JP2515731Y2 - Steerable trailer - Google Patents

Steerable trailer

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JP2515731Y2 JP1990099741U JP9974190U JP2515731Y2 JP 2515731 Y2 JP2515731 Y2 JP 2515731Y2 JP 1990099741 U JP1990099741 U JP 1990099741U JP 9974190 U JP9974190 U JP 9974190U JP 2515731 Y2 JP2515731 Y2 JP 2515731Y2
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wheel
tractor
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Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は、後輪を操舵するアクチェータを備えて前輪
及び後輪が操舵可能なトラクタに牽引された、トレーラ
輪を操舵するアクチュエータを備えてトレーラ輪が操舵
可能なステアブルトレーラに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention includes an actuator for steering a trailer wheel, which is equipped with an actuator for steering a rear wheel, and which has a front wheel and a rear wheel pulled by a steerable tractor. The present invention relates to a steerable trailer capable of steering a trailer wheel.

[従来の技術] ステアブルトレーラに関し、特開昭61-60379号公報に
は、フルトレーラに関する技術が示され、特開昭56-163
968号公報には、セミトレーラに関する技術が示されて
いる。
[Prior Art] Regarding a steerable trailer, Japanese Patent Laid-Open No. 61-60379 discloses a technique related to a full trailer.
Japanese Patent No. 968 discloses a technique relating to a semi-trailer.

後者の技術は、前輪の操舵状態を表わす電気信号と走
行車輪の回転の状態を表す電気信号とを入力信号とする
マイクロコンピュータを含む制御回路に備えられたフィ
ードバック回路からの出力信号によりトレーラ輪の操舵
機構を制御し、トレーラの走行軌跡をトラクタの走行軌
跡に近づくようにして幅員の狭い道路を曲折し、また、
左折時のまわり込みを少なくして障害物の巻き込み事故
を防止するものである。
The latter technique is based on an output signal from a feedback circuit provided in a control circuit including a microcomputer having an electric signal indicating a steering state of front wheels and an electric signal indicating a rotation state of traveling wheels as input signals. Control the steering mechanism so that the trail of the trailer approaches the trail of the tractor, and bends on narrow roads.
This is to prevent accidents involving accidents by reducing the wraparound when turning left.

しかし、トレーラの進行方向は、トラクタの前輪舵角
だけでなく、トレーラとトラクタとの連結角がわからな
くては正確に制御することはできず、上記技術では、ト
ラクタの後輪は操舵輪でなく、また、フィードバック制
御によっているので、トレーラおよびびトラクタの走行
軌跡を正確に一致させるのが困難で、機動性が低い。
However, the traveling direction of the trailer cannot be controlled accurately without knowing not only the steering angle of the front wheels of the tractor but also the angle of connection between the trailer and the tractor. In addition, since the feedback control is used, it is difficult to accurately match the traveling loci of the trailer and the tractor, and the maneuverability is low.

また、実願昭60-32212号のマイクロフィルムには、後
後軸が操舵可能な3軸車において、後前軸の左右輪の回
転比から後後軸の操舵角を算出し、アクチュエータを駆
動制御して操舵する技術が開示されている。しかし、こ
の技術はステアブルトレーラに関するものではない。
In addition, in the micro film of Japanese Utility Model Application No. 60-32212, in a three-axle vehicle in which the rear and rear axles can be steered, the steering angle of the rear and rear axles is calculated from the rotation ratio of the left and right wheels of the rear and front axles to drive the actuator. A technique of controlling and steering is disclosed. However, this technology is not about steerable trailers.

[考案が解決しようとする課題] 本考案は、トラクタの前輪、連結点及びトレーラの後
端の走行軌跡を一致させて機道性を向上するステアブル
トレーラを提供することを目的としている。
[Problems to be Solved by the Invention] An object of the present invention is to provide a steerable trailer that improves the maneuverability by matching the traveling loci of the front wheels of the tractor, the connecting points, and the rear end of the trailer.

