JP2001260935A - 連結車両の挙動制御装置 - Google Patents

連結車両の挙動制御装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】牽引車と被牽引車との連結角をパラメータとし
て検出する連結車両の挙動制御装置において、簡単な構
成により、連結角を正確に計測できる検出手段を廉価に
提供する 。 【解決手段】連結角の検出手段として、牽引車と被牽引
車2との間でいずれか一方に両者の連結点を中心として
旋回可能なアーム9と、その旋回角位置に応じた出力を
発生する手段8と、を設けると共に、他方に設定の固定
点11を介してアーム9の自由端を支持する。アーム9
の一部分として、牽引車と被牽引車2との連結角の検出
範囲を越える相対回転を許容する弾性的な伸縮手段10
を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、連結車両の挙動
制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】連結車両に特有な車両挙動としてトレー
ラスイング現象やジャックナイフ現象などがあり、これ
ら異常挙動を抑制するため、従来から諸種の対策手段が
開示される。このうち、牽引車と被牽引車との連結角と
その時間導関数との少なくとも一方と、車両の動的回転
曲率半径(または操舵角)とその時間導関数の少なくと
も一方と、に基づいて初期の揺れ現象(トレーラスイン
グ現象などの予兆)を判定すると、被牽引車への制動力
を解除するように制御する手段を備えたものが知られる
(特開平5−85330号、参照)。ジャックナイフ現
象については、連結点の周囲に配置のリミットスイッチ
やリターダの操作レバーに連動するスイッチなどに基づ
いて、これらがオンすると連結点の相対回転を物理的に
規制するようにしたものがある(特開平7−25733
5号,特開平6−219340号,実開平6−5596
8号,特開平9−263272号、参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】とくに前者(特開平5
−85330号)の場合、異常な車両挙動(トレーラス
イング現象など)を抑制する制御のパラメータとして連
結角を検出するため、第5輪カプラのサドル面にバネ式
浮動ローラおよびその回転に応じて作動するポテンショ
メータが組み付けられ、牽引車と被牽引車とのキングピ
ン回りの相対回転に伴うバネ式浮動ローラの回転角をポ
テンショメータの出力から演算するようになっている。
しかしながら、このような検出機構においては、バネ式
浮動ローラに滑りや摩耗を生じる可能性が高く、良好な
検出精度や耐久性を確保しにくい。また、第5輪カプラ
へのバネ式浮動ローラおよびポテンショメータの組み付
けやメンテナンスも容易でないという不具合が考えられ
る。
【0004】この発明は、このような不具合を踏まえて
なされたものであり、簡単な構成により、連結角を正確
に計測できる検出手段の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】第1の発明では、牽引車
と被牽引車との連結角をパラメータとして検出する連結
車両の挙動制御装置において、連結角の検出手段として
牽引車と被牽引車との間でいずれか一方に両者の連結点
を中心として旋回可能なアームと、その旋回角位置に応
じた出力を発生する手段と、を設けると共に、他方に設
定の固定点を介してアームの自由端を支持したことを特
徴とする。
【0006】第2の発明では、第1の発明に係る挙動制
御装置における、アームの一部分として、牽引車と被牽
引車との連結角の検出範囲を越える相対回転を許容する
弾性的な伸縮手段を設けたことを特徴とする。
【0007】第3の発明では、第1の発明に係る挙動制
御装置において、所定条件の成立時に操舵角の検出信号
から車両の直進状態を判定すると、そのときのアームの
旋回角位置に応じた出力を連結角が0として初期化する
手段と、を設けたことを特徴とする。
【0008】第4の発明では、第1の発明に係る挙動制
御装置において、連結角の検出値を報知する手段を設け
たことを特徴とする。
【0009】
【発明の効果】第1の発明では、アームは牽引車と被牽
引車との間でいずれか一方にこれらの連結点を中心とし
て旋回可能に設けられ、自由端が他方の固定点に支持さ
