JP2004276854A - Spring controlling device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の懸架脚を構成する非線形バネ、特に気体バネで発生するバネ発生力を制御する装置に関し、特に不整地を走行したり弾丸等を投射したりする戦闘車両に採用して好適な装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
乗用車等の車両には車輪、リンクやアーム等のサスペンション部材、バネ要素、ダンパ要素からなる懸架脚が設けられている。一般的には、車輪が上下方向に揺動するように、車体と車輪とがリンクやアーム等のサスペンション部材を介して連結され、車体とサスペンション部材とがバネ要素およびダンパ要素を介して連結されて、懸架脚が構成される。
【0003】
バネ要素の種類には、コイルスプリング等の弾性を利用した金属バネ、空気等の気体が圧縮されることによる反発力を利用した気体バネがある。
【0004】
ダンパ要素に関しては、作動油をシリンダ内に封入し作動油がピストンのオリフィスを通過するときの抵抗を利用して減衰力を発生するオイルダンパが一般的に用いられる。
【0005】
乗用車等の民生用車両のサスペンション(懸架装置)では、主に整地された道路を走行する際の乗り心地や操縦安定性が重要な課題である。この観点からサスペンションに関する種々の技術が開発されている。
【0006】
【従来技術1】
走行状況に応じてダンパの減衰力を調整する機構は各種文献や実用化等により既に公知になっている。たとえば後掲する非特許文献1には、アクチュエータによりロータリバルブを回転させてピストンのオリフィスの径を変化させてダンパの減衰力を変化させる技術が記載されている。また後掲する非特許文献2には、車速、操舵角等をセンサで検出しセンサの検出結果から走行状況に応じた最適な減衰力をコントローラで演算してコントローラから車体の前後左右の懸架脚に設けられた各ダンパのアクチュエータに信号を送り、アクチュエータを作動させてダンパの減衰力を変化させる技術が記載されている。
【0007】
【従来技術2】
気体バネはエアサスペンションとして大型車や一部の乗用車に採用されている。
【0008】
ここで空気バネ等の気体バネの特性について説明する。
【0009】
図7は金属バネと気体バネの特性を比較して示している。図7の横軸はバネの変位X(mm)であり縦軸はバネの発生力F(N)である。
【0010】
金属バネは、バネ定数が一定でバネの硬さ(単位変位量(1mm)縮めるのに必要な力(N))が一定であり、バネの変位Xに比例してバネの発生力Fが増加するという線形な特性を有している。
【0011】
これに対して気体バネは、バネ定数、バネの硬さが一定ではなくバネ変位Xの増加に伴い漸増的であり、バネの変位Xに対してバネの発生力Fが略2次曲線的に増加するという非線形な特性を有している。
【0012】
このように気体バネは圧縮されるにしたがって硬くなる特性を持っていることから、小さな凹凸では柔らかく大きな衝撃力を効果的に和らげることができるという利点があり、こうした理由から民生用車両の一部に採用されてきた。
【0013】
【従来技術3】
一部の乗用車では、窒素ガス等の気体を封入したアキュムレータを介してシリンダの作動油に圧を加えてバネ機能とダンパ機能とを併せもたせたハイドロニューマチックサスペンションが採用されている。
【0014】
【従来技術4】
エアサスペンションやハイドロニューマチックサスペンションに関して走行状況に応じてバネ定数を可変する機構は、各種文献や実用化等により既に公知になっている。たとえば上記非特許文献1には、空気バネを構成するメインの空気室(メインタンク)とサブの空気室(サブタンク)とを開閉弁を設けた通路によって連通させ、開閉弁の開閉を制御することにより空気バネのバネ定数を変化させるという技術が記載されている。
【0015】
またこの非特許文献1には、空気バネに関して、空気バネのバネ定数だけを高くしてもダンパの減衰力が減らなければ減衰係数比が小さくなりダンピング不足になりバネ定数だけを小さくしてもダンパの車体への力の伝達を弱めなければ乗り心地が改善しないため、バネ定数を可変にするシステムには、ダンパの減衰力を可変するシステムを付加しなければならないという記載がなされている。バネ定数を可変にするシステムに、ダンパの減衰量を調整する構成を付加することは公知となっている。
【0016】
また上記非特許文献2には、車体の前後左右の懸架脚に設けられたエアサスペンションを、メインの空気室(メインチャンバ)とサブの空気室(サブチャンバ)とで構成しこれらメインチャンバとサブチャンバとの間に開閉自在の仕切りを設け、各種センサの検出結果から走行状況に応じた最適な車高、バネ定数をコントローラで演算してコントローラから各エアサスペンションに信号を送り、メインチャンバへの空気の流量を変化させたり、仕切りを開閉してチャンバの容積を変化させたりして車高およびバネ定数を変化させるという技術が記載されている。
【0017】
【従来技術5】
戦闘車両は、粗い路面の不整地を高速で走行することが多く路面から受ける衝撃力が大きい。また戦闘車両では偵察時には敵から発見されにくい低車高の姿勢が望ましく、不整地を高速で走行する場合には底板を凹凸路面に衝突させて損傷することがないよう高車高の姿勢が望ましい。
【0018】
こうした要請から上記従来技術2に示される気体バネ(空気バネ)の特性(利点)に着目し、上記従来技術4の技術を適用して、主に戦車等の重量級の装軌式車両では、その懸架脚に気体バネを採用し車高調整等を行うようにしている。
【0019】
【非特許文献1】
カヤバ工業株式会社編、”自動車のサスペンション”、発行:山海堂、平成3年3月30日、第1刷発行
【非特許文献2】
GP企画センター編、”自動車のメカはどうなっているか シャーシー/ボディ系”、発行:グランプリ出版、1992年12月19日、初版発行
【発明が解決しようとする課題】
従来より図9〜図11に示されるように、車軸が2軸(=車輪が4輪)、3軸(=6輪)、4軸(=8輪)、5軸(=10輪)等の多軸からなる装輪車両が、たとえば戦闘車両として実用化されている。多軸装輪車両は、装軌式車両に比べてはるかに小型、軽量である。このため金属バネを採用したとしても十分に小型で軽量で堅牢で低コストな懸架脚(懸架装置)が設計可能である。逆に気体バネは、強い衝撃に耐えるように設計された頑丈な高圧ガス容器を必要とすることから、小型化、軽量化、低コスト化が要求される多軸装輪車両としては、必ずしも好適とは言い難い。しかし大きな衝撃力を効果的に和らげることができる等の利点があることから気体バネを多軸装輪車両に広く採用したいとの潜在ニーズがある。
【0020】
以下多軸装輪車両に気体バネを採用した場合を想定して説明する。
【0021】
上記図7に示すように、平衡点Pbにおける気体バネのバネ発生力Fbを、金属バネの発生力Fbと一致させるように設定すると、平衡点Pbよりも低荷重の領域▲1▼では、バネ発生力Fが金属バネのそれよりもはるかに強力となる。ここで平衡点Pbとは、車両の重心回りのモーメントを生じさせる外力が車両に加わっていない場合であって各懸架脚(懸架装置)で車体重量を分担しており車体の自重による力とバネ発生力とが釣り合っているバネ特性上のポイントのことである。
【0022】
走行中に懸架脚で発生する力は、バネ要素で発生するバネ発生力Fと、ダンパ要素で発生する減衰力Fとの和である。このため気体バネを採用する際には、金属バネを用いた場合に懸架脚で発生する力と同じにするために、ダンパ要素の減衰力を小さく設定せざるを得ない。
【0023】
しかしダンパ要素の減衰力を小さくすると、減衰力とバネ発生力との比で定まる振動系の減衰係数が小さくなり、軽量な多軸装輪車両の車体で過剰な揺動や傾斜が生じ乗員としては官能的には「ふわふわ」していると感じ、操縦安定性や射撃精度が低下するという欠点が招来する。
【0024】
乗用車等の民生用車両は、フラットな路面つまりタイヤ径に比べて低い凹凸の路面を主に走行することを前提としていることから、気体バネを採用したとしても、上述した過剰な揺動や傾斜は露呈せず、「ふわふわ」感は高級で好ましい印象を与える。
【0025】
しかし戦闘車両は、非常に凹凸が大きい不整地な路面を高速で走行することを前提としているため、気体バネを採用した場合に、上述した過剰な揺動や傾斜、ならびに「ふわふわ」感が車両品質の低下に直結する。
【0026】
気体バネを採用した多軸装輪車両で過剰な揺動や傾斜が生じる状況は、図8に示される。
【0027】
すなわち図8(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)にそれぞれ示すように、車両の加速中に、減速中に、旋回中に、左右輪の段差、傾斜面への乗り上げ時に、前進中の最前輪の段差への乗り上げ時に、後退中の最前輪の段差への乗り上げ時に、車体101に搭載した質量投射装置60による射撃時に、車体101を、重心G回りにロール方向やピッチ方向に傾動させるモーメントMが発生する。このため重心Gを点対称とする一方の懸架脚には車体101を沈み込ませる力が働き、他方の懸架脚には車体101を浮き上がらせる力が働く。
【0028】
なお本明細書において「質量投射装置」とは、車載した重い物体(これを「質量」と定義する)を火薬等の力で遠方に飛ばす装置のことであり、具体的にはロケットや砲弾等を発射するいわゆる火器のみならず、飛来する危険物に向けて鋼塊や鋼板を投射する防護機材、鋼板ロープを遠方へ投射する装置を含む概念のことである。実施形態では、砲弾を投射して目標物を射撃する場合を想定する。
【0029】
図8(a)、(b)、(c)、(d)、(g)に示す車体101を浮き上がらせるメカニズムを、図7を用いて説明する。
【0030】
車両にモーメントMを生じる外力が加わっていない場合、各懸架脚では車体101の重量を分担しておりバネ発生力Fbで平衡している(平衡点Pb)。このとき気体バネの変位をXbとする。
【0031】
ここで車体101を傾動させるモーメントMが発生すると、車体101が浮き上がる側の懸架脚で発生するバネ発生力は、モーメントMに応じた力α分だけ減り、平衡点Pbよりも低荷重の領域▲1▼のPgに移行しFb−αとなる。このとき気体バネの変位は、バネ発生力Fb−αに応じた変位Xgとなる。この結果、気体バネは、平衡点から変位量Xb−Xgだけ伸び側に変位したことになる。これに対して金属バネの場合には、同じようにモーメントMが発生して平衡点Pbよりも低荷重の領域▲1▼のPmに移行し同じバネ発生力Fb−αを発生するが、金属バネは気体バネよりもバネ発生力が弱いため、気体バネの場合の変位Xgよりも平衡点Pbの変位Xbにより近い変位Xmを示す。つまり金属バネは、気体バネの場合の変位量Xb−Xgよりも小さな変位量Xb−Xmを示す。
【0032】
このように気体バネは、平衡点Pbよりも低荷重の領域▲1▼で、金属バネに比してバネが過剰に平衡点Pbから大きく変位し、車体101を過剰に浮き上がらせる。
【0033】
同様に図8(e)、(f)の場合には、気体バネは、平衡点よりも高荷重の領域▲2▼で、金属バネと比べて車体101を過剰に突き上げる(図21参照)。
【0034】
こうした過剰な揺動や傾斜、「ふわふわ」感は、気体バネのみならず、上記従来技術3の気体バネの機能をもつハイドロニューマチックサスペンションを戦闘車両で採用した場合にも生じる。
【0035】
なお戦闘車両に上記従来技術1を適用し減衰力を制御することで、不整地走行時における乗り心地の改善を図ることが考えられる。しかし上記従来技術1に記載された減衰力を制御する方法は、軽い車両がフラットな走行する場合には効果があるものの重量物を搭載した多軸装輪車両が不整地を高速で走行する場合には効果が少なく十分な乗り心地を得ることができない。
【0036】
特に図8(g)に示すように多軸装輪車両に、投射装置60を搭載して射撃を行う場合には、車体101の傾動により射撃精度を損ない戦闘車両としての本来的な機能が損なわれるおそれがある。
【0037】
すなわち図43(a)は、投射装置60から砲弾を投射するときの理想的な目標投射方向L1を示している。しかし投射装置60で砲弾を連射すると、射撃反動に伴うモーメントが発生し、砲尾側の懸架脚では荷重が増大して気体バネの変位が平衡点に対して縮み側に移行し(車体101が沈み込み)、砲口側の懸架脚では荷重が減少して気体バネの変位が平衡点に対して伸び側に移行する(車体101が浮き上がる)。このため図43(b)に示すように砲口側の懸架脚の浮き上がりにより、砲弾は、目標投射方向L1からずれた投射方向L2に沿って投射されることになり、射撃精度が低下する。
【0038】
本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、戦闘車両を含む車両において、気体バネを採用した場合に、過剰な揺動、傾斜、「ふわふわ」感を取り除き、操縦安定性の向上や射撃精度の向上を図ることを第1の解決課題とするものである。
【0039】
また上述したように気体バネは、高圧ガス容器を必要とすることから従来は必ずしも小型、軽量、低コストではなかった。特に多軸で懸架脚が多数の場合には気体バネを多数設けなければならず、小型化、軽量化、低コストが困難になる。
【0040】
そこで本発明は、気体バネを含む懸架脚を、特に多軸装輪車両に適用する場合に、小型化し、軽量化、低コスト化することを、第2の解決課題とするものである。
【0041】
また多軸装輪車両は、2軸〜5軸以上と多種類にわたる。こうした多種類に渡る車両に、気体バネを含む懸架脚およびこれを制御するシステムを搭載する場合には、各機種ごとに専用の制御則を適用して専用のプログラムを作成し、専用のコントローラを用意しなければならないことが予測される。これは設計コスト、製造コストの増大を招くことになる。
【0042】
そこで本発明は、多種類に渡る多軸装輪車両に、共通の制御則を適用することにより、プログラムの共通化、コントローラの共通化を図ることにより、制御システムの設計コスト、製造コストを低減することを、第3の解決課題とするものである。
【0043】
【課題を解決するための手段および作用、効果】
第1発明は、
車体に複数の懸架脚が設けられ懸架脚にバネを含む車両に適用され、これら複数のバネそれぞれで発生するバネ発生力を制御する車両のバネ制御装置において、
前記バネは、平衡点よりも低荷重の領域で、線形のバネよりもバネ発生力が大きくなる非線形の特性を有する非線形バネであって、
前記複数の非線形バネの中から、前記車体を重心回りに傾動させるモーメントが付与されることによってバネ発生力が前記低荷重の領域にある特定の非線形バネを検出若しくは予測し、
この検出若しくは予測された特定の非線形バネのバネ発生力を、弱めるように、制御すること
を特徴とする。
【0044】
第2発明は、第1発明において、
質量投射装置を搭載した車両に適用され、質量投射装置から質量が投射された際に、最も沈みこむ非線形バネ以外の非線形バネを、前記特定の非線形バネとして検出若しくは予測すること
を特徴とする。
【0045】
第3発明は、
車体に複数の懸架脚が設けられ懸架脚にバネを含む車両に適用され、これら複数のバネそれぞれで発生するバネ発生力を制御する車両のバネ制御装置において、
前記バネは、平衡点よりも高荷重の領域で、線形のバネよりもバネ発生力が大きくなる非線形の特性を有する非線形バネであって、
前記複数の非線形バネの中から、前記車体を重心回りに傾動させるモーメントが付与されることによってバネ発生力が前記高荷重の領域にある特定の非線形バネを検出若しくは予測し、
この検出若しくは予測された特定の非線形バネのバネ発生力を、弱めるように、制御すること
を特徴とする。
【0046】
第4発明は、第3発明において、
凹凸な路面を走行する車両に適用され、車両の進行方向に対して最前の車軸に対応する非線形バネを、前記特定の非線形バネとして検出若しくは予測すること
を特徴とする。
【0047】
第5発明は、第1発明〜第4発明において、
前記非線形バネは、気体バネであること
を特徴とする。
【0048】
第1発明〜第5発明は、第1の解決課題を達成するためになされたものである。
【0049】
第1発明によれば、たとえば図8(a)、(b)、(c)、(d)、(g)に示すように、複数の非線形バネの中から、車体101を重心回りに傾動させるモーメントMが付与されることによって、図6に示すようにバネ発生力Fが低荷重の領域▲1▼にある特定の非線形バネが検出若しくは予測される。たとえば図40(a)に示すように車両100が急加速中であれば、車体101の前輪側の非線形バネが特定の非線形バネとされる。そして、この検出若しくは予測された特定の非線形バネのバネ発生力Fを、低荷重の領域▲1▼で弱めるように、制御され(第1の弱め制御)、非線形バネは、図6に破線で示す特性から実線で示す特性に変化される。これにより車体101の過剰な浮き上がりが抑制され、操縦安定性が向上し射撃精度が向上する。
【0050】
また第2発明によれば、図43(c)に示すように、質量投射装置60から質量を投射する際に、最も沈み込む非線形バネ(たとえば左前輪のバネ)以外の非線形バネが特定の非線形バネとされて、上記第1の弱め制御が行われため、車体101が最も沈み込んだ車高となり射撃が精密に行われる。
【0051】
また第3発明によれば、たとえば図8(e)、(f)に示すように、複数の非線形バネの中から、車体101を重心回りに傾動させるモーメントMが付与されることによって、図21に示すようにバネ発生力Fが高荷重の領域▲2▼にある特定の非線形バネが検出若しくは予測される。たとえば図36(a)に示すように車両100の前進時に段差や突起等を乗り越す状況では、車体101の前輪側のバネが特定のバネとされる。そして、この検出若しくは予測された特定の非線形バネのバネ発生力Fを、高荷重の領域▲2▼で弱めるように、制御され(第2の弱め制御)、非線形バネは、図21に破線で示す特性から実線で示す特性に変化される。これにより車体101の過剰な突き上げが抑制され、操縦安定性が向上し転倒が防止される。
【0052】
第4発明によれば、図20(a)、(b)に示すように、車両100が前進中または後進中に段差等に乗り上げる際には、進行方向に対して最前の車軸(第1軸41、第4軸44)が、車体101のピッチ方向への傾斜に特に影響を及ぼす。このため最前の車軸に対応する非線形バネに対して第2の弱め制御を行うことは、過剰な突き上げを抑制する上で特に有効である。また最前の車軸に対応する非線形バネのみを対象として第2の弱め制御を適用することで、装置のコストを低減させることができる。
【0053】
第5発明は、第1発明〜第4発明の非線形バネを、たとえば空気バネのような気体バネに限定したものである。
【0054】
第6発明は、第1発明〜第4発明において、
車軸が3軸以上ある車両に適用され、
車両の重心に対して前側に存在する車軸を等価前軸とみなすとともに車両の重心に対して後ろ側に存在する車軸を等価後軸とみなし、
前記車体を重心回りに傾動させるモーメントが付与された場合に、等価前軸および等価後軸のうち、浮き上がる側の等価軸を検出若しくは予測し、この浮き上がる側の等価軸に対応する非線形バネを、特定の非線形バネとすること
を特徴とする。
【0055】
第7発明は、第1発明〜第4発明において、
車軸が3軸以上ある車両に適用され、
車両の重心に対して前側に存在する車軸を等価前軸とみなすとともに車両の重心に対して後ろ側に存在する車軸を等価後軸とみなし、
前記車体を重心回りに傾動させるモーメントが付与された場合に、等価前軸および等価後軸のうち、浮き上がる側の等価軸を検出若しくは予測し、この浮き上がる側の等価軸に対応する非線形バネであって、車体の最も前側または車体の最も後ろ側に取り付けられている非線形バネを、特定の非線形バネとすること
を特徴とする。
【0056】
第8発明は、第1発明〜第4発明において、
車軸が3軸以上ある車両に適用され、
前記非線形バネは、気体バネであって、気体バネは車体の最も前側および最も後ろ側の車軸のみに対応して設けられており、
車両の重心に対して前側に存在する車軸を等価前軸とみなすとともに車両の重心に対して後ろ側に存在する車軸を等価後軸とみなし、
前記車体を重心回りに傾動させるモーメントが付与された場合に、等価前軸および等価後軸のうち、浮き上がる側の等価軸を検出若しくは予測し、この浮き上がる側の等価軸に対応する非線形バネを、特定の非線形バネとすること
を特徴とする。
【0057】
第9発明は、第1発明〜第4発明において、
車軸が3軸以上ある車両に適用され、
前記非線形バネは、気体バネであって、
車両の重心に対して前側に存在する車軸を等価前軸とみなすとともに車両の重心に対して後ろ側に存在する車軸を等価後軸とみなし、
前記気体バネのバネ発生力を弱く調整する調整手段を、
等価前軸の左側の空気バネ、等価前軸の右側の気体バネ、等価後軸の左側の気体バネ、等価後軸の右側の気体バネ毎に、4つ設けたこと
を特徴とする。
【0058】
第6発明、第7発明、第8発明、第9発明は、第1の解決課題に加えて、第3の解決課題を達成するためになされたものである。
【0059】
第6発明によれば、たとえば図2に示すように、4軸8輪の車両100を、「等価2軸車」として扱い、車両100の重心Gに対して前側に存在する車軸を等価前軸61とみなすとともに車両100の重心Gに対して後ろ側に存在する車軸を等価後軸62とみなし、車体101の前後左右の等価4輪51、52、53、54の中から浮き上がりが生じている等価輪を検出または予測し、その等価輪に対応する非線形バネたとえば気体バネ21のバネ発生力Fを制御するようにしている。このため、これら検出または予測および制御に際して、2軸4輪の制御則をそのまま適用することができる。この2軸4輪の制御則は、多軸装輪車両が、2軸の場合はもちろん、図9〜図11に例示した3軸、4軸、5軸以上の場合にも共通に適用することができる。このため多様な構造をもつ多機種にわたる車両に、非線形バネ(気体バネ)を含む懸架脚およびこれを制御するシステムを搭載する際に、各機種ごとに専用の制御則を適用して専用のプログラムを作成し専用のコントローラを用意する必要がなく、共通のプログラム、共通のコントローラで対応でき、設計コスト、製造コストを飛躍的に低下させることができる。またセンサに関しても部品の共通化等を図ることができる。
【0060】
第7発明、第8発明によれば、第6発明と同様にして、多様な構造をもつ車両を「等価2軸車」として扱うことにより、第6発明と同様の効果が得られる。
【0061】
ここで等価輪に含まれるバネのすべてを制御対象とするコストが増大する。しかも非線形バネとして気体バネ21を用いた場合には、気体バネ21は金属バネと比べて高コストであり、全ての懸架脚に気体バネ21を装着することにすると、車両の製造コストの上昇を招く。
【0062】
一方で、等価前軸61のうち少なくとも最前軸41が制御対象の気体バネ21であって、等価後軸62のうち少なくとも最後軸44が制御対象の気体バネ21でありさえすれば、上述した「等価2軸車」の制御則に従い過剰な車体101の浮き上がりや、過剰な突き上げを抑制する第1の弱め制御、第2の弱め制御を行うことができる。
【0063】
そこで、第7発明、第8発明では、たとえば図13(b)に示すように、等価前軸61のうち第1軸41を気体バネ21とし他の第2軸42を金属バネ31とし、等価後軸62のうち第4軸44を気体バネ21とし他の第3軸43を金属バネ31として、気体バネ21の数を減らし制御対象を少なくする。このように構成することにより車両100の製造コストの低減を図りつつ第1の弱め制御または第2の弱め制御を行うことができる。
【0064】
第9発明によれば、図2に示すように、等価輪51〜54毎に、2つの懸架脚に共通する懸架調整部200が、4つ設けられる(たとえば等価前輪51であれば、この等価前輪51を構成する2つの懸架脚11、12に共通して懸架調整部200が設けられる)。このため各懸架脚11〜18毎に懸架調整部200を、8つ設ける場合に比較して懸架調整部200の数を減らすことができる。また4軸8輪以外の5軸10輪等の車両についても、懸架脚の数にかかわらず車体101には、同じく4つの懸架調整部200を搭載すればよいので、設計コスト、製造コストが飛躍的に低下する。
【0065】
第10発明は、
車体に複数の懸架脚が設けられ懸架脚に気体バネを含む車両に適用され、これら複数の気体バネそれぞれで発生するバネ発生力を制御する車両のバネ制御装置において、
前記気体バネと並列に、弾性体からなる機械バネを設けるとともに、
前記気体バネの気体室の体積を増大または気体室内の気体質量を減少させて、平衡点よりも低荷重の領域でバネ発生力を弱く調整する調整手段を設け、
前記複数の気体バネの中から、前記車体を重心回りに傾動させるモーメントが付与されることによってバネ発生力が平衡点よりも低荷重の領域にある特定の気体バネを検出若しくは予測し、
この検出若しくは予測された特定の気体バネのバネ発生力を、前記調整手段によって弱くなるように調整すること
を特徴とする。
【0066】
第11発明は、第10発明において、
前記機械バネの変形量または歪みを検出することによって、各懸架脚のストロークを計測し、この計測された各懸架脚のストロークに基づいて、バネ発生力が平衡点よりも低荷重の領域にある特定の気体バネを検出若しくは予測すること
を特徴とする。
【0067】
第12発明は、
車体に複数の懸架脚が設けられ懸架脚に気体バネを含む車両に適用され、これら複数の気体バネそれぞれで発生するバネ発生力を制御する車両のバネ制御装置において、
前記気体バネと並列に、弾性体からなる機械バネを設けるとともに、
前記気体バネの気体室の体積を増大または気体室内の気体質量を増大させて、平衡点よりも高荷重の領域でバネ発生力を弱く調整する調整手段を設け、
前記複数の気体バネの中から、前記車体を重心回りに傾動させるモーメントが付与されることによってバネ発生力が平衡点よりも高荷重の領域にある特定の気体バネを検出若しくは予測し、
この検出若しくは予測された特定の気体バネのバネ発生力を、前記調整手段によって弱くなるように調整すること
を特徴とする。
【0068】
第13発明は、第12発明において、
前記機械バネの変形量または歪みを検出することによって、各懸架脚のストロークを計測し、この計測された各懸架脚のストロークに基づいて、バネ発生力が平衡点よりも高荷重の領域にある特定の気体バネを検出若しくは予測すること
を特徴とする。
【0069】
第10発明〜第13発明は、第1の解決課題に加えて第2の解決課題を達成するためになされたものである。
【0070】
すなわち車両100の車体101の重量全体を、断面積の小さなピストン26で構成された気体バネ21で支持するためには、気体室24の圧力を高める必要がある。このため車載する高圧ガス容器(アウタチューブ20a)としては高耐圧の部品を使用する必要があり高コストである。逆に、比較的圧力の低い気体バネ21を用いたとすると、耐圧の低い高圧容器を使用することができるが、断面積の大きなピストン26が必要になるため、懸架装置としての高圧ガス容器(アウタチューブ20a)を設置する場積が嵩み、車両100の積載スペースが減少する。
【0071】
また気体バネ21を含んだ油気圧懸架用シリンダ20およびこれに接続される油路等には、気体、作動油が封入されているが、多軸装輪車両は、不整地を走行する機会が多く、岩等が衝突することによってシリンダ20等が損傷するおそれがある。油気圧懸架用シリンダ20等が損傷し作動油や気体が外部に流出すると、気体バネ21の機能は失われてしまう。このため車輪103は接地力を完全に失って駆動力やブレーキ力を有効に発揮できなくなるおそれがある。
【0072】
第10発明〜第13発明によれば、これら気体バネ21に起因する問題点を解決することができる。
第10発明によれば、図28(a)、(b)に示すように、気体バネ21を内蔵した油気圧懸架用シリンダ20には、並列に、弾性体からなる機械バネたとえば金属バネ31が設けられる。そして気体バネ21を制御対象として第1発明と同様にして第1の弱め制御が行われる。
【0073】
ここで気体バネ21は、金属バネ31の分担分だけ圧力を低く設定することができる。このため気体バネ21を構成するフリーピストン26の断面積を小さくでき、比較的耐圧の低い高圧容器(アウタチューブ20a)を使用することができる。これにより気体バネ21を含む油気圧懸架用シリンダ20を小型化でき、軽量化でき、コストを低減することができ、車両100の小さなスペースに懸架装置を取り付けることが可能となる。また仮に、気体バネ21が損傷してバネの機能を失うようなことがあったとしても、堅牢な金属バネ31はバネの機能を維持するので、車輪103と路面との接地力が維持され、駆動力、ブレーキ力を継続して発揮させることができる。
【0074】
ここで図28(c)に示すように、気体バネ21に並列に設けられた金属バネ31の歪みまたは変形量を検出すれば、その検出値を懸架脚のストロークつまり気体バネ21の変位Xとすることができる。第11発明によれば、たとえば金属バネ31に取り付けた歪みセンサ32等のストロークセンサの検出値を使用して、浮き上がりを招く等価輪(伸び側に変位する気体バネ21)が特定され、第1発明と同様にして、第1の弱め制御が行われる。このように金属バネ31にストロークセンサを設け、このストロークセンサで気体バネ21の変位Xを検出するようにしたので、浮き上がりが生じている等価輪の特定を容易かつ正確に行うことができる。
【0075】
第12発明によれば、第10発明と同様に、気体バネ21と並列に、弾性体からなる機械バネたとえば金属バネ31が設けられ、気体バネ21を制御対象として第3発明と同様な第2の弱め制御が行われる。このため第10発明と同様な効果が得られる。
【0076】
また第13発明によれば、第11発明と同様に、気体バネ21に並列に設けられた金属バネ31の歪みまたは変形量を検出し、その検出値をもって懸架脚のストロークつまり気体バネ21の変位Xとし、この検出値に基づき突き上げを招く等価輪(伸び側に変位する気体バネ21)が特定され、第3発明と同様に第2の弱め制御が行われる。
【0077】
第14発明は、
車体に複数の懸架脚が設けられ懸架脚に気体バネを含む車両に適用され、これら複数の気体バネそれぞれで発生するバネ発生力を制御する車両のバネ制御装置において、
前記気体バネと並列に、弾性体からなる機械バネを設けるとともに、
前記気体バネのバネ発生力を調整する調整手段を設け、
前記調整手段によってバネ発生力を調整して、車体の高さを制御すること
を特徴とする。
【0078】
第15発明は、第14発明において、
前記機械バネの変形量または歪みを検出することによって、各懸架脚のストロークを計測し、この計測された各懸架脚のストロークに基づいて、車体の高さを制御すること
を特徴とする。
【0079】
第14発明、第15発明は、第2の解決課題を達成するためになされたものである。
【0080】
気体バネ21を用いた懸架装置は、周囲温度の変化等によって気体の温度が変動すると、車高が変化する。すなわち平衡点Pbのバネ変位Xbが気体温度の変化につれて増減する。したがって多軸車両100の懸架装置に、気体バネ21を採用する際には、車高の高さを検出するセンサと、このセンサの検出値に基づき車高を自動調整する車高調整装置とを搭載することが望ましい。
【0081】
第14発明によれば、たとえば戦闘車両の偵察時等には、コントローラは、左右前後輪の全ての懸架調整部200に対して、低車高の制御信号を出力する。これを受けて懸架調整部200は、全ての懸架脚11〜18を構成する油気圧懸架用シリンダ20から作動油を排出させる。この結果、気体バネ21の機能は失われ、車体101は、柔らかい金属バネ31によって支持された状態になり、車高は最低車高となる。また不整地走行時等には、コントローラは、左右前後輪の全ての懸架調整部200に対して、高車高の制御信号を出力する。これを受けて懸架調整部200は、全ての懸架脚11〜18を構成する油気圧懸架用シリンダ20に作動油を供給する。この結果、車体101の大半の荷重が気体バネ21で支持されることになり、金属バネ31は自然長に近い長さまで伸び、車高は最高車高となる。
【0082】
このように第14発明によれば、気体バネ21と並列に金属バネ31が設けられているので、第10発明、第13発明と同様にして、気体バネ21を小型化でき、軽量化でき、コストを低減することができ、車両100の小さなスペースに懸架装置を取り付けることが可能となる。また仮に、気体バネ21が損傷してバネの機能を失うようなことがあったとしても、堅牢な金属バネ31はバネの機能を維持するので、車輪103と路面との接地力が維持され、駆動力、ブレーキ力を継続して発揮させることができる。
【0083】
さらに第14発明によれば、バネの硬さを、車体101の大半の荷重が気体バネ21で支持される硬さから、気体バネ21の機能を失わせ柔らかい金属バネ31によって支持される硬さの範囲で変化させて、車高調整を行うようにしているので、車高調整を容易かつ簡易な構成で実現できる。
【0084】
第15発明によれば、第11発明、第13発明と同様にして、図28(c)に示すように、たとえば金属バネ31に取り付けた歪みセンサ32等のストロークセンサの検出値を使用して、車高調整が行われる。これにより気体バネ21による車高調整を容易かつ正確に行うことができる。
【0085】
第16発明は、第10発明〜第15発明において、
前記空気バネは、アウタチューブとインナチューブとで構成されていること
を特徴とする。
【0086】
第16発明によれば、図28に示すように、気体バネ21を内蔵した油気圧懸架用シリンダ20がアウタチューブ20aとインナチューブ20bで構成される。金属バネ31としてたとえばコイルスプリングが用いられ、油気圧懸架用シリンダ20をコイルスプリング31内に挿通される態様で、車体101とサスペンション部材102とが連結される。このため気体バネ21と金属バネ31とを並列に設ける際にも、既存のストラット式等の独立懸架方式をそのまま適用することができる。
【0087】
第17発明は、
車両(10)の懸架脚(11、12)に設けられた気体バネ(21A、21B)と、気体バネ(21A、21B)で発生するバネ発生力を調整するバネ発生力調整手段(200)とを具えた車両のバネ制御装置において、
2つの懸架脚(11、12)それぞれに、第1の気体バネ(21A)、第2の気体バネ(21B)を設け、
これら第1の気体バネ(21A)および第2の気体バネ(21B)に共通のバネ発生力調整手段(200)を設け、
このバネ発生力調整手段(200)は、
第1の気体バネ(21A)および第2の気体バネ(21B)に共通の第3の気体バネ(21C)と、
第1の気体バネ(21A)および第2の気体バネ(21B)に共通の第3の油路(219)と、
第1の気体バネ(21A)の油室(25)と第3の油路(219)とを連通する第1の油路(27A)と、
第1の油路(27A)上に設けられた第1の流量制御弁(202A)と、
