JP3334513B2 - 牽引車両の後輪操舵制御方法および四輪操舵機構 - Google Patents
牽引車両の後輪操舵制御方法および四輪操舵機構Info
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- JP3334513B2 JP3334513B2 JP27945796A JP27945796A JP3334513B2 JP 3334513 B2 JP3334513 B2 JP 3334513B2 JP 27945796 A JP27945796 A JP 27945796A JP 27945796 A JP27945796 A JP 27945796A JP 3334513 B2 JP3334513 B2 JP 3334513B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トレーラなどを牽
引する四輪操舵方式の牽引車両の後進時における後輪操
舵制御方法および四輪操舵機構に関する。
引する四輪操舵方式の牽引車両の後進時における後輪操
舵制御方法および四輪操舵機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】前輪のみを操舵輪とした従来のトラクタ
などの牽引車両が、被牽引車などを牽引した状態におい
て、例えば図８ないし図１０に示すように後進しながら
左折する場合には、まず図８に示すように前輪２４を右
方向に操舵しながら少し後進させ、牽引車両２１と被牽
引車２２をく字状にすることによって、被牽引車２２の
最後部２８を後進左折方向２９に向ける。その後、図９
に示すように後進しながら前輪２４を左方向に切り返し
て、最適軌道Ｕなどに沿うように徐々に前輪２４の舵角
を減少させる。そして、図１０に示すように牽引車両２
１の中心線Ｏ５と被牽引車２２の中心線Ｏ６とのなす角
が０度となるように、つまり牽引車両２１と被牽引車２
２とが略一直線となるように後進する。
などの牽引車両が、被牽引車などを牽引した状態におい
て、例えば図８ないし図１０に示すように後進しながら
左折する場合には、まず図８に示すように前輪２４を右
方向に操舵しながら少し後進させ、牽引車両２１と被牽
引車２２をく字状にすることによって、被牽引車２２の
最後部２８を後進左折方向２９に向ける。その後、図９
に示すように後進しながら前輪２４を左方向に切り返し
て、最適軌道Ｕなどに沿うように徐々に前輪２４の舵角
を減少させる。そして、図１０に示すように牽引車両２
１の中心線Ｏ５と被牽引車２２の中心線Ｏ６とのなす角
が０度となるように、つまり牽引車両２１と被牽引車２
２とが略一直線となるように後進する。
【０００３】上記のように前輪２４のみを操舵輪とした
従来の牽引車両２１によって牽引された被牽引車２２の
後進旋回は、図８に示すように一度所望の旋回方向とは
逆方向に前輪２４を操舵して、つまり右折時には前輪２
４を左方向に操舵し左折時には前輪２４を右方向に操舵
して、牽引車両２１と被牽引車２２とをく字状にして被
牽引車２２の最後部２８を所望の旋回方向に向けた後、
所望の旋回方向に前輪２４を切返してさらに後進しなが
ら徐々に前輪２４の舵角を少なくしていくなどの操作が
必要である。
従来の牽引車両２１によって牽引された被牽引車２２の
後進旋回は、図８に示すように一度所望の旋回方向とは
逆方向に前輪２４を操舵して、つまり右折時には前輪２
４を左方向に操舵し左折時には前輪２４を右方向に操舵
して、牽引車両２１と被牽引車２２とをく字状にして被
牽引車２２の最後部２８を所望の旋回方向に向けた後、
所望の旋回方向に前輪２４を切返してさらに後進しなが
ら徐々に前輪２４の舵角を少なくしていくなどの操作が
必要である。
【０００４】また、図１１に示すように矢印Ｂ３方向に
沿って後進直進する牽引車両２１の中心線Ｏ５と被牽引
車２２の中心線Ｏ６との間に、例えば車両左方向（矢印
Ｔ２方向）の角度θが生じると、上記角度θを打ち消す
ためには、前輪２４を矢印Ｓ５方向に操舵する必要が生
じる。このように牽引車両を後進させるには高度なテク
ニックがドライバに要求される。
沿って後進直進する牽引車両２１の中心線Ｏ５と被牽引
車２２の中心線Ｏ６との間に、例えば車両左方向（矢印
Ｔ２方向）の角度θが生じると、上記角度θを打ち消す
ためには、前輪２４を矢印Ｓ５方向に操舵する必要が生
じる。このように牽引車両を後進させるには高度なテク
ニックがドライバに要求される。
【０００５】また、特開平１−１５６１８０号公報に記
載されているように、後進時は後輪を同相操舵させた後
に逆相操舵に移行させて小回り性を向上させるものも提
案されている。
載されているように、後進時は後輪を同相操舵させた後
に逆相操舵に移行させて小回り性を向上させるものも提
案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の前輪のみを
