JPH08297027A - 走行作業車両の制振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 走行時の車体の安定性を向上してより高速で
の走行を可能とし、乗り心地を改善すると共に、作業中
の車体の振動を防止してオペレータの操作性向上及び疲
労軽減を行なうことにより作業性を改善する。 【構成】 車体２上に取着された作業機を有し、車体２
に装着された車輪３により走行可能な走行作業車両１に
おいて、ジャイロ軸Ｊ回りに高速回転している回転体１
１と、回転体１１のジャイロ軸Ｊに直交してお互いに直
交するピッチングプリセッション軸Ｐp 及びローリング
プリセッション軸Ｐr の回りに回転体１１を揺動自在に
支持すると共に、ジャイロ軸Ｊが鉛直線と平行で、かつ
ピッチングプリセッション軸Ｐp が車体２の前後方向と
平行になるように車体２上に取着された支持部材１３と
を備え、車体３のピッチング及びローリングを制振する
ジャイロモーメントを発生するジャイロスタビライザ１
０を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走行作業車両のピッチ
ングやローリングの制振装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】作業車両の中でホイール式のものにおい
て、ある地域の一つの作業現場から他の作業現場へ作業
車両を運搬する場合に自走して運搬することが多い。こ
のような自走できる作業車両( 以下、走行作業車両と呼
ぶ）は、短時間で運搬を完了して現場での実質的な作業
時間を向上させるために、上記自走運搬時に走行速度を
速くできる方が良い。しかしながら従来の走行作業車両
は、自走中の車体の安定性は余り考慮されてはいない。
よって、従来のままで走行作業車両を高速で走行させる
と安定性が悪いので、比較的低速で走行することを余儀
なくされている。また、走行中の乗り心地が良くないの
で、長時間の運転時は運転手の疲労が大きくなる。この
ため、少し長距離の運搬には自走することが困難となっ
て運搬用トラックを使用しなければならないので、費用
及び運搬時間等がかかるという問題がある。したがっ
て、走行作業車両の自走運搬時の安定性及び乗り心地を
向上してより高速で走行できることが強く望まれてい
る。

【０００３】また、走行作業車両で作業中には車体が振
動することが多い。この様子を、図３０に示すような走
行方向に向かって車体前方に作業機を有している走行作
業車両を例にとって以下に説明する。走行作業車両１
は、車体２の前方及び後方にそれぞれ左右に車輪３を有
し、また車体２の前端に鉛直方向に揺動自在に取着され
たアーム５及びバケット６等の作業機を備えている。こ
の作業機によって例えば土石の積載作業を行うとする
と、バケット６で土石を掬い取る時や、アーム５でこの
バケット６を持ち上げて土石排出用トラック（図示せ
ず）に積載する時等に、車体前後方向に振動が発生す
る。この振動はいわゆるピッチングであり、図３０の矢
印Ｂで示される方向に発生する。また、採石現場の路面
の状態が悪い場合は、走行中に車体横方向の振動、いわ
ゆるローリングも図の矢印Ｃの方向に発生する。このよ
うな車体の振動があると、オペレータにとって乗り心地
が悪いので疲労し易いばかりでなく、作業機を操作しに
くいので作業性が余り良くない。また、振動によって車
体各部品の取り付け部の緩み、磨耗等を招き易いという
問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的と
するところは、走行時の車体の安定性を向上してより高
速での走行を可能とし、乗り心地を改善すると共に、作
業中の車体の振動を防止してオペレータの操作性向上及
び疲労軽減を行なうことにより作業性を改善できる走行
作業車両の制振装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係わる走行作業車両の制振装置は、車体２
上に取着された作業機を有し、車体２に装着された車輪
３により走行可能な走行作業車両１において、ジャイロ
軸Ｊ回りに高速回転している回転体１１と、回転体１１
のジャイロ軸Ｊに直交してお互いに直交するピッチング
プリセッション軸Ｐp 及びローリングプリセッション軸
Ｐr の回りに回転体１１を揺動自在に支持すると共に、
ジャイロ軸Ｊが鉛直線と平行で、かつピッチングプリセ
ッション軸Ｐp が車体２の前後方向と平行になるように
車体２上に取着された支持部材１３とを備え、車体２の
ピッチング及びローリングを制振するジャイロモーメン
トを発生するジャイロスタビライザ１０を設けている。

【０００６】また、ジャイロモーメントのヨーイング成
分をキャンセルしてピッチング及びローリングの制振に
係わるモーメントのみを生かすことにより、効果的な制
振モーメントが得られる。よって、上記の走行作業車両
の制振装置において、前記ジャイロスタビライザ１０は
少なくとも２個以上設け、その中の少なくとも１個のジ
ャイロスタビライザ１０の回転体１１は、ジャイロ軸Ｊ
回りの回転方向を他の回転体１１と反対方向に回転させ
ても良い。

【０００７】また、制御目標値に近づくようにピッチン
グ及びローリングに対するそれぞれのプリセッション軸
回りの角速度をアクティブに制御すると、より安定的に
制振することができる。よって、上記の走行作業車両の
制振装置において、前記ジャイロスタビライザ１０の支
持部材１３に取着され、ピッチング角速度を検出するピ
ッチング角速度検出器１６p と、ジャイロスタビライザ
１０の支持部材１３に取着され、ローリング角速度を検
出するローリング角速度検出器１６r と、ピッチング角
速度検出器１６p が検出したピッチング角速度とローリ
ング角速度検出器１６r が検出したローリング角速度と
を入力し、このピッチング角速度、ピッチング角速度の
微分値及びピッチング角速度の積分値の内の少なくとも
一つ以上から求められるピッチングプリセッション軸回
転角速度の指令値を演算し、また前記ローリング角速
度、ローリング角速度の微分値及びローリング角速度の
積分値の内の少なくとも一つ以上から求められるローリ
ングプリセッション軸回転角速度の指令値を演算し、こ
の演算された値のピッチングプリセッション軸回転角速
度指令及びローリングプリセッション軸回転角速度指令
を出力する演算装置２０と、このピッチングプリセッシ
ョン軸回転角速度指令に基づいて、動力信号を出力する
モータ駆動装置３０p と、モータ駆動装置３０p からの
動力信号によってピッチングプリセッション軸Ｐp の回
りに回転体１１を回転させるピッチングプリセッション
軸駆動モータ１４p と、前記ローリングプリセッション
軸回転角速度指令に基づいて、動力信号を出力するモー
タ駆動装置３０r と、モータ駆動装置３０r からの動力
信号によってローリングプリセッション軸Ｐr の回りに
回転体１１を回転させるローリングプリセッション軸駆
動モータ１４r とを付設しても良い。

【０００８】作業時や走行時の振動状態に適合して制振
するため、ピッチング及びローリングの少なくとも一方
を手動モードで制振する対象として選択できるようにす
ると作業性が良い。よって、上記のパッシブなジャイロ
モーメントの作用を利用する走行作業車両の制振装置に
おいて、ピッチングプリセッション軸Ｐp の回転による
ピッチング制振及びローリングプリセッション軸Ｐr の
回転によるローリング制振の少なくとも一方を可能とす
るか否かを選択する制振モード切換スイッチ６３と、ブ
レーキ指令又は解除指令の入力によってピッチングプリ
セッション軸Ｐp をそれぞれ回転停止又は回転可能にさ
せるピッチングプリセッションブレーキ６７p と、ブレ
ーキ指令又は解除指令の入力によってローリングプリセ
ッション軸Ｐr をそれぞれ回転停止又は回転可能にさせ
るローリングプリセッションブレーキ６７r と、制振モ
ード切換スイッチ６３から選択信号を入力し、この選択
信号に基づいて制振を可能と選択された方のピッチング
プリセッションブレーキ６７p 又はローリングプリセッ
ションブレーキ６７r に解除指令を出力する演算装置２
０とを付設した方が好ましい。

【０００９】また、上記のアクティブにジャイロモーメ
ントを制御する走行作業車両の制振装置において、ピッ
チングプリセッション軸Ｐp の回転によるピッチング制
振及びローリングプリセッション軸Ｐr の回転によるロ
ーリング制振の少なくとも一方を可能とするか否かを選
択する制振モード切換スイッチ６３と、ブレーキ指令又
は解除指令の入力によってピッチングプリセッション軸
Ｐp をそれぞれ回転停止又は回転可能にさせるピッチン
グプリセッションブレーキ６７p と、ブレーキ指令又は
解除指令の入力によってローリングプリセッション軸Ｐ
r をそれぞれ回転停止又は回転可能にさせるローリング
プリセッションブレーキ６７r と、制振モード切換スイ
ッチ６３から選択信号を入力し、この選択信号に基づい
て制振を可能と選択された方のピッチングプリセッショ
ンブレーキ６７p 又はローリングプリセッションブレー
キ６７r に解除指令を出力する演算装置２０とを備えた
方が望ましい。

【００１０】また、上記のアクティブにジャイロモーメ
ントを制御する走行作業車両の制振装置において、ピッ
チングプリセッション軸Ｐp の回転によるピッチング制
振及びローリングプリセッション軸Ｐr の回転によるロ
ーリング制振の少なくとも一方を可能とするか否かを選
択する制振モード切換スイッチ６３と、この選択信号を
入力し、選択信号に基づいて制振を可能と選択された方
の前記ピッチングプリセッション軸回転角速度指令又は
ローリングプリセッション軸回転角速度指令を出力する
演算装置２０とを備えても良い。

【００１１】また、作業時や走行時の振動状態に自動的
に適合して制振するため、ピッチング及びローリングの
少なくとも一方を自動的に制振する対象として選択でき
るようにしても良い。よって、上記のアクティブにジャ
イロモーメントを制御する走行作業車両の制振装置にお
いて、前記ピッチング角速度検出器１６p が検出したピ
ッチング角速度と前記ローリング角速度検出器１６r が
検出したローリング角速度とを入力し、このピッチング
角速度、ピッチング角速度の微分値（角加速度）、ロー
リング角速度及びローリング角速度の微分値（角加速
度）の少なくともいずれか一つの大きさに基づいて、前
記ピッチングプリセッション軸回転角速度指令又はロー
リングプリセッション軸回転角速度指令を出力するか否
か、あるいは、前記ピッチングプリセッションブレーキ
６７p 又はローリングプリセッションブレーキ６７r に
解除指令を出力するか否かを判断してこれを出力する演
算装置２０を備えても良い。