第2の気体バネ(21B)の油室(25)と第3の油路(219)とを連通する第2の油路(27B)と、
第2の油路(27B)上に設けられた第2の流量制御弁(202B)と、
第3の気体バネ(21C)の油室(217)と第3の油路(219)とを連通する第4の油路(220)と、
第4の油路(220)上に設けられた第3の流量制御弁(202C)と
を含み、
第1の流量制御弁(202A)、第2の流量制御弁(202B)および第3の流量制御弁(202C)を通過する作動油の流量を制御することによって、第1の気体バネ(21A)および第2の気体バネ(21B)で発生するバネ発生力を調整するものであること
を特徴とする。
【0088】
第18発明は、第17発明において、
前記第1の流量制御弁、前記第2の流量制御弁および前記第3の流量制御弁は、開閉弁であること
を特徴とする。
【0089】
第17発明、第18発明は、第1の解決課題を達成するためになされたものである。
【0090】
第17発明によれば、図22に示すように、2つの懸架脚11、12それぞれに、第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bが設けられる。そして、これら第1の気体バネ21Aおよび第2の気体バネ21Bに共通のバネ発生力調整手段(懸架調整部)200が設けられる。
【0091】
このバネ発生力調整手段200には、第1の気体バネ21Aおよび第2の気体バネ21Bに共通の第3の気体バネ21Cが設けられている。第1の気体バネ21Aおよび第2の気体バネ21Bに共通の第3の油路(連通主配管)219が設けられている。
【0092】
第1の油路27Aは、第1の気体バネ21Aの油室25と第3の油路219とを連通する。第1の油路27A上には第1の流量制御弁(第1の開閉弁)202Aが設けられている。
【0093】
第2の油路27Bは、第2の気体バネ21Bの油室25と第3の油路219とを連通する。第2の油路27B上には第2の流量制御弁(第2の開閉弁)202Bが設けられている。
【0094】
第4の油路220は、第3の気体バネ21Cの油室217と第3の油路219とを連通する。第4の油路220上には、第3の流量制御弁(第3の開閉弁)202Cが設けられている。
そして図30、図32、図33、図35、図37、図39、図41に示すように、車両100の状況に応じて、第1の流量制御弁202A、第2の流量制御弁202Bおよび第3の流量制御弁202Cを通過する作動油の流量が制御され(たとえば開閉弁の開閉が制御され)、第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bのバネ発生力が調整される。このため高速走行中であれ不整地走破中であれ常に車両100が安定して走行するとともに、停車時には射撃を極めて精密に行うことができる。
【0095】
第18発明は、第17発明の流量制御弁202A、202B、202Cを技術的に限定したものであり、開閉弁202A、202B、202Cが使用される。開閉弁202A、202B、202Cの開閉を制御することで、第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bのバネ発生力を調整するようにしたので、第1の弱め制御、第2の弱め制御の応答性が向上する。
【0096】
第19発明は、第17発明または第18発明において、
車軸が3軸以上ある車両に適用され、
車両の重心に対して前側に存在する車軸を等価前軸とみなすとともに車両の重心に対して後ろ側に存在する車軸を等価後軸とみなし、
前記バネ発生力調整手段は、
等価前軸の左側、等価前軸の右側、等価後軸の左側、等価後軸の右側に設けられていること
を特徴とする。
【0097】
第19発明は、第1の解決課題に加えて、第3の解決課題を達成するためになされたものである。
【0098】
第19発明によれば、第9発明と同様に、多様な構造をもつ車両を「等価2軸車」として扱うようにしたので、共通のプログラム、共通のコントローラで対応でき、設計コスト、製造コストを飛躍的に低下させることができる。またセンサに関しても部品の共通化等を図ることができる。さらに懸架脚の数にかかわらず車体101には、4つの懸架調整部200を搭載すればよいので、設計コスト、製造コストが飛躍的に低下する。
【0099】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明に係る車両のバネ制御装置の実施の形態について説明する。
【0100】
図1は実施形態の車両100の全体構成を示している。また図1(a)は正面図であり、図1(b)は側面図であり、図1(c)は上面図である。
【0101】
実施形態では、戦闘車両であって、4軸の車軸、8つの車輪が備えられた多軸装輪車両を想定する。また実施形態では車両100として、独立懸架方式の車両100を想定しており、独立懸架方式としてストラット式を想定している。
【0102】
なお以下に述べる説明は、4軸以外の多軸車両あるいは装軌式車両に適用してもよく、戦闘車両以外の民生用の車両に適用してもよい。
【0103】
またストラット式以外に、フル・トレーリングアーム式、セミ・トレーリングアーム式、ダブルウィッシュボーン式、マルチリンク式等の他の独立懸架方式を適用してもよく各種懸架方式を組み合わせて適用してもよい。
【0104】
図1に示すように車体101には、車体101の前側より第1軸41、第2軸42、第3軸43、第4軸44が備えられている。
【0105】
車体101の下部には、各懸架脚11、12、13、14、15、16、17、18が懸架されている。
【0106】
すなわち第1軸41に対応して、第1軸左側の懸架脚11、第1軸右側の懸架脚13が設けられている。また第2軸42に対応して、第2軸左側の懸架脚12、第2軸右側の懸架脚14が設けられている。また第3軸43に対応して、第3軸左側の懸架脚15、第3軸右側の懸架脚17が設けられている。また第4軸44に対応して、第4軸左側の懸架脚16、第4軸右側の懸架脚18が設けられている。
【0107】
懸架脚11〜18は、車輪103、リンクやアーム等のサスペンション部材102、後述する気体バネ21、ダンパ要素を内蔵した油気懸架用シリンダ20とからなる。車輪103が上下方向に揺動するように、車体101と車輪103とがリンクやアーム等のサスペンション部材102を介して連結され、車体101とサスペンション部材102とが油気圧懸架用シリンダ20を介して連結されて、懸架脚11〜18が構成される。油気圧懸架用シリンダ20はアウタチューブ20aと、このアウタチューブ20aに対して摺動自在のインナチューブ20bとからなる。アウタチューブ20a、インナチューブ20bのうち一方が車体101に接続され他方がサスペンション部材102に接続されている。車輪103が上下方向に揺動しこれに伴いサスペンション部材102が揺動するに伴い、油気圧懸架用シリンダ20のインナチューブ20bはアウタチューブ20aに対して摺動し、内蔵された気体バネ21でバネ発生力Fが発生しダンパ要素で減衰力が発生する。
【0108】
実施形態ではストラット式を想定しており油気圧懸架用シリンダ20がサスペンションの支柱(ストラット)を兼ねている。
【0109】
ここで気体バネ21とは、空気、窒素ガス等の気体が圧縮されることによる反発力を利用したバネのことである。ダンパ要素に関しては、作動油をシリンダ20内に封入し作動油がピストンのオリフィスを通過するときの抵抗を利用して減衰力を発生するオイルダンパを想定している。
【0110】
実施形態では後述するように、気体の質量または体積を調整することにより気体バネ21で発生するバネ発生力Fを制御することができる。また後述するように作動油の油量を調整することで車体101の高さの調整つまり車高調整を行うことができる。
【0111】
これらバネ発生力Fの制御および車高調整は、懸架調整部200で行われる。
【0112】
本実施形態では、図2に示すように、4軸8輪の多軸車両100を「等価2軸車」とみなして2軸4輪として扱いバネ発生力Fの制御および車高調整を行うようにしている。
【0113】
すなわち、3軸以上の多軸車両100を、その重心Gに対して車体前側の車軸を等価前軸61とみなし、車体後ろ側の車輪が等価後軸62とみなして2軸4輪の構造の車両として扱う。本実施形態の4軸8輪の多軸車両100では、第1軸41、第2軸42が等価前軸61を構成し、等価前軸61の左前輪51が第1軸左側の懸架脚11、第2軸左側の懸架脚12に対応し、等価前軸61の右前輪52が第1軸右側の懸架脚13、第2軸右側の懸架脚14に対応する。同様に第3軸43、第4軸44が等価後軸62を構成し、等価後軸62の左後輪53が第3軸左側の懸架脚15、第4軸左側の懸架脚16に対応し、等価後軸62の右前輪54が第3軸右側の懸架脚17、第4軸右側の懸架脚18に対応する。
【0114】
懸架調整部200は、等価左前輪51、等価右前輪52、等価左後輪53、等価右後輪54毎に、4つ設けられる。すなわち、第1軸左側の懸架脚11、第2軸左側の懸架脚12に共通に1つの懸架調整部200が設けられ、第1軸右側の懸架脚13、第2軸右側の懸架脚14に共通に1つの懸架調整部200が設けられ、第3軸左側の懸架脚15、第4軸左側の懸架脚16に共通に1つの懸架調整部200が設けられ、第3軸右側の懸架脚17、第4軸右側の懸架脚18に共通に1つの懸架調整部200が設けられている。
【0115】
図9〜図11は、図1以外の構造の多軸車両を例示している。
【0116】
図9は3軸6輪の車両100を例示しており、図9(a)は車両100(車体101)の重心Gより前方の第1軸41、第2軸42が等価前軸61とされ重心Gより後方の第3軸43が等価後軸62とされる構造の車両を示している。同様に図9(b)は重心Gより前方の第1軸41が等価前軸61とされ重心Gより後方の第2軸42、第3軸43が等価後軸62とされる構造の車両を示している。
【0117】
図10は4軸8輪の車両100を例示しており、図10(a)は図2と同一構造の車両100を示している。図10(b)は車両100(車体101)の重心Gより前方の第1軸41が等価前軸61とされ重心Gより後方の第2軸42、第3軸43、第4軸44が等価後軸62とされる構造の車両を示している。同様に図10(c)は重心Gより前方の第1軸41、第2軸42、第3軸43が等価前軸61とされ重心Gより後方の第4軸44が等価後軸62とされる構造の車両を示している。
【0118】
図11は5軸10輪の車両100を例示しており、図11(a)は車両100(車体101)の重心Gより前方の第1軸41、第2軸42が等価前軸61とされ重心Gより後方の第3軸43、第4軸44、第5軸45が等価後軸62とされる構造の車両を示している。同様に図11(b)は重心Gより前方の第1軸41、第2軸42、第3軸43が等価前軸61とされ重心Gより後方の第4軸44、第5軸45が等価後軸62とされる構造の車両を示している。
【0119】
図9〜図11に例示したいずれの構造の車両100についても2軸4輪の等価2軸車として扱われ、図2と同様に、懸架調整部200は、等価左前輪51を構成する各懸架脚、等価右前輪52を構成する各懸架脚、等価左後輪53を構成する各懸架脚、等価右後輪54を構成する各懸架脚毎に、4つ設けられる。
【0120】
図12(a)、(b)は等価軸を構成する車軸の数によって変化する等価輪の大きさを概念的に示している。
【0121】
等価軸たとえば等価前軸61を構成する車軸の数が大きくなるにしたがい、等価的には車体101に、より大きな径の車輪(タイヤ)が装着されているものとして扱う。等価前軸61を構成する車軸が第1軸41、第2軸42、第3軸43の3軸である場合には、等価的には大径の車輪が車体101に装着されているものとして扱う。また等価前軸61を構成する車軸が第1軸41、第2軸42の2軸である場合には、等価的には中径の車輪が車体101に装着されているものとして扱う。また等価前軸61を構成する車軸が第1軸41の1軸である場合には、等価的には小径の車輪が車体101に装着されているものとして扱う。等価後軸62についても同様である。これにより懸架調整部200で、車輪の径の大きさに応じた微調整を適宜行うことができる。
【0122】
図3(a)は油気圧懸架用シリンダ20の構造を例示している。
【0123】
同図3(a)に示すように、油気圧懸架用シリンダ20は、高圧容器としてのアウタチューブ20a(シリンダ本体)とこのアウタチューブ20a内で摺動するインナチューブ20bとからなる。アウタチューブ20aは、作動油が収容されている油室25と、高圧の気体たとえば高圧の空気が封入されている気体室24とからなる。油室25と気体室24とは、アウタチューブ20a内で摺動するフリーピストン26によって画成されている。インナチューブ20bはピストン23を接続したロッド20eとして構成されており、ピストン23は油室25内で摺動する。ピストン23には、図3(b)に示すように、オリフィス23c、23dが形成されており、オリフィス23c、23dの作動油出口側には、板バネからなるバルブ23a、23bがそれぞれ設けられている。なお気体室24内には空気の代わりに他の気体たとえば窒素ガスを封入してもよい。
【0124】
以上のようにして気体バネ21およびダンパ22が構成されている。
【0125】
油室25は、油気圧懸架用シリンダ20の外部の油路27に連通している。油路27は懸架調整部200に接続している。懸架調整部200は、後述するように、油室25の外部に設けられた油室との連通、遮断を制御して、気体バネ21で発生するバネ発生力Fを弱める制御を行う。
【0126】
つぎにダンパ22の動作について説明する。
【0127】
インナチューブ20bがアウタチューブ20a内で摺動すると、作動油がピストン23のオリフィス23cまたは23dを通過しようとする。このときオリフィス23c、23dおよび出口側のバルブ23a、23bは、作動油の流れに抵抗を与え減衰力を生じさせる。オリフィス23cに流入される作動油の圧力が一定以上になると、矢印に示すように、板バネとしてのバルブ23aが撓みオリフィス23を開弁し作動油を通過させる。作動油の圧力が大きくなるにしたがいオリフィス23cの径を広げ作動油の通過面積を大きくする。反対側に作動油が流れる場合も同様であり、オリフィス23dの出口側に設けられたバルブ23bは同様に動作する。これによりインナチューブ20bの作動速度が大きくなるにしたがい減衰力が小さくなり路面等からのショックが効果的に吸収される。
【0128】
ここで、この油気圧懸架用シリンダ20は、ピストン23の図中上側の断面積に比べて図中下側のロッド20eが取り付けられている側の断面積が小さいため、ロッド20eが図中で上昇すると、ピストン23の図中上部の作動油が余剰になるという特徴がある。
【0129】
なお図3では、オリフィス23c、23dの出口側にバルブ23a、23bを設けるようにしているが、これらバルブ23a、23bの配設を省略してもよい。この場合にも、固定の絞りであるオリフィス23c、23dによって作動油の流れに抵抗が与えられ減衰力が発生する。
【0130】
つぎに気体バネ21の動作について説明する。
【0131】
ロッド20aが図中で上昇すると、ピストン23の図中上部で余剰となった作動油によって、フリーピストン26が押し上げられる。気体室24内の高圧気体には、フリーピストン26の押し上げ力つまり作動油の圧力とフリーピストン26の断面積とによって規定される力が作用して、高圧気体(たとえば空気)が圧縮され、高圧気体で反発力が生じバネ発生力Fが発生する。
【0132】
以上のように本実施形態の油気圧懸架用シリンダ20は、ダンパ22以外に気体バネ21を内蔵しながらも、外観は既存の一般自動車用のショックアブソーバと同様なアウタチューブ20aとインナチューブ20bとによって構成されている。このため車両100に、既存のショックアブソーバを取り付けることができる場積があれば、実施形態の油気圧懸架用シリンダ20をそのまま取り付けることが可能となる。またショックアブソーバを構造部材として用いる汎用のサスペンション形式(たとえばストラット式)を、そのまま戦闘車両に適用することができる。このため空気バネを搭載した戦闘車両の小型化、軽量化、低コスト化が図られる。
【0133】
以上のように図3では、シリンダ20に気体バネ21を内蔵し、ロッド20eの上昇によって余剰となった油室25内の作動油の圧力を気体室24内の高圧気体に作用させることで、バネ発生力Fを発生させるようにしているが、このような気体バネ21の機能を、シリンダ20の外部に、たとえばアキュムレータとして設ける実施も可能である。アキュムレータ等の気体バネ21の機能は、たとえば懸架調整部200に持たせることができる。この場合には気体バネ21を構成する部品等(フリーピストン26、気体室24、高圧気体)のシリンダ20への配設を省略することができる。
【0134】
図3では、ダンパ22を構成するバルブ23a、23b、オリフィス23c、23dをシリンダ20に内蔵した場合を例示したが、図4に示すように、バルブ23a、23b、オリフィス23c、23dの機能をシリンダ20の外部に取り出してもよい。
【0135】
すなわち図4は図3と異なりインナチューブ20bを構成するピストン23′にはバルブ23a、23b、オリフィス23c、23dは設けられていない。油室25は、ピストン23′によって、ピストン23′の図中上側の油室25aと、ピストン23′の図中下側つまりロッド20eが取り付けられている側の油室25bとに分離されている。油室25aはシリンダ20の外部の油路27aに連通し、油室25bは同じくシリンダ20の外部の油路27bに連通している。これら油路27a、27bは油路27cによって連通されている。油路27c上には可変絞り弁28が設けられている。油路27cは油路27dに連通し、この油路27dは懸架調整部200に接続している。
【0136】
可変絞り弁28は、たとえば図示していない電磁操作弁等を介して電気信号に応じて、動作する。すなわち可変絞り弁28が動作すると、可変絞り弁28の開口面積(絞り径)が変化し、作動油が油室25bから、油路27b、27c、27aを介して油室25aに流れるときに作動油に抵抗が与えられ減衰力が発生する。反対側に作動油が流れる場合も同様であり、作動油が油室25aから油室25bに流れる際に減衰力が発生する。
【0137】
図4では、気体バネ21を図3と同様に、シリンダ20に内蔵しているが、図3で説明したのと同様に気体バネ21をアキュムレータ等で構成してシリンダ20の外部に設ける実施も可能である。
【0138】
図3、図4は油気圧懸架用シリンダ20に、ダンパ22を含ませるように構成しているが、油気圧懸架用シリンダ20とは別にダンパ22を設け、シリンダ20に気体バネ21のみを含ませるように構成してもよい。
【0139】
図5は、図3、図4とは異なりダンパ22を含まず気体バネ21を含んで構成された油気圧懸架用シリンダ20と、懸架調整部200とを示している。なお以下油気圧懸架用シリンダ20の構成を説明する際には図3、図4と共通する部分については適宜説明を省略し異なる構成部分のみ説明する。
【0140】
図5に示すようにピストン23の図中上側には油室25が形成されている。ロッド20eは図示しないサスペンション部材102を介して車輪103に連結している。
【0141】
気体室24はシリンダ20の外部の油路29に連通している。油路29はサブタンク201に連通している。サブタンク201には高圧の気体が収容されている。油路29上には開閉弁202が設けられている。サブタンク201および開閉弁202は、懸架調整部200を構成している。懸架調整部200の開閉弁202は図示しないコントローラによって開閉制御される。
【0142】
(実施例1)
以下、油気圧懸架用シリンダ20および懸架調整部が図5の構造である場合を想定して、実施形態の制御内容について説明する。
【0143】
(低荷重の領域▲1▼にある特定の等価輪の検出または予測)
車体101には、車両100の状態を検出するセンサが取り付けられている。センサの検出信号は上記コントローラに入力され、コントローラで、図2に示す等価左前輪51、等価右前輪52、等価左後輪53、等価右後輪54の中から、車体101を重心G回りに傾動させるモーメントMが付与されることによってバネ発生力Fが低荷重の領域▲1▼にある、つまり軽負荷になっている特定の等価輪が検出される。
【0144】
すなわち前述したように、車両100が図8(a)、(b)、(c)、(d)、(g)にそれぞれ示すように、加速中、減速中、旋回中、左右輪の段差、傾斜面への乗り上げ時、車体101に搭載した投射装置60による射撃時である場合には、車体101を重心G回りにロール方向やピッチ方向に傾動させるモーメントMが付与される。このため図7に示すように、特定の気体バネ21では、平衡点Pbよりも低荷重の領域▲1▼にあり、気体バネ21は金属バネに比してバネが過剰に平衡点Pbから大きく変位することから、車体101を過剰に浮き上がらせる。そこで、浮き上がりを招いている等価輪、この等価輪を構成している気体バネ21を特定するものである。
【0145】
1)車両100が加速中、減速中である場合
戦闘車両では、状況によっては、急発進しながら、あるいは急ブレーキをかけながら射撃を行うことがある。加速あるいは減速によって車体101が大きくピッチングすると、射撃の命中精度が著しく低下する。加速中、減速中での過剰な浮き上がりの抑制は、こうした状況下で特に効果がある。
【0146】
車両100が加速中、減速中であることを検出するためには、車体101の前後方向に設けた加速度計、ピッチング方向の角速度を検出する角速度センサ、エンジンの回転数を検出する回転センサなどが用いられる。加速度の検出値にしきい値が設けられ、検出された加速度が一定のしきい値を越え、車両100が急加速中であることが検出された場合には、等価左前輪51、等価右前輪52を浮き上がりを招いている特定の等価輪とする。また同様にして車両100が急減速中であることが検出された場合には、等価左後輪53、等価右後輪54を浮き上がりを招いている特定の等価輪とする。
【0147】
2)車両100が旋回中である場合
車両100が高速走行中に急旋回すると、旋回中心に近い側の車体101が浮き上がり気味になる。特に、車両100が不整地を走行している間は、車輪103が路面の凹凸に応じてバウンドし、十分に路面に接地しない場合があり、車両100の安定性が損なわれ、車体101が横転するおそれがある。そこで、操縦安定性を向上させ横転を防止するために、旋回中における過剰な浮き上がりが抑制される。
【0148】
車両100が旋回中であることを検出するためには、車体101の横方向の加速度を検出する横Gセンサなどが用いられる。横方向の加速度の検出値にしきい値が設けられ、検出された加速度が一定のしきい値を越え、車両100が急旋回中であることが検出された場合には、図34に示すように、左右等価輪のうち、車両100の旋回中心に近い側の等価輪を浮き上がりを招いている特定の等価輪とする。たとえば車両100が左旋回している場合には、旋回中心に近い側の等価左前輪51、等価左後輪53を浮き上がりを招いている特定の等価輪とする。
【0149】
3)左右輪の段差、傾斜面への乗り上げ時
車両100が不整地を走行中には、左右いずれかの車輪103を段差に乗り上げたまま走行せざるを得ない場合があったり、傾斜面を横切るように走行せざるを得ない場合がある。こうした場合には車体101が大きく傾く状態が継続して操縦安定性が損なわれ転倒のおそれがある。そこで、操縦安定性を向上させ転倒を防止するために、左右輪の段差、傾斜面への乗り上げ時には、過剰な浮き上がりが抑制される。
【0150】
左右輪が段差、傾斜面に乗り上げていることを検出するためには、上記2)の旋回中の場合と同様に、車体101の横方向の加速度を検出する横Gセンサなどが用いられる。横方向の加速度の検出値にしきい値が設けられ、検出された加速度が一定のしきい値を越えた場合には、図38に示すように、左右等価輪のうち、車両100の路面が高い側の等価輪(たとえば等価左前輪51、等価左後輪53)を、段差120などに乗り上げて浮き上がりを招いている特定の等価輪とする。
【0151】
上記1)、2)、3)の場合には、浮き上がりが発生してから制御が開始されるので、フィードバック制御系を構成して、過剰な浮き上がりを抑制するように車高の高さをフィードバック制御することができる。
【0152】
4)投射装置60による射撃時
車両100を停車させて投射装置60によって砲弾を投射する場合には、高度な命中精度が要求される。しかしながら、図43で説明したように、砲口側では車体101が過剰に浮き上がり、目標投射方向L1からずれた方向L2に砲弾が投射され、射撃精度が低下する。そこで、射撃精度を向上させるために、射撃時に過剰な浮き上がりが抑制される。
【0153】
図42に示すように、車体101を上面からみたときの射撃方向Lは、投射前に、質量投射装置60の旋回角度を検出するセンサ等により予測することができる。
【0154】
砲弾を投射する際には、投射する直前に、車体101に対する相対的な射撃方向Lを検出し、射撃方向Lを延長させた方向に最も近い特定の等価輪を、浮き上がりを招く等価輪として予測する。
【0155】
たとえば図42に示すように車体101の右後方に向けた方向Lに射撃する際には、射撃方向Lを延長させた方向に最も近い等価右後輪54が、浮き上がりを招く特定の等価輪と予測される。
【0156】
また投射方向や発射条件等に基づき、射撃に伴うモーメントMを求め、このモーメントMから各懸架脚に加わる力を推定し、平衡点Pbから縮み側に最大に変位することが予測される等価輪(最も沈みこむ等価輪)を予測し、この最も沈み込む等価輪以外の等価輪を、特定の等価輪としてもよい。
【0157】
たとえば図42においては、射撃方向Lとは反対方向に延長させた方向に最も近い等価左前輪51に対応する各懸架脚11、12が、平衡点Pbから縮み側に最大に変位して、車体101の左後ろ側が最も沈み込むことが予測される。そこで、この最も沈み込む等価左前輪51以外の等価輪52、53、54が、浮き上がりを招く特定の等価輪と予測される。
【0158】
射撃を行う場合には、浮き上がりが起こる前にその浮き上がりを予測することができるので、フィードフォワード制御系を構成して、過剰な浮き上がりを抑制するように、車高の高さをフィードフォワード制御することができる。
【0159】
(第1の弱め制御)
つぎに、コントローラは、上述のごとく特定された等価輪に対応する懸架調整部200′に制御信号を送り、開閉弁202を閉動作させる。以下制御信号が出力され開閉弁202が閉動作する懸架調整部200にダッシュ(200′)を付与して、制御信号が出力されず開閉弁202が開状態にある懸架調整部200と区別して説明する。
【0160】
たとえば図40に示すように、車両100が加速中である場合には、特定の等価左前輪51に対応して設けられた懸架調整部200′および特定の等価右前輪52に対応して設けられた懸架調整部200′に対して、コントローラは制御信号を出力する。
【0161】
等価左前輪51に対応する懸架調整部200′に制御信号が入力されると、図5に示す開閉弁202が閉動作し、サブタンク201と気体室24との連通が遮断される。等価左前輪51は、図2に示すように、懸架脚11、12に対応しているため、これら懸架脚11、12を構成している各油気圧懸架用シリンダ20の気体室24とサブタンク201との連通が遮断される。
【0162】
同様にして等価右前輪52に対応する懸架調整部200′に制御信号が入力されるため、等価右前輪52を対応する各懸架脚13、14を構成している各油気圧懸架用シリンダ20の気体室24とサブタンク201との連通が遮断される。
【0163】
なおコントローラから制御信号が送られていない懸架調整部200では、開閉弁202が開状態にあり、これら懸架調整部200に対応する各懸架脚15、16、17、18を構成している各油気圧懸架用シリンダ20の気体室24は、サブタンク201と連通している。
【0164】
図6は、気体室24がサブタンク201と連通状態にあるときの気体バネ21の通常の特性を破線にて示し、気体室24がサブタンク201から遮断状態にあるときの気体バネ21の特性を実線にて示している。図6の横軸、縦軸、符号は、既に説明した図7と同様である。
【0165】
気体室24内の気体質量をm1とし、サブタンク201内の気体質量をm2とする。気体バネ21では、油室25内の作動油の圧力が作用してバネ発生力Fを発生する気体の質量(これを有効質量という)をmとして、理想気体の状態方程式、
PV=mRT …(1)
が成立しているものとする。開閉弁202が開状態のときには、気体バネ21の有効質量mはm1+m2となり、開閉弁202が閉状態のときには、気体バネ21の有効質量mはm1となる。上記理想気体の状態方程式(1)に従い、圧力Pに応じたバネ発生力Fが発生する。
【0166】
気体バネ21が平衡点Pbよりも低荷重となる領域▲1▼では、気体バネ21が平衡点Pbに対し伸び側に変位しており、気体室24の体積Vは平衡点Pbにあるときよりも増大している。体積Vの増大に応じてバネ発生力Fが減少している。これは理想気体の状態方程式PV=mRTにおいて、体積Vが増大することにより圧力Pが低下してバネ発生力Fが減少することに対応している。
【0167】
気体バネ21が平衡点Pbよりも低荷重となる領域▲1▼にあるとき、つまり気体の体積Vの増大時に、開閉弁202を閉じたとする。すると気体バネ21の有効質量mはm1+m2からm1に減少する。
【0168】
体積Vの増大時には、理想気体の状態方程式PV=mRTにおいて、圧力Pが低下しているが、有効質量mの減少により、圧力Pは更に低下する。圧力Pの更なる低下によりバネ発生力Fは更に低下する。これは図7の平衡点Pbよりも低荷重となる領域▲1▼において、気体バネ21の特性を、通常の特性(破線)から、バネ発生力Fを弱くなる特性(実線)に移行させたことを意味する。気体バネ21のバネ発生力Fを、平衡点Pbよりも低荷重の領域▲1▼で、弱くする制御のことを、「第1の弱め制御」と呼ぶことにする。
【0169】
以下、通常の気体バネ21の特性と第1の弱め制御時の気体バネ21の特性とを対比して説明する。
【0170】
車両100にモーメントMを生じる外力が加わっていない場合、各懸架脚11〜18では車体101の重量を分担しておりバネ発生力Fbで平衡している(平衡点Pb)。このとき気体バネの変位をXbとする。
【0171】
車両100が加速中にあり、車体101を傾動させるモーメントMが発生すると、車体101が浮き上がる側の懸架脚11、12、13、14の各気体バネ21で発生するバネ発生力は、モーメントMに応じた力α分だけ減る。
【0172】
通常の気体バネ21の場合には、平衡点Pbよりも低荷重の領域▲1▼のPgに移行しFb−αとなる。このとき通常の気体バネ21の変位は、バネ発生力Fb−αに応じた変位Xgとなる。この結果、気体バネ21は、平衡点から変位量Xb−Xgだけ伸び側に変位したことになる。
【0173】
これに対して第1の弱め制御時の気体バネ21の場合には、同じモーメントMが付与されると平衡点Pbよりも低荷重の領域▲1▼の点Pwで同じバネ発生力Fb−αを発生するが、バネ発生力Fが弱くなっているため、通常の気体バネ21の場合の変位Xgよりも平衡点Pbの変位Xbにより近い変位Xwを示す。つまり第1の弱め制御時の気体バネ21は、通常の気体バネ21の場合の変位量Xb−Xgよりも小さな変位量Xb−Xwを示す。
【0174】
このように第1の弱め制御時の気体バネ21は、平衡点Pbよりも低荷重の領域▲1▼で、通常の気体バネ21よりも小さな変位を示すため、車体101の過剰な浮き上がりが抑制される。
【0175】
図40(a)に示すように、等価左前輪51、等価右前輪52に対応する気体バネ21でバネ発生力Fが弱くなり、加速中の車体101の過剰が浮き上がりが抑制される。
【0176】
車両100が減速中も同様であり、図40(b)に示すように、等価左後輪53、等価右後輪54に対応する懸架調整部200′で第1の弱め制御が行われ、等価左後輪53、等価右後輪54に対応する気体バネ21でバネ発生力Fが弱くなり、減速中の過剰な車体101の浮き上がりが抑制される。
【0177】
このため急発進しながらあるいは急ブレーキをかけながら行う射撃の命中精度が著しく向上する。
【0178】
車両100が旋回中には、同様にして、図34に示すように、旋回中心に近い側の等価左前輪51、等価左後輪53に対応する懸架調整部200′で第1の弱め制御が行われ、等価左前輪51、等価左後輪53に対応する気体バネ21でバネ発生力Fが弱くなり、旋回中の過剰な車体101の浮き上がりが抑制される。
【0179】
このため車両100が高速走行中に急旋回する際の操縦安定性が向上し、転倒する危険が回避される。
【0180】
車両100が段差や傾斜面への乗り上げ時には、同様にして、図38に示すように、旋回中心に近い側の等価左前輪51、等価左後輪53に対応する懸架調整部200′で第1の弱め制御が行われ、等価左前輪51、等価左後輪53に対応する気体バネ21でバネ発生力Fが弱くなり、段差や傾斜面への乗り上げ時の過剰な車体101の浮き上がりが抑制される。
【0181】
このため段差や傾斜面への乗り上げ時の操縦安定性が向上し転倒の危険が回避される。
【0182】
射撃時には、同様にして、図42に示すように、射撃方向Lを延長させた方向に最も近い等価右後輪54に対応する懸架調整部200′で第1の弱め制御が行われ、等価右後輪54に対応する気体バネ21でバネ発生力Fが弱くなり、射撃時の過剰な車体101の浮き上がりが抑制される。
【0183】
あるいは、射撃方向Lとは反対方向に延長させた方向に最も近い等価左前輪51以外の等価右前輪52、等価左後輪53、等価右後輪54に対応する懸架調整部200′で第1の弱め制御が行われ、等価右前輪52、等価左後輪53、等価右後輪54に対応する気体バネ21でバネ発生力Fが弱くなる。これにより車体101が、最も沈み込む等価左前輪51に合わせた車高に調整され、射撃時の過剰な車体101の浮き上がりが抑制される。
【0184】
たとえば図43(c)に示すように、車体101の車高が最も沈み込む等価輪に合わせた車高に調整されるため、投射方向L2は目標投射方向L1と一致し、車両停車時に行う射撃の精度が飛躍的に向上する。
【0185】
以上説明したように本実施形態によれば、気体バネ21を採用した場合に、過剰な揺動、傾斜、「ふわふわ」感を取り除くことができ、操縦安定性の向上や射撃精度の向上が図られる。
【0186】
