JP4169082B1 - Vehicle rollover prevention device - Google Patents

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Abstract

【課題】トラクタとトレーラから成る車両の横転防止装置において、トラクタヘッド側でトレーラのロール角検出が正確に行えるようにする。
【解決手段】トラクタの後部ロール角(RHr)を検出し、トラクタ及びトレーラの連結総重量(Wtortal)を推定し、トラクタ及びトレーラを連結するカプラーが受ける荷重(Wfifth)を推定し、そしてトラクタの前軸及び後軸のサスペンションのロール剛性(KHf,KHr)を演算する。このようにして求めたトラクタ後部ロール角(RHr)と連結総重量(Wtortal)と荷重(Wfifth)と両サスペンションのロール剛性(KHf,KHr)と別途与えられるトレーラの所定のねじり剛性(KTtorsion)とに基づき、トレーラのロール角を推定して出力(ROUT)する。トラクタの横加速度(Gy)を加えてトレーラロール角を推定することもできる。
【選択図】図5
In a vehicle rollover prevention device comprising a tractor and a trailer, the roll angle of the trailer can be accurately detected on the tractor head side.
Detecting the rear roll angle (RHr) of the tractor, estimating the total weight of the tractor and trailer (W tortal ), estimating the load (W fifth ) applied to the coupler connecting the tractor and trailer, and The roll stiffness (KHf, KHr) of the tractor front and rear axle suspensions is calculated. The tractor rear roll angle (RHr), total connection weight (W tortal ), load (W fifth ), roll stiffness of both suspensions (KHf, KHr), and predetermined torsional stiffness (KTtorsion) separately given ) And the trailer roll angle is estimated and output (R OUT ). The trailer roll angle can also be estimated by adding the lateral acceleration (Gy) of the tractor.
[Selection] Figure 5

Description

本発明は、車両の横転防止装置に関し、特にロール方向への自由度を持たない連結器(カプラー)で連結されたトラクタ・トレーラ連結車両で、トレーラのロール角を元に横転危険性を判定する装置に関するものである。   The present invention relates to a vehicle rollover prevention device, and more particularly to a tractor / trailer coupled vehicle connected by a coupler having no degree of freedom in the roll direction, and the risk of rollover is determined based on the trailer roll angle. It relates to the device.

自動車(車両)は、旋回時、遠心力によって、外側へ傾く挙動が生じることは良く知られている。このため、自動車は、急旋回操作が行われ、外側へ傾かせようとする力が接地力を越えると、旋回内側の車輪が路面から浮き上がり横転を起こす。   It is well known that automobiles (vehicles) behave outwardly when turning due to centrifugal force. For this reason, when the vehicle is suddenly turned and the force to tilt outward exceeds the ground contact force, the wheel inside the turn rises from the road surface and rolls over.

そこで、車両のロール角を検出して横転防止に備えることが行われている。ここで、車両のロール角の検出方法としては、(1)左右のサスペンションストロークの差から車両のロール角を算出する方法(例えば、特許文献1参照。)、(2)路面に対する車体の傾きを直接検出する対地変位計を採用してこの対地変位計の検出出力から車体のロール角を算出する方法(例えば、特許文献2参照。)、(3)車体の傾きを検出するロール角センサ(傾斜計)を用いて、このロール角センサの検出出力から車両の実際のロール角を検出する方法(例えば、特許文献3参照。)、或いは、(4)車速とヨーレートから演算される推定加速度と車体に取り付けられたセンサから得られた実際の横加速度とを用いてロール角を推定する方法(例えば、特許文献4参照。)など、様々な方法が提案されている。
特開昭60-252011号公報 特開平6-297985号公報 実開平3-110903号公報 特開平11-258260号公報
Therefore, it is performed to detect the roll angle of the vehicle and prepare for rollover prevention. Here, as a method of detecting the roll angle of the vehicle, (1) a method of calculating the roll angle of the vehicle from the difference between the left and right suspension strokes (for example, refer to Patent Document 1), and (2) the inclination of the vehicle body with respect to the road surface. A method for calculating the roll angle of the vehicle body from the detection output of the ground displacement meter using a directly detected ground displacement meter (see, for example, Patent Document 2), (3) A roll angle sensor for detecting the vehicle body inclination (tilt (See, for example, Patent Document 3) or (4) estimated acceleration calculated from vehicle speed and yaw rate and vehicle body Various methods have been proposed, such as a method of estimating a roll angle using an actual lateral acceleration obtained from a sensor attached to (see, for example, Patent Document 4).
Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-252011 JP-A-6-297985 Japanese Utility Model Publication No. 3-110903 Japanese Patent Laid-Open No. 11-258260

