JP3360692B2 - キヤブの姿勢制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はキヤブが油圧アクチユエ
ータにより車枠に支持されるキヤブ懸架式車両における
キヤブの姿勢制御装置、詳しくは傾斜地に駐車しても、
キヤブの円滑なチルトとロツク操作を得るキヤブの姿勢
制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は車枠懸架機構とキヤブ懸架機
構にそれぞれ車高センサを設け、各車高センサから求め
た車枠の各車輪に対する相対変位量と、キヤブの車枠に
対する相対変位量とに応じて、キヤブ懸架機構を駆動し
てキヤブの振動を抑え、乗り心地を向上するキヤブ懸架
機構を提案している。上述のキヤブ懸架機構によれば、
平坦路の走行中はキヤブの車高が常にほぼ一定に維持さ
れるので、特に運転席の上下振動が抑えられ、視認性が
向上する。

【０００３】しかし、上述のキヤブの姿勢制御装置で
は、点検などの事由でキヤブをチルトする場合に、水平
な路上に駐車しないと次のような問題が生じる。駐車し
ている路面が左右または前後に傾斜している場合や、片
方の車輪が路肩などの段差に乗り上げている場合は、姿
勢制御装置の働きにより、キヤブの前後左右の各部を支
持する油圧アクチユエータの変位量（動作量）が異なる
ため、キヤブの係合部と車枠の台座との間に移動が生
じ、作業終了後にキヤブを戻した時キヤブを車枠にロツ
クできなくなることがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上述の
問題に鑑み、車枠が傾いていてもキヤブが車枠と平行に
なるように、すなわち各油圧アクチユエータの変位量を
等しくすることにより、キヤブの円滑なロツクを可能に
する、キヤブの姿勢制御装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の構成は車枠とキヤブの前後左右の各支持部
との間に連結した油圧アクチユエータと、車枠の各車輪
支持部とキヤブの各支持部に配設した車高センサと、前
記各車高センサにより検出した各車輪に対するキヤブの
車高変化量からキヤブのロール・ピツチ・上下の各変位
量を求める相対変位量算出手段と、キヤブの各変位量か
らキヤブの各変位を抑える制御力を求める制御量算出手
段と、キヤブの各変位を抑える制御力に対応して前記各
油圧アクチユエータの油量を各別に加減する油量制御弁
と、キヤブのロツク解除時前記各油圧アクチユエータの
油量を等しくし、キヤブを車枠に対し平行に維持するこ
とを特徴とする。

【０００６】

【作用】キヤブをチルトする場合は、各車輪の懸架ばね
の変位量を検出する車高センサの信号を無視し、強制的
にキヤブの前後・左右の各部を支持する油圧アクチユエ
ータの油圧を標準車高時の値にする。点検作業のために
キヤブのロツクを解除すると作動する、例えば警報器を
キヤブロツクセンサとし、キヤブロツクセンサの信号に
基づきキヤブのロツク解除と同時に、キヤブを標準車高
に設定する。

【０００７】各油圧アクチユエータの変位量は等しくな
り、キヤブは車枠と平行に保持されるので、この状態で
キヤブをチルトするようにすれば、キヤブを通常の位置
へ戻した時、キヤブの係合部が車枠の台座へ円滑に係合
し、手動によるロツク操作が可能になる。

【０００８】

【実施例】図１は本発明に係るキヤブの姿勢制御装置の
油圧回路図である。機関により駆動される油圧ポンプ４
は、油槽２から油を吸い込み、管５から逆止弁６を経て
管７の蓄圧器８へ供給する。管７への油圧を所定値に保
つために、油圧監視手段Ａが備えられる。つまり、管５
の油圧を検出する油圧センサ９の検出値が所定値を超え
ると、油圧制御弁１２が切り換わり、管５の圧油の一部
が管１０、油圧制御弁１２、管１３、フイルタ２７を経
て油槽２へ戻される。また、油圧ポンプ４の吐出口の油
圧が異常に高くなると、管５の圧油の一部が公知の逃し
弁２６、管１３、フイルタ２７を経て油槽２へ戻され
る。