また本実施例1によれば、4軸8輪の車両100を、「等価2軸車」として扱い、車体101の前後左右の等価4輪の中から浮き上がりが生じている等価輪を検出または予測し、その等価輪に対応する気体バネ21のバネ発生力Fを制御するようにしている。このため、これら検出または予測および制御に際して、2軸4輪の制御則をそのまま適用することができる。この2軸4輪の制御則は、多軸装輪車両が、2軸の場合はもちろん、図9〜図11に例示した3軸、4軸、5軸以上の場合にも共通に適用することができる。このため多様な構造をもつ多機種にわたる車両に、気体バネを含む懸架脚およびこれを制御するシステムを搭載する際に、各機種ごとに専用の制御則を適用して専用のプログラムを作成し専用のコントローラを用意する必要がなく、共通のプログラム、共通のコントローラで対応でき、設計コスト、製造コストを飛躍的に低下させることができる。またセンサに関しても部品の共通化等を図ることができる。
【0187】
特に本実施例1では、等価輪51〜54毎に、2つの懸架脚に共通する懸架調整部200を、4つ設けるようにしている。このため各懸架脚11〜18毎に懸架調整部200を、8つ設ける場合に比較して懸架調整部200の数を減らすことができる。また本実施形態で想定している4軸8輪以外の5軸10輪等の車両についても、懸架脚の数にかかわらず車体101には、同じく4つの懸架調整部200を搭載すればよいので、設計コスト、製造コストが飛躍的に低下する。
【0188】
本実施例1では、等価輪51〜54毎に、懸架調整部200を設けているが、もちろん各懸架脚11〜18毎に、懸架調整部200を設け、各懸架脚の気体バネ21のバネ発生力Fを、対応する懸架調整部200で個別に調整してもよい。
【0189】
また、この実施例1では、開閉弁202を開閉するだけで第1の弱め制御を実施することができる。このため制御に伴うエネルギー消費が少ないという利点がある。
【0190】
上述した説明では、図5に示す構成の油気圧調整用シリンダ20、懸架調整部部200を用い、気体室24の有効質量mを減少させることで第1の弱め制御を行うようにしている(以下「有効質量減少による第1の弱め制御」)。
しかし図5に示す構成に代えて、図14〜図17に示す構成の油気圧調整用シリンダ20、懸架調整部部200を用いて、同じく有効質量減少による第1の弱め制御を行うようにしてもよい。
【0191】
ここで「有効質量減少による第1の弱め制御」の実現方法としては、下記の方式、連通対象が考えられる。
【0192】
1)連通方式 …i)気体連通 ii)作動油連通
2)制御方式 …a.開閉弁による開閉、b.可変絞り弁による開口面積調整
3)連通対象 …α.サブタンク(アキュムレータ)、β.車高調整装置、γ.他の油気圧懸架用シリンダ(気体バネ)
図5の構成は、「連通方式」が、気体室24がサブタンク201の気体室に連通する上記i)の「気体連通」方式であり、「制御方式」が、開閉弁202による開閉で第1の弱め制御を行う上記a.の「開閉方式」であり、「連通対象」が、気体室24の連通対象が上記α.の「サブタンク」201となっている。
【0193】
上記1)連通方式、2)制御方式、3)連通対象を適宜組み合わせた構造を以下例示して説明する。以下図5と同一の機能のものには同一の符号を付して適宜説明を省略する。
【0194】
図14では、図5と同じくサブタンク201を連通対象としており、油気圧懸架用シリンダ20の気体室24がサブタンク201の気体室に連通している。そして図5の開閉弁202の代わりに可変絞り弁203が設けられる。可変絞り弁203で開口面積と開口面積変化のタイミングを調整することで、弱め制御の程度を調整することができる。
【0195】
図15(a)では、図5のサブタンク201の代わりにアキュムレータ204を連通対象としており、油気圧懸架用シリンダ20の油室25が油路27を介してアキュムレータ204の油室217に連通している。そして油路27上には図5と同様にの開閉弁202が設けられる。図15(b)では、図15(a)の開閉弁202の代わりに可変絞り弁203が設けられる。図15(a)、(b)では、アキュムレータ204の気体室216内の気体によって油室217内の作動油に圧力を加えているが、気体室216の代わりに機械バネを設け機械バネによって油室217内の作動油に圧力を加えてもよい。
【0196】
図16(a)では、図5のサブタンク201の代わりに車高調整用シリンダ205を連通対象としており、油気圧懸架用シリンダ20の油室25が油路27を介して車高調整用シリンダ205の油室206に連通している。そして油路27上には図5と同様にの開閉弁202が設けられる。油気圧懸架用シリンダ20の気体室24と車高調整用シリンダ205の気体室207との結合を、開閉弁202でオンオフすることにより、気体バネ21の弱め制御が行われる。図16(b)では、図16(a)の開閉弁202の代わりに可変絞り弁203が設けられる。
【0197】
図17(a)では、図5のサブタンク201の代わりに他の油気圧懸架用シリンダ20′を連通対象としており、油気圧懸架用シリンダ20の油室25が油路27を介して他の油気圧懸架用シリンダ20′の油室25′に連通している。そして油路27上には図5と同様にの開閉弁202が設けられる。油気圧懸架用シリンダ20の気体室24と他の油気圧懸架用シリンダ20′の気体室24′との結合を、開閉弁202でオンオフすることにより、気体バネ21の弱め制御が行われる。図17(b)では、図17(a)の開閉弁202の代わりに可変絞り弁203が設けられる。図17では2つの油気圧懸架用シリンダ20、20′の各油室25を連通させているが、2つの油気圧懸架用シリンダ20、20′の各気室24を連通させてもよい。また3以上の油気圧懸架用シリンダを同様にして連通させる実施も可能である。
【0198】
なお実施例1において、図3、図4に示すダンパ22を含む油気圧懸架用シリンダ20を使用してもよい。
【0199】
(実施例2)
ところで上述した実施例1では、図13(a)に示すように、各懸架脚11〜18毎に、気体バネ21が設けられている場合を想定している。
【0200】
しかし気体バネ21は金属バネと比べて高コストであり、全ての懸架脚に気体バネ21を装着することにすると、車両の製造コストの上昇を招く。一方で、等価前軸61のうち少なくとも最前軸が気体バネ21であって、等価後軸62のうち少なくとも最後軸が気体バネ21でありさえすれば、上述した「等価2軸車」の制御則に従い過剰な車体101の浮き上がりを抑制する制御を行うことができる。
【0201】
そこで、この実施例2では、図13(b)に示すように、等価前軸61のうち第1軸41を気体バネ21とし他の第2軸42を金属バネ31とし、等価後軸62のうち第4軸44を気体バネ21とし他の第3軸43を金属バネ31とする。
【0202】
このように構成することにより車両100の製造コストの低減を図りつつ実施例1で説明したのと同様の制御を行うことができる。
【0203】
ここで金属バネ31としては、コイルスプリング、トーションバー、リーフスプリングなどが用いられる。しかし金属に限定されるわけではなく弾性体からなる機械バネでありさえすればよい。
【0204】
また図13(b)では最前軸の第1軸41を構成する各懸架脚、最後軸の第4軸44を構成する各懸架脚に含まれるバネを、気体バネ21としているが、「等価2軸車」の制御則に従い過剰な車体101の浮き上がりを抑制する制御を行う上では、等価左前輪51を構成する各懸架脚のうち少なくとも1つの懸架脚に含まれるバネが気体バネ21であり、等価右前輪52を構成する各懸架脚のうち少なくとも1つの懸架脚に含まれるバネが気体バネ21であり、等価左後輪53を構成する各懸架脚のうち少なくとも1つの懸架脚に含まれるバネが気体バネ21であり、等価右後輪54を構成する各懸架脚のうち少なくとも1つの懸架脚に含まれるバネが気体バネ21でありさえすればよい。
【0205】
(実施例3)
ところで多軸車両100の車体101の重量全体を、断面積の小さなピストン26で構成された気体バネ21で支持するためには、気体室24の圧力を高める必要がある。このため車載する高圧ガス容器(アウタチューブ20a)としては高耐圧の部品を使用する必要があり高コストである。逆に、比較的圧力の低い気体バネ21を用いたとすると、耐圧の低い高圧容器を使用することができるが、断面積の大きなピストン26が必要になるため、懸架装置としての高圧ガス容器(アウタチューブ20a)を設置する場積が嵩み、車両100の積載スペースが減少する。
【0206】
さらに気体バネ21を用いた懸架装置は、周囲温度の変化等によって気体の温度が変動すると、車高が変化する。すなわち平衡点Pbのバネ変位Xbが気体温度の変化につれて増減する。したがって多軸車両100の懸架装置に、気体バネ21を採用する際には、車高の高さを検出するセンサと、このセンサの検出値に基づき車高を自動調整する車高調整装置とを搭載することが望ましい。
【0207】
また気体バネ21を含んだ油気圧懸架用シリンダ20およびこれに接続される油路等には、気体、作動油が封入されているが、多軸装輪車両は、不整地を走行する機会が多く、岩等が衝突することによってシリンダ20等が損傷するおそれがある。油気圧懸架用シリンダ20等が損傷し作動油や気体が外部に流出すると、気体バネ21の機能は失われてしまう。このため車輪103は接地力を完全に失って駆動力やブレーキ力を有効に発揮できなくなるおそれがある。
【0208】
この実施例3はこれら気体バネ21に起因する問題点を解決することができる。
図28(a)、(b)は、実施例3の車両100の全体構成を示し、図28(a)、(b)はそれぞれ、図1(a)、(b)に対応させて車両100の正面図、側面図を示している。
【0209】
図28に示す車両100は、各懸架脚11〜18毎に、気体バネ21を内蔵した油気圧懸架用シリンダ20を備えている。油気圧懸架用シリンダ20には並列に金属バネ31が設けられている。金属バネ31としてたとえばコイルスプリングが用いられ、油気圧懸架用シリンダ20がコイルスプリング31内に挿通される態様で、車体101とサスペンション部材102とを連結している。
【0210】
気体バネ21と金属バネ31で発生する合計のバネ発生力のうち1/3を金属バネ31が、残りの2/3を気体バネ21が分担するように、バネ定数等が予め設定される。すなわち平衡点Pbにおいて、車体重量の2/3の荷重を気体バネ21が支持し、車体重量の1/3の荷重を金属バネ31が支持する。このため金属バネ31は、単体で用いる場合よりも3倍柔らかいバネが使用される。
【0211】
ここで気体バネ21は、金属バネ31の分担分だけ圧力を低く設定することができる。このため気体バネ21を構成するフリーピストン26の断面積を小さくでき、比較的耐圧の低い高圧容器(アウタチューブ20a)を使用することができる。これにより気体バネ21を含む油気圧懸架用シリンダ20を小型化でき、軽量化でき、コストを低減することができ、車両100の小さなスペースに懸架装置を取り付けることが可能となる。
【0212】
なお金属バネ31としては、コイルスプリング以外にトーションバー、リーフスプリングなどを用いてもよい。また油気圧懸架用シリンダ20(気体バネ21)に並列に設けるべきバネは、金属に限定されるわけではなく弾性体からなる機械バネでありさえすればよい。
【0213】
金属バネ31は気体バネ21に並列に設けられているため、金属バネ31の歪みまたは変形量を検出すれば、その検出値をもって懸架脚のストロークつまり気体バネ21の変位Xとすることができる。
【0214】
図28(c)は、金属バネ31(コイルスプリング)に取り付けられた歪みセンサ32を示している。歪みセンサ32としてはたとえばストレインゲージが使用され金属バネ31に貼付される。歪みセンサ32では金属バネ31の歪みが検出され、検出された歪みに基づき油気圧懸架用シリンダ20に内蔵された気体バネ21の変位Xが計測される。
【0215】
金属バネ31としてトーションバーを使用する場合には、トーションバーに角度センサを取り付け、この角度センサでトーションバーのねじれ変形量を検出して、このねじれ変形量に基づき、気体バネ21の変位Xを計測すればよい。
【0216】
この実施例3では、実施例1で説明したのと同様にして、「低荷重の領域▲1▼にある特定の等価輪の検出または予測」が行われる。ここで特定の等価輪を検出または予測するために、実施例1と同様に加速度センサ等を使用してもよいが、上述した金属バネ31に取り付けた歪みセンサ32等のストロークセンサを使用して、浮き上がりを招く等価輪(伸び側に変位する気体バネ21)を特定してもよい。
【0217】
この実施例3では、実施例1で説明したのと同様にして、「第1の弱め制御」が行われる。
【0218】
この実施例3では、以下のような車高調整を行うことができる。
【0219】
(車高調整)
戦闘車両は、偵察時等には敵から発見されにくい低車高の姿勢が望ましく、不整地を高速で走行する場合には、懸架脚11〜18等が損傷することがないように高車高の姿勢が望ましい。
【0220】
偵察時等には、コントローラは、左右前後輪の全ての懸架調整部200に対して、低車高の制御信号を出力する。これを受けて懸架調整部200は、全ての懸架脚11〜18を構成する油気圧懸架用シリンダ20から作動油を排出させる。この結果、気体バネ21の機能は失われ、車体101は、柔らかい金属バネ31によって支持された状態になり、車高は最低車高となる。
【0221】
不整地走行時等には、コントローラは、左右前後輪の全ての懸架調整部200に対して、高車高の制御信号を出力する。これを受けて懸架調整部200は、全ての懸架脚11〜18を構成する油気圧懸架用シリンダ20に作動油を供給する。この結果、車体101の大半の荷重が気体バネ21で支持されることになり、金属バネ31は自然長に近い長さまで伸び、車高は最高車高となる。
【0222】
ここで歪みセンサ32等のストロークセンサの検出値(気体バネ21の変位X)をフィードバックして、車高が目標車高となるように制御してもよい。
【0223】
以上のように本実施例2によれば、懸架脚に、気体バネ21と並列に金属バネ31を設けるようにしたので、気体バネ21を小型化、軽量化、低コスト化でき、車両100の小さなスペースに懸架装置を取り付けることが可能となる。
【0224】
また懸架脚に、気体バネ21と並列に金属バネ31を設けるようにしたので、仮に、気体バネ21が損傷してバネの機能を失うようなことがあったとしても、堅牢な金属バネ31はバネの機能を維持するので、車輪103と路面との接地力が維持され、駆動力、ブレーキ力を継続して発揮させることができる。
【0225】
また金属バネ31にストロークセンサを設け、このストロークセンサで気体バネ21の変位Xを検出するようにしたので、浮き上がりが生じている等価輪の特定を容易かつ正確に行うことができ、気体バネ21による車高調整を容易かつ正確に行うことができる。
【0226】
なお、この実施例3では、第1の弱め制御を行う場合を想定して説明したが、気体バネ21のバネ発生力Fを制御する方法は任意であり、後述する第2の弱め制御を行ってもよく、これら第1の弱め制御、第2の弱め制御以外に、金属バネ31の特性を考慮して気体バネ21のバネ発生力Fを最適に制御する実施も可能である。
【0227】
また、この実施例3と実施例2とを組み合わせて実施し、気体バネ21に要するコストを更に低減させてもよい。
【0228】
(実施例4)
上述した実施例1では、油気圧懸架用シリンダ20の気体室24の有効質量mを減少させることで第1の弱め制御を行うようにしているが(「有効質量減少による第1の弱め制御」)、以下に述べるように油気圧懸架用シリンダ20の気体室24の有効体積Vを増大させることによって第1の弱め制御を行うようにしてもよい(以下「有効体積増大による第1の弱め制御」)。
【0229】
図18は実施例4に用いられる油気圧懸架用シリンダ20と懸架調整部200の構成を示している。
【0230】
懸架調整部200は車高調整用シリンダ205からなる。車高調整用シリンダ205は、車高調整用作動油が入出力される油室208と、油気圧懸架用シリンダ20の油室25に油路27を介して連通する油室209と、気体室210と、油室208と気体室210とを仕切るピストン211と、気体室210と油室209とを仕切るピストン212とからなる。
【0231】
油気圧懸架用シリンダ20の気体室24の気体体積をV1、車高調整用シリンダ205の気体室210の気体体積をV2とすると、油気圧懸架用シリンダ20の気体室24の有効体積VはV1+V2となる。
【0232】
この実施例4では実施例1と同様にして「低荷重の領域▲1▼にある特定の等価輪の検出または予測」が行われる。
【0233】
(第1の弱め制御)
つぎに、コントローラは、上述のごとく特定された等価輪に対応する懸架調整部200′に制御信号を送る。
【0234】
懸架調整部200′に制御信号が入力されると、図18に示す車高調整用シリンダ205の油室208から車高調整用作動油が排出され、油気圧懸架用シリンダ20の気体バネ21のバネ発生力Fが弱まる。
【0235】
なお懸架調整部200に制御信号が入力されていない状態では、車高調整用シリンダ205の油室208は車高調整用作動油が流入されており、気体バネ21は通常のバネ特性を有している。
【0236】
図19は、通常の気体バネ21の特性を破線にて示し、弱めた気体バネ21の特性を実線にて示している。図19の横軸、縦軸、符号は、既に説明した図6、図7と同様である。
【0237】
通常は車高調整用シリンダ205の油室208に車高調整用作動油が流入されており、車高調整用シリンダ205の気体室210内の気体の圧力が所定の圧力に保持され、気体バネ21が平衡点Pbの変位Xbでバネ発生力Fbを発生するように調整されている(通常の気体バネ21の特性)。
【0238】
ここで車高調整用シリンダ205の油室208から車高調整用作動油が排出されると、車高調整用シリンダ205の気体室210の気体体積V2が増大つまり気体室24の有効体積Vが増大し、気体室210内の気体の圧力が低下する。このため油気圧懸架用シリンダ20の油室25内の作動油の圧力が低下し、気体室24の圧力が低下して気体バネ21のバネ発生力Fが弱まる。気体バネ21は平衡点Pbよりも低荷重となる領域▲1▼のみならず平衡点Pbよりも高荷重となる領域▲2▼でも弱まる(弱めた気体バネ21の特性)。
【0239】
たとえば車両100が加速中にあり、車体101を傾動させるモーメントMが発生すると、車体101が浮き上がる側の懸架脚11、12、13、14の各気体バネ21で発生するバネ発生力は、モーメントMに応じた力α分だけ減る。
【0240】
通常の気体バネ21の場合には、平衡点Pbよりも低荷重の領域▲1▼のPgに移行しFb−αとなる。このとき通常の気体バネ21の変位は、バネ発生力Fb−αに応じた変位Xgとなる。この結果、気体バネ21は、平衡点から変位量Xb−Xgだけ伸び側に変位したことになる。
【0241】
これに対して、弱めた気体バネ21の場合には、同じモーメントMが付与されると平衡点Pbよりも低荷重の領域▲1▼の点Pwで同じバネ発生力Fb−αを発生するが、バネ発生力Fが弱くなっているため、通常の気体バネ21の場合の変位Xgよりも平衡点Pbの変位Xbにより近い変位Xwを示す。つまり弱めた気体バネ21は、通常の気体バネ21の場合の変位量Xb−Xgよりも小さな変位量Xb−Xwを示す。
【0242】
このように弱めた気体バネ21は、平衡点Pbよりも低荷重の領域▲1▼で、通常の気体バネ21よりも小さな変位を示すため、車体101の過剰な浮き上がりが抑制される(第1の弱め制御)。
【0243】
第1の弱め制御を解除するには、再度、車高調整用シリンダ205の油室208に車高調整用作動油を流入させ車高調整用シリンダ205の気体室210内の気体の圧力を所定の圧力に保持し、気体バネ21が平衡点Pbの変位Xbでバネ発生力Fbを発生するように調整する(通常の気体バネ21の特性)。
【0244】
この実施例4の制御(図18)は、車高調整用シリンダ205の油室208で作動油の入出力を行う必要があることから、実施例1の制御(図5)と比べて制御に伴うエネルギー消費が大きい。一方、図19から明らかなように、平衡点Pbよりも低荷重となる領域▲1▼のみならず平衡点Pbよりも高荷重となる領域▲2▼でも、気体バネ21のバネ発生力Fを弱めることができる。実施例1の場合(図6)よりも広い範囲で、バネ発生力Fを弱めることができ、高い制御性能が得られる利点もある。
【0245】
ここで「有効体積増大による第1の弱め制御」の実現方法としては、下記の方式、連通対象が考えられる。
【0246】
1)連通方式 …i)気体連通 ii)作動油連通
2)制御方式 …a.作動油による気体体積の増減、b.電気駆動による気体体積の増減
3)連通対象 …α.気体バネ毎に車高調整装置(車高調整用シリンダ)、β.複数の気体バネに1つの車高調整装置(車高調整用シリンダ)
図18の構成は、「連通方式」が、油室25が車高調整用シリンダ205の油室209に連通する上記ii)の「作動油連通」方式であり、「制御方式」が、作動油の入出力で第1の弱め制御を行う上記a.の「作動油による気体体積の増減制御方式」であり、気体バネ21毎に1つの車高調整用シリンダ205が割り当てられる上記α.の「連通対象」となっている。
【0247】
この組合せ以外に、上記1)連通方式、2)制御方式、3)連通対象を適宜組み合わせて「有効体積増大による第1の弱め制御」を行うようにしてもよい。
(実施例5)
ところで図20(a)に示すように、車両100が前進中に段差へ乗り上げると、車体101を、重心G回りにピッチ方向に傾動させるモーメントMが発生し、車両100の最前輪である第1軸41が突き上げられ車体101が過剰に傾動する。同様にして図20(b)に示すように、車両100が後退中に段差へ乗り上げると、車体101を、重心G回りにピッチ方向に傾動させるモーメントMが発生し、車両100の最後輪である第4軸44が突き上げられ車体101が過剰に傾動する。
【0248】
ここで最前軸41あるいは最後軸44に対応する気体バネ21のバネ発生力Fが弱く、車体101に伝わる突き上げ力が小さければ、車体101が大きく傾動することを防止することができる。これは、進行方向に対し最前側の軸(第1軸41あるいは第4軸44)は、他の軸に比べて重心Gから遠く、モーメントMの腕(距離r)が長いため、車体101のピッチ方向への傾斜に特に大きな影響を及ぼすからである。
【0249】
図20に示す車体101を突き上げるメカニズムを、図7を用いて説明する。
【0250】
車両にモーメントMを生じる外力が加わっていない場合、各懸架脚では車体101の重量を分担しておりバネ発生力Fbで平衡している(平衡点Pb)。このとき気体バネの変位をXbとする。
【0251】
ここで車体101を傾動させるモーメントMが発生すると、車体101が突き上がる側の懸架脚で発生するバネ発生力は、モーメントMに応じた力α分だけ増加し、平衡点Pbよりも高荷重の領域▲2▼のP′gに移行しFb+αとなる。このとき気体バネの変位は、バネ発生力Fb+αに応じた変位X′gとなる。この結果、気体バネは、平衡点から変位量Xb−X′gだけ縮み側に変位したことになる。これに対して金属バネの場合には、同じようにモーメントMが発生して平衡点Pbよりも高荷重の領域▲2▼のP′mに移行し同じバネ発生力Fb+αを発生するが、金属バネは気体バネよりもバネ発生力が弱いため、気体バネの場合の変位X′gよりも平衡点Pbの変位Xbから離れた変位X′mを示す。つまり金属バネは、気体バネの場合の変位量Xb−X′gよりも縮み側で大きな変位量Xb−X′mを示す。これは気体バネ21は車体101を過剰に突き上げており、金属バネは車体101の突き上げを吸収し車体101を沈み込ませていることを意味する。
【0252】
このように気体バネは、平衡点Pbよりも高荷重の領域▲2▼で、金属バネに比して車体101を過剰に突き上げる。
【0253】
この実施例5は、こうした車体101の過剰な突き上げを抑制するものである。
【0254】
図15(a)は、実施例5で想定している油気圧懸架用シリンダ20と、懸架調整部200とを示している。アキュムレータ204および開閉弁202は、懸架調整部200を構成している。懸架調整部200の開閉弁202は図示しないコントローラによって開閉制御される。
【0255】
(高荷重の領域▲2▼にある特定の等価輪の検出または予測)
車体101には、車両100の状態を検出するセンサが取り付けられている。センサの検出信号は上記コントローラに入力され、コントローラで、図2に示す等価左前輪51、等価右前輪52、等価左後輪53、等価右後輪54の中から、車体101を重心G回りに傾動させるモーメントMが付与されることによってバネ発生力Fが高荷重の領域▲2▼にある、つまり高負荷になっている特定の等価輪が検出される。
【0256】
5)車両100が前進または後進時に段差または突起等に乗り上げる場合
車両100が不整地等を走行中には、大きな段差や突起等を乗り越えることがある。突起等による車体101のピッチング方向の車体の傾斜を検出するためには、車体101のピッチング方向の角速度を検出する角速度センサ(たとえばレートジャイロ)と、車体101の上下方向の加速度を検出する加速度センサが用いられる。角速度センサの検出角速度が一定時間毎に積分される。この場合ローパスフィルタを介して微細な振動による雑音が除去される。角速度センサの出力を積分した信号と加速度センサの出力信号とを加味して、進行方向に対して最前側の車軸(前進時には第1軸41、後進時には第4軸)が突き上げられたことを検出する。突き上げの度合いが所定のしきい値を越えたら、その最前軸に対応する等価輪を、突き上げを招いている特定の等価輪とする。
【0257】
なお前進、後進を選択する操作レバーの選択位置等を検出することによって、車両100が前進中であるか後進中であるかを判別して、より正確に、突き上げを招いている等価輪を特定するようにしてもよい。
【0258】
突き上げが発生してから制御が開始されるので、フィードバック制御系を構成して、過剰な突き上げを抑制するように車高の高さをフィードバック制御してもよい。またフィードバック制御を開始する代わりに、前後進を選択する操作レバーの選択位置と、後述するモード選択スイッチ402の選択位置とを論理的に組み合わせることによって、過剰な突き上げを予測し、前進、後進中は常に最前軸に対応する等価軸を弱め制御してもよい。
【0259】
(第2の弱め制御)
つぎに、コントローラは、上述のごとく特定された等価輪に対応する懸架調整部200′に制御信号を送り、開閉弁202を開動作させる。以下制御信号が出力され開閉弁202が開動作する懸架調整部200にダッシュ(200′)を付与して、制御信号が出力されず開閉弁202が閉状態にある懸架調整部200と区別して説明する。
【0260】
たとえば図36(a)に示すように、車両100が前進中に突起、段差等に乗り上げる場合には、特定の等価左前輪51に対応して設けられた懸架調整部200′および特定の等価右前輪52に対応して設けられた懸架調整部200′に対して、コントローラは制御信号を出力する。
【0261】
等価左前輪51に対応する懸架調整部200′に制御信号が入力されると、図15(a)に示す開閉弁202が開動作し、アキュムレータ204の油室217と油気圧懸架用シリンダ20の油室25とが連通される。等価左前輪51は、図2に示すように、懸架脚11、12に対応しているため、これら懸架脚11、12を構成している各油気圧懸架用シリンダ20の油室25とアキュムレータ204の油室217とが連通する。
【0262】
同様にして等価右前輪52に対応する懸架調整部200′に制御信号が入力されるため、等価右前輪52を対応する各懸架脚13、14を構成している各油気圧シリンダ20の油室25とアキュムレータ204の油室217とが連通する。
【0263】
なおコントローラから制御信号が送られていない懸架調整部200では、開閉弁202が閉状態にあり、これら懸架調整部200に対応する各懸架脚15、16、17、18を構成している各油気圧シリンダ20の油室25は、アキュムレータ204の油室217から遮断されている。
【0264】
気体室24内の気体質量をm1とし、アキュムレータ204の気体室216内の気体質量をm2とする。
【0265】
図21は、油気圧懸架用シリンダ20の油室25がアキュムレータ204の油室217と遮断状態にあるときの気体バネ21の通常の特性を破線にて示し、油気圧懸架用シリンダ20の油室25がアキュムレータ204の油室217と連通状態にあるときの気体バネ21の特性を実線にて示している。図21の横軸、縦軸、符号は、既に説明した図6、図7、図19と同様である。
【0266】
図21の各特性は、図6の各特性に対応している。平衡点Pbよりも高荷重の領域▲2▼で図21に実線で示す特性を得ることは、図6の破線で示す特性を得ることに対応する。気体バネ21が平衡点Pbから伸び側に変位しているとき(気体室24の気体体積Vが減少するとき)に、開閉弁202を開くと、気体室24の有効質量mが、気体室24の気体質量m1から、気体室24の気体質量m1とアキュムレータ204の気体室216の気体質量m2とを合計した質量m1+m2に増大して、図21で破線で示す特性から、実線で示す特性に移行する。この結果、平衡点Pbよりも高荷重の領域▲2▼でバネ発生力Fが低下する。気体バネ21のバネ発生力Fを、平衡点Pbよりも高荷重の領域▲2▼で、弱くする制御のことを、「第2の弱め制御」と呼ぶことにする。
【0267】
以下、通常の気体バネ21の特性と第2の弱め制御時の気体バネ21の特性とを対比して説明する。
【0268】
車両にモーメントMを生じる外力が加わっていない場合、各懸架脚では車体101の重量を分担しておりバネ発生力Fbで平衡している(平衡点Pb)。このとき気体バネの変位をXbとする。
【0269】
ここで車体101を傾動させるモーメントMが発生すると、車体101が突き上がる側の懸架脚の通常の気体バネ21で発生するバネ発生力は、モーメントMに応じた力α分だけ増加し、平衡点Pbよりも高荷重の領域▲2▼のPgに移行しFb+αとなる。このとき通常の気体バネの変位は、バネ発生力Fb+αに応じた変位Xgとなる。この結果、通常の気体バネは、平衡点から変位量Xb−Xgだけ縮み側に変位したことになる。これに対して第2の弱め制御時の気体バネ21の場合には、同じようにモーメントMが発生して平衡点Pbよりも高荷重の領域▲2▼のPwに移行し同じバネ発生力Fb+αを発生するが、第2の弱め制御時の気体バネ21は通常の気体バネ21よりもバネ発生力が弱いため、通常の気体バネ21の場合の変位Xgよりも平衡点Pbの変位Xbから離れた変位Xwを示す。つまり第2の弱め制御時の気体バネ21は、通常の気体バネ21の場合の変位量Xb−Xgよりも縮み側で大きな変位量Xb−Xwを示す。これは通常の気体バネ21は車体101を過剰に突き上げており、第2の弱め制御時の気体バネ21は車体101の突き上げを吸収し車体101を沈み込ませていることを意味する。
【0270】
このように第2の弱め制御時の気体バネ21は、平衡点Pbよりも高荷重の領域▲2▼で、通常の気体バネ21に比して車体101の過剰な突き上げを抑制する。
【0271】
図36(a)に示すように、等価左前輪51、等価右前輪52に対応する気体バネ21でバネ発生力Fが弱くなり、前進中の突起等の乗り上げ時に車体101の過剰が突き上げが抑制されることになる。
【0272】
車両100が後進中も同様であり、図36(b)に示すように、等価左後輪53、等価右後輪54に対応する懸架調整部200′で第2の弱め制御が行われ、等価左後輪53、等価右後輪54に対応する気体バネ21でバネ発生力Fが弱くなり、後進中の突起等の乗り上げ時に過剰な車体101の突き上げが抑制される。
【0273】
なお本実施例5では、実施例1と同様に車両100を「等価2軸車」として扱い制御しているので、実施例1で得られるのと同様の効果が得られる。
【0274】
上述した説明では、図15(a)に示す構成の油気圧調整用シリンダ20、懸架調整部部200を用い、気体室24の有効質量mを増大させることで第2の弱め制御を行うようにしている(以下「有効質量増大による第2の弱め制御」)。
【0275】
しかし図15(a)に示す構成に代えて、図5、図14、図15(b)、図16、図17に示す構成の油気圧調整用シリンダ20、懸架調整部部200を用いて、同じく有効質量増大による第2の弱め制御を行うようにしてもよい。
【0276】
なお実施例5において、図3、図4に示すダンパ22を含む油気圧懸架用シリンダ20を使用してもよい。
【0277】
(実施例6)
上述した実施例5では、第1の弱め制御を有効質量を増大させることで行うようにしているが、上述した実施例4と同様に、有効体積を増大させることによって、第2の弱め制御を行うようにしてもよい(以下「有効体積増大による第2の弱め制御」)。
【0278】
この実施例6では、実施例4と同様に、図18に示す油気圧懸架用シリンダ20と懸架調整部200が使用される。
【0279】
そして、実施例5と同様にして「高荷重の領域▲2▼にある特定の等価輪の検出または予測」が行われる。
【0280】
そして、実施例4と同様にして、コントローラは、上述のごとく特定された等価輪に対応する懸架調整部200′(図18)に制御信号を送る。この結果、気体バネ21の特性は、図19に破線で示す通常の特性から、実線で示す弱めた特性に移行される。図19に実線で示す特性は、図21に実線で示す特性と同様に、平衡点Pbよりも高荷重となる領域▲2▼で気体バネ21のバネ発生力Fが弱められた特性となっている。
【0281】
このため実施例5と同様にして車両100の前進中または後進中の突起、段差等への乗り上げ時に、車体101の過剰の突き上げが抑制される。
【0282】
上述した実施例4、実施例5、実施例6には、適宜、実施例2、実施例3を組み合わせて実施してもよい。これにより気体バネ21の使用に伴うコスト増大等を抑制することができる。
【0283】
特に実施例5、実施例6に実施例2を併用することは有用である。
【0284】
前述したように車両100が前進中または後進中に段差等に乗り上げる際には、進行方向に対して最前の車軸(第1軸41、第4軸44)が、車体101のピッチ方向への傾斜に特に影響を及ぼすので、図13(b)のように最前軸を気体バネ21としそれ以外の車軸を金属バネ31とすることで、第2の弱め制御を行いつつ車両100の製造コストの低減を図ることができる。
【0285】
(実施例7)
上述した説明では、第1の弱め制御、第2の弱め制御を単独で行う場合を想定した。
【0286】
つぎに、これら第1の弱め制御、第2の弱め制御を状況に応じて使いわけることができる実施例について説明する。
【0287】
図22は、実施例7の装置構成を示している。
【0288】
図22に示す装置は、図2に示す等価左前輪51、等価右前輪52、等価左後輪53、等価右後輪54毎に設けられる。
【0289】
図22に示す装置は、大きくは、2つの油気圧懸架用シリンダ20A(以下第1のシリンダ20A)、油気圧懸架用シリンダ20B(以下第2のシリンダ20B)と、これら第1のシリンダ20A、第2のシリンダ20Bのバネ発生力Fを調整する懸架調整部200と、懸架調整部200に制御信号i、jA、jB、jCを出力して第1の弱め制御、第2の弱め制御、車高の調整を行うコントローラ301と、モード選択スイッチ401、402、402および車高調整スイッチ404が設けられ、モード選択スイッチ401、402、403で選択されたモードM1、M2、M3および車高調整スイッチ404で指示された車高Srを示す信号をコントローラ301に出力する操作盤400とからなる。
