(57)【要約】【課題】姿勢制御をリアルタイムにその地点で適正に実行し、その制御のために生じる振動の発生を抑えること。【解決手段】無軌道輪２，３に支持される車体４と、無軌道輪２，３と車体４との間に介設され懸架ユニット５と、車体４に搭載され測距光を出射し前方の目標路面１０から反射してくる反射光を受光することにより、受光点Ｐと反射点Ｑとの間の相対距離Ｌを測定する測距ユニット６と、車体４に搭載され車体４の水平面に対する角度θと車体速度ｖを検出する車体状態検出器８とから構成されている。角度θに基づいて相対距離Ｌの２成分を計算し、目標路面１０に車体４が到達する時刻列ｔｊを車体速度ｖと相対距離Ｌとに基づいて計算する。車体４が到達する現実路面で適正化される車体４の姿勢を制御する。時刻列ｔｊに先行して制御信号を昇降駆動ユニット９に対して出力する。【選択図】          図１
2004243878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無軌道輪と、
前記無軌道輪に支持される車体と、
前記無軌道輪と前記車体との間に介設され前記無軌道輪に対して前記車体を昇降させる昇降部分を備える懸架ユニットと、
前記車体に搭載され測距光を出射し前方の目標路面から反射してくる反射光を受光することにより、受光点と反射点との間の相対距離を測定する測距ユニットと、
前記車体に搭載され前記車体の水平面に対するピッチ角度と、車体速度と、ヒーブ高さから構成される車体状態を検出する車体状態検出器と、
前記昇降部分の昇降運動を制御する昇降駆動ユニットと、
前記相対距離と前記車体状態とに基づいて前記目標路面の高さと前記目標路面までの距離を計算する距離計算ユニットと、
前記目標路面に前記車体が到達するまでの路面高さ時刻列を前記車体速度と前記相対距離とに基づいて計算する時刻計算ユニットと、
前記車体が到達する現実路面で適正化される前記車体の姿勢を制御する制御信号を前記時刻列に先行して前記昇降駆動ユニットに対して出力する制御ユニット
とを含むオフロード車の姿勢制御装置。
【請求項２】
前記車体の姿勢は水平に制御される
請求項１のオフロード車の姿勢制御装置。
【請求項３】
前記時刻列に先行して前記制御ユニットが前記制御信号を先行して出力する先行時間は、前記懸架ユニットの動作遅延時間を含む
請求項１のオフロード車の姿勢制御装置。
【請求項４】
前記先行時間は前記動作遅延時間よりも長い
請求項３のオフロード車の姿勢制御装置。
【請求項５】
前記制御信号は、前記車体と前記目標路面との間の車体路面間距離に基づいて生成され、前記車体路面間距離は前記相対距離に基づいて計算され、前記車体に機械的原点と前記機械的原点を通る基準面が設定され、前記角度は前記基準面と水平面との間の角度θであり、
前記レーザーの光軸と水平面との間の角度がαで表され、前記相対距離はＬで表され、  前記車体路面間距離の水平方向成分Ｒｘと鉛直方向成分Ｒｙとは次式：
Ｒｘ＝Ｓｘ＋Ｌｃｏｓ（α）
Ｒｙ＝Ｓｙ−Ｌｓｉｎ（α）
Ｓｘ＝−Ｂｓｉｎθ＋Ａｃｏｓθ
Ｓｙ＝Ｂｃｏｓθ＋Ａｓｉｎθ
で表され、ここで、ＡとＢは設計定数である
請求項１〜４から選択される１請求項のオフロード車の姿勢制御装置。
【請求項６】
前記基準点は、前記無軌道輪を含む車体重心である
請求項５のオフロード車の姿勢制御装置。
【請求項７】
目標路面と車体の基準点との間の距離を測定するステップと、
前記車体の速度とヒーブ高さとを測定するステップと、
前記距離と前記速度と前記ヒーブ高さに基づいて車体が到達する前記目標路面の近傍の路面で前記車体の姿勢を制御するステップ
とを含むオフロード車の姿勢制御方法。
【請求項８】
前記目標路面に前記車体が到達する時刻に時間的に先行して前記姿勢の制御を開始するステップ
を更に含む請求項７のオフロード車の姿勢制御方法。
【請求項９】
進行速度を持って進行する疑似路面を擬似的に時々刻々に生成する路面生成装置と、
前記疑似路面を再生して再生路面を時々刻々に形成する路面再生装置と、
前記再生路面に搭載される試験用車体と、