【０００９】管７の圧油は車枠２５にキヤブ３の前後左
右各部を支持する各油圧アクチユエータ１９へそれぞれ
供給される。油圧アクチユエータ１９はシリンダ２３に
ピストン２２を嵌装し、ピストン２２から上方へ突出す
るロツド２４をキヤブ３に球継手などにより連結する一
方、シリンダ２３を車枠２５に球面軸受などにより連結
してなる。ピストン２２により区画されるシリンダ２３
の上端室と下端室とは、ピストン２２に設けた絞り通路
により連通される。

【００１０】車枠２５は車輪２０を支持する車軸ないし
懸架部材３０を公知の油圧緩衝器２９により支持する。
油圧緩衝器２９はシリンダにピストンを嵌挿してなり、
シリンダが懸架部材３０に、ピストンから上方へ突出す
るロツドが車枠２５にそれぞれ連結される。シリンダと
車枠２５との間にコイルばね２１が介装される。コイル
ばね２１の代りに、公知の板ばねにより懸架部材３０を
車枠２５に支持してもよい。キヤブ３と車枠２５との相
対的上下変位量を検出する車高センサ２８と、車枠２５
と懸架部材３０との相対的上下変位量を検出する車高セ
ンサ３１がそれぞれ配設される。

【００１１】管７の圧油は逆止弁１４、一般的な中立位
置閉鎖型の電磁比例圧力制御弁からなる油量制御弁１
６、絞り１８ａを経て蓄圧器ないし空気ばね１８へ供給
され、さらに油圧アクチユエータ１９のシリンダ２３の
下端室へ供給される。シリンダ２３の下端室へ供給され
る油圧は、油圧センサ１７により検出される。油量制御
弁１６が切り換わると、シリンダ２３の下端室の油は油
量制御弁１６、逆止弁１５、管１３、フイルタ２７を経
て油槽２へ戻される。

【００１２】キヤブ３の前後・左右の各油圧アクチユエ
ータ１９は独立に、逆止弁１４，１５、油量制御弁１
６、絞り１８ａ、空気ばね１８、油圧センサ１７、車高
センサ２８を備えている。図示を省略しているが、車高
センサ３１も前後左右の各車枠懸架機構に備えられる。

【００１３】各油量制御弁１６はマイクロコンピユータ
からなる電子制御装置からの制御電圧に対応して、各油
圧アクチユエータ１９の油圧をフイードバツク制御す
る。なお、前後左右の油圧アクチユエータ１９を特定す
る場合は、FL,FR,RL,RR の添字を付すことにする。

【００１４】いま、車枠２５の各車輪２０に対する相対
車高をｈFL〜ｈRR、キヤブ３の前後左右各部の車枠２５
に対する相対車高をｈcFL 〜ｈcRR とすると、車枠２５
の上下変位量ｘFL〜ｘRR、キヤブ３の上下変位量ｘcFL
〜ｘcRR は、次の式（１）で表される。

【００１５】 ｘFL＝ｈFL−ｈFL0 ， ｘFR＝ｈFR−ｈFR0 ｘRL＝ｈRL−ｈRL0 ， ｘRR＝ｈRR−ｈRR0 ｘcFL ＝ｈcFL −ｈcFL0， ｘcFR ＝ｈcFR −ｈcFR0 ｘcRL ＝ｈcRL −ｈcRL0， ｘcRR ＝ｈcRR −ｈcRR0 ……（１） ただし、ｈFL0 〜ｈRR0 ：車枠の各車輪支持部の標準車
高 ｈcFL0〜ｈcRR0：キヤブの前後左右各部の標準車高 車枠２５の車輪に対する相対的なロール変位量Δφ、ピ
ツチ変位量Δθ、上下変位量Δｘ、キヤブ３の車枠２５
に対する相対的なロール変位量Δφc 、ピツチ変位量Δ
θc 、上下変位量Δｘc は、それぞれ次の式（２）で表
される。

