JP2010221831A - 車両支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両が転倒する可能性を的確に排除しつつ、車両を路面の状況に応じた適切な状態で走行させることを可能にする車両支持装置を提供する。
【解決手段】車両に適用される車両支持装置であって、車両本体２を支持し、支持状態を車幅方向の一支点又は二支点のいずれかに切り替え可能な前方車輪ユニット４と、前方車輪ユニット４の後方に設けられ、車両本体２を車幅方向の二支点で支持する後方車輪ユニット６と、各支点に作用する車両荷重の荷重中心位置を検出する荷重中心位置検出手段（圧力センサ８等）と、荷重中心位置検出手段の検出結果に基づいて、前方車輪ユニット４が一支点で支持する場合の一支点と、後方車輪ユニット６が支持する二支点とを結ぶ平面領域内に、荷重中心位置が属するか否かを判定し、荷重中心位置判定部１０の判定結果に基づいて、前方車輪ユニット４の支持状態を一支点又は二支点のいずれかに切り替えさせるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両を三点又は四点に切り替えて支持するための車両支持装置に関するものである。

従来の車両支持装置は、複数の車輪と、これら複数の車輪それぞれに接続されて車両を支持する複数のサスペンションとから構成されている。車両に設けるサスペンションの数に応じて、車両全体を三点で支持する車両支持装置や、車両全体を四点で支持する車両支持装置が知られている。

また、特許文献１には、これらの機能を併せ持つものとして、車両の支持状態を三支点又は四支点のいずれかに切り替え可能に構成された車両支持装置が開示されている。

特開２０００−２５５２４２号公報

ところで、特許文献１に係る車両支持装置では、オペレータが五感に頼って転倒の恐れがあるか否かを判断し、転倒の恐れがないと判断すれば車両全体を路面の凹凸や不陸に適用可能な三支点で支持させて車両を走行させ、転倒の恐れがあると判断すれば車両全体を確実な接地状態となる四支点で支持させて車両を走行させる必要がある。しかしながら、このような判断は極めて曖昧であり、経験に負うところも多く、不注意による判断遅れも生じ易い。このため、車両の転倒を確実に防止することは難しい。

本発明に係る発明者は、車両が転倒する原因を究明し、その結果、三支点の各支点に作用する車両荷重の荷重中心位置が三支点を結んでできる平面領域の範囲外に存在する場合に、車両が転倒してしまうことが判明した。ここで、荷重中心位置とは、車両の重心を通る垂線と、三支点を含む平面との交点をいい、三支点を結ぶ平面領域は、三支点を含む平面の一部の領域である。

本発明の目的は、かかる新たな知見に基づいて、車両が転倒する可能性を的確に排除し、車両をより適切な状態で走行させる車両支持装置を提供することである。

上記目的を達成するための本発明の一構成に係る車両支持装置は、車両に適用される車両支持装置であって、車両本体を支持し、その支持状態を車幅方向の一支点又は二支点のいずれかに切り替え可能な前方車輪ユニットと、前記前方車輪ユニットの後方に設けられ、少なくとも前記車両本体を車幅方向の二支点で支持する後方車輪ユニットと、各支点に作用する車両荷重の荷重中心位置を検出する荷重中心位置検出手段と、前記荷重中心位置検出手段の検出結果に基づいて、前記前方車輪ユニットが一支点で支持する場合の当該一支点と、前記後方車輪ユニットが支持する二支点とを結ぶ平面領域内に、前記荷重中心位置が属するか否かを判定する荷重中心位置判定部と、前記荷重中心位置判定部の判定結果に基づいて、前記前方車輪ユニットの支持状態を一支点又は二支点のいずれかに切り替えさせ得る切り替え手段とを有することを特徴とする。

このような構成によれば、荷重中心位置判定部によって、前方車輪ユニットが一支点で支持する場合の一支点と、後方車輪ユニットが支持する二支点とを結ぶ平面領域内に、すなわち、車両が支持される三支点を結ぶ平面領域内に、各支点に作用する車両荷重の荷重中心位置が属するか否かが判定される。荷重中心位置判定部の判定結果に基づいて、車両全体の支持状態を三支点又は四支点のいずれかに切り替えさせ得るため、車両が転倒する可能性を的確に排除でき、車両をその時々の姿勢に応じて適切な状態で走行させることができる。
なお、前方車輪ユニットが一支点で支持する場合の一支点と、後方車輪ユニットが支持する二支点とを結ぶ平面領域とは、例えば、これら三支点を結んだ三角形で囲まれる平面領域をいう。

特に、本発明の好ましい実施の一態様は、前記切り替え手段は、前記荷重中心位置判定部の判定結果に基づいて、前記平面領域内に前記荷重中心位置が属すると判定された場合は、前記前方車輪ユニットの支持状態を一支点に切り替えさせ、前記平面領域内に前記荷重中心位置が属しないと判定された場合は、前記前方車輪ユニットの支持状態を二支点に切り替えさせるものが挙げられる。

このような構成によれば、車両が支持される三支点を結ぶ平面領域内に、各支点に作用する車両荷重の荷重中心位置が属すると判定された場合には、車両全体の支持が三支点に切り替えられる。一方、車両が支持される三支点を結ぶ平面領域外に、各支点に作用する車両荷重の荷重中心位置が属すると判定された場合には、車両全体の支持が四支点に切り替えられる。

したがって、車両が支持される三支点を結ぶ平面領域外に各支点に作用する車両荷重の荷重中心位置が属する場合は、自動的に車両の支持が四支点に切り替えられるため、車両が転倒する可能性を的確に排除することができる。

また、車両が支持される三支点を結ぶ平面領域内に各支点に作用する車両荷重の荷重中心位置が存在する場合は、自動的に車両の支持が三支点に切り替えられるため、三支点支持により車両を路面状況に適合し得る適切な状態で走行させることができる。