ところで、前述したロール角を検出する手段は、いずれもロール角を検出する対象の車体にセンサを取り付けることを前提としているが、トラクタとトレーラが連結された車両では、その時々に応じてトラクタはトレーラと切り離され、別のトレーラと連結されるため、トラクタ側でトレーラのロール角を検出する場合、ロール角の検出に必要なセンサがトレーラに装着されていることを必ずしも前提として考えることができない。   By the way, all of the means for detecting the roll angle described above are based on the premise that a sensor is attached to the vehicle body that is to detect the roll angle. However, in a vehicle in which a tractor and a trailer are connected, the tractor is changed depending on the time. Because it is separated from the trailer and connected to another trailer, when detecting the roll angle of the trailer on the tractor side, it is not always possible to assume that the sensor necessary for detecting the roll angle is mounted on the trailer. .

そこで、トラクタヘッドとトレーラとの連結部にロール方向に自由度の無い連結器(カプラー)を用いている場合は、トラクタのロール角でトレーラのロール角の代用とすることが考えられるが、トレーラの積荷の前後位置の違いによっては代用できない場合がある。   Therefore, when a coupler (coupler) having no flexibility in the roll direction is used at the coupling portion between the tractor head and the trailer, it is conceivable to substitute the trailer roll angle with the roll angle of the tractor. Depending on the difference in the position of the front and rear of the cargo, it may not be possible to substitute.

図15(1)及び(2)に、それぞれ、積荷の位置を前後に変えたときのトラクタの後部ロール角特性A、及びトレーラの後部ロール角特性Bを示す。同図(1)に示すように積荷の位置が前積の場合は、トラクタのロール角とトレーラのロール角がほぼ同じ値であるが、同図(2)に示すように積荷の位置が後積の場合は、トラクタのロール角がトレーラのロール角より小さな値にしかならず、トレーラのロール角の代用としてトラクタのロール角を利用することができない。   FIGS. 15 (1) and (2) show the rear roll angle characteristic A of the tractor and the rear roll angle characteristic B of the trailer when the position of the load is changed back and forth, respectively. As shown in Fig. 1 (1), when the load position is the front load, the roll angle of the tractor and trailer roll angle are almost the same value, but as shown in Fig. 2 (2), the load position is In the case of a product, the roll angle of the tractor is only smaller than the roll angle of the trailer, and the roll angle of the tractor cannot be used as a substitute for the roll angle of the trailer.

例えば積荷が後積のとき、ロール角を利用して判定を行う横転防止装置にトレーラロール角の代用としてトラクタのロール角を用いた場合、実際トレーラの横転危険度が高くてもトラクタロール角がトレーラより小さいため、横転危険度が低いと誤判定してしまう恐れがある。   For example, when the load is after-loading, if the roll angle of the tractor is used as a substitute for the trailer roll angle in the rollover prevention device that makes a determination using the roll angle, the tractor roll angle is not changed even if the trailer rollover risk is high. Since it is smaller than the trailer, it may be erroneously determined that the risk of rollover is low.

本発明は、上記の従来技術の課題に着目してなされたもので、その目的は、トラクタヘッド側でトレーラのロール角検出が正確に行える連結車両の横転防止装置を提供することに在る。   The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a connected vehicle rollover prevention device capable of accurately detecting the trailer roll angle on the tractor head side.