[課題を解決するための手段] 本考案によれば、後輪を操舵するアクチェータを備え
て前輪及び後輪が操舵可能なトラクタに牽引された、ト
レーラ輪を操舵するアクチュエータを備えてトレーラ輪
が操舵可能なステアブルトレーラにおいて、トラクタの
前輪の舵角を検出する前輪舵角検出手段、トラクタの後
輪の舵角を検出する後輪舵角検出手段、トレーラのトレ
ーラ輪の舵角を検出するトレーラ輪舵角検出手段、及
び、カプラに設けられてトラクタとトレーラのそれぞれ
の中心線の相対角度を検出する連結角検出手段を設け、
前記前輪舵角検出手段、後輪舵角検出手段、トレーラ輪
舵角検出手段、及び、連結角検出手段からの信号に基づ
いてトラクタ前端の任意の地点での進行方向を演算して
記憶し、連結点及びトレーラ後端が前記任意の地点に到
達したときに該連結点及びトレーラ後端の進行方向が前
記記憶された進行方向と一致するように前記後輪及びト
レーラ輪をそれぞれ操舵するアクチュエータに出力信号
を出力する制御手段を設けている。
[Means for Solving the Problems] According to the present invention, a trailer wheel including an actuator for steering the trailer wheel, which is drawn by a tractor capable of steering the front wheel and the rear wheel with an actuator for steering the rear wheel, is provided. In a steerable trailer that can be steered, front wheel steering angle detection means that detects the steering angle of the front wheels of the tractor, rear wheel steering angle detection means that detects the steering angle of the rear wheels of the tractor, and the steering angle of the trailer wheels of the trailer are detected. Trailer wheel steering angle detection means, and connection angle detection means provided in the coupler for detecting the relative angle between the center lines of the tractor and the trailer,
The front wheel steering angle detecting means, the rear wheel steering angle detecting means, the trailer wheel steering angle detecting means, and the traveling direction at any point of the front end of the tractor is calculated and stored based on the signals from the connecting angle detecting means, An actuator for steering the rear wheel and the trailer wheel so that the traveling directions of the connecting point and the trailer rear end coincide with the stored traveling direction when the connecting point and the trailer rear end reach the arbitrary point. The control means which outputs an output signal is provided.

上記制御手段は、マイクロコンピュータを含むコント
ローラで構成するのが好ましい。
The control means is preferably composed of a controller including a microcomputer.

[作用] 上記のように構成されたステブルトレーラにおいて、
コントローラは、前輪舵角からトラクタ前端の任意の地
点(点Aとする)での進行方向を計算記憶し、連結点
(点Bとする)が点Aに到達したときに同じ進行方向と
なるような後輪舵角を求め、後輪アクチュエータを制御
する。
[Operation] In the stewable trailer configured as described above,
The controller calculates and stores the traveling direction from the front wheel steering angle at an arbitrary point (designated as point A) at the front end of the tractor so that when the connecting point (designated as point B) reaches the point A, the traveling direction becomes the same. Then, the rear wheel steering angle is calculated and the rear wheel actuator is controlled.

更に、トレーラ後端の点(点Cとする)が点Aに到達
したときに同じ進行方向となるようなトレーラ輪舵角を
求め、トレーラ輪アクチュエータを制御する。
Further, the trailer wheel steering angle is determined so that the trailer trailing point (referred to as point C) has the same traveling direction when reaching the point A, and the trailer wheel actuator is controlled.

このように、後輪及びトレーラ輪の舵角を予測して両
アクチュエータを制御することにより、点A、点B及び
点Cの走行軌跡を一致させる。
In this way, by predicting the steering angles of the rear wheels and the trailer wheels and controlling both actuators, the traveling loci of points A, B, and C are made to match.

[実施例] 以下図面を参照して本考案の実施例を説明する。[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図において、トラクタTの前輪1を操舵する操舵
機構2には、前輪舵角検出手段である前輪舵角センサ3
が設けられている。後輪4には、後輪油圧シリンダ5
と、後輪舵角検出手段である後輪舵角センサ7とが設け
られ、また、トラクタTには、車速センサ8が設けられ
ている。
In FIG. 1, the steering mechanism 2 for steering the front wheels 1 of the tractor T includes a front wheel steering angle sensor 3 which is a front wheel steering angle detecting means.
Is provided. Rear wheel hydraulic cylinder 5 is attached to rear wheel 4.
And a rear wheel steering angle sensor 7 which is a rear wheel steering angle detecting means, and a vehicle speed sensor 8 is provided on the tractor T.

トラクタTとトレーラRとの連結点であるカプラ9に
は、連結角検出手段である両者T、Rの中心線の相対角
度を検出する連結角センサ10が設けられている。
The coupler 9, which is the connection point between the tractor T and the trailer R, is provided with a connection angle sensor 10 that detects the relative angle between the center lines of both T and R, which is the connection angle detection means.