本発明のより具体的な構成に係る車両支持装置として、前記前方車輪ユニットは、一端が車幅方向の一側方に位置する車輪に接続され、他端が前記車両に接続されて、前記車両を支持する第１液圧サスペンションと、一端が車幅方向の他側方に位置する車輪に接続され、他端が前記車両に接続されて、前記車両を支持する第２液圧サスペンションと、前記第１液圧サスペンションのシリンダ室と前記第２液圧サスペンションのシリンダ室とを連通させる連通路と、前記連通路を開閉する液圧バルブとからなり、前記切り替え手段は、前記液圧バルブに前記連通路を開閉する動作を行わせるように構成されることを特徴とする。

このような構成によれば、前方車輪ユニットに液圧サスペンションを用いることにより、特に超重量物運搬車両に対して本発明を良好に適用することができる。

進行方向を前後に切り替え可能とされた車両に適用する場合の本発明のさらに他の構成に係る車両支持装置としては、前記後方車輪ユニットは、前記支持状態を車幅方向の一支点又は二支点のいずれかに切り替え可能であり、前記荷重中心位置判定部は、前記荷重中心位置検出手段の検出結果に基づいて、前記前方車輪ユニットが一支点で支持する場合の当該一支点と、前記後方車輪ユニットが二支点で支持する場合の前記二支点とを結ぶ平面領域内に、前記荷重中心位置が属するか否かを判定すると共に、前記前方車輪ユニットが二支点で支持する場合の前記二支点と、前記後方車輪ユニットが一支点で支持する場合の当該一支点とを結ぶ平面領域内に、前記荷重中心位置が属するか否かを判定し、前記切り替え手段は、前記荷重中心位置判定部の判定結果に基づいて、前記前方車輪ユニットの支持状態及び前記後方車輪ユニットの支持状態をそれぞれ一支点又は二支点のいずれかに切り替えさせ得ることを特徴とする。

このような構成によれば、車両が前方向および後方向のいずれにも走行する場合においても、車両が転倒する可能性を的確に排除し、車両をより適切な状態で走行させることができる。

なお、この場合にも、前方車輪ユニットが二支点で支持する場合の二支点と、後方車輪ユニットが一支点で支持する場合の一支点とを結ぶ平面領域とは、例えば、これら三支点を結んだ三角形で囲まれる平面領域をいう。

本発明は、上記のような構成であるから、車両が転倒する可能性を的確に排除しつつ、車両を路面の状況に応じた適切な状態で走行させることを可能にする車両支持装置を新たに提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る車両本体の模式的な底面図を要部正面図とともに示す図である。 車両支持制御部の電気的構成を示すブロック図である。 圧力センサにより検出される支持力と荷重中心位置との関係に関する説明図である。 車両支持制御部で実行される判定処理ルーチンを示すフローチャートである。 車両支持制御部で実行される切り替え処理ルーチンを示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る車両本体の模式的な底面図を要部正面図とともに示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る車両支持制御部の電気的構成を示すブロック図である。 本発明の第４の実施形態に係る車両支持装置を示す説明図である。

（第１の実施形態）
以下、本発明に係る車両支持装置の第１の実施形態を、図面を参照して説明する。

図１に示す車両１は、荷物を積載して搬送する搬送車両である。車両１は、車両本体２と、この車両本体２を支持する前方車輪ユニット４及び後方車輪ユニット６と、前方車輪ユニット４及び後方車輪ユニット６が車両本体２を支持する各支点に作用する車両荷重の荷重中心位置を検出する荷重中心位置検出手段の一部を構成する圧力センサ８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）と、車両支持制御部２０とから構成されている。なお、図１は、車両本体２の模式的な底面図を要部正面図とともに示している。

（前方車輪ユニット４の機械的構成）
前方車輪ユニット４は、図１に示すように、複数の油圧サスペンション４２（４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ）と、連通路４８と、油圧バルブ４６とから構成されている。

図１に示すように、油圧サスペンション４２の一端は、走行路に接する車輪４４に接続されており、油圧サスペンション４２の他端は、車両本体２に接続されている。油圧サスペンション４２は、車両本体２から受ける重力に抗する反発力を、車輪４４を介して走行路から受けることにより、車両本体２を支持している。

第１液圧サスペンションとしての油圧サスペンション４２ａ、４２ｂ、４２ｃは、図１に示すように、車両本体２の車幅方向の一側方に配置されている。油圧サスペンション４２ａのシリンダ室と、油圧サスペンション４２ｂのシリンダ室とは、常時連通されている。また、油圧サスペンション４２ｂのシリンダ室と、油圧サスペンション４２ｃのシリンダ室とも、常時連通されている。

第２液圧サスペンションとしての油圧サスペンション４２ｄ、４２ｅ、４２ｆは、図１に示すように、車両１の進行方向に対して第１液圧サスペンションと互いに対称となるように、車両本体２の車幅方向の他側方に配置されている。油圧サスペンション４２ｄのシリンダ室と、油圧サスペンション４２ｅのシリンダ室とは常時連通されている。また、油圧サスペンション４２ｅのシリンダ室と、油圧サスペンション４２ｆのシリンダ室とも、常時連通されている。

連通路４８は、図１に示すように、左右のサスペンション、すなわち、油圧サスペンション４２ｂのシリンダ室と油圧サスペンション４２ｅのシリンダ室とを連通させる。油圧バルブ４６は、連通路４８を開閉する位置に備えられており、連通路４８における油の通路を開閉する図示しない可動機構を有する。液圧バルブとしての油圧バルブ４６は、後述するバルブ開閉制御部１２からの制御信号に基づいて図示しない可動機構を作動させ、連通路４８を開閉させる電磁切替機能を備えたものである。

