JP3653173B2 - カプラ支持装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、カプラ支持装置に関し、特にセミトラクタ車とセミトレーラ車との連結走行時のリフト、ローリング、ジャックフナイフ等の抑制技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
図11にセミトラクタ車1とセミトレーラ車2とがカプラ3で連結されている状態を示す。カプラ3は、支持台3aがセミトラクタ車1のフレーム1aの上面にボルトで締結され、フレーム上を前後、左右に移動することはない。このような連結構造にあって、定積載の状態ではセミトラクタ車1の重量に対し通常2倍以上の重量があるセミトレーラ車2を牽引走行すると、発進時にセミトラクタ車1の前部がいわゆるリフトをしたり、走行時の急ハンドルで過大なローリングを起こしたり、また制動時、特に旋回走行の制動時にジャックナイフ現象を起こす等の課題がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような従来のカプラ支持装置におけるリフト、ローリング及びジャックナイフ現象を抑制して、走行安定性を保持し、操縦性を保持するカプラ支持装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項1に係る発明は、セミトレーラ車をカプラで連結して牽引するセミトラクタ車のカプラ支持装置において、前記カプラの支持台に左右方向に移動自由な第1の支持体を付設し、その第1の支持体を走行状態に応じて旋回中心側に移動させるカプラ位置移動制御装置を設け、前記第1の支持体を軸支する第2の支持体を設け、該第2の支持体がばねと振動減衰装置で構成される衝撃緩和手段を介して前後方向移動可能に車体に装着されたことを特徴とする。
【0005】
上記のように、走行状態によってカプラ位置移動制御装置により走行安定する側にカプラを移動して、ローリングの抑制、旋回制動でのジャックナイフを予防する。また、カプラ支持装置をばねと振動減衰装置で前後方向に支持したので急発進時にセミトラクタ車に衝撃的にかかる牽引反力が緩和されてリフトを抑制しスムーズな発進ができ、急制動時にセミトレーラ車にかかる背後力が緩和され安定な制動が行われる。
【0006】
請求項2に係る発明は、前記カプラ位置移動制御装置は、前記セミトラクタ車の車速を検出する車速センサ、操舵角を検出する操舵角センサ及びロール角を検出するロール角センサにより構成される走行状態検出手段と、該走行状態検出手段からの信号を解析して前記セミトラクタ車のロール角を制御させる制御手段と、該制御手段からの指示によって前記第1の支持体を移動させる1対の流体式アクチュエータと、該流体式アクチュエータに流体を供給する流体供給手段と、を含んで構成されたことを特徴とする。
【0007】
上記のように、走行状態検出手段を3種のセンサで構成し、制御手段で走行状態を的確に判断し、流体式アクチュエータを流体供給手段で作動させるようにして、走行中に迅速に精度よく車両姿勢を回復させる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図1〜3において、カプラ3に機構の図示はないがピッチ方向に揺動自由に支持する支持台3aが取り付けられ、その支持台3aに第1の支持体23が取り付けられている。
【0009】
第1の支持体23は、支持台3aを左右両側で固定し、第1の支持体23の前後に設けられた前、後部摺動軸23a、23bを介して第2の支持体24に取り付けられている。その第1の支持体23は、車両走行状態に応じてカプラ位置を移動させるエア(流体)式アクチュエータ11を含むカプラ位置移動制御装置3Aによって固定されている。
【0010】
第2の支持体24は、上部で前記第1の支持体23を軸支するとともに、下部で左右両側に振動減衰装置であるシリンダ25が固定されている。
左右のシリンダ25のそれぞれの前部に、コイルばね26の一端が取り付けられている。また、シリンダ25に内蔵されたロッド25aの先端部とコイルばね26の他端部はブラケット27を介してクロスメンバ1bに固定されている。
【0011】
また、シリンダ25の後部は、クロスメンバ1cによって前後方向に摺動自由に支持されている。
シリンダ25は油が封入されて振動減衰機能を有し、コイルばね26とともにカプラ3にかかる衝撃力を緩和する衝撃緩和手段3Bを構成している。
かかる構成の作用について最初にカプラの左右移動について説明する。
【0012】
セミトラクタ車、セミトレーラ車(以下それぞれをトラクタ、トレーラと略記する。)が連結して走行し、車線変更する場合や交差点で右、左折する場合、の旋回走行時及び旋回走行の制動の際には、車両は遠心力でローリングする。
このような、トラクタのロール角が走行状態から判断して危険な場合には、カプラ位置移動制御装置3Aのアクチュエータ11によってカプラ位置をロール角の低減側即ち、旋回中心側に移動させ、遠心力の低減、トラクタの重心位置の移動によってロール角の低減をさせローリングを修復させる。