【0290】
車両100には、車高調整用作動油を吐出する油圧ポンプ104、油圧ポンプ104の吸込み口に連通するタンク105が設けられている。油圧ポンプ104の吐出口は吐出油路107に連通しており、吐出油路107は懸架調整部200に接続されている。タンク105は戻り油路108に連通しており、戻り油路108は懸架調整部200に接続されている。
【0291】
第1のシリンダ20Aは、車両100の進行方向に対して最前の車軸である第1軸41、第4軸44に対応して設けられている。すなわち第1のシリンダ20Aは、懸架脚11、13、16、18を構成する油気圧懸架用シリンダ20である。第2のシリンダ20Bは、他の懸架脚12、14、15、17を構成している。たとえば図22に示す懸架調整部200が、等価左前輪51に対応するものであるならば、第1のシリンダ20Aは第1軸41(最前軸)の左側の懸架脚11を構成する部材であり、第2のシリンダ20Bは第2軸42の左側の懸架脚12を構成する部材である。
【0292】
これら第1のシリンダ20A、第2のシリンダ20Bは、図3で説明した構造の油気圧懸架用シリンダ20であり、気体バネ21およびダンパ22を含んでいる。第1のシリンダ20Aの気体室24は気体質量がm1であり、気体バネ21A(以下第1の気体バネ21A)を構成している。第2のシリンダ20Bの気体室24は気体質量がm2であり、気体バネ21B(以下第2の気体バネ21B)を構成している。
【0293】
第1のシリンダ20Aのロッド20eには同ロッド20eのストロークSA、つまり第1のシリンダ20AのストロークSAを検出するストロークセンサ30Aが設けられている。同様に第2のシリンダ20Bのロッド20eには同ロッド20eのストロークSB、つまり第2のシリンダ20BのストロークSBを検出するストロークセンサ30Bが設けられている。
【0294】
つぎに懸架調整部200の油圧回路について説明する。
【0295】
油路27A(以下第1の油路27A)は、第1のシリンダ20Aの油室25と連通主配管219とを連通している。同様に油路27B(以下第2の油路27B)は、第2のシリンダ20Bの油室25と連通主配管219とを連通している。
【0296】
第1の油路27A上には開閉弁202A(以下第1の開閉弁202A)、固定の絞り218Aが設けられている。同様に第2の油路27B上には開閉弁202B(以下第2の開閉弁202B)、固定の絞り218Bが設けられている。なお第1の開閉弁202Aおよび固定絞り218Aを一部品で構成するとともに、第2の開閉弁202Bおよび固定絞り218Bを一部品で構成してもよい。
【0297】
第1の開閉弁202Aは電磁弁であり、制御信号jAに応じて開閉し、連通主配管219と第1のシリンダ20Aの油室25とを連通させるか、これらの連通を遮断する。
【0298】
同様に第2の開閉弁202Bは制御信号jBに応じて開閉し、連通主配管219と第2のシリンダ20Bの油室25とを連通させるか、これらの連通を遮断する。
【0299】
なお固定絞り218Aに代えて可変絞りとして、連通主配管219と第1のシリンダ20Aの油室25とが連通状態にあるときに、第1の油路27Aの開口面積を変化させて、後述するように第1の気体バネ21Aのバネ発生力Fを更に細かく調整してもよい。また第1の開閉弁202Aの代わりに可変絞りを用いてもよい。第2の気体バネ21B側についても同様に可変絞りを用いてもよい。
【0300】
第1の油路27A、第2の油路27B上で、流量を制御することができるのであれば、弁の数、流量のオン、オフ、可変の別は問わない。
【0301】
油路220は、連通主配管219とアキュムレータ204の油室217とを連通している。アキュムレータ204の気体室216の気体質量はm3であり、気体バネ21C(以下第3の気体バネ21C)を構成している。ここで第3の気体バネ21Cは、第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bの容量に比べて容量が大きく設定されている。
【0302】
油路220上には開閉弁202C(以下第3の開閉弁202C)が設けられている。第3の開閉弁202Cは電磁弁であり、制御信号jCに応じて開閉し、連通主配管219とアキュムレータ204の油室217とを連通させるか、これらの連通を遮断する。
【0303】
また油路220には油路220内(連通主配管219内)の作動油の圧力Pを検出する圧力センサ222が設けられている。
【0304】
油路223は、油路220と車高調整用流量方向制御弁(以下車高調整弁)221の出口ポート221Dとを連通している。油路220上には絞り218Cが設けられている。
【0305】
車高調整弁221の入口ポート221Pは吐出油路107に連通している。車高調整弁221の戻りポート221Tは戻り油路108に連通している。
【0306】
車高調整弁221は、電磁比例制御弁であり、排出位置221a、中立位置221c、流入位置221bの各弁位置を有している。車高調整弁221の電磁ソレノイドに入力される制御信号iに応じて弁位置が変化する。すなわち車高調整弁221に流入を指示する制御信号iが加えられると、車高調整弁221は流入位置221b側に位置され、入口ポート221Pと出口ポート221Dが連通し、油圧ポンプ104から吐出された車高調整用作動油が吐出油路107、車高調整弁221を介して出口側の油路223に流入され、アキュムレータ204の油室217に流入する。
【0307】
また車高調整弁221に排出を指示する制御信号iが加えられると、車高調整弁221は排出位置221a側に位置され、出口ポート221Dと戻りポート221Tが連通し、アキュムレータ204の油室217内の作動油が油路223、車高調整弁221、戻り油路108を介してタンク105に排出される。
【0308】
つぎに操作盤400、コントローラ301について説明する。
【0309】
図29は操作盤400のモード選択スイッチ401、402、403でそれぞれ選択されるモードM1、M2、M3を示している。車両100の走行中には、高速巡航モードM1または不整地走破モードM2が選択され、停車中には、精密射撃モードM3が選択される。車高調整スイッチ404を操作することで、目標とする車高Srを指示することができる。
【0310】
実施例1、実施例4、実施例5で述べたように、「低荷重の領域▲1▼にある特定の等価輪の検出または予測」、「高荷重の領域▲2▼にある特定の等価輪の検出または予測」を行うために、車両100には各種センサが設けられている。各種センサの検出信号kはコントローラ301に入力される。またストロークセンサ30Aの検出信号SA、ストロークセンサ30Bの検出信号SB、圧力センサ222の検出信号Pがコントローラ301に入力される。
【0311】
コントローラ301は、入力された目標車高Sr、入力された検出信号SA、SB、Pに基づき制御信号iを生成し、車高を調整する。
【0312】
またコントローラ301は、入力された選択モード(M1またはM2またはM3)、検出信号kに基づき制御信号jA、jB、jCを生成し、選択されたモードに適合するようバネ発生力Fを制御するとともに、車両100の状況に応じて第1の弱め制御または第2の弱め制御を行う。
【0313】
車高の調整は、図23に示すように、フィードバック制御系で行われる。車高調整は、第1の開閉弁202A、第2の開閉弁202B、第3の開閉弁202Cが開いているときに行われる。いずれかの開閉弁が閉じているときには車高調整を行わないようにインターロックを組むことも可能である。
【0314】
車高制御装置であるコントローラ301は、車高制御部302と、油圧制御部303とを備えている。コントローラ301の制御対象は懸架調整部200の油圧回路(車高調整弁221)であり、コントローラ301の油圧制御部303から、制御対象の車高調整弁221に操作信号(制御信号)iが入力される。車高調整弁221が制御された結果、連通主配管219内の圧力Pが変化する。
【0315】
ここで圧力センサ222の検出圧力Pは車高調整のマイナーフィードバック信号並びに懸架装置の自己診断用のセンサとして使用される。絞り218Cは、車高調整の動作を確実にするために設けられている。すなわち車両100が走行中は路面凹凸や振動衝撃に加え油圧系のハンマリング効果によって、連接した油圧配管系には周波数の高いパルス状の衝撃圧力が発生する。この油圧配管系に車高調整弁221を直接つなげると、気体バネ21Cを構成するアキュムレータ204にも実質的な絞りが内蔵されているため、油圧ポンプ104の元圧よりも高い衝撃圧力が車高調整弁221に加わり、正常な車高調整が困難になる場合がある。この対策として、比較的絞り径が小さな絞り218Cと気体バネ21Cとでローパスフィルタを構成し、連通主配管219から車高調整弁221に衝撃圧力パルスが加わることを防止するようにしている。
【0316】
連通主配管219内の圧力Pは圧力センサ222で検出されマイナーフィードバックされる。
【0317】
連通主配管219内の圧力Pが変化した結果、制御対象である第1のシリンダ20A、第2のシリンダ20BのストロークSA、SBが変化し車高が変化する。車高はストロークセンサ30A、30Bで検出された第1のシリンダ20A、第2のシリンダ20Bの各ストロークSA、SBの平均値Sを用いて求められる。
【0318】
検出された実際の車高Sはフィードバックされ、目標車高Srとの偏差が求められる。目標車高Srと実際の車高Sとの偏差は、コントローラ301の車高制御部302に入力される。車高制御部302では、目標車高Srと実際の車高Sとの偏差を零にするために必要な連通主配管219の目標圧力Prを生成し出力する。実際の圧力Pはフィードバックされており目標圧力Prと実際の圧力Pとの偏差が求められる。目標圧力Prと実際の圧力Pとの偏差は、コントローラ301の油圧制御部303に入力される。油圧制御部303では、目標圧力Prと実際の圧力Pとの偏差を零にするために必要な操作信号(制御信号)iを生成し、制御対象の車高調整弁221に入力する。
【0319】
これにより車高調整弁221の弁位置が変化し、連通主配管219の圧力Pが変化する。そして第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bのバネ発生力Fが変化して車高が変化する。
【0320】
車高調整弁221が排出位置221a側に位置されると、アキュムレータ204の油室217から車高調整用作動油が油路220、223、車高調整弁221、戻り油路108を介してタンク105に排出される。これによりアキュムレータ204の気体室216の気体体積が増大つまり第1のシリンダ20A、第2のシリンダ20Bの有効体積Vが増大し、気体室216の圧力が低下する。このため連通主配管210の圧力Pが低下し、第1のシリンダ20A、第2のシリンダ20Bの油室25内の作動油の圧力が低下し、気体室24の圧力が低下して第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bのバネ発生力Fが弱まる。第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bのバネ発生力Fが弱まるため、車高が低車高となる。
【0321】
車高調整弁221が流入位置221b側に位置されると、油圧ポンプ104から吐出された車高調整用作動油が吐出油路107、車高調整弁221、油路223、油路220を介してアキュムレータ204の油室217に流入される。これによりアキュムレータ204の気体室216の気体体積が減少つまり第1のシリンダ20A、第2のシリンダ20Bの有効体積Vが減少し、気体室216の圧力が増大する。このため連通主配管210の圧力Pが増加し、第1のシリンダ20A、第2のシリンダ20Bの油室25内の作動油の圧力が増加し、気体室24の圧力が増加して第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bのバネ発生力Fが強まる。第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bのバネ発生力Fが強まるため、車高が高車高となる。
【0322】
また車高調整弁221を排出位置221a側に位置させることにより、第1のシリンダ20A、第2のシリンダ20Bの有効体積Vが増大するので、前述した有効体積増大による第1の弱め制御、第2の弱め制御を行うこともできる。
【0323】
図24は、コントローラ301で行われる第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bの弱め制御の領域を示す。
【0324】
同図24に示すようにコントローラ301では、平衡点よりも低荷重の領域▲1▼で第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bのバネ発生力Fを弱める第1の弱め制御と、平衡点よりも高荷重の領域▲2▼で第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bのバネ発生力Fを弱める第2の弱め制御とが状況に応じて行われる。
【0325】
図25は、車両10の状況に対応させて、弱め制御を適用する特定の等価輪、車体傾動の性質(浮き上がり、突き上げ)、気体バネ21A、21Bの弱め制御の種類(第1の弱め制御、第2の弱め制御)を示した表500である。コントローラ301には、この図25の表500のデータが記憶されている。
【0326】
図27は、コントローラ301で行われる処理の手順を示している。
【0327】
処理は各等価輪51、52、53、54毎に行われる(ステップ501)。
【0328】
まず、最初の等価輪(たとえば等価左前輪51)について、その等価輪(等価左前輪51)の状況が表500のいずれの状況に該当するかを判断する。実施例1、実施例4、実際例5、実施例6で述べたように加速度センサ等の検出信号kに基づき加速中である等の状況の判断がなされる(ステップ502)。
【0329】
つぎに表500にしたがい、その等価輪(等価左前輪51)が特定の等価輪であるかの判断がなされ、その等価輪(等価左前輪51)について弱め制御の必要の有無が判断される(ステップ503)。この結果、その等価輪(等価左前輪51)が特定の等価輪ではなく弱め制御が不要であると判断された場合には、その等価輪(等価左前輪)について弱め制御は適用しないと決定される(ステップ509)。
【0330】
ステップ503で、その等価輪(等価左前輪51)が特定の等価輪であり弱め制御が必要であると判断された場合には、表500にしたがい第1の弱め制御、第2の弱め制御の種別が判断される(ステップ504)。
【0331】
ここで後述するように、その等価輪(等価左前輪51)に適用される弱め制御の種別が一義的ではなく複合的である場合には、ステップ505に移行し処理がすすめられる(ステップ505〜508)が、弱め制御の種別が一義的に定まる場合には、ステップ507に移行し、表500に示すように、その等価輪(等価左前輪51)について第1の弱め制御または第2の弱め制御を行う。以後、他の等価右前輪52、等価左後輪53、等価右後輪54についても同様の処理が行われる。
【0332】
以下、具体的に説明する。
【0333】
車両100のオペレータが操作盤400でモード選択スイッチ401を操作して「高速巡航モードM1」を選択したとする。するとコントローラ301には、「高速巡航モードM1」を示す信号が入力され、「高速巡航モードM1」に適合した制御信号jA、jBを生成し懸架調整部200に出力する。
【0334】
ここで高速巡航モードM1は、損傷していない正常な舗装道路を走行する場合に選択されるものであり、一般の自動車と同等な懸架性能を発揮するものである。懸架装置が吸収すべき路面凹凸は殆ど無く、例えば振幅にして約3cm以内の場合に使用する。
【0335】
そこで、高速巡航モードM1が選択された場合には、図30に示すように、前後左右の等価輪51〜54に対応する全て(4つ)の懸架調整部200に対して、第1の開閉弁202Aを閉状態(遮断状態)にし、第2の開閉弁202Bを閉状態(遮断状態)にする制御信号jA、jBが出力される。
【0336】
これにより第1のシリンダ20Aの油圧室25と第2のシリンダ20Bの油圧室25との連通が遮断され、第1のシリンダ20A、第2のシリンダ20Bの油圧室25とアキュムレータ204の油圧室217との連通が遮断され、第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bの有効質量mがそれぞれ気体質量m1、m2となって各気体バネ21A、21Bが独立に作動する。このため第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bの変形範囲は、平衡点前後の狭い範囲に限られ、第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bの変位Xの変化幅が小さくなる。このため車両10が高速で巡航走行中に懸架装置で均一な特性が維持され、長時間にわたって高速走行しても乗員の違和感や疲労感が少なくなる。ただし懸架装置による衝撃吸収が一般の自動車並に弱くなり、高速走行中に車両10が大きな凹凸を乗り越えると、乗員および搭載物に大きな上下加速度がかかることがある。
【0337】
つぎに車両100のオペレータが操作盤400でモード選択スイッチ402を操作して「不整地走破モードM2」を選択したとする。するとコントローラ301には、「不整地走破モードM2」を示す信号が入力され、「不整地走破モードM2」に適合した制御信号jA、jB、jCを生成し懸架調整部200に出力する。
【0338】
ここで不整地走破モードM2は、損傷した舗装道路や未舗装の路面を走破する場合に選択されるものであり、一般の自動車では通行できない地域を通過するための懸架性能を発揮させるものである。懸架装置の働きで通過する路面の段差は、最高で車輪(タイヤ)103の直径の約1/2である。不整地走破モードM2では、乗員の乗り心地よりも安全に走行できることを優先して第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bのバネ発生力Fを調整する。
【0339】
そこで、不整地走破モードM2が選択された場合には、図32に示すように、前後左右の等価輪51〜54に対応する全て(4つ)の懸架調整部200に対して、第1の開閉弁202Aを開状態(連通状態)にし、第2の開閉弁202Bを開状態(連通状態)にし、第3の開閉弁202Cを開状態(連通状態)にする制御信号jA、jB、jCが出力される。
【0340】
これにより第1のシリンダ20Aの油圧室25と第2のシリンダ20Bの油圧室25とが連通し、第1のシリンダ20A、第2のシリンダ20Bの油圧室25とアキュムレータ204の油圧室217とが連通する。
【0341】
第1の気体バネ21Aの有効質量mは、自己の気体質量m1に、第2の気体バネ21Bの有効質量m2と、第3の気体バネ21Cの有効質量m3分とが加算されて増加する。同様にして第2の気体バネ21Bの有効質量mは、自己の気体質量m2に、第1の気体バネ21Aの有効質量m1と、第3の気体バネ21Cの有効質量m3分とが加算されて増加する。
【0342】
これにより不整地走破モードM2時の第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bは、高速巡航モードM1時のバネ発生力Fよりも弱くなり、第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bは、平衡点前後の広い範囲で変形する。このため懸架装置による衝撃吸収能力は、一般の自動車よりもはるかに高くなる。ただし不整地走破モードM2のまま舗装道路を高速で長距離走行すると、ダンピングの弱い懸架装置のようにロール方向やピッチ方向の揺れが生じて乗員が疲労することがある。
【0343】
図31は前後左右の各懸架調整部200で、第1の開閉弁202A、第2の開閉弁202B、第3の開閉弁202Cが図32に示す開状態になっていることを示している。以下懸架調整部200で第1の開閉弁202A、第2の開閉弁202B、第3の開閉弁202Cが図32に示す開状態になっていることを以下「基本設定」と呼び、「基本設定」されていない懸架調整部200にダッシュを付与して区別する。
【0344】
不整地走破モードM1が選択されているときに、実施例1で説明した「2)車両100が旋回中である場合」であると判断されると、図33に示すように、旋回中心に近い車体側面の前後2個の等価輪(特定の等価輪)に対応する懸架調整部200′に対して、第1の開閉弁202Aを開状態(連通状態)にし、第2の開閉弁202Bを開状態(連通状態)にし、第3の開閉弁202Cを閉状態(遮断状態)にする制御信号jA、jB、jCが出力される。
【0345】
ただし図33に示す特定の等価輪以外の等価輪に対応する懸架調整部200に対しては、基本設定のままとする制御信号jA、jB、jCが出力される。
【0346】
たとえば図34に示すように車両100が左旋回中である場合には、旋回中心に近い車体側面の前後2個の等価左前輪51、等価左後輪53に対応する懸架調整部200′に対しては、各開閉弁202A、202B、202Cを図33の状態にする制御信号jA、jB、jCが出力されるが、それ以外の等価右前輪52、等価右後輪54に対応する懸架調整部200の各開閉弁202A、202B、202Cに対しては、図32の基本設定にする制御信号jA、jB、jCが出力されることになる。
【0347】
図33の状態にされると、第1のシリンダ20Aの油圧室25と第2のシリンダ20Bの油圧室25とが連通する。第1の気体バネ21Aの有効質量mは、自己の気体質量m1に、第2の気体バネ21Bの有効質量m2が加算されて増加する。同様にして第2の気体バネ21Bの有効質量mは、自己の気体質量m2に、第1の気体バネ21Aの有効質量m1が加算されて増加する。したがって第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bの有効質量mはそれぞれ、基本設定時の有効質量よりも減少して、平衡点Pbよりも低荷重の領域▲1▼でバネ発生力Fが弱まる。このようにして旋回中心に近い側の等価左前輪51、等価左後輪53に対応する第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bのバネ発生力Fは、旋回中心から遠い側の等価右前輪52、等価右後輪54の第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bのバネ発生力Fよりも、平衡点Pbよりも低荷重の領域▲1▼で、有効質量の減少により弱まることとなり、第1の弱め制御が行われる。これにより旋回中心に近い側での車体101の過剰な浮き上がりが抑制され、旋回時における操縦安定性が向上し横転が防止される。
【0348】
実施例7の場合には、車高調整弁221を排出位置221a側に位置させることにより、第1のシリンダ20A、第2のシリンダ20Bの有効体積Vが増大するので、コントローラ301から車高調整弁221に対して制御信号iを出力することにより、前述した有効体積増大による第1の弱め制御を行うこともできる。よって有効質量減少による第1の弱め制御の代わりに、有効体積増大による第1の弱め制御を行うようにしてもよい。
【0349】
ただし、旋回に伴って生じた急激な横Gに対処するためには、開閉弁の開閉を行った方が応答性を高める上で有利である。また不整地を車両100が走行中の場合には、第1のシリンダ20Aの油室25と第2のシリンダ20Bの油室25との連通を維持している方が路面の凹凸を乗り越える際に有利である。このため有効質量減少による第1の弱め制御を行う方が、不整地を走行する車両100に対して特に効果が大きい。なお車両100が右旋回を行う場合にも同様にして、第1の弱め制御が行われる。
【0350】
不整地走破モードM1が選択されているときに、実施例5で説明した「5)車両100が前進または後進時に段差または突起等に乗り上げる場合」であると判断されると、図35に示すように、車両100の進行方向に対し最前の左右2個の等価輪(特定の等価輪)に対応する懸架調整部200′に対して、第1の開閉弁202Aを開状態(連通状態)にし、第2の開閉弁202Bを閉状態(遮断状態)にし、第3の開閉弁202Cを開状態(連通状態)にする制御信号jA、jB、jCが出力される。
【0351】
ただし図35に示す特定の等価輪以外の等価輪に対応する懸架調整部200に対しては、基本設定のままとする制御信号jA、jB、jCが出力される。
【0352】
たとえば図36(a)に示すように車両100が前進中である場合には、前進方向に対して最前の等価左前輪51、等価右前輪52に対応する懸架調整部200′に対しては、各開閉弁202A、202B、202Cを図35の状態にする制御信号jA、jB、jCが出力されるが、それ以外の等価左後輪53、等価右後輪54に対応する懸架調整部200の各開閉弁202A、202B、202Cに対しては、図32の基本設定にする制御信号jA、jB、jCが出力されることになる。
【0353】
図35の状態にされると第1のシリンダ20Aの油圧室25は、アキュムレータ204の油室217と連通する。一方、第2のシリンダ20Bの油室25は、アキュムレータ202の油室217、第1のシリンダ20Aの油室25から遮断される。これにより第1の気体バネ21Aの有効質量mは、自己の気体質量m1に、第3の気体バネ21Cの有効質量m3が加算されて増加する。ここで基本設定時には、第3の気体バネ21Cの気体質量m3は、第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bの両方の有効質量の増大を分担していたが、アキュムレータ204の油室217が第1のシリンダ20Aの油室25のみに連通することにより、第1の気体バネ21Aの有効質量の増大のみに寄与することになり、第1の気体バネ21Aの有効質量mは、基本設定時よりも増大することになる。第1の気体バネ21Aの有効質量mは、基本設定時の有効質量よりも増大して、平衡点Pbよりも高荷重の領域▲2▼でバネ発生力Fが弱まる。
【0354】
第1の気体バネ21Aは、前述したように、車体101のピッチ方向への傾斜に特に大きな影響を及ぼす最前の車軸(第1軸41、第4軸44)に対応して設けられている。このように前進中に最前の車軸(第1軸41)に対応する第1の気体バネ21Aで、バネ発生力Fが他の車軸の気体バネのバネ発生力Fよりも、平衡点Pbよりも高荷重の領域▲2▼で、有効質量の増大により弱まることとなり、第2の弱め制御が行われる。これにより前進中の段差等の乗り上げ時に車体101の過剰な突き上げが抑制され、車両100の操縦安定性が向上する。
【0355】
実施例7の場合には、車高調整弁221を排出位置221a側に位置させることにより、第1のシリンダ20A、第2のシリンダ20Bの有効体積Vが増大するので、コントローラ301から車高調整弁221に対して制御信号iを出力することにより、前述した有効体積増大による第2の弱め制御を行うこともできる。よって有効質量増大による第2の弱め制御の代わりに、有効体積増大による第2の弱め制御を行うようにしてもよい。
【0356】
ただし、突起等の乗り越えに伴って生じた急激な突き上げに対処するためには、開閉弁の開閉を行った方が応答性を高める上で有利である。このため有効質量増大による第2の弱め制御を行う方が、不整地を走行する車両100に対して特に効果が大きい。
【0357】
なお図36(b)に示すように、車両100が後進中に段差や突起等に乗り上げる場合にも同様にして、進行方向に対し最前の車軸である第4軸44に対応する第1の気体バネ21Aのバネ発生力Fが、平衡点Pbよりも高荷重の領域▲2▼で、有効質量増大により弱まり、第2の弱め制御が行われる。
【0358】
実施例7では、進行方向に対し最前の車軸(第1軸41または第4軸44)に対応する第1の気体バネ21Aについて第2の弱め制御を行うようにしているが、進行方向に対し最前の等価輪(等価左前輪51、等価右前輪52または等価左後輪53、等価右後輪54)に対応する第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bの両方で第2の弱め制御を行うようにしてもよい。つまり具体的には図35の開閉弁202Bを開(連通)にすればよい。
【0359】
不整地走破モードM1が選択されているときに、実施例1で説明した「3)左右輪の段差、傾斜面への乗り上げ時」であると判断されると、図37に示すように、路面が高い側の等価輪(特定の等価輪)に対応する懸架調整部200′に対して、第1の開閉弁202Aを開状態(連通状態)にし、第2の開閉弁202Bを開状態(連通状態)にし、第3の開閉弁202Cを閉状態(遮断状態)にする制御信号jA、jB、jCが出力される。
【0360】
ただし図37に示す特定の等価輪以外の等価輪に対応する懸架調整部200に対しては、基本設定のままとする制御信号jA、jB、jCが出力される。
【0361】
たとえば図38に示すように車体101の左側面が高い段差120に乗り上げている場合には、段差120側の前後2個の等価左前輪51、等価左後輪53に対応する懸架調整部200′に対しては、各開閉弁202A、202B、202Cを図37の状態にする制御信号jA、jB、jCが出力されるが、それ以外の等価右前輪52、等価右後輪54に対応する懸架調整部200の各開閉弁202A、202B、202Cに対しては、図32の基本設定にする制御信号jA、jB、jCが出力されることになる。
【0362】
図37の状態にされると第1のシリンダ20Aの油圧室25と第2のシリンダ20Bの油圧室25とが連通する。第1の気体バネ21Aの有効質量mは、自己の気体質量m1に、第2の気体バネ21Bの有効質量m2が加算されて増加する。同様にして第2の気体バネ21Bの有効質量mは、自己の気体質量m2に、第1の気体バネ21Aの有効質量m1が加算されて増加する。したがって第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bの有効質量mはそれぞれ、基本設定時の有効質量よりも減少して、平衡点Pbよりも低荷重の領域▲1▼でバネ発生力Fが弱まる。このようにして路面が高い側の等価左前輪51、等価左後輪53に対応する第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bのバネ発生力Fは、路面が低い側の等価右前輪52、等価右後輪54の第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bのバネ発生力Fよりも、平衡点Pbよりも低荷重の領域▲1▼で、有効質量の減少により弱まることとなり、第1の弱め制御が行われる。これにより段差120に車体101の左側面が乗り上がることによる車体101の過剰な浮き上がりが抑制され、操縦安定性が向上し横転が防止される。
【0363】
実施例7の場合には、車高調整弁221を排出位置221a側に位置させることにより、第1のシリンダ20A、第2のシリンダ20Bの有効体積Vが増大するので、コントローラ301から車高調整弁221に対して制御信号iを出力することにより、前述した有効体積増大による第1の弱め制御を行うこともできる。よって有効質量減少による第1の弱め制御の代わりに、有効体積増大による第1の弱め制御を行うようにしてもよい。
【0364】
ただし、横傾斜に伴う急激な横Gに対処するためには、開閉弁の開閉を行った方が応答性を高める上で有利である。また不整地を車両100が走行中の場合には、第1のシリンダ20Aの油室25と第2のシリンダ20Bの油室25との連通を維持している方が路面の凹凸を乗り越える際に有利である。このため有効質量減少による第1の弱め制御を行う方が、不整地を走行する車両100に対して特に効果が大きい。
【0365】
ただし車両100が段差等のある路面を長時間にわたり走行する場合には、第3の開閉弁202Cを閉じた状態で、車高調整弁221を制御してアキュムレータ204の油室217の圧力を「低車高」の圧力になるまで低下させておいて、その後第3の開閉弁202Cを開くようにしてもよい。このようにすることで、図36に示すように、進行方向の段差等による車体101の突き上げに対して、迅速かつ容易に対処することができる。
【0366】
不整地走破モードM1が選択されているときに、実施例1で説明した「1)車両100が加速中、減速中である場合」であると判断されると、図39に示すように、急加速中であれば、左右の等価前輪51、52、急減速中であれば、左右の等価後輪53、54(特定の等価輪)に対応する懸架調整部200′に対して、第1の開閉弁202Aを開状態(連通状態)にし、第2の開閉弁202Bを開状態(連通状態)にし、第3の開閉弁202Cを閉状態(遮断状態)にする制御信号jA、jB、jCが出力される。
【0367】
ただし図39に示す特定の等価輪以外の等価輪に対応する懸架調整部200に対しては、基本設定のままとする制御信号jA、jB、jCが出力される。
【0368】
たとえば図40(a)に示すように車両100が急加速である場合には、左右の等価前輪51、52に対応する懸架調整部200′に対しては、各開閉弁202A、202B、202Cを図39の状態にする制御信号jA、jB、jCが出力されるが、それ以外の左右の等価後輪53、54に対応する懸架調整部200の各開閉弁202A、202B、202Cに対しては、図32の基本設定にする制御信号jA、jB、jCが出力されることになる。
【0369】
図39の状態にされると第1のシリンダ20Aの油圧室25と第2のシリンダ20Bの油圧室25とが連通する。第1の気体バネ21Aの有効質量mは、自己の気体質量m1に、第2の気体バネ21Bの有効質量m2が加算されて増加する。同様にして第2の気体バネ21Bの有効質量mは、自己の気体質量m2に、第1の気体バネ21Aの有効質量m1が加算されて増加する。したがって第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bの有効質量mはそれぞれ、基本設定時の有効質量よりも減少して、平衡点Pbよりも低荷重の領域▲1▼でバネ発生力Fが弱まる。このようにして左右の等価前輪51、52に対応する第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bのバネ発生力Fは、左右の等価後輪53、54の第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bのバネ発生力Fよりも、平衡点Pbよりも低荷重の領域▲1▼で、有効質量の減少により弱まることとなり、第1の弱め制御が行われる。これにより急加速中における車体101の過剰な浮き上がりが抑制され、急発進しながら射撃を行うような場合に射撃の命中精度が向上する。