油圧バルブ４６が連通路４８を開成させている場合には、油圧サスペンション４２ａ〜４２ｆのシリンダ室が互いに連通するため、油圧サスペンション４２ａ〜４２ｆにおける油圧が均一化される。すると、油圧サスペンション４２ａ〜４２ｆが車両本体２を支持する支点は、実質的に、これらのサスペンション４２ａ〜４２ｆの中心に位置する図１の支点Ｐ５となる。すなわち、前方車輪ユニット４は、一支点としての支点Ｐ５で車両本体２を支持することになる。

一方、油圧バルブ４６が連通路４８を閉止している場合には、左右のサスペンション、すなわち、油圧サスペンション４２ｂのシリンダ室と油圧サスペンション４２ｅのシリンダ室とが遮断される。第１液圧サスペンションとしての油圧サスペンション４２ａ〜４２ｃのシリンダ室は互いに連通しているため、油圧サスペンション４２ａ〜４２ｃにおける油圧がこの範囲でのみ均一化される。すると、油圧サスペンション４２ａ〜４２ｃが車両本体２を支持する支点は、実質的に、図１に示す支点Ｐ１となる。また、第２液圧サスペンションとしての油圧サスペンション４２ｄ〜４２ｆのシリンダ室は互いに連通しているため、油圧サスペンション４２ｄ〜４２ｆにおける油圧がこの範囲でのみ均一化される。すると、油圧サスペンション４２ｄ〜４２ｆが車両本体２を支持する支点は、実質的に、図１に示す支点Ｐ２となる。すなわち、前方車輪ユニット４は、車幅方向の二支点としての支点Ｐ１及び支点Ｐ２で車両本体２を支持することになる。

すなわち、支点Ｐ５は、支点Ｐ１と支点Ｐ２の中間に位置する仮想の支点となる。

このように、前方車輪ユニット４は、車両本体２に設けられ、車両本体２を支持し、その支持状態を車幅方向の一支点又は二支点のいずれかに切り替え可能に構成されている。

なお、本実施形態において、前方車輪ユニット４は、上記のような構成としているが、本発明において、車両本体２の支持状態を車幅方向の一支点又は二支点のいずれかに切り替え可能であれば、これに特に限定されるものではない。例えば、油圧サスペンションを備える代わりに、車輪を設けた伸縮自在の軸を複数備え、この軸を伸縮させて、走行路に車輪を接地させること及び走行路に車輪を接地させないことにより、車両本体２の支持状態を車幅方向の一支点又は二支点のいずれかに切り替え可能に構成してもよい。しかしながら、前方車輪ユニットのコスト面や超重量物運搬車両に適用する観点からは、液圧サスペンションとしての油圧サスペンションが最適である。

また、本実施形態において、第１液圧サスペンションとしての油圧サスペンション４２は３つ設けられているが、本発明において、これに特に限定されるものではない。例えば、第１液圧サスペンションは１つ以上あればよい。第１液圧サスペンションを２つ以上設ける場合は、複数の第１液圧サスペンションのシリンダ室が互いに連通可能にされていればよい。

同様に、本実施形態において、第２液圧サスペンションとしての油圧サスペンション６２は３つ設けられているが、本発明において、これに特に限定されるものではない。例えば、第２液圧サスペンションは１つ以上あればよい。第２液圧サスペンションを２つ以上設ける場合は、複数の第２液圧サスペンションのシリンダ室が互いに連通可能にされていればよい。

（後方車輪ユニット６の機械的構成）
後方車輪ユニット６は、図１に示すように、複数の油圧サスペンション６２（６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆ）から構成されている。

油圧サスペンション６２は、油圧サスペンション４２と同一構成により、車両本体２から受ける重力に抗する反発力を、車輪４４を介して走行路から受けることにより、車両本体２を支持している。

油圧サスペンション６２ａ、６２ｂ、６２ｃは、図１に示すように、車両本体２における前方車輪ユニット４の後方、かつ、車両本体２の車幅方向の一側方に配置されている。油圧サスペンション６２ａのシリンダ室と、油圧サスペンション６２ｂのシリンダ室とは、常時連通されている。また、油圧サスペンション６２ｂのシリンダ室と、油圧サスペンション６２ｃのシリンダ室とも、常時連通されている。

油圧サスペンション６２ａ〜６２ｃのシリンダ室は互いに連通しているため、油圧サスペンション６２ａ〜６２ｃにおける油圧が均一化される。すると、油圧サスペンション６２ａ〜６２ｃが車両本体２を支持する支点は、実質的に、図１に示す支点Ｐ３となる。

また、油圧サスペンション６２ｄ、６２ｅ、６２ｆは、図１に示すように、車両１の進行方向に対して油圧サスペンション６２ａ、６２ｂ、６２ｃと互いに対称となるように、車両本体２における前方車輪ユニット４の後方、かつ、車両本体２の車幅方向の他側方に配置されている。油圧サスペンション６２ｄのシリンダ室と、油圧サスペンション６２ｅのシリンダ室とは、常時連通されている。また、油圧サスペンション６２ｅのシリンダ室と、油圧サスペンション６２ｆのシリンダ室とも、常時連通されている。

油圧サスペンション６２ｄ〜６２ｆのシリンダ室は互いに連通しているため、油圧サスペンション６２ｄ〜６２ｆにおける油圧が均一化される。すると、油圧サスペンション６２ｄ〜６２ｆが車両本体２を支持する支点は、実質的に、図１に示す支点Ｐ４となる。すなわち、後方車輪ユニット６は、車幅方向の二支点としての支点Ｐ３及び支点Ｐ４で車両本体２を支持することになる。