【００１２】また同様に、上記のパッシブなジャイロモ
ーメントの作用を利用する走行作業車両の制振装置にお
いて、前記ジャイロスタビライザ１０の支持部材１３に
取着され、ピッチング角速度を検出するピッチング角速
度検出器１６p と、ジャイロスタビライザ１０の支持部
材１３に取着され、ローリング角速度を検出するローリ
ング角速度検出器１６r と、ピッチング角速度検出器１
６p が検出したピッチング角速度とローリング角速度検
出器１６r が検出したローリング角速度とを入力し、こ
のピッチング角速度、ピッチング角速度の微分値（角加
速度）、ローリング角速度及びローリング角速度の微分
値（角加速度）の少なくともいずれか一つの大きさに基
づいて、前記ピッチングプリセッションブレーキ６７p
又はローリングプリセッションブレーキ６７r に解除指
令を出力するか否かを判断してこれを出力する演算装置
２０とを備えても良い。

【００１３】ピッチング又はローリングのそれぞれのプ
リセッション角度が許容最大値に近づいたとき、オペレ
ータに警報やアラーム表示等で知らせることにより、オ
ペレータがそれ以上の無理な操作をすることを防止でき
る。よって、上記の走行作業車両の制振装置において、
前記回転体１１のピッチングプリセッション軸Ｐp 回り
の回転角度を検出するピッチングプリセッション角度検
出器１５p と、回転体１１のローリングプリセッション
軸Ｐr 回りの回転角度を検出するローリングプリセッシ
ョン角度検出器１５r と、このピッチングプリセッショ
ン角度とこのローリングプリセッション角度とを入力
し、ピッチングプリセッション角度が予め設定された所
定値より大きいとき、またはローリングプリセッション
角度が予め設定された所定値より大きいときの少なくと
もいずれか一方のときに、警報信号又は／及び表示信号
を出力する演算装置２０とを備えた方が好ましい。

【００１４】また、ピッチング又はローリングのそれぞ
れのプリセッション角度をオペレータが確認できると、
制振できるプリセッション角度の余裕度や振動の大きさ
等を判断し易い。よって、上記の走行作業車両の制振装
置において、前記ピッチングプリセッション角度及びロ
ーリングプリセッション角度を表示できるモニタ装置６
６を付設しても良い。

【００１５】

【作用】ジャイロ軸に直交して、かつお互いに直交する
二つの軸、ピッチングプリセッション軸及びローリング
プリセッション軸、の方向に回転体が揺動自在に支持さ
れたジャイロスタビライザ装置を車体上に設ける。その
ジャイロ軸が鉛直線に平行で、かつ記ピッチングプリセ
ッション軸及びローリングプリセッション軸がそれぞれ
ピッチング軸及びローリング軸に直交するように、ジャ
イロスタビライザ装置の支持部材を車体に取着する。走
行作業車両のピッチングにより生じる外力モーメントが
ジャイロ軸をピッチング軸回りに回転させると、ジャイ
ロ効果によりピッチングプリセッション軸回りにジャイ
ロスタビライザの回転体が回転させられる。さらに、こ
のピッチングプリセッション軸回りの回転体の回転によ
って、ローリングプリセッション軸回りに上記外力モー
メントと逆方向にこれと釣り合うようなジャイロモーメ
ントが受動的に発生する。このジャイロモーメントが、
ピッチングを抑えるように作用する。

【００１６】また、ローリングにより生じる外力モーメ
ントがジャイロ軸をローリング軸回りに回転させると、
ジャイロ効果によりローリングプリセッション軸回りに
ジャイロスタビライザの回転体が回転させられる。さら
に、このローリングプリセッション軸回りの回転体の回
転によって、ピッチングプリセッション軸回りに上記外
力モーメントと逆方向にこれと釣り合うようなジャイロ
モーメントが受動的に発生する。このジャイロモーメン
トが、ローリングを抑えるように作用する。

【００１７】複数個のジャイロスタビライザ装置を配置
し、この内の少なくとも一個以上のジャイロスタビライ
ザ装置の回転体の自転方向を他と反対にすると、ピッチ
ングに対するそれぞれのジャイロモーメントのヨーイン
グ方向の成分をお互いに打ち消し合うようにできる。ま
た同様に、ローリングに対してもそれぞれのジャイロモ
ーメントのヨーイング方向の成分をお互いに打ち消し合
うようにできる。このとき、ピッチングを制振する方向
のそれぞれのモーメントを合成したモーメント及びロー
リングを制振する方向のそれぞれのモーメントを合成し
たモーメントだけが作用し、効果的な制振が可能とな
る。

【００１８】また、ジャイロスタビライザ装置のピッチ
ングプリセッション軸又はローリングプリセッション軸
をそれぞれ駆動モータで回転させると、これにより前述
と同様にジャイロモーメントがジャイロ軸及びそれぞれ
のプリセッション軸に直交する軸の回りに発生する。こ
のように、アクティブにジャイロモーメントを発生させ
てアクティブにピッチングを制振することができる。こ
のときは、ピッチングプリセッション軸角速度を制御し
て、ピッチング角度、ピッチング角速度及びピッチング
角加速度等が所定の制御目標値になるように、またロー
リングプリセッション軸角速度を制御して、ローリング
角度、ローリング角速度及びローリング角加速度等が所
定の制御目標値になるように最適なジャイロモーメント
を発生できるので、ピッチング及びローリングをより効
果的に制振することができる。

【００１９】ピッチングとローリングに対して同時に制
振させるようなジャイロモーメントを発生させると、こ
の二つの方向のジャイロモーメントが干渉し合って、制
振効果が薄れる場合がある。このようなときは、ピッチ
ング及びローリングの内どちらか大きい振動に対しての
み制振作用を働かせることにより、全体的な安定性を得
ることができる。どちらの方向の振動を主に制振するか
を、手動の選択スイッチによって又は自動的に選択でき
るようにしたので、振動の状態に適合するように制振モ
ードをフレキシブルに選択できる。

【００２０】それぞれのプリセッション軸角速度を制御
する際、各プリセッション角度が許容最大値以上になっ
たら、この角速度制御を停止する。これにより、作業中
にヨーイング方向のジャイロモーメントによって車体が
大きく振動することを防止する。さらに、各プリセッシ
ョン角度が上記許容最大値に達する前に、許容最大値に
近くなったことをオペレータに警報又はアラーム表示で
知らせることにより、オペレータがそれ以上の無理な操
作をすることを防止できる。また、それぞれのプリセッ
ション角度をオペレータが確認できると、制振できるプ
リセッション角度の余裕度や振動の大きさ等を判断し易
い。

【００２１】

【実施例】第一実施例から第四実施例は、ジャイロスタ
ビライザの自転軸がこの軸に垂直な軸の回りにモーメン
トを受けると、それと釣り合うようなモーメント（いわ
ゆる、ジャイロモーメント）がパッシブに発生するの
で、そのパッシブなジャイロモーメントを利用してピッ
チング及びローリングを抑える例を示している。まず、
図１から図３に基づいて第一実施例を説明する。図１及
び図２はそれぞれ、車体２上にジャイロスタビライザ１
０を備えた走行作業車両１の側面図及び平面図を表して
いる。本実施例では、１個のジャイロスタビライザ１０
を備えており、そのジャイロ軸Ｊは鉛直線と平行になっ
ている。

【００２２】図３は、ジャイロスタビライザ１０の詳細
を表した斜視図である。図３において、回転体１１は大
きな慣性モーメントを持っており、駆動モータ１２によ
ってジャイロ軸Ｊの回りに高速回転している。また回転
体１１は、ジャイロ軸Ｊに直交し、かつお互いに直交す
る二つの軸Ｐp 及び軸Ｐr の回りに回転自在なように支
持部材１３によって支持されている。回転体１１が軸Ｐ
p 回りに振動させられるような外力があったときにこの
軸Ｐp 回りに共振が発生しないように、所定の減衰特性
を持たせたバネ要素及びダンパ要素６０を支持部材１３
に設ける。軸Ｐr 回りの共振に対しても、同様にバネ要
素及びダンパ要素６１を支持部材１３に設ける。

【００２３】いま、外力によって軸Ｐr 回りにモーメン
トＭp が生じ、ジャイロ軸Ｊが角速度ωqpで回転させら
れたとする。このとき、ジャイロ効果によって回転体１
１の持つ角運動量及び角速度ωqpの積に比例した大きさ
でジャイロモーメントＭ'Jpが発生し、軸Ｐp 回りに所
定方向にジャイロ軸Ｊが回転させられる。そしてさら
に、この発生したジャイロモーメントＭ'Jp による軸Ｐ
p 回りの所定方向の回転（これを、モーメントＭp に対
するプリセッションと言う）によって、ジャイロモーメ
ントＭJpが回転体１１の持つ角運動量及び角速度ωqpの
積に比例した大きさで、かつ上記モーメントＭp と逆方
向に発生する。

【００２４】また同様に、外力によって軸Ｐp 回りにモ
ーメントＭr が生じ、ジャイロ軸Ｊが角速度ωqrで回転
させられたとする。このとき、モーメントＭr に対する
プリセッションが働き、回転体１１の持つ角運動量及び
角速度ωqrの積に比例した大きさでジャイロモーメント
Ｍ'Jr が発生し、軸Ｐr 回りに所定方向にジャイロ軸Ｊ
が回転させられる。そして、モーメントＭr に対するこ
のプリセッションによって、ジャイロモーメントＭJrは
回転体１１の持つ角運動量及び角速度ωqrの積に比例し
た大きさで、かつ上記モーメントＭr と逆方向に発生す
る。ここで以後、軸Ｐp をピッチングプリセッション軸
と呼び、軸Ｐr をローリングプリセッション軸と呼ぶ。

【００２５】図１及び図２に示すように、本実施例では
ジャイロ軸Ｊが鉛直線と平行になり、かつピッチングプ
リセッション軸Ｐp が車体前後方向と平行になるよう
に、ジャイロスタビライザ１０の支持部材１３を車体２
に取着している。このとき、ローリングプリセッション
軸Ｐr は、車体左右方向に対して平行になる。車体２の
ピッチングの中心軸（以後、ピッチング軸と呼ぶ）を軸
Ｐとし、ローリングの中心軸（以後、ローリング軸と呼
ぶ）を軸Ｒとすると、上記ピッチングプリセッション軸
Ｐp はピッチング軸Ｐに直交し、またローリングプリセ
ッション軸Ｐr はローリング軸Ｒに直交している。

【００２６】図示されたＢの方向に走行作業車両１がピ
ッチングすると、ジャイロ軸ＪにモーメントＭp が作用
し、ジャイロ軸Ｊが軸Ｐr の回りに回転するので、前述
のジャイロ効果により、このモーメントＭp と釣り合う
ジャイロモーメントＭJpが逆方向に発生する。このジャ
イロモーメントＭJpによって、走行作業車両１のピッチ
ングを制振することができる。同様に、図示されたＣの
方向に走行作業車両１がローリングすると、ジャイロ軸
ＪにモーメントＭr が作用し、ジャイロ軸Ｊが軸Ｐp の
回りに回転するので、前述のジャイロ効果により、この
モーメントＭr と釣り合うジャイロモーメントＭJrが逆
方向に発生する。このジャイロモーメントＭJrによっ
て、走行作業車両１のローリングを制振することができ
る。

