JP2001227905A - 車両の前車とセミトレーラないしトレーラとの間の屈曲角の決定方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 前車とセミトレーラないしトレーラとの間の
屈曲角の改善された決定方法および装置を提供する。 【解決手段】 車両の前車（１）とセミトレーラないし
トレーラ（２）との間の屈曲角（ΔΨ）の決定方法およ
び装置において、前車（１）の垂直軸周りの車両縦軸
（Ａ１）の転向角を示す第１の車両方位角（Ψ₁）を電
子式の方向センサ（１１）により測定し、セミトレーラ
（２）ないしトレーラの垂直軸周りの車両縦軸（Ａ２）
の転向角を示す第２の車両方位角（Ψ₂）を他の電子式
の方向センサにより測定し、測定された車両部分の絶対
車両方位角または相対車両方位角を示す両方の値から屈
曲角（ΔΨ）を計算し決定する。両方のセンサ（１１、
１２）の少なくとも一方は、地磁気磁場の決定に適して
いるか、代替態様として慣性センサである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の前車とセミ
トレーラないしトレーラとの間の屈曲角の決定方法およ
び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】このような方法がドイツ特許第３９２３
６７７号から既知である。そこに記載の、トラクタの縦
軸とトレーラの縦軸との間の角度を測定する角度センサ
は、トラクタに配置されているポテンショメータを備
え、ポテンショメータの操作軸はトレーラと結合可能で
ある。このような通常のポテンショメータ・センサを用
いた屈曲角の測定における問題点は、このセンサが、ト
ラクタにおいてのみならずセミトレーラないしトレーラ
においてもまた固定されなければならないことにある。
セミトレーラないしトレーラにおける固定は、結合およ
び切離しごとに同様に結合および切離しが行われなけれ
ばならず、さらにセミトレーラないしトレーラに対応の
受入装置が存在しなければならないので、この方法は複
雑であり、したがって実用的ではない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】電子式の方向センサを
用いて、前車とセミトレーラないしトレーラとの間の屈
曲角の改善された決定方法および装置を提供することが
本発明の課題である。

【０００４】本発明の意味において、電子式の方向セン
サとは、次のセンサであると理解される。 １）地磁気磁場、したがって絶対車両方位角を測定可能
な誘導センサ。例として、ここではフラックス・ゲート
・センサ、磁気誘導センサ、または磁気抵抗センサが挙
げられる。

【０００５】２）相対車両方位角を測定可能な慣性セン
サ。例として、ここでは、ジャイロスコープが挙げられ
る。 ３）車両のヨー・レートないしヨー速度を測定するため
のセンサ。

【０００６】

【課題を解決するための手段】車両の前車とセミトレー
ラないしトレーラとの間の屈曲角の決定方法および装置
において、前車の垂直軸周りの車両縦軸の転向角を示す
第１の車両方位角を、少なくとも１つの電子式の方向セ
ンサにより測定し、セミトレーラないしトレーラの垂直
軸周りの車両縦軸の転向角を示す第２の車両方位角を少
なくとも１つの他の電子式の方向センサにより測定し、
測定された第１および第２の車両方位角により屈曲角を
決定する。

【０００７】以下において、種々の場所で用語「前車」
が使用される。「前車」とは、広くトラクタとも呼ばれ
る連結車の牽引車を意味する。したがって、本発明は本
質的に、車両の前車とセミトレーラないしトレーラとの
間の屈曲角の決定方法および装置に関するものであり、
この場合、前車に第１のセンサが装着され、第１のセン
サにより、前車の垂直軸周りの前車の車両縦軸の転向角
を示す値を測定可能であり、この場合、セミトレーラな
いしトレーラに他のセンサ即ち第２のセンサが装着さ
れ、第２のセンサにより、セミトレーラないしトレーラ
の垂直軸周りのセミトレーラないしトレーラの縦軸の転
向角を示す値を測定可能であり、センサにより発生され
た両方の値から屈曲角が決定ないし計算され、および両
方のセンサの少なくとも一方が地磁気磁場を測定するた
めのセンサまたは慣性センサのいずれかである。

【０００８】車両の前車とセミトレーラないしトレーラ
との間の屈曲角の既知の決定方法および装置に対する本
発明による方法および本発明による装置の利点は次のと
おりである。

【０００９】ａ）前車またはトラクタとセミトレーラな
いしトレーラとの間に追加の機械的結合は必要ではな
く、即ち、測定方法は非接触タイプである。 ｂ）セミトレーラないしトレーラの改造は必要ではな
い。