操舵輪としたトラクタなどの牽引車両の場合、トレーラ
などを牽引した状態で後進するには、牽引車両に特有な
操作がドライバに要求されるとともに、高い技量が必要
とされる。また前記特開平１−１５６１８０号公報の場
合も、牽引車両と被牽引車の位置と向きなどをドライバ
の意思どおりにコントロールするには相当の熟練を要
し、連結車に不慣れなドライバには運転しにくい。
操舵輪としたトラクタなどの牽引車両の場合、トレーラ
などを牽引した状態で後進するには、牽引車両に特有な
操作がドライバに要求されるとともに、高い技量が必要
とされる。また前記特開平１−１５６１８０号公報の場
合も、牽引車両と被牽引車の位置と向きなどをドライバ
の意思どおりにコントロールするには相当の熟練を要
し、連結車に不慣れなドライバには運転しにくい。
【０００７】従って本発明の目的は、牽引車両の運転に
不慣れなドライバでもトレーラなどの被牽引車を牽引し
たまま、容易に所望の位置及び方向に後進できる四輪操
舵方式の牽引車両の後輪操舵制御方法およびおよび四輪
操舵機構を提供することにある。
不慣れなドライバでもトレーラなどの被牽引車を牽引し
たまま、容易に所望の位置及び方向に後進できる四輪操
舵方式の牽引車両の後輪操舵制御方法およびおよび四輪
操舵機構を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、請求項１に記載の本発明の牽引車両の
後輪操舵制御方法は、前輪及び後輪が操舵可能な牽引車
両の後輪操舵制御方法において、前輪の舵角をδｆ、上
記牽引車両の前輪の車軸と被牽引車の車軸との車軸間距
離をＬ１、上記牽引車両の後輪の車軸と上記被牽引車の
車軸との車軸間距離をＬ２とした場合に、上記牽引車両
が後進旋回する際に上記後輪の舵角δｒがδｒ＝ｔａｎ
−１{(Ｌ２／Ｌ１)×ｔａｎδｆ}となるように上記後輪
の舵角を前輪と同相制御することを特徴としている。
達成するために、請求項１に記載の本発明の牽引車両の
後輪操舵制御方法は、前輪及び後輪が操舵可能な牽引車
両の後輪操舵制御方法において、前輪の舵角をδｆ、上
記牽引車両の前輪の車軸と被牽引車の車軸との車軸間距
離をＬ１、上記牽引車両の後輪の車軸と上記被牽引車の
車軸との車軸間距離をＬ２とした場合に、上記牽引車両
が後進旋回する際に上記後輪の舵角δｒがδｒ＝ｔａｎ
−１{(Ｌ２／Ｌ１)×ｔａｎδｆ}となるように上記後輪
の舵角を前輪と同相制御することを特徴としている。
【０００９】すなわち、四輪操舵方式の牽引車両が被牽
引車を牽引する場合において、牽引車両の運転に不慣れ
なドライバでも比較的容易に所望の位置及び方向に後進
できる単一の車両と同様に後進旋回するように後輪の舵
角を制御する。この制御方法は、図１に示すように牽引
車両１の前後輪４，６が操舵されて牽引車両１の中心線
Ｏ１と被牽引車２の中心線Ｏ２とが単一の車両のように
略一直線のまま旋回中心Ｐ回りに旋回させることを想定
している。図１は上記旋回状況を等価的に図示したもの
であり、旋回中心Ｐを通る被牽引車２の車軸３の延長線
Ｍ１と、上記旋回中心Ｐから上記牽引車両１の中心線Ｏ
１と前輪４の車軸５との交点Ｑ１に引いた直線Ｍ２との
なす角は、延長線Ｍ１と中心線Ｏ２とが直交しかつ前輪
４の中心線Ｏ３と直線Ｍ２とが直交することから前輪４
の舵角δｆと等しくなる。
引車を牽引する場合において、牽引車両の運転に不慣れ
なドライバでも比較的容易に所望の位置及び方向に後進
できる単一の車両と同様に後進旋回するように後輪の舵
角を制御する。この制御方法は、図１に示すように牽引
車両１の前後輪４，６が操舵されて牽引車両１の中心線
Ｏ１と被牽引車２の中心線Ｏ２とが単一の車両のように
略一直線のまま旋回中心Ｐ回りに旋回させることを想定
している。図１は上記旋回状況を等価的に図示したもの
であり、旋回中心Ｐを通る被牽引車２の車軸３の延長線
Ｍ１と、上記旋回中心Ｐから上記牽引車両１の中心線Ｏ
１と前輪４の車軸５との交点Ｑ１に引いた直線Ｍ２との
なす角は、延長線Ｍ１と中心線Ｏ２とが直交しかつ前輪
４の中心線Ｏ３と直線Ｍ２とが直交することから前輪４
の舵角δｆと等しくなる。
【００１０】さらに上記延長線Ｍ１と、上記旋回中心Ｐ
から上記牽引車両１の中心線Ｏ１と後輪６の車軸７との
交点Ｑ２に引いた直線Ｍ３とのなす角は、延長線Ｍ１と
中心線Ｏ２とが直交しかつ後輪６の中心線Ｏ４と直線Ｍ
３とが直交することから後輪６の舵角δｒと等しくな
る。その結果、下記に示す式１と式２とが成立する。な
お、上記舵角δｆは前輪４の中心線Ｏ３と牽引車両１の
中心線Ｏ１とのなす角を示すとともに、舵角δｒは後輪
６の中心線Ｏ４と牽引車両１の中心線Ｏ１とのなす角を
示す。
から上記牽引車両１の中心線Ｏ１と後輪６の車軸７との
交点Ｑ２に引いた直線Ｍ３とのなす角は、延長線Ｍ１と
中心線Ｏ２とが直交しかつ後輪６の中心線Ｏ４と直線Ｍ
３とが直交することから後輪６の舵角δｒと等しくな
