(57)【要約】【課題】  前フレームの振動が後フレームに伝達するのを抑制すると共に、後フレームのロール振動を制限し、後フレームに設けられた運転室の乗り心地を向上する。【解決手段】  前フレーム３には、作業装置６を設けると共に、前車軸４を取付ける。一方、後フレーム９には、運転室１２を設けると共に、相対ロール運動可能に後車軸１０を取付ける。そして、前フレーム３と後フレーム９とは、結合フレーム１８を介して相対ロール運動可能に連結する。また、後フレーム９と後車軸１０との間にはロール軸Ｏ周りの推力を加える油圧シリンダ２３を設ける。そして、コントローラ２７は、変位センサ２５、加速度センサ２６Ａ，２６Ｂからの信号を用いて油圧シリンダ２３の推力を制御する。【選択図】        図２
2006298048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業装置が設けられる前フレームと、左，右方向に屈曲可能に該前フレームに連結され運転室が設けられる後フレームと、前記前フレームに設けられた前車軸と、前記後フレームにロール運動可能に設けられた後車軸とを備えたアーティキュレート式作業機において、
前記前フレームと後フレームとの間には、これらを相対ロール運動可能に連結する連結手段を設け、
前記後フレームまたは連結手段には、前記後フレームのロール振動を制限するロール振動制限手段を設けたことを特徴とするアーティキュレート式作業機。
【請求項２】
前記ロール振動制限手段は、前記後フレームに対してロール軸周り振動を制限するための推力を加えるアクチュエータによって構成してなる請求項１に記載のアーティキュレート式作業機。
【請求項３】
前記アクチュエータは、前記後フレームと後車軸との間に設けられ、これらの間にロール軸周りの推力を加える構成としてなる請求項２に記載のアーティキュレート式作業機。
【請求項４】
前記アクチュエータは、前記連結手段に設けられ、前記前フレームと後フレームとの間にロール軸周りの推力を加える構成としてなる請求項２に記載のアーティキュレート式作業機。
【請求項５】
前記後フレームと後車軸との間の相対ロール角変位または前記前フレームと後フレームとの間の相対ロール角変位とのうち少なくともいずれか一方を検出するための相対ロール角変位検出手段を備え、
該相対ロール角変位検出手段を用いて検出した相対ロール角変位に基づいて前記アクチュエータで発生する推力を演算する推力演算手段を備える構成としてなる請求項２，３または４に記載のアーティキュレート式作業機。
【請求項６】
前記後フレームと後車軸との間の相対ロール角速度または前記前フレームと後フレームとの間の相対ロール角速度とのうち少なくともいずれか一方を検出するための相対ロール角速度検出手段を備え、
該相対ロール角速度検出手段を用いて検出した相対ロール角速度に基づいて前記アクチュエータで発生する推力を演算する推力演算手段を備える構成としてなる請求項２，３，４または５に記載のアーティキュレート式作業機。
【請求項７】
前記後フレームと水平面との間の絶対ロール角速度を検出するための絶対ロール角速度検出手段を備え、
該絶対ロール角速度検出手段を用いて検出した絶対ロール角速度に基づいて前記アクチュエータで発生する推力を演算する推力演算手段を備える構成としてなる請求項２，３，４，５または６に記載のアーティキュレート式作業機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばホイールローダ等のように、前フレームと後フレームとが左，右方向に屈曲することによって操舵を行うアーティキュレート式作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ホイールローダ等のアーティキュレート式作業機として、前フレームと後フレームとが例えば鉛直方向に延びる屈曲軸を介して左，右方向に屈曲可能にピン結合（連結）したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このとき、前フレームにはバケット等の作業装置が設けられ、後フレームには作業者が乗降する運転室が設けられている。また、前フレーム、後フレームにはそれぞれ前車軸、後車軸がそれぞれ設けられ、これら前車軸、後車軸には前輪、後輪が取付けられている。さらに、前フレームと後フレームとの間には例えば２本のステアリングシリンダが設けられている。そして、従来技術によるアーティキュレート式作業機は、ステアリングシリンダを伸縮させることによって、前フレームと後フレームとを屈曲軸を中心に屈曲させ、左，右方向に対する走行時の操舵を行う構成となっていた。
【０００３】
【特許文献１】特開平３−２８６０３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来技術のアーティキュレート式作業機では、前フレームには例えば土砂の掘削、運搬等を行う作業装置が設けられている。このため、前フレーム側は大きな荷重を受け止める必要があるから、前フレームと前車軸との間には緩衝用懸架装置が設けられておらず、前車軸は前フレームに対してロール角が固定された状態でロール運動不能に取付けられている。一方、後フレームには作業者が運転、操作を行う運転室が設けられている。このため、後車軸は後フレームに対してロール運動可能に取付けられ、後車軸がロール軸周りに回動することによって路面の凹凸を吸収する構成となっていた。
【０００５】
しかし、不整地の走行時には、後車軸に対して入力される荷重は後車軸のロール軸周りの回動によって吸収できるものの、前車軸が前フレームに対してロール角が固定された状態で取付けられているから、前車軸に対して入力される荷重は吸収できず、前フレームはロール軸周りに振動する。このとき、従来技術では、前フレームと後フレームとが相対回転できない構成となっているから、前フレームの振動が後フレームに伝達され、運転室の振動を増大させて乗り心地を悪化させるという問題がある。
【０００６】
これに対し、特許文献１には、作業装置を動吸振器として利用する構成が開示されている。しかし、このような構成では、車体のピッチ振動およびバウンス振動は低減することができるものの、ロール軸周りの振動は十分に低減することができなかった。
【０００７】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、路面から前フレームに入力される荷重が後フレームに伝達するのを抑制し、後フレームに設けられた運転室の振動を低減し、乗り心地を向上することができるアーティキュレート式作業機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本発明は、作業装置が設けられる前フレームと、左，右方向に屈曲可能に該前フレームに連結され運転室が設けられる後フレームと、前記前フレームに設けられた前車軸と、前記後フレームにロール運動可能に設けられた後車軸とを備えたアーティキュレート式作業機に適用される。
【０００９】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記前フレームと後フレームとの間には、これらを相対ロール運動可能に連結する連結手段を設け、前記後フレームまたは連結手段には、前記後フレームのロール振動を制限するロール振動制限手段を設ける構成としたことにある。