れるので、両者の連結点を中心とする相対回転に連れて
旋回する。このため、アームの旋回角位置に応じた出力
から、牽引車と被牽引車との連結角をリアルタイムに検
出することが可能となる。
【0010】第2の発明では、牽引車と被牽引車との連
結角の検出範囲を越えるアームの旋回を規制しても、弾
性的な伸縮手段により、牽引車と被牽引車との連結角の
検出範囲を越える相対回転が許容されるので、交差点な
どにおいて、車両を大きな連結角でゆっくりと旋回走行
させることができる。
【0011】第3の発明では、所定条件の成立時に操舵
角の検出信号から車両の直進状態が判定されると、その
ときのアームの旋回角位置に応じた出力を連結角が0と
して初期化が行われるので、組付誤差など(たとえば、
アームの自由端を支持する固定点の位置ずれ)を生じて
も、連結角を正確に検出することができる。
【0012】第4の発明では、連結角の報知により、運
転者はこの情報を安全運転(異常な車両挙動の回避およ
びその立て直しなど)に生かせるようになる。
【0013】
【発明の実施の形態】図1〜図3の実施形態において、
1はトラクタ(牽引車)、2はトレーラ(被牽引車)で
あり、トラクタ1の後部中央に連結器3(第5輪カプ
ラ)が搭載され、トレーラ2の前部中央にキングピン
(図示せず)が配置される。第5輪カプラ3は、トレー
ラ2の前部を支持するサドル4の中央下部にジョー機構
(図示せず)が備えられ、サドル4の中央に受け入れる
キングピンが回転自在な連結状態にロックする。また、
ジョー機構のロックを解除すると、サドル4からキング
ピンが外せるので、トラクタ1からトレーラ2を切り離
すことも可能となる。
【0014】トラクタ1の後部中央にマウントブラケッ
ト5が固定され、その左右1対の起立部6にサドル4が
バランサシャフト7を介して支持される。そして、トラ
クタ1とトレーラ2との連結角を検出するため、マウン
トブラケット5間の中央(キングピンと同軸上)にポテ
ンショメータ8が配置され、その回転軸8a(入力軸)
にアーム9の基端が上下方向へ回動自由にピン結合され
る。トレーラ2の前部中央にアーム支持用ブラケット1
1が配置され、アーム9の他端(自由端)はこのブラケ
ット11に左右方向へ回動自由にピン結合される。
【0015】トラクタ1とトレーラ2との間において、
これらの連結点(キングピン)を中心とする相対回転が
生じると、その動きはこれに追従して旋回するアーム9
を介してポテンショメータ8の入力軸8aへ伝達され
る。ポテンショメータ8は、入力軸8aの回転角に応じ
た出力(電圧値)を発生するので、連結角が0(連結車
両の直進状態)に対応するポテンショメータ8の出力が
決まれば、ポテンショメータ8の出力から連結角を演算
できるのである。
【0016】アーム9の旋回は、マウントブラケット5
の起立部6に規制される。異常な車両挙動(ジャックナ
イフ現象など)を抑制する制御などにおいては、マウン
トブラケット5の起立部6にアーム9の旋回が規制され
ても、その範囲内の連結角で十分なのであり、それ以上
の連結角を必要としないが、車両が交差点などでゆっく
りと旋回走行するような場合、アーム9の旋回に対する
規制範囲(連結角の検出範囲)を越える大きな連結角が
要求される可能性も考えられる。
【0017】このため、アーム9の一部分として前端側
(アーム支持用ブラケット11側)にダンパスプリング
10が介装され、アーム9の旋回がマウントブラケット
5の起立部6に規制されると、ダンパスプリング10の
弾性変形(伸縮)によって連結角の検出範囲を越える大
きな連結角を許容できるようになっている。なお、アー
ム支持用ブラケット11については、図4のようにアー
ム9のダンパスプリング10を、ジャンパホース12の
コネクタ12a(トレーラ2側に固定される)に引っ掛
けるようにすると、これを省略することも可能となる。
【0018】図5は制御系のブロック構成であり、20
はトラクタ1に搭載のコントロールユニット、21は第
5輪カプラ3にキングピンが回転自在な連結状態(ジョ
ー機構のロック状態)を検出するカプラスイッチ、22
は車体速検出手段、24はトラクタ1の舵角センサ、2
3は連結角検出手段、26はトラクタ1の運転室に配置
のディスプレイユニット(警報ランプや警報ブザーを備
える)、25はトレーラ2のブレーキモジュレータ、を
表す。車体速検出手段22は、トラクタ1の各輪毎に配
置の回転センサおよびトレーラ2の各輪毎に配置の回転