このように、後方車輪ユニット６は、前方車輪ユニット４の後方に設けられ、車両本体２を車幅方向の二支点で支持するように構成されている。

なお、本実施形態において、互いにシリンダ室が連通される油圧サスペンション６２ａ〜６２ｃは３つ設けられているが、本発明において、これに特に限定されるものではない。互いにシリンダ室が連通されていれば油圧サスペンションは１つ以上設けられていればよい。また、互いにシリンダ室が連通される油圧サスペンション６２ｄ〜６２ｆは３つ設けられているが、本発明において、これに特に限定されるものではない。互いにシリンダ室が連通されていれば油圧サスペンションは１つ以上設けられていればよい。

（圧力センサ８の構成）
車両本体２には、図１に示すように、油圧サスペンションの油圧を検出する圧力センサ８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）が設けられている。荷重中心位置検出手段の一部を構成する圧力センサ８は、検出した油圧を示す信号を、後述する荷重中心位置判定部１０に対して出力する。

圧力センサ８ａは、油圧サスペンション４２ａ〜４２ｃそれぞれの油圧を検出し、圧力センサ８ｂは、油圧サスペンション４２ｄ〜４２ｆそれぞれの油圧を検出し、圧力センサ８ｃは、油圧サスペンション６２ａ〜６２ｃそれぞれの油圧を検出し、圧力センサ８ｄは、油圧サスペンション６２ｄ〜６２ｆそれぞれの油圧を検出する。

（車両支持制御部２０の構成）
車両支持制御部２０は、情報処理を行うコンピュータであり、後述するハードウェア及びソフトウェアの協働により、荷重中心位置判定部１０と、本発明の切り替え手段としての役割を担うバルブ開閉制御部１２とを実現している。

荷重中心位置判定部１０は、圧力センサ８（８ａ〜８ｄ）から油圧を示す信号を入力し、各支点に作用する車両本体２の荷重中心位置が所定の範囲内に存在するか否かを判定する。

バルブ開閉制御部１２は、油圧バルブ４６を開閉する動作を行わせることにより、前方車輪ユニット４による車両本体２の支持状態を車幅方向の一支点又は二支点のいずれかに切り替えさせる。

（車両支持制御部２０の電気的構成）
図２を用いて、車両支持制御部２０の電気的構成を説明する。車両支持制御部２０は、内部バスで互いに接続されたＣＰＵ２１と、ＲＡＭ２２と、ＲＯＭ２３と、インターフェイス２４とを備えている。

ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２３に記憶されているプログラムを実行することにより、加重中心位置判定部１０及びバルブ開閉制御部１２を実現する。

ＲＯＭ２３は、ＣＰＵ２１により実行される各プログラムや、恒久的に用いるデータが記憶されている。ＲＯＭ２３に記憶されるプログラムは、例えば、後述する判定処理ルーチン及び切り替え処理ルーチンである。また、ＲＯＭ２３に記憶されるデータは、例えば、支点Ｐ１〜Ｐ５の位置を示す座標データである。

ＲＡＭ２２は、ＣＰＵ２１が実行するプログラムや、プログラムを実行する際に用いられるデータを一時的に記憶する。ＲＡＭ２２に記憶されるデータは、例えば、油圧バルブ４６の開閉の状態を示すデータや、車両本体２全体がいくつの支点で支持されている状態であるかを示すデータである。

インターフェイス２４は、図２に示すように、圧力センサ８と、油圧バルブ４６とに接続されており、圧力センサ８及び油圧バルブ４６と、ＣＰＵ２１との信号のやりとりを中継する。

（圧力センサ８により検出される支持力と荷重中心位置との関係）
次に、圧力センサ８により検出される支持力と荷重中心位置との関係について説明する。図３は、車両本体２を支持している状態における荷重中心位置の検出方法に関する説明図である。圧力センサ８ａは、油圧サスペンション４２ａ〜４２ｃの油圧から支点Ｐ１の支持力を検出する。圧力センサ８ｂは、油圧サスペンション４２ｄ〜４２ｆの油圧から支点Ｐ２の支持力を検出する。圧力センサ８ｃは、油圧サスペンション６２ａ〜６２ｃの油圧から支点Ｐ３の支持力を検出する。圧力センサ８ｄは、油圧サスペンション６２ｄ〜６２ｆから支点Ｐ４の支持力を検出する。

荷重中心位置のＸ座標は、支点Ｐ１の支持力と支点Ｐ３の支持力とを合算した支持力と、支点Ｐ２の支持力と支点Ｐ４の支持力とを合算した支持力との比で、支点Ｐ１、及びＰ２からどの位置に存在するか算出される。例えば、図３に示す例では、Ｐ１＋Ｐ３：Ｐ２＋Ｐ５＝５＋５：２５＋５＝１：３であるため、荷重中心位置のＸ座標は、Ｘ１とＸ３との間を３：１の割合で内分したＸ３側に存在する。

また、同様に、荷重中心位置のＹ座標は、支点Ｐ１の支持力と支点Ｐ２の支持力とを合算した支持力と、支点Ｐ３の支持力と支点Ｐ４の支持力とを合算した支持力との比で、支点Ｐ１、及びＰ３からどの位置に存在するか算出される。例えば、図３に示す例では、Ｐ１＋Ｐ２：Ｐ３＋Ｐ４＝５＋２５：５＋５＝３：１であるため、荷重中心位置のＹ座標は、Ｙ１とＹ２との間を１：３の割合で内分したＹ１側に存在する。

（車両支持制御部２０の動作：判定処理ルーチン）
次に、車両支持制御部２０の動作について説明する。車両支持制御部２０の電源が投入されると、ＣＰＵ２１は、各種初期処理を実行した後に、判定処理ルーチンを実行する。

図４に示すように、判定処理ルーチンが実行されると、まず、ＣＰＵ２１は、圧力センサ８ａ〜８ｄから検出された油圧を入力する（Ａ１）。次に、検出された油圧値に基づいて、各支持力を算出する（Ａ２）。厳密には、車両本体２が油圧サスペンション４２・６２により支持されている状態における油圧サスペンション４２・６２の油圧は、車両本体２が油圧サスペンション４２・６２により支持されていない状態における油圧サスペンション４２・６２の油圧（初期プリロード）よりも高くなる。よって、支持力は、検出された油圧から初期プリロードを除算することにより算出されるが、油圧サスペンション４２・６２の初期プリロードが等しいと見なせる場合には、算出は単純なものになる。