【００１０】
請求項２の発明では、前記ロール振動制限手段は、前記後フレームに対してロール軸周り振動を制限するための推力を加えるアクチュエータによって構成としている。
【００１１】
請求項３の発明では、前記アクチュエータは、前記後フレームと後車軸との間に設けられ、これらの間にロール軸周りの推力を加える構成としている。
【００１２】
請求項４の発明では、前記アクチュエータは、前記連結手段に設けられ、前記前フレームと後フレームとの間にロール軸周りの推力を加える構成としている。
【００１３】
請求項５の発明では、前記後フレームと後車軸との間の相対ロール角変位または前記前フレームと後フレームとの間の相対ロール角変位とのうち少なくともいずれか一方を検出するための相対ロール角変位検出手段を備え、該相対ロール角変位検出手段を用いて検出した相対ロール角変位に基づいて前記アクチュエータで発生する推力を演算する推力演算手段を備える構成としている。
【００１４】
請求項６の発明では、前記後フレームと後車軸との間の相対ロール角速度または前記前フレームと後フレームとの間の相対ロール角速度とのうち少なくともいずれか一方を検出するための相対ロール角速度検出手段を備え、該相対ロール角速度検出手段を用いて検出した相対ロール角速度に基づいて前記アクチュエータで発生する推力を演算する推力演算手段を備える構成としている。
【００１５】
請求項７の発明では、前記後フレームと水平面との間の絶対ロール角速度を検出するための絶対ロール角速度検出手段を備え、該絶対ロール角速度検出手段を用いて検出した絶対ロール角速度に基づいて前記アクチュエータで発生する推力を演算する推力演算手段を備える構成としている。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、前フレームと後フレームとの間を相対ロール運動可能に連結する連結手段を設けたから、前フレームがロール軸周りに振動するときでも、連結手段を用いて前フレームに対して後フレームを相対的にロール運動させることができ、前フレームから後フレームに振動が伝達するのを防止することができる。また、後フレームまたは連結手段にはロール振動制限手段を設けたから、ロール振動制限手段を用いて後フレームのロール振動を制限することができ、後フレームに設けられた運転室の乗り心地を向上させることができる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、ロール振動制限手段はロール軸周り振動を制限するための推力を発生するアクチュエータによって構成したから、アクチュエータを用いて路面の凹凸、後フレームの振幅、振動周期等の各種の状況に応じた推力を加えることができる。このため、後フレームのロール振動を、状況に応じて能動的に制御することができる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、アクチュエータを後フレームと後車軸との間に設けたから、アクチュエータを用いて後フレームと後車軸との間にロール軸周りの推力を加え、後フレームのロール振動を減衰させることができる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、アクチュエータを連結手段に設けたから、アクチュエータを用いて前フレームと後フレームとの間にロール軸周りの推力を加え、後フレームのロール振動を減衰させることができる。
【００２０】
請求項５の発明によれば、後フレームと後車軸との間の相対ロール角変位または前フレームと後フレームとの間の相対ロール角変位とのうち少なくともいずれか一方を検出するための相対ロール角変位検出手段を備える構成としたから、推力演算手段は、相対ロール角変位検出手段を用いて相対ロール角変位を検出することができると共に、該相対ロール角変位に基づいて、例えば相対ロール角変位を零にするための推力を演算することができる。このとき、アクチュエータは推力演算手段によって演算した推力を後フレームに加えるから、後フレームに対して相対ロール角変位を減少させるための適正な復元力を付与することができる。この結果、後フレームが地面に対して定常的に傾いた状態となるのを抑制することができる。
【００２１】
請求項６の発明によれば、後フレームと後車軸との間の相対ロール角速度または前フレームと後フレームとの間の相対ロール角速度とのうち少なくともいずれか一方を検出するための相対ロール角速度検出手段を備える構成としたから、推力演算手段は、相対ロール角速度検出手段を用いて相対ロール角速度を検出することができると共に、該相対ロール角速度に基づいて、例えば相対ロール角速度を零にするための推力を演算することができる。このとき、アクチュエータは推力演算手段によって演算した推力を後フレームに加えるから、後フレームに対して相対ロール角速度を減少させるための適正な減衰力を付与することができる。この結果、後フレームのロール振動を減衰させることができる。
【００２２】
請求項７の発明によれば、後フレームと水平面との間の絶対ロール角速度を検出するための絶対ロール角速度検出手段を備える構成としたから、推力演算手段は、絶対ロール角速度検出手段を用いて絶対ロール角速度を検出することができると共に、該絶対ロール角速度に基づいて、例えば絶対ロール角速度を零にするための推力を演算することができる。このとき、アクチュエータは推力演算手段によって演算した推力を後フレームに加えるから、後フレームに対して絶対ロール角速度を減少させるための減衰力を付与することができる。この結果、後フレームのロール振動を減衰させることができる。また、後フレームの絶対ロール角速度に対して適性な減衰力を付与することができるから、前フレームの運動に影響されずに後フレームのロール振動を減衰させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態によるアーティキュレート式作業機としてホイールローダを例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。
【００２４】
まず、図１ないし図９は第１の実施の形態を示し、図において、１は本実施の形態によるホイールローダで、該ホイールローダ１は、後述する前部車体２、後部車体７等によって構成されている。
【００２５】
２はホイールローダ１の前側に配置された前部車体で、該前部車体２は、略箱状に形成された前フレーム３と、該前フレーム３の下側に設けられた前車軸４と、該前車軸４の左，右両端に設けられた前輪５と、前フレーム３の前側に俯仰動可能に取付けられた作業装置６とによって大略構成されている。
【００２６】
ここで、前車軸４は、左，右の車軸管４Ａ内に収容されて回転可能に支持されると共に、該車軸管４Ａは前フレーム３の下面に固定されている。これにより、前車軸４は、ロール軸Ｏを中心とするロール運動が不能な状態で前フレーム３に取付けられている。また、前車軸４と前フレーム３との間には、各種の緩衝用懸架装置等は設けられておらず、作業装置６に加わる大きな荷重を前フレーム３、前車軸４、前輪５等によって受承する構成となっている。
【００２７】