【００２７】次に、第二実施例において、複数個のジャ
イロスタビライザを車体２に設ける場合を説明する。ま
ず、２個のジャイロスタビライザを設ける例を説明する
が、図４はその走行作業車両１の平面図を表し、図５は
２個のジャイロスタビライザ１０の説明図である。尚、
側面図は図１と同じであるとする。この実施例では２個
のジャイロスタビライザ１０は、それぞれのジャイロ軸
Ｊが鉛直線と平行になり、かつそれぞれのピッチングプ
リセッション軸Ｐp がピッチング軸Ｐに直交するよう
に、その支持部材１３を車体２に取着される。このと
き、２つのローリングプリセッション軸Ｐr は互いに平
行となり、かつローリング軸Ｒと直交する。

【００２８】２個のジャイロスタビライザ１０はそれぞ
れ、前述同様に各ジャイロ軸Ｊ回りに高速回転する回転
体１１とこれを駆動するモータ１２を有している。ま
た、この回転体１１は、ジャイロ軸Ｊに直交し、かつお
互いに直交する二つの軸ピッチングプリセッション軸Ｐ
p 及びローリングプリセッション軸Ｐr の回りに回転自
在なように、それぞれ支持部材１３によって支持されて
いる。前実施例同様に、回転体１１が軸Ｐp 回りに及び
軸Ｐr 回りの振動に共振しないように、所定の減衰特性
を持たせたバネ要素及びダンパ要素６０、６１をそれぞ
れ支持部材１３に設ける。

【００２９】ここで、２つの回転体１１の各ジャイロ軸
Ｊ回りの回転方向はお互いに逆にする。このとき、ピッ
チングによってそれぞれのジャイロ軸Ｊに軸Ｐr 回りの
モーメントＭp が作用すると、それぞれのピッチングプ
リセッション軸Ｐp の回りにお互いに逆方向のジャイロ
モーメントＭ'Jp1及びＭ'Jp2が発生し、２つの回転体１
１は逆方向にプリセッションされる。そしてさらに、こ
のプリセッションによって、それぞれのジャイロモーメ
ントＭJp1 及びＭJp2 が軸Ｐr 回りの上記モーメントＭ
p と逆方向に発生する。ここに、それぞれのジャイロモ
ーメントＭJp1及びＭJp2 を合成したモーメントが上記
モーメントＭp に釣り合うように、ＭJp1 及びＭJp2 が
発生する。上述のように２つの回転体１１がお互いに逆
方向にプリセッションされるので、ジャイロモーメント
ＭJp1 及びＭJp2 のヨーイング方向成分はお互いに打ち
消し合って、ピッチングを制振する方向のモーメントが
残る。

【００３０】また同様に、ローリングによってそれぞれ
のジャイロ軸Ｊに軸Ｐp 回りのモーメントＭr が作用す
ると、それぞれのローリングプリセッション軸Ｐr の回
りにお互いに逆方向のジャイロモーメントＭ'Jr1及び
Ｍ'Jr2が発生し、２つの回転体１１は逆方向にプリセッ
ションされる。そしてさらに、このプリセッションによ
って、それぞれのジャイロモーメントＭJr1 及びＭJr2
が軸Ｐp 回りの上記モーメントＭr と逆方向に発生す
る。ここに、それぞれのジャイロモーメントＭJr1及び
ＭJr2 を合成したモーメントが上記モーメントＭr に釣
り合うように、ＭJr1 及びＭJr2 が発生する。上述のよ
うに２つの回転体１１がお互いに逆方向にプリセッショ
ンされるので、ジャイロモーメントＭJr1 及びＭJr2 の
ヨーイング方向成分はお互いに打ち消し合って、ローリ
ングを制振する方向のモーメントが残る。

【００３１】上記の如く、２個のジャイロスタビライザ
１０を設けても、ピッチング及びローリングを制振でき
る。このとき、それぞれの回転体１１の各ジャイロ軸Ｊ
回りの回転方向をお互いに逆にした方が、各プリセッシ
ョン軸Ｐp 及び軸Ｐr の回りの回転角度( 以後、それぞ
れピッチングプリセッション角度及びローリングプリセ
ッション角度と呼ぶ) が大きくなっても、合成されたジ
ャイロモーメントのヨーイング方向成分が小さくなるの
で、よりピッチング及びローリングの制振効果が大きく
なる。

【００３２】また、３個以上のジャイロスタビライザを
車体２に設けることもできる。ジャイロスタビライザを
取着する方向は、上述の２個の場合と同様であり、それ
ぞれのジャイロ軸Ｊが鉛直線と平行になり、かつそれぞ
れのピッチングプリセッション軸Ｐp がピッチング軸Ｐ
に直交するように、その支持部材１３を車体２に取着さ
れる。このときの作用及び効果も、上記同様で変わらな
い。さらに、複数個の回転体１１の内の１個以上を、他
と逆の方向に各ジャイロ軸Ｊ回りに回転させると、上述
同様プリセッション時に発生する各ジャイロモーメント
ＭJp及びＭJrのヨーイング方向成分をお互いに打ち消す
ことができるので、ピッチング及びローリングの制振効
果をより大きくできる。

【００３３】次に、第三実施例を図６から図１４に基づ
いて説明する。第三実施例は、ジャイロスタビライザの
ピッチングプリセッション軸及びローリングプリセッシ
ョン軸の角速度を制御し、ピッチング及びローリングを
制振するようなジャイロモーメントをアクティブに制御
する場合を示している。図６はこの場合のジャイロスタ
ビライザ部を表しており、また図７はそのときの各プリ
セッション軸を制御するための制御構成ブロック図の一
実施例を表している。まず、図６を参照しながらジャイ
ロスタビライザ部を説明する。

【００３４】ジャイロスタビライザ１０は前実施例と同
様なのでここでの説明は省略し、これまでと異なる構成
を説明する。ピッチングプリセッション軸駆動モータ１
４p及びローリングプリセッション軸駆動モータ１４r
は、ジャイロスタビライザ１０の回転体１１をそれぞれ
ピッチングプリセッション軸Ｐp 回りに及びローリング
プリセッション軸Ｐr 回りに回転駆動するものであり、
例えば油圧モータや電動モータを使用することができ
る。ピッチング角速度検出器１６p は、ピッチングによ
って生じるモーメントＭp がジャイロ軸Ｊを回転させた
ときの、ジャイロ軸Ｊの軸Ｐr 回り回転角速度ωqpを検
出するものである。同じくローリング角速度検出器１６
r は、ローリングによって生じるモーメントＭr がジャ
イロ軸Ｊを回転させたときの、ジャイロ軸Ｊの軸Ｐp 回
り回転角速度ωqrを検出するものである。

【００３５】ここで、ジャイロ効果に基づくジャイロス
タビライザ１０の作動を簡単に説明すると、例えばジャ
イロ軸Ｊをピッチングプリセッション軸Ｐp 回りに所定
の方向に角速度ωppでプリセッションさせたとき、ジャ
イロ軸Ｊ及びピッチングプリセッション軸Ｐp に直交し
ている軸Ｐr 回りに、数式「ＭJp＝ωpp×Ｉ×ωk 」で
表されるジャイロモーメントＭJpが上記角速度ωppの方
向に対応した方向に発生する。ここに、Ｉは回転体１１
の慣性モーメントで、ωk は回転体１１の角速度であっ
て、「Ｉ×ωk 」は回転体１１の角運動量を表してい
る。また同様に、ジャイロ軸Ｊをローリングプリセッシ
ョン軸Ｐr 回りに所定の方向に角速度ωprでプリセッシ
ョンさせたとき、ジャイロ軸Ｊ及びローリングプリセッ
ション軸Ｐprに直交している軸Ｐp 回りに、数式「ＭJr
＝ωpr×Ｉ×ωk 」で表されるジャイロモーメントＭJr
が上記角速度ωprの方向に対応した方向に発生する。し
たがって、回転体１１の角運動量が一定のとき、ジャイ
ロ軸Ｊの上記各プリセッション軸Ｐ回りに回転する角速
度ωpp及び角速度ωprの大きさ及び方向を制御すること
によって、発生するジャイロモーメントＭJp及びＭJrの
大きさ及び方向が制御可能となる。

【００３６】本実施例は、上記のジャイロ効果に基づく
作用をピッチング及びローリングのアクティブな制振に
適用するものである。ただし、ジャイロ軸Ｊのピッチン
グプリセッション軸Ｐp 回りの回転角度θpp（以後、ピ
ッチングプリセッション角度と呼ぶ）が９０度近傍にな
ると、言い換えるとジャイロ軸Ｊが水平に近くなると、
上記ジャイロモーメントＭJpは水平面内でのみ作用する
ので、ピッチングの制振効果は全く無くなってヨーイン
グ方向成分だけが発生する。同様に、ジャイロ軸Ｊのロ
ーリングプリセッション軸Ｐr 回りの回転角度θpr（以
後、ローリングプリセッション角度と呼ぶ）が９０度近
傍になると、上記ジャイロモーメントＭJrは水平面内で
のみ作用するので、ローリングの制振効果は全く無くな
ってヨーイング方向成分だけが発生する。したがって、
各プリセッション角度θpp及びθprを許容される所定の
最大角度以内に制御する必要がある。

【００３７】以下に、図７に基づいて各プリセッション
軸を制御するための制御構成を説明する。ピッチング角
速度検出器１６p はピッチングの角速度ωqpを検出して
この角速度信号を演算装置２０へ出力し、またピッチン
グプリセッション角度検出器１５p はピッチングプリセ
ッション角度θppを検出してこの角度信号を演算装置２
０へ出力する。同様に、ローリング角速度検出器１６r
はローリングの角速度ωqrを検出してこの角速度信号を
演算装置２０へ出力し、またローリングプリセッション
角度検出器１５r はローリングプリセッション角度θpr
を検出してこの角度信号を演算装置２０へ出力する。

【００３８】演算装置２０は、上記ピッチング角速度信
号及びピッチングプリセッション角度信号を基にして、
回転体１１をピッチングプリセッション軸Ｐp 回りに回
転駆動するピッチングプリセッション軸駆動モータ１４
p の回転指令を演算し、この回転指令をモータ駆動装置
３０p へ出力する。モータ駆動装置３０p は、この回転
指令に基づいてピッチングプリセッション軸駆動モータ
１４p の駆動動力信号を出力する。

【００３９】同様に演算装置２０は、上記ローリング角
速度信号及びローリングプリセッション角度信号を基に
して、回転体１１をローリングプリセッション軸Ｐr 回
りに回転駆動するローリングプリセッション軸駆動モー
タ１４r の回転指令を演算し、この回転指令をモータ駆
動装置３０r へ出力する。モータ駆動装置３０r は、こ
の回転指令に基づいてローリングプリセッション軸駆動
モータ１４r の駆動動力信号を出力する。