次に、ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２３から支点Ｐ１〜Ｐ５の位置を示す座標データを読み込み（Ａ３）、図３に示すように、支点Ｐ１〜Ｐ５の座標データと、Ａ２の処理において算出した各支持力とに基づいて、車両本体２の荷重中心位置を算出する（Ａ４）。次に、ＣＰＵ２１は、荷重中心位置が、支点Ｐ３、支点Ｐ４、及び支点Ｐ５の範囲内であるか否かを、これらの三点を結ぶ三角形の内側に位置するか外側に位置するかによって判定する（Ａ５）。三点の座標や三角形の座標は予めＲＯＭ２３等に記憶させてある。荷重中心位置が範囲内でないと判定された場合には（Ａ５：ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、荷重中心位置信号（外）を出力し（Ａ７）、ステップＡ１の処理の実行に戻る。荷重中心位置信号（外）は、車両本体２の荷重中心位置が支点Ｐ３、支点Ｐ４、及び支点Ｐ５の範囲外に存在することを示す信号である。出力された荷重中心位置信号は、後述する切り替え処理ルーチンに受付られる。

一方、荷重中心位置が、支点Ｐ３、支点Ｐ４、及び支点Ｐ５の範囲内であると判定された場合には（Ａ５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、荷重中心位置信号（内）を出力し（Ａ６）、ステップＡ１の処理の実行に戻る。荷重中心位置信号（内）は、車両本体２の荷重中心位置が支点Ｐ３、支点Ｐ４、及び支点Ｐ５の範囲内に存在することを示す信号である。出力された荷重中心位置信号は、後述する切り替え処理ルーチンに受付られる。

このように、荷重中心位置判定部１０は、車両本体２の荷重中心位置が車両本体２を支持する三支点を結んで囲まれた範囲内（平面領域内）に属するか否かを判定することができる。

（車両支持制御部２０の動作：切り替え処理ルーチン）
次に、車両支持制御部２０の動作について説明する。車両支持制御部２０の電源が投入されると、ＣＰＵ２１は、各種初期処理を実行した後に、上記の判定処理ルーチンの実行と並行して、切り替え処理ルーチンを実行する。

図５に示す切り替え処理ルーチンにおいて、まず、ＣＰＵ２１は、判定処理ルーチンからの信号を受け付ける（Ｂ１）。次に、ＣＰＵ２１は、受け付けた信号が荷重中心位置信号であるか否かを判定する（Ｂ２）。荷重中心位置信号でないと判定された場合には（Ｂ２：ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、ステップＢ１の処理の実行に戻る。一方、荷重中心位置信号であると判定された場合には（Ｂ２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、荷重中心位置信号（外）が出力されたか否かを判定する（Ｂ３）。荷重中心位置信号（外）であると判定された場合には（Ｂ３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、インターフェイス２４を介して油圧バルブ４６に連通路４８の連通を閉止させる（Ｂ４）。次に、ＣＰＵ２１は、車両本体２の支持状態が四支点であることをＲＡＭ２２に記憶し（Ｂ５）、ステップＢ１の処理の実行に戻る。

一方、ステップＢ３の処理において、荷重中心位置信号（外）ではないと判定された場合（Ｂ３：ＮＯ）、すなわち、荷重中心位置信号（内）であると判定された場合には、ＣＰＵ２１は、インターフェイス２４を介して油圧バルブ４６に連通路４８の連通を開成させる（Ｂ６）。次に、ＣＰＵ２１は、車両本体２の支持状態が三支点であることをＲＡＭ２２に記憶し（Ｂ５）、ステップＢ１の処理の実行に戻る。

このように、車両本体２が支持される三支点間の範囲内に、当該車両本体２の荷重中心位置が存在すると判定された場合には、車両本体２の支持が三支点に切り替えられる。一方、車両本体２が支持される三支点間の範囲外に、車両の荷重中心位置が存在すると判定された場合には、車両本体２の支持が四支点に切り替えられる。

勿論、支持状態が三支点であるか四支点であるかの情報は記憶されるので、四支点で支持している状態で荷重中心位置信号（外）が出力された場合にはステップＢ４の処理はスキップすればよく、また、三支点で支持している状態で荷重中心位置信号（内）が出力された場合にはステップＢ６の処理はスキップすればよい。

したがって、車両が支持される三支点の範囲外に車両の荷重中心位置が存在する場合は、自動的に車両の支持が四支点に維持されるため、車両が転倒する可能性を的確に排除することができる。

また、車両が支持される三支点の範囲内に車両の荷重中心位置が属する場合は、自動的に車両の支持が三支点に維持されるため、三支点支持により車両を路面状況に適合し得るより適切な状態で走行させることができる。

また、このように、前方車輪ユニットに液圧サスペンションとしての油圧サスペンションを用いることにより、特に超重量物運搬車両に対して本発明を良好に適用することができる。

（第２の実施形態）
本発明に係る車両支持装置の第２の実施形態を、図６を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一の部材については同一の符号を用いることにより、その説明を省略する。

図６に示す車両１は、荷物を積載して搬送する搬送車両である。車両１は、車両本体２と、車両本体２を支持する前方車輪ユニット４と、車両本体２を支持する後方車輪ユニット７と、圧力センサ８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）と、車両支持制御部２０とから構成されている。

後方車輪ユニット７は、図６に示すように、前方車輪ユニット４と同様に構成されており、複数の油圧サスペンション６２（６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆ）と、連通路４８と、油圧バルブ４６とから構成されている。