一方、作業装置６は、前フレーム３の左，右上端側に設けられたブラケット部３Ａに俯仰動可能に取付けられたアーム６Ａと、該アーム６Ａの先端部に回動可能に取付けられたローダバケット６Ｂとにより大略構成されている。そして、作業装置６は、シリンダ６Ｃによってアーム６Ａを上，下方向に俯仰動させ、ローダバケット６Ｂによって土砂等の運搬作業を行うものである。
【００２８】
７は左，右方向に屈曲可能な状態で前部車体２の後方に連結された後部車体で、該後部車体７は、駆動源８を収容する後フレーム９と、該後フレーム９の下側に設けられた後車軸１０と、該後車軸１０の左，右両端に設けられた後輪１１と、後フレーム９上に設けられた運転室１２とによって大略構成されている。
【００２９】
ここで、後フレーム９は、略四角形の枠状に形成されエンジン、油圧ポンプ、油圧モータ等の駆動源８が収容された収容枠部９Ａと、該収容枠部９Ａの前側に設けられた結合部９Ｂとによって構成されている。
【００３０】
また、収容枠部９Ａの下側には、左，右方向に延びる一対の支持ブラケット１３が設けられると共に、これらの支持ブラケット１３は前，後方向に離間して配置されている。さらに、各支持ブラケット１３には前，後のロール軸Ｏに沿って貫通した挿通孔１３Ａが設けられている。そして、一対の支持ブラケット１３間には後車軸１０の支持部１４が配置されている。ここで、支持部１４は、その左，右両側に後車軸１０を収容した車軸管１０Ａが固着されると共に、前，後両側にはロール軸Ｏに沿って延びる支持軸１４Ａが突出して設けられている。そして、支持部１４の支持軸１４Ａは、支持ブラケット１３の挿通孔１３Ａ内に挿通されている。これにより、後車軸１０は、後フレーム９に対してロール軸Ｏ周りに回動可能に軸支されている。また、後車軸１０は、前車軸４と共にドライブシャフト１５と通じて駆動源８に連結されている。これにより、前輪５と後輪１１とには、ドライブシャフト１５を通じて駆動源８による駆動力が伝達され、４輪駆動が可能となっている。
【００３１】
一方、結合部９Ｂには、ロール軸Ｏに沿って延びる円筒状の結合筒部１６が設けられると共に、該結合筒部１６内には後述の結合軸２０を軸支する軸受１７が設けられている。また、結合部９Ｂ上には、作業者が乗り込む運転室１２が配置されている。
【００３２】
１８は前フレーム３と後フレーム９との間に設けられた結合フレームで、該結合フレーム１８は、左，右方向の中央に位置して上，下両端側に鉛直方向（屈曲軸Ｚ方向）に延びる連結ピン１９が設けられると共に、ロール軸Ｏに沿って後フレーム９側に向けて延びる円筒状の結合軸２０が設けられている。このとき、結合軸２０内には、前車軸４と駆動源８とを連結するドライブシャフト１５が挿通されている。
【００３３】
そして、結合フレーム１８は、前フレーム３の上板３Ｂ、下板３Ｃに挟まれた状態で連結ピン１９を介して前フレーム３に連結されると共に、結合軸２０が結合部９Ｂの結合筒部１６内に挿通されることによって後フレーム９に連結されている。これにより、結合フレーム１８は、屈曲軸Ｚ（連結ピン１９の中心軸）を中心にして前フレーム３と後フレーム９とを左，右方向に屈曲可能に連結している。また、結合フレーム１８の結合軸２０は、軸受１７によってロール軸Ｏを中心に回転可能に軸支されている。これにより、結合フレーム１８は、前フレーム３と後フレーム９とを相対ロール運動可能に連結し、後フレーム９の結合部９Ｂと共に連結手段を構成している。
【００３４】
また、結合フレーム１８の前側には、連結ピン１９を挟んだ左，右両側に位置して結合ブラケット２１が設けられると共に、該結合ブラケット２１には、ステアリングシリンダ２２の一端側が取付けられている。一方、ステアリングシリンダ２２の他端側は、前フレーム３の下板３Ｃに取付けられている。そして、ステアリングシリンダ２２は、駆動源８の油圧ポンプ（図示せず）から圧油が給，排されることによって伸，縮し、前フレーム３を後フレーム９に対して左，右方向に屈曲させる構成となっている。
【００３５】
２３は後フレーム９と後車軸１０との間に設けられたロール振動制限手段（アクチュエータ）としての油圧シリンダで、該油圧シリンダ２３は、左，右の後輪１１の近傍にそれぞれ位置して、上，下方向に延びた状態で配置されている。そして、油圧シリンダ２３は、そのチューブのボトム側が後フレーム９に取付けられ、ロッドの先端側が後車軸１０を収容する車軸管１０Ａに取付けられている。また、油圧シリンダ２３は、例えば有効断面積Ａdを有すると共に、電磁制御弁２４を介して駆動源８内の油圧ポンプ（図示せず）に接続されている。このとき、油圧シリンダ２３は、例えば電磁駆動式の圧力制御弁からなる電磁制御弁２４を用いて該油圧ポンプからの圧油の給，排やボトム側油室とロッド側油室との間の差圧が制御されている。そして、左，右の油圧シリンダ２３は、ボトム側とロッド側との差圧に応じて後フレーム９と後車軸１０との間にロール軸Ｏ周りの推力Ｆ0を加える。これにより、油圧シリンダ２３は、後フレーム９のロール振動（ロール軸Ｏ周りの振動）を制限する構成となっている。
【００３６】
２５は例えば一方の油圧シリンダ２３に取り付けられた変位センサで、該変位センサ２５は、油圧シリンダ２３のチューブ内に取付けられ、ロッドの伸長位置を検出して該伸長位置に応じた電気信号（例えば電圧信号等）を出力する。これにより、変位センサ２５は、後フレーム９と後車軸１０との間の相対ロール角変位θに応じた信号（相対ロール角変位信号Ｓ1）を出力している。
【００３７】
なお、変位センサ２５は、左，右両側の油圧シリンダ２３のうちいずれか一方だけに設ける構成としてもよく、両方に設ける構成としてもよい。
【００３８】
２６Ａ，２６Ｂは後フレーム９の左，右両側にそれぞれ設けられた加速度センサで、該加速度センサ２６Ａ，２６Ｂは、後フレーム９に加わる上，下方向の加速度を検出し、該加速度に応じた信号（加速度信号Ｓ2a，Ｓ2b）をそれぞれ出力する。そして、加速度センサ２６Ａ，２６Ｂの加速度信号は、後述するように減算処理等が施され、後フレーム９に加わる絶対ロール角速度ωの検出に用いられるものである。
【００３９】
２７は例えば後部車体７（後フレーム９）に取付けられた推力演算手段としてのコントローラで、該コントローラ２７は、後述する姿勢制御部２８、制振制御部３１、推力信号出力部３４等によって大略構成されている。また、コントローラ２７は、その入力側が変位センサ２５と加速度センサ２６Ａ，２６Ｂに接続され、出力側が油圧シリンダ２３用の電磁制御弁２４に接続されている。そして、コントローラ２７は、変位センサ２５による相対ロール角変位信号Ｓ1を用いてロール軸Ｏ周りの相対ロール角変位θを減少させる復元力Ｆ1を演算すると共に、加速度センサ２６Ａ，２６Ｂによる加速度信号Ｓ2a，Ｓ2bを用いてロール軸Ｏ周りの振動を減少させる減衰力Ｆ2を演算し、これらの復元力Ｆ1と減衰力Ｆ2に基づいて油圧シリンダ２３が後フレーム９と後車軸１０との間に加える推力Ｆ0を演算する。これにより、コントローラ２７は、電磁制御弁２４を用いて油圧シリンダ２３のボトム側とロッド側との差圧を増，減させ、油圧シリンダ２３で発生するロール振動を制限するための推力Ｆ0を制御している。
【００４０】