前記試験用車体に同体に配置され前記疑似路面と前記試験用車体の基準点との間の相対的距離を時々刻々に測定する測距儀と、
前記試験用車体の車輪に対して前記試験用車体を時々刻々に変位させる懸架ユニットと、
前記再生路面を形成する路面形成体を駆動する路面形成駆動ユニットとを含み、
前記路面形成駆動ユニットは前記進行速度と前記相対速度に基づいて前記再生路面を時々刻々に時間遅れで生成し、前記時間遅れは前記進行速度で前記相対距離を前記試験用車輌が擬似的に時々刻々に通過する通過時刻列に対応している
オフロード車の姿勢制御シミュレータ。
【請求項１０】
前記路面形成駆動ユニットの運動部分の運動を制御する制御信号を生成する制御ユニットを更に含み、
前記制御信号を生成する時刻列は、前記通過時刻列に時間的に先行して対応する
請求項９のオフロード車の姿勢制御シミュレータ。
【請求項１１】
前記懸架ユニットの運動部分の運動を制御する車体変位駆動ユニットを更に含み、
前記制御ユニットは、前記懸架ユニットの運動部分の運動を制御する他の制御信号を更に生成し、
前記他の制御信号を生成する時刻列は、前記通過時刻列に時間的に先行して対応する
請求項９のオフロード車の姿勢制御シミュレータ。
【請求項１２】
前記懸架ユニットは、前記試験用車体に固有に構成されている試験用車体部分である
請求項９〜１１から選択される１請求項のオフロード車の姿勢制御シミュレータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オフロード車の姿勢制御装置・方法、及び、その姿勢制御シミュレータに関し、特に、多様な速度変化で多様に変化する路面を走行するオフロード車の姿勢制御装置・方法、及び、その姿勢制御シミュレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
オフロード車は、その利用分野が拡大されその需要が拡大している。オフロード車の速度の高速化が更に求められている。オフロード車は、その乗り心地の改善、それに搭載される貨物（鮮魚用水槽）の姿勢安定、搭載される測定機器の姿勢の安定化が必要である映画撮影車、救急用梯子車、土木建設用工事車などとして更にその利便性が望まれている。このようなオフロード車は、全輪駆動型の有限個車輪を有し、又は、無限履帯を有している。
【０００３】
オフロード車には、今後、その姿勢の制御、特に、姿勢の水平化制御が求められる。オフロード車の姿勢を制御するために、姿勢制御用駆動機構が用いられることになる。普通乗用車に比べて質量が大きいことが多いオフロード車の姿勢制御用駆動機構は、大きい時定数を持つ。不規則に小刻みに路面が起伏する路面（オフロード面）にある車体の重力方向の制御姿勢は、その制御信号に時間的に忠実に追従せずに時間遅れが発生し、車体がリアルタイムに存在する路面に対応して適正にその姿勢をリアルタイムに制御することが困難である。仮にオフロード車の姿勢制御システムを開発しても、そのシステムが有効であるかどうかが検証される必要がある。更に、その制御のために生じる振動の発生を抑えることが重要であり、安定的に水平に維持することが必要であり、姿勢制御に基づく車体の運動が円滑であることが重要である。
【０００４】
姿勢制御をリアルタイムにその地点で適正に実行することができる技術の確立が求められる。更に、その制御のために生じる振動の発生を抑えることが重要であり、更に、姿勢制御に起因する車体運動が円滑であることが特に望まれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、姿勢制御をリアルタイムにその地点で適正に実行する技術を確立することができるオフロード車の姿勢制御装置、及び、その姿勢制御方法を提供することにある。
本発明の他の課題は、その制御のために生じる振動の発生を抑えることができるオフロード車の姿勢制御装置、及び、その姿勢制御方法を提供することにある。
本発明の更に他の課題は、その姿勢制御に起因する車体運動が円滑であるオフロード車の姿勢制御装置、及び、その姿勢制御方法を提供することにある。
