JP2575313B2 - トラクタ・トレーラ車用ブレーキ装置を制御する方法およびその制御装置 - Google Patents

トラクタ・トレーラ車用ブレーキ装置を制御する方法およびその制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は複合車両システム（すなわち、トラクタ・ト
レーラ車）用のブレーキ装置を制御する方法およびその
制御装置に関するものである。
特に、本発明は車両ブレーキ位置間、たとえば補助車
両用ブレーキ装置間で制動力を分配し、トラクタ・トレ
ーラ間に比例制動を得るようにトレーラに取付けられた
ブレーキ装置の制御装置に関する。
（従来の技術） トラック等の重積載車両を含む各種車両のブレーキ装
置およびそれに関する制御装置は従来技術で知られてい
る。
一般に、乗用車用のブレーキ装置は、トラック等の重
積載車両用のブレーキ装置よりいくらか設計が容易であ
る。これは乗用車の積み荷がトラクタ・トレーラのトラ
クタ上で変わる積み荷、すなわちトラクタのみ、あるい
はトラクタと空、または積み荷の軽いトレーラ、あるい
はトラクタと積み荷の重いトレーラと変化する程には変
らないためである。
あらゆる種類の車両用アンチロックタイプのブレーキ
装置は従来技術で知られている。簡単に言えば、これら
の装置はブレーキをかけた車輪の走行方向のスリップを
予め規定した限界内に維持して最大限の車両安定度（す
なわち、ブレーキをかけた車輪の最大横方向摩擦係数）
が得られるように動作する。
これには、通常、個々の車輪毎または個々の車軸毎、
あるいはその両方について制動力を調節し、少なくとも
車輪の回転を維持することが必要である。
従来技術のアンチロックシステムの例は、米国特許明
細書、第3,767,270号、第3,768,872号、第3,854,556
号、第3,893,696号、第3,929,383号、第3,929,382号、
第3,966,267号、第4,392,202号、第4,591,213号を参照
することによりわかる。これら全ての特許における開示
内容はここに参照されている。
ドライバの要求を「ワイヤによるブレーキ」の方式で
検出するか、摩擦係数とそれに応じて加減したブレーキ
力を検出するか、車輪にかかる負荷とそれに応じて加減
した制動力を検出するか、車輪のスリップおよび／また
は電気信号を使ってトレーラのブレーキ反応をよりすば
やく達成する装置も米国特許明細書第4,140,352号、第
4,327,414号、第4,494,199号、第4,512,615号、第4,54
5,240号、第4,591,213号、第4,606,586号、第4,616,881
号、第4,648,663号を参照すればわかるように従来技術
として開示されている。これらの開示内容もまたここに
参照されている。
（発明が解決しようとする課題） 車両安定度等の様々な目的を達成するために検出した
パラメータに応じて制動力を加減する従来のブレーキ装
置は、一般に、車両の制動を強化するが、さらに改良す
る必要がある。トラクタ・トレーラ車用の従来の装置で
は、トラクタとトレーラの間の制動力を既定の方法で制
御する場合には特別な構成と装備を備えたトラクタとト
レーラが必要であった。
本発明によれば、トラクタ・トレーラ等の連結式重積
載複合車両システムに特に適した車両用ブレーキ制御装
置を設けることによって、従来技術の欠点の多くが解決
され、あるいは最小限に抑えられる。
したがって、本発明の目的はトラクタとトレーラのブ
レーキ装置間にブレーキ力を分配してトラクタ・トレー
ラ間の比例制動を達成するようにしたブレーキ制御装置
を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は請求項１および請
求項３に記載の構成を有する。
より具体的には、既定の論理規則に従って入力信号を
処理し、指令出力信号を発生する制御ユニットと、第５
輪／キングピンの連結部に加えられた水平力、垂直力お
よび車両の加速度の入力信号を検出する複数のセンサと
を備え、制動力を調整してトラクタ・トレーラ間の比例
制御を達成するように構成されている。
（作用） 本発明のブレーキ装置はトレーラだけに取付けたセン
サ（80,170,172）を使って制動力を配分し、トラクタと
トレーラ間の比例制動 を得る。制御装置はトレーラ30だけに取付けたセンサ
（170,172）を使って加速度（ａ）と、第５輪／キング
ピン連結部（34/178）での水平力に対する垂直力の比率
（HF/VF）とを検出し、ブレーキを調整して比率（HF/
VF）を加速度の関数に等しくする。
（実 施 例） 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。「比例制