上記の目的を達成するため、本発明に係る車両の横転防止装置は、トラクタとトレーラから成る車両の横転防止装置であって、該トラクタの後部ロール角を検出するトラクタ後部ロール角検出手段と、該トラクタ及び該トレーラの連結総重量を推定する連結総重量推定手段と、該トラクタ及び該トレーラを連結するカプラーが受ける荷重を推定する荷重推定手段と、該トラクタの前軸サスペンションのロール剛性を演算するトラクタ前軸サスロール剛性演算部と、該トラクタの後軸サスペンションのロール剛性を演算するトラクタ後軸サスロール剛性演算部と、該トラクタ後部ロール角と該連結総重量と該荷重と該前軸サスペンションのロール剛性と該後軸サスペンションのロール剛性と該トレーラの所定のねじり剛性とに基づき、該トレーラのロール角を推定するトレーラロール角推定手段と、を備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a vehicle rollover prevention device according to the present invention is a vehicle rollover prevention device comprising a tractor and a trailer, and a tractor rear roll angle detection means for detecting a rear roll angle of the tractor, A total connection weight estimation means for estimating a total connection weight of the tractor and the trailer, a load estimation means for estimating a load received by a coupler connecting the tractor and the trailer, and calculating a roll rigidity of the front suspension of the tractor A tractor front shaft suspension roll stiffness calculation unit, a tractor rear shaft suspension roll stiffness calculation unit for calculating the roll stiffness of the rear suspension of the tractor, the tractor rear roll angle, the total connection weight, the load, and the front suspension. Based on the roll stiffness, the roll stiffness of the rear axle suspension, and the predetermined torsional stiffness of the trailer, the tray Characterized in that and a trailer roll angle estimation means for estimating a roll angle of.

ここで、上記の該トレーラの所定のねじり剛性は、トレーラねじり剛性入力部から与えられるか、又は予め該トレーラロール角推定手段に記憶されたものでよい。   Here, the predetermined torsional rigidity of the trailer described above may be given from a trailer torsional rigidity input unit or stored in advance in the trailer roll angle estimating means.

また、上記のトレーラロール角推定手段は、該連結総重量と既知のトラクタ重量からトレーラ重量を求め、該トレーラ重量と該荷重からトレーラホイールベースに対する連結軸−トレーラ前後重心間距離の比率を算出し、該比率と該トラクタ後部ロール角と両サスロール剛性と該トレーラねじり剛性、並びに既知のトラクタねじり剛性とに基づき該トレーラロール角を演算することができる。   Further, the trailer roll angle estimation means obtains a trailer weight from the total connection weight and a known tractor weight, and calculates a ratio of the distance between the connection shaft and the front-rear center of gravity relative to the trailer wheel base from the trailer weight and the load. The trailer roll angle can be calculated based on the ratio, the tractor rear roll angle, both suspension roll stiffnesses, the trailer torsional stiffness, and the known tractor torsional stiffness.

すなわち、該トレーラロール角推定手段は、連結総重量の推定値と既知であるトラクタ重量から積荷を含んだトレーラの重量を演算する。また、トレーラから連結器(カプラー)を通してトラクタに掛かる荷重を推定し、演算で求めたトレーラ重量と第5輪荷重から、連結軸−トレーラ前後重心位置間距離のトレーラホイールベースに対する比率を求める。このトレーラ重心位置の比率と、求めた該トラクタ後部ロール角と両サスロール剛性と該トレーラねじり剛性に加えて、既知のトラクタねじり剛性に基づきトラクタのロール角を推定している。この場合には、横加速度に関する項目を省略している。   That is, the trailer roll angle estimating means calculates the weight of the trailer including the load from the estimated value of the total connection weight and the known tractor weight. Further, the load applied to the tractor from the trailer through the coupler (coupler) is estimated, and the ratio of the distance between the connecting shaft and the trailer center of gravity center position to the trailer wheel base is obtained from the trailer weight and the fifth wheel load obtained by the calculation. The tractor roll angle is estimated based on the known tractor torsional rigidity in addition to the ratio of the trailer center of gravity position, the obtained tractor rear roll angle, both suspension roll rigidity, and the trailer torsional rigidity. In this case, items relating to the lateral acceleration are omitted.