【0013】
次に、急発進時には、図1、2における前方Fに向かって発進する場合について説明する。
トラクタ1の牽引力はクロスメンバ1b及び、ブラケット27を介してコイルばね26及びロッド25aに伝達される。
コイルばね26はシリンダ25を直接に、ロッド25aは油の粘性を介してシリンダ25を内部から牽引する。
【0014】
シリンダ25への牽引力は、第2の支持体24、第1の支持体23を介してカプラ3に伝達される。カプラ3に伝達された牽引力は、トレーラを牽引する。 上記の牽引力の伝達経路において、発進加速ではトレーラの重量は慣性力を持つ大きな抵抗力となり従来のカプラ支持方法ではトラクタ1に衝撃的な負荷を与え、リフトを起こす。
【0015】
しかし、本構成によって発進加速力は、主としてばね26とトレーラの重量とによって構成されるばねー質量系により、力の伝達が徐々に行われて衝撃力は低減される。この際には、ばね26は伸びてカプラ3は後方に移動する。
このように、発進加速による衝撃力は緩和されてコイルばね26の伸びとなり、つぎにコイルばね26が縮んでゆり戻しになる。このゆり戻しをシリンダ25の粘性で低減して緩和し、コイルばね26の伸縮繰り返しを抑制する。従って、トラクタ1への前後衝撃、いわゆる突っつき繰り返しが防止できる。
【0016】
また、制動時に、トレーラの制動がトラクタ1にたいして効き遅れる場合には、カプラ3からトラクタ1の背後から突圧するが、コイルばね26を圧縮して衝撃力を緩和する。
次に、カプラ位置移動制御装置の構成例を説明する。
図4において、車速を検出する車速センサ5と、操舵角を検出する操舵角センサ6と、トラクタ1の前、後部に取り付けられてそれぞれのロール角を検出する前、後部ロール角センサ7、8と、からなる走行状態検出手段3Cと、この走行状態検出手段3Cからの信号を受信し解析してトラクタ1のロール角を制御するコンピュータを含んだ制御手段としてのコントローラ10と、コントローラ10からの指示によって第1の支持体23とともにカプラ3を移動させる1対のアクチュエータ11、12と、アクチュエータ11、12にエアを供給するエア供給手段3Dと、がトラクタ1に設けられた状態を系統図として示している。
【0017】
符号11a、12aは、それぞれアクチュエータ11、12に内蔵されたロッドを示している(図1、4参照)。
アクチュエータ11、12に、エア供給手段3Dとしてのエアタンク13及び電磁弁14、15、がエアチューブで接続されている。
電磁弁14、15は、コントローラ10によって弁の開閉が制御されるよう接続されている。
【0018】
また、カプラ支持台3aの位置を検出するカプラ位置センサ9がクロスメンバ1cに取り付けられている。
次に作用を図5〜7に示すフローチャートによって説明する。
ステップ1(S1と略記する。以下、他も同様に記す。)においては、車速センサ5からコントローラ10に車速Vを送信し入力させる。コントローラ10で、この車速での限界ロール角Rvを予め入力された限界ロール角ー車速曲線を示す図8から算出する。
【0019】
S2においては、操舵角センサ6からコントローラ10に操舵角Kを送信し入力させる。コントローラ10で、この操舵角での限界ロール角Rkを予め入力された限界ロール角ー操舵角曲線を示す図9から算出する。
S3においては、図6に示すフローチャートのS31〜S34でロール角の時間変化からトラクタ1の最終ロール角を推定する。図6のフローチャートにおいて、S31においては、前部のロール角センサ7と、後部のロール角センサ8からトラクタ1のロール角をコントローラ10に送信し入力させる。
【0020】
S32においては、ロール角の時間変化からロール角速度を計算してローリングの状態を算出する。
S33においては、S32の時間変化からロール角加速度を算出する。 S34においては、前記32、33のロール角速度及びロール角加速度から現走行状態での最終の推定ロール角を算出する。次に図5のS4に進む。 S4においては、S34で算出した推定ロール角がS1の限界ロール角Rvまたは、S2の限界ロール角Rkより大、即ち、危険状態に進むか否かを判定する。そして、推定ロール角が限界ロール角Rv、Rkのどちらかより大の危険側では対策のS5に進む。推定ロール角が安全側であれば、S7に進む。
【0021】
S7においては、電磁弁14、15を作用させず、即ち、弁閉の状態のままでカプラ移動させずにS1に戻る。
S5においては、電磁弁14または、15を開放してカプラ3をロール角低減側に移動させる。即ち、トラクタ1の傾きであるロール角側から逆側に、例えば図4において左旋回でロールが右傾斜であれば、カプラ3を左側に移動させ遠心力を低減させる。この遠心力の低減と、トラクタの重心位置の移動によってロール角は低減する。
【0022】
このために電磁弁14、15でアクチュエータ11、12の片方のエアを抜いてロッド11a、12aを作動させて、カプラ支持台3aを第1の支持体23とともに移動させる。このカプラ支持台3aの移動寸法は、前後ロール角から算出されるカプラ位置のロール角Rに対するカプラ移動量Lを予め決定してある補正量の図10から算出して決める。カプラ位置はカプラ位置センサ9で検出される。次にS6に進む。