判定処理ルーチンにおいて、上記第１の実施形態における判定処理ルーチンと同様に、前方車輪ユニット４による車両本体２の支持状態を車幅方向の一支点又は二支点のいずれかに切り替えるときは、ＣＰＵ２１は、車両本体２の荷重中心位置が支点Ｐ３、Ｐ４、及びＰ５の範囲内に存在するか否かを、これら三点を結ぶ三角形の内側に位置するか外側に位置するかによって判定する。また、後方車輪ユニット７による車両本体２の支持状態を車幅方向の一支点又は二支点のいずれかに切り替えるときは、ＣＰＵ２１は、車両本体２の荷重中心位置が支点Ｐ１、Ｐ２、及びＰ６の範囲内に存在するか否かを、これら三点を結ぶ三角形の内側に位置するか外側に位置するかによって判定する。

なお、支点Ｐ６は、支点Ｐ３と支点Ｐ４の中間に位置する仮想の支点である。

切り替え処理ルーチンは、前記判定処理ルーチンの判定結果に基づいて、前方車輪ユニット４による車両本体２の支持状態及び後方車輪ユニット７による車両本体２の支持状態を車幅方向の一支点又は二支点のいずれかに切り替える。

このように、車両が前方向および後方向のいずれにも走行する場合においても、車両が転倒する可能性を的確に排除し、車両をより適切な状態で走行させることができる。

（第３の実施形態）
本発明に係る車両支持装置の第３の実施形態を、図を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一の部材については同一の符号を用いることにより、その説明を省略する。

図７は、荷物を積載して搬送する搬送車両に設けられる構成の要部を示している。車両１は、図１と同様に、車両本体２と、車両本体２を支持する前方車輪ユニット４と、車両本体２を支持する後方車輪ユニット６と、圧力センサ８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）と、荷重中心位置判定部１０及びバルブ開閉制御部１２を具備する車両支持制御部２０とを備えるほか、図７に示すように、報知ディスプレイ１４と、バルブ開閉操作スイッチ１６から構成されている。

報知ディスプレイ１４は、荷重中心位置判定部１０の判定結果を示す信号を入力し、荷重中心位置判定部１０の判定結果を表示する。バルブ開閉制御部１２は、オペレータの操作により、油圧バルブ４６を開閉させる指令信号をバルブ開閉制御部１２に出力する。

図７の（ｂ）に示すように、車両支持制御部２０を構成するインターフェイス２４は、報知ディスプレイ１４と、バルブ開閉操作スイッチ１６とに接続されており、これら報知ディスプレイ１４及びバルブ開閉操作スイッチ１６と、ＣＰＵ２１との信号のやりとりを中継する。インターフェイス２４には油圧センサ８及び油圧バルブ４６も接続されている。

（車両支持制御部２０の動作：判定処理ルーチン）
本実施形態における判定処理ルーチンを、図４に示す判定処理ルーチンを代用して説明する。ステップＡ７の処理「荷重中心位置信号（外）を出力する」を実行する代わりに、ＣＰＵ２１は、報知ディスプレイ１４に、車両本体２の荷重中心位置が三支点の範囲外に属することを示す画像を表示させる。また、ステップＡ６の処理「荷重中心位置信号（内）を出力する」を実行する代わりに、ＣＰＵ２１は、報知ディスプレイ１４に、車両本体２の荷重中心位置が三支点の範囲内に属することを示す画像を表示させる。勿論、報知手段は、報知ディスプレイ１４とともに、或いは報知ディスプレイ１４に代えて、音声による報知手段として構成してもよい。

（車両支持制御部２０の動作：切り替え処理ルーチン）
本実施形態における切り替え処理ルーチンを、図５に示す切り替え処理ルーチンを代用して説明する。ステップＢ１の処理「判定処理ルーチンからの信号を受け付ける」を実行する代わりに、ＣＰＵ２１は、バルブ開閉操作スイッチ１６から出力される油圧バルブ４６を開閉させる指令信号を受け付ける。また、ステップＢ２の処理「受け付けた信号が荷重中心位置信号であるか否かを判定する」を実行する代わりに、ＣＰＵ２１は、受け付けた信号が指令信号であるか否かを判定する。また、ステップＢ３の処理「荷重中心位置信号は、荷重中心位置が支点Ｐ３、Ｐ４、及びＰ５の範囲外にあることを示しているか否かを判定する」を実行する代わりに、ＣＰＵ２１は、受け付けた指令信号は油圧バルブ４６を閉めさせることを指令する指令信号であるか否かを判定する。

このように、荷重中心位置判定部の判定が外部に報知され、その報知に従って、前方車輪ユニットの支持状態を一支点又は二支点のいずれかに切り替えさせる指令が入力されれば、人為的な操作によっても車両が転倒する可能性を的確に排除できる。勿論、自動切替を行う場合にもディスプレイや音声による報知がなされるように構成すれば、オペレータに事前に切替予告をして円滑なオペレートに資することができる。

（第４の実施形態）
本発明に係る車両支持装置の第４の実施形態を、図を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一の部材については同一の符号を用いることにより、その説明を省略する。

図８は、荷物を積載して搬送する搬送車両に設けられる構成の要部を示している。車両１は、図１と同様に、車両本体２と、車両本体２を支持する前方車輪ユニット４と、車両本体２を支持する後方車輪ユニット６と、圧力センサ８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）と、車両支持制御部２０とを備えるほか、油圧ユニット３０及び導出入路３１が付加的に設けられている。

図８に示すように、前方車輪ユニット４における油圧サスペンション４２のシリンダ室と他の油圧サスペンション４２のシリンダ室を連通する連通路４８には導出入路３１を介して液圧ユニットとしての油圧ユニット３０が接続されている。