本発明の更に他の課題は、そのような制御が有効であることを適正に検証することができるオフロード車の姿勢制御シミュレータを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
その課題を解決するための手段が、下記のように表現される。その表現中に現れる技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複数・形態又は複数の実施例のうちの少なくとも１つの実施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現されている技術的事項に付せられている参照番号、参照記号等に一致している。このような参照番号、参照記号は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このような対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されることを意味しない。
【０００７】
本発明によるオフロード車の姿勢制御装置は、無軌道輪（２，３）と、無軌道輪（２，３）に支持される車体（４）と、無軌道輪（２，３）と車体（４）との間に介設され無軌道輪（２，３）に対して車体（４）を昇降させる昇降部分を備える懸架ユニット（５）と、車体（４）に搭載され測距光を出射し前方の目標路面（１０）から反射してくる反射光を受光することにより、受光点（Ｐ）と反射点（Ｑ）との間の相対距離（Ｌ）を測定する測距ユニット（６）と、車体（４）に搭載され車体（４）の水平面に対するピッチ角度（θ）と車体速度（ｖ）とヒーブ高さとから構成される車体常態を検出する車体状態検出器（８）と、昇降部分の昇降運動を制御する昇降駆動ユニット（９）と、相対距離（Ｌ）と車体状態とに基づいて目標路面（１０）の高さとその目標路面（１０）までの距離を計算する距離計算ユニット（７）と、目標路面（１０）に車体（４）が到達するまでの路面高さ時刻列を車体速度と相対距離とに基づいて計算する時刻計算ユニット（７）と、車体（４）が到達する現実路面で適正化される車体（４）の姿勢を制御する制御信号を時刻列（ｔｊ）に先行して昇降駆動ユニット（９）に対して出力する制御ユニット（図示されず）とから構成されている。車体速度（ｖ）の検出は、ジャイロを用いた加速度の検出に限られず、車輪の単位時間当たりの回転数と車体の傾斜角度との検出によって可能である。
【０００８】
現実路面にある車体（４）の姿勢であるピッチ角θは瞬時的に検出可能であるが、その検出時刻に制御信号を生成すれば、その制御信号により重量物体（大質量物体）の姿勢が制御信号に正しく対応して制御されるまでのその車体は他の傾斜路面に進んでいる。先行的に制御信号を生成する時刻は、機械系特に油圧機械系の時定数が考慮されて、目標路面に車体が到達する前に時間的に先行する時刻であることが必要であり、そのような先行時刻は先行的に相対距離（Ｌ）を知っておく必要がある。そのような先行時刻は、相対距離（Ｌ）と車体の速度ｖとにより求められ得る。
【０００９】
車体の姿勢は水平に制御されることが多い。時刻列（ｔｊ）に先行して制御ユニットが制御信号を先行して出力する先行時間は、懸架ユニットの動作遅延時間を含む。先行時間は、動作遅延時間よりも長くなっていることは好ましく、早目に制御を開始することにより滑らかなに（連続的に連続に）姿勢を変更することができる。
【００１０】
制御信号は、車体（４）と目標路面（１０）との間の車体路面間距離に基づいて生成され、車体路面間距離は既述の相対距離（Ｌ）に基づいて計算される。車体（４）に機械的原点（Ｇ）と械的原点を通る基準面（Ｓ）が設定され、角度（θ）は基準面（Ｓ）と水平面との間の角度であり、基準面（Ｓ）に受光点である点Ｐから下した垂線の足が点Ｐ’で表され、点Ｐ’を通る水平面に点Ｐから下した垂線の足がＰ”で表され、レーザーの光軸と水平面との間の角度がαで表され、相対距離はＬで表され、下記定数が点Ｐ、Ｐ’、Ｐ”により定義されて、車体路面間距離の水平方向成分Ｒｘ（後述されるｒｃｘ）と鉛直方向成分Ｒｙとは次式：
Ｒｘ＝Ｓｘ＋Ｌｃｏｓ（α）
Ｒｙ＝Ｓｙ−Ｌｓｉｎ（α）