【００４０】次に、本実施例の具体的な構成及び作動に
ついて、図８及び図９を参照して詳細に説明する。ただ
し、ピッチングに対する構成及び作用とローリングに対
する構成及び作用とは同様なので、以下の説明はピッチ
ングを例に取って行なう。したがって、ローリングに関
する構成及び作用を示す図等は省いている。図８は、ピ
ッチングプリセッション軸を油圧モータによって制御す
るための制御回路ブロック図の一実施例を表している。
本実施例では、ピッチング角速度検出器１６p 及びピッ
チングプリセッション角度検出器１５p として、それぞ
れジャイロスコープ及びポテンショメータを使用してい
るが、これに限定するものではなく、機能が同等の他の
検出器であっても良い。

【００４１】演算装置２０は、例えばマイクロコンピュ
ータ（以下、ＣＰＵと言う）を中枢にして構成されたマ
イクロコンピュータシステムである。ＣＰＵ２１は一般
的なマイクロコンピュータであって、その内部に記憶装
置、演算処理装置、実行制御装置及び入出力インターフ
ェース部等を備えている。また演算装置２０はその他
に、システムプログラム等を記憶するＲＯＭ２２、演算
結果や制御データを記憶するＲＡＭ２３、前記ジャイロ
スコープ及びポテンショメータからのアナログ信号を入
力するＡ／ＤコンバータのＡ／Ｄ２４及びＡ／Ｄ２５、
油圧モータ駆動用の方向切換弁３１へ指令信号を出力す
るための出力レジスタ２６、及びＣＰＵ２１がデータ入
出力するためのバス２７等から構成されている。

【００４２】油圧モータ１４paはジャイロ軸Ｊをピッチ
ングプリセッション軸Ｐp 回りに回転させるためのピッ
チングプリセッション軸駆動モータ１４p であり、方向
切換弁３１は油圧モータ１４paを駆動する圧油の方向を
切り換えるものである。また、油圧ポンプ３３は油圧モ
ータ１４paへ圧油を供給するもので、走行作業車両に搭
載されている作業機駆動用油圧ポンプを使用しても良
い。

【００４３】上記出力レジスタ２６から出力されたモー
タ正回転指令Ｓ1 は方向切換弁３１の操作ソレノイド３
１ｄに接続され、同じくモータ負回転指令Ｓ2 は方向切
換弁３１の操作ソレノイド３１ｅに接続される。モータ
正回転指令Ｓ1 及びモータ負回転指令Ｓ2 が共に出力さ
れてないときは、方向切換弁３１は中立位置３１ｂにあ
るので、油圧ポンプ３３から吐出される圧油は油圧モー
タ１４paに供給されず、よって油圧モータ１４paは停止
している。

【００４４】モータ正回転指令Ｓ1 が操作ソレノイド３
１ｄに出力されたときは、方向切換弁３１が３１ａの位
置に切り換わり、油圧ポンプ３３からの圧油は管路３５
を介して油圧モータ１４paの正回転側ポートに流入し、
その流出油は管路３６を介してタンク３４へドレーンさ
れる。このとき、油圧モータ１４paは流入する油量に比
例した所定の角速度で正回転する。また、モータ負回転
指令Ｓ2 が操作ソレノイド３１ｅに出力されたときは、
方向切換弁３１が３１ｃの位置に切り換わり、油圧ポン
プ３３からの圧油は管路３６を介して油圧モータ１４pa
の負回転側ポートに流入し、その流出油は管路３５を介
してタンク３４へドレーンされる。このとき、油圧モー
タ１４paは流入する油量に比例した所定の角速度で負回
転する。

【００４５】ピッチングプリセッション軸Ｐp 回りの回
転を制御してピッチングを安定的に抑えるには、ピッチ
ング角θqp、ピッチング角速度ωqp及びピッチング角加
速度αqp等に基づく予め設定された制御目標関数を最小
にするような制御出力を得ることによって可能となる。
例えば、一般的に良く知られているＰＩＤ制御により、
ピッチング角θqp、ピッチング角速度ωqp及びピッチン
グ角加速度αqp等が所定の目標値になるように制御する
方法がある。以下に、このＰＩＤ制御による一実施例を
具体的に説明するが、制御方法及びそのアルゴリズム等
がこれに限定されないことは言うまでもない。

【００４６】まず、説明の簡単のためにピッチング角速
度ωqpを制御対象とする場合を説明し、この場合の制御
目標は例えば「ピッチング角速度ωqp＝０」に設定され
ていると仮定する。図１８はこの制御の一実施例を説明
するためのＣＰＵ２１の演算処理フローチャートを表し
ており、以下図１８を参照して制御フローを説明する。

【００４７】（ステップ１００）ピッチング角速度検出
器１６p からピッチング角速度ωqpを入力し、ステップ
１０１へ進む。 （ステップ１０１）ピッチング角速度ωqpと予めメモリ
（ＲＯＭ２２又はＲＡＭ２３）に記憶している不感帯設
定値とを比較する。この不感帯設定値は、ピッチング角
速度ωqpがある程度小さい範囲のときは、プリセッショ
ン軸Ｐp の角速度ωppの制御によるピッチングの制振は
行わないようにするためのものであり、予めピッチング
角速度の０値を含む所定の範囲に設定される。このステ
ップでは、ピッチング角速度ωqpの極性が正で、かつピ
ッチング角速度ωqpの絶対値が不感帯設定値より大きい
ときはステップ１０５へ進み、そうでないときはステッ
プ１０２へ進む。

【００４８】（ステップ１０２）ピッチング角速度ωqp
と上記不感帯設定値とを比較し、ピッチング角速度ωqp
の極性が負で、かつピッチング角速度ωqpの絶対値が不
感帯設定値より大きいときはステップ１０３へ進み、そ
うでないときはステップ１０７へ進む。 （ステップ１０３）ピッチングプリセッション角度検出
器１５p からプリセッション角度θppを入力し、このプ
リセッション角度θppと予めメモリ（ＲＯＭ２２又はＲ
ＡＭ２３）に記憶している許容最大値θppMAX とを比較
する。この許容最大値θppMAX は、前述したようなジャ
イロモーメントＭJpのヨーイング成分をなるべく小さく
してピッチングの制振効果を大きくするために、ピッチ
ングプリセッション角度が許容される所定角度以内に入
っているかを判定できるように設定されるものである。
ピッチングプリセッション角度θppが許容最大値θppMA
X以下のときはステップ１０４へ進み、そうでないとき
はステップ１０７へ進む。

【００４９】（ステップ１０４）この時点での状態は、
ピッチング角速度ωqpが負の大きな値になっていて、か
つピッチングプリセッション角度θppが上記許容最大値
θppMAX 以下の制御可能範囲にある状態である。よっ
て、このステップでは、ピッチング角速度ωqpと反対方
向にジャイロモーメントＭJpを発生させるように、油圧
モータ１４paの負回転指令Ｓ2 を出力する。この結果、
方向切換弁３１が３１ｃの位置に切り換わり、油圧モー
タ１４paは所定の大きさのピッチングプリセッション軸
回転角速度ωppで負回転する。ただし、ここでは、油圧
モータ１４paが負回転したときにジャイロモーメントＭ
Jpが負のピッチング角速度ωqpと反対方向に発生するよ
うに、各制御の極性が設定されているものとする。この
後、処理は先頭のステップ１００へ戻って以上を繰り返
す。

【００５０】（ステップ１０５）ピッチングプリセッシ
ョン角度検出器１５p からプリセッション角度θppを入
力し、このプリセッション角度θppと前記許容最大値θ
ppMAX とを比較する。ピッチングプリセッション角度θ
ppが上記許容最大値θppMAX以下のときはステップ１０
６へ進み、そうでないときはステップ１０７へ進む。

【００５１】（ステップ１０６）この時点での状態は、
ピッチング角速度ωqpが正の大きな値になっていて、か
つピッチングプリセッション角度θppが上記許容最大値
θppMAX 以下の制御可能範囲にある状態である。よっ
て、このステップでは、ピッチング角速度ωqpと反対方
向にジャイロモーメントＭJpを発生させるように、油圧
モータ１４paの正回転指令Ｓ1 を出力する。この結果、
方向切換弁３１が３１ａの位置に切り換わり、油圧モー
タ１４paは所定の大きさのピッチングプリセッション軸
回転角速度ωppで正回転する。この後、処理は先頭のス
テップ１００へ戻って以上を繰り返す。同じく、油圧モ
ータ１４paが正回転したときにジャイロモーメントＭJp
が正のピッチング角速度ωqpと反対方向に発生するよう
に、各制御の極性が設定されているものとする。

【００５２】（ステップ１０７）ステップ１０２からこ
のステップに来たときの状態は、ピッチング角速度ωqp
が前記不感帯設定値の範囲以内に入っているので、ピッ
チングプリセッション軸Ｐp の回転制御を停止する必要
がある。また、ステップ１０３又はステップ１０５から
このステップに来たときの状態は、ピッチングプリセッ
ション角度θppが許容最大値θppMAX 以上になっている
ので、ピッチングプリセッション軸Ｐp の回転制御を一
時的に停止する必要がある。よってこのステップでは、
油圧モータ１４paの正回転指令Ｓ1 及び負回転指令Ｓ2
の出力を停止する。この後、処理は先頭のステップ１０
０へ戻って以上を繰り返す。

【００５３】上記のステップ１０４及び１０６におい
て、油圧モータ１４paが回転駆動されることによりピッ
チングプリセッション軸が所定の大きさの角速度ωppで
回転し、角速度ωppに比例したジャイロモーメントＭJp
がピッチング角速度ωqpと反対方向に発生する。そし
て、ステップ１０１及びステップ１０２では、ピッチン
グ角速度ωqpが極小さい０近傍の値になるまで油圧モー
タ１４paが回転駆動され、０近傍の値になったらステッ
プ１０７で油圧モータ１４paの回転が停止されてジャイ
ロモーメントＭJpの発生を停止する。このようにして、
以上の演算処理フローに従って制御が行われると、ピッ
チング角速度ωqpを小さくする方向にジャイロモーメン
トＭJpを発生し、ピッチングが制振できる。

【００５４】次に、ピッチングプリセッション軸駆動モ
ータ１４p として電動モータを使用する場合の一実施例
を説明する。図１０に、そのピッチングプリセッション
軸制御回路ブロック図を示す。ここでは、電動モータと
して直流モータを使用した実施例を上げるが、交流モー
タでも作用及び効果は変わらない。上記油圧モータの場
合の構成と異なっている直流モータ１４pbと直流モータ
駆動アンプ３２について以下に説明する。