【００１０】ｃ）対応する構造において、センサ装置は
汚れにくく、機械的損傷および摩耗を受けにくい。 ｄ）センサ装置により、例えばナビゲーション・システ
ムのために、車両の絶対走行方向に関する追加情報が利
用可能である。

【００１１】ｅ）例えばナビゲーション・システムか
ら、前車ないしトラクタ内の既存の方向センサを共用し
てもよい。この場合、さらに１つのセンサのみを必要と
し、並びにセンサから発生された信号の機能結合を必要
とするにすぎない。

【００１２】本発明による方法は、トラクタとサドル式
セミトレーラまたはトレーラとからなるトラックにおい
てのみでなく、前車とトレーラとを有する他の車両、例
えばトレーラないしキャンピング・カーと結合されてい
る乗用車においてもまた使用可能であることは当然であ
る。さらに本発明は、２つ以上の車両部分を有する複数
台の連結車両においても使用可能である。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１において、トラクタ１の縦軸
Ａ１は、基準方向Ｘに対して角Ψ₁だけ転向され、一
方、サドル式のセミトレーラ２の縦軸Ａ２は、同じ基準
方向Ｘに対して角Ψ₂だけ転向されている。基準方向Ｘ
は、例えば地磁気磁場の方向を示す。前車またはトラク
タ１に車両方位角Ψ₁を測定するための第１のセンサ１
１が装着され、サドル式のセミトレーラ２に車両方位角
Ψ₂を測定するための第２のセンサ１２が装着されてい
る。差（Ψ₁−Ψ₂）から屈曲角ΔΨが計算される。

【００１４】実施態様に関する以下の説明に対して、ト
ラクタないし前車１およびサドル式のセミトレーラ２か
らなる車両が平な地面上に存在ないし運動し、また両方
のセンサ１１および１２が水平に装着されまたは装着可
能であると仮定する。

【００１５】第１の実施例 地磁気磁場を利用した、フラックス・ゲート・センサ、
磁気誘導センサ、磁気抵抗センサ等による個別車両、即
ちトラクタ１およびセミトレーラ２の絶対車両方位角、
即ち角Ψ₁およびΨ₂の測定。ここで、前記のように、屈
曲角ΔΨは両方の車両角からの差、即ち ΔΨ＝Ψ₁−Ψ₂ に対応する。直線走行において、ある時間間隔で、この
走行状態において測定された屈曲角の値の妥当性が検査
されることが有利である。直線走行においては、屈曲角
に対して値が０であることが期待される。したがって、
直線走行において０とは異なる値が存在する場合、これ
は絶対車両方位角の測定において外部影響に起因する誤
差があることを示唆している。屈曲角の決定におけるこ
の外乱影響を考慮ないし補償可能にするために、０とは
異なる決定値が記憶され且つ任意の走行状況において次
に決定された屈曲角に対する値から減算される。

【００１６】第２の実施例 慣性センサ、例えば、ジャイロスコープまたは慣性プラ
ットフォーム等による個別車両の相対車両方位角の測
定。この場合もまた、上記の式により両方の車両角の差
（Ψ₁−Ψ₂）から、屈曲角ΔΨが計算され、この場合、
両方の車両角Ψ₁、Ψ₂は、直線走行において補正され
る。

【００１７】補正は次の理由から必要である。即ち、両
方の個別車両に対して相対方位角が測定されることによ
り、例えば直線走行において存在するように、両方の車
両部分が同じ方向を向いているにもかかわらず、即ち、
この走行状況においては両方の個別車両の縦軸が同じ方
向に配置され即ち同じ方向に向けられているにもかかわ
らず、異なる車両角が得られることがある。補正が行わ
れなかった場合、例えば直線走行に対して、この走行状
況においては屈曲角が存在することがないにもかかわら
ず、屈曲角が決定されることになる。したがって、直線
走行が存在する場合に、ある時間間隔で補正が行われ
る。このために、両方の相対車両方位角から屈曲角が決
定される。いわゆるシステム条件に基づくオフセットな
いし誤差を示す、屈曲角に対してこのときに得られた値
が記憶される。この記憶値が、任意の走行状況に対して
決定された屈曲角の値から減算される。したがって、減
算後には、任意の各走行状況に対して、オフセットのな
い実際の屈曲角が存在する。