Ｓｘ＝−Ｂｓｉｎθ＋Ａｃｏｓθ
Ｓｙ＝Ｂｃｏｓθ＋Ａｓｉｎθ
で表される。このような距離を算出しておけば、速度ｖの積分によって、目標点Ｑに到達する時刻を求めることができ、計測点での路面高さを知って姿勢制御のための昇降駆動ユニット（９）の制御量を計算することができる。基準点としては、無軌道輪を含む車体（車輌）の重心Ｇであることが特に好ましい。既述の式のＡとＢとは、重心Ｇと点Ｐの位置設定によって定まる定数である。測距用レーザーを出力するレーザ発振器を水平面に対して一定角度に維持することは可能である。
【００１１】
車体状態検出器（８）は、鉛直線に対して一定の基準線を重力作用により有し、且つ、加速度を検出するジャイロである。車載用高性能ジャイロとしては、機械的ジャイロ、更に高性能であるレーザージャイロが知られ、加速度検出のためにも利用され得る周知機器であり、多様な精度を持っている。車体速度（ｖ）は、加速度の積分により算出され、時刻列（ｔｊ）は２次元車体速度（ｖｘ，ｖｙ）と相対距離（Ｌ）とに基づいて算出され得る。
【００１２】
本発明によるオフロード車の姿勢制御方法は、目標路面（１０）と車体の基準点との間の距離（Ｌ）を測定すること、車体の速度（ｖ）を測定すること、距離（Ｌ）と速度（ｖ）とに基づいて、車体が到達する目標点Ｑ又はそれの近傍の現実路面で車体の姿勢を制御することとから構成されている。目標路面に車体が到達する時刻に時間的に先行して姿勢の制御を開始することが重要である。車体のヒーブとピッチを更に知ることは、必要である。
【００１３】
本発明によるオフロード車の姿勢制御シミュレータは、進行速度を持って進行する疑似路面を擬似的に時々刻々に生成する路面生成装置（２４）と、疑似路面を再生して再生路面を時々刻々に形成する路面再生装置と、再生路面に搭載される試験用車体と、試験用車体に同体に配置され疑似路面と試験用車体の基準点との間の相対的距離を時々刻々に測定する測距儀（６）と、試験用車体の車輪に対して試験用車体を時々刻々に変位させる懸架ユニット（５）と、再生路面を形成する路面形成体を駆動する路面形成駆動ユニット（２２，２３）とから構成されている。路面形成駆動ユニット（２２，２３）は、進行速度（ｖ）と相対距離に基づいて再生路面を時々刻々に時間遅れで生成し、時間遅れは進行速度で相対距離を試験用車輌が擬似的に時々刻々に通過する通過時刻列に対応している。
【００１４】
このようなシミュレータは、既述の目標路面に向かう実車のシステムに概ね同じであり、速度は、疑似路面生成装置が生成する生成路面の進行波面の進行速度として生成されていて、車輌は進行方向に対しては固定台上に固定されている。シミュレータによって、実際の時間遅れが検出され、その時間遅れがある現実で、路面の計算値と実際値の誤差とが測定され、実用試験が有効に実行される。更に、シミュレータは、車体に発生する振動特に極端に激しい振動の検査を行うことができる。姿勢制御に起因する振動の検査は重要である。数学的には、シミュレータと実車とは等価である。制御信号は、油圧駆動ユニットの弁の開閉度合いと、駆動ピストンに供給する油圧とを制御する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図に対応して、本発明によるオフロード車の姿勢制御装置の実施の形態は、４輪駆動車に制御機構が設けられている。その４輪駆動車１には、図１に示されるように、前２輪２と、後２輪３と、車体４と、懸架ユニット５と、レーザー測距ユニット６と、電子制御ユニット（地形検出装置）７と、重心位置測定ユニット８と、油圧制御ユニット９とが配置されている。
【００１６】
懸架ユニット５は、車輪２の車軸と車体３との間で規定方向に伸縮することができる油圧ユニットである。レーザー測距ユニット６は、レーザー光軸を一定角度に保持するためのジンバル機構と、測距信号をレーザーに載せ測距対象路面１０から反射してくる反射光を受光することにより、レーザー受光点（出射点に概ね一致し、図中点Ｐで表示）とレーザー反射点との２点間距離Ｌを計算することができるために必要であるデータを出力する周知技術である。このような２点間距離は、以下、レーザー長Ｌと言われる。レーザー長Ｌは、レーザー測距ユニット６が出力する測距データ信号を受信する電子制御ユニット７により計算されて求められる。