る。その結果、下記に示す式１と式２とが成立する。な
お、上記舵角δｆは前輪４の中心線Ｏ３と牽引車両１の
中心線Ｏ１とのなす角を示すとともに、舵角δｒは後輪
６の中心線Ｏ４と牽引車両１の中心線Ｏ１とのなす角を
示す。
【００１１】
【数１】
【００１２】
【数２】
【００１３】上記式１及び式２において、Ｌ１は牽引車
両１の前輪４の車軸５と被牽引車２の車軸３との車軸間
距離、Ｌ２は牽引車両１の後輪６の車軸７と被牽引車２
の車軸３との車軸間距離、Ｒは旋回中心Ｐから被牽引車
２の中心線Ｏ２までの距離などを示している。上記式１
及び式２から、旋回中心Ｐから被牽引車２までの距離Ｒ
を消去すると前輪舵角δｆと後輪舵角δｒとの間に式３
に示すような関係が求められる。
両１の前輪４の車軸５と被牽引車２の車軸３との車軸間
距離、Ｌ２は牽引車両１の後輪６の車軸７と被牽引車２
の車軸３との車軸間距離、Ｒは旋回中心Ｐから被牽引車
２の中心線Ｏ２までの距離などを示している。上記式１
及び式２から、旋回中心Ｐから被牽引車２までの距離Ｒ
を消去すると前輪舵角δｆと後輪舵角δｒとの間に式３
に示すような関係が求められる。
【００１４】
【数３】
【００１５】上記式３に示すように、ドライバが入力す
る前輪舵角δｆに対して後輪舵角δｒを制御すると、後
進しながら旋回する際に、あたかも単一の車両からなる
トラックなどのように上記牽引車両１と被牽引車２とが
略一直線となった状態を保つこととなる。
る前輪舵角δｆに対して後輪舵角δｒを制御すると、後
進しながら旋回する際に、あたかも単一の車両からなる
トラックなどのように上記牽引車両１と被牽引車２とが
略一直線となった状態を保つこととなる。
【００１６】請求項２に記載の本発明の牽引車両の後輪
操舵制御方法は、前輪及び後輪が操舵可能な牽引車両の
後輪操舵制御方法において、前輪の舵角をδｆ、上記牽
引車両の前輪の車軸と被牽引車の車軸との車軸間距離を
Ｌ１、上記牽引車両の後輪の車軸と上記被牽引車の車軸
との車軸間距離をＬ２、上記牽引車両と上記被牽引車と
の連結角をψ、ｋを定数とした場合に、上記牽引車両が
後進の際に、上記後輪の舵角δｒがδｒ＝ｔａｎ-1{(Ｌ
２／Ｌ１）×ｔａｎδｆ｝＋ｋψとなるように上記後輪
の舵角を制御することを特徴としている。すなわち、四
輪操舵方式の牽引車両が被牽引車を牽引する場合におい
て、外乱などが作用した場合でも牽引車両と被牽引車両
とがほぼ一直線のまま後進できるように後輪の舵角を制
御する。この制御方法は、請求項１に記載された式３に
示す制御方法に補正項ｋψを加えた制御方法（式４に示
す）である。
操舵制御方法は、前輪及び後輪が操舵可能な牽引車両の
後輪操舵制御方法において、前輪の舵角をδｆ、上記牽
引車両の前輪の車軸と被牽引車の車軸との車軸間距離を
Ｌ１、上記牽引車両の後輪の車軸と上記被牽引車の車軸
との車軸間距離をＬ２、上記牽引車両と上記被牽引車と
の連結角をψ、ｋを定数とした場合に、上記牽引車両が
後進の際に、上記後輪の舵角δｒがδｒ＝ｔａｎ-1{(Ｌ
２／Ｌ１）×ｔａｎδｆ｝＋ｋψとなるように上記後輪
の舵角を制御することを特徴としている。すなわち、四
輪操舵方式の牽引車両が被牽引車を牽引する場合におい
て、外乱などが作用した場合でも牽引車両と被牽引車両
とがほぼ一直線のまま後進できるように後輪の舵角を制
御する。この制御方法は、請求項１に記載された式３に
示す制御方法に補正項ｋψを加えた制御方法（式４に示
す）である。
【００１７】上記補正項ｋψは、外乱が作用した場合等
に、牽引車両１の中心線（図１中の一点鎖線Ｏ１）と被
牽引車２の中心線（図１中の一点鎖線Ｏ２）とのなす角
（以下連結角ψと呼ぶ）が生じた場合に上記連結角ψを
打ち消す役割を有する。
に、牽引車両１の中心線（図１中の一点鎖線Ｏ１）と被
牽引車２の中心線（図１中の一点鎖線Ｏ２）とのなす角
（以下連結角ψと呼ぶ）が生じた場合に上記連結角ψを
打ち消す役割を有する。
【００１８】
【数４】
【００１９】上記式４において、δｆ，δｒ，Ｌ１，Ｌ
２などは上記式３と同様に、それぞれ前輪の舵角、後輪
の舵角、牽引車両の前輪の車軸と被牽引車の車軸との車
軸間距離及び、牽引車両の後輪の車軸と上記被牽引車の
車軸との車軸間距離など示すとともに、ｋは定数を示
す。上記定数ｋは制御対象である車両の特性（各種の誤
差、応答特性、制御レートなど）に応じた値とするのが
望ましい。
２などは上記式３と同様に、それぞれ前輪の舵角、後輪
の舵角、牽引車両の前輪の車軸と被牽引車の車軸との車
軸間距離及び、牽引車両の後輪の車軸と上記被牽引車の
車軸との車軸間距離など示すとともに、ｋは定数を示
す。上記定数ｋは制御対象である車両の特性（各種の誤
差、応答特性、制御レートなど）に応じた値とするのが
望ましい。
【００２０】上記式４に示すように、ドライバが入力す
る前輪の舵角δｆに対して後輪の舵角δｒを制御する
と、後進しながら旋回する際や後進直進する場合におい