【００１６】 Δφ＝ｋφ1 （ｘFL−ｘFR）＋ｋφ2 （ｘRL−ｘRR） Δθ＝ｋθ1 （ｘFL＋ｘFR）−ｋθ2 （ｘRL＋ｘRR） Δｘ＝ｋｘ1 （ｘFL＋ｘFR）＋ｋｘ2 （ｘRL＋ｘRR） Δφc ＝ｋc φ1 （ｘcFL −ｘcFR ）＋ｋc φ2 （ｘcRL −ｘcRR ） Δθc ＝ｋc θ1 （ｘcFL ＋ｘcFR ）−ｋc θ2 （ｘcRL ＋ｘcRR ） Δｘc ＝ｋc ｘ1 （ｘcFL ＋ｘcFR ）＋ｋc ｘ2 （ｘcRL ＋ｘcRR ） ……（２） ただし、ｋφ1 ，ｋθ1 ，ｋｘ1 ：車両諸元により決ま
る定数 ｋφ2 ，ｋθ2 ，ｋｘ2 ：車両諸元により決まる定数 ｋc φ1 ，ｋc θ1 ，ｋc ｘ1 ：車両諸元により決まる
定数 ｋc φ2 ，ｋc θ2 ，ｋc ｘ2 ：車両諸元により決まる
定数 路面入力による車枠２５のロール変位量をφ1 、ピツチ
変位量をθ1 、上下変位量をｘ1 とすると、キヤブ３の
ロール変位量φ2 、ピツチ変位量θ2 、上下変位量ｘ2
は、次の式（３）で表すことができる。

【００１７】 φ2 ＝φ1 ＋Δφ＋Δφc θ2 ＝θ1 ＋Δθ＋Δθc ｘ2 ＝ｘ1 ＋Δｘ＋Δｘc ……（３） そこで、キヤブ３をフラツト（路面と平行）に保つため
に、各油圧アクチユエータ１９によりキヤブ３に加える
べきロール制御力−Ｆ12、ピツチ制御力−Ｆ22、上下制
御力−Ｆ32は次の式（４）で表すことができる。

【００１８】 −F12 ＝−ｋ1 ［φ］−ｋ2 ｄ［φ］ｄｔ−ｋ7 Σ［φ］ｄｔ −F22 ＝−ｋ3 ［θ］−ｋ4 ｄ［θ］ｄｔ−ｋ8 Σ［θ］ｄｔ −F32 ＝−ｋ5 ［ｘ］−ｋ6 ｄ［ｘ］ｄｔ−ｋ9 Σ［ｘ］ｄｔ…（４） ただし、［φ］＝Δφ＋Δφc ［θ］＝Δθ＋Δθc ［ｘ］＝Δｘ＋Δｘc ｋ1 〜ｋ9 ：定数 Σ：都合により積分記号（▲◆▼）を表すものとする。

【００１９】図２に示すように、本発明は上述の原理に
より、車高センサ３１により車枠２５の車高ｈFL〜ｈRR
を、車高センサ２８によりキヤブ３の車高ｈcFL 〜ｈcR
R をそれぞれ検出し、相対変位量算出手段３５により車
枠２５の車高ｈFL〜ｈRRとキヤブ３の車高ｈcFL 〜ｈcR
R から、車枠２５の車高変化量ｘFL〜ｘRRとキヤブ３の
車高変化量ｘcFL 〜ｘcRR とを求め、さらに各車輪に対
する車枠２５の相対的なロール変位量Δφ、ピツチ変位
量Δθ、上下変位量Δｘと、車枠２５に対するキヤブ３
の相対的なロール変位量Δφc 、ピツチ変位量Δθc 、
上下変位量Δｘc とを求める。

【００２０】次いで、制御量算出手段３７により各車輪
に対する車枠２５の相対的なロール変位量Δφ、ピツチ
変位量Δθ、上下変位量Δｘと車枠２５に対するキヤブ
３の相対的なロール変位量Δφc 、ピツチ変位量Δθc
、上下変位量Δｘc とから、キヤブ３のロール制御力
Ｆ12、ピツチ制御力Ｆ22、上下制御力Ｆ32を求める。