【００１８】第３の実施例 上記の第２の実施例および第３の実施例の同時使用、即
ち、例えばセミトレーラ２の角Ψ₂に関する絶対車両方
位角、およびトラクタまたは前車１の相対車両方位角の
測定。必要な場合、オフセット誤差を補償するために、
相対測定センサは、例えば直線走行のような適切な走行
状況において、反復して絶対測定センサにより補正され
る。屈曲角ΔΨは、上記の式により、両方の車両方位角
Ψ₁およびΨ₂の間の差から計算される。

【００１９】このセンサ組み合わせにおいてもまた、直
線走行において屈曲角は値０を有していなければならな
いことが成立する。しかしながら、トラクタに対して相
対車両方位角を考慮することにより、直線走行において
０とは異なる屈曲角が形成されることがある。このオフ
セットは第２の実施例に対応して決定され、且つ任意の
走行状況における屈曲角の決定において考慮される。

【００２０】第４の実施例 セミトレーラ２の絶対車両方位角Ψ₂の測定およびトラ
クタ１の測定ヨー・レートω_Zの積分によるトラクタの
車両方位角の決定。

【００２１】Ψ₁＝∫ω_Zｄｔ＋ｋ この場合、オフセット誤差を回避するために、積分ヨー
・レートω_Zは常にセミトレーラの測定車両方位角Ψ₂を
用いて定数ｋにより補正される。補正は、例えば危険の
ない直線走行におけるような適切な走行状況において行
われる。即ち、このセンサ組み合わせにおいては、直線
走行において決定されたオフセットがヨー・レートの積
分において係数ｋの形で考慮される。このとき、上記の
式によりΨ₁とΨ₂との間の差から屈曲角ΔΨの決定が行
われる。

【００２２】図２は、上記の実施例を実行するために設
計された装置を示す。前車１のセンサ（第１のセンサ）
１１からおよびセミトレーラ２のセンサ（第２のセン
サ）１２からの車両方位角信号Ψ₁およびΨ₂は処理ユニ
ット１０に供給され、処理ユニット１０は、両方のセン
サから受け取られた車両方位角信号Ψ₁およびΨ₂の関数
として、屈曲角を計算するように、特に差（Ψ₁−Ψ₂）
を形成するように設計されている。処理ユニット１０
は、上記の実施例のいくつかにおいて必要なセンサ１１
および１２の補正を行ってもよい。さらに、処理ユニッ
ト１０は、車両内の他のセンサと、特に、例えばキーボ
ードおよびディスプレイのような入出力ユニット１３
と、または車両内に含まれている制御装置と機能的に結
合されていてもよい。この場合、処理ユニット１０は、
例えばプログラミングされた別のマイクロプロセッサを
含むユニットであっても、または車両内に既に存在する
処理ユニットの部分であってもよい。

【００２３】上記の制御装置は、少なくともトラクタの
ブレーキ滑りまたは駆動滑りまたはヨー・レートを閉ル
ープまたは開ループ制御する滑り制御であってもよい。
ここで、再び種々のセンサ組み合わせについて説明して
おく。地磁気磁場を評価する２つの誘導作動センサ、ま
たは２つの慣性センサ、または１つの誘導作動センサお
よび１つの慣性センサ、または１つの誘導作動センサお
よび１つのヨー・レート・センサが使用されてもよい。

【００２４】センサは、トラクタとセミトレーラまたは
トレーラとの間に装着された結合ケーブル内に組込み可
能であることが有利である。この結合ケーブルは、例え
ばＡＢＳ結合ケーブル（ＩＳＯ規格７６３８）または圧
縮空気配管であってもよい。第１の実施例ないし第３の
実施例においては、１つのセンサがセミトレーラ側のプ
ラグ内におよび１つのセンサがセミトレーラ側のプラグ
内に、それぞれ組み込まれている。第４の実施例におい
ては、絶対測定センサがセミトレーラ側のプラグ内に組
み込まれている。個別車両内の任意の他の組込み場所も
また考えられるが、この場合、センサの水平配置に注意
が払われなければならない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施態様を説明するための、前方
トラクタおよびサドル式のセミトレーラからなる車両の
平面図である。

【図２】本発明の方法を実施するのに適切な装置の概略
ブロック回路図である。

【符号の説明】

１ 前車（トラクタ） ２ セミトレーラないしトレーラ １０ 処理ユニット １１ 第１のセンサ（トラクタ） １２ 第２のセンサ（セミトレーラないしトレーラ） Ａ１ 前車（トラクタ）の縦軸 Ａ２ セミトレーラないしトレーラの縦軸 ｋ 補正定数 Ｘ 基準方向 ΔΨ 屈曲角 Ψ₁ 前車（トラクタ）の方位角 Ψ₂ セミトレーラないしトレーラの方位角 ω_Z トラクタのヨー・レート