２８は変位センサ２５による相対ロール角変位信号Ｓ1を用いてロール軸Ｏ周りの相対ロール角変位θを減少させる復元力Ｆ1を演算する姿勢制御部で、該姿勢制御部２８は、その入力側が増幅器２９およびＡ／Ｄコンバータ３０とを介して変位センサ２５に接続され、出力側が推力信号出力部３４に接続されている。また、姿勢制御部２８は、変位センサ２５による相対ロール角変位信号Ｓ1に対して例えば換算係数を乗じて相対ロール角変位θを換算する角変位換算器２８Ａと、該角変位換算器２８Ａによる相対ロール角変位θと予め設定された目標相対ロール角変位θ0（例えば、θ0＝０）との偏差Ｅ1（Ｅ1＝θ0−θ）を演算する相対ロール角変位偏差演算器２８Ｂと、該相対ロール角変位偏差演算器２８Ｂによる偏差Ｅ1のうち制御が必要となる周波数成分を取り出す制御フィルタ２８Ｃとによって構成されている。
【００４１】
ここで、変位センサ２５から出力されたアナログ信号からなる相対ロール角変位信号Ｓ1は、増幅器２９によって増幅された後にＡ／Ｄコンバータ３０を用いてディジタル信号に変換される。このため、角変位換算器２８Ａには、ディジタル信号からなる相対ロール角変位信号Ｓ1が入力されている。また、制御フィルタ２８Ｃは、例えば低域通過フィルタ、帯域通過フィルタ等のディジタルフィルタによって構成され、偏差Ｅ1に対して各種のフィルタ処理を行うことによって、適正な振幅補正と位相補正とを行う。これにより、制御フィルタ２８Ｃは、後フレーム９と後車軸１０との間の相対ロール角変位θを目標相対ロール角変位θ0に収束させるための復元力Ｆ1を出力する。従って、姿勢制御部２８は、後フレーム９と後車軸１０との間の相対ロール角変位θをフィードバック制御するものである。
【００４２】
３１は加速度センサ２６Ａ，２６Ｂによる加速度信号Ｓ2a，Ｓ2bを用いてロール軸Ｏ周りの振動を減少させる減衰力Ｆ2を演算する制振制御部で、該制振制御部３１は、その入力側が増幅器３２およびＡ／Ｄコンバータ３３とを介して加速度センサ２６Ａ，２６Ｂに接続され、出力側が推力信号出力部３４に接続されている。また、制振制御部３１は、加速度センサ２６Ａ，２６Ｂによる加速度信号Ｓ2a，Ｓ2bの加速度差ΔＳ2（ΔＳ2＝Ｓ2a−Ｓ2b）を演算する減算器３１Ａと、該減算器３１Ａによる加速度差ΔＳ2に対して例えば換算係数を乗じることによって後フレーム９に作用する絶対ロール角速度ωを換算する角速度換算器３１Ｂと、該角速度換算器３１Ｂによる絶対ロール角速度ωと予め設定された目標絶対ロール角速度ω0（例えば、ω0＝０）との偏差Ｅ2を演算する絶対ロール角速度偏差演算器３１Ｃと、該絶対ロール角速度偏差演算器３１Ｃによる偏差Ｅ2のうち制御が必要となる周波数成分を取り出す制御フィルタ３１Ｄとによって構成されている。
【００４３】
ここで、加速度センサ２６Ａ，２６Ｂから出力されたアナログ信号からなる加速度信号Ｓ2a，Ｓ2bは、増幅器３２によって増幅された後にＡ／Ｄコンバータ３３を用いてディジタル信号に変換される。このため、減算器３１Ａには、ディジタル信号からなる加速度信号Ｓ2a，Ｓ2bが入力されている。また、制御フィルタ３１Ｄは、例えば低域通過フィルタ、帯域通過フィルタ等のディジタルフィルタによって構成され、偏差Ｅ2に対して各種のフィルタ処理を行うことによって、適正な振幅補正と位相補正とを行う。これにより、制御フィルタ３１Ｄは、後フレーム９に作用する絶対ロール角速度ωを目標絶対ロール角速度ω0に収束させるための減衰力Ｆ2を出力する。従って、制振制御部３１は、後フレーム９に対する絶対ロール角速度ωをフィードバック制御するものである。
【００４４】
３４は入力側が姿勢制御部２８と制振制御部３１とに接続され、出力側が電磁制御弁２４に接続された推力信号出力部を示している。ここで、推力信号出力部３４は、復元力Ｆ1と減衰力Ｆ2を加算し推力Ｆ0を演算する加算器３４Ａと、該加算器３４Ａによる推力Ｆ0に対して油圧シリンダ２３の有効断面積Ａdの逆数（１／Ａd）を掛けて油圧シリンダ２３の目標差圧ΔＰ（ボトム側とロッド側との差圧）を演算する目標差圧演算器３４Ｂと、該目標差圧演算器３４Ｂによるディジタル信号からなる目標差圧ΔＰをアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータ３４Ｃと、該Ｄ／Ａコンバータ３４Ｃによるアナログ信号の目標差圧ΔＰに応じて電磁制御弁２４を駆動するための推力信号Ｓ0を出力する駆動増幅器３４Ｄとによって構成されている。これにより、推力信号出力部３４は、姿勢制御部２８の復元力Ｆ1と制振制御部３１の減衰力Ｆ2とに基づいて油圧シリンダ２３が後フレーム９と後車軸１０との間に加える推力Ｆ0を演算し、該推力Ｆ0に応じた推力信号Ｓ0（駆動信号）を電磁制御弁２４に出力する。
【００４５】
本実施の形態によるホイールローダ１は上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について説明する。
【００４６】
まず、ホイールローダ１を走行するときには、ドライブシャフト１５を介して前車軸４、後車軸１０に連結された駆動源８の油圧モータ（図示せず）等を駆動する。これにより、前車軸４、後車軸１０を介して前輪５、後輪１１が回転駆動し、ホイールローダ１は前進、後進する。また、ホイールローダ１を左，右方向に操舵するときには、駆動源８の油圧ポンプ（図示せず）を用いてステアリングシリンダ２２を伸長、縮小させる。これにより、前フレーム３と後フレーム９とは屈曲軸Ｚを中心に左，右方向に屈曲するから、ホイールローダ１を左，右方向に進行させることができる。そして、土砂等の掘削作業を行う場合には、駆動源８の油圧ポンプ（図示せず）を用いてシリンダ６Ｃを伸縮動作させ、アーム６Ａを俯仰動させる。この状態で、ホイールローダ１を前進、後退させ、ローダバケット６Ｂを用いた掘削作業等を行うものである。
【００４７】
次に、油圧シリンダ２３、コントローラ２７等を用いてロール軸Ｏ周りの振動（ロール振動）を制限する制振作用について説明する。
【００４８】
まず、コントローラ２７の姿勢制御部２８には、油圧シリンダ２３に内蔵された変位センサ２５による相対ロール角変位信号Ｓ1が入力されるから、角変位換算器２８Ａは、相対ロール角変位信号Ｓ1を用いて後フレーム９と後車軸１０との間の相対ロール角変位θを計算する。このとき、相対ロール角変位偏差演算器２８Ｂは相対ロール角変位θと目標相対ロール角変位θ0（例えば、θ0＝０）との偏差Ｅ1を演算する。このため、制御フィルタ２８Ｃは、偏差Ｅ1に対して各種のフィルタ処理を行い、適正な振幅補正と位相補正を行った復元力Ｆ1を求める。
【００４９】
一方、コントローラ２７の制振制御部３１には、後フレーム９の左，右両側に配設された２個の加速度センサ２６Ａ，２６Ｂによる加速度信号Ｓ2a，Ｓ2bが入力されるから、減算器３１Ａは、加速度信号Ｓ2a，Ｓ2bの差分として加速度差ΔＳ2を演算し、角速度換算器３１Ｂは、該加速度差ΔＳ2を用いて後フレーム９に作用する絶対ロール角速度ωを計算する。このとき、絶対ロール角速度偏差演算器３１Ｃは絶対ロール角速度ωと目標絶対ロール角速度ω0（例えば、ω0＝０）との偏差Ｅ2を演算する。このため、制御フィルタ３１Ｄは、偏差Ｅ2に対して各種のフィルタ処理を行い、適正な振幅補正と位相補正を行った減衰力Ｆ2を求める。
【００５０】