さらに、該トレーラロール角推定手段は、該連結総重量と既知のトラクタ重量からトレーラ重量を求め、該トレーラ重量と該荷量からトレーラホイールベースに対する連結軸−トレーラ前後重心間距離の比率を算出し、該比率と該トラクタ後部ロール角と両サスロール剛性と該トレーラねじり剛性、並びに既知のトラクタホイールベースとトラクタ前軸−連結軸間距離と連結軸−トラクタ後軸間距離とトラクタねじり剛性とに基づき該トレーラロール角を演算することもできる。この場合も、横加速度に関する項目は省略している。 Further, the trailer roll angle estimation means obtains a trailer weight from the total connected weight and a known tractor weight, and calculates a ratio of the distance between the connecting shaft and the front-rear center of gravity relative to the trailer wheel base from the trailer weight and the load. , Based on the ratio, the tractor rear roll angle, the suspension suspension rigidity, the trailer torsional rigidity, the known tractor wheelbase and the distance between the tractor front shaft and the connecting shaft, the connecting shaft, the distance between the tractor rear shaft and the tractor torsional rigidity. The trailer roll angle can also be calculated. Also in this case, items relating to the lateral acceleration are omitted.

また、該トラクタの横加速度を検出する横加速度検出手段をさらに備え、該トレーラロール角の演算に該横加速度並びに既知のトラクタばね上重量とトラクタばね上重心のロール軸からの高さとを加えることもできる。 Further, a lateral acceleration detecting means for detecting a lateral acceleration of the tractor is further provided, and the lateral acceleration, a known weight on the tractor spring, and a height of the tractor spring upper center of gravity from the roll axis are added to the calculation of the trailer roll angle. You can also.

なお、上記のトレーラホイールベースは、例えば、連結軸の位置から単数トレーラ軸の位置又は複数トレーラ軸の中間位置までの距離である。   The trailer wheel base is, for example, a distance from the position of the connecting shaft to the position of the single trailer shaft or the intermediate position of the plurality of trailer shafts.

さらに、本発明は、該トレーラロール角に基づいて横転危険判定する手段と、この判定結果に基づいて警報を発する手段又はこの判定結果に基づいて横転抑制制御を行う手段と、を備えることも可能である。   Furthermore, the present invention can also include means for determining a rollover risk based on the trailer roll angle, means for issuing an alarm based on the determination result, or means for performing rollover suppression control based on the determination result. It is.

また本発明では、上記ロール角を、ロール角速度或いはロール角加速度に置き換えることができ、その場合はそれぞれ、トレーラのロール角速度推定装置、トレーラのロール角加速度推定装置として動作させることができる。   In the present invention, the roll angle can be replaced with a roll angular velocity or a roll angular acceleration. In that case, the roll angular velocity estimation device and trailer roll angular acceleration estimation device can be operated.

本発明により、トレーラにロール角検出のためのセンサなどを付加することなく、従来より精度良くトレーラのロール角を推定することが可能になり、例えば車体ロール角を利用する横転危険度判定装置に適用すると、より正確にトレーラの横転危険度を判定することができ、安全運転に寄与することができる。   According to the present invention, it becomes possible to estimate the roll angle of the trailer with higher accuracy than before without adding a sensor for detecting the roll angle to the trailer. When applied, it is possible to more accurately determine the trailer rollover risk and contribute to safe driving.