【0370】
なお車両100が急減速中である場合にも同様にして図40(b)に示すように左右の等価後輪53、54に対応する第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bについて第1の弱め制御が行われ、同様にして急減速しながら射撃を行うような場合に射撃の命中精度が向上する。
【0371】
実施例7の場合には、車高調整弁221を排出位置221a側に位置させることにより、第1のシリンダ20A、第2のシリンダ20Bの有効体積Vが増大するので、コントローラ301から車高調整弁221に対して制御信号iを出力することにより、前述した有効体積増大による第1の弱め制御を行うこともできる。よって有効質量減少による第1の弱め制御の代わりに、有効体積増大による第1の弱め制御を行うようにしてもよい。
【0372】
ただし、急激な加減速に対処するためには、開閉弁の開閉を行った方が応答性を高める上で有利である。また不整地を車両100が走行中の場合には、第1のシリンダ20Aの油室25と第2のシリンダ20Bの油室25との連通を維持している方が路面の凹凸を乗り越える際に有利である。このため有効質量減少による第1の弱め制御を行う方が、不整地を走行する車両100に対して特に効果が大きい。
【0373】
車両100のオペレータが操作盤400でモード選択スイッチ403を操作して「精密射撃モードM3」を選択したとする。するとコントローラ301には、「精密射撃モードM3」を示す信号が入力され、「精密射撃モードM3」に適合した制御信号jA、jBを生成し懸架調整部200に出力する。
【0374】
精密射撃モードM3が選択されると、上述した実施例1の「4)投射装置60による射撃時」であると判断され、図41に示すように、射撃方向Lを延長させた方向に最も近い等価輪(特定の等価輪)に対応する懸架調整部200′に対して、第1の開閉弁202Aを閉状態(遮断状態)にし、第2の開閉弁202Bを閉状態(遮断状態)にする制御信号jA、jBが出力される。ただし図41に示す特定の等価輪以外の等価輪に対応する懸架調整部200に対しては、基本設定のままとする制御信号jA、jB、jCが出力される。
【0375】
なおモード選択スイッチ403の操作により精密射撃モードM3を選択するようにしているが、不整地走破モードM2が選択されているときに車両100が停止すれば自動的に精密射撃モードM3の状態にする実施も可能である。
【0376】
精密射撃モードM3時には、たとえば図42に示すように射撃方向Lを延長させた方向に最も近い等価右後輪54に対応する懸架調整部200′に対しては、各開閉弁202A、202Bを図41の状態にする制御信号jA、jBが出力されるが、それ以外の等価輪51、52、53に対応する懸架調整部200の各開閉弁202A、202B、202Cに対しては、図32の基本設定にする制御信号jA、jB、jCが出力されることになる。
【0377】
図41の状態にされると、第1のシリンダ20Aの油圧室25と第2のシリンダ20Bの油圧室25との連通が遮断され、第1のシリンダ20A、第2のシリンダ20Bの油圧室25とアキュムレータ204の油圧室217との連通が遮断され、第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bの有効質量mがそれぞれ気体質量m1、m2となって各気体バネ21A、21Bが独立に作動する。したがって第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bの有効質量mはそれぞれ、基本設定時の有効質量よりも減少して、平衡点Pbよりも低荷重の領域▲1▼でバネ発生力Fが弱まる。なお図33、図35、図37、図39に示すように、第1のシリンダ20Aの油室25と第2のシリンダ20Bの油室25とが連通している場合の有効質量(m1+m2)よりも減少しており、旋回中等におけるバネ発生力よりも弱まっている。停車中であるため、第1のシリンダ20Aの油室25と第2のシリンダ20Bの油室25とを連通させて路面の凹凸の乗り越えに対処する必要がないので、これら油室の連通を遮断し有効質量の更なる減少を図り、バネ発生力を更に弱め、射撃に伴う過剰な浮き上がりに対処するようにしている。
【0378】
このようにして射撃方向Lを延長させた方向に最も近い等価輪(等価右後輪54)に対応する第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bのバネ発生力Fは、それ以外の等価輪(51、52、53)の第1の気体バネ21A、第2の気体バネ21Bのバネ発生力Fよりも、平衡点Pbよりも低荷重の領域▲1▼で、有効質量の減少により弱まることとなり、第1の弱め制御が行われる。これにより車両100を停車させて射撃を行う際に、過剰な浮き上がりが抑制され、射撃を精密に行うことができる。なお射撃方向Lを延長させた方向に最も近い等価輪が等価左後輪54以外であった場合にも、同様にして第1の弱め制御が行われる。
【0379】
また、この実施例7で、実施例1で説明したのと同様に、最も沈み込む等価輪以外の等価輪を特定の等価輪とし、この特定の等価輪について第1の弱め制御を行うことにより、図43(c)に示すように車体101の車高を最も沈み込む等価輪に合わせた車高に調整してもよい。
【0380】
以上、図27のフローチャートで、弱め制御の種類が一義的に定まる場合の処理、つまりステップ504、507について説明した。
【0381】
つぎに弱め制御の種類が一義的に定まらず複合的であると判断された場合の処理、つまりステップ505、506、508について説明する。
【0382】
図26(c)は、判断対象の等価輪について、弱め制御の種類が複合的であると判断される場合の状況を例示している。
【0383】
すなわち図26(a)に示すように車両100が前進中に突起物130を乗り越す準備をすると同時に、図26(b)に示すように車体101の左側が高い段差120を通過している状況を想定する。この状況は、図36(a)に示す状況と図38に示す状況とが複合している場合であり、図26(c)に示される。
【0384】
図26(c)に示すように、右等価前輪52は、図36(a)の状況における特定の等価輪であると一義的に定まるため、第2の弱め制御を行うべきと判断される(ステップ507)。また左等価後輪53は、図38の状況における特定の等価輪であると一義的に定まるため、第1の弱め制御を行うべきと判断される(ステップ507)。また右等価後輪54は、図36(a)の特定の等価輪、図38の特定の等価輪のいずれにも該当しないので、基本設定のままで弱め制御は適用しないと判断される(ステップ509)。
【0385】
しかし左等価前輪51は、図36(a)の状況における特定の等価輪であると同時に図38の状況における特定の等価輪でもあるため、第1の弱め制御と、第2の弱め制御を同時に実施する必要がある。
【0386】
ここで有効質量減少による第1の弱め制御と、有効質量増大による第2の弱め制御は、同時に実施することができない。
【0387】
有効質量減少による第1の弱め制御と、有効質量増大による第2の弱め制御を同時に実施する必要がある複合的な状況下では優先度が高い方の弱め制御を行うべきとの基準が予めコントローラ301で設定されている場合には、その優先度の高い方の弱め制御が実施される。たとえば進行方向前方の突起乗り越しよりも、車体側方の段差のよる車体101の傾斜の予防を優先したいと定まっている場合には、左等価前輪51は、有効質量減少による第1の弱め制御を行うべきと判断される(ステップ505、506、508)。
【0388】
また有効体積増大による第1の弱め制御と、有効体積増大による第2の弱め制御は、同時に実施することができる。
【0389】
第1の弱め制御と第2の弱め制御を同時に実施する必要がある複合的な状況下では有効体積増大による第1の弱め制御、第2の弱め制御を行うべきとの基準が予めコントローラ301で設定されている場合には、有効体積増大による第1の弱め制御、第2の弱め制御が行われる。このため左等価前輪51は、有効体積増大による第1の弱め制御、第2の弱め制御を行うべきと判断される(ステップ505、507)。
【0390】
これに対してコントローラ301で、有効質量減少による第1の弱め制御、有効質量増大による第2の弱め制御の優先順位が設定されておらず、有効体積による弱め制御を実施すべきであるとの基準も設定されていない場合には、左等価前輪51は、基本設定のままで弱め制御は適用しないと判断される(ステップ505、506、509)。
【0391】
以上のように実施例によれば、車両100がおかれた各種状況に応じて気体バネのバネ発生力を調整するようにしたので、高速走行中であれ不整地走破中であれ常に車両100が安定して走行するとともに、停車時には射撃を極めて精密に行うことができる。
【0392】
上述した実施例7には、実施例2、実施例3を適宜組み合わせて実施してもよい。
【0393】
また以上の実施例1〜実施例7では、気体バネについて弱め制御を行う場合を想定して説明したが、気体バネに限定されるわけではない。すなわち図7で説明したように、金属バネのような線形のバネと比較した場合に、平衡点Pbよりも低荷重の領域▲1▼で、線形バネよりもバネ発生力Fが大きくなる非線形の特性を有する非線形バネであれば、この非線形バネについて第1の弱め制御を行う実施も可能である。
【0394】
また金属バネのような線形のバネと比較した場合に、平衡点Pbよりも高荷重の領域▲2▼で、線形バネよりもバネ発生力Fが大きくなる非線形の特性を有する非線形バネであれば、この非線形バネについて第2の弱め制御を行う実施も可能である。
【0395】
また各実施例において、第1の弱め制御、第2の弱め制御を実施せずに、弱め制御の対象である特定の等価輪以外の等価輪について、バネを強める制御を実施して同様な効果を得るような実施も可能である。また特定の等価輪について第1の弱め制御または第2の弱め制御を実施し、特定の等価輪以外の等価輪についてバネを強める制御を実施してもよい。ただし最も沈み込むバネを強めることによって射撃反動を強く支えることになるためバネを強める制御を行う際には車体を痛めることのない措置を併用することが望ましい。また走行中は「ゴツゴツ」とした乗り心地となるおそれがあるため長時間の走行にあたり乗員に不快感を与えないような措置をとることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)、(b)、(c)は実施形態の車両の全体構成を示す図である。
【図2】図2は等価2軸車を説明する図である。
【図3】図3は気体バネとダンパとを含む油気圧懸架用シリンダの構成を例示した図である。
【図4】図4は油気圧懸架用シリンダのダンパ機能をシリンダの外に設けた構造を例示した図である。
【図5】図5は有効質量減少による第1の弱め制御を行うために用いられる油気圧懸架用シリンダと懸架調整部を例示した図である。
【図6】図6は有効質量減少による第1の弱め制御を説明するために用いた気体バネの特性図である。
【図7】図7は気体バネと金属バネの特性の違いを説明するために用いた特性図である。
【図8】図8(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)は車両で浮き上がり、突き上げが生じる状況を説明する図である。
【図9】図9(a)、(b)は3軸の多軸車両の構造を例示した図である。
【図10】図10(a)、(b)、(c)は4軸の多軸車両の構造を例示した図である。
【図11】図11(a)、(b)は5軸の多軸車両の構造を例示した図である。
【図12】図12(a)、(b)は等価軸と実際の車輪の数との関係を説明する図である。
【図13】図13(a)、(b)は全ての車軸に気体バネを用いた場合と、一部の車軸に気体バネを用いた場合とを対比して示す図である。
【図14】図14は図5の変形例を例示する図である。
【図15】図15(a)、(b)は図5の変形例を例示する図である。
【図16】図16(a)、(b)は図5の変形例を例示する図である。
【図17】図17(a)、(b)は図5の変形例を例示する図である。
【図18】図18は有効体積増大による第1の弱め制御(または第2の弱め制御)を行うために用いられる油気圧懸架用シリンダと懸架調整部を例示した図である。
【図19】図19は有効体積増大による第1の弱め制御(または第2の弱め制御)を説明するために用いた気体バネの特性図である。
【図20】図20(a)、(b)は車両が突き上げられる状況を説明するために用いた図である。
【図21】図19は有効質量増大による第2の弱め制御を説明するために用いた気体バネの特性図である。
【図22】図22は、車両に搭載される操作盤とコントローラと懸架調整部の構成例を示す図である。
【図23】図22のフィードバック制御系を説明するフィードバック線図である。
【図24】図24は図22のコントローラで実施される制御範囲を示す図である。
【図25】図25は図22のコントローラに記憶されるデータを示した表である。
【図26】図26(a)、(b)、(c)は等価輪に適用される弱め制御が複合的な場合を説明する図である。
【図27】図27は図22のコントローラで行われる処理の手順を示すフローチャートである。
【図28】図28(a)、(b)は気体バネと並列に金属バネが設けられる車両の全体構成を示す図で、図28(c)は気体バネと並列に金属バネが設けられている構成を拡大して示した図である。
【図29】図29は図22に示す操作盤で選択される内容を説明する図である。
【図30】図30は高速巡航モードが選択された場合の図22の動作を説明する図である。
【図31】図31は不整地走破モードが選択された場合に各等価輪で行われる制御内容を示す図で、各等価輪で基本設定に応じた制御が行われている様子を示す図である。
【図32】図32は不整地走破モードが選択された場合の図22の動作(基本設定)を説明する図である。
【図33】図32は不整地走破モードが選択された場合であって車両が旋回中である場合の図22の動作を説明する図である。
【図34】図34は図33に対応させて各等価輪で行われる制御内容を示す図である。
【図35】図35は不整地走破モードが選択された場合であって車両が突起(あるいは段差等)を乗り越し時の図22の動作を説明する図である。
【図36】図36(a)、(b)は図35に対応させて各等価輪で行われる制御内容を示す図である。
【図37】図37は不整地走破モードが選択された場合であって車両が傾斜面や片段差に乗り上げる時の図22の動作を説明する図である。
【図38】図38は図37に対応させて各等価輪で行われる制御内容を示す図である。
【図39】図39は不整地走破モードが選択された場合であって車両が急加速または急減速を行う時の図22の動作を説明する図である。
【図40】図40(a)、(b)は図39に対応させて各等価輪で行われる制御内容を示す図である。
【図41】図41は精密射撃モード時の図22の動作を説明する図である。
【図42】図42は図41に対応させて各等価輪で行われる制御内容を示す図である。
【図43】図43(a)、(b)、(c)は質量投射装置を搭載した車両が射撃を行う様子を示す側面図であり、従来技術と本発明とを対比して説明する図である。
【符号の説明】
11〜18 懸架脚
20 油気圧懸架用シリンダ
20a アウタチューブ
20b インナチューブ
21 気体バネ
21A 第1の気体バネ
21B 第2の気体バネ
21C 第3の気体バネ
31 金属バネ
41〜44 車軸
51〜54 等価輪
61 等価前軸
62 等価後軸
100 車両
101 車体
200 懸架調整部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a device for controlling a spring generating force generated by a non-linear spring constituting a suspension leg of a vehicle, in particular, a gas spring, and is particularly suitable for use in a fighting vehicle traveling on uneven terrain or projecting a bullet or the like. Device.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART A vehicle such as a passenger car is provided with suspension legs including wheels, suspension members such as links and arms, spring elements, and damper elements. Generally, the vehicle body and the wheels are connected via suspension members such as links and arms, and the vehicle body and the suspension members are connected via a spring element and a damper element such that the wheels swing vertically. Thus, a suspension leg is configured.
[0003]
Types of the spring element include a metal spring using elasticity such as a coil spring and a gas spring using a repulsive force generated by compressing a gas such as air.
[0004]
As the damper element, an oil damper that encloses hydraulic oil in a cylinder and generates a damping force by using resistance when the hydraulic oil passes through an orifice of a piston is generally used.
[0005]
In a suspension (suspension device) of a consumer vehicle such as a passenger car, a riding comfort and a driving stability when traveling on a leveled road are important issues. From this viewpoint, various technologies relating to suspensions have been developed.
[0006]
[Prior art 1]
A mechanism for adjusting the damping force of the damper according to the running situation has already been known from various documents and practical applications. For example, Non-Patent
[0007]
[Prior art 2]
Gas springs are used as air suspensions in large cars and some passenger cars.
[0008]
Here, the characteristics of a gas spring such as an air spring will be described.
[0009]
FIG. 7 shows the characteristics of a metal spring and a gas spring in comparison. The horizontal axis in FIG. 7 is the displacement X (mm) of the spring, and the vertical axis is the generated force F (N) of the spring.
[0010]
The metal spring has a constant spring constant and a constant hardness (force (N) required to reduce the unit displacement (1 mm)), and the spring generated force F increases in proportion to the spring displacement X. It has a linear characteristic of
[0011]
On the other hand, in the gas spring, the spring constant and the hardness of the spring are not constant, but increase gradually with an increase in the spring displacement X. It has a non-linear characteristic of increasing.
[0012]
Since the gas spring has the property of becoming harder as it is compressed, it has the advantage that small irregularities can effectively soften a large impact force. Has been adopted.
[0013]
[Prior art 3]
In some passenger cars, a hydropneumatic suspension having both a spring function and a damper function by applying pressure to hydraulic fluid of a cylinder via an accumulator filled with a gas such as nitrogen gas is employed.
[0014]
[Prior art 4]
A mechanism for varying the spring constant of an air suspension or a hydropneumatic suspension in accordance with a running situation has already been known from various documents and practical applications. For example, Non-Patent
[0015]
Also, in this Non-Patent
[0016]
Non-Patent
[0017]
[Prior art 5]
Fighting vehicles often travel at high speed on rough terrain on rough roads, and receive a large impact from the road. Also, for fighting vehicles, it is desirable to have a low vehicle height that is difficult for the enemy to find during reconnaissance, and when traveling on uneven terrain at high speed, a high vehicle height posture is preferable so that the bottom plate does not collide with the uneven road surface and damage it .
[0018]
From such demands, focusing on the characteristics (advantages) of the gas spring (air spring) shown in the
[0019]
[Non-patent document 1]
Kayaba Industry Co., Ltd., “Automobile Suspension”, Published by Sankaido, March 30, 1991, first print
[Non-patent document 2]
GP Planning Center, "What is the Mechanism of Automobiles? Chassis / Body", Published by Grand Prix Publishing, December 19, 1992, First Edition
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, as shown in FIGS. 9 to 11, the axle has two axes (= 4 wheels), three axes (= 6 wheels), four axes (= 8 wheels), five axes (= 10 wheels), and the like. A wheeled vehicle having multiple axes has been put into practical use, for example, as a battle vehicle. Multi-axis wheeled vehicles are much smaller and lighter than tracked vehicles. Therefore, even if a metal spring is adopted, a sufficiently small, lightweight, robust and low-cost suspension leg (suspension device) can be designed. Gas springs, on the other hand, require a sturdy high-pressure gas container designed to withstand strong impacts, so they are not necessarily suitable for multi-axle wheeled vehicles that require miniaturization, weight reduction, and cost reduction. Hard to say. However, there is a potential need to widely use a gas spring in a multi-shaft wheeled vehicle because of its advantages such as the ability to effectively reduce a large impact force.
[0020]
The following description is based on the assumption that a gas spring is used in a multi-axle wheeled vehicle.
[0021]
As shown in FIG. 7, when the spring generating force Fb of the gas spring at the equilibrium point Pb is set to be equal to the generating force Fb of the metal spring, the spring (1) in the region (1) where the load is lower than the equilibrium point Pb is set. The generated force F is much stronger than that of the metal spring. Here, the equilibrium point Pb refers to a case where no external force causing a moment around the center of gravity of the vehicle is applied to the vehicle, and each suspension leg (suspension device) shares the weight of the vehicle body. This is the point on the spring characteristics where the generated force is balanced.
[0022]
The force generated by the suspension leg during traveling is the sum of the spring generated force F generated by the spring element and the damping force F generated by the damper element. For this reason, when a gas spring is used, the damping force of the damper element must be set small in order to make the force generated by the suspension leg the same as when a metal spring is used.
[0023]
However, when the damping force of the damper element is reduced, the damping coefficient of the vibration system, which is determined by the ratio of the damping force and the spring generating force, decreases, resulting in excessive swinging and leaning of the lightweight multi-axis wheeled vehicle body, Sensually feels "fluffy", which leads to the drawback that steering stability and shooting accuracy are reduced.
[0024]
Consumer vehicles such as passenger cars are premised on traveling mainly on flat roads, that is, roads with irregularities that are lower than the tire diameter. Is not exposed, and the "fluffy" feeling gives a high-quality and favorable impression.
[0025]
However, combat vehicles are premised on traveling at high speed on uneven terrain with extremely large irregularities, so if a gas spring is used, the excessive swinging and tilting described above and the feeling of "fluffy" This leads directly to quality degradation.
[0026]
FIG. 8 shows a situation where excessive swinging or leaning occurs in a multi-axis wheeled vehicle employing a gas spring.
[0027]
That is, as shown in FIGS. 8 (a), (b), (c), (d), (e), (f), and (g), while the vehicle is accelerating, decelerating, and turning, When riding on the step of the left and right wheels, on the inclined surface, when riding on the step of the front wheel that is moving forward, when riding on the step of the front wheel that is moving backward, when shooting with the
[0028]
In this specification, the term "mass projection device" refers to a device that flies a heavy object (defined as "mass") mounted on a vehicle to a distant place by the force of gunpowder or the like, and specifically includes a rocket or a shell. The concept includes not only the so-called firearms that fire rockets, but also protective equipment that projects steel ingots and steel plates toward flying dangerous objects, and devices that project steel plate ropes far away. In the embodiment, it is assumed that a target is shot by projecting a shell.