動」と称するブレーキの型式は自動車産業において良く
知られており、タイヤと路面の境界面での半径方向負荷
に対する接線摩擦力の比率（すなわち、第３図のFF/
FN）である「制動率」を必要とする。
もちろん、限界値は摩擦係数（MU）である。各車輪又
は車輪の組が同じ割合又は比率で負荷に対して接線摩擦
力（または制動力）を作り出す場合には、車輪のそれぞ
れがスリップ関係と等しいMUを有する程度まで車両は同
時にその車両のすべてで得られる粘着力のすべてを利用
できる。等価な又は既定の制動率を達成することの主要
なかつ有利な効果はブレーキ産業において良く知られて
いる。
特に、ここで用いられる比例制動は半径方向負荷力に
対する接線制動力の比率がすべての車輪または車輪の組
について同じ（あるいはほとんど同じ）であるか、又は
既知の仕方に関連している場合の車両の制動力配分を意
味する。
本発明のブレーキ制御装置は、第１図に示されたトラ
クタ・トレーラ装置24等の複合車両システムに適用でき
る。第１図に示されたトラクタ・トレーラ装置24は、ト
ラクタ28と、連結手段32によってトラクタに取付けられ
たセミトレーラ30とで構成され、この連結手段はトレー
ラに固定したキングピンと選択的に係合するようにトラ
クタに固定した周知の第５輪34からなっている。
このトラクタは、一般に一対の又はタンデムセットの
後輪駆動車軸36,38と前輪操舵車軸40を備えている。ま
たトレーラも一般にタンデムセットまたは一対の非操
舵、非駆動式のトレーラ車軸42,44を備えている。一般
に、前車軸40は非駆動の操舵車輪であるが、かならずし
も必要ではない。
本発明のブレーキ装置はトラクタ・トレーラ装置24等
の複合車両システムに関し、トラクタ28とトレーラ30間
に制動力の車両内配分を必要とする。
ブレーキ制御装置、好ましくはコンピュータ制御のブ
レーキ装置を備えることにより、車両の現在の状態、環
境、希望の出力に基づいて制動力配分を変えることがで
きるので有利である。また電気的に制御されたフイード
バックを有するブレーキ装置を利用することにより装置
の最適応答速度と正確さが可能となる。
さらに重要なことは、これらの特徴が個々の補助車両
のそれぞのブレーキの状態とはいくらか無関係にトラク
タとトレーラの組合せのために設けることができる。
第２図に示したブレーキ制御装置は制御ユニット70を
含み、この制御ユニットは適応性と応答性のため、複数
の入力信号を受けとる手段72と、既定の論理規則に従っ
て入力信号を処理する手段と、種々のシステムオペレー
タに指令出力信号を出す手段74とを有する、制御ユニッ
トに基づく電子マイクロプロセッサであることが好まし
い。
車両の減速を示す入力信号はトレーラに固定された減
速計80によって供給するようにしてもよい。力センサ17
0,172はキングピン／第５輪の連結部で水平力HFと垂直
力VFを示す入力信号を供給するために利用される。
この力センサは公知のようにひずみゲージベースのも
のまたは直線的に可変できる変位トランスジューサ、あ
るいはその両方であってもよい。
制御ユニット（CPU）70は以下で詳細に説明するよう
に、既定の論理規則に従って入力信号を処理し、制御弁
198に指令出力信号を発生する。
第２図に示すように、トレーラは従来技術で良く知ら
れているように、トラクタの第５輪34に選択的に係合お
よび離脱するキングピン178を有する。トレーラはま
た、流体継手180によってトラクタのエアーシステムに
接続された供給タンク176を有する。トレーラの車軸42,
44はトレーラ車輪182,184,186,188を支持し、それらの
各々はそれぞれエアーブレーキ190,192,194,196を備え
ている。
一般的には、トレーラのブレーキの全てはリレーバル
ブ198によって同じ圧力で制御され、このバルブ198はト
レーラの供給タンク176に接続された入口200とCPU70等
の制御装置からパイロット信号を受けとるパイロットバ
ルブ部分202とを有している。
コネクタ204はトラクタ上の１つのコネクタに接続す
るように設計され、従来の標準トレーラブレーキ用リレ
ーバルブのパイロットバルブ部分に対して意図されたエ
ア信号を供給する。一般に、流体の接続を形成するコネ
クタ204,180は「グラド ハンド」（glad hand）とし
て知られている。
第４図の平衡示力図には空気抵抗力あるいは過渡的な
力は含まれていないが、図からわかるように次式が成り
立つ。
H1＝−M1a＋HF V1＝M1g＋VF H2−M2a−HF V2＝M2g−VF 式中M1＝トラクタ28の質量 M2＝トレーラ30の質量 H1＝トラクタ28の制動力 H2＝トレーラ30の制動力 HF＝第５輪34/キングピン178での水平力 V1＝トラクタ車軸によって支持される重量 V2＝トレーラ車軸によって支持される重量 VF＝第５輪にかかる重量 ｇ＝重力 ａ＝前進加速度 トラクタ・トレーラの比例制動状態では、トラクタ