て外乱が作用して、上記牽引車両と被牽引車との間に連
結角が生じても、定数ｋψの項の作用でこの連結角を打
ち消す方向にフィードバック制御することとなるため、
後進時は常にあたかも単一の車両からなるトラックなど
のように上記牽引車両と被牽引車とが略一直線となった
状態を保つこととなる。
る前輪の舵角δｆに対して後輪の舵角δｒを制御する
と、後進しながら旋回する際や後進直進する場合におい
て外乱が作用して、上記牽引車両と被牽引車との間に連
結角が生じても、定数ｋψの項の作用でこの連結角を打
ち消す方向にフィードバック制御することとなるため、
後進時は常にあたかも単一の車両からなるトラックなど
のように上記牽引車両と被牽引車とが略一直線となった
状態を保つこととなる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態につい
て、図２から図７を参照して説明する。図２に示すよう
に被牽引車（トレーラ２）を牽引する牽引車両（トラク
タ１）の四輪操舵機構１０は、ステアリングホイール１
１と、前輪操舵機構１２と、後輪操舵機構１３と、コン
トロールユニット１４などを備えている。
て、図２から図７を参照して説明する。図２に示すよう
に被牽引車（トレーラ２）を牽引する牽引車両（トラク
タ１）の四輪操舵機構１０は、ステアリングホイール１
１と、前輪操舵機構１２と、後輪操舵機構１３と、コン
トロールユニット１４などを備えている。
【００２２】上記前輪操舵機構１２にはステアリングホ
イール１１が接続されており、ドライバが操作したステ
アリングホイール１１の回転角にしたがって、前輪４を
矢印Ｓ１方向に転舵させる機能を有している。上記後輪
操舵機構１３はコントロールユニット１４から出力され
る信号にしたがって、後輪６を矢印Ｓ２方向に転舵させ
る機能を有している。
イール１１が接続されており、ドライバが操作したステ
アリングホイール１１の回転角にしたがって、前輪４を
矢印Ｓ１方向に転舵させる機能を有している。上記後輪
操舵機構１３はコントロールユニット１４から出力され
る信号にしたがって、後輪６を矢印Ｓ２方向に転舵させ
る機能を有している。
【００２３】上記前輪操舵機構１２及び後輪操舵機構１
３は、電動や油圧などのアクチュエータやメカニカルな
リンク機構などの公知の手段で構成できる。上記コント
ロールユニット１４には、前輪舵角センサ１５及び後輪
舵角センサ１６、リバーススィッチ１９などが接続され
ている。このコントロールユニット１４は、リバースス
ィッチ１９により変速機が後進段にあることが検知され
る時に前述の式３または式４を用いて前輪舵角センサ１
５が検出する前輪４の舵角δｆに応じた後輪６の舵角δ
ｒを算出して上記後輪操舵機構１３に出力するととも
に、上記後輪舵角センサ１６が検出する後輪６の舵角を
用いてフィードバック制御を行うことによって、所望の
舵角δｒを得る機能を有している。上記コントロールユ
ニット１４はマイクロプロセッサなどからなる演算処理
装置などの従来より公知のもので構成できる。
３は、電動や油圧などのアクチュエータやメカニカルな
リンク機構などの公知の手段で構成できる。上記コント
ロールユニット１４には、前輪舵角センサ１５及び後輪
舵角センサ１６、リバーススィッチ１９などが接続され
ている。このコントロールユニット１４は、リバースス
ィッチ１９により変速機が後進段にあることが検知され
る時に前述の式３または式４を用いて前輪舵角センサ１
５が検出する前輪４の舵角δｆに応じた後輪６の舵角δ
ｒを算出して上記後輪操舵機構１３に出力するととも
に、上記後輪舵角センサ１６が検出する後輪６の舵角を
用いてフィードバック制御を行うことによって、所望の
舵角δｒを得る機能を有している。上記コントロールユ
ニット１４はマイクロプロセッサなどからなる演算処理
装置などの従来より公知のもので構成できる。
【００２４】なお、上記コントロールユニット１４が式
４を用いて後輪６の舵角δｒを算出する場合には、トラ
クタ１とトレーラ２との連結部１７などに連結角センサ
１８を設けている。上記連結角センサ１８は上記コント
ロールユニット１４に接続されることによって、上記コ
ントロールユニット１４に連結角ψを出力できるように
なっている。また、上記コントロールユニット１４が式
３を用いて後輪６の舵角δｒを算出する場合には上記連
結角センサ１８を設けなくても良い。
４を用いて後輪６の舵角δｒを算出する場合には、トラ
クタ１とトレーラ２との連結部１７などに連結角センサ
１８を設けている。上記連結角センサ１８は上記コント
ロールユニット１４に接続されることによって、上記コ
ントロールユニット１４に連結角ψを出力できるように
なっている。また、上記コントロールユニット１４が式
３を用いて後輪６の舵角δｒを算出する場合には上記連
結角センサ１８を設けなくても良い。
【００２５】上記前輪舵角センサ１５は、例えばステア