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ａ）前車（１）の垂直軸周りの前車
   （１）の車両縦軸（Ａ１）の転向角を示す車両方位角
   （Ψ₁）を、少なくとも１つの電子式の方向センサ（１
   １）により測定するステップと、 Ｂ）セミトレーラ（２）ないしトレーラの垂直軸周りの
   セミトレーラ（２）ないしトレーラの車両縦軸（Ａ２）
   の転向角を示す車両方位角（Ψ₂）を、少なくとも１つ
   の他の電子式の方向センサにより測定するステップと、 Ｃ）ステップＡおよびＢの測定結果の評価により、屈曲
   角（ΔΨ）を決定するステップと、からなることを特徴
   とする車両の前車（１）とセミトレーラ（２）ないしト
   レーラとの間の屈曲角（ΔΨ）の決定方法。
2. 【請求項２】 ステップＡおよびＢにおいて、個別車両
   （１、２）の絶対車両方位角（Ψ₁、Ψ₂）が、地磁気磁
   場により測定されること、およびステップＣにおいて、
   両方の車両角（Ψ₁、Ψ₂）から差（Ψ₁−Ψ₂）を計算す
   ることにより屈曲角（ΔΨ）が決定されること、を特徴
   とする請求項１の方法。
3. 【請求項３】 ステップＡおよびＢにおいて、個別車両
   （１、２）の相対車両方位角（Ψ₁、Ψ₂）が測定される
   こと、およびステップＣにおいて、両方の相対車両角
   （Ψ₁、Ψ₂）から差（Ψ₁−Ψ₂）を計算することにより
   屈曲角（ΔΨ）が決定され、この場合、両方の車両角
   （Ψ₁、Ψ₂）が直線走行において補正されること、を特
   徴とする請求項１の方法。
4. 【請求項４】 ステップＢにおいて、セミトレーラ
   （２）ないしトレーラの絶対車両方位角（Ψ₂）が地磁
   気磁場により測定されること、およびステップＡにおい
   て、前車の相対車両方位角（Ψ₁）が測定されること、
   およびステップＣにおいて、両方の測定車両方位角から
   差（Ψ₁−Ψ₂）を計算することにより屈曲角（ΔΨ）が
   決定されること、を特徴とする請求項１の方法。
5. 【請求項５】 ステップＡにおいて、前車（１）の絶対
   車両方位角（Ψ₁）が測定され、またステップＢにおい
   て、セミトレーラ（２）ないしトレーラの相対車両方位
   角（Ψ₂）が測定されること、およびステップＣにおい
   て、両方の車両方位角から差（Ψ₁−Ψ₂）を計算するこ
   とにより屈曲角（ΔΨ）が決定され、この場合、両方の
   車両方位角（Ψ₁、Ψ₂）が直線走行において補正される
   こと、を特徴とする請求項１の方法。
6. 【請求項６】 オフセット誤差を補償するために、相対
   車両方位角の測定における測定結果が、適切な走行状況
   において、絶対車両方位角の測定における測定結果によ
   り補正されることを特徴とする請求項４または５の方
   法。
7. 【請求項７】 ステップＢにおいて、セミトレーラ
   （２）ないしトレーラの絶対車両方位角（Ψ₂）が決定
   され、またステップＡにおいて、トラクタ（１）の相対
   車両方位角（Ψ₁）が、次式によって Ψ₁＝∫ω_Zｄｔ＋ｋ トラクタの測定ヨー・レート（ω_Z）を積分することに
   より決定され、この場合、オフセット誤差を回避するた
   めに、適切な走行状況において、セミトレーラ（２）な
   いしトレーラの測定車両方位角（Ψ₂）を用いて、積分
   ヨー・レートが定数ｋにより補正されること、およびス
   テップＣにおいて、両方の車両方位角（Ψ₁、Ψ₂）から
   差を計算することにより屈曲角（ΔΨ）が決定されるこ
   と、を特徴とする請求項１の方法。
8. 【請求項８】 前車（１）の垂直軸周りの前車（１）の
   車両縦軸（Ａ１）の転向角の、セミトレーラ（２）ない
   しトレーラの垂直軸周りのセミトレーラ（２）ないしト
   レーラの車両縦軸（Ａ２）の転向角に対する相対転向角
   を示す、車両の前車（１）とセミトレーラ（２）ないし
   トレーラとの間の屈曲角（ΔΨ）の決定装置において、 前車（１）に第１のセンサ（１１）が装着され、第１の
   センサ（１）により、前車（１）の垂直軸周りの前車