（１単位として考える）の制動率は、トレーラ（１単位
として考える）の制動率に等しくなり、次式が成り立
つ。
H1/V1＝H2/V2 さらに、連結組立品の制動率（HF/VF）は上記の値に
等しくなり、すなわち、次式が成り立つ。
HF/VF＝H2/V2＝H1/V1 上記の関係の場合、HF/VF＝−ａであれば、トラクタ
・トレーラの比例制動が得られることがわかるであろ
う。従って、トレーラ用ブレーキ（バルブ198の制御装
置）に加わる圧力を調整して次の誤差式を最小限にす
る。
Ｅ＝（HF/VF）＊Ｃ＋ａ トレーラにかかる負荷にかかわらず、トラクタ・トレ
ーラの比例制動が与えられ、トラクタに付加的なセンサ
および／または制御装置を必要としない。
上式の“C"は重量係数である。
車両の加速度／減速度も、スリップについて適当な余
裕が見込んであれば、車輪速度センサを使って測定する
ことができる。もちろん、車輪速度センサを組み合わせ
た車両加速度／減速度測定装置80を使用して、車輪のス
リップについて非常に正確な測定値を算出してもよい。
トレーラ用ブレーキにかかる空気圧を調節して次式を
最小限にし、トラクタ・トレーラの比例制動を維持する
ためのトレーラ30だけに取付けられた機械的な代替装置
を第５図に示す。
Ｅ＝（HF/VF）＊Ｃ＋ａ キングビン178は一対のリンク302によってトレーラ上
にピボット式に支持されたキヤリッジ300によってトレ
ーラ30に取付けられている。質量304はリンク306によっ
てトレーラ30に枢着されている。トレーラの車軸ブレー
キに空気の供給を制御するバルブ308はキヤリッジ300に
取付けられ、それとともに水平移動するリンク306に固
定した水平方向に延びるバルブプランジャー310によっ
て制御される。バルブ308は第２図に示されたバルブ198
の代りに使用される。
リンク302は垂直線に対する角度320を規定するが、リ
ンク306は垂直線に対する角度330を規定する。簡単に言
えば、角度330の勾配は車両の減速度に比例するのに対
し、角度320の勾配は比率HF/HFに比例する。
このため、適当な寸法になっていれば、トラクタ・ト
レーラの比例制動（すなわち、HF/VF＝−ａの時）で
は、角度330の勾配は角度320の勾配に等しくなる。
トラクタ用ブレーキの制動率をトレーラ用ブレーキの
制動率より大きくして使用すると、質量304と第５輪キ
ヤリッジ300の両方は前方に揺れ、角度320が角度330よ
り大きくなる。
これにより、バルブプランジャ310はだんだんバルブ3
08内に伸びてトレーラ用制御バルブのパイロットポート
202への管路206におけるパイロット空気圧が増す。トレ
ーラの制動率がトラクタの制動率より大きければ、角度
330は角度320より大きくなり、プランジャ310は制動バ
ルブから出てきてトレーラ用ブレーキへ供給される圧力
を減少する。
トラクタ・トレーラのセミトラック24等の複合車両シ
ステムはトラクタ・トレーラ間の制動力がトラクタ・ト
レーラ間の比例制動を達成するような仕方で分配され、
一方でトレーラにのみ配置した特別のセンサや制御装置
を利用するように備えられている。また本発明の装置は
トレーラにのみ取付けられた複数のセンサを用い、標準
ののトラクタブレーキ装置とも両立でき、安定度に関し
て改良した性能を有するとともに従来のブレーキ装置よ
りも比較的低コストで製作できる特別のセンサや制御装
置を利用するように備えられている。
（発明の効果） 本発明はトレーラにトラクタを連結する第５輪／キン
グピン連結部に複数のセンサを備えて、制御ユニットに
よりトラクタ・トレーラ間に制動力を論理規則に従って
調整するようにしたので、車両の加速度とを第５輪／キ
ングピン連結部での水平力に対する垂直力の比率を検出
してトラクタ・トレーラ間の比例制動を得るようにする
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のブレーキ制御装置を利用する複合車両
システムを示す概略図、 第２図は本発明のトレーラ用ブレーキ装置を示す概略
図、 第３図はブレーキをかけた車輪の示力図、 第４図は第１図の複合車両システムの平衡示力図、 第５図は本発明のブレーキ制御装置における他の制御装
置を示す概略図である。 24……トラクタ・トレーラ装置、28……トラクタ 30……トレーラ、32……連結手段 34……第５輪、70……制御ユニット 80……減速計、170,172……カセンサ 178……キングピン、302,306……リンク 304……質量