トレーラ輪11には、トレーラ輪油圧シリンダ12と、ト
レーラ輪舵角検出手段であるトレーラ輪舵角センサ16と
が設けられている。そして、各アクチュエータ5、12は
それぞれサーボバルブ6、13を介して選択的に油圧ポン
プ14又は油タンク15に接続されるようになっており、ま
た、各センサ3、7、8、10、16及び各サーボバルブ
6、13は、それぞれコントローラ20に接続されている。
The trailer wheel 11 is provided with a trailer wheel hydraulic cylinder 12 and a trailer wheel steering angle sensor 16 which is a trailer wheel steering angle detecting means. The actuators 5 and 12 are selectively connected to the hydraulic pump 14 or the oil tank 15 via the servo valves 6 and 13, respectively, and the sensors 3, 7, 8, 10, 16 are also connected. The servo valves 6 and 13 are connected to the controller 20, respectively.

第2図において、コントローラ20は、マイクロコンピ
ュータを含む回路で構成されており、中央処理部(CP
U)21が設けられ、入力インタフェース24を介して前輪
舵角センサ3、車速センサ8、連結角センサ10と接続さ
れている。したがって、これらセンサ3、8、10からの
信号が入力インタフェース24を介して中央処理部21に入
力され、中央処理部21からの信号が出力インタフェース
25を介してD/A変換器26、28を介して後輪サーボアンプ2
7、トレーラ輪サーボアンプ29に伝えられるようになっ
ている。また、コントローラ20には、中央処理部21の他
に、プログラム及び演算式を記憶するロム(ROM)22
と、中央処理部21で演算されるトラクタ前端の任意の地
点での進行方向を記憶するラム(RAM)23とが設けられ
ている。前記後輪サーボアンプ27には、サーボバルブ6
を介して後輪油圧シリンダ5が接続され、後輪舵角セン
サ7はサーボアンプ27に接続されている。同様に、トレ
ーラ輪、サーボアンプ29には、サーボバルブ13を介して
トレーラ輪油圧シリンダ12が接続され、トレーラ輪舵角
センサ16はサーボアンプ29に接続されている。
In FIG. 2, the controller 20 is composed of a circuit including a microcomputer, and has a central processing unit (CP).
U) 21 is provided and connected to the front wheel steering angle sensor 3, the vehicle speed sensor 8 and the connection angle sensor 10 via the input interface 24. Therefore, the signals from these sensors 3, 8 and 10 are input to the central processing unit 21 via the input interface 24, and the signals from the central processing unit 21 are output interface.
Rear wheel servo amplifier 2 via D / A converter 26, 28 via 25
7. Trailer wheel servo amplifier 29 can be transmitted. In addition to the central processing unit 21, the controller 20 also includes a ROM (ROM) 22 for storing programs and arithmetic expressions.
And a ram (RAM) 23 that stores the traveling direction at an arbitrary point on the front end of the tractor calculated by the central processing unit 21. The rear wheel servo amplifier 27 has a servo valve 6
The rear wheel hydraulic cylinder 5 is connected via the, and the rear wheel steering angle sensor 7 is connected to the servo amplifier 27. Similarly, a trailer wheel hydraulic cylinder 12 is connected to the trailer wheel / servo amplifier 29 via a servo valve 13, and a trailer wheel steering angle sensor 16 is connected to the servo amplifier 29.

制御に際し第3図に示すように、コントローラ20は車
速センサ8からの信号に基づき第4図に示すように所定
の単位距離ΔD走行毎に(ステップS1がYES)、前輪舵
角センサ3、連結角センサ10からの信号に基づき、前輪
舵角、連結角を検出する(ステップS2、S3)。次いで、
後輪舵角、トレーラ輪舵角、トラクタヨー角、トレーラ
ヨー角を計算する(ステップS4、S5、S6、S7)。次い
で、トラクタAの前端の任意の地点での進行方向を計算
し(ステップS8)、その計算結果に基づいて、後輪油圧
シリンダ12、トレーラ輪油圧シリンダ12への制御信号を
出力して(ステップS9)、ステップS1にリターンする。
At the time of control, as shown in FIG. 3, the controller 20 is based on the signal from the vehicle speed sensor 8 and, as shown in FIG. 4, every time the vehicle travels by a predetermined unit distance ΔD (YES in step S1), the front wheel steering angle sensor 3 is connected. Based on the signal from the angle sensor 10, the front wheel steering angle and the connecting angle are detected (steps S2 and S3). Then
The rear wheel steering angle, the trailer wheel steering angle, the tractor yaw angle, and the trailer yaw angle are calculated (steps S4, S5, S6, S7). Next, the traveling direction at an arbitrary point on the front end of the tractor A is calculated (step S8), and based on the calculation result, a control signal is output to the rear wheel hydraulic cylinder 12 and the trailer wheel hydraulic cylinder 12 (step S8). S9), and returns to step S1.