【００２１】上述の結果から次の式（５）で表される各
油量制御弁１６の制御電圧ＶcFL 〜ＶcRR を求める。

【００２２】 ＶcFL ＝−KV1 Ｆ12−KV2 Ｆ22＋KV5 Ｆ32 ＶcFR ＝＋KV1 Ｆ12−KV2 Ｆ22＋KV5 Ｆ32 ＶcRL ＝−KV3 Ｆ12＋KV4 Ｆ22＋KV6 Ｆ32 ＶcRR ＝＋KV3 Ｆ12＋KV4 Ｆ22＋KV6 Ｆ32 ……（５） ただし、KV1 〜KV6 ：定数 次いで、制御電圧ＶcFL 〜ＶcRR と油圧センサ１７のフ
イードバツク信号電圧ＦsFL 〜ＦsRR とにより各油量制
御弁１６を駆動し、油圧アクチユエータ１９を制御すれ
ば、キヤブ３の姿勢をほぼフラツト（路面と平行）に保
つことができる。

【００２３】また、キヤブ３のチルト操作後の円滑なロ
ツクを得るために、キヤブ３を車枠２５にロツクするロ
ツク機構に、キヤブロツクセンサ４１を配設する。具体
的には、ロツク機構を解除すると鳴る警報器のスイツチ
を、キヤブロツクセンサ４１に用いるのが好ましい。キ
ヤブロツクセンサ４１の信号に基づき、相対変位量算出
手段３５へ加える各車輪２０に対する車枠２５の車高変
化量ｘFL〜ｘRRを０に設定し、キヤブ３を車枠２５に平
行に支持する。

【００２４】図３〜５はマイクロコンピユータからなる
電子制御装置により、上述の制御を行う制御プログラム
の流れ図である。本制御プログラムは所定時間ごとに繰
り返し実行する。ｐ11〜ｐ23，ｐ41〜ｐ46，ｐ61〜ｐ67
は制御プログラムの各ステツプを表す。ｐ11で制御プロ
グラムを開始し、ｐ12で初期化を行い、ｐ13で図４に示
す油圧監視ルーチンに移り、油圧制御弁１２を駆動し、
出力油圧ｐm を所定値ｐc に保つ。

【００２５】ｐ14で車高センサ３１から車枠２５の車高
ｈFL〜ｈRRを、車高センサ２８からキヤブ３の車高ｈcF
L 〜ｈcRR を、油圧センサ１７から油圧アクチユエータ
１９の油圧ｐFL〜ｐRRをそれぞれ読み込む。ｐ15で車枠
２５の車高ｈFL〜ｈRRから車枠２５の車高変化量ｘFL〜
ｘRRを、キヤブ３の車高ｈcFL 〜ｈcRR からキヤブ３の
車高変化量ｘcFL 〜ｘcRR をそれぞれ求める。

【００２６】ｐ16でキヤブ３のロツクが解除されている
か否かを判別する。キヤブ３のロツクが解除されている
時は、ｐ17で車枠２５の相対変位量Δφ，Δθ，Δｘを
電気的に０にし、ｐ19へ進む。キヤブ３のロツクが解除
されていない場合は、ｐ18で車枠２５の車高変化量ｘFL
〜ｘRRから車枠２５の相対変位量すなわちロール変位量
Δφ、ピツチ変位量Δθ、上下変位量Δｘを求める。ｐ
19でキヤブ３の車高変化量ｘcFL 〜ｘcRR からキヤブ３
の相対変位量すなわちロール変位量Δφc 、ピツチ変位
量Δθc 、上下変位量Δｘc を求める。

【００２７】ｐ20で車枠２５のロール変位量Δφ、ピツ
チ変位量Δθ、上下変位量Δｘとキヤブ３のロール変位
量Δφc 、ピツチ変位量Δθc 、上下変位量Δｘc とか
ら、キヤブ３の制御量すなわちロール制御力Ｆ12、ピツ
チ制御力Ｆ22、上下制御力Ｆ32を求める。ｐ21でキヤブ
３の制御量Ｆ12、Ｆ22、Ｆ32に対応する油量制御弁１６
の制御電圧ＶcFL 〜ＶcRR を求める。ｐ22で図６に示す
油圧アクチユエータ駆動ルーチンに移り、各油量制御弁
１６により各油圧アクチユエータ１９の油量を加減し、
ｐ23で終了する。