リングシャフトの回転角を検出可能なものや前輪４の舵
角変位を検出可能なものなどの従来より公知のもので構
成できる。また、上記後輪舵角センサ１６及び上記連結
角センサ１８も前輪舵角センサ１５と同様に、後輪６の
舵角変位及び連結部１７の摺動変位を検出可能な従来よ
り公知のもので構成できる。
リングシャフトの回転角を検出可能なものや前輪４の舵
角変位を検出可能なものなどの従来より公知のもので構
成できる。また、上記後輪舵角センサ１６及び上記連結
角センサ１８も前輪舵角センサ１５と同様に、後輪６の
舵角変位及び連結部１７の摺動変位を検出可能な従来よ
り公知のもので構成できる。
【００２６】次に上記後輪操舵制御方法（式３及び式
４）を用いた上記実施形態のトラクタ１の四輪操舵装置
１０の作用について図２から図７を参照して説明する。
上記トラクタ１などの牽引車両がトレーラ２などの被牽
引車を牽引した状態において、例えば左折しながら後進
する場合は、まずドライバが左方向にステアリングホイ
ール１１（図２に示す）を回すことによって、図３に示
すように前輪４が図示中の矢印Ｓ３方向に転舵される。
また、上記前輪舵角センサ１５（図２に示す）が前輪４
の舵角δｆを検出し、その検出信号が上記コントロール
ユニット１４（図２に示す）へ出力される。
４）を用いた上記実施形態のトラクタ１の四輪操舵装置
１０の作用について図２から図７を参照して説明する。
上記トラクタ１などの牽引車両がトレーラ２などの被牽
引車を牽引した状態において、例えば左折しながら後進
する場合は、まずドライバが左方向にステアリングホイ
ール１１（図２に示す）を回すことによって、図３に示
すように前輪４が図示中の矢印Ｓ３方向に転舵される。
また、上記前輪舵角センサ１５（図２に示す）が前輪４
の舵角δｆを検出し、その検出信号が上記コントロール
ユニット１４（図２に示す）へ出力される。
【００２７】また、上記コントロールユニット１４が式
４を用いて後輪６の舵角δｒを算出する場合には、トラ
クタ１とトレーラ２との間の連結部１７に設けられた連
結角センサ１８（図２に示す）によって検出される連結
角ψも同時に上記コントロールユニット１４に入力され
る。
４を用いて後輪６の舵角δｒを算出する場合には、トラ
クタ１とトレーラ２との間の連結部１７に設けられた連
結角センサ１８（図２に示す）によって検出される連結
角ψも同時に上記コントロールユニット１４に入力され
る。
【００２８】そしてコントロールユニット１４は、式３
または式４を用いて、入力された前輪４の舵角δｆ及び
連結角ψ（式４の場合のみ）に基づいて後輪６の舵角δ
ｒを算出する。この後輪６の舵角δｒは後輪操舵機構１
３（図２に示す）に出力される。この後輪操舵機構１３
は図３に示すように、後輪６を上記舵角δｒに操舵す
る。
または式４を用いて、入力された前輪４の舵角δｆ及び
連結角ψ（式４の場合のみ）に基づいて後輪６の舵角δ
ｒを算出する。この後輪６の舵角δｒは後輪操舵機構１
３（図２に示す）に出力される。この後輪操舵機構１３
は図３に示すように、後輪６を上記舵角δｒに操舵す
る。
【００２９】このような式３または式４を用いて前輪４
の舵角δｆ及び連結角ψ（式４の場合のみ）に基づいて
算出された舵角δｒによって後輪６は断続的に制御され
るので、前輪４の舵角δｆが後進旋回中に変化しても、
図３に示すように常に旋回中心Ｐがトレーラ２の車軸３
の延長線上に形成される。
の舵角δｆ及び連結角ψ（式４の場合のみ）に基づいて
算出された舵角δｒによって後輪６は断続的に制御され
るので、前輪４の舵角δｆが後進旋回中に変化しても、
図３に示すように常に旋回中心Ｐがトレーラ２の車軸３
の延長線上に形成される。
【００３０】その結果、図４に示すようにトラクタ１の
中心線Ｏ１とトレーラ２の中心線Ｏ２とのなす角（連結
角ψ）が０度となったまま、すなわちトラクタ１とトレ
ーラ２とが略一直線となった状態を保ったまま矢印Ｂ１
方向に後進左折する。
中心線Ｏ１とトレーラ２の中心線Ｏ２とのなす角（連結
角ψ）が０度となったまま、すなわちトラクタ１とトレ
ーラ２とが略一直線となった状態を保ったまま矢印Ｂ１
方向に後進左折する。
【００３１】このように後進旋回において、式３または
式４を用いてドライバが入力した前輪４の舵角δｆ及び
連結角ψ（式４の場合のみ）に基づいて算出された舵角
δｒに後輪６を操舵すると、旋回中心Ｐがトレーラ２の
車軸３のおおむね延長線上に形成されるので、トラクタ
１とトレーラ２とが常に略一直線の状態を保つこととな
る。
式４を用いてドライバが入力した前輪４の舵角δｆ及び
連結角ψ（式４の場合のみ）に基づいて算出された舵角
δｒに後輪６を操舵すると、旋回中心Ｐがトレーラ２の
車軸３のおおむね延長線上に形成されるので、トラクタ
１とトレーラ２とが常に略一直線の状態を保つこととな
る。
【００３２】さらに、式４を用いて前輪４の舵角δｆ及
び連結角ψに基づいて算出された舵角δｒに後輪６を操