そして、これらの復元力Ｆ1と減衰力Ｆ2は推力信号出力部３４に入力されるから、加算器３４Ａは、復元力Ｆ1と減衰力Ｆ2とを加算して油圧シリンダ２３による推力Ｆ0を出力する。これにより、目標差圧演算器３４Ｂは、推力Ｆ0を油圧シリンダ２３の有効断面積Ａdで割ることによって、油圧シリンダ２３のボトム側とロッド側の差圧、すなわち電磁制御弁２４によって設定する目標差圧ΔＰを算出する。このとき、電磁制御弁２４は一般的に電流制御されるため、駆動増幅器３４Ｄは、目標差圧ΔＰに応じた電流値を演算し、該電流値に設定された駆動電流（推力信号Ｓ0）を電磁制御弁２４に出力する。この結果、電磁制御弁２４に駆動電流が供給され、油圧シリンダ２３のボトム側とロッド側の差圧が目標差圧ΔＰに制御されるから、制御された差圧に油圧シリンダ２３の有効断面積Ａdを乗じたものが後フレーム９と後車軸１０との間に作用する実際の推力となる。
【００５１】
また、ホイールローダ１に入力される外力、油圧シリンダ２３による推力等によって、ホイールローダ１の運動が変化する。このため、変位センサ２５による相対ロール角変位信号Ｓ1と加速度センサ２６Ａ，２６Ｂによる加速度信号Ｓ2a，Ｓ2bとをコントローラ２７にフィードバックし、油圧シリンダ２３の制御ループを継続している。
【００５２】
然るに、本実施の形態では、油圧シリンダ２３は、後フレーム９と後車軸１０との間の相対ロール角変位θを０とするような推力Ｆ0（復元力Ｆ1）を発生させる。このとき、後輪１１の変形によって若干の変動があるものの、後車軸１０は、地面に対してほぼ一定な角度（例えば地面に平行となる角度）を保つ。このため、地面に対して一定の相対ロール角変位θを保ち、屈曲軸Ｚが地面に対して鉛直方向となるように、後フレーム９を姿勢制御することができる。
【００５３】
また、油圧シリンダ２３は、後フレーム９の絶対ロール角速度ωを０とするような推力Ｆ0（減衰力Ｆ2）を発生させる。この推力Ｆ0は、いわゆるスカイフック理論による減衰力Ｆ2となるから、該減衰力Ｆ2によって大きなロール制振効果を得ることができ、後フレーム９を制振制御することができる。
【００５４】
そして、姿勢制御、制振制御のいずれの場合でも、前フレーム３と後フレーム９とは互いにロール運動に対して拘束力を持たないから、前フレーム３の動きによって後フレーム９の制御が阻害されることがない。また、制御対象は後フレーム９のみであり、作業装置６が取付けられる前フレーム３は、従来技術と同様に前輪５以外の緩衝機構が無い状態で地面に接地している。従って、作業装置６を用いた掘削作業時であっても、作業装置６に作用する荷重を前フレーム３等によって安定的に受け止めることができ、作業性を損なうことがない。
【００５５】
かくして、本実施の形態では、前フレーム３と後フレーム９との間を相対ロール運動可能に連結する結合部９Ｂおよび結合フレーム１８を設けたから、作業装置６による掘削作業等によって前フレーム３がロール軸Ｏ周りに振動するときでも、結合フレーム１８等を用いて前フレーム３に対して後フレーム９を相対的にロール運動させることができ、前フレーム３から後フレーム９に振動が伝達するのを防止することができる。
【００５６】
また、後フレーム９と後車軸１０との間には油圧シリンダ２３を設けたから、油圧シリンダ２３を用いて後フレーム９と後車軸１０との間にロール軸Ｏ周りの推力Ｆ0を加えることができる。これにより、後フレーム９のロール振動を制限することができ、後フレーム９に設けられた運転室１２の乗り心地を向上させることができる。
【００５７】
特に、本実施の形態では、油圧シリンダ２３はコントローラ２７によって演算された推力を加える構成としている。このため、コントローラ２７を用いて路面の凹凸、後フレーム９の振幅、振動周期等の各種の状況に応じた推力Ｆ0を演算することができると共に、油圧シリンダ２３を用いて後フレーム９に対してこの演算した推力Ｆ0を加えることができる。この結果、後フレーム９のロール振動を、状況に応じて能動的に制御することができる。
【００５８】
また、ホイールローダ１は、後フレーム９と後車軸１０との間の相対ロール角変位θを検出するための変位センサ２５を備える構成としたから、コントローラ２７は、変位センサ２５による相対ロール角変位信号Ｓ1を用いて相対ロール角変位θを検出することができると共に、該相対ロール角変位θに基づいて、例えば相対ロール角変位θを零（θ＝０）にするための推力Ｆ0を演算することができる。このとき、油圧シリンダ２３はコントローラ２７によって演算した推力Ｆ0を後フレーム９に加えるから、後フレーム９に対して相対ロール角変位θを減少させるための復元力Ｆ1を付与することができる。この結果、復元力Ｆ1によって後フレーム９を地面に対して略平行な状態に保持することができ、後フレーム９が地面に対して定常的に傾いた状態となるのを抑制し、後フレーム９の姿勢制御を行うことができる。
【００５９】
さらに、ホイールローダ１は、後フレーム９と水平面（地面）との間の絶対ロール角速度ωを検出するための加速度センサ２６Ａ，２６Ｂを備える構成としたから、コントローラ２７は、加速度センサ２６Ａ，２６Ｂによる加速度信号Ｓ2a，Ｓ2bを用いて絶対ロール角速度ωを検出することができると共に、該絶対ロール角速度ωに基づいて、例えば絶対ロール角速度ωを零（ω＝０）にするための推力Ｆ0を演算することができる。このとき、油圧シリンダ２３はコントローラ２７によって演算した推力Ｆ0を後フレーム９に加えるから、後フレーム９に対して絶対ロール角速度ωを減少させるための減衰力Ｆ2を付与することができる。この結果、減衰力Ｆ2によって後フレーム９のロール軸Ｏ周りの振動を制限することができ、後フレーム９の制振制御を行うことができる。
【００６０】
また、後フレーム９の絶対ロール角速度ωに対して適性な減衰力Ｆ2を付与することができるから、前フレーム３の運動に影響されずに後フレーム９のロール振動を減衰させることができる。
【００６１】
次に、図１０ないし図１５は本発明による第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、後フレームと結合フレームとの間にロール振動を制限する油圧シリンダを設けると共に、前フレームと後フレームとの間の相対ロール角変位および相対ロール角速度を用いて油圧シリンダの推力を演算する構成としたことにある。なお、本実施の形態では前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６２】
４１は前フレーム３と後フレーム９との間に設けられた結合フレームで、該結合フレーム４１は、第１の実施の形態による結合フレーム１８とほぼ同様に、左，右方向の中央に位置して上，下両端側に鉛直方向（屈曲軸Ｚ方向）に延びる連結ピン４２が設けられると共に、ロール軸Ｏに沿って後フレーム９側に向けて延びる円筒状の結合軸４３が設けられている。このとき、結合軸４３内には、前車軸４と駆動源８とを連結するドライブシャフト１５が挿通されている。
【００６３】
そして、結合フレーム４１は、前フレーム３の上板３Ｂ、下板３Ｃに挟まれた状態で連結ピン４２を介して前フレーム３に連結されると共に、結合軸４３が結合部９Ｂの結合筒部１６内に挿通されることによって後フレーム９に連結されている。これにより、結合フレーム４１は、屈曲軸Ｚ（連結ピン４２の中心軸）を中心にして前フレーム３と後フレーム９とを左，右方向に屈曲可能に連結している。また、結合フレーム４１の結合軸４３は、軸受１７によってロール軸Ｏを中心に回転可能に軸支されている。これにより、結合フレーム４１は、前フレーム３と後フレーム９とを相対ロール運動可能に連結し、後フレーム９の結合部９Ｂと共に連結手段を構成している。