次に、第5図について計算の態様を計算する。なお、
図において、符号AはトラクタTの前端の点、Bは連結
点、CはトレーラRの後端の点、PはトラクタTのホイ
ールベースLの重心点であり、また、符号δf、δr、
δtはそれぞれ前輪1、後輪4、トレーラ輪11の舵角で
あり、角度はすべてラジアンで表されている。
Next, the mode of calculation will be calculated for FIG. In addition,
In the figure, reference symbol A is a front end point of the tractor T, B is a connecting point, C is a rear end point of the trailer R, P is a center of gravity of the wheel base L of the tractor T, and reference symbols δf, δr,
δt is the steering angle of the front wheel 1, the rear wheel 4, and the trailer wheel 11, respectively, and the angles are all expressed in radians.

点Aの横すべり角βAは、 βA={(B+Lf)/L}δf +{(A-Lf)/L}δr 連結点Bの横すべり角βBは、 βB=Sh(i)−ψ ={(B−H)/L}δf +{(A+H)/L}δr ここで、Sh(i)は連結点Bの進むべき方向を表して
いる。
The side slip angle βA of the point A is βA = {(B + Lf) / L} δf + {(A-Lf) / L} δr The side slip angle βB of the connecting point B is βB = Sh (i) −ψ 1 = {( B−H) / L} δf + {(A + H) / L} δr where Sh (i) represents the direction in which the connecting point B should travel.

これにより連結点Bが、Sh(i)方向に進むための後
輪舵角δrは、 δr={L/(A+H)}{Sh(i)−ψ} −{(B−H)/(A+H)}δf トレーラRから見た連結点Bの横すべり角βB1は、 βB1=Sh(i)−ψ 後端の点Cの横すべり角BCは、 βC=Sh(1)−ψ ここで、Sh(1)は点Cの進むべき方向を表している。
As a result, the rear wheel steering angle δr for the connecting point B to move in the Sh (i) direction is δr = {L / (A + H)} {Sh (i) −ψ 1 } − {(B−H) / ( A + H)} δf The lateral slip angle βB 1 of the connecting point B as seen from the trailer R is βB 1 = Sh (i) −ψ 2 The lateral slip angle BC of the trailing point C is βC = Sh (1) −ψ 2 Thus, Sh (1) represents the direction in which point C should move.

また、 βC={(L1-LR)/L1}βB1 +(LR/L1)δt これにより、点Cがヨー角Sh(1)に進むためのトレー
ラ輪舵角δtは、 δt=(L1/LR){Sh(1)−ψ} −{(L1-LR)/LR} {Sh(i)−ψ} トラクタTのヨーレイト は、 単位時刻の車両の角度すなわちヨー角ψは、 トレーラRのヨーレイト は、 ヨー角ψは、 または、連結角をφとすると、 ψ=ψ−φ 上記のように、前輪舵角δfから、点Aの進行方向を
表すSh(n)を計算してラム23に記憶し、連結点Bが、
点Aに到達したときに同じ方向となるように、後輪舵角
δrを計算して後軸油圧アクチュエータ5を制御する。
ΒC = {(L1-LR) / L1} βB 1 + (LR / L1) δt As a result, the trailer wheel steering angle δt for the point C to advance to the yaw angle Sh (1) is δt = (L1 / LR) {Sh (1) -ψ 2 }-{(L1-LR) / LR} {Sh (i) -ψ 2 } Yaw rate of the tractor T Is The angle of the vehicle at a unit time, that is, the yaw angle ψ 1 is Trailer R Yaw rate Is The yaw angle ψ 2 is Alternatively, assuming that the connection angle is φ, ψ 2 = ψ 1 −φ As described above, Sh (n) representing the traveling direction of the point A is calculated from the front wheel steering angle δf and stored in the ram 23, and the connection point is stored. B is
The rear wheel steering angle δr is calculated and the rear axle hydraulic actuator 5 is controlled so that the same direction is reached when the point A is reached.

更に、点Cが点Aに到達したときに同じ方向となるよ
うにトレーラ輪舵角を計算してトレーラ輪油圧アクチュ
エータを制御する。
Further, when the point C reaches the point A, the trailer wheel steering angle is calculated so as to be in the same direction, and the trailer wheel hydraulic actuator is controlled.