【００１７】
重心位置測定ユニット８は、ジャイロを備え、車体の鉛直方向加速度を積分して鉛直方向速度を計算しその速度を積分して車体の鉛直方向位置座標ｒｙを計算する。その鉛直方向位置座標ｒｙとしては、特に、重心位置Ｇが採択されている。電子制御ユニット７は、レーザー長Ｌと、２次元座標位置（ｒｘ，ｒｙ）とに基づいて２次元路面座標位置（ｒｃｘ，ｒｃｙ）を計算し、特に、前２輪２と後２輪３の位置が位置ｒｃｘに一致するときに、車体基準面Ｓが水平になるように懸架ユニット５に供給する圧油量を油圧制御ユニット９に指示する。油圧制御ユニット９は、指示された圧油量を懸架ユニット５に供給する。
【００１８】
初期設定原点Ｏの座標は、図１に示されるように、（０，０）で表されている。原点Ｏを通り車輌の水平進行方向線がｘ軸で表され、原点Ｏを通る鉛直方向線がｙ軸で表されている。ｘ−ｙ座標系で、車体重心Ｇの座標は（ｒｘ，ｒｙ）で表され、目標検出点Ｑの座標は（ｒｃｘ，ｒｃｙ）で表されている。点Ｐと点Ｑとの間の長さは、レーザー長Ｌに一致している。重心Ｇを通る車体基準線（又は車体基準面）Ｓに点Ｐから下した垂線の足は、Ｐ’で表されている。点Ｐ’を通り点Ｐを通る鉛直面に点Ｐ’から下した垂線の足は、Ｐ”で表されている。点Ｐ’を通りｘ軸に直交する鉛直面に重心Ｇから下された垂線の足は、Ｇ’で表されている。車体基準面Ｓは、原点Ｏを含む水平面に対して傾斜し、その傾斜角度であるピッチ角はθで表されている。
【００１９】
ＰＰ’＝Ｂ（設定長さ），Ｐ’Ｇ＝Ａ（設定長さ）
Ｐ’Ｐ”＝Ｂｓｉｎθ，Ｐ’Ｇ’＝Ａｓｉｎθ，
ＰＰ”＝Ｂｃｏｓθ，ＧＧ’＝Ａｃｏｓθ
点Ｐの座標（Ｓｘ，Ｓｙ）、は次式で表される。
Ｓｘ＝ｒｘ−Ｂｓｉｎθ＋Ａｃｏｓθ・・・（１）
Ｓｙ＝ｒｙ＋Ｂｃｏｓθ＋Ａｓｉｎθ・・・（２）
【００２０】
角度αが用いられて、検出対象点（ｒｃｘ，ｒｃｙ）が次式により計算され得る。
ｒｃｘ＝Ｓｘ＋Ｌｃｏｓ（α）・・・（３）
ｒｃｙ＝Ｓｙ−Ｌｓｉｎ（α）・・・（４）
レーザー発振器を重力下で一定角度にジンバル機構を用いた吊り下げ手段などにより維持することは可能であり、又は、制御装置により一定角度に維持することが可能である。
【００２１】
図２は、電子制御ユニット７の詳細を示している。電子制御ユニット７は、ＬＰＦ（入力信号の低減周波数成分のみを出力するローパスフィルタ）１１と、レーザー出射点座標計算ユニット１２と、検出対象点座標計算ユニット１３とを備えている。ＬＰＦ１１には、車速ｖと、ピッチ角θと、ヒーブ速度（重心Ｇの鉛直方向速度）が入力される。座標ｒｘは、速度ｖの積分により計算されてＬＰＦ１１から出力されレーザー出射点座標計算ユニット１２に入力される。座標ｒｙは、ヒーブ速度の積分により計算されてＬＰＦ１１から出力されレーザー出射点座標計算ユニット１２に入力される。
【００２２】
レーザー出射点座標計算ユニット１２は、式（１），（２）をプログラム化して計算するコンピュータ部分である。レーザー出射点座標計算ユニット１２は、レーザー出射点座標（Ｓｘ，Ｓｙ）を計算して出力する。レーザー出射点座標（Ｓｘ，Ｓｙ）は、検出対象点座標計算ユニット１３に入力される。検出対象点座標計算ユニット１３は、式（３），（４）をプログラム化して計算するコンピュータ部分である。検出対象点座標計算ユニット１３は、検出対象点座標（ｒｃｘ，ｒｃｙ）を計算して出力する。
【００２３】
検出対象点ｘ座標ｒｃｘは、零調整ユニット１７に入力され、プログラム起動時の路面高さを零に初期設定する零点調整を実行する。零点調整された検出対象点ｘ座標ｒｃｘと検出対象点ｙ座標ｒｃｙは、路面高さの保存・並替・出力ユニット１５に入力される。保存・並替・出力ユニット１５は、検出対象点ｘ座標（ｒｃｘ，ｒｃｙ）を時刻列上に記録して保存し、指定位置範囲信号に基づいて、ある時間帯又はそれに対応する位置範囲の検出対象点ｘ座標（ｒｃｘ，ｒｃｙ）を時刻順番に変換し、そのように変換された時刻列検出対象点ｘ座標（ｒｃｘ（ｔｊ），ｒｃｙ（ｔｊ））１６を出力する。ヒーブ速度は、フィルタ１７に入力される。