   （１）の縦軸の転向角を示す第１の車両方位角信号（Ψ
   ₁）を発生可能であること、 セミトレーラないしトレーラ（２）に第１のセンサとは
   独立の第２のセンサ（１２）が装着され、第２のセンサ
   （１２）により、セミトレーラないしトレーラ（２）の
   垂直軸周りのセミトレーラないしトレーラ（２）の縦軸
   の転向角を示す第２の車両方位角信号（Ψ₂）を発生可
   能であること、 処理ユニット（１０）が、第１および第２のセンサ（１
   １、１２）に機能的に結合され、且つ両方のセンサ（１
   １、１２）から受け取られた車両方位角信号の関数とし
   て屈曲角（ΔΨ）を決定するように設計されているこ
   と、および第１および第２のセンサ（１１、１２）が電
   子式の方向センサであること、を特徴とする車両の前車
   とセミトレーラないしトレーラとの間の屈曲角の決定装
   置。
9. 【請求項９】 第１および第２のセンサ（１１、１２）
   が、地磁気磁場により個別車両（１、２）の絶対車両方
   位角（Ψ₁、Ψ₂）を測定するように設計されているこ
   と、および処理ユニット（１０）が、両方の絶対車両方
   位角（Ψ₁、Ψ₂）から差 ΔΨ＝Ψ₁−Ψ₂ を形成することにより、屈曲角（ΔΨ）を計算するこ
   と、を特徴とする請求項８の装置。
10. 【請求項１０】 第１および／または第２のセンサ（１
    １、１２）が、フラックス・ゲート・センサ、または磁
    気誘導センサ、または磁気抵抗センサ等であることを特
    徴とする請求項９の装置。
11. 【請求項１１】 第１および第２のセンサ（１１、１
    ２）が、個別車両（１、２）の相対車両方位角（Ψ₁、
    Ψ₂）を測定するように、慣性センサ、例えばジャイロ
    スコープ等として設計されていること、および処理ユニ
    ット（１０）が、両方の相対車両方位角（Ψ₁、Ψ₂）の
    差から屈曲角（ΔΨ）を計算し、この場合、処理ユニッ
    ト（１０）が両方の車両方位角を直線走行において補正
    すること、を特徴とする請求項８の装置。
12. 【請求項１２】 第１および第２のセンサの一方のセン
    サ（１１または１２）が一方の車両部分の絶対車両方位
    角を測定し、また他方のセンサ（１２または１１）が他
    方の車両部分の相対車両方位角を測定すること、および
    処理ユニット（１０）が、両方の車両部分の差から屈曲
    角（ΔΨ）を計算し、この場合、処理ユニット（１０）
    が両方の車両角を直線走行において補正すること、を特
    徴とする請求項８の装置。
13. 【請求項１３】 オフセット誤差を補償するために、処
    理ユニット（１０）が、相対測定センサを、適切な走行
    状況において絶対測定センサにより補正することを特徴
    とする請求項１２の装置。
14. 【請求項１４】 セミトレーラ（２）の絶対車両方位角
    （Ψ₂）が地磁気磁場を測定する第２のセンサ（１２）
    により測定されること、および前車（１）が前車（１）
    のヨー速度（ω_Z）を測定するための手段を有し、この
    場合、処理ユニット（１０）が、前車（１）の車両方位
    角（Ψ₁）を、次式によって Ψ₁＝∫ω_Zｄｔ＋ｋ 前車（１）の測定ヨー・レート（ω_Z）を積分すること
    により計算すること、を特徴とする請求項８の装置。
15. 【請求項１５】 オフセット誤差を回避するために、セ
    ミトレーラないしトレーラ（２）の絶対測定車両方位角
    （Ψ₂）を用いて、処理ユニット（１０）が積分ヨー速
    度を定数ｋにより補正することを特徴とする請求項１４
    の装置。
16. 【請求項１６】 処理ユニット（１０）が、適切な走行
    状況において、例えば直線走行において補正を行い、ま
    た両方の車両方位角（Ψ₁、Ψ₂）から差 ΔΨ＝Ψ₁−Ψ₂ を計算することにより、屈曲角（ΔΨ）を決定すること
    を特徴とする請求項１４の装置。
17. 【請求項１７】 前記センサが水平に配置されているこ
    とを特徴とする請求項８ないし１６のいずれかの装置。