これにより、トラクタ前端と、連結点B及びトレーラ
後端の点Cの走行軌跡を一致させることができる。
As a result, the traveling loci of the front end of the tractor, the connecting point B, and the point C at the rear end of the trailer can be matched.

[考案の効果] 本発明は、以上説明したように構成されているので、
予測制御によりトラクタ後輪及びステアブルトレーラの
トレーラ輪の舵角を制御し、トラクタ前端の走行軌跡に
連結点及びトレーラ後端を正確に追従させ、トレーラの
張り出しのない旋回を可能にして機動性を向上させるこ
とができる。
[Advantage of the Invention] Since the present invention is configured as described above,
Predictive control controls the steering angle of the rear wheels of the tractor and the trailer wheels of the steerable trailer so that the connecting point and the rear end of the trailer can accurately follow the running trajectory of the front end of the tractor, allowing the trailer to turn without overhanging and maneuverability. Can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本考案の一実施例を示す全体構成図、第2図は
制御ブロック図、第3図は制御フローチャート図、第4
図は単位距離を説明する図面、第5図は計算の態様を説
明する図面である。 T……トラクタ、R……トレーラ、3……前輪舵角セン
サ、5……後輪油圧シリンダ、7……後輪舵角センサ、
10……連結角センサ、12……トレーラ輪油圧シリンダ、
16……トレーラ輪舵角センサ、20……コントローラ
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a control block diagram, FIG. 3 is a control flowchart diagram, and FIG.
The figure is a drawing for explaining the unit distance, and FIG. T ... tractor, R ... trailer, 3 ... front wheel steering angle sensor, 5 ... rear wheel hydraulic cylinder, 7 ... rear wheel steering angle sensor,
10 …… Connection angle sensor, 12 …… Trailer wheel hydraulic cylinder,
16 …… Trailer wheel steering angle sensor, 20 …… Controller

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of utility model registration request] 【請求項1】後輪(4)を操舵するアクチェータ(5)
を備えて前輪(1)及び後輪(4)が操舵可能なトラク
タ(T)に牽引された、トレーラ輪(11)を操舵するア
クチュエータ(12)を備えてトレーラ輪(11)が操舵可
能なステアブルトレーラにおいて、トラクタ(T)の前
輪(1)の舵角を検出する前輪舵角検出手段(3)、ト
ラクタ(T)の後輪(4)の舵角を検出する後輪舵角検
出手段(7)、トレーラ(R)のトレーラ輪(11)の舵
角を検出するトレーラ輪舵角検出手段(16)、及び、カ
プラ(7)に設けられてトラクタ(T)とトレーラ
(R)のそれぞれの中心線の相対角度を検出する連結角
検出手段(10)を設け、前記前輪舵角検出手段(3)、
後輪舵角検出手段(7)、トレーラ輪舵角舵角検出手段
(16)、及び、連結角検出手段(10)からの信号に基づ
いてトラクタ前端の任意の地点での進行方向を演算して
記憶し、連結点及びトレーラ後端が前記任意の地点に到
達したときに該連結点及びトレーラ後端の進行方向が前
記記憶された進行方向と一致するように前記後輪及びト
レーラ輪をそれぞれ操舵するアクチュエータ(5、12)
に出力信号を出力する制御手段(20)を設けたことを特
徴とするステアブルトレーラ。
1. An actuator (5) for steering a rear wheel (4).
The trailer wheel (11) can be steered by the actuator (12) that steers the trailer wheel (11) that is pulled by the steerable tractor (T) that has the front wheel (1) and the rear wheel (4). In a steerable trailer, front wheel rudder angle detection means (3) for detecting the rudder angle of the front wheel (1) of the tractor (T), and rear wheel rudder angle detection for detecting the rudder angle of the rear wheel (4) of the tractor (T). Means (7), trailer wheel steering angle detection means (16) for detecting the steering angle of the trailer wheel (11) of the trailer (R), and tractor (T) and trailer (R) provided in the coupler (7). Connecting angle detecting means (10) for detecting the relative angle of each center line of the front wheel steering angle detecting means (3),
Based on signals from the rear wheel rudder angle detection means (7), the trailer wheel rudder angle rudder angle detection means (16), and the connection angle detection means (10), the traveling direction at an arbitrary point on the front end of the tractor is calculated. The rear wheel and the trailer wheel so that the traveling directions of the connecting point and the trailer trailing end coincide with the stored traveling direction when the connecting point and the trailer trailing end reach the arbitrary point. Steering actuators (5, 12)
A steerable trailer having a control means (20) for outputting an output signal to the.
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