【００５５】直流モータ１４pbは、前述の油圧モータ１
４paと同様にピッチングプリセッション軸Ｐp の回転制
御用であり、その電機子コイルＡの端子Ａ１及びＡ２間
に印加される直流電圧の大きさに比例した角速度でモー
タが回転するものである。ここでは、端子Ａ１がＡ２に
対して正となる電圧が印加されると直流モータ１４pbは
正回転し、また端子Ａ１がＡ２に対して負となる電圧が
印加されると直流モータ１４pbは負回転するものと仮定
する。

【００５６】直流モータ駆動アンプ３２は直流モータ１
４pbを駆動するパワーアンプであり、演算装置２０から
出力されるモータの正回転指令Ｓ1 及び負回転指令Ｓ2
の信号を入力し、この指令信号に対応した回転方向に直
流モータ１４pbが回転するようにモータ駆動する。演算
装置２０からモータの正回転指令Ｓ1 が出力されると、
直流モータ駆動アンプ３２は予め設定された角速度で直
流モータ１４pbが正回転するように、端子Ａ１がＡ２に
対して正の所定の電圧を印加する。また、モータの負回
転指令Ｓ2 が出力されると、電動モータ駆動アンプ３２
は予め設定された角速度で直流モータ１４pbが負回転す
るように、端子Ａ１がＡ２に対して負の所定の電圧を印
加する。

【００５７】このような構成で直流モータ１４pbを制御
する場合の制御目標を前述同様に「ピッチング角速度ω
qp＝０」に設定したとき、ＣＰＵ２１の演算処理フロー
チャートは上記で説明した図９と全く同じにしても良
い。このときの、作用及び効果は変わらない。尚、以上
の制御フローの説明の中で、複数個のジャイロスタビラ
イザを設けてその内の１個以上の回転体の回転方向を他
と反対方向にしている場合は、ピッチング角速度ωqpを
小さくするためのピッチングプリセッション軸駆動モー
タ１４p の回転指令の極性を考慮する必要がある。すな
わち、回転体の回転方向が他と反対方向であるジャイロ
スタビライザに対しては、これまで説明したピッチング
プリセッション軸駆動モータ１４p 回転指令Ｓ1 及びＳ
2 をお互いに逆に出力すれば良い。

【００５８】また、ローリングプリセッション軸を制御
するための制御構成図及び制御フローについては、これ
までの説明の中の「ピッチング」を「ローリング」に置
き換えることによって容易に説明できる。

【００５９】次に、図７と同じ構成において、ピッチン
グプリセッション軸の角速度ωppの指令値がピッチング
角加速度αqpに比例するようにピッチングプリセッショ
ン軸Ｐp を制御する場合の一実施例について説明する。
この場合の制御目標は、Ｋを比例定数とすると、数式
「角速度ωpp−Ｋ×角加速度αqp＝０」で表される。こ
のことは、以下の理由で説明される。前述したように、
ピッチングによって発生するモーメントＭp はピッチン
グ角加速度αqpに比例しており、一方ピッチングプリセ
ッション軸Ｐp の回転制御により発生するジャイロモー
メントＭJpは角速度ωppに比例している。したがって、
モーメントＭp とジャイロモーメントＭJpが比例するよ
うに、言い換えると大きさが等しくかつ反対方向になる
ように角速度ωppを制御すれば、前実施例のようなピッ
チング角速度ωqpを制御目標にした場合に比べてより安
定的にピッチングを制振できる。

【００６０】図１１は、ピッチング角加速度αqpに比例
するように角速度ωppを制御するための、油圧モータに
よる制御回路ブロック図の一実施例を表している。この
図で前述の図８と異なる構成について、以下に説明を加
える。Ｄ／Ａ２８は、角速度ωppの指令信号Ｓ3 を出力
するＤ／Ａコンバーターであり、ＣＰＵ２１から出力さ
れたＮビット（Ｎは２以上の自然数とする）のディジタ
ルデータをアナログ信号に変換する。Ｎが大きいほど、
角速度ωppの制御は滑らかになる。サーボアンプ３８
は、上記角速度ωppの指令信号Ｓ3 を入力すると同時
に、油圧モータ１４paの回転速度（これは、ピッチング
プリセッション軸の角速度ωppに相当）信号Ｓ４を入力
し、この２つの信号の偏差が０になるように出力電流を
制御するものである。この出力電流信号は、流量制御サ
ーボ弁３７の操作ソレノイド３７ｄに接続されている。

【００６１】流量制御サーボ弁３７はその出力する流量
を制御するもので、操作ソレノイド３７ｄに入力された
上記サーボアンプ３８の出力電流信号の大きさに比例し
てその内部にあるスプールの変位量を制御することによ
り、流量を制御する。ここで、操作ソレノイド３７ｄの
電流信号が０のときは流量制御サーボ弁３７は中立位置
３７ｂにあって、このとき油圧ポンプ３３から吐出され
た圧油は圧油入力ポートから入力され、そのまま戻りポ
ートからタンク３４へドレーンされる。アクチュエータ
側の２つのポートは、それぞれ管路３５及び管路３６を
介して油圧モータ１４paの正回転時の流入ポート及び負
回転時の流入ポートに接続されている。

【００６２】油圧モータ１４paにその回転速度を検出す
るモータ角速度検出器１９を取着し、このモータ角速度
検出器１９が出力したモータ角速度信号Ｓ4 を前記サー
ボアンプ３８のフィードバック入力端子へ接続する。モ
ータ角速度検出器１９は、例えばタコジェネレータやパ
ルスジェネレータ等を使用することができる。

【００６３】ここで、サーボアンプ３８と流量制御サー
ボ弁３７と油圧モータ１４paの作動について説明する。
角速度ωppの指令信号Ｓ3 は、０Ｖを中心にして正と負
に振れるアナログ電圧信号とする。油圧モータ１４paを
正回転させるときは指令信号Ｓ3 に正の電圧信号を出力
し、負回転させるときは指令信号Ｓ3 に負の電圧信号を
出力するものと仮定する。

【００６４】いま、サーボアンプ３８に正の電圧信号の
指令信号Ｓ3 が入力されると、この指令信号Ｓ3 と油圧
モータ１４paの回転速度Ｓ4 との偏差が小さくなるよう
に、サーボアンプ３８は流量制御サーボ弁３７の操作ソ
レノイド３７ｄに電流信号を出力する。このとき電流信
号は正の電流信号となり、流量制御サーボ弁３７のスプ
ールは３７ａ側に電流信号の大きさに従った変位量だけ
移動する。よって、この変位量に比例した流量の圧油が
管路３５を介して油圧モータ１４paの正回転時の流入ポ
ートに流入し、反対側のポートから流出して管路３６を
介してタンク３４にドレーンする。油圧モータ１４paは
上記流量に比例した回転速度で正回転し、この回転速度
信号Ｓ４がサーボアンプ３８にフィードバックされる。
このようにして、正回転の指令信号Ｓ3 に追従して油圧
モータ１４paが正回転するように、油圧モータ１４paが
フィードバック制御される。

【００６５】反対に、サーボアンプ３８に負の電圧信号
の指令信号Ｓ3 が入力されると、この指令信号Ｓ3 と油
圧モータ１４paの回転速度Ｓ4 との偏差が小さくなるよ
うに、サーボアンプ３８は流量制御サーボ弁３７の操作
ソレノイド３７ｄに電流信号を出力する。このとき電流
信号は負の電流信号となり、流量制御サーボ弁３７のス
プールは３７ｃ側に電流信号の大きさに従った変位量だ
け移動する。よって、この変位量に比例した流量の圧油
が管路３６を介して油圧モータ１４paの負回転時の流入
ポートに流入し、反対側のポートから流出して管路３５
を介してタンク３４にドレーンする。油圧モータ１４pa
は上記流量に比例した回転速度で負回転し、この回転速
度信号Ｓ４がサーボアンプ３８にフィードバックされ
る。このようにして、同様に負回転の指令信号Ｓ3 に追
従して油圧モータ１４paが負回転するように、油圧モー
タ１４paがフィードバック制御される。

【００６６】上記構成による制御目標を数式「角速度ω
pp−Ｋ×角加速度αqp＝０」で表した場合の演算処理フ
ローチャートを図１２に示している。これに基づいて、
制御フローを説明する。 （ステップ１１０）ピッチング角速度検出器１６p から
ピッチング角速度ωqpを入力し、ステップ１１１へ進
む。 （ステップ１１１）ピッチング角速度ωqpからピッチン
グ角加速度αqpを演算する。ピッチング角加速度αqpを
求めるには例えば、微小時間Δｔの間にピッチング角速
度ωqpがΔωqpだけ変化したとき、数式「αqp＝Δωqp
÷Δｔ」によって近似的に求めることができる。この
後、ステップ１１２へ進む。

【００６７】（ステップ１１２）ピッチングプリセッシ
ョン角度検出器１５p からプリセッション角度θppを入
力し、このプリセッション角度θppと予めメモリ（ＲＯ
Ｍ２２又はＲＡＭ２３）に記憶している許容最大値θpp
MAX とを比較する。この許容最大値θppMAX は、前述し
たものと同じである。ピッチングプリセッション角度θ
ppが許容最大値θppMAX 以下のときはステップ１１３へ
進み、そうでないときはステップ１１５へ進む。 （ステップ１１３）ピッチングプリセッション軸の角速
度指令値Ｖθp を数式「Ｖθp ＝Ｋ×αqp」によって求
める。ここに、αqpは前ステップで求めたピッチング角
加速度であり、Ｋは安定的に制振できるように所定値に
設定された正の定数とする。この後、ステップ１１４へ
進む。

【００６８】（ステップ１１４）ピッチング角加速度α
qpと反対方向にジャイロモーメントＭJp を発生させる
ように、上記で求めた角速度指令値Ｖθp に相当する油
圧モータ１４paの角速度指令信号Ｓ3 を出力する。この
結果、例えばピッチング角加速度αqpが正のときは、正
の角速度指令信号Ｓ3 がサーボアンプ３８へ出力され
る。これによって、正の角速度指令信号Ｓ3 の大きさに
比例した角速度で、しかもこの指令信号Ｓ3 に追従して
油圧モータ１４paが正回転する。ここで、油圧モータ１
４paが正回転したときにジャイロモーメントＭJpが正の
ピッチング角加速度αqpと反対方向に発生するように、
各制御の極性が設定されているものとする。ピッチング
角加速度αqpが負のときも、上記と同様である。この
後、処理は先頭のステップ１１０へ戻って以上を繰り返
す。

【００６９】（ステップ１１５）ピッチングプリセッシ
ョン角度θppが許容最大値θpMAX以上になっているの
で、ピッチングプリセッション軸Ｐp の回転制御を一時
的に停止する。よってこのステップでは、油圧モータ１
４paの角速度指令信号Ｓ3 を出力停止する。この後、処
理は先頭のステップ１１０へ戻って以上を繰り返す。