【0023】
S6においては、図7に示すフローチャートのS61〜S69でカプラ3の位置を最適制御する。即ち、図7のフローチャートにおいて、S61においては、S5における電磁弁14、15の操作によるカプラ3の移動によって変化するロール角を前部のロール角センサ7と、後部のロール角センサ8から検出し、コントローラ10に送信する。
【0024】
S62においては、ロール角の時間変化からロール角速度を計算してロールの状態を算出する。
S63においては、S62の時間変化からロール角加速度を算出する。 S64においては、ロール角加速度が正か負かを判定する。ロール角が正即ち、ロール角速度が進んでいればS5に戻ってさらにカプラ3の位置を左側に移動を続ける。ロール角加速度が負であれば、ロール角速度が低減方向でありS65に進む。
【0025】
S65においては、上記までのカプラ3移動方向とは逆方向にカプラ3を移動させるよう電磁弁11、12を操作する。
S66においては、カプラ位置センサ9からの信号をコントローラ10で受信する。
S67においては、カプラ位置がトラクタ1の左右方向の中心にあるかを判定する。まだ中心位置に戻っていなければ電磁弁14、15は、これまで通りをつづける。そしてS1に戻る。
【0026】
カプラ位置がトラクタ1の左右方向中心にあれば、開放側の電磁弁は閉じられ、アクチュエータ11、12は左右からカプラ3を中心位置に押圧し固定する。
以上のようにして、操舵時のロール角を低減させるようにカプラ位置を移動させて、つねに走行安定を図る。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明によれば、カプラに左右方向に移動自由な第1の支持体を付設し、走行状態に応じてカプラ位置移動手段でカプラを走行安定側に移動させるので、ローリングの抑制、修復をして走行安定及び、旋回制動でのジャックナイフが予防できる。
【0028】
また、カプラ支持装置を、ばねと振動減衰装置で構成される衝撃緩和手段で支持したので、急発進時、急減速時にトラクタにかかる衝撃力が緩和されてリフトや背後力による突っつきのないスムーズな発進加速、制動を行うことができる。請求項2の発明によれば、カプラ位置移動手段を、車速センサと操舵角センサとロール角センサとで構成される走行状態検出手段で検出し、その状態をコントローラで判断、制御し、エア供給手段でアクチュエータを作動させてカプラ位置を移動させ、その結果のロール角を確認するようしたので、走行中のロール角回復が精度良くできて走行安定、操縦性向上及び旋回制動でのジャックナイフが予防できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のカプラ支持装置の構成を示す上面図
【図2】 同上の側面図
【図3】 図1の後面図
【図4】 図1のカプラ位置移動手段の作動系統を示す図
【図5】 同上の作動を示すフローチャート
【図6】 同フローチャート
【図7】 同フローチャート
【図8】 車速と限界ロール角の関係を示す図
【図9】 操舵角と限界ロール角の関係を示す図
【図10】 ロール角とカプラ移動寸法の関係を示す図
【図11】 カプラがトラクタとトレーラを連結している状態を示す図
【符号の説明】
3A カプラ位置移動制御装置
3B 衝撃緩和手段
3C 走行状態検出手段
3D エア供給手段
1 トラクタ
1a フレーム
1b、1c クロスメンバ
2 トレーラ
3 カプラ
3a 支持台
5 車速センサ
6 操舵角センサ
7、8 ロール角センサ
9 カプラ位置センサ
10 コントローラ
11、12 アクチュエータ
11a、12a ロッド
13 エアタンク
14、15 電磁弁
Claims (2)
- セミトレーラ車をカプラで連結して牽引するセミトラクタ車のカプラ支持装置において、
前記カプラの支持台に左右方向に移動自由な第1の支持体を付設し、その第1の支持体を走行状態に応じて旋回中心側に移動させるカプラ位置移動制御装置を設け、前記第1の支持体を軸支する第2の支持体を設け、該第2の支持体がばねと振動減衰装置で構成される衝撃緩和手段を介して前後方向移動可能に車体に装着されたことを特徴とするカプラ支持装置。 - 前記カプラ位置移動制御装置は、前記セミトラクタ車の車速を検出する車速センサ、操舵角を検出する操舵角センサ及びロール角を検出するロール角センサにより構成される走行状態検出手段と、該走行状態検出手段からの信号を解析して前記セミトラクタ車のロール角を制御する制御手段と、該制御手段からの指示によって前記第1の支持体を移動させる1対の流体式アクチュエータと、該流体式アクチュエータに流体を供給する流体供給手段と、を含んで構成されたことを特徴とする請求項1記載のカプラ支持装置。
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