油圧ユニット３０は、導出入路を介して圧液を導出入することにより、油圧サスペンション４２又は連通路４８に対する圧液封入量を変化させる。油圧サスペンション４２又は連通路４８に対する圧液封入量を変化させることにより、油圧サスペンション４２のシリンダが伸縮するため、車輪４４と図１の車両本体２との距離を可変とすることができる。例えば、圧液封入量を多くすると、油圧サスペンション４２のシリンダが伸びて、車輪４４と車両本体２との距離が広がり。一方、圧液封入量を少なくすると、油圧サスペンション４２が縮み、車輪４４と車両本体２との距離が狭まる。

このように、油圧ユニット３０により、油圧サスペンション４２の作動位置を変化させ、車輪４４と車両本体２との距離を可変とすることができるため、荷物の積み込み、積み降ろし等を適切に行うことができる。

勿論、油圧ユニット３０は、後方車輪ユニット６にも同様に適用することができる。

なお、本実施形態において、車両の荷重中心の位置を検出する荷重中心位置検出手段として、圧力センサ８を用いて各支点に作用する車両荷重に基づき直接的に検出しているが、本発明において、車両の荷重中心の位置を検出するものであれば、これに特に限定されるものではない。例えば、荷重中心位置検出手段として、車両本体２の傾きを直接検出する傾きセンサを設け、この傾きセンサの検出結果と車両の重量に関する情報に基づいて、車両本体２の荷重中心の位置を間接的に検出（特定）するようにしてもよい。

（本実施形態の概要）
以上のように、本発明の一実施形態に係る車両支持装置は、車両に適用される車両支持装置であって、車両本体２を支持し、支持状態を車幅方向の一支点又は二支点のいずれかに切り替え可能な前方車輪ユニット（前方車輪ユニット４等）と、前方車輪ユニットの後方に設けられ、車両を車幅方向の二支点で支持する後方車輪ユニット（後方車輪ユニット６等）と、各支点に作用する車両荷重の荷重中心位置を検出する荷重中心位置検出手段（圧力センサ８等）と、荷重中心位置検出手段の検出結果に基づいて、前方車輪ユニットが一支点で支持する場合の一支点と、後方車輪ユニットが支持する二支点とを結ぶ平面領域内に、荷重中心位置が属するか否かを判定する荷重中心位置判定部１０と、荷重中心位置判定部１０の判定結果に基づいて、前方車輪ユニット４の支持状態を一支点又は二支点のいずれかに切り替えさせ得る切り替え手段（バルブ開閉制御部１２）とを有することを特徴とする。

このような構成によれば、荷重中心位置判定部１０によって、前方車輪ユニット４が一支点で支持する場合の一支点と、後方車輪ユニット６が支持する二支点とを結ぶ平面領域内、すなわち、車両本体２が支持される三支点を結ぶ平面領域内に、各支点に作用する車両本体２の荷重の荷重中心位置が属するか否かが判定される。荷重中心位置判定部１０の判定結果に基づいて、切り替え手段（バルブ開閉制御部１２）が車両全体の支持状態を三支点又は四支点のいずれかに切り替えさせ得るため、車両が転倒する可能性を的確に排除でき、車両をより適切な状態で走行させることができる。

特に、切り替え手段（バルブ開閉制御部１２）が、荷重中心位置判定部の判定結果に基づいて、車両１が支持される三支点を結ぶ平面領域内に荷重中心位置が属すると判定された場合は、前方車輪ユニット４の支持状態を一支点に切り替えさせ、車両１が支持される三支点を結ぶ平面領域内に荷重中心位置が属しないと判定された場合は、前方車輪ユニット４の支持状態を二支点に切り替えさせるようにしている。

このような構成によれば、車両本体２が支持される三支点を結ぶ平面領域内に、各支点に作用する車両本体２の荷重の荷重中心位置が属すると判定された場合には、車両本体２の支持が三支点に切り替えられる。一方、車両本体２が支持される三支点を結ぶ平面領域外に、各支点に作用する車両本体２の荷重の荷重中心位置が存在すると判定された場合には、車両本体２の支持が四支点に切り替えられる。

したがって、車両が支持される三支点を結ぶ平面領域外に各支点に作用する車両荷重の荷重中心位置が属する場合は、自動的に車両の支持が四支点に切り替えられるため、車両が転倒する可能性を的確に排除することができる。

また、車両が支持される三支点を結ぶ平面領域内に各支点に作用する車両荷重の荷重中心位置が属する場合は、自動的に車両の支持が三支点に切り替えられるため、三支点支持により車両を路面状況に適合し得る適切な状態で走行させることができる。

本発明のより具体的な構成に係る車両支持装置として、前方車輪ユニット４は、一端が車幅方向の一側方に位置する車輪に接続され、他端が車両に接続されて、車両を支持する第１液圧サスペンション（油圧サスペンション４２ａ〜４２ｃ等）と、一端が車幅方向の他側方に位置する車輪に接続され、他端が車両に接続されて、車両を支持する第２液圧サスペンション（油圧サスペンション４２ｄ〜４２ｆ等）と、第１液圧サスペンションのシリンダ室と第２液圧サスペンションのシリンダ室とを連通させる連通路（連通路４８等）と、連通路を開閉する液圧バルブ（油圧バルブ４６等）とからなり、切り替え手段たるバルブ開閉制御部１２は、液圧バルブに連通路を開閉する動作を行わせるように構成されている。