【００７０】上記のステップ１１３においてピッチング
角加速度αqpに比例したピッチングプリセッション軸の
角速度指令値Ｖθp が求められ、またステップ１１４に
おいてこの角速度指令値Ｖθp に相当する角速度指令信
号Ｓ3 がサーボアンプ３８へ出力される。サーボアンプ
３８及び流量制御サーボ弁３７は、この角速度指令信号
Ｓ3 の符号に合った回転方向で、かつその大きさに比例
した角速度で油圧モータ１４paが回転するように制御す
る。これによって、ピッチングプリセッション軸Ｐp が
ピッチング角加速度αqpに比例した大きさの角速度ωpp
で回転し、角速度ωppに比例した大きさのジャイロモー
メントＭJpがピッチング角加速度αqpと反対方向に発生
する。このようにして、以上の演算処理フローに従って
制御が行われると、ピッチング角加速度αqpを小さくす
る方向にジャイロモーメントＭJpを発生し、ピッチング
がより安定的に制振できる。

【００７１】尚、上記油圧ポンプ３３を可変容量ポンプ
にし、このポンプの吐出容量を演算装置で制御して油圧
モータ１４paの角速度を制御しても良い。このときは、
容量制御サーボ弁３７の代わりに方向切り換え弁を使用
し、油圧モータ１４paの回転方向はこの方向切り換え弁
で制御する。また前記油圧モータ１４paを、斜板又は斜
軸の傾斜角を制御してその回転角速度を変更できる油圧
モータにしても良い。このときは、容量制御サーボ弁３
７の代わりに方向切り換え弁を使用して油圧モータ１４
paの回転方向はこの方向切り換え弁で制御し、油圧モー
タ１４paの角速度は斜板又は斜軸の傾斜角を制御するこ
とにより制御可能となる。

【００７２】上記実施例の油圧モータ１４paの代わりに
電動サーボモータ１４pbを使用することもでき、次にそ
の一実施例を示す。図１３は、直流サーボモータ１４pb
及びその駆動用のサーボアンプ３９を使用した一実施例
の制御回路ブロック図であり、前実施例と異なる構成に
ついて以下に説明する。直流サーボモータ１４pbはピッ
チングプリセッション軸の回転制御用であり、その電機
子コイルＡの端子Ａ１及びＡ２間に印加される直流電圧
の大きさに比例した角速度でモータが回転する。ここで
は、端子Ａ１がＡ２に対して正となる電圧が印加される
と直流サーボモータ１４pbは正回転し、また端子Ａ１が
Ａ２に対して負となる電圧が印加されると直流サーボモ
ータ１４pbは負回転するものと仮定する。

【００７３】サーボアンプ３９は、演算装置２０のＤ／
Ａ２８から出力されるプリセッション軸角速度ωppの指
令信号Ｓ3 を入力すると同時に、直流サーボモータ１４
pbの回転速度（これは、プリセッション軸の角速度ωpp
に相当）信号Ｓ４を入力し、この２つの信号の偏差が０
になるように出力電圧を制御するものである。この出力
電圧信号は、直流サーボモータ１４pbの電機子コイルＡ
の端子Ａ１及びＡ２に接続されている。

【００７４】このような構成で直流サーボモータ１４pb
を制御する場合の制御目標を前述同様に「角速度ωpp−
Ｋ×角加速度αqp＝０」に設定したとき、ＣＰＵ２１の
演算処理フローチャートは上記で説明した図１２と全く
同じにしても良い。このとき、作用及び効果は変わらな
い。また、複数個のジャイロスタビライザを設けてその
内の１個以上の回転体の回転方向を他と反対方向にする
場合においても、回転体の回転方向が他と反対方向であ
るジャイロスタビライザに対しては、これまで説明した
制御フローのプリセッション軸駆動モータ１４p の回転
指令Ｓ3 の極性を逆に出力すれば良い。以上の説明の中
で、「ピッチング」を「ローリング」に置き換えること
により、ローリングプリセッション軸の制御に対しても
容易に説明が可能である。

【００７５】これまでの説明では、ピッチング角速度ω
qp又はピッチング角加速度αqp、あるいはローリング角
速度ωqr又はローリング角加速度αqrを所定値にするこ
とを制御目標にし、ピッチングプリセッション軸Ｐp 回
りの回転速度ωppあるいはローリングプリセッション軸
Ｐr 回りの回転速度ωprを制御する実施例を示した。こ
の他に、ピッチング角θqp又はローリング角θqrを所定
値にすることを制御目標にすることもでき、この場合の
制御構成ブロック図は図１４で表される。

【００７６】図１４の例では、ピッチング角度検出器１
７p 及びローリング角度検出器１７r をジャイロスタビ
ライザ部に設け、これにより検出したピッチング角度信
号及びローリング角度信号を演算装置２０に入力する。
演算装置２０は、ピッチング角θqp及びローリング角θ
qrが所定値になるようにジャイロ軸Ｊのピッチングプリ
セッション軸Ｐp 回りの角速度ωpp及びローリングプリ
セッション軸Ｐr 回りの角速度ωprを制御する。この結
果、発生するジャイロモーメントＭJp及びＭJrがそれぞ
れピッチング及びローリングを制振することができる。
ここでピッチング角度検出器１７p 及びローリング角度
検出器１７r は、例えば傾斜計やジャイロコンパス等で
あっても良いし、または前実施例のピッチング角速度検
出器１６p 又はローリング角速度検出器１６r から出力
されたピッチング角速度信号又はローリング角速度信号
を積分して得るようにしても良い。

【００７７】一般的に、ピッチング角θqp、ピッチング
角速度ωqp、ピッチング角加速度αqp、ローリング角θ
qr、ローリング角速度ωqr及びローリング角加速度αqr
等に基づく制御目標を組み合わせて予め設定された制御
目標関数を最小にするような制御出力を得ることによっ
て、ピッチング及びローリングをより安定的に抑えられ
ることは良く知られている。図１５に、その場合の一実
施例の制御構成ブロック図を示している。この例では、
ピッチング角θqp、ピッチング角速度ωqp及びピッチン
グ角加速度αqpをそれぞれピッチング角度検出器１７p
、ピッチング角速度検出器１６p 及びピッチング角加
速度検出器１８p で検出するようにしている。同様に、
ローリング角θqr、ローリング角速度ωqr及びローリン
グ角加速度αqrをそれぞれローリング角度検出器１７r
、ローリング角速度検出器１６r 及びローリング角加
速度検出器１８r で検出するようにしている。

【００７８】これらの検出器は、例えば前述のようにピ
ッチング角速度信号を積分してピッチング角を得るよう
にしても良く、またピッチング角速度信号を微分してピ
ッチング角加速度を得るようにしても良い。ローリング
の各信号についても、同様である。そして、他の構成は
前述と同様である。

【００７９】上記構成によってピッチング角θqp、ピッ
チング角速度ωqp、ピッチング角加速度αqp、ローリン
グ角θqr、ローリング角速度ωqr及びローリング角加速
度αqr等に基づく制御目標を組み合わせた制御目標関数
を使用し、ピッチングプリセッション軸Ｐp りの角速度
ωpp及びローリングプリセッション軸Ｐr りの角速度ω
prを制御する場合の演算処理フローチャートは、具体的
にはここでは示していない。しかしながら、前述のごと
く一般的に良く知られているＰＩＤ制御によって各種の
補正をしながら角速度ωpp及び角速度ωprの最適な制御
信号を得ることができる。またさらに、その他の制御手
法、例えば統計的手法による最適制御アルゴリズムやフ
ァジー理論による制御アルゴリズム等を用いれば、より
効果的にかつ安定してピッチング及びローリングを制振
できる角速度ωpp及び角速度ωprの最適制御信号を得ら
れる。

【００８０】次の第四実施例は、ピッチングの制振及び
ローリングの制振を自動又は手動にて選択可能とした例
を表している。本実施例ではピッチング及びローリング
に対してアクティブに制振を行なう場合で、かつジャイ
ロスタビライザを１個設けた例を示す。図１６にこの場
合の制御構成ブロック図を示し、以下に図１６を参照し
て説明する。まず、前実施例と異なっている構成につい
て説明を加える。

【００８１】自動／手動切換スイッチ６２は、ピッチン
グの制振及びローリングの制振の選択を自動で行うか又
は手動で行うかを切り換えるものであり、演算装置２０
に自動／手動切換信号を出力する。また、制振モード切
換スイッチ６３は、上記手動モード時にピッチングの制
振及びローリングの制振の選択を行なうためのものであ
り、例えば次のような３つのモードが選択可能である。
すなわち、1)ピッチングのみ制振、2)ローリングのみ制
振、3)ピッチング及びローリングの両方を制振、のモー
ドが選択できる。この選択信号は、演算装置２０に出力
される。これらの自動／手動切換スイッチ６２及び制振
モード切換スイッチ６３は、運転席パネル（図示せず）
に設けられる。

【００８２】警報器６５は、ピッチングプリセッション
角度θpp又はローリングプリセッション角度θprがそれ
ぞれ前述の実施例で説明した許容最大値θppMAX 又はθ
prMAX の近くになったことをオペレータに知らせるもの
である。これによりオペレータは、各プリセッション角
度が上記許容最大値に達してジャイロモーメントの発生
が突然停止されるより以前に、これを予測できる。この
結果、ジャイロモーメントの発生停止により急に振動が
大きくなってしまうような危険性を防止できる。演算装
置２０からの警報信号によって、駆動される。

【００８３】モニタ装置６６は、上記各プリセッション
角度の現在値を表示したり、また上記警報器６５と同時
に警告のエラーメッセージを表示するものである。数値
及び文字の表示機能を備えており、例えばＬＥＤによる
数値及び文字表示、液晶やプラズマによる文字又はグラ
フィック表示装置等で構成される。演算装置２０からの
表示信号に従って、表示を行なう。

【００８４】次に、上記構成における作動を説明する。
演算装置２０は、自動／手動切換スイッチ６２から自動
／手動切換信号を入力する。手動のときは、さらに制振
モード切換スイッチ６３から制振モード選択信号を入力
し、下記３つのモードに対応する処理を行なう。 1)ピッチングのみ制振するモード時は、ローリングプリ
セッション軸角速度ωprの制御は行わず、ピッチングプ
リセッション軸角速度ωppのみの制御を行なう。ローリ
ングプリセッション軸角速度ωprの制御は、この間モー
タ駆動装置３０r への回転指令出力を停止しても良い
し、又はローリングプリセッション軸モータ１４r にブ
レーキ等を設けて回転を停止させても良い。 2)ローリングのみ制振するモード時は、ピッチングプリ
セッション軸角速度ωppの制御は行わず、ローリングプ
リセッション軸角速度ωprのみの制御を行なう。ピッチ
ングプリセッション軸角速度ωppの制御は、この間モー
タ駆動装置３０p への回転指令出力を停止しても良い
し、又はピッチングプリセッション軸モータ１４p にブ
レーキ等を設けて回転を停止させても良い。 3)ピッチング及びローリングの両方を制振するモード時
は、ピッチングプリセッション軸角速度ωpp及びローリ
ングプリセッション軸角速度ωprの制御を共に行なう。