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第５輪／キングピン連結構造体（34,178）
    と、トラクタおよびトレーラの個々に制御可能な補助車
    両ブレーキ装置とを有するトラクタ・トレーラ車（28,3
    0）用ブレーキ装置を制御する方法であって、 ａ） 前記トレーラの補助車両30上の位置から第５輪と
    キングビンの連結部に加えられた垂直力を示すパラメー
    タ値を検出し、 ｂ） 前記トレーラの補助車両上の位置から第５輪上の
    キングピンによって加えられた水平力を示すパラメータ
    値を検出し、 ｃ） 前記トレーラの補助車両上の位置から車両の加速
    度を示すパラメータ値を検出し、 ｄ） 前記トレーラの補助ブレーキ装置だけによって加
    えられた制動力を調整して次式の値を最小化する、 Ｅ＝（HF/VF）＊Ｃ＋ａ ここでＥ＝誤差 Ｃ＝重量係数 HF＝第５輪／キングピン接続部での水平力 VF＝第５輪の負荷 ａ＝車両の前進加速度 各工程からなるブレーキ装置の制御方法。
  2. 【請求項２】ａ） トレーラの補助車両上の位置から第
    ５輪とキングピンの連結部に加えられた垂直力を示すパ
    ラメータ値を検出し、 ｂ） 前記トレーラの補助車両上の位置から第５輪上の
    キングピンによって加えられた水平力を示すパラメータ
    値を検出し、 の各工程が比率HF/VFの値を示すパラメータ値を検出す
    ることを含んでいる請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】個々に制御可能なトラクタの補助車両ブレ
    ーキ装置と、トレーラの補助車両によって支持されたキ
    ングピンを係合する第５輪連結部と、個々に制御可能な
    トレーラの補助車両ブレーキ装置とを有するトラクタ・
    トレーラ車用ブレーキ装置の制御装置であって、 該制御装置が、 前記トレーラの補助車両に取付けられ、第５輪／キング
    ピンの連結部で、垂直力に対する水平力の比率の値を示
    す入力信号を供給する第１検出手段（302）と、 前記トレーラの補助車両に取付けられ、車両の加速度を
    示す入力信号を供給する第２検出手段（304,306）と、 前記入力信号を受け取り、そして規定の論理規則に従っ
    て前記入力信号を処理して指令出力信号を発生する手段
    と、トレーラの補助車両ブレーキ装置で制動力に関連し
    たトレーラの補助車両ブレーキ装置での制御されたパラ
    メータを調整するために前記指令出力信号に応答するア
    クチュエータと、を有する前記トレーラの補助車両に取
    付けられた制御ユニットと、 前記トレーラの補助ブレーキ装置だけで制動力を調整し
    次式の値を最小化する、 Ｅ＝（HF/VF）＊Ｃ＋ａ ここでＥ＝誤差 Ｃ＝重量係数 HF＝第５輪／キングピン接続部での水平力 VF＝第５輪の負荷 ａ＝車両の前進加速度 ことからなる論理規則とを備えていることを特徴とする
    制御装置。
  4. 【請求項４】第１センサ手段がキングピンにおけるひず
    みを検出するトランスジューサからなる請求項３記載の
    制御装置。
JP63176891A 1987-07-31 1988-07-15 トラクタ・トレーラ車用ブレーキ装置を制御する方法およびその制御装置 Expired - Lifetime JP2575313B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/080,279 US4984852A (en) 1987-04-27 1987-07-31 Trailer mounted tractor-trailer brake control system
US80,279 1987-07-31

Publications (2)

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JPS6436549A JPS6436549A (en) 1989-02-07
JP2575313B2 true JP2575313B2 (ja) 1997-01-22

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US (1) US4984852A (ja)
EP (1) EP0301243B1 (ja)
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AU (1) AU619474B2 (ja)
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