JP2542575Y2 - 連結車両の操舵装置 - Google Patents

連結車両の操舵装置

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JP2542575Y2 JP1990107915U JP10791590U JP2542575Y2 JP 2542575 Y2 JP2542575 Y2 JP 2542575Y2 JP 1990107915 U JP1990107915 U JP 1990107915U JP 10791590 U JP10791590 U JP 10791590U JP 2542575 Y2 JP2542575 Y2 JP 2542575Y2
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trailer
tractor
rear wheel
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育朗 野津
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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、連結車両の操舵装置に関する。
[従来の技術] 連結車両の操舵装置に関し、特開昭61−60379号公報
には、フルトレーラの操舵装置が示され、本出願人は実
願平1−20202号において、トラクタ前端の軌跡をトレ
ーラ後端が追従するようにトレーラ輪を制御するセミト
レーラの操舵装置を提案している。
上記提案自体は有効なものであるが、しかし、幾何学
的関係により記述される連結車両の車両モデルにより、
一定距離走行毎に車両前端の軌跡を推定し、その推定値
に基づき後端がその軌跡を追従するように後輪を制御し
ている。しかし、この方法では、車両モデルが幾何学的
に記述されているため、モデル化誤差が大きくて軌跡に
ずれが生じ、また、一旦ずれが生じると、修正ができな
いなどの問題があった。
また、実開昭63−91980号公報にトレーラの車輪を操
舵できるセミトレーラの車輪操舵装置についての技術が
開示されている。しかし、この技術では、横加速度セン
サを有せず正確な制御を行うことができない。
そして、特開昭63−41283号公報および特開昭57−445
68号公報に横加速度およびヨーレイトを検出するセンサ
からの信号により後輪を操舵制御する技術が開示されて
いる。しかし、この技術は単車の運動性能の制御に関す
るものであって、連結車両のトレーラ後端の追従軌跡を
制御するものではない。
[考案が解決しようとする課題] したがって、本考案は、トラクタ前輪およびトレーラ
後輪を操舵する操舵装置を有する連結車両において、ト
ラクタ前端の軌跡に対するトレーラ後端の追従性を向上
する連結車両の操舵装置を提供することを目的としてい
る。
[課題を解決するための手段] 本考案によれば、トラクタ前輪およびトレーラ後輪を
操舵する操舵装置を有し、トラクタの前端の軌跡をトレ
ーラの後端が追従するようにトレーラ後輪を制御する連
結車両の操舵装置において、トラクタとトレーラとにそ
れぞれヨーレイトセンサおよび横加速度センサを設け、
これらのヨーレイトセンサおよび横加速度センサに接続
してトレーラ後輪を制御するコントローラを設け、その
コントローラは、前記ヨーレイトセンサおよび横加速度
センサからの信号に基きトラクタ前端およびトレーラ後
端のそれぞれの進行方向を演算し、トレーラ後端の現在
点にトラクタ前端があったときのトラクタ前端の進行方
向と、現在点におけるトレーラ後端の進行方向とを一致
させる後輪舵角補正量を演算し、後輪舵角目標値を出力
して後輪舵角を制御する機能を有している。
[作用効果の説明] 上記のように構成された連結車両の操舵装置において
は、車両の走行に伴ってトラクタ、トレーラのそれぞれ
に設けられたヨーレイトセンサおよび横加速度センサで
検出されたヨーレイトおよび横加速度の信号がコントロ
ーラに送られ、コントローラではその信号に基きトラク
タ前端およびトレーラ後端のそれぞれの進行方向を演算
する。そして、単位時間毎にトレーラ後端の現在点にト
ラクタ前端があったときのトラクタ前端の進行方向と現
在点におけるトレーラ後端の進行方向とを一致させる後
輪舵角補正量を演算し、後輪舵角目標値を出力して操舵
装置が後輪舵角を制御する。
したがって、トラクタ、トレーラそれぞれのヨーレイ
ト、横加速度から、それぞれの位置関係が正確に求めら
れ、それに基いて後輪舵角が制御されてトレーラ後端が
トラクタ前端の軌跡に追従するので、その追従性が向上
し、従来の幾何学的モデルによるような誤差を生じた