【００６４】
また、結合フレーム４１の前側には、連結ピン４２を挟んだ左，右両側に位置して結合ブラケット４４が設けられている。そして、結合ブラケット４４と前フレーム３の下板３Ｃとの間には、前フレーム３と後フレーム９とを左，右方向に屈曲させるステアリングシリンダ２２が取付けられている。
【００６５】
さらに、結合フレーム４１の左，右両端には後述の油圧シリンダ４６を取付けるための取付ブラケット４５が設けられている。そして、取付ブラケット４５と後フレーム９の結合部９Ｂとの間には油圧シリンダ４６が取付けられている。
【００６６】
４６は後フレーム９と結合フレーム４１との間に設けられたロール振動制限手段（アクチュエータ）としての油圧シリンダで、該油圧シリンダ４６は、結合フレーム４１の左，右両側にそれぞれ位置して、上，下方向に延びた状態で配置されている。そして、油圧シリンダ４６は、そのチューブのボトム側が後フレーム９の結合部９Ｂに取付けられ、ロッドの先端側が結合フレーム４１の取付ブラケット４５に取付けられている。また、油圧シリンダ２３は、例えば有効断面積Ａdを有すると共に、電磁制御弁４７を介して駆動源８内の油圧ポンプ（図示せず）に接続されている。このとき、油圧シリンダ４６は、例えば電磁駆動式の圧力制御弁からなる電磁制御弁４７を用いて該油圧ポンプからの圧油の給，排やボトム側油室とロッド側油室との間の差圧が制御されている。そして、左，右の油圧シリンダ４６は、ボトム側とロッド側との差圧に応じて後フレーム９と結合フレーム４１との間にロール軸Ｏ周りの推力Ｆ0′を加える。これにより、油圧シリンダ４６は、後フレーム９のロール振動を制限する構成となっている。
【００６７】
４８は例えば一方の油圧シリンダ４６に取り付けられた変位センサで、該変位センサ４８は、油圧シリンダ４６のチューブ内に取付けられ、ロッドの伸長位置を検出して該伸長位置に応じた電気信号（例えば電圧信号等）を出力する。これにより、変位センサ４８は、後フレーム９と結合フレーム４１との間の相対ロール角変位θ′に応じた信号（相対ロール角変位信号Ｓ1′）を出力している。このとき、結合フレーム４１は前フレーム３と同じロール角変位を行うから、相対ロール角変位信号Ｓ1′は前フレーム３と後フレーム９との間の相対ロール角変位θ′にも対応している。
【００６８】
４９は例えば後部車体７（後フレーム９）に取付けられた推力演算手段としてのコントローラで、該コントローラ４９は、後述する姿勢制御部５０、制振制御部５３、推力信号出力部５４等によって大略構成されている。また、コントローラ４９は、その入力側が変位センサ４８に接続され、出力側が油圧シリンダ４６用の電磁制御弁４７に接続されている。そして、コントローラ４９は、変位センサ４８による相対ロール角変位信号Ｓ1′を用いてロール軸Ｏ周りの相対ロール角変位θ′を減少させる復元力Ｆ1′を演算すると共に、ロール軸Ｏ周りの振動を減少させる減衰力Ｆ2′を演算し、これらの復元力Ｆ1′と減衰力Ｆ2′に基づいて油圧シリンダ４６が後フレーム９と結合フレーム４１との間に加える推力Ｆ0′を演算する。これにより、コントローラ４９は、電磁制御弁４７を用いて油圧シリンダ４６のボトム側とロッド側との差圧を増，減させ、油圧シリンダ４６で発生するロール振動を制限するための推力Ｆ0′を制御している。
【００６９】
５０は変位センサ４８による相対ロール角変位信号Ｓ1′を用いてロール軸Ｏ周りの相対ロール角変位θ′を減少させる復元力Ｆ1′を演算する姿勢制御部で、該姿勢制御部５０は、その入力側が増幅器５１およびＡ／Ｄコンバータ５２とを介して変位センサ４８に接続され、出力側が推力信号出力部５４に接続されている。また、姿勢制御部５０は、変位センサ４８による相対ロール角変位信号Ｓ1′に対して例えば換算係数を乗じて相対ロール角変位信号Ｓ1′から相対ロール角変位θ′を換算する角変位換算器５０Ａと、該角変位換算器５０Ａによる相対ロール角変位θ′と予め設定された目標相対ロール角変位θ0′（例えば、θ0′＝０）との偏差Ｅ1′（Ｅ1′＝θ0′−θ′）を演算する相対ロール角変位偏差演算器５０Ｂと、該相対ロール角変位偏差演算器５０Ｂによる偏差Ｅ1′のうち制御が必要となる周波数成分を取り出す制御フィルタ５０Ｃとによって構成されている。
【００７０】
ここで、変位センサ４８から出力されたアナログ信号からなる相対ロール角変位信号Ｓ1′は、増幅器５１によって増幅された後にＡ／Ｄコンバータ５２を用いてディジタル信号に変換される。このため、角変位換算器５０Ａには、ディジタル信号からなる相対ロール角変位信号Ｓ1が入力されている。また、制御フィルタ５０Ｃは、例えば低域通過フィルタ、帯域通過フィルタ等のディジタルフィルタによって構成され、偏差Ｅ1′に対して各種のフィルタ処理を行うことによって、適正な振幅補正と位相補正とを行う。これにより、制御フィルタ５０Ｃは、後フレーム９と結合フレーム４１との間の相対ロール角変位θ′を目標相対ロール角変位θ0′に収束させるための復元力Ｆ1′を出力する。従って、姿勢制御部５０は、後フレーム９と結合フレーム４１との間の相対ロール角変位θ′をフィードバック制御するものである。
【００７１】
５３は変位センサ４８による相対ロール角変位信号Ｓ1′を用いてロール軸Ｏ周りの振動を減少させる減衰力Ｆ2′を演算する制振制御部で、該制振制御部５３は、その入力側が増幅器５１およびＡ／Ｄコンバータ５２とを介して変位センサ４８に接続され、出力側が推力信号出力部５４に接続されている。また、制振制御部５３は、角変位換算器５０Ａとほぼ同様に換算係数と相対ロール角変位信号Ｓ1′とを用いて相対ロール角変位θ′を換算する角変位換算器５３Ａと、該角変位換算器５３Ａによる相対ロール角変位θ′に対して微分処理を行い相対ロール角速度ω′を演算する微分器５３Ｂと、該微分器５３Ｂによる相対ロール角速度ω′と予め設定された目標相対ロール角速度ω0′（例えば、ω0′＝０）との偏差Ｅ2′を演算する相対ロール角速度偏差演算器５３Ｃと、該相対ロール角速度偏差演算器５３Ｃによる偏差Ｅ2′のうち制御が必要となる周波数成分を取り出す制御フィルタ５３Ｄとによって構成されている。
【００７２】
ここで、角変位換算器５３Ａには、Ａ／Ｄコンバータ５２によってディジタル信号に変換された相対ロール角変位信号Ｓ1′が入力されている。また、制御フィルタ５３Ｄは、例えば低域通過フィルタ、帯域通過フィルタ等のディジタルフィルタによって構成され、偏差Ｅ2′に対して各種のフィルタ処理を行うことによって、適正な振幅補正と位相補正とを行う。これにより、制御フィルタ５３Ｄは、後フレーム９に作用する相対ロール角速度ω′を目標相対ロール角速度ω0′に収束させるための減衰力Ｆ2′を出力する。従って、制振制御部５３は、後フレーム９と結合フレーム４１との間の相対ロール角速度ω′をフィードバック制御するものである。
【００７３】