また、本出願人による特願2007-21727号では、カプラー−トレーラ重心間距離のトレーラホイールベースに対する比(LCGratio)とロール補正係数とのマップを予め求め、このマップを用いてトレーラロール角を推定したが、本発明では上記のマップを必要とせず、その結果、エアサスなどのばね定数がその時々で変化する車両において、正確なトレーラロール角を算出できる。   In addition, in Japanese Patent Application No. 2007-21727 by the present applicant, a map of a ratio of a coupler-trailer center-of-gravity distance to a trailer wheel base (LCGratio) and a roll correction coefficient is obtained in advance, and a trailer roll angle is estimated using this map. However, the present invention does not require the above map, and as a result, an accurate trailer roll angle can be calculated in a vehicle in which the spring constant such as air suspension changes from time to time.

本発明に適用される連結車両の一般的な構成例:図1〜図4
セミトレーラ型の連結車両は図1に示すような構成を有し、トラクタ100に取り付けられたカプラー200によりトレーラ300の前部の垂直荷重(第5輪荷重)Wfifthを受ける形となっている。積荷とトレーラ300を合わせた重心CGの位置は、たとえ積荷の重量が同一でも、積荷を積む位置により異なり、そのため、第5輪荷重Wfifthとトレーラ軸荷重Wrrもその時々で異なるものとなる。この荷重配分の違いが、トラクタ100とトレーラ300とで旋回時のロール状態が異なる要因と考えられる。
General configuration example of a connected vehicle applied to the present invention: FIGS. 1 to 4
The semi-trailer type connected vehicle has a configuration as shown in FIG. 1, and receives a vertical load (fifth wheel load) W fifth at the front portion of the trailer 300 by a coupler 200 attached to the tractor 100. The position of the center of gravity CG combining the load and trailer 300 differs depending on the load loading position even if the load weight is the same, so the fifth wheel load W fifth and the trailer shaft load W rr also differ from time to time. . This difference in load distribution is considered to be a factor that causes the tractor 100 and the trailer 300 to have different roll states during turning.

ここで、トレーラ軸が複数軸ある場合が図2〜図4に示されており、図2の例はトラクタ後軸1軸でトレーラ軸2軸の場合、図3の例はトラクタ後軸2軸でトレーラ軸2軸の場合、そして図4の例はトラクタ後軸2軸でトレーラ軸3軸の場合を示している。これらの場合は、それぞれのトレーラ軸荷重の合計をトレーラ軸荷重Wrrとし、トレーラホイールベースLtrailerのトレーラ軸側の基点はそれぞれ、複数軸の中間位置とする。なお、Lfはカプラー200の連結軸とトレーラ重心CGとの距離を示し、Lrはトレーラ重心CGとトレーラ軸の中間位置との距離を示す。また、LHfはトラクタ前軸とカプラー200の連結軸との距離、LHrはカプラー200の連結軸とトラクタ後軸との距離、そして、LHeadはトラクタ100のホイールベース(LHf+LHr)をそれぞれ示す。 Here, the case where there are a plurality of trailer shafts is shown in FIGS. 2 to 4. The example of FIG. 2 is the case of one tractor rear shaft and two trailer shafts, and the example of FIG. 3 is the tractor rear shaft two axes. In the case of 2 trailer shafts, the example of FIG. 4 shows the case of 2 trailer shafts and 3 trailer shafts. In these cases, the total of the trailer shaft loads is the trailer shaft load Wrr, and the trailer shaft side base point of the trailer wheel base L trailer is the intermediate position of the plurality of shafts. L f represents the distance between the coupling axis of the coupler 200 and the trailer center of gravity CG, and L r represents the distance between the trailer center of gravity CG and the intermediate position of the trailer axis. L Hf is the distance between the front shaft of the tractor and the connecting shaft of the coupler 200, L Hr is the distance between the connecting shaft of the coupler 200 and the rear shaft of the tractor, and L Head is the wheelbase of the tractor 100 (L Hf + L Hr ) Respectively.