[0029]
8 (a), 8 (b), 8 (c), 8 (d) and 8 (g), a mechanism for lifting the
[0030]
When no external force causing the moment M is applied to the vehicle, each suspension leg shares the weight of the
[0031]
Here, when the moment M for tilting the
[0032]
As described above, in the region (1) where the load of the gas spring is lower than that of the equilibrium point Pb, the spring is excessively displaced from the equilibrium point Pb as compared with the metal spring, and the
[0033]
Similarly, in the case of FIGS. 8E and 8F, the gas spring pushes up the
[0034]
Such excessive rocking, tilting, and "fluffy" feeling occur not only when the gas spring is used but also when the hydropneumatic suspension having the function of the gas spring of the
[0035]
In addition, it is conceivable to improve the riding comfort when traveling on uneven terrain by applying the above-described
[0036]
In particular, as shown in FIG. 8 (g), when shooting is performed by mounting the
[0037]
That is, FIG. 43A shows an ideal target projection direction L1 when projecting a shell from the
[0038]
The present invention has been made in view of such a situation, and in a vehicle including a fighting vehicle, when a gas spring is employed, excessive swinging, tilting, and "fluffy" feeling are removed to improve steering stability and shooting. It is a first solution to improve the accuracy.
[0039]
Further, as described above, the gas spring requires a high-pressure gas container, and thus has not always been small, light, and low in cost. In particular, in the case of a multi-shaft and a large number of suspension legs, a large number of gas springs must be provided, which makes it difficult to reduce the size, weight, and cost.
[0040]
Accordingly, a second object of the present invention is to reduce the size, weight, and cost of a suspension leg including a gas spring, particularly when the suspension leg is applied to a multi-axis wheeled vehicle.
[0041]
The number of multi-axle wheeled vehicles ranges from two to five or more. When such various types of vehicles are equipped with suspension legs including gas springs and systems for controlling them, a dedicated program is created by applying a dedicated control law for each model, and a dedicated controller is created. It is expected that they must be prepared. This leads to an increase in design cost and manufacturing cost.
[0042]
Therefore, the present invention reduces the design cost and the manufacturing cost of the control system by applying a common control law to a wide variety of multi-axle wheeled vehicles to achieve a common program and a common controller. Doing so is a third problem to be solved.
[0043]
[Means for Solving the Problems, Functions and Effects]
The first invention is
A plurality of suspension legs are provided on the vehicle body, the suspension leg is applied to a vehicle that includes a spring, and in a vehicle spring control device that controls a spring generating force generated by each of the plurality of springs,
The spring is a non-linear spring having a non-linear characteristic in which a spring generating force is larger than a linear spring in a region with a lower load than an equilibrium point,
From the plurality of non-linear springs, a spring generating force is detected or predicted by a moment that causes the vehicle body to tilt around the center of gravity being in the low-load area,
To control the detected or predicted spring generation force of a specific nonlinear spring so as to be weaker.
It is characterized by.
[0044]
The second invention is based on the first invention,
Applied to a vehicle equipped with a mass projecting device, when mass is projected from the mass projecting device, detecting or predicting a non-linear spring other than the non-linear spring that sinks most as the specific non-linear spring.
It is characterized by.
[0045]
The third invention is
A plurality of suspension legs are provided on the vehicle body, the suspension leg is applied to a vehicle that includes a spring, and in a vehicle spring control device that controls a spring generating force generated by each of the plurality of springs,
The spring is a non-linear spring having a non-linear characteristic in which a spring generating force is larger than a linear spring in a region where a load is higher than an equilibrium point,
From the plurality of non-linear springs, a spring generating force is detected or predicted by detecting a moment in which the vehicle body is tilted around the center of gravity in a region of the high load,
To control the detected or predicted spring generation force of a specific nonlinear spring so as to be weaker.
It is characterized by.
[0046]
A fourth invention is the third invention, wherein
Detecting or predicting a non-linear spring applied to a vehicle traveling on an uneven road surface and corresponding to the front axle in the traveling direction of the vehicle as the specific non-linear spring.
It is characterized by.
[0047]
The fifth invention is the first invention to the fourth invention,
The non-linear spring is a gas spring
It is characterized by.
[0048]
The first invention to the fifth invention have been made to achieve the first solution problem.
[0049]
According to the first invention, for example, as shown in FIGS. 8A, 8B, 8C, 8D, and 8G, the
[0050]
According to the second invention, as shown in FIG. 43 (c), when projecting the mass from the
[0051]
According to the third aspect of the present invention, as shown in FIGS. 8 (e) and 8 (f), a moment M for tilting the
[0052]
According to the fourth aspect, as shown in FIGS. 20A and 20B, when the
[0053]
In a fifth aspect, the non-linear springs of the first to fourth aspects are limited to a gas spring such as an air spring.
[0054]
According to a sixth aspect, in the first to fourth aspects,
Applies to vehicles with three or more axles,
An axle existing on the front side with respect to the center of gravity of the vehicle is regarded as an equivalent front axis, and an axle existing on the rear side with respect to the center of gravity of the vehicle is regarded as an equivalent rear axis,
When a moment for tilting the vehicle body around the center of gravity is given, of the equivalent front shaft and the equivalent rear shaft, the rising-side equivalent axis is detected or predicted, and a nonlinear spring corresponding to the rising-side equivalent axis is formed. A specific non-linear spring
It is characterized by.
[0055]
A seventh invention is the first to fourth inventions,
Applies to vehicles with three or more axles,
An axle existing on the front side with respect to the center of gravity of the vehicle is regarded as an equivalent front axis, and an axle existing on the rear side with respect to the center of gravity of the vehicle is regarded as an equivalent rear axis,
When a moment for tilting the vehicle body around the center of gravity is applied, a non-linear spring corresponding to the equivalent axis on the rising side is detected or predicted from the equivalent front axis and the equivalent rear axis. The non-linear spring attached to the front of the car body or the rear of the car body as a specific non-linear spring.
It is characterized by.
[0056]
According to an eighth aspect, in the first to fourth aspects,
Applies to vehicles with three or more axles,
The non-linear spring is a gas spring, and the gas spring is provided corresponding to only the frontmost and rearmost axles of the vehicle body,
An axle existing on the front side with respect to the center of gravity of the vehicle is regarded as an equivalent front axis, and an axle existing on the rear side with respect to the center of gravity of the vehicle is regarded as an equivalent rear axis,
When a moment for tilting the vehicle body around the center of gravity is given, of the equivalent front shaft and the equivalent rear shaft, the rising-side equivalent axis is detected or predicted, and a nonlinear spring corresponding to the rising-side equivalent axis is formed. A specific non-linear spring
It is characterized by.
[0057]
A ninth invention is the first to fourth inventions,
Applies to vehicles with three or more axles,
The non-linear spring is a gas spring,
An axle existing on the front side with respect to the center of gravity of the vehicle is regarded as an equivalent front axis, and an axle existing on the rear side with respect to the center of gravity of the vehicle is regarded as an equivalent rear axis,
Adjusting means for weakly adjusting the spring generating force of the gas spring,
Four air springs are provided for each of the left air spring on the equivalent front shaft, the right gas spring on the equivalent front shaft, the left gas spring on the equivalent rear shaft, and the right gas spring on the equivalent rear shaft.
It is characterized by.
[0058]
The sixth invention, the seventh invention, the eighth invention, and the ninth invention have been made to achieve the third solution in addition to the first solution.
[0059]
According to the sixth invention, for example, as shown in FIG. 2, a four-axle, eight-
[0060]
According to the seventh and eighth inventions, by treating vehicles having various structures as “equivalent two-axle vehicles” in the same manner as in the sixth invention, the same effects as in the sixth invention can be obtained.
[0061]
Here, the cost of controlling all the springs included in the equivalent wheel to be controlled increases. In addition, when the
[0062]
On the other hand, as long as at least the
[0063]
Therefore, in the seventh and eighth inventions, for example, as shown in FIG. 13B, of the equivalent
[0064]
According to the ninth invention, as shown in FIG. 2, four
[0065]
The tenth invention is
A plurality of suspension legs are provided on the vehicle body, the suspension leg is applied to a vehicle including a gas spring, and in a vehicle spring control device that controls a spring generating force generated by each of the plurality of gas springs,
Along with providing a mechanical spring made of an elastic body in parallel with the gas spring,
Increasing the volume of the gas chamber of the gas spring or reducing the gas mass in the gas chamber, providing an adjusting means for weakly adjusting the spring generating force in a region of a lower load than the equilibrium point,
From among the plurality of gas springs, a spring that generates a moment to tilt the vehicle body around the center of gravity is applied to detect or predict a specific gas spring in a region of a lower load than the equilibrium point,
Adjusting the detected or predicted spring generation force of the specific gas spring so as to be weakened by the adjusting means.
It is characterized by.
[0066]
An eleventh invention is a method according to the tenth invention,
By detecting the amount of deformation or distortion of the mechanical spring, the stroke of each suspension leg is measured, and based on the measured stroke of each suspension leg, the spring generating force is in a region where the load is lower than the equilibrium point. To detect or predict a specific gas spring
It is characterized by.
[0067]
The twelfth invention is
A plurality of suspension legs are provided on the vehicle body, the suspension leg is applied to a vehicle including a gas spring, and in a vehicle spring control device that controls a spring generating force generated by each of the plurality of gas springs,
Along with providing a mechanical spring made of an elastic body in parallel with the gas spring,
Increasing the volume of the gas chamber of the gas spring or increasing the gas mass in the gas chamber, providing an adjusting means for weakly adjusting the spring generating force in a region of a higher load than the equilibrium point,
From the plurality of gas springs, a spring that generates a moment to tilt the vehicle body around the center of gravity is applied to detect or predict a specific gas spring in a region of higher load than the equilibrium point,
Adjusting the detected or predicted spring generation force of the specific gas spring so as to be weakened by the adjusting means.
It is characterized by.
[0068]
A thirteenth invention is the twelfth invention,
By detecting the amount of deformation or distortion of the mechanical spring, the stroke of each suspension leg is measured, and based on the measured stroke of each suspension leg, the spring generation force is in a higher load region than the equilibrium point. To detect or predict a specific gas spring
It is characterized by.
[0069]
The tenth to thirteenth inventions have been made to achieve the second solution problem in addition to the first solution problem.
[0070]
That is, in order to support the entire weight of the
[0071]
In addition, gas and hydraulic oil are sealed in the oil
[0072]
According to the tenth to thirteenth aspects, the problems caused by the
According to the tenth invention, as shown in FIGS. 28 (a) and (b), a mechanical spring made of an elastic body, for example, a
[0073]
Here, the pressure of the
[0074]
Here, as shown in FIG. 28C, if the amount of distortion or deformation of the
[0075]
According to the twelfth aspect, similarly to the tenth aspect, a mechanical spring made of an elastic body, for example, a
[0076]
According to the thirteenth aspect, similarly to the eleventh aspect, the amount of distortion or deformation of the
[0077]
The fourteenth invention is
A plurality of suspension legs are provided on the vehicle body, the suspension leg is applied to a vehicle including a gas spring, and in a vehicle spring control device that controls a spring generating force generated by each of the plurality of gas springs,
Along with providing a mechanical spring made of an elastic body in parallel with the gas spring,
Providing adjusting means for adjusting the spring generating force of the gas spring,
Adjusting the spring generating force by the adjusting means to control the height of the vehicle body;
It is characterized by.
[0078]
A fifteenth invention is the fourteenth invention,
Measuring the amount of deformation or distortion of the mechanical spring to measure the stroke of each suspension leg, and controlling the height of the vehicle body based on the measured stroke of each suspension leg.
It is characterized by.
[0079]
The fourteenth invention and the fifteenth invention have been made to achieve the second solution.
[0080]
In the suspension device using the
[0081]
According to the fourteenth aspect, for example, at the time of reconnaissance of a fighting vehicle, the controller outputs a low vehicle height control signal to all the
[0082]
As described above, according to the fourteenth aspect, since the
[0083]
Further, according to the fourteenth aspect, the hardness of the spring is changed from the hardness of the
[0084]
According to the fifteenth invention, similarly to the eleventh invention and the thirteenth invention, as shown in FIG. 28C, for example, a detection value of a stroke sensor such as a strain sensor 32 attached to a
[0085]
A sixteenth invention is the tenth invention through the fifteenth invention,
The air spring is composed of an outer tube and an inner tube
It is characterized by.