舵する場合には、外乱が作用した場合や後進直進する場
合においても、以下に示すようにトラクタ１とトレーラ
２とが常に略一直線の状態を保つこととなる。
び連結角ψに基づいて算出された舵角δｒに後輪６を操
舵する場合には、外乱が作用した場合や後進直進する場
合においても、以下に示すようにトラクタ１とトレーラ
２とが常に略一直線の状態を保つこととなる。
【００３３】例えば、図５に示すように上記トラクタ１
がトレーラ２を牽引したまま矢印Ｂ２に沿って後進直進
している間に外乱などが作用すると、上記トラクタ１の
中心線Ｏ１とトレーラ２の中心線Ｏ２との間に矢印Ｔ１
方向の連結角ψが生じる。
がトレーラ２を牽引したまま矢印Ｂ２に沿って後進直進
している間に外乱などが作用すると、上記トラクタ１の
中心線Ｏ１とトレーラ２の中心線Ｏ２との間に矢印Ｔ１
方向の連結角ψが生じる。
【００３４】すると、トラクタ１とトレーラ２との連結
部１７に設けられた連結角センサ１８（図２に示す）
が、上記連結角ψを検出してコントロールユニット１４
へ出力する。
部１７に設けられた連結角センサ１８（図２に示す）
が、上記連結角ψを検出してコントロールユニット１４
へ出力する。
【００３５】上記コントロールユニット１４は図示例の
ように前輪４の舵角δｆが０度（前輪４が車両正面方向
に指向している状態）の場合においても、図６に示すよ
うに上記連結角ψを打ち消すために上記矢印Ｔ１方向と
同方向の矢印Ｓ４方向でかつ式４を用いて上記連結角ψ
に基づいて算出された舵角δｒに後輪６を操舵する。そ
の結果、図７に示すように矢印Ｂ２方向のトラクタ１及
びトレーラ２の後進によって上記連結角ψが減少すると
ともに、後輪６の舵角δｒも減少するので、トラクタ１
とトレーラ２とが略一直線となる。
ように前輪４の舵角δｆが０度（前輪４が車両正面方向
に指向している状態）の場合においても、図６に示すよ
うに上記連結角ψを打ち消すために上記矢印Ｔ１方向と
同方向の矢印Ｓ４方向でかつ式４を用いて上記連結角ψ
に基づいて算出された舵角δｒに後輪６を操舵する。そ
の結果、図７に示すように矢印Ｂ２方向のトラクタ１及
びトレーラ２の後進によって上記連結角ψが減少すると
ともに、後輪６の舵角δｒも減少するので、トラクタ１
とトレーラ２とが略一直線となる。
【００３６】このような式４を用いて前輪４の舵角δｆ
及び連結角ψに基づいて算出された舵角δｒによって後
輪６が操舵制御されるので、前輪の舵角δｆ及び連結角
ψが変化しても、常に上記トラクタ１の中心線Ｏ１とト
レーラ２の中心線Ｏ２とが略一直線となって、すなわち
トラクタ１とトレーラ２とが略一直線の状態を保ちつつ
後進直進することとなる。
及び連結角ψに基づいて算出された舵角δｒによって後
輪６が操舵制御されるので、前輪の舵角δｆ及び連結角
ψが変化しても、常に上記トラクタ１の中心線Ｏ１とト
レーラ２の中心線Ｏ２とが略一直線となって、すなわち
トラクタ１とトレーラ２とが略一直線の状態を保ちつつ
後進直進することとなる。
【００３７】このように式４を用いて前輪４の舵角δｆ
及び連結角ψに基づいて算出された舵角δｒに後輪６を
操舵すると、後進直進において外乱などが作用した場合
でも、補正項ｋψによって上記連結角ψを打ち消す方向
に後輪６を操舵することとなるため、後進時にトラクタ
１とトレーラ２とが常に略一直線の状態を保つこととな
る。
及び連結角ψに基づいて算出された舵角δｒに後輪６を
操舵すると、後進直進において外乱などが作用した場合
でも、補正項ｋψによって上記連結角ψを打ち消す方向
に後輪６を操舵することとなるため、後進時にトラクタ
１とトレーラ２とが常に略一直線の状態を保つこととな
る。
【００３８】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、マニュアルスィッチ等を設けて、後輪６
が操舵制御される状態と後輪６が操舵されない状態とを
選択できるようにしても良い。
ものではなく、マニュアルスィッチ等を設けて、後輪６
が操舵制御される状態と後輪６が操舵されない状態とを
選択できるようにしても良い。
【００３９】
【発明の効果】請求項１記載の発明によると、後進しな
がら旋回する際に、上記牽引車両と被牽引車とが略一直
線となった状態を保つこととなる。そのため単一の車両
と同様に運転で、牽引車両の運転に不慣れなドライバで
も牽引車両に特有の操作をせずにかつ容易に所望の位置
及び方向に後進旋回できるようになる。
がら旋回する際に、上記牽引車両と被牽引車とが略一直
線となった状態を保つこととなる。そのため単一の車両
と同様に運転で、牽引車両の運転に不慣れなドライバで
も牽引車両に特有の操作をせずにかつ容易に所望の位置
及び方向に後進旋回できるようになる。
【００４０】請求項２記載の発明によると、後進しなが
ら旋回する際に旋回中心が被牽引車の車軸の延長線上と
なり、かつ外乱などによって上記牽引車両と被牽引車と