実施例の全体構成:図5
実施例の構成は図5に示すように、トラクタ後部ロール角検出部1、連結総重量推定部2、第5輪荷重推定部3、トラクタ横加速度検出部4、トラクタ前軸サスロール剛性演算部5、トラクタ後軸サスロール剛性演算部6、トラクタねじり剛性入力部7、トレーラロール角推定部8、横転危険判定部9、及び横転危険警報部10から成る。これらはトラクタ100側に装備される。以下、各部について説明する。
Overall configuration of the embodiment: FIG.
As shown in FIG. 5, the configuration of the embodiment is as follows: tractor rear roll angle detection unit 1, connected total weight estimation unit 2, fifth wheel load estimation unit 3, tractor lateral acceleration detection unit 4, tractor front shaft suspension roll stiffness calculation unit 5 The tractor rear shaft suspension roll stiffness calculation unit 6, the tractor torsional stiffness input unit 7, the trailer roll angle estimation unit 8, the rollover risk determination unit 9, and the rollover risk warning unit 10 are included. These are equipped on the tractor 100 side. Hereinafter, each part will be described.

実施例各部の説明
1)トラクタ後部ロール角検出部:図6
トラクタ後部ロール角検出部1においては、図6(1)に示すようにトラクタ100のリアサスペンション11,12の左右にばね上とばね下の相対変位を計測するストロークセンサ13,14をそれぞれ取付け、その計測値を入力したロール角演算部15が、次式によりばね上ロール角RHrを求める。
Description of each part of Example
1) Tractor rear roll angle detector: Fig. 6
In the tractor rear roll angle detection unit 1, as shown in FIG. 6 (1), stroke sensors 13 and 14 for measuring the relative displacement between the sprung and unsprung are attached to the left and right of the rear suspensions 11 and 12 of the tractor 100, respectively. The roll angle calculation unit 15 that has input the measurement value obtains the sprung roll angle RHr by the following equation.

Figure 0004169082
ここで、hLH:左側相対変位、hRH:右側相対変位、Treadsensor:ストロークセンサ取付けスパン、である。
Figure 0004169082
Here, h LH : left side relative displacement, h RH : right side relative displacement, Tread sensor : stroke sensor mounting span.

また、タイヤが浮上るまでのロール角が大きくないことからロール角RHrを次式で近似して求めても良い。   In addition, since the roll angle until the tire rises is not large, the roll angle RHr may be obtained by approximating the following equation.

Figure 0004169082
なおロール角検出部1はこれに限らず、他の方法を用いても良い。例えば、図6(2)に示すように、トラクタフレーム上に取り付けられたロールレートセンサ16で計測されるロール角速度の値をロール角演算部15に与え、ここで積分してロール角RHrを求めても良い。
Figure 0004169082
The roll angle detector 1 is not limited to this, and other methods may be used. For example, as shown in FIG. 6 (2), the roll angular velocity value measured by the roll rate sensor 16 mounted on the tractor frame is given to the roll angle calculation unit 15, where it is integrated to obtain the roll angle RH r . You may ask.

2)連結総重量推定部:図7
連結総重量推定部2は、図7(1)に示すように、アクセル開度センサ21、エンジン回転数センサ22、車両前後加速度センサ23、及び演算部24から成る。
2) Consolidated total weight estimation unit: Fig. 7
As shown in FIG. 7 (1), the connected total weight estimation unit 2 includes an accelerator opening sensor 21, an engine speed sensor 22, a vehicle longitudinal acceleration sensor 23, and a calculation unit 24.

演算部24は、アクセル開度センサ21及びエンジン回転数センサ22からのアクセル開度及びエンジン回転数と、予め演算部24に記憶してあるマップとを参照してエンジントルクを求め、車両前後加速度センサ23からの車両の前後加速度を積分することで車両速度を求める。これらのエンジントルク、前後加速度、及び車両速度から、以下のとおり、トラクタ100、トレーラ300、及び積荷から成る連結総重量Wtotalを求める。 The calculation unit 24 obtains the engine torque by referring to the accelerator opening and the engine speed from the accelerator opening sensor 21 and the engine speed sensor 22 and a map stored in the calculation unit 24 in advance, and determines the vehicle longitudinal acceleration. The vehicle speed is obtained by integrating the longitudinal acceleration of the vehicle from the sensor 23. From these engine torque, longitudinal acceleration, and vehicle speed, the total connected weight W total consisting of the tractor 100, the trailer 300, and the load is obtained as follows.