[0086]
According to the sixteenth aspect, as shown in FIG. 28, the hydraulic
[0087]
The seventeenth invention is
A gas spring (21A, 21B) provided on a suspension leg (11, 12) of a vehicle (10); a spring generating force adjusting means (200) for adjusting a spring generating force generated by the gas spring (21A, 21B); In a vehicle spring control device provided with
A first gas spring (21A) and a second gas spring (21B) are provided for each of the two suspension legs (11, 12);
The first gas spring (21A) and the second gas spring (21B) are provided with a common spring generating force adjusting means (200),
The spring generating force adjusting means (200)
A third gas spring (21C) common to the first gas spring (21A) and the second gas spring (21B);
A third oil passage (219) common to the first gas spring (21A) and the second gas spring (21B);
A first oil passage (27A) communicating the oil chamber (25) of the first gas spring (21A) with the third oil passage (219);
A first flow control valve (202A) provided on the first oil passage (27A),
A second oil passage (27B) communicating the oil chamber (25) of the second gas spring (21B) with the third oil passage (219);
A second flow control valve (202B) provided on the second oil passage (27B),
A fourth oil passage (220) communicating the oil chamber (217) of the third gas spring (21C) with the third oil passage (219);
A third flow control valve (202C) provided on the fourth oil passage (220);
Including
By controlling the flow rate of the hydraulic oil passing through the first flow control valve (202A), the second flow control valve (202B), and the third flow control valve (202C), the first gas spring (21A) And the spring generating force generated by the second gas spring (21B) is adjusted.
It is characterized by.
[0088]
The eighteenth invention is the seventeenth invention,
The first flow control valve, the second flow control valve, and the third flow control valve are on-off valves
It is characterized by.
[0089]
The seventeenth invention and the eighteenth invention have been made to achieve the first solution.
[0090]
According to the seventeenth aspect, as shown in FIG. 22, a first gas spring 21A and a second gas spring 21B are provided on the two
[0091]
The spring generating force adjusting means 200 is provided with a third gas spring 21C common to the first gas spring 21A and the second gas spring 21B. A third oil passage (communication main pipe) 219 common to the first gas spring 21A and the second gas spring 21B is provided.
[0092]
The
[0093]
The
[0094]
The
As shown in FIGS. 30, 32, 33, 35, 37, 39, and 41, the first flow control valve 202A, the second
[0095]
In the eighteenth aspect, the
[0096]
The nineteenth invention is the seventeenth invention or the eighteenth invention,
Applies to vehicles with three or more axles,
An axle existing on the front side with respect to the center of gravity of the vehicle is regarded as an equivalent front axis, and an axle existing on the rear side with respect to the center of gravity of the vehicle is regarded as an equivalent rear axis,
The spring generating force adjusting means includes:
Provided on the left side of the equivalent front axis, on the right side of the equivalent front axis, on the left side of the equivalent rear axis, and on the right side of the equivalent rear axis
It is characterized by.
[0097]
The nineteenth invention has been made to achieve a third solution in addition to the first solution.
[0098]
According to the nineteenth aspect, similarly to the ninth aspect, vehicles having various structures are handled as "equivalent two-axle vehicles", so that a common program and a common controller can cope with the design, manufacturing cost, and manufacturing cost. Can be dramatically reduced. In addition, components can be shared for the sensor. Further, regardless of the number of suspension legs, four
[0099]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a vehicle spring control device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0100]
FIG. 1 shows an overall configuration of a
[0101]
In the embodiment, a multi-axle wheeled vehicle provided with four axles and eight wheels is assumed as a battle vehicle. In the embodiment, the
[0102]
The following description may be applied to a multi-axle vehicle other than the 4-axle vehicle or a tracked vehicle, or may be applied to a consumer vehicle other than a battle vehicle.
[0103]
In addition to the strut type, other independent suspension methods such as full trailing arm type, semi-trailing arm type, double wishbone type, and multi-link type may be applied. Is also good.
[0104]
As shown in FIG. 1, the
[0105]
Under the
[0106]
That is, the
[0107]
Each of the
[0108]
In the embodiment, a strut type is assumed, and the
[0109]
Here, the
[0110]
In the embodiment, as described later, the spring generation force F generated by the
[0111]
The control of the spring generating force F and the adjustment of the vehicle height are performed by the
[0112]
In this embodiment, as shown in FIG. 2, a
[0113]
That is, the
[0114]
Four
[0115]
9 to 11 illustrate a multi-axle vehicle having a structure other than that of FIG.
[0116]
FIG. 9 illustrates a three-axis six-
[0117]
FIG. 10 exemplifies a
[0118]
FIG. 11 exemplifies a
[0119]
The
[0120]
FIGS. 12A and 12B conceptually show the size of the equivalent wheel which changes according to the number of axles constituting the equivalent shaft.
[0121]
As the number of axles constituting the equivalent shaft, for example, the equivalent
[0122]
FIG. 3A illustrates the structure of the
[0123]
As shown in FIG. 3 (a), the
[0124]
The
[0125]
The
[0126]
Next, the operation of the damper 22 will be described.
[0127]
When the
[0128]
Here, since the hydraulic
[0129]
In FIG. 3, the valves 23a and 23b are provided on the outlet side of the
[0130]
Next, the operation of the
[0131]
When the
[0132]
As described above, the oil
[0133]
As described above, in FIG. 3, the
[0134]
FIG. 3 illustrates an example in which the valves 23a and 23b and the
[0135]
That is, FIG. 4 differs from FIG. 3 in that the valves 23a and 23b and the
[0136]
The variable throttle valve 28 operates in response to an electric signal via, for example, an electromagnetically operated valve (not shown). In other words, when the variable throttle valve 28 operates, the opening area (throttle diameter) of the variable throttle valve 28 changes, and it operates when the hydraulic oil flows from the oil chamber 25b to the oil chamber 25a through the
[0137]
In FIG. 4, the
[0138]
FIGS. 3 and 4 show a configuration in which the damper 22 is included in the
[0139]
FIG. 5 shows an oil
[0140]
As shown in FIG. 5, an
[0141]
The
[0142]
(Example 1)
Hereinafter, the control content of the embodiment will be described on the assumption that the hydraulic
[0143]
(Detection or prediction of a specific equivalent wheel in the low load area (1))
A sensor for detecting a state of the
[0144]
That is, as described above, as shown in FIGS. 8A, 8B, 8C, 8D, and 8G, the
[0145]
1) When the
In some situations, a combat vehicle fires while suddenly starting or braking. If the
[0146]
In order to detect that the
[0147]
2) When the
When the
[0148]
In order to detect that the
[0149]
3) When riding on a step between left and right wheels and on a slope
While the
[0150]
In order to detect that the left and right wheels are riding on a step or an inclined surface, a lateral G sensor or the like for detecting the lateral acceleration of the
[0151]
In the above cases 1), 2) and 3), the control is started after the lift has occurred. Therefore, a feedback control system is configured to feedback the vehicle height so as to suppress excessive lift. Can be controlled.
[0152]
4) When shooting with the
When the
[0153]
As shown in FIG. 42, the shooting direction L when the
[0154]
When projecting a shell, a shooting direction L relative to the
[0155]
For example, as shown in FIG. 42, when shooting in the direction L toward the rear right of the
[0156]
Further, based on the projection direction, the firing conditions, and the like, a moment M accompanying the shooting is obtained, a force applied to each suspension leg is estimated from the moment M, and an equivalent wheel predicted to be displaced from the equilibrium point Pb to the contraction side to the maximum. (Equivalent wheel that sinks the most) may be predicted, and an equivalent wheel other than the equivalent wheel that sinks the most may be set as a specific equivalent wheel.
[0157]
For example, in FIG. 42, the
[0158]
When shooting, the uplift can be predicted before the uplift occurs.Therefore, a feedforward control system is configured to feedforward control the height of the vehicle height so as to suppress excessive uplift. be able to.
[0159]
(First weak control)
Next, the controller sends a control signal to the suspension adjustment unit 200 'corresponding to the equivalent wheel specified as described above, and causes the on-off
[0160]
For example, as shown in FIG. 40, when
[0161]
When a control signal is input to the suspension adjustment unit 200 'corresponding to the equivalent front left
[0162]
Similarly, since a control signal is input to the suspension adjustment unit 200 'corresponding to the equivalent
[0163]
In the
[0164]
FIG. 6 shows a normal characteristic of the
[0165]
The gas mass in the
PV = mRT (1)
Is established. When the on-off
[0166]
In a region (1) where the
[0167]
It is assumed that the on-off
[0168]
When the volume V increases, the pressure P decreases in the ideal gas equation of state PV = mRT, but the pressure P further decreases due to the decrease in the effective mass m. As the pressure P further decreases, the spring generating force F further decreases. This is because in the region (1) where the load is lower than the equilibrium point Pb in FIG. 7, the characteristic of the
[0169]
Hereinafter, the characteristics of the
[0170]
When no external force causing the moment M is applied to the
[0171]
When the
[0172]
In the case of the
[0173]
On the other hand, in the case of the
[0174]
As described above, the
[0175]
As shown in FIG. 40 (a), the spring generating force F is weakened by the gas springs 21 corresponding to the equivalent front left
[0176]
The same is true even when the
[0177]
For this reason, the accuracy of a shot performed while suddenly starting or applying a sudden brake is significantly improved.
[0178]
While the
[0179]
Therefore, the steering stability when the
[0180]
When the
[0181]
For this reason, the steering stability at the time of climbing over a step or an inclined surface is improved, and the danger of falling down is avoided.
[0182]
At the time of shooting, similarly, as shown in FIG. 42, the first weakening control is performed by the suspension adjustment unit 200 'corresponding to the equivalent right
[0183]
Alternatively, the first
[0184]
For example, as shown in FIG. 43 (c), since the vehicle height of the
[0185]
As described above, according to the present embodiment, when the
[0186]
Further, according to the first embodiment, the four-axle, eight-
[0187]
Particularly, in the first embodiment, four
[0188]
In the first embodiment, the
[0189]
In the first embodiment, the first weakening control can be performed only by opening and closing the on-off
[0190]
In the above description, the first weakening control is performed by reducing the effective mass m of the
However, instead of the configuration shown in FIG. 5, the first weakening control is also performed by reducing the effective mass by using the hydraulic
[0191]
Here, as a method of realizing the “first weakening control by reducing the effective mass”, the following method and communication target can be considered.
[0192]
1) Communication method ... i) Gas communication ii) Hydraulic oil communication
2) Control method a. Opening and closing by an on-off valve, b. Opening area adjustment with variable throttle valve
3) Communication target: α. Subtank (accumulator), β. Vehicle height adjustment device, γ. Other cylinders for oil pressure suspension (gas springs)
In the configuration of FIG. 5, the “communication method” is the “gas communication” method of the above i) in which the
[0193]
A structure in which the above 1) communication method, 2) control method, and 3) communication object are appropriately combined will be described below as an example. Hereinafter, components having the same functions as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be appropriately omitted.
[0194]
In FIG. 14, the sub-tank 201 is communicated similarly to FIG. 5, and the
[0195]
In FIG. 15A, the accumulator 204 is used as a communication object instead of the sub tank 201 in FIG. 5, and the
[0196]
In FIG. 16A, the vehicle height adjusting cylinder 205 is communicated with instead of the sub-tank 201 of FIG. 5, and the
[0197]
In FIG. 17 (a), another
[0198]
In the first embodiment, an oil
[0199]
(Example 2)
By the way, in the above-described first embodiment, as shown in FIG. 13A, it is assumed that a
[0200]
However, the
[0201]
Therefore, in the second embodiment, as shown in FIG. 13B, the
[0202]
With this configuration, the same control as that described in the first embodiment can be performed while reducing the manufacturing cost of the
[0203]
Here, a coil spring, a torsion bar, a leaf spring, or the like is used as the
[0204]
In FIG. 13B, the springs included in each suspension leg forming the
[0205]
(Example 3)
By the way, in order to support the entire weight of the
[0206]
Further, in the suspension device using the
[0207]
In addition, gas and hydraulic oil are sealed in the oil
[0208]
The third embodiment can solve the problems caused by these gas springs 21.
28A and 28B show the overall configuration of the
[0209]
The
[0210]
The spring constant and the like are preset so that the
[0211]
Here, the pressure of the
[0212]
As the
[0213]
Since the
[0214]
FIG. 28C shows the strain sensor 32 attached to the metal spring 31 (coil spring). For example, a strain gauge is used as the strain sensor 32 and is attached to the
[0215]
When a torsion bar is used as the
[0216]
In the third embodiment, “detection or prediction of a specific equivalent wheel in the low load area (1)” is performed in the same manner as described in the first embodiment. Here, in order to detect or predict a specific equivalent wheel, an acceleration sensor or the like may be used as in the first embodiment, but a stroke sensor such as the strain sensor 32 attached to the
[0219]
In the third embodiment, “first weakening control” is performed in the same manner as described in the first embodiment.
[0218]
In the third embodiment, the following vehicle height adjustment can be performed.
[0219]
(Vehicle height adjustment)
It is desirable that the fighting vehicle has a low vehicle height that is difficult for the enemy to find during reconnaissance or the like, and that when the vehicle runs on uneven terrain at high speed, the
[0220]
At the time of reconnaissance or the like, the controller outputs a low vehicle height control signal to all
[0221]
At the time of running on uneven terrain or the like, the controller outputs a control signal of a high vehicle height to all the
[0222]
Here, the detection value of the stroke sensor such as the distortion sensor 32 (the displacement X of the gas spring 21) may be fed back to control the vehicle height to be the target vehicle height.
[0223]
As described above, according to the second embodiment, since the
[0224]
Further, since the
[0225]
Further, since a stroke sensor is provided on the
[0226]
In the third embodiment, the case where the first weakening control is performed has been described. However, the method of controlling the spring generating force F of the
[0227]
Further, the third embodiment and the second embodiment may be implemented in combination to further reduce the cost required for the
[0228]
(Example 4)
In the first embodiment described above, the first weakening control is performed by decreasing the effective mass m of the
[0229]
FIG. 18 shows a configuration of an oil
[0230]
The
[0231]
Assuming that the gas volume of the
[0232]
In the fourth embodiment, "detection or prediction of a specific equivalent wheel in the low load area (1)" is performed in the same manner as in the first embodiment.
[0233]
(First weak control)
Next, the controller sends a control signal to the suspension adjustment unit 200 'corresponding to the equivalent wheel specified as described above.
[0234]
When a control signal is input to the suspension adjustment unit 200 ', the vehicle height adjustment hydraulic oil is discharged from the
[0235]
In a state where the control signal is not input to the
[0236]
FIG. 19 shows the characteristic of the
[0237]
Normally, hydraulic oil for adjusting the vehicle height flows into the
[0238]
Here, when the vehicle height adjusting hydraulic oil is discharged from the
[0239]
For example, when the
[0240]
In the case of the
[0241]
On the other hand, in the case of the weakened
[0242]
The
[0243]
In order to cancel the first weakening control, the hydraulic oil for adjusting the vehicle height flows into the
[0244]
The control of the fourth embodiment (FIG. 18) is different from the control of the first embodiment (FIG. 5) because it is necessary to input and output hydraulic oil in the
[0245]
Here, as a method of realizing the "first weakening control by increasing the effective volume", the following methods and communication targets can be considered.
[0246]
1) Communication method ... i) Gas communication ii) Hydraulic oil communication
2) Control method a. Increase or decrease in gas volume due to hydraulic oil, b. Increase or decrease of gas volume by electric drive
3) Communication target: α. Vehicle height adjusting device (vehicle height adjusting cylinder) for each gas spring, β. One vehicle height adjustment device (vehicle height adjustment cylinder) for multiple gas springs
In the configuration of FIG. 18, the “communication method” is the “hydraulic oil communication” method of the above ii) in which the
[0247]
In addition to this combination, the “first weakening control by increasing the effective volume” may be performed by appropriately combining the above 1) communication method, 2) control method, and 3) communication object.
(Example 5)
By the way, as shown in FIG. 20A, when the
[0248]
Here, if the spring generating force F of the
[0249]
The mechanism for pushing up the
[0250]
When no external force causing the moment M is applied to the vehicle, each suspension leg shares the weight of the
[0251]
Here, when the moment M for tilting the
[0252]
As described above, the gas spring pushes up the
[0253]
In the fifth embodiment, the excessive thrust of the
[0254]
FIG. 15A shows the
[0255]
(Detection or prediction of a specific equivalent wheel in the high load area (2))
A sensor for detecting a state of the
[0256]
5) When the
While the
[0257]
By detecting the selection position of the operation lever for selecting forward or backward, it is determined whether the
[0258]
Since the control is started after the thrust occurs, a feedback control system may be configured to feedback-control the height of the vehicle so as to suppress excessive thrust. Also, instead of starting the feedback control, an excessive thrust is predicted by logically combining the selected position of the operation lever for selecting forward / backward movement with the selected position of the
[0259]
(Second weak control)
Next, the controller sends a control signal to the suspension adjustment unit 200 'corresponding to the equivalent wheel specified as described above to open the on-off
[0260]
For example, as shown in FIG. 36 (a), when the
[0261]
When a control signal is input to a
[0262]
Similarly, since a control signal is input to the suspension adjustment unit 200 'corresponding to the equivalent
[0263]
In the
[0264]
The gas mass in the
[0265]
FIG. 21 shows the normal characteristics of the
[0266]
Each characteristic in FIG. 21 corresponds to each characteristic in FIG. Obtaining the characteristic indicated by the solid line in FIG. 21 in the area (2) where the load is higher than the equilibrium point Pb corresponds to obtaining the characteristic indicated by the broken line in FIG. When the
[0267]
Hereinafter, the characteristics of the
[0268]
When no external force causing the moment M is applied to the vehicle, each suspension leg shares the weight of the
[0269]
Here, when a moment M for tilting the
[0270]
As described above, the
[0271]
As shown in FIG. 36 (a), the spring force F is weakened by the gas springs 21 corresponding to the equivalent front left
[0272]
The same is true when the
[0273]
In the fifth embodiment, since the
[0274]
In the above description, the second weakening control is performed by increasing the effective mass m of the
[0275]
However, instead of the configuration shown in FIG. 15 (a), the hydraulic
[0276]
In the fifth embodiment, the
[0277]
(Example 6)
In the above-described fifth embodiment, the first weakening control is performed by increasing the effective mass. However, similarly to the fourth embodiment, the second weakening control is performed by increasing the effective volume. This may be performed (hereinafter, “second weakening control by increasing the effective volume”).
[0278]
In the sixth embodiment, similarly to the fourth embodiment, an oil
[0279]
Then, "detection or prediction of a specific equivalent wheel in the high load area (2)" is performed in the same manner as in the fifth embodiment.
[0280]
Then, similarly to the fourth embodiment, the controller sends a control signal to the suspension adjustment unit 200 '(FIG. 18) corresponding to the equivalent wheel specified as described above. As a result, the characteristic of the
[0281]
Therefore, in the same manner as in the fifth embodiment, when the
[0282]
The fourth, fifth, and sixth embodiments described above may be implemented by appropriately combining the second and third embodiments. As a result, it is possible to suppress an increase in cost and the like accompanying the use of the
[0283]
Particularly, it is useful to use the second embodiment together with the fifth and sixth embodiments.
[0284]
As described above, when the
[0285]
(Example 7)
In the above description, it is assumed that the first weakening control and the second weakening control are performed independently.
[0286]
Next, an embodiment will be described in which the first weakening control and the second weakening control can be properly used depending on the situation.
[0287]
FIG. 22 shows an apparatus configuration of the seventh embodiment.
[0288]
The device shown in FIG. 22 is provided for each of the equivalent
[0289]
The apparatus shown in FIG. 22 roughly includes two hydraulic cylinders 20A (hereinafter, a first cylinder 20A), hydraulic cylinders 20B (a second cylinder 20B), and these first cylinders 20A, A
[0290]
The
[0291]
The
[0292]
The first cylinder 20A and the second cylinder 20B are
[0293]
The
[0294]
Next, the hydraulic circuit of the
[0295]
The
[0296]
An on-off valve 202A (hereinafter, first on-off valve 202A) and a fixed throttle 218A are provided on the
[0297]
The first opening / closing valve 202A is an electromagnetic valve, and opens and closes in response to the control signal jA, and connects or disconnects the communication
[0298]
Similarly, the second on-off
[0299]
Note that, as a variable throttle instead of the fixed throttle 218A, the opening area of the
[0300]
As long as the flow rate can be controlled on the
[0301]
The
[0302]
An on-off valve 202C (hereinafter, a third on-off valve 202C) is provided on the
[0303]
The
[0304]
The
[0305]
The
[0306]
The vehicle
[0307]
When a control signal i for instructing discharge is applied to the vehicle
[0308]
Next, the operation panel 400 and the controller 301 will be described.
[0309]
FIG. 29 shows the modes M1, M2, and M3 selected by the mode selection switches 401, 402, and 403 of the operation panel 400, respectively. While the
[0310]
As described in the first, fourth, and fifth embodiments, “detection or prediction of a specific equivalent wheel in the low-load area (1)” and “specific equivalence in the high-load area (2)” The
[0311]
The controller 301 generates a control signal i based on the input target vehicle height Sr and the input detection signals SA, SB, P, and adjusts the vehicle height.
[0312]
Further, the controller 301 generates control signals jA, jB, and jC based on the input selection mode (M1 or M2 or M3) and the detection signal k, and controls the spring generation force F so as to conform to the selected mode. The first weakening control or the second weakening control is performed according to the situation of the
[0313]
The adjustment of the vehicle height is performed by a feedback control system as shown in FIG. The vehicle height adjustment is performed when the first on-off valve 202A, the second on-off
[0314]
The controller 301 as a vehicle height control device includes a vehicle height control unit 302 and a hydraulic control unit 303. The control target of the controller 301 is a hydraulic circuit (vehicle height adjustment valve 221) of the
[0315]
Here, the detected pressure P of the
[0316]
The pressure P in the communication
[0317]
As a result of the change in the pressure P in the communication
[0318]
The detected actual vehicle height S is fed back, and a deviation from the target vehicle height Sr is obtained. The deviation between the target vehicle height Sr and the actual vehicle height S is input to the vehicle height control unit 302 of the controller 301. The vehicle height control unit 302 generates and outputs a target pressure Pr of the communication
[0319]
As a result, the valve position of the vehicle
[0320]
When the vehicle
[0321]
When the vehicle
[0322]
Further, by positioning the vehicle
[0323]
FIG. 24 shows an area of weakening control of the first gas spring 21A and the second gas spring 21B performed by the controller 301.
[0324]
As shown in FIG. 24, in the controller 301, first weakening control for weakening the spring generating force F of the first gas spring 21A and the second gas spring 21B in the area (1) where the load is lower than the equilibrium point; The second weakening control for weakening the spring generation force F of the first gas spring 21A and the second gas spring 21B in the area (2) where the load is higher than the equilibrium point is performed according to the situation.
[0325]
FIG. 25 is a diagram showing specific equivalent wheels to which the weakening control is applied in accordance with the situation of the vehicle 10, characteristics of body tilting (lifting and pushing up), types of weakening control of the gas springs 21A and 21B (first weakening control, 5 is a table 500 showing (second weakening control). The controller 301 stores the data of the table 500 in FIG.
[0326]
FIG. 27 shows a procedure of processing performed by the controller 301.
[0327]
The processing is performed for each
[0328]
First, for the first equivalent wheel (for example, the equivalent front left wheel 51), it is determined which situation in the table 500 corresponds to the situation of the equivalent wheel (equivalent left front wheel 51). As described in the first embodiment, the fourth embodiment, the practical example 5, and the sixth embodiment, the situation such as acceleration is determined based on the detection signal k of the acceleration sensor or the like (step 502).
[0329]
Next, according to Table 500, it is determined whether the equivalent wheel (equivalent left front wheel 51) is a specific equivalent wheel, and it is determined whether the weakening control is required for the equivalent wheel (equivalent left front wheel 51) ( Step 503). As a result, when it is determined that the equivalent wheel (equivalent left front wheel 51) is not a specific equivalent wheel and that the weakening control is unnecessary, it is determined that the weakening control is not applied to the equivalent wheel (equivalent left front wheel). (Step 509).
[0330]
In
[0331]
As will be described later, if the type of weakening control applied to the equivalent wheel (equivalent left front wheel 51) is not unique but is complex, the process proceeds to step 505 and proceeds (
[0332]
This will be specifically described below.
[0333]
It is assumed that the operator of the
[0334]
Here, the high-speed cruise mode M1 is selected when the vehicle travels on a normal pavement road that is not damaged, and exhibits the same suspension performance as a general automobile. There is almost no road surface unevenness to be absorbed by the suspension device. For example, it is used when the amplitude is within about 3 cm.
[0335]
Therefore, when the high-speed cruise mode M1 is selected, as shown in FIG. 30, the first opening / closing operation is performed on all (four)
[0336]
As a result, the communication between the
[0337]
Next, it is assumed that the operator of the
[0338]
Here, the rough terrain running mode M2 is selected when running on a damaged paved road or an unpaved road surface, and exerts a suspension performance for passing through an area that cannot be passed by a general automobile. . The step on the road surface passing by the function of the suspension device is at most about の of the diameter of the wheel (tire) 103. In the rough terrain running mode M2, the spring generation force F of the first gas spring 21A and the second gas spring 21B is adjusted with priority given to the fact that the vehicle can travel more safely than the ride comfort of the occupant.
[0339]
Therefore, when the rough terrain running mode M2 is selected, as shown in FIG. 32, the first (for four)
[0340]
Thereby, the
[0341]
The effective mass m of the first gas spring 21A increases by adding the effective mass m2 of the second gas spring 21B and the effective mass m3 of the third gas spring 21C to its own gas mass m1. Similarly, the effective mass m of the second gas spring 21B is obtained by adding the effective mass m1 of the first gas spring 21A and the effective mass m3 of the third gas spring 21C to its own gas mass m2. To increase.
[0342]
As a result, the first gas spring 21A and the second gas spring 21B in the rough terrain running mode M2 become weaker than the spring generation force F in the high speed cruising mode M1, and the first gas spring 21A and the second gas The spring 21B is deformed in a wide range around the equilibrium point. Therefore, the shock absorbing capacity of the suspension is much higher than that of a general automobile. However, if the vehicle travels on a pavement road at high speed for a long distance in the rough terrain mode M2, the occupant may be tired due to swinging in the roll direction or the pitch direction like a suspension device with weak damping.