の間に連結角が生じても補正項ｋψが上記連結角を打ち
消す方向にフィードバック制御することとなるため、上
記牽引車両と被牽引車とが略一直線となった状態を保つ
こととなる。さらに、後進直進する場合においても上記
定数ｋが上記連結角を打ち消す方向にフィードバック制
御することとなるため、後進時はドライバが牽引車両に
特有の操作をしなくても常に上記牽引車両と被牽引車と
が略一直線となった状態を保つこととなる。そのため、
牽引車両の運転に不慣れなドライバでもさらに容易に所
望の位置及び方向に後進できるようになる。
ら旋回する際に旋回中心が被牽引車の車軸の延長線上と
なり、かつ外乱などによって上記牽引車両と被牽引車と
の間に連結角が生じても補正項ｋψが上記連結角を打ち
消す方向にフィードバック制御することとなるため、上
記牽引車両と被牽引車とが略一直線となった状態を保つ
こととなる。さらに、後進直進する場合においても上記
定数ｋが上記連結角を打ち消す方向にフィードバック制
御することとなるため、後進時はドライバが牽引車両に
特有の操作をしなくても常に上記牽引車両と被牽引車と
が略一直線となった状態を保つこととなる。そのため、
牽引車両の運転に不慣れなドライバでもさらに容易に所
望の位置及び方向に後進できるようになる。
【００４１】また、副次的な効果として、補正項ｋψが
上記連結角を打ち消す方向にフィードバック制御するた
め、被牽引車を変更することによって牽引車両の前輪の
車軸と被牽引車の車軸との車軸間距離Ｌ１及び上記牽引
車両の後輪の車軸と上記被牽引車の車軸との車軸間距離
Ｌ２が多少変化しても、上記牽引車両と被牽引車とを略
一直線に保つこととなる。そのため牽引車両の運転に不
慣れなドライバでも容易に所望の位置及び方向に後進で
きるようになる。
上記連結角を打ち消す方向にフィードバック制御するた
め、被牽引車を変更することによって牽引車両の前輪の
車軸と被牽引車の車軸との車軸間距離Ｌ１及び上記牽引
車両の後輪の車軸と上記被牽引車の車軸との車軸間距離
Ｌ２が多少変化しても、上記牽引車両と被牽引車とを略
一直線に保つこととなる。そのため牽引車両の運転に不
慣れなドライバでも容易に所望の位置及び方向に後進で
きるようになる。
【図１】本発明の制御方法を示す連結中の牽引車両と被
牽引車との模式図。
牽引車との模式図。
【図２】本発明の一実施形態を示す牽引車両の四輪操舵
機構を示す模式図。
機構を示す模式図。
【図３】図２に示された四輪操舵機構の前輪の操舵状態
に応じた後輪の操舵状態を示す模式図。
に応じた後輪の操舵状態を示す模式図。
【図４】図２に示されたトラクタなどの後進旋回状態を
示す模式図。
示す模式図。
【図５】図２に示されたトラクタなどの後進直進時の連
結角発生状態を示す模式図。
結角発生状態を示す模式図。
【図６】図２に示された四輪操舵機構の後進直進時の連
結角に応じた後輪の操舵状態を示す模式図。
結角に応じた後輪の操舵状態を示す模式図。
【図７】図２に示されたトラクタなどの後進直進時の連
結角の減少状態を示す模式図。
結角の減少状態を示す模式図。
【図８】従来の牽引車両による後進左折時の前輪の操舵
状態を示す模式図。
状態を示す模式図。
【図９】従来の牽引車両による後進左折時の前輪の切返
し操舵状態を示す模式図。
し操舵状態を示す模式図。
【図１０】従来の牽引車両による後進左折終了状態を示
す模式図。
す模式図。
【図１１】従来の牽引車両による後進直進状態を示す模
式図。
式図。
１…牽引車両（トラクタ） ２…被牽引車（トレーラ） ３…被牽引車の車軸 ４…前輪 ５…前輪の車軸 ６…後輪 ７…後輪の車軸 δｆ…前輪の舵角 δｒ…後輪の舵角 Ｌ１…前輪の車軸と被牽引車の車軸との車軸間距離 Ｌ２…後輪の車軸と被牽引車の車軸との車軸間距離 ｋ…定数 ψ…連結角
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B62D 7/14 B62D 6/00 B62D 12/02 B62D 13/00
Claims (4)
- 【請求項１】前輪及び後輪が操舵可能な牽引車両の後輪
操舵制御方法において、 前輪の舵角をδｆ、上記牽引車両の前輪の車軸と被牽引
車の車軸との車軸間距離をＬ１、上記牽引車両の後輪の
車軸と上記被牽引車の車軸との車軸間距離をＬ２とした
場合に、 上記牽引車両が後進旋回する際に、上記後輪の舵角δｒ
が δｒ＝ｔａｎ−１｛(Ｌ２／Ｌ１)×ｔａｎδｆ｝ となるように上記後輪の舵角を前輪と同相制御すること
を特徴とする牽引車両の後輪操舵制御方法。 - 【請求項２】前輪及び後輪が操舵可能な牽引車両の後輪
操舵制御方法において、 前輪の舵角をδｆ、上記牽引車両の前輪の車軸と被牽引
車の車軸との車軸間距離をＬ１、上記牽引車両の後輪の
車軸と上記被牽引車の車軸との車軸間距離をＬ２、上記
牽引車両と上記被牽引車との連結角をψ、ｋを定数とし