り、一旦ずれると修正困難になるようなことは防止され
る。
[実施例] 以下図面を参照して本考案の実施例を説明する。
第1図において、トラクタ1には、ステアリング11
と、そのステアリング11に連動して前輪12を操舵するリ
ンク機構13とが設けられている。また、推進軸の回転数
に比例した周波数のパルス信号を出力する車速センサ14
aと、ヨーレイトセンサ15aと、横Gセンサ16aとを設け
られている。なお、符号17はカプラ、18はトラクタ1の
後輪である。
他方、トレーラ2には、後輪21の回転数に比例した周
波数のパルス信号を出力する車速センサ14bとヨーレイ
トセンサ15bと横Gセンサ16bと後輪21を操舵するリンク
機構22と、そのリンク機構22を駆動する油圧アクチュエ
ータ23とが設けられている。そのアクチュエータ23は、
サーボバルブ26を介してオイルポンプ24とオイルタンク
25とに接続されている。また、後輪21の転舵角を検出す
る後輪舵角センサ27が設けられている。そして、これら
の検出手段14a、14b、15a、15b、16a、16b、26及び27
は、それぞれ全体を符号31で示すコントローラに接続さ
れている。
そのコントローラ31は、マイクロコンピュータで構成
され、中央処理部(CPU)34にはヨーレイトセンサ15a、
15bと横Gセンサ16a、16bとが接続されたA/D変換器32
と、車速センサ14a、14bが接続されたパルス入力インタ
フェース33とがそれぞれ接続され、またロム36とラム37
とが接続されている。そして、中央処理部34には、D/A
変換器38及びサーボアンプ35を介してサーボバルブ26が
接続され、そのサーボアンプ35には、後輪舵角センサ27
が接続されている。
次に、第2図について計算の態様を説明する。
ここで、 A:トラクタ前端 P:連結点すなわちカプラのセンタ B:トレーラの後端 βa:点Aの横すべり角 β1:トラクタ重心点G1の横すべり角 β2:トレーラ重心点G2の横すべり角 βb:点Bの横すべり角1 :トラクタ横加速度センサ16aの信号2 :トレーラ横加速度センサ16bの信号1 :トラクタヨーレイトセンサ15aの信号2 :トレーラヨーレイトセンサ15bの信号 V1:トラクタ車速センサ14aの信号 V2:トレーラ車速センサ14bの信号 とすると、 β1=∫1dt/V1 ・・・(1) βa=β1+(Lf・1)/V1 ・・・(2) β2=∫2dt/V2 ・・・(3) βb=β2−(Lc/V2) ・・・(4) で表わされる。
時刻tにおける点Aの進行方向γaは、 γa=∫t 0 1dt+βa(t) ・・・(5) 時刻tにおける点Bの進行方向γbは、 γb=∫t 0 2dt+βb(t) ・・・(6) ここで、単位走行距離Δx毎に式(5)、(6)を求め
ておくと、点Bの現在点に点Aがあったときの進行方向
と、点Bの進行方向とを一致させれば、点Bが点Aの軌
跡を追従するようにさせることができる。したがって、 γb(x)=γa(x−n・Δx) ・・・(7) となるように、後輪21の舵角δtを制御する。
次に、第3図ないし第6図について制御の態様を説明
する。
第3図において、単位時間Δt2にコントローラ31は、
横Gセンサ16aからの信号1に基づいて横加速度を検出
し(ステップS1)、ヨーレイトセンサ15aからの信号1
に基づいてヨーレイトを検出し(ステップS2)、車速セ
ンサ14aからの信号V1に基づいて車速を検出する(ステ
ップS3)。そこで、式(1)により重心点G1の横すべり
角β1を演算し(ステップS4)、式(2)によりトラク
タ前端横すべり角βaを演算する(ステップS5)。次い
で、トラクタ1のヨー角1を演算し(ステップS6)、
式(5)によりトラクタ前端点Aの進行方向γaを演算
し(ステップS7)、ラム37に格納して(ステップS8)、
リターンする。
第4図において、単位時間Δt3にコントローラ31は、
横Gセンサ16bからの信号2に基づいて横加速度を検出
し(ステップS10)、ヨーレイトセンサ15bからの信号
2に基づいてヨーレイトを検出し(ステップS11)、車速
センサ14bからの信号V2に基づいて車速を検出する(ス
テップS12)。そこで、式(3)により重心点G2の横す
べり角β2を演算し(ステップS13)、式(4)によりト
レーラ後端横すべり角βbを演算する(ステップS1
4)。次いで、トレーラ2のヨー角2を演算し(ステッ
プS15)、式(6)によりトレーラ後端点Bの進行方向
γbを演算し(ステップS16)、ラム37に格納して(ス
テップS17)、リターンする。第5図において、単位走
行距離Δx毎にコントローラ31は、カウントを1とし
(ステップS20)、点Aの進行方向γa(i)のデータ
を1つづつ進め(ステップS21)、カウントiを1つ進