【００２８】図４に示すように、油圧監視ルーチンはｐ
41で開始し、ｐ42で油圧監視手段Ａにより油圧ポンプ４
の出力油圧ｐm を読み込み、ｐ43で出力油圧ｐm が所定
値ｐc よりも大きい否かを判別し、出力油圧ｐm が所定
値ｐc よりも小さい場合は、ｐ44で油圧制御弁１２を閉
じてｐ46へ進み、出力油圧ｐm が所定値ｐc よりも大き
い場合は、ｐ45で油圧制御弁１２を開いて出力油圧ｐm
を下げ、所定値ｐc に保ち、ｐ46で本プログラムへ戻
る。

【００２９】図５に示すように、油圧アクチユエータ駆
動ルーチンはｐ61で開始し、ｐ62で各油圧センサ１７か
ら各油圧アクチユエータ１９の油圧ｐFL〜ｐRRを読み込
み、ｐ63で油圧ｐFL〜ｐRRを電圧ＶsFL 〜ＶsRR に変換
する。ｐ64で前述の制御電圧ＶcFL 〜ＶcRR と電圧ＶsF
L 〜ＶsRR から各油量制御弁１６の励磁電圧ＶeFL 〜Ｖ
eRR を求める。ｐ65で各油量制御弁１６を励磁し、各油
圧アクチユエータ１９へ供給しまたは排出する油量ＱFL
〜ＱRRを加減し、ｐ66により各油圧アクチユエータ１９
を駆動し、ｐ67で本プログラムへ戻る。

【００３０】図６に示すように、各油圧アクチユエータ
１９への油量ＱFL〜ＱRRは、各油量制御弁１６の励磁電
圧ＶeFL 〜ＶeRR により加減される。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、キヤブの姿勢が常にほ
ぼフラツトに保たれ、乗り心地が向上される一方、キヤ
ブをチルトする場合は傾斜地に駐車しても、キヤブが車
枠と平行になるように、すなわち各油圧アクチユエータ
の油量が等しくなるので、キヤブのロツク不能の事態を
回避できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るキヤブの姿勢制御装置の油圧回路
図である。

【図２】同姿勢制御装置のブロツク図である。

【図３】同姿勢制御装置の制御プログラムの流れ図であ
る。

【図４】同姿勢制御装置の制御プログラムの流れ図であ
る。

【図５】同姿勢制御装置の制御プログラムの流れ図であ
る。

【図６】油量制御弁の励磁電圧と油量との関係を表す線
図である。

【符号の説明】

３：キヤブ １６：油量制御弁 １９：油圧アクチユエ
ータ ２０：車輪 ２５：車枠 ２８，３１：車高セン
サ ３５：相対変位量算出手段 ３７：制御量算出手段
４１：キヤブロツクセンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊福 勝也 神奈川県藤沢市土棚８番地 株式会社い すゞ中央研究所内 (56)参考文献 特開 平２−197471（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−158481（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−118808（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−98189（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 24/02 B60G 17/015 B62D 33/07

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車枠とキヤブの前後左右の各支持部との間
   に連結した油圧アクチユエータと、車枠の各車輪支持部
   とキヤブの各支持部に配設した車高センサと、前記各車
   高センサにより検出した各車輪に対するキヤブの車高変
   化量からキヤブのロール・ピツチ・上下の各変位量を求
   める相対変位量算出手段と、キヤブの各変位量からキヤ
   ブの各変位を抑える制御力を求める制御量算出手段と、
   キヤブの各変位を抑える制御力に対応して前記各油圧ア
   クチユエータの油量を各別に加減する油量制御弁と、キ
   ヤブのロツク解除時前記各油圧アクチユエータの油量を
   等しくし、キヤブを車枠に対し平行に維持することを特
   徴とする、キヤブの姿勢制御装置。