センサからなり、これら出力(車輪速度)の平均値を車
体速として演算する。連結角検出手段23は、既述の構
成(ポテンショメータ8およびアーム9など)からな
り、ポテンショメータ8の出力に対応する連結角を演算
する。
【0019】コントロールユニット20は、各入力信号
(カプラスイッチ信号,車体速信号,舵角信号,連結角
信号)に基づいて、トレーラ2のブレーキモジュレータ
25および運転室のディスプレイユニット26を制御す
る。図6はこの制御内容を説明するフローチャートであ
り、所定の制御周期で繰り返し実行される。
【0020】ステップ1においては、カプラスイッチ2
1がオン(第5輪カプラ3にキングピンが回転自在の連
結状態)かどうかを判定する。ステップ2およびステッ
プ3においては、車体速(車体速検出手段からの入力信
号)を読み取り、その車体速が所定値以上かどうかを判
定する。ステップ1の判定およびステップ3の判定がと
もにyeaのときは、ステップ4へ進み、連結角(連結
角検出手段23からの入力信号)を読み取り、ステップ
5において、その連結角から連結角速度を演算する。ス
テップ6においては、舵角センサ24の検出値(舵角)
を読み取り、ステップ7において、これを運転室のディ
スプレイユニット26に連結角(および連結角速度)と
共に表示する。
【0021】ステップ8においては、車体速と舵角とか
ら横加速度を演算すると共に、その横加速度に応じた連
結角しきい値aおよび連結角速度しきい値bを予め設定
の制御マップから求める。連結角しきい値aおよび連結
角速度しきい値bは、警報に係るしきい値a1,a2とト
レーラブレーキに係るしきい値b1,b2と、の2種類
(a1,<a2、b1<b2、の関係)が検索される。ス
テップ9において、制御プラグF=1(制御の初期化に
より、F=0にセットされる)かどうかを判定する。こ
の判定がnoのときは、ステップ10へ進み、yesの
ときは、ステップ10をパスする。ステップ10におい
ては、連結角(検出値)が連結角しきい値a1以上、か
つ連結角速度(検出値に基づく演算値)が連結角速度し
きい値b1以上、かどうかを判定する。
【0022】ステップ10の判定がyesのときは、ス
テップ11へ進み、制御フラグF=1にすると共に、ス
テップ12において、ディスプレイユニット26の警報
ランプおよび警報ブザーを作動させる。ステップ10の
判定がnoのときは、ENDへ飛ぶ。ステップ13にお
いては、連結角(検出値)が連結角しきい値a2以上、
かつ連結角速度(検出値に基づく演算値)が連結角速度
しきい値b2以上、かどうかを判定する。この判定がy
esのときは、ステップ14へ進み、トレーラ2のブレ
ーキモジュレータ25への作動指令を出力する一方、n
oのときは、ENDへ飛ぶ。
【0023】ステップ12およびステップ14における
制御の解除条件としてステップ15およびステップ16
が設定される。ステップ15においては、連結角が規定
値(舵角に対応する正常範囲の上限値)以下かどうか、
ステップ16においては、車体速が規定値(制御領域の
下限値:たとえば、5km/h)かどうか、を判定す
る。そして、ステップ15の判定およびステップ16の
判定が共にnoのときは、ENDへ飛ぶ一方、これらの
判定の少なくともいずれか一方がyesのときは、ステ
ップ17において、制御フラグF=0にすると共に、ス
テップ18およびステップ19において、ディスプレイ
ユニット26の警報ランプおよび警報ブザーの作動とト
レーラ2のブレーキモジュレータ25への作動指令の出
力を停止する。
【0024】このような構成により、連結角が連結角し
きい値a1以上かつ連結角速度が同連結角速度しきい値
1以上になると、所定の解除条件が成立するまでの
間、警報ブザーおよび警報ランプが作動する。さらに、
連結角が連結角しきい値a2以上かつ連結角速度が同連
結角速度しきい値b2以上になると、所定の解除条件が
成立するまでの間、トレーラ2の車輪へ制動力が自動的
に付与される。このため、運転者は警報ブザーおよび警
報ランプの作動により、異常な車両挙動(ジャックナイ
フ現象など)が起こりやすい状態にあると適確に知るこ
とが可能になる。また、トレーラ2の車輪への制動力に
より、トラクタ1は後側から引っ張られる具合に連結角
が0へ引き伸ばされるようになり、連結角の異常な動き
(車両挙動)を矯正することもできる。また、運転室の
ディスプレイユニット26において、連結角もリアルタ