める(ステップS22)。そして、カウントiが所定回数
nになったか否かを判定し(ステップS23)、NOの場合
は、ステップS21に戻り、YESだったら、点Aの進行方向
γaをラム37から読み出し(ステップS24)、ラム37の
データγa(n)に格納する(ステップS25)。次い
で、現在より1つ前の時間t(n−1)を読み出し(ス
テップS26)、時間t(n)−t(n−1)を所定数K
(例えばK=10)で割って単位走行時間Δtを求める
(ステップS27)。次いで、時間Δt1の割込みタイミン
グすなわち次の制御時間をΔtに変更し(ステップS2
8)、時間t(n−1)を時間t(n)として(ステッ
プS29)、リターンする。
第6図において、時間Δt1にコントローラ31は、ラム
37から点Aが点Bの現在点における点Aの進行方向γa
(1)を読み出し(ステップS30)、点Bの現在の進行
方向γBを読みだす(ステップS31)。次いで、ステップ
S30、S31で読み出した点A、Bの進行方向の差量Δγ=
γa(1)−γBを演算し(ステップS32)、リヤ舵角補
正量Δδをゼロと仮設定し(ステップS33)、前記差量
Δγがゼロか否かを判定する(ステップS34)。YESだっ
たら、ステップS38に移り、NOの場合は、差量Δγがゼ
ロより小さいか否かを判定する(ステップS35)。NOの
場合、すなわち実際の進行方向が目標進行方向より小さ
い場合は、後輪舵角の補正量ΔδをKp・Δγ(Kpは比例
定数)とおいて(ステップS36)、ステップS38に移り、
YESの場合、すなわち実際の進行方向より目標進行方向
が大きい場合、補正量Δδを−Kp・Δγとおいて(ステ
ップS37)、ステップS38に移る。ステップS38において
は、時間tにおける後輪舵角目標値δt+Δδと演算
し、後輪舵角目標値δtの信号をサーボアンプ35に出力
して(ステップS39)、リターンする。
[考案の効果] 本考案は、以上説明したように構成されているので、
以下の効果を奏する。
(a)トレーラ後輪が操舵制御され、トラクタ前端の軌
跡をトレーラ後端が追従してトラクタ、トレーラの回転
半径の差がなく、連結車両の機動性を向上することがで
きる。
(b)その制御は、トラクタ、トレーラのそれぞれに設
けられたヨーレイトセンサおよび横加速度センサにより
トラクタ、トレーラ双方の位置が正確に求められるの
で、精度が高い。そして、従来技術のように、軌跡の誤
差の発生、あるいは一旦ずれが生じると修正がきかない
などの不具合がない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の一実施例を示す全体構成図、第2図は
計算態様を説明する平面図、第3図及び第4図はそれぞ
れトラクタ側及びトレーラ側状態演算の制御フローチャ
ート図、第5図はトラクタ前端進行方向演算の制御フロ
ーチャート図、第6図は後輪舵角目標値演算の制御フロ
ーチャート図である。 15a、15b……ヨーレイトセンサ、16a、16b……横Gセン
サ、31……コントローラ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B62D 111:00 113:00 137:00

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】トラクタ前輪(12)およびトレーラ後輪
    (21)を操舵する操舵装置を有し、トラクタ(1)の前
    端の軌跡をトレーラ(2)の後端が追従するようにトレ
    ーラ後輪(21)を制御する連結車両の操舵装置におい
    て、トラクタ(1)とトレーラ(2)とにそれぞれヨー
    レイトセンサ(15a、15b)および横加速度センサ(16
    a、16b)を設け、これらのヨーレイトセンサ(15a、15
    b)および横加速度センサ(16a、16b)に接続してトレ
    ーラ後輪(21)を制御するコントローラ(31)を設け、
    そのコントローラ(31)は前記ヨーレイトセンサ(15
    a、15b)および横加速度センサ(16a、16b)からの信号
    に基きトラクタ前端(A)およびトレーラ後端(B)の
    それぞれの進行方向(γa(1)、γb)を演算しトレ
    ーラ後端(B)の現在点にトラクタ前端(A)があった
    ときのトラクタ前端(A)の進行方向と現在点における
    トレーラ後端(B)の進行方向とを一致させる後輪舵角
    補正量(Δδ)を演算し後輪舵角目標値(δt)を出力
    して後輪舵角を制御する機能を有することを特徴とする
    連結車両の操舵装置。
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