[0343]
FIG. 31 shows that the first opening / closing valve 202A, the second opening /
[0344]
If it is determined that “2) when the
[0345]
However, control signals jA, jB, and jC for keeping the basic settings are output to
[0346]
For example, when the
[0347]
33, the
[0348]
In the case of the seventh embodiment, the effective volume V of the first cylinder 20A and the second cylinder 20B increases by positioning the vehicle
[0349]
However, in order to cope with a sudden lateral G caused by the turning, opening and closing the on-off valve is more advantageous in improving responsiveness. Further, when the
[0350]
When it is determined that the terrain running mode M1 is selected, as described in the fifth embodiment, it is determined that “5) the
[0351]
However, the control signals jA, jB, and jC that keep the basic settings are output to the
[0352]
For example, when the
[0353]
In the state shown in FIG. 35, the
[0354]
As described above, the first gas springs 21A are provided corresponding to the front axles (the
[0355]
In the case of the seventh embodiment, the effective volume V of the first cylinder 20A and the second cylinder 20B increases by positioning the vehicle
[0356]
However, in order to cope with a sudden push-up caused by overcoming a protrusion or the like, opening and closing the on-off valve is more advantageous in improving responsiveness. For this reason, performing the second weakening control by increasing the effective mass is particularly effective for the
[0357]
As shown in FIG. 36 (b), the first gas corresponding to the
[0358]
In the seventh embodiment, the second weakening control is performed on the first gas spring 21A corresponding to the front axle (the
[0359]
If it is determined that “3) at the time of climbing on a step on the left and right wheels and on a slope” described in the first embodiment when the rough terrain running mode M1 is selected, as shown in FIG. The first opening / closing valve 202A is opened (communicating state) and the second opening /
[0360]
However, control signals jA, jB, and jC that are kept in the basic settings are output to
[0361]
For example, as shown in FIG. 38, when the left side surface of the
[0362]
37, the
[0363]
In the case of the seventh embodiment, the effective volume V of the first cylinder 20A and the second cylinder 20B increases by positioning the vehicle
[0364]
However, in order to cope with a sudden lateral G caused by the lateral inclination, opening and closing the on-off valve is more advantageous in improving responsiveness. Further, when the
[0365]
However, when the
[0366]
When it is determined that “1) the
[0367]
However, the control signals jA, jB, and jC that keep the basic settings are output to the
[0368]
For example, when the
[0369]
39, the
[0370]
Similarly, when the
[0371]
In the case of the seventh embodiment, the effective volume V of the first cylinder 20A and the second cylinder 20B increases by positioning the vehicle
[0372]
However, in order to cope with rapid acceleration and deceleration, opening and closing the on-off valve is more advantageous in improving responsiveness. Further, when the
[0373]
It is assumed that the operator of the
[0374]
When the precise shooting mode M3 is selected, it is determined that “4) At the time of shooting by the
[0375]
Although the precision shooting mode M3 is selected by operating the
[0376]
In the precision shooting mode M3, for example, as shown in FIG. 42, the opening /
[0377]
41, the communication between the
[0378]
The spring generating force F of the first gas spring 21A and the second gas spring 21B corresponding to the equivalent wheel (equivalent right rear wheel 54) closest to the direction in which the shooting direction L is extended in this manner is the other. In a region (1) where the spring generating force F of the first gas spring 21A and the second gas spring 21B of the equivalent wheel (51, 52, 53) is lower than the equilibrium point Pb, the effective mass is reduced. As a result, the first weakening control is performed. Thereby, when the
[0379]
Further, in the seventh embodiment, as described in the first embodiment, the equivalent wheel other than the sinking equivalent wheel is set as a specific equivalent wheel, and the first weakening control is performed on the specific equivalent wheel. Alternatively, as shown in FIG. 43 (c), the vehicle height of the
[0380]
The processing in the case where the type of weakening control is uniquely determined, that is, steps 504 and 507, has been described with reference to the flowchart in FIG.
[0381]
Next, the processing in the case where the type of the weakening control is determined to be complex without being uniquely determined, that is, steps 505, 506, and 508 will be described.
[0382]
FIG. 26C illustrates a situation where it is determined that the type of weakening control is complex for the equivalent wheel to be determined.
[0383]
That is, as shown in FIG. 26A, the
[0384]
As shown in FIG. 26C, the right
[0385]
However, since the left equivalent
[0386]
Here, the first weakening control by decreasing the effective mass and the second weakening control by increasing the effective mass cannot be performed simultaneously.
[0387]
In a complex situation in which it is necessary to simultaneously perform the first weakening control by decreasing the effective mass and the second weakening control by increasing the effective mass, the controller determines in advance that the weakening control having the higher priority should be performed. If it is set in 301, the weakening control of the higher priority is performed. For example, if it is determined that priority is given to prevention of inclination of the
[0388]
Also, the first weakening control by increasing the effective volume and the second weakening control by increasing the effective volume can be performed simultaneously.
[0389]
In a complex situation where the first weakening control and the second weakening control need to be performed simultaneously, the controller 301 determines in advance that the first weakening control and the second weakening control should be performed by increasing the effective volume by the controller 301. When set, the first weakening control and the second weakening control based on the effective volume increase are performed. Therefore, it is determined that the left equivalent
[0390]
On the other hand, the controller 301 does not set the priority of the first weakening control based on the effective mass reduction and the priority of the second weakening control based on the effective mass increase, and the weakening control based on the effective volume should be performed. When the reference is not set, it is determined that the weak equivalent control is not applied to the left equivalent
[0391]
As described above, according to the embodiment, the spring generating force of the gas spring is adjusted according to various situations in which the
[0392]
The seventh embodiment described above may be implemented by appropriately combining the second and third embodiments.
[0393]
In the above-described first to seventh embodiments, the description has been made on the assumption that the weakening control is performed on the gas spring. However, the present invention is not limited to the gas spring. That is, as described in FIG. 7, when compared with a linear spring such as a metal spring, a non-linear region in which the spring generating force F is larger than the linear spring in the region (1) where the load is lower than the equilibrium point Pb. As long as the nonlinear spring has characteristics, it is possible to perform the first weakening control on the nonlinear spring.
[0394]
When compared with a linear spring such as a metal spring, a non-linear spring having a non-linear characteristic in which a spring generating force F is larger than a linear spring in a region (2) where the load is higher than the equilibrium point Pb is obtained. It is also possible to perform the second weakening control for this nonlinear spring.
[0395]
Further, in each embodiment, the same effect is obtained by performing the control for strengthening the spring on the equivalent wheel other than the specific equivalent wheel to be subjected to the weakening control without performing the first weakening control and the second weakening control. Is also possible. Further, the first weakening control or the second weakening control may be performed for a specific equivalent wheel, and the control for strengthening the spring may be performed for an equivalent wheel other than the specific equivalent wheel. However, since the shooting recoil is strongly supported by strengthening the spring that sinks most, it is desirable to use measures that do not damage the vehicle body when performing control to strengthen the spring. In addition, during traveling, there is a possibility that the riding feeling becomes "lumpy". Therefore, it is desirable to take measures to prevent the occupant from feeling uncomfortable when traveling for a long time.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A, 1B, and 1C are diagrams showing an overall configuration of a vehicle according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating an equivalent two-axle wheel.
FIG. 3 is a diagram exemplifying a configuration of an oil pressure suspension cylinder including a gas spring and a damper.
FIG. 4 is a view exemplifying a structure in which a damper function of a cylinder for hydraulic suspension is provided outside the cylinder.
FIG. 5 is a diagram exemplifying an oil pressure suspension cylinder and a suspension adjustment unit used for performing a first weakening control based on an effective mass reduction.
FIG. 6 is a characteristic diagram of a gas spring used for explaining first weakening control based on an effective mass reduction.
FIG. 7 is a characteristic diagram used to explain a difference between characteristics of a gas spring and a metal spring.
8 (a), (b), (c), (d), (e), (f), and (g) are diagrams illustrating a situation in which a vehicle is lifted and thrust up.
FIGS. 9A and 9B are views illustrating the structure of a three-axle multi-axle vehicle.
FIGS. 10A, 10B, and 10C are diagrams illustrating the structure of a four-axle multi-axle vehicle.
FIGS. 11A and 11B are diagrams illustrating the structure of a five-axle multi-axle vehicle.
FIGS. 12A and 12B are diagrams for explaining the relationship between the equivalent axis and the actual number of wheels.
FIGS. 13A and 13B are diagrams showing a case where gas springs are used for all axles and a case where gas springs are used for some axles.
FIG. 14 is a diagram illustrating a modification of FIG. 5;
FIGS. 15A and 15B are diagrams illustrating a modified example of FIG. 5;
FIGS. 16A and 16B are diagrams illustrating a modification of FIG. 5;
FIGS. 17A and 17B are diagrams illustrating a modification of FIG. 5;
FIG. 18 is a diagram exemplifying an oil pressure suspension cylinder and a suspension adjustment unit used for performing first weakening control (or second weakening control) by increasing the effective volume.
FIG. 19 is a characteristic diagram of a gas spring used for explaining first weakening control (or second weakening control) by increasing the effective volume.
FIGS. 20 (a) and 20 (b) are diagrams used to explain a situation in which a vehicle is pushed up.
FIG. 21 is a characteristic diagram of a gas spring used to explain a second weakening control by increasing the effective mass.
FIG. 22 is a diagram illustrating a configuration example of an operation panel, a controller, and a suspension adjustment unit mounted on a vehicle.
FIG. 23 is a feedback diagram illustrating the feedback control system of FIG. 22;
FIG. 24 is a diagram showing a control range implemented by the controller of FIG. 22;
FIG. 25 is a table showing data stored in the controller of FIG. 22;
26 (a), 26 (b) and 26 (c) are diagrams illustrating a case where the weakening control applied to the equivalent wheel is complex.
FIG. 27 is a flowchart illustrating a procedure of a process performed by the controller in FIG. 22;
28 (a) and 28 (b) are views showing the entire configuration of a vehicle provided with a metal spring in parallel with a gas spring, and FIG. 28 (c) is a diagram in which a metal spring is provided in parallel with a gas spring. FIG. 2 is an enlarged view of the configuration shown in FIG.
FIG. 29 is a diagram illustrating contents selected on the operation panel shown in FIG. 22;
FIG. 30 is a diagram illustrating the operation of FIG. 22 when the high-speed cruising mode is selected.
FIG. 31 is a diagram showing control contents performed on each equivalent wheel when the rough terrain running mode is selected, and showing a state where control according to the basic setting is performed on each equivalent wheel. is there.
FIG. 32 is a view for explaining the operation (basic setting) of FIG. 22 when the rough terrain running mode is selected.
FIG. 32 is a diagram illustrating the operation of FIG. 22 when the rough terrain mode is selected and the vehicle is turning.
FIG. 34 is a diagram showing the content of control performed on each equivalent wheel in correspondence with FIG. 33.
FIG. 35 is a diagram for explaining the operation of FIG. 22 when the rough terrain running mode is selected and the vehicle passes over a protrusion (or a step or the like).
36 (a) and 36 (b) are diagrams showing the control contents performed on each equivalent wheel in correspondence with FIG. 35.
FIG. 37 is a diagram illustrating the operation of FIG. 22 when the vehicle runs on an inclined surface or a single step when the rough terrain running mode is selected.
FIG. 38 is a diagram showing control contents performed in each equivalent wheel in correspondence with FIG. 37.
FIG. 39 is a diagram for explaining the operation of FIG. 22 when the vehicle performs rapid acceleration or rapid deceleration when the rough terrain running mode is selected.
40 (a) and (b) are diagrams showing the control contents performed in each equivalent wheel corresponding to FIG. 39.
FIG. 41 is a diagram illustrating the operation of FIG. 22 in the precision shooting mode.
FIG. 42 is a diagram showing control contents performed in each equivalent wheel in correspondence with FIG. 41.
FIGS. 43 (a), (b) and (c) are side views showing a state where a vehicle equipped with a mass projection device carries out shooting, and illustrates a conventional technique and the present invention in comparison. It is.
[Explanation of symbols]
11-18 Suspended legs
20 Cylinder for hydraulic suspension
20a Outer tube
20b inner tube
21 Gas spring
21A First gas spring
21B Second gas spring
21C Third gas spring
31 Metal spring
41-44 axles
51-54 equivalent wheel
61 Equivalent front axis
62 Equivalent rear axis
100 vehicles
101 body
200 Suspension adjustment unit
Claims (19)
前記バネは、平衡点よりも低荷重の領域で、線形のバネよりもバネ発生力が大きくなる非線形の特性を有する非線形バネであって、
前記複数の非線形バネの中から、前記車体を重心回りに傾動させるモーメントが付与されることによってバネ発生力が前記低荷重の領域にある特定の非線形バネを検出若しくは予測し、
この検出若しくは予測された特定の非線形バネのバネ発生力を、弱めるように、制御すること
を特徴とする車両のバネ制御装置。A plurality of suspension legs are provided on the vehicle body, the suspension leg is applied to a vehicle that includes a spring, and in a vehicle spring control device that controls a spring generating force generated by each of the plurality of springs,
The spring is a non-linear spring having a non-linear characteristic in which a spring generating force is larger than a linear spring in a region with a lower load than an equilibrium point,
From the plurality of non-linear springs, a spring generating force is detected or predicted by a moment that causes the vehicle body to tilt around the center of gravity being in the low-load area,
A spring control device for a vehicle, wherein the detected or predicted specific nonlinear spring generation force is controlled so as to be weakened.
を特徴とする請求項1記載の車両のバネ制御装置。Applied to a vehicle equipped with a mass projection device, wherein when the mass is projected from the mass projection device, a non-linear spring other than a non-linear spring that sinks most is detected or predicted as the specific non-linear spring. Item 4. The vehicle spring control device according to Item 1.
前記バネは、平衡点よりも高荷重の領域で、線形のバネよりもバネ発生力が大きくなる非線形の特性を有する非線形バネであって、
前記複数の非線形バネの中から、前記車体を重心回りに傾動させるモーメントが付与されることによってバネ発生力が前記高荷重の領域にある特定の非線形バネを検出若しくは予測し、
この検出若しくは予測された特定の非線形バネのバネ発生力を、弱めるように、制御すること
を特徴とする車両のバネ制御装置。A plurality of suspension legs are provided on the vehicle body, the suspension leg is applied to a vehicle that includes a spring, and in a vehicle spring control device that controls a spring generating force generated by each of the plurality of springs,
The spring is a non-linear spring having a non-linear characteristic in which a spring generating force is larger than a linear spring in a region where a load is higher than an equilibrium point,
From the plurality of non-linear springs, a spring generating force is detected or predicted by detecting a moment in which the vehicle body is tilted around the center of gravity in a region of the high load,
A spring control device for a vehicle, wherein the detected or predicted specific nonlinear spring generation force is controlled so as to be weakened.
を特徴とする請求項3記載の車両のバネ制御装置。The vehicle according to claim 3, wherein a nonlinear spring corresponding to the front axle in the traveling direction of the vehicle, which is applied to a vehicle traveling on an uneven road surface, is detected or predicted as the specific nonlinear spring. Spring control device.
を特徴とする請求項1〜4記載の車両のバネ制御装置。The vehicle spring control device according to claim 1, wherein the non-linear spring is a gas spring.
車両の重心に対して前側に存在する車軸を等価前軸とみなすとともに車両の重心に対して後ろ側に存在する車軸を等価後軸とみなし、
前記車体を重心回りに傾動させるモーメントが付与された場合に、等価前軸および等価後軸のうち、浮き上がる側の等価軸を検出若しくは予測し、この浮き上がる側の等価軸に対応する非線形バネを、特定の非線形バネとすること
を特徴とする請求項1〜4記載の車両のバネ制御装置。Applies to vehicles with three or more axles,
An axle existing on the front side with respect to the center of gravity of the vehicle is regarded as an equivalent front axis, and an axle existing on the rear side with respect to the center of gravity of the vehicle is regarded as an equivalent rear axis,
When a moment for tilting the vehicle body around the center of gravity is given, of the equivalent front shaft and the equivalent rear shaft, a rising or equivalent axis is detected or predicted, and a non-linear spring corresponding to this rising side equivalent axis is 5. The vehicle spring control device according to claim 1, wherein a specific non-linear spring is used.
車両の重心に対して前側に存在する車軸を等価前軸とみなすとともに車両の重心に対して後ろ側に存在する車軸を等価後軸とみなし、
前記車体を重心回りに傾動させるモーメントが付与された場合に、等価前軸および等価後軸のうち、浮き上がる側の等価軸を検出若しくは予測し、この浮き上がる側の等価軸に対応する非線形バネであって、車体の最も前側または車体の最も後ろ側に取り付けられている非線形バネを、特定の非線形バネとすること
を特徴とする請求項1〜4記載の車両のバネ制御装置。Applies to vehicles with three or more axles,
An axle existing on the front side with respect to the center of gravity of the vehicle is regarded as an equivalent front axis, and an axle existing on the rear side with respect to the center of gravity of the vehicle is regarded as an equivalent rear axis,
When a moment for tilting the vehicle body around the center of gravity is applied, of the equivalent front axis and the equivalent rear axis, a rising equivalent axis is detected or predicted, and a non-linear spring corresponding to the rising equivalent axis is used. 5. The vehicle spring control device according to claim 1, wherein the non-linear spring attached to the foremost side of the vehicle body or the rearmost side of the vehicle body is a specific non-linear spring.
前記非線形バネは、気体バネであって、気体バネは車体の最も前側および最も後ろ側の車軸のみに対応して設けられており、
車両の重心に対して前側に存在する車軸を等価前軸とみなすとともに車両の重心に対して後ろ側に存在する車軸を等価後軸とみなし、
前記車体を重心回りに傾動させるモーメントが付与された場合に、等価前軸および等価後軸のうち、浮き上がる側の等価軸を検出若しくは予測し、この浮き上がる側の等価軸に対応する非線形バネを、特定の非線形バネとすること
を特徴とする請求項1〜4記載の車両のバネ制御装置。Applies to vehicles with three or more axles,
The non-linear spring is a gas spring, and the gas spring is provided corresponding to only the frontmost and rearmost axles of the vehicle body,
An axle existing on the front side with respect to the center of gravity of the vehicle is regarded as an equivalent front axis, and an axle existing on the rear side with respect to the center of gravity of the vehicle is regarded as an equivalent rear axis,
When a moment for tilting the vehicle body around the center of gravity is given, of the equivalent front shaft and the equivalent rear shaft, a rising or equivalent axis is detected or predicted, and a non-linear spring corresponding to this rising side equivalent axis is 5. The vehicle spring control device according to claim 1, wherein a specific non-linear spring is used.
前記非線形バネは、気体バネであって、
車両の重心に対して前側に存在する車軸を等価前軸とみなすとともに車両の重心に対して後ろ側に存在する車軸を等価後軸とみなし、
前記気体バネのバネ発生力を弱く調整する調整手段を、
等価前軸の左側の空気バネ、等価前軸の右側の空気バネ、等価後軸の左側の空気バネ、等価後軸の右側の空気バネ毎に、4つ設けたこと
を特徴とする請求項1〜4記載の車両のバネ制御装置。Applies to vehicles with three or more axles,
The non-linear spring is a gas spring,
An axle existing on the front side with respect to the center of gravity of the vehicle is regarded as an equivalent front axis, and an axle existing on the rear side with respect to the center of gravity of the vehicle is regarded as an equivalent rear axis,
Adjusting means for weakly adjusting the spring generating force of the gas spring,
The air spring on the left side of the equivalent front shaft, the air spring on the right side of the equivalent front shaft, the air spring on the left side of the equivalent rear shaft, and the air spring on the right side of the equivalent rear shaft are provided four each. 5. The vehicle spring control device according to any one of claims 1 to 4.
前記気体バネと並列に、弾性体からなる機械バネを設けるとともに、
前記気体バネの気体室の体積を増大または気体室内の気体質量を減少させて、平衡点よりも低荷重の領域でバネ発生力を弱く調整する調整手段を設け、
前記複数の気体バネの中から、前記車体を重心回りに傾動させるモーメントが付与されることによってバネ発生力が平衡点よりも低荷重の領域にある特定の気体バネを検出若しくは予測し、
この検出若しくは予測された特定の気体バネのバネ発生力を、前記調整手段によって弱くなるように調整すること
を特徴とする車両のバネ制御装置。A plurality of suspension legs are provided on the vehicle body, the suspension leg is applied to a vehicle including a gas spring, and in a vehicle spring control device that controls a spring generating force generated by each of the plurality of gas springs,
Along with providing a mechanical spring made of an elastic body in parallel with the gas spring,
Increasing the volume of the gas chamber of the gas spring or reducing the gas mass in the gas chamber, providing an adjusting means for weakly adjusting the spring generating force in a region of a lower load than the equilibrium point,
From among the plurality of gas springs, a spring that generates a moment to tilt the vehicle body around the center of gravity is applied to detect or predict a specific gas spring in a region of a lower load than the equilibrium point,
A spring control device for a vehicle, wherein the detected or predicted spring generation force of a specific gas spring is adjusted so as to be weakened by the adjusting means.
を特徴とする請求項10記載の車両のバネ制御装置。By detecting the amount of deformation or distortion of the mechanical spring, the stroke of each suspension leg is measured, and based on the measured stroke of each suspension leg, the spring generating force is in a region where the load is lower than the equilibrium point. The vehicle spring control device according to claim 10, wherein a specific gas spring is detected or predicted.
前記気体バネと並列に、弾性体からなる機械バネを設けるとともに、
前記気体バネの気体室の体積を増大または気体室内の気体質量を増大させて、平衡点よりも高荷重の領域でバネ発生力を弱く調整する調整手段を設け、
前記複数の気体バネの中から、前記車体を重心回りに傾動させるモーメントが付与されることによってバネ発生力が平衡点よりも高荷重の領域にある特定の気体バネを検出若しくは予測し、
この検出若しくは予測された特定の気体バネのバネ発生力を、前記調整手段によって弱くなるように調整すること
を特徴とする車両のバネ制御装置。A plurality of suspension legs are provided on the vehicle body, the suspension leg is applied to a vehicle including a gas spring, and in a vehicle spring control device that controls a spring generating force generated by each of the plurality of gas springs,
Along with providing a mechanical spring made of an elastic body in parallel with the gas spring,
Increasing the volume of the gas chamber of the gas spring or increasing the gas mass in the gas chamber, providing an adjusting means for weakly adjusting the spring generating force in a region of a higher load than the equilibrium point,
From the plurality of gas springs, a spring that generates a moment to tilt the vehicle body around the center of gravity is applied to detect or predict a specific gas spring in a region of higher load than the equilibrium point,
A spring control device for a vehicle, wherein the detected or predicted spring generation force of a specific gas spring is adjusted so as to be weakened by the adjusting means.
を特徴とする請求項12記載の車両のバネ制御装置。By detecting the amount of deformation or distortion of the mechanical spring, the stroke of each suspension leg is measured, and based on the measured stroke of each suspension leg, the spring generation force is in a higher load region than the equilibrium point. 13. The vehicle spring control device according to claim 12, wherein a specific gas spring is detected or predicted.
前記気体バネと並列に、弾性体からなる機械バネを設けるとともに、
前記気体バネのバネ発生力を調整する調整手段を設け、
前記調整手段によってバネ発生力を調整して、車体の高さを制御すること
を特徴とする車両のバネ制御装置。A plurality of suspension legs are provided on the vehicle body, the suspension leg is applied to a vehicle including a gas spring, and in a vehicle spring control device that controls a spring generating force generated by each of the plurality of gas springs,
Along with providing a mechanical spring made of an elastic body in parallel with the gas spring,
Providing adjusting means for adjusting the spring generating force of the gas spring,
A spring control device for a vehicle, wherein a height of a vehicle body is controlled by adjusting a spring generating force by the adjusting means.
を特徴とする請求項14記載の車両のバネ制御装置。The method according to claim 1, wherein a stroke of each suspension leg is measured by detecting a deformation amount or a distortion of the mechanical spring, and a height of the vehicle body is controlled based on the measured stroke of each suspension leg. 15. The vehicle spring control device according to claim 14.
を特徴とする請求項10〜15記載の車両のバネ制御装置。The vehicle spring control device according to claim 10, wherein the air spring includes an outer tube and an inner tube.
2つの懸架脚(11、12)それぞれに、第1の気体バネ(21A)、第2の気体バネ(21B)を設け、
これら第1の気体バネ(21A)および第2の気体バネ(21B)に共通のバネ発生力調整手段(200)を設け、
このバネ発生力調整手段(200)は、
第1の気体バネ(21A)および第2の気体バネ(21B)に共通の第3の気体バネ(21C)と、
第1の気体バネ(21A)および第2の気体バネ(21B)に共通の第3の油路(219)と、
第1の気体バネ(21A)の油室(25)と第3の油路(219)とを連通する第1の油路(27A)と、
第1の油路(27A)上に設けられた第1の流量制御弁(202A)と、
第2の気体バネ(21B)の油室(25)と第3の油路(219)とを連通する第2の油路(27B)と、
第2の油路(27B)上に設けられた第2の流量制御弁(202B)と、
第3の気体バネ(21C)の油室(217)と第3の油路(219)とを連通する第4の油路(220)と、
第4の油路(220)上に設けられた第3の流量制御弁(202C)と
を含み、
第1の流量制御弁(202A)、第2の流量制御弁(202B)および第3の流量制御弁(202C)を通過する作動油の流量を制御することによって、第1の気体バネ(21A)および第2の気体バネ(21B)で発生するバネ発生力を調整するものであること
を特徴とする車両のバネ制御装置。A gas spring (21A, 21B) provided on a suspension leg (11, 12) of a vehicle (10); a spring generating force adjusting means (200) for adjusting a spring generating force generated by the gas spring (21A, 21B); In a vehicle spring control device provided with
A first gas spring (21A) and a second gas spring (21B) are provided for each of the two suspension legs (11, 12);
The first gas spring (21A) and the second gas spring (21B) are provided with a common spring generating force adjusting means (200),
The spring generating force adjusting means (200)
A third gas spring (21C) common to the first gas spring (21A) and the second gas spring (21B);
A third oil passage (219) common to the first gas spring (21A) and the second gas spring (21B);
A first oil passage (27A) communicating the oil chamber (25) of the first gas spring (21A) with the third oil passage (219);
A first flow control valve (202A) provided on the first oil passage (27A),
A second oil passage (27B) communicating the oil chamber (25) of the second gas spring (21B) with the third oil passage (219);
A second flow control valve (202B) provided on the second oil passage (27B),
A fourth oil passage (220) communicating the oil chamber (217) of the third gas spring (21C) with the third oil passage (219);
A third flow control valve (202C) provided on the fourth oil passage (220),
By controlling the flow rate of the hydraulic oil passing through the first flow control valve (202A), the second flow control valve (202B), and the third flow control valve (202C), the first gas spring (21A) And a spring control device for adjusting a spring generation force generated by the second gas spring (21B).
を特徴とする請求項17記載の車両のバネ制御装置。18. The spring control device for a vehicle according to claim 17, wherein the first flow control valve, the second flow control valve, and the third flow control valve are on-off valves.
車両の重心に対して前側に存在する車軸を等価前軸とみなすとともに車両の重心に対して後ろ側に存在する車軸を等価後軸とみなし、
前記バネ発生力調整手段は、
等価前軸の左側、等価前軸の右側、等価後軸の左側、等価後軸の右側に設けられていること
を特徴とする請求項17または18記載の車両のバネ制御装置。Applies to vehicles with three or more axles,
An axle existing on the front side with respect to the center of gravity of the vehicle is regarded as an equivalent front axis, and an axle existing on the rear side with respect to the center of gravity of the vehicle is regarded as an equivalent rear axis,
The spring generating force adjusting means includes:
19. The vehicle spring control device according to claim 17, wherein the spring control device is provided on the left side of the equivalent front shaft, the right side of the equivalent front shaft, the left side of the equivalent rear shaft, and the right side of the equivalent rear shaft.
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Cited By (5)
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---|---|---|---|---|
JP2008157542A (en) * | 2006-12-25 | 2008-07-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Vehicle height control mechanism for wheeled combat vehicle |
JP2011084194A (en) * | 2009-10-16 | 2011-04-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Vehicular suspension device and vehicle equipped with the same |
WO2019081122A1 (en) * | 2017-10-24 | 2019-05-02 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Spring-absorber system with variable spring rate |
CN109955672A (en) * | 2017-12-26 | 2019-07-02 | 河南科纳动力设备有限公司 | A kind of multifunctional vehicle oil gas cylinder and its application method |
CN110362088A (en) * | 2019-08-02 | 2019-10-22 | 上海振华重工(集团)股份有限公司 | A kind of tracking control system and method suitable for unmanned straddle carrier |
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008157542A (en) * | 2006-12-25 | 2008-07-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Vehicle height control mechanism for wheeled combat vehicle |
JP2011084194A (en) * | 2009-10-16 | 2011-04-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Vehicular suspension device and vehicle equipped with the same |
WO2019081122A1 (en) * | 2017-10-24 | 2019-05-02 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Spring-absorber system with variable spring rate |
US11524544B2 (en) | 2017-10-24 | 2022-12-13 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Spring-absorber system with variable spring rate |
CN109955672A (en) * | 2017-12-26 | 2019-07-02 | 河南科纳动力设备有限公司 | A kind of multifunctional vehicle oil gas cylinder and its application method |
CN109955672B (en) * | 2017-12-26 | 2024-01-30 | 河南科纳动力设备有限公司 | Multifunctional vehicle oil cylinder and application method thereof |
CN110362088A (en) * | 2019-08-02 | 2019-10-22 | 上海振华重工(集团)股份有限公司 | A kind of tracking control system and method suitable for unmanned straddle carrier |
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