このように、前方車輪ユニット４に液圧サスペンションを用いることによって、特に超重量物運搬車両に対して本発明を良好に適用することができる。

進行方向を前後に切り替え可能とされた車両に適用する場合の本発明のさらに他の構成に係る車両支持装置として、後方車輪ユニット（後方車輪ユニット７等）は、支持状態を一支点又は二支点のいずれかに切り替え可能であり、荷重中心位置判定部１０は、荷重中心位置検出手段の検出結果に基づいて、前方車輪ユニット４が一支点で支持する場合の一支点と、後方車輪ユニット７が二支点で支持する場合の二支点とを結ぶ平面領域内に、荷重中心位置が存在するか否かを判定すると共に、前方車輪ユニット４が二支点で支持する場合の二支点と、後方車輪ユニット７が一支点で支持する場合の一支点とを結ぶ平面領域内に、荷重中心位置が存在するか否かを判定し、切り替え手段たるバルブ開閉制御部１２は、荷重中心位置判定部１０の判定結果に基づいて、前方車輪ユニット４の支持状態及び後方車輪ユニット７の支持状態をそれぞれ一支点又は二支点のいずれかに切り替えさせ得るようにしている。

このような構成によれば、車両が前方向および後方向のいずれにも走行する場合においても、車両が転倒する可能性を排除し、車両をより適切な状態で走行させることができる。

本発明のさらに他の構成に係る車両支持装置として、前方車輪ユニット４又は後方車輪ユニット６に、外部の液圧ユニット（油圧ユニット３０）から圧液を導入し若しくは当該液圧ユニット（油圧ユニット３０）に圧液を導出するための導出入路３１が接続されている。

このような液圧ユニットを採用することにより、液圧サスペンション等への圧液封入量を変化させ、車輪と車両との距離を可変とすることができるから、荷物の積み込み、積み降ろし等を適切に行うことができる。

本発明のさらに他の構成に係る車両支持装置は、荷重中心位置判定部１０の判定結果を外部に報知する報知手段（報知ディスプレイ１４等）と、支持状態を一支点又は二支点のいずれかに切り替えさせる指令を外部から入力する指令入力手段（バルブ開閉操作スイッチ１６等）とを有し、切り替え手段たるバルブ開閉制御部１２が、指令入力手段の入力に基づいて、支持状態を一支点又は二支点のいずれかに切り替えさせるようにしている。

このような構成により、荷重中心位置判定部１０の判定が外部に報知され、その報知に従って、前方車輪ユニット４や後方車輪ユニット７等の支持状態を一支点又は二支点のいずれかに切り替えさせる指令が入力されるようにすれば、人為的な操作によっても車両が転倒する可能性を的確に排除でき、また自動切替を行う場合にも報知によってオペレータに予め了知させることができるので、車両をより適切な状態で走行させることができる。

１……車両
２……車両本体
４……前方車輪ユニット
６……後方車輪ユニット
７……後方車輪ユニット
８……荷重中心位置検出手段（圧力センサ）
１０…荷重中心位置判定部
１２…切り替え手段（バルブ開閉制御部）
１４…報知ディスプレイ
１６…指令入力手段（バルブ開閉操作スイッチ）
２０…車両支持制御部
３０…油圧ユニット
３１…連通路
４２…油圧サスペンション
４４…車輪
４６…油圧バルブ
４８…連通路

Claims (5)

1. 車両に適用される車両支持装置であって、
   車両本体を支持し、その支持状態を車幅方向の一支点又は二支点のいずれかに切り替え可能な前方車輪ユニットと、
   前記前方車輪ユニットの後方に設けられ、少なくとも前記車両本体を車幅方向の二支点で支持する後方車輪ユニットと、
   各支点に作用する車両荷重の荷重中心位置を検出する荷重中心位置検出手段と、
   前記荷重中心位置検出手段の検出結果に基づいて、前記前方車輪ユニットが一支点で支持する場合の当該一支点と、前記後方車輪ユニットが支持する二支点とを結ぶ平面領域内に、前記荷重中心位置が属するか否かを判定する荷重中心位置判定部と、
   前記荷重中心位置判定部の判定結果に基づいて、前記前方車輪ユニットの支持状態を一支点又は二支点のいずれかに切り替えさせ得る切り替え手段とを有することを特徴とする車両支持装置。
2. 前記切り替え手段は、前記荷重中心位置判定部の判定結果に基づいて、前記平面領域内に前記荷重中心位置が属すると判定された場合は、前記前方車輪ユニットの支持状態を一支点に切り替えさせ、前記平面領域内に前記荷重中心位置が属しないと判定された場合は、前記前方車輪ユニットの支持状態を二支点に切り替えさせることを特徴とする請求項１に記載の車両支持装置。
3. 前記前方車輪ユニットは、
   一端が車幅方向の一側方に位置する車輪に接続され、他端が前記車両に接続されて、前記車両を支持する第１液圧サスペンションと、
   一端が車幅方向の他側方に位置する車輪に接続され、他端が前記車両に接続されて、前記車両を支持する第２液圧サスペンションと、
   前記第１液圧サスペンションのシリンダ室と前記第２液圧サスペンションのシリンダ室とを連通させる連通路と、
   前記連通路を開閉する液圧バルブとからなり、
   前記切り替え手段は、前記液圧バルブに前記連通路を開閉する動作を行わせるように構成されることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の車両支持装置。
4. 前記後方車輪ユニットは、前記支持状態を車幅方向の一支点又は二支点のいずれかに切り替え可能であり、
   前記荷重中心位置判定部は、前記荷重中心位置検出手段の検出結果に基づいて、前記前方車輪ユニットが一支点で支持する場合の当該一支点と、前記後方車輪ユニットが二支点で支持する場合の前記二支点とを結ぶ平面領域内に、前記荷重中心位置が属するか否かを判定すると共に、前記前方車輪ユニットが二支点で支持する場合の前記二支点と、前記後方車輪ユニットが一支点で支持する場合の当該一支点とを結ぶ平面領域内に、前記荷重中心位置が属するか否かを判定し、
   前記切り替え手段は、前記荷重中心位置判定部の判定結果に基づいて、前記前方車輪ユニットの支持状態及び前記後方車輪ユニットの支持状態をそれぞれ一支点又は二支点のいずれかに切り替えさせ得ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両支持装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の車両支持装置を有することを特徴とする車両。
   
   

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