【００８５】自動のときは、演算装置２０はピッチング
角速度検出器１６p 及びローリング角速度検出器１６r
からそれぞれピッチング角速度ωqp及びローリング角速
度ωqrを入力する。そして、ピッチング角速度ωqpが所
定値より大きいときは、ピッチングが特に大きい状態と
見做し、ピッチングプリセッション軸角速度ωppのみの
制御を行なう。同様にローリング角速度ωqrが所定値よ
り大きいときは、ローリングが特に大きい状態と見做
し、ローリングプリセッション軸角速度ωprのみの制御
を行なう。ピッチング角速度ωqp及びローリング角速度
ωqrが共に所定値より大きいときは、両方のプリセッシ
ョン軸角速度を制御する。尚ここでは、ピッチング及び
ローリングの大きさをそれぞれの角速度で判断している
が、角加速度等でも判断できる。

【００８６】また、例えばステアリング角度の大きさに
よってピッチング又はローリングの制振を選択しても良
い。すなわち、走行中にステアリング角度が大きくなる
とローリングが大きくなるので、ローリングのみの制振
を行なう。ステアリング角度が小さいときはピッチング
が大きくなるので、ピッチングのみの制振を行なうよう
にしても良い。

【００８７】以上のようにすると、ピッチング及びロー
リングの大きさに合わせて主にどちらを制振するかをフ
レキシブルに選択できるので、効果的に制振することが
可能となる。また、各プリセッション角度が大きくなっ
た状態でピッチング及びローリングを同時に制振させる
ようなジャイロモーメントを発生させたとき、二つの方
向のモーメントがお互いに干渉し合って制振効果が薄れ
る傾向がある。この場合に、上記のように制振モードを
選択することにより、制振の効果を高められる。

【００８８】また、演算装置２０はピッチングプリセッ
ション角度θppを許容最大値θppMAX より小さい所定値
と比較し、この所定値より大きいときは許容最大値θpp
MAXに近いと見做し、警報信号を警報器６５に出力す
る。同様に、ローリングプリセッション角度θprを許容
最大値θprMAX より小さい所定値と比較し、この所定値
より大きいときは許容最大値θprMAX に近いと見做し、
警報信号を警報器６５に出力する。この警報により、オ
ペレータはジャイロモーメントの発生が停止させられる
前にその傾向を知ることができ、現在の振動が増大する
ような操作を予防できる。

【００８９】さらに、上記ピッチングプリセッション角
度θpp及びローリングプリセッション角度θprをモニタ
装置６６に表示すると、オペレータはどちらのプリセッ
ション角度が許容最大値に近いか判断できる。よって、
上記警報器６５の代わりにこの表示を見て、許容最大値
に近いことを判断しても良い。また、プリセッション角
度が許容最大値に近い方の制振に対しては、前述のよう
に手動で制振モード切換スイッチ６３を選択して一時的
に制振停止することによって、効果的な制振が可能とな
る。

【００９０】また、アクティブ制御以外に前実施例のご
とくパッシブに制御した場合においても、上記制振モー
ドの手動モードでの選択や自動的な切り換えが適用可能
である。図１７は、この場合の制御機能ブロック図を示
している。ここでは、これまでの実施例と異なっている
構成について説明する。ピッチングプリセッションブレ
ーキ67p は、ピッチングプリセッション軸Ｐp 回りの回
転を停止させるためのブレーキであり、演算装置２０か
らの回転停止又はブレーキ解除の指令信号によって制御
される。同様に、ローリングプリセッションブレーキ67
r は、ローリングプリセッション軸Ｐr 回りの回転を停
止させるためのブレーキであり、演算装置２０からの回
転停止又はブレーキ解除の指令信号によって制御され
る。

【００９１】上記パッシブ制御の場合に、手動モードに
おいて制振モードが選択されたら、制振の対象でないピ
ッチング又はローリングのプリセッション軸はブレーキ
をかけられる。よって、ブレーキをかけられたプリセッ
ション軸は外力に対してプリセッションできないので、
ジャイロモーメントが発生せず、制振作用が一時的に停
止する。また、自動モードにおいても、ピッチングプリ
セッション角速度検出器１６p 及びローリングプリセッ
ション角速度検出器１６r から、それぞれピッチング及
びローリングに対する角速度を入力し、この大きさに基
づいてどちらを主に制振するかを判断できる。また、各
プリセッション角度が許容最大値に近くなったときに、
警報器６５又はモニタ装置６６にそれぞれ警報信号又は
アラーム表示信号を出力することもできる。さらに、各
プリセッション角度をモニタ装置６６に表示してもよ
い。

【００９２】尚、本実施例の説明はジャイロスタビライ
ザを１個設けた場合について行ったが、複数個を設けて
も良い。このときの作用及び効果は、変わらない。

【００９３】

【発明の効果】ジャイロスタビライザ装置を車体上に設
け、走行作業車両のピッチングにより生じる外力のモー
メントと逆方向に、及びローリングにより生じる外力の
モーメントと逆方向にそれぞれジャイロモーメントをパ
ッシブに発生させるようにしたので、それぞれのジャイ
ロモーメントがピッチング及びローリングを抑えられ
る。この結果、車体の安定性を増大できるので、高速走
行時にも安定して走行でき、また乗り心地を改善でき
る。

【００９４】複数個のジャイロスタビライザ装置を配置
するとき、この内の少なくとも一個以上のジャイロスタ
ビライザ装置の回転体の自転方向を他と反対にすると、
それぞれのジャイロモーメントのヨーイング方向の成分
がお互いに打ち消し合う。よって、ピッチングを制振す
る方向のそれぞれのモーメントを合成したモーメント及
びローリングを制振する方向のそれぞれのモーメントを
合成したモーメントだけが作用し、ピッチング及びロー
リングの効果的な制振が可能となる。

【００９５】また、ジャイロスタビライザ装置のピッチ
ングプリセッション軸を駆動モータで回転させ、これに
よりジャイロモーメントをアクティブに発生させてピッ
チングを制振させることができる。同様にローリングプ
リセッション軸を駆動モータで回転させ、これによりジ
ャイロモーメントをアクティブに発生させてローリング
を制振させることができる。このときは、ピッチング及
びローリングに対するそれぞれの角度、角速度及び角加
速度等が所定の制御目標値になるように、各プリセッシ
ョン軸角速度を制御して最適なジャイロモーメントを発
生できるので、ピッチング及びローリングをより効果的
に制振することができる。

【００９６】ピッチング及びローリングの大きさに合わ
せて主にどちらを制振するかをフレキシブルに選択でき
るので、効果的に制振することが可能となる。また、各
プリセッション角度が大きくなった状態のときに、ピッ
チング及びローリングの内で主に制振したい方を選択で
きるので、二つの方向のジャイロモーメントがお互いに
干渉し合って制振効果が薄れることを防止でき、制振の
効果を高められる。

【００９７】各プリセッション軸角速度を制御する際、
各プリセッション角度が所定の許容最大値以上になった
ら、この角速度制御を停止する。これにより、作業中に
ヨーイング方向のジャイロモーメントによって車体の振
動を適切に制御できなくなるような危険性が無くなる。
また、各プリセッション角度が上記許容最大値より小さ
い所定値を越えたときは、許容最大値に近いと判断して
警報器やモニタ表示装置によってオペレータに知らせる
ので、プリセッション角度が増大するような無理な操作
を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる第一実施例のジャイロスタビラ
イザ装置が取着された走行作業車両の側面図である。