【００２４】
図３は、本発明による車両試験用疑似路面発生装置の実施の形態を示している。疑似路面発生装置が疑似路面再現（再生）装置とともに設けられている。その疑似路面再生装置２１は、複数の油圧式昇降台２２から形成されている。複数の油圧式昇降台２２は、二行二列に整列していて、それぞれに昇降する昇降部分２３を備えている。油圧式昇降台２２の本体は、油圧シリンダである。
【００２５】
試験用車両は、図１に示される既述の車輌である。４体の車輪２，３のそれぞれの４本の車軸は、油圧式昇降台２２の昇降部分２３に支持されていて昇降自在である。
【００２６】
疑似路面再生装置２１の前方に、疑似路面発生装置２４が設置されている。疑似路面発生装置２４は、多数の路面形成体要素２５を備えている。多数の路面形成体要素２５の上面は連続して１つの物理的疑似路面を形成する。路面形成体要素２５は、閉じた路線上を周回し、車体の前後方向の中心線に平行である可動路面部分を形成している。その可動路面部分の前後方向の中心線を含む鉛直面は、片側の２つの車輪２，３の前後方向の中心線を含む鉛直面に概ね一致していることが好ましい。その可動路面部分と車体４との相対速度は、現実の車両の走行速度を相対的に疑似している。このような相対速度で、物理的シミュレーションが実施される。レーザー測距ユニット６から出射されるレーザーは、図１の点Ｑに対応する疑似路面上の点Ｑに集光的に当たっている。
【００２７】
制御装置２６は、油圧源装置２７に接続し、各油圧昇降台２２の昇降方向を指示する制御信号を各油圧昇降台２２に送信する。油圧昇降台２２は、その制御信号に基づいて制御弁を動作させる。疑似路面発生装置２４は、その進行速度ｖを制御装置２６に送信する。
【００２８】
図４は、制御装置２６の懸架制御装置３０と油圧源装置２７とにより懸架装置５を制御する昇降制御装置を持つ走行試験用のシミュレータの制御回路の詳細を示している。制御装置２６は、懸架制御装置３０を備えている。疑似路面発生装置２４は、任意の路面とその路面の進行波速度ｖを生成する。その進行波速度ｖは、水平方向速度ｖｘを持つ。油圧源装置２７は、実車には車載される。
【００２９】
レーザー測距ユニット６は、受光信号に含まれる信号に基づいて、レーザー長Ｌを算出するために必要であるデータを電子制御ユニット７に出力する。電子制御ユニット７は、レーザー長Ｌに基づいて、式（３）と式（４）のそれぞれの右辺の第２項（重心Ｇと測距対象点Ｑとの間の相対的距離：水平方向相対的距離と鉛直方向相対的距離）を計算し、更に、進行速度ｖｘ，ｖｙを積分して、疑似路面の瞬間点の点Ｑと４輪駆動車１の重心Ｇとの間の相対的距離をリアルタイムに計算する。４輪駆動車１の重心の鉛直方向速度ｖｙと鉛直方向座標ｒｙは、４輪駆動車１に搭載されるジャイロの鉛直方向加速度成分の２回積分とにより、計算により求められ得る。電子制御ユニット７が、レーザー長とともに路面高さを制御装置２６に送信する。
【００３０】
制御装置２６は、４輪駆動車１の懸架装置５を制御する油圧制御ユニット９に制御弁駆動信号２９を出力する。制御弁駆動信号２９は、４輪駆動車１の懸架ユニット５の昇降量を制御する制御弁の開閉を制御する信号である。弁駆動信号２９に対応して、懸架ユニット５に供給する圧油の油圧を適正に制御するために、油圧ポンプ制御信号３２が制御装置２６から出力され油圧源装置２７に入力される。油圧ポンプ制御信号３２に基づいて、油圧源装置２７は油圧ポンプ３４のトルクを制御する。
【００３１】
このようなシミュレータは、更に、データ収録解析部３６を備えている。データ収録解析部３６は、車体の状態と動揺の検出を行ってその動揺加速度を計算する車体動揺・検出変換器３８と、その動揺加速度と油圧ポンプ３４のトルク３９を時々刻々に記録する計測記録部４１とを備えている。
【００３２】
