、１Ｂは、車両本体３に対してベッセル５を傾斜させるために伸縮して長さが変化する第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８のうち少なくとも１つと、ベッセル５を水平にするように第１の傾動装置７及び第２の傾動装置８のうち少なくとも１つの長さを制御する制御装置４とを含む。運搬車両１、１Ａ、１Ｂは、特に、鉱山で用いられる運搬車両であることが好ましい。鉱山では、未舗装、坂道をコースに含む。このため、坂道、平坦ではない走路（未舗装路）、又は未舗装路の坂道を運搬車両１、１Ａ、１Ｂが走行しても荷こぼれ低減の効果を有効に利用できる。
【符号の説明】
【００９８】
１、１Ａ、１Ｂ 運搬車両
３ 車両本体
３Ｈ 車両本体の基準線
４ 制御装置
５ ベッセル
５Ａ、５Ｂ シリンダブラケット部
５Ｈ ベッセルの基準線
７、８ 傾動装置
３１、３２ 車輪
３８ 運転台
４１ 演算手段
４３ 油圧シリンダ制御手段
４４ 記憶手段
５０ 荷物
５１ 積荷場
５２ ホッパ
７１、８１ 油圧シリンダ
７２、８２ ロッド
７４、８４、７６、８６ ヒンジ部
９１ 傾斜角度測定器
９３ 車両本体位置計測器
９８ 荷物検出装置
Ｇ 路面
Ｈ 水平線
α１、α２ 傾斜角度
β１、β２ 傾斜角度
θ、θ１、θ２ 路面の傾斜角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷物を積載するベッセルと、
前記ベッセルを載置し、かつ走行する車両本体と、
前記車両本体に対して前記ベッセルを傾斜させるために伸縮して長さが変化する傾動装置と、
前記車両本体が前記ベッセルに荷物を積載して走行している場合に前記ベッセルを水平にするように前記傾動装置の長さを制御する制御装置と、
を含むことを特徴とする運搬車両。
【請求項２】
前記傾動装置が前記車両本体の進行方向の前方側及び後方側にそれぞれ配置される請求項１に記載の運搬車両。
【請求項３】
前記車両本体は、運転台のない無人運搬車両である請求項１又は２に記載の運搬車両。
【請求項４】
前記制御装置は、傾斜する前記車両本体の傾斜下方寄りに前記傾動装置が位置するように前記車両本体の走行方向を決定する請求項１から３のいずれか１項に記載の運搬車両。
【請求項５】
前記制御装置は、水平に対する傾斜角度を含む地図情報を記憶しており、前記車両本体の現在位置に対応する前記地図情報の前記傾斜角度を取得する請求項１から４のいずれか１項に記載の運搬車両。
【請求項６】
前記車両本体の前記現在位置を検出する車両本体位置計測器をさらに含む請求項５に記載の運搬車両。
【請求項７】
水平に対する前記車両本体の傾斜角度を測定する第１の傾斜角度計測器をさらに含む請求項１から６のいずれか１項に記載の運搬車両。
【請求項８】
水平に対する前記ベッセルの傾斜角度を測定する第２の傾斜角度計測器をさらに含む請求項１から７のいずれか１項に記載の運搬車両。
【請求項９】
前記ベッセルに積載されている荷物を検出可能な荷物検出装置をさらに含み、前記制御装置は、所定の荷物が前記ベッセルに積載されている場合、前記傾動装置の長さを制御する請求項１から８のいずれか１項に記載の運搬車両。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記車両本体が前記ベッセルに荷物を積載して坂道を走行している場合に前記傾動装置の長さを制御する請求項１から９のいずれか１項に記載の運搬車両。
【請求項１】
荷物を積載するベッセルと、
前記ベッセルを載置し、かつ走行する車両本体と、
前記車両本体に対して前記ベッセルを傾斜させるために伸縮して長さが変化する傾動装置と、
前記車両本体が前記ベッセルに荷物を積載して走行している場合に前記ベッセルを水平にするように前記傾動装置の長さを制御する制御装置と、
を含むことを特徴とする運搬車両。
【請求項２】
前記傾動装置が前記車両本体の進行方向の前方側及び後方側にそれぞれ配置される請求項１に記載の運搬車両。
【請求項３】
前記車両本体は、運転台のない無人運搬車両である請求項１又は２に記載の運搬車両。
【請求項４】
前記制御装置は、傾斜する前記車両本体の傾斜下方寄りに前記傾動装置が位置するように前記車両本体の走行方向を決定する請求項１から３のいずれか１項に記載の運搬車両。
【請求項５】
前記制御装置は、水平に対する傾斜角度を含む地図情報を記憶しており、前記車両本体の現在位置に対応する前記地図情報の前記傾斜角度を取得する請求項１から４のいずれか１項に記載の運搬車両。
【請求項６】
前記車両本体の前記現在位置を検出する車両本体位置計測器をさらに含む請求項５に記載の運搬車両。
【請求項７】
水平に対する前記車両本体の傾斜角度を測定する第１の傾斜角度計測器をさらに含む請求項１から６のいずれか１項に記載の運搬車両。
【請求項８】
水平に対する前記ベッセルの傾斜角度を測定する第２の傾斜角度計測器をさらに含む請求項１から７のいずれか１項に記載の運搬車両。
【請求項９】
前記ベッセルに積載されている荷物を検出可能な荷物検出装置をさらに含み、前記制御装置は、所定の荷物が前記ベッセルに積載されている場合、前記傾動装置の長さを制御する請求項１から８のいずれか１項に記載の運搬車両。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記車両本体が前記ベッセルに荷物を積載して坂道を走行している場合に前記傾動装置の長さを制御する請求項１から９のいずれか１項に記載の運搬車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−１３６２（Ｐ２０１３−１３６２Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３７８８３（Ｐ２０１１−１３７８８３）
【出願日】平成２３年６月２１日（２０１１．６．２１）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２１日（２０１１．６．２１）
【出願人】（０００００１２３６）株式会社小松製作所 (1,686)
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