５４は入力側が姿勢制御部５０と制振制御部５３とに接続され、出力側が電磁制御弁４７に接続された推力信号出力部を示している。ここで、推力信号出力部５４は、復元力Ｆ1′と減衰力Ｆ2′を加算し推力Ｆ0′を演算する加算器５４Ａと、該加算器５４Ａによる推力Ｆ0′に対して油圧シリンダ４６の有効断面積Ａdの逆数（１／Ａd）を掛けて油圧シリンダ４６の目標差圧ΔＰ′（ボトム側とロッド側との差圧）を演算する目標差圧演算器５４Ｂと、該目標差圧演算器５４Ｂによるディジタル信号からなる目標差圧ΔＰ′をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータ５４Ｃと、該Ｄ／Ａコンバータ５４Ｃによるアナログ信号の目標差圧ΔＰ′に応じて電磁制御弁４７を駆動するための推力信号Ｓ0′を出力する駆動増幅器５４Ｄとによって構成されている。これにより、推力信号出力部５４は、姿勢制御部５０の復元力Ｆ1′と制振制御部５３の減衰力Ｆ2′とに基づいて油圧シリンダ４６が後フレーム９と結合フレーム４１との間に加える推力Ｆ0′を演算し、該推力Ｆ0′に応じた推力信号Ｓ0′（駆動信号）を電磁制御弁４７に出力する。
【００７４】
本実施の形態によるホイールローダ１は上述の如き構成を有するもので、前進、後退、左，右方向への操舵等の作動は第１の実施の形態とほぼ同様である。
【００７５】
一方、油圧シリンダ４６、コントローラ４９等は第１の実施の形態による油圧シリンダ２３、コントローラ２７等とは異なる。このため、次に、油圧シリンダ４６、コントローラ４９等を用いてロール軸Ｏ周りの振動（ロール振動）を制限する制振作用について説明する。
【００７６】
まず、コントローラ４９の姿勢制御部５０には、油圧シリンダ４６に内蔵された変位センサ４８による相対ロール角変位信号Ｓ1′が入力されるから、角変位換算器５０Ａは、相対ロール角変位信号Ｓ1′を用いて後フレーム９と結合フレーム４１（前フレーム３）との間の相対ロール角変位θ′を計算する。このとき、相対ロール角変位偏差演算器５０Ｂは相対ロール角変位θ′と目標相対ロール角変位θ0′（例えば、θ0′＝０）との偏差Ｅ1′を演算する。このため、制御フィルタ５０Ｃは、偏差Ｅ1′に対して各種のフィルタ処理を行い、適正な振幅補正と位相補正を行った復元力Ｆ1′を求める。
【００７７】
一方、コントローラ４９の制振制御部５３にも、油圧シリンダ４６に内蔵された変位センサ４８による相対ロール角変位信号Ｓ1′が入力されるから、角変位換算器５３Ａは、角変位換算器５０Ａとほぼ同様に相対ロール角変位信号Ｓ1′を用いて後フレーム９と結合フレーム４１（前フレーム３）との間の相対ロール角変位θ′を計算する。このとき、微分器５３Ｂは、角変位換算器５０Ａによる相対ロール角変位θ′に対して微分処理を行い相対ロール角速度ω′を演算する。また、相対ロール角速度偏差演算器５３Ｃは相対ロール角速度ω′と目標相対ロール角速度ω0′（例えば、ω0′＝０）との偏差Ｅ2′を演算する。これにより、制御フィルタ５３Ｄは、偏差Ｅ2′に対して各種のフィルタ処理を行い、適正な振幅補正と位相補正を行った減衰力Ｆ2′を求める。
【００７８】
そして、これらの復元力Ｆ1′と減衰力Ｆ2′は推力信号出力部５４に入力されるから、加算器５４Ａは、復元力Ｆ1′と減衰力Ｆ2′とを加算して油圧シリンダ４６による推力Ｆ0′を出力する。これにより、目標差圧演算器５４Ｂは、推力Ｆ0′を油圧シリンダ４６の有効断面積Ａdで割ることによって、油圧シリンダ４６のボトム側とロッド側の差圧、すなわち電磁制御弁４７によって設定する目標差圧ΔＰ′を算出する。このとき、電磁制御弁４７は一般的に電流制御されるため、駆動増幅器５４Ｄは、目標差圧ΔＰ′に応じた電流値を演算し、該電流値に設定された駆動電流（推力信号Ｓ0′）を電磁制御弁４７に出力する。この結果、電磁制御弁４７に駆動電流が供給され、油圧シリンダ４６のボトム側とロッド側の差圧が目標差圧ΔＰ′に制御されるから、制御された差圧に油圧シリンダ４６の有効断面積Ａdを乗じたものが後フレーム９と結合フレーム４１との間に作用する実際の推力となる。
【００７９】
また、ホイールローダ１に入力される外力、油圧シリンダ４６による推力等によって、ホイールローダ１の運動が変化する。このため、変位センサ４８による相対ロール角変位信号Ｓ1′をコントローラ２９にフィードバックし、油圧シリンダ４６の制御ループを継続している。
【００８０】
かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、油圧シリンダ４６は、後フレーム９と結合フレーム４１（前フレーム３）との間の相対ロール角変位θ′を０とするような推力Ｆ0′（復元力Ｆ1′）を発生させる。このとき、前輪５の変形によって若干の変動があるものの、前車軸４と前フレーム３とは、地面に対してほぼ一定な角度（例えば地面に平行となる角度）を保つ。この結果、地面に対して一定の相対ロール角変位θ′を保ち、屈曲軸Ｚが地面に対して鉛直方向となるように、後フレーム９を姿勢制御することができる。
【００８１】
また、油圧シリンダ４６は、後フレーム９と結合フレーム４１（前フレーム３）との間の相対ロール角速度ω′を０とするような推力Ｆ0′（減衰力Ｆ2′）を発生させる。この結果、減衰力Ｆ2′によって前フレーム３の動きに適度に追従した制振効果を得ることができ、後フレーム９を制振制御することができる。これにより、後フレーム９のロール振動を制限することができ、後フレーム９に設けられた運転室１２の乗り心地を向上させることができる。
【００８２】
このように、第２の実施の形態では、第１の実施の形態と異なり、前フレーム３の動きに影響された制振制御となる。従って、第２の実施の形態では、第１の実施の形態ほど制振効果は大きくないものの、前フレーム３の動きが後フレーム９に適度に伝達されるから、例えば作業装置６の振動のように作業状況を把握するための振動等は運転室１２に伝達することができる。この結果、運転室１２内の作業者は、違和感なく作業を行うことができる。
【００８３】
また、油圧シリンダ４６は前フレーム３（結合フレーム４１）と後フレーム９との間に推力Ｆ0′を発生させるから、制振制御の影響が前フレーム３にも及ぶ。しかし、前フレーム３自体には地面との間に前輪５以外の緩衝用懸架装置が設けられていないから、作業装置６を用いて掘削作業時を行うときでも、作業装置６に作用する荷重を前フレーム３等によって確実に受け止めることができ、作業性を損なうことはない。
【００８４】
さらに、本実施の形態では、後フレーム９と結合フレーム４１（前フレーム３）との間には油圧シリンダ４６を設けると共に、該油圧シリンダ４６には変位センサ４８を設ける構成としている。このため、該変位センサ４８による相対ロール角変位信号Ｓ1′を用いて後フレーム９と前フレーム３との間の相対ロール角変位θ′を検出することができると共に、後フレーム９と前フレーム３との間の相対ロール角速度ω′も検出することができる。このため、変位センサ４８を相対ロール角変位θ′の検出と相対ロール角速度ω′の検出とに兼用することができ、別個の検出手段を設けた場合に比べて部品点数、製造コスト等を削減することができる。
【００８５】
そして、コントローラ４９は、変位センサ４８による相対ロール角変位信号Ｓ1′を用いて相対ロール角変位θ′と相対ロール角速度ω′とを検出することができるから、後フレーム９の姿勢制御と制振制御とを行うことができる。
【００８６】
なお、前記第１の実施の形態では、前フレーム３と後フレーム９とは相対ロール運動が自由にできる構成としたが、例えば後フレーム９と結合フレーム１８との間にばね等の緩衝部材を設け、前フレーム３と後フレーム９との相対ロール運動を規制する構成としてもよい。
【００８７】