本シミュレータは、４輪駆動車、多輪クレーン車、履帯式土木工事車のようなオフロード車、大型トレーラのロード走行車の姿勢制御走行試験に用いられる。油圧動作の応答遅れ、４輪駆動車１の姿勢制御誤差に基づくレーザー長の測距誤差、先行して検出した路面に到達する実時刻と計算時刻との間の誤差のような多様な誤差は、姿勢制御誤差のような車体の姿勢制御に影響を与える。本シミュレータは、そのような影響の程度が実用的に許容される許容仕様に適合するかどうかを試験する。
【００３３】
図５〜図１０は、昇降部分２３の制御結果を示している。図５と図６の組と、図７と図８の組と、図９と図１０の組とは、３種類の加速度センサを用いた場合のそれぞれにの制御誤差を比較している。最初の組は最高性能ジャイロを使用し、次の組は中間性能ジャイロを使用し、最後の組は最低性能のジャイロを使用している。図５と図７と図９のそれぞれの（ｃ）は、疑似生成路面の形状（台形）を示している。図５と図７と図９のそれぞれの（ａ）は、４輪駆動車１の疑似再生路面に対する重心位置の鉛直方向変位長さを示している。図５と図７と図９のそれぞれの（ｂ）は、４輪駆動車１のピッチ角θを示していて、実用的であることを示している。図６と図８と図１０のそれぞれの（ａ）は、レーザー長Ｌを示している。これらのレーザー長Ｌは、レーザー測距ユニット６の同じ精度により決定され同じである。図６と図８と図１０のそれぞれの（ｂ）は、レーザー高さ（点Ｐの重心Ｇに対する高さ）を示していて、それらの間に目立った差異はない。図６と図８と図１０は、疑似路面生成波形の検出波形と疑似路面再生波形をそれぞれに示している。検出波形と疑似路面再生波形の時間遅れ（点Ｑを検出した時刻から検出点に点Ｐが到達した時刻の間の時間）を示している。その遅れにより生成され波形は、高精度に再生されていることが示されている。全てで、車速ｖは５ｋｍ／ｈである。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によるオフロード車の姿勢制御装置・方法、及び、その姿勢制御シミュレータは、オフロード車の姿勢制御を可能にする技術を確立することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明によるオフロード車の姿勢制御装置の実施の形態を示す幾何学図である。
【図２】図２は、計算ユニットを示す回路ブロック図である。
【図３】図３は、制御ユニットを示す斜軸投影図である。
【図４】図４は、制御ユニットを示す回路ブロック図である。
【図５】図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は、定数・制御変数を示すグラフである。
【図６】図６（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、他の定数・制御変数を示すグラフである。
【図７】図７（ａ），（ｂ），（ｃ）は、更に他の定数・制御変数を示すグラフである。
【図８】図８（ａ），（ｂ），（ｃ）は、更に他の定数・制御変数を示すグラフである。
【図９】図９（ａ），（ｂ），（ｃ）は、更に他の定数・制御変数を示すグラフである。
【図１０】図１０（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、更に他の定数・制御変数を示すグラフである。
【符号の説明】
２，３…無軌道輪
４…車体
５…懸架ユニット
６…測距ユニット
７…距離計算ユニット
９…昇降駆動ユニット
１０…目標路面
２２，２３…路面形成駆動ユニット
Ｐ…受光点
Ｑ…反射点
Ｌ…相対距離
θ…角度
ｖ…車体速度
ｔｊ…時刻列
Ｇ…原点
Ｓ…基準面
【図１】
2004243878.tif 000003
【図２】
2004243878.tif 000004
【図３】
2004243878.tif 000005
【図４】
2004243878.tif 000006
【図５】
2004243878.tif 000007
【図６】
2004243878.tif 000008
【図７】
2004243878.tif 000009
【図８】
2004243878.tif 000010
【図９】
2004243878.tif 000011
【図１０】
2004243878.tif 000012