イムに表示されるので、運転者はこの情報を安全運転
(異常な車両挙動の回避およびその立て直しなど)に生
かせるようになる。
【0025】連結角検出手段22は、組付誤差(たとえ
ば、アーム9の自由端を支持する固定点の位置ずれ)
や、とくにジャンパホース12のコネクタ12aにアー
ム9の自由端部を形成するダンパスプリング10を引っ
掛けるような場合(図4、参照)、連結角(実際値)が
0に対応するポテンショメータ8の出力に変化を生じる
可能性も考えられる。このため、コントロールユニット
20に連結角が0を基準にポテンショメータ8の出力と
連結角との対応関係を初期化する機能が付加される。
【0026】図7はこの機能を説明するフローチャート
であり、ステップ1においては、カプラスイッチ21が
オンかどうかを判定する。ステップ2においては、車体
速が所定値(たとえば、30km/h)かどうかを判定
する。ステップ3においては、舵角センサ24の検出値
(舵角)が0かどうかを判定する。そして、ステップ1
の判定〜ステップ3の判定がすべてyesの状態で所定
時間(たとえば、5秒)が経過すると、ステップ4およ
びステップ5からステップ6へ進み、そのときのポテン
ショメータ8の出力を連結角が0に対応するものとして
初期化する。
【0027】これにより、トラクタ1およびトレーラ2
が直進状態のときにポテンショメータ8の出力と連結角
との対応関係が更新されるので、既述のように連結角が
0に対応するポテンショメータ8の出力に変化が生じて
も、ポテンショメータ8の出力に対応する連結角を正確
に求められるである。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態を表す連結車両の側面図で
ある。
【図2】同じく要部平面図である。
【図3】同じく要部側面図である。
【図4】他の実施形態を表す要部側面図である。
【図5】制御系のブロック構成図である。
【図6】コントロールユニットの制御内容を説明するフ
ローチャートである。
【図7】同じく制御内容を説明するフローチャートであ
る。
【符号の説明】
1 トラクタ 2 トレーラ(セミトレーラ) 3 第5輪カプラ 8 ポテンショメータ 9 アーム 10 ダンパスプリング 11 アーム支持用ブラケット 12 ジャンパホース 20 コントロールユニット 22 車体速検出手段 23 連結角検出手段 24 舵角センサ 25 トレーラのブレーキモジュレータ 26 ディスプレイユニット

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】牽引車と被牽引車との連結角をパラメータ
    として検出する連結車両の挙動制御装置において、連結
    角の検出手段として牽引車と被牽引車との間でいずれか
    一方に両者の連結点を中心として旋回可能なアームと、
    その旋回角位置に応じた出力を発生する手段と、を設け
    ると共に、他方に設定の固定点を介してアームの自由端
    を支持したことを特徴とする連結車両の挙動制御装置。
  2. 【請求項2】アームの一部分として、牽引車と被牽引車
    との連結角の検出範囲を越える相対回転を許容する弾性
    的な伸縮手段を設けたことを特徴とする請求項1の記載
    に係る連結車両の挙動制御装置。
  3. 【請求項3】所定条件の成立時に操舵角の検出信号から
    車両の直進状態を判定すると、そのときのアームの旋回
    角位置に応じた出力を連結角が0として初期化する手段
    と、を設けたことを特徴とする請求項1の記載に係る連
    結車両の挙動制御装置。
  4. 【請求項4】連結角の検出値を報知する手段を設けたこ
    とを特徴とする請求項1の記載に係る連結車両の挙動制
    御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012523343A (ja) * 2009-04-09 2012-10-04 ヨスト−ベルケ・ゲーエムベーハー 牽引車両およびトレーラの曲がった位置の検出機能を有する、第5輪のスライダのための方法および制御システム
JP2016137802A (ja) * 2015-01-27 2016-08-04 日野自動車株式会社 連結車両の連結角取得装置及び連結車両の運転支援システム

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