また、前記第１，第２の実施の形態では、復元力Ｆ1，Ｆ1′と減衰力Ｆ2，Ｆ2′を演算する制御フィルタ２８Ｃ，３１Ｄ，５０Ｃ，５３Ｄはいずれもディジタルフィルタを用いて構成するものとした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば変位センサ等からの信号をアナログ信号として用いる場合には、各制御フィルタもアナログフィルタを用いて構成することもできる。
【００８８】
また、前記第１，第２の実施の形態では、コントローラ２７，４９は変位センサ２５，４８、加速度センサ２６Ａ，２６Ｂによる相対ロール角変位信号Ｓ1，Ｓ1′、加速度信号Ｓ2a，Ｓ2bを用いて復元力Ｆ1，Ｆ1′と減衰力Ｆ2，Ｆ2′を演算する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば変位センサ、加速度センサによる情報を補足するために、コントローラは、相対ロール角変位信号や加速度信号に加えて、ホイールローダの車両速度情報、ステアリング量等の情報を利用し、復元力、減衰力を演算する構成としてもよい。
【００８９】
また、前記第１の実施の形態では、加速度センサ２６Ａ，２６Ｂを用いて後フレーム９の絶対ロール角速度ωを間接的に検出する構成としたが、例えばジャイロセンサ等を用いて絶対ロール角速度ωを直接的に検出する構成としてもよい。
【００９０】
また、前記第１の実施の形態では、油圧シリンダ２３に設けた変位センサ２５を用いて後フレーム９と後車軸１０との間の相対ロール角変位θを間接的に検出する構成としたが、例えば後フレーム９と後車軸１０とを連結する支持軸１４Ａ等に角度センサを設け、該角度センサを用いて相対ロール角変位θを直接的に検出する構成としてもよい。
【００９１】
さらに、前記第２の実施の形態では、油圧シリンダ４６に設けた変位センサ４８を用いて後フレーム９と結合フレーム４１（前フレーム３）との間の相対ロール角変位θ′を間接的に検出する構成としたが、例えば後フレーム９と結合フレーム４１とを連結する結合軸４３等に角度センサを設け、該角度センサを用いて相対ロール角変位θ′を直接的に検出する構成としてもよい。
【００９２】
また、前記第１の実施の形態では、加速度センサ２６Ａ，２６Ｂを後フレーム９に設けて後フレーム９の絶対ロール角速度ωを検出する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えばロール軸Ｏと比較的大きな距離を確保できる運転室１２の天井等に左，右方向の加速度を検出する単一の加速度センサを設ける構成としてもよい。この場合、加速度センサからの電気信号に基づいて計算した左，右方向の絶対速度を制御量として、後フレーム９のロール振動を制振することができる。
【００９３】
前記第１の実施の形態では、コントローラ２７は、後フレーム９の絶対ロール角速度ωに基づいて油圧シリンダ２３の推力を演算するものとした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば後フレーム９の絶対ロール角速度に代えて、後フレーム９と後車軸１０との間の相対ロール角速度に基づいて油圧シリンダ２３の推力を演算してもよく、絶対ロール角速度および相対ロール角速度に基づいて油圧シリンダ２３の推力を演算してもよい。
【００９４】
また、前記第２の実施の形態では、コントローラ４９は、前フレーム３と後フレーム９との間の相対ロール角速度ω′に基づいて油圧シリンダ４６の推力を演算するものとした。しかし、本発明これに限らず、例えば前フレーム３と後フレーム９との間の相対ロール角速度に代えて、後フレーム９の絶対ロール角速度に基づいて油圧シリンダ４６の推力を演算してもよく、相対ロール角速度および絶対ロール角速度に基づいて油圧シリンダ４６の推力を演算してもよい。
【００９５】
また、前記第１，第２の実施の形態では、ロール振動制限手段として油圧シリンダ２３，４６を用い、後フレームのロール振動を能動的に制限する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば後フレームまたは連結手段には、油圧シリンダ２３，４６に代えて緩衝器、ばね等を設け、該緩衝器等を用いて後フレームのロール振動を受動的に制限する構成としてもよい。
【００９６】
前記第１，第２の実施の形態では、アーティキュレート式作業機としてホイールローダ１を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、前フレームに作業装置が設けられ、後フレームに運転室が設けられる種々のアーティキュレート式作業機にも広く適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】第１の実施の形態によるホイールローダを示す斜視図である。
【図２】図１中の前フレーム、後フレーム等を示す平面図である。
【図３】図１中の前フレーム、後フレーム等を屈曲した状態で示す平面図である。
【図４】前フレーム、後フレーム等を図２中の矢示IV−IV方向からみた断面図である。
【図５】ドライブシャフトを取外した状態で後フレーム、結合フレーム等を図２中の矢示Ｖ−Ｖ方向からみた横断面図である。
【図６】後フレーム、結合フレーム等を図５中の矢示VI−VI方向からみた縦断面図である。
【図７】ドライブシャフトを取外した状態で後フレーム、後車軸等を図２中の矢示VII−VII方向からみた横断面図である。
【図８】後フレーム、後車軸等がロール軸周りに相対角変位した状態を示す図７と同様位置の横断面図である。
【図９】図１中のコントローラ等の構成を示すブロック図である。
【図１０】第２の実施の形態による前フレーム、後フレーム等を示す平面図である。
【図１１】前フレーム、後フレーム等を図１０中の矢示XI−XI方向からみた断面図である。
【図１２】ドライブシャフトを取外した状態で後フレーム、後車軸等を図１０中の矢示XII−XII方向からみた横断面図である。
【図１３】ドライブシャフトを取外した状態で後フレーム、結合フレーム等を図１０中の矢示XIII−XIII方向からみた横断面図である。
【図１４】後フレーム、結合フレーム等がロール軸周りに相対角変位した状態を示す図１３と同様位置の横断面図である。
【図１５】図１０中のコントローラ等の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００９８】
１  ホイールローダ
２  前部車体
３  前フレーム
４  前車軸
５  前輪
６  作業装置
７  後部車体
９  後フレーム
９Ａ  収容枠部
９Ｂ  結合部
１０  後車軸
１１  後輪
１２  運転室
１３  支持ブラケット
１８，４１  結合フレーム（連結手段）
２２  ステアリングシリンダ
２３，４６  油圧シリンダ（ロール振動制限手段）
２５  変位センサ（相対ロール角変位検出手段）
２６Ａ，２６Ｂ  加速度センサ（絶対ロール角速度検出手段）
２７，４９  コントローラ（推力演算手段）
２８，５０  姿勢制御部
３１，５３  制振制御部
３４，５４  推力信号出力部
４８  変位センサ（相対ロール角変位検出手段、相対ロール角速度検出手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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