【図２】本発明に係わる第一実施例のジャイロスタビラ
イザ装置が取着された走行作業車両の平面図である。

【図３】本発明に係わる第一実施例のジャイロスタビラ
イザ装置の説明図である。

【図４】本発明に係わる第二実施例のジャイロスタビラ
イザ装置が取着された走行作業車両の平面図である。

【図５】本発明に係わる第二実施例のジャイロスタビラ
イザ装置の説明図である。

【図６】本発明に係わる第三実施例のジャイロスタビラ
イザ装置の説明図である。

【図７】本発明に係わる第三実施例のプリセッション軸
制御機能ブロック図である。

【図８】本発明に係わる第三実施例の油圧モータによる
プリセッション軸制御回路ブロック図である。

【図９】本発明に係わる第三実施例のプリセッション軸
制御フローチャートである。

【図１０】本発明に係わる第三実施例の電動モータによ
るプリセッション軸制御回路ブロック図である。

【図１１】本発明に係わる第三実施例の他の例の油圧モ
ータによるプリセッション軸制御回路ブロック図であ
る。

【図１２】本発明に係わる第三実施例の他の例のプリセ
ッション軸制御フローチャートである。

【図１３】本発明に係わる第三実施例の他の例の電動モ
ータによるプリセッション軸制御回路ブロック図であ
る。

【図１４】本発明に係わる第三実施例の二番目の例のプ
リセッション軸制御機能ブロック図である。

【図１５】本発明に係わる第三実施例の三番目の例のプ
リセッション軸制御機能ブロック図である。

【図１６】本発明に係わる第四実施例のプリセッション
軸制御機能ブロック図である。

【図１７】本発明に係わる第四実施例の他の例のプリセ
ッション軸制御機能ブロック図である。

【図１８】従来の走行作業車両の説明図である。

【符号の説明】

１…走行作業車両、２…車体、３…車輪、５…アーム、
６…バケット、１０…ジャイロスタビライザ、１１…回
転体、１２…ジャイロスタビライザ駆動モータ、１３…
ジャイロスタビライザ支持部材、１４p …ピッチングプ
リセッション軸駆動モータ、１４r …ローリングプリセ
ッション軸駆動モータ、１４pa…ピッチングプリセッシ
ョン軸駆動油圧モータ、１４pb…ピッチングプリセッシ
ョン軸駆動電動モータ、１５p …ピッチングプリセッシ
ョン角度検出器、１５r …ローリングプリセッション角
度検出器、１６p …ピッチング角速度検出器、１６r …
ローリング角速度検出器、１７p …ピッチング角度検出
器、１７r …ローリング角度検出器、１８p …ピッチン
グ角加速度検出器、１８r …ローリング角加速度検出
器、１９…回転速度検出器、２０…演算装置、２１…Ｃ
ＰＵ、２２…ＲＯＭ、２３…ＲＡＭ、２４…Ａ／Ｄ、２
５…Ａ／Ｄ、２６…出力レジスタ、２７…バス、２８…
Ｄ／Ａ、３０p 、３０r …モータ駆動装置、３１…方向
切換弁、３２…直流モータ駆動アンプ、３３…油圧ポン
プ、３４…タンク、３５…管路、３６…管路、３７…流
量制御サーボ弁、３８…サーボアンプ、３９…サーボア
ンプ、６０…ピッチング用バネ及びダンピング要素、６
１…ローリング用バネ及びダンピング要素、６２…自動
／手動切換スイッチ、６３…制振モード切換スイッチ、
６５…警報器、６６…モニタ装置、 ６７p …ピッチン
グプリセッションブレーキ、６７r …ローリングプリセ
ッションブレーキＪ…ジャイロ軸、Ｐ…ピッチング軸、
Ｒ…ローリング軸、Ｐp …ピッチングプリセッション
軸、Ｐr …ローリングプリセッション軸、Ｂ…ピッチン
グ方向、Ｃ…ローリング方向、Ｍp …ピッチングモーメ
ント、Ｍr …ローリングモーメント、Ｍ'Jp 、ＭJp…対
ピッチングジャイロモーメント、Ｍ'Jr 、ＭJr…対ロー
リングジャイロモーメント、Ｍ'Jp1、ＭJp1 、Ｍ'Jp2、
ＭJp2 …対ピッチングジャイロモーメント、Ｍ'Jr1、Ｍ
Jr1 、Ｍ'Jr2、ＭJr2 …対ローリングジャイロモーメン
ト、θqp…ピッチング角、ωqp…ピッチング角速度、α
qp…ピッチング角加速度、θpp…ピッチングプリセッシ
ョン角、ωpp…ピッチングプリセッション角速度、θqr
…ローリング角、ωqr…ローリング角速度、αqr…ロー
リング角加速度、θpr…ローリングプリセッション角、
ωpr…ローリングプリセッション角速度、ωk …回転体
回転角速度

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体(2) 上に取着された作業機を有し、
   車体(2) に装着された車輪(3) により走行可能な走行作
   業車両(1) において、 ジャイロ軸(J) 回りに高速回転している回転体(11)と、 回転体(11)のジャイロ軸(J) に直交してお互いに直交す
   るピッチングプリセッション軸(Pp)及びローリングプリ
   セッション軸(Pr)の回りに回転体(11)を揺動自在に支持
   すると共に、ジャイロ軸(J) が鉛直線と平行で、かつピ
   ッチングプリセッション軸(Pp)が車体(2) の前後方向と
   平行になるように車体(2) 上に取着された支持部材(13)
   とを備え、車体(2) のピッチング及びローリングを制振
   するジャイロモーメントを発生するジャイロスタビライ
   ザ(10)を設けたことを特徴とする走行作業車両の制振装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記ジャイロスタビライザ(10)は少なくとも２個以上設
   け、その中の少なくとも１個のジャイロスタビライザ(1
   0)の回転体(11)は、ジャイロ軸(J) 回りの回転方向を他
   の回転体(11)と反対方向に回転させることを特徴とする
   走行作業車両の制振装置。
3. 【請求項３】 前記ジャイロスタビライザ(10)の支持部
   材(13)に取着され、ピッチング角速度を検出するピッチ
   ング角速度検出器(16p) と、 ジャイロスタビライザ(10)の支持部材(13)に取着され、
   ローリング角速度を検出するローリング角速度検出器(1
   6r) と、 ピッチング角速度検出器(16p) が検出したピッチング角
   速度とローリング角速度検出器(16r) が検出したローリ
   ング角速度とを入力し、このピッチング角速度、ピッチ
   ング角速度の微分値及びピッチング角速度の積分値の内
   の少なくとも一つ以上から求められるピッチングプリセ
   ッション軸回転角速度の指令値を演算し、また前記ロー
   リング角速度、ローリング角速度の微分値及びローリン
   グ角速度の積分値の内の少なくとも一つ以上から求めら
   れるローリングプリセッション軸回転角速度の指令値を
   演算し、この演算された値のピッチングプリセッション
   軸回転角速度指令及びローリングプリセッション軸回転
   角速度指令を出力する演算装置(20)と、 このピッチングプリセッション軸回転角速度指令に基づ
   いて、動力信号を出力するモータ駆動装置(30p) と、 モータ駆動装置(30p) からの動力信号によってピッチン
   グプリセッション軸(Pp)の回りに回転体(11)を回転させ
   るピッチングプリセッション軸駆動モータ(14p) と、 前記ローリングプリセッション軸回転角速度指令に基づ
   いて、動力信号を出力するモータ駆動装置(30r) と、 モータ駆動装置(30r) からの動力信号によってローリン
   グプリセッション軸(Pr)の回りに回転体(11)を回転させ
   るローリングプリセッション軸駆動モータ(14r) とを付
   設したことを特徴とする請求項１又は２記載の走行作業
   車両の制振装置。
4. 【請求項４】 ピッチングプリセッション軸(Pp)の回転
   によるピッチング制振及びローリングプリセッション軸
   (Pr)の回転によるローリング制振の少なくとも一方を可
   能とするか否かを選択する制振モード切換スイッチ(63)
   と、 ブレーキ指令又は解除指令の入力によってピッチングプ
   リセッション軸(Pp)をそれぞれ回転停止又は回転可能に
   させるピッチングプリセッションブレーキ(67p) と、 ブレーキ指令又は解除指令の入力によってローリングプ
   リセッション軸(Pr)をそれぞれ回転停止又は回転可能に
   させるローリングプリセッションブレーキ(67r) と、 制振モード切換スイッチ(63)から選択信号を入力し、こ
   の選択信号に基づいて制振を可能と選択された方のピッ
   チングプリセッションブレーキ(67p) 又はローリングプ
   リセッションブレーキ(67r) に解除指令を出力する演算
   装置(20)とを付設したことを特徴とする請求項１又は２
   記載の走行作業車両の制振装置。
5. 【請求項５】 ピッチングプリセッション軸(Pp)の回転
   によるピッチング制振及びローリングプリセッション軸
   (Pr)の回転によるローリング制振の少なくとも一方を可
   能とするか否かを選択する制振モード切換スイッチ(63)
   と、 ブレーキ指令又は解除指令の入力によってピッチングプ
   リセッション軸(Pp)をそれぞれ回転停止又は回転可能に
   させるピッチングプリセッションブレーキ(67p) と、 ブレーキ指令又は解除指令の入力によってローリングプ
   リセッション軸(Pr)をそれぞれ回転停止又は回転可能に
   させるローリングプリセッションブレーキ(67r) と、 制振モード切換スイッチ(63)から選択信号を入力し、こ
   の選択信号に基づいて制振を可能と選択された方のピッ
   チングプリセッションブレーキ(67p) 又はローリングプ
   リセッションブレーキ(67r) に解除指令を出力する演算
   装置(20)とを備えたことを特徴とする請求項３記載の走
   行作業車両の制振装置。
6. 【請求項６】 ピッチングプリセッション軸(Pp)の回転
   によるピッチング制振及びローリングプリセッション軸
   (Pr)の回転によるローリング制振の少なくとも一方を可
   能とするか否かを選択する制振モード切換スイッチ(63)
   と、 この選択信号を入力し、選択信号に基づいて制振を可能
   と選択された方の前記ピッチングプリセッション軸回転
   角速度指令又はローリングプリセッション軸回転角速度
   指令を出力する演算装置(20)とを備えたことを特徴とす
   る請求項３記載の走行作業車両の制振装置。
7. 【請求項７】 前記ピッチング角速度検出器(16p) が検
   出したピッチング角速度と前記ローリング角速度検出器
   (16r) が検出したローリング角速度とを入力し、このピ
   ッチング角速度、ピッチング角速度の微分値（角加速
   度）、ピッチング角速度の積分値（角度）、ローリング
   角速度、ローリング角速度の微分値（角加速度）及びロ
   ーリング角速度の積分値（角度）の少なくともいずれか
   一つの大きさに基づいて、前記ピッチングプリセッショ
   ン軸回転角速度指令又はローリングプリセッション軸回
   転角速度指令を出力するか否か、あるいは、前記ピッチ
   ングプリセッションブレーキ(67p) 又はローリングプリ
   セッションブレーキ(67r)に解除指令を出力するか否か
   を判断してこれを出力する演算装置(20)を備えたことを
   特徴とする請求項３、５又は６記載の走行作業車両の制
   振装置。
8. 【請求項８】 前記ジャイロスタビライザ(10)の支持部
   材(13)に取着され、ピッチング角速度を検出するピッチ
   ング角速度検出器(16p) と、 ジャイロスタビライザ(10)の支持部材(13)に取着され、
   ローリング角速度を検出するローリング角速度検出器(1
   6r) と、 ピッチング角速度検出器(16p) が検出したピッチング角
   速度とローリング角速度検出器(16r) が検出したローリ
   ング角速度とを入力し、このピッチング角速度、ピッチ
   ング角速度の微分値（角加速度）、ピッチング角速度の
   積分値（角度）、ローリング角速度、ローリング角速度
   の微分値（角加速度）及びローリング角速度の積分値
   （角度）の内の少なくとも一つ以上から求められるピッ
   チングプリセッション軸回転角速度の指令値を演算し、
   また前記ローリング角速度、ローリング角速度の微分値
   及びローリング角速度の積分値このピッチング角速度、
   ピッチング角速度の微分値（角加速度）、ローリング角
   速度及びローリング角速度の微分値（角加速度）の少な
   くともいずれか一つの大きさに基づいて、前記ピッチン
   グプリセッションブレーキ(67p) 又はローリングプリセ
   ッションブレーキ(67r) に解除指令を出力するか否かを
   判断してこれを出力する演算装置(20)とを備えたことを
   特徴とする請求項４記載の走行作業車両の制振装置。
9. 【請求項９】 前記回転体(11)のピッチングプリセッシ
   ョン軸(Pp)回りの回転角度を検出するピッチングプリセ
   ッション角度検出器(15p) と、 回転体(11)のローリングプリセッション軸(Pr)回りの回
   転角度を検出するローリングプリセッション角度検出器
   (15r) と、 このピッチングプリセッション角度とこのローリングプ
   リセッション角度とを入力し、ピッチングプリセッショ
   ン角度が予め設定された所定値より大きいとき、または
   ローリングプリセッション角度が予め設定された所定値
   より大きいときの少なくともいずれか一方のときに、警
   報信号又は／及び表示信号を出力する演算装置(20)とを
   備えたことを特徴とする請求項１から８のいずれか一つ
   に記載の走行作業車両の制振装置。
10. 【請求項１０】 前記ピッチングプリセッション角度及
    びローリングプリセッション角度を表示できるモニタ装
    置(66)を付設したことを特徴とする請求項９記載の走行
    作業車両の制振装置。