た場合に、 上記牽引車両が後進する際に、上記後輪の舵角δｒが δｒ＝ｔａｎ−１｛(Ｌ２／Ｌ１)×ｔａｎδｆ｝＋ｋψ となるように上記後輪の舵角を制御することを特徴とす
る牽引車両の後輪操舵制御方法。 - 【請求項３】前輪操作機構と後輪操舵機構とを有する四
輪操舵機構において、 前輪の舵角をδｆ、上記牽引車両の前輪の車軸と被牽引
車の車軸との車軸間距離をＬ１、上記牽引車両の後輪の
車軸と上記被牽引車の車軸との車軸間距離をＬ２とした
場合に、 上記牽引車両が後進旋回する際に、上記後輪の舵角δｒ
が δｒ＝ｔａｎ −１ ｛(Ｌ２／Ｌ１)×ｔａｎδｆ｝ となるように上記後輪操舵機構によって上記後輪の舵角
を前輪と同相制御するコントロールユニットを具備した
ことを特徴とする牽引車両の四輪操舵機構。 - 【請求項４】前記牽引車両と被牽引車との連結角ψを検
出して前記コントロールユニットに出力する連結角セン
サを備えていることを特徴とする請求項３記載の牽引車
両の四輪操舵機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27945796A JP3334513B2 (ja) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | 牽引車両の後輪操舵制御方法および四輪操舵機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27945796A JP3334513B2 (ja) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | 牽引車両の後輪操舵制御方法および四輪操舵機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10119808A JPH10119808A (ja) | 1998-05-12 |
| JP3334513B2 true JP3334513B2 (ja) | 2002-10-15 |
Family
ID=17611343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27945796A Expired - Fee Related JP3334513B2 (ja) | 1996-10-22 | 1996-10-22 | 牽引車両の後輪操舵制御方法および四輪操舵機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3334513B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4754088B2 (ja) * | 2001-05-01 | 2011-08-24 | 本田技研工業株式会社 | 前後輪操舵自動車 |
| JP6109616B2 (ja) * | 2013-03-25 | 2017-04-05 | 株式会社日立産機システム | 自動搬送車 |
| CN106347457A (zh) * | 2016-10-19 | 2017-01-25 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种列车轨迹跟随控制方法、系统及列车 |
| CN107554646B (zh) * | 2017-09-29 | 2024-06-18 | 苏州罗伯特木牛流马物流技术有限公司 | 可双向移动的挂车及双向运动挂车搬运系统 |
| JP7106369B2 (ja) * | 2018-06-26 | 2022-07-26 | 日立Astemo株式会社 | 車両制御装置、および、特性推定方法 |
| JP7042182B2 (ja) * | 2018-07-20 | 2022-03-25 | 日立Astemo株式会社 | 車両制御装置、車両制御方法、及び車両制御システム |
| CN110842922B (zh) * | 2019-11-19 | 2021-06-25 | 济南大学 | 一种非标准连接拖挂式移动机器人方向角控制方法及系统 |
| JP7151925B1 (ja) * | 2022-04-28 | 2022-10-12 | 株式会社椿本チエイン | 無人搬送車の制御方法、制御装置、及びコンピュータプログラム |
-
1996
- 1996-10-22 JP JP27945796A patent/JP3334513B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10119808A (ja) | 1998-05-12 |
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|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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