まず、車両の走行抵抗をTfとすると、走行抵抗の演算式は次式で表される。   First, assuming that the running resistance of the vehicle is Tf, the calculation formula of the running resistance is expressed by the following formula.

Tf=μWtotal+ρAV2+(α/g)(Wtotal+ΔWtotal)+Wtotalsinθ ・・・式(3)
ここで、μ:ころがり抵抗、Wtotal:連結総重量、ρ:空気抵抗係数、A:車両前面投影面積、ΔWtotal:回転部等価慣性重量、α:加減速度、sinθ:路面勾配、V:車両速度、g:重力加速度である。この内、ころがり抵抗μ、路面勾配sinθ、及び車両速度Vは、状況に応じて変化する値であるが、その他は車両の固有値(車両の諸元)である。
Tf = μW total + ρAV 2 + (α / g) (W total + ΔW total ) + W total sinθ (3)
Here, μ: rolling resistance, W total : total connection weight, ρ: air resistance coefficient, A: vehicle front projected area, ΔW total : rotating part equivalent inertia weight, α: acceleration / deceleration, sinθ: road surface gradient, V: vehicle Speed, g: Gravity acceleration. Among them, the rolling resistance μ, the road surface gradient sinθ, and the vehicle speed V are values that change depending on the situation, but the other values are vehicle specific values (vehicle specifications).

そこで、走行抵抗Tfを微少時間ΔT毎に計測する。ここで、現在の走行抵抗をTf0とし、ΔT後の走行抵抗をTf1とし、微少時間ΔTにおいて路面状況の変化はないとすれば、両時刻においてころがり抵抗μWtotal及び勾配抵抗Wtotalsinθは等しく、次式が得られる。 Therefore, the running resistance Tf is measured every minute time ΔT. Here, if the current running resistance is Tf0, the running resistance after ΔT is Tf1, and if there is no change in the road surface condition at the minute time ΔT, the rolling resistance μW total and the gradient resistance W total sinθ are equal at both times, The following equation is obtained.

Tf0=μWtotal+ρAV02+(α0/g)(Wtotal+ΔWtotal)+Wtotalsinθ ・・・式(4)
Tf1=μWtotal+ρAV12+(α1/g)(Wtotal+ΔWtotal)+Wtotalsinθ ・・・式(5)
次に式(4)と式(5)の差分を演算すると、次式が得られる。
Tf0 = μW total + ρAV0 2 + (α0 / g) (W total + ΔW total ) + W total sinθ (4)
Tf1 = μW total + ρAV1 2 + (α1 / g) (W total + ΔW total ) + W total sinθ (5)
Next, when the difference between Expression (4) and Expression (5) is calculated, the following expression is obtained.

Tf0−Tf1=ρA(V02−V12)+(α0−α1)(Wtotal+ΔWtotal)/g ・・・式(6)
この式(6)から、次式が得られる。
Tf0−Tf1 = ρA (V0 2 −V1 2 ) + (α0−α1) (W total + ΔW total ) / g (6)
From this equation (6), the following equation is obtained.

Wtotal+ΔWtotal=g〔Tf0−Tf1−ρA(V02−V12)〕/(α0−α1) ・・・式(7)
更に、ΔWtotalを、一例として0.1Wtotalとすると、上記の式(7)の左辺はWtotal+0.1Wtotal=1.1Wtotalとなるので次式が得られる。
W total + ΔW total = g [Tf0−Tf1−ρA (V0 2 −V1 2 )] / (α0−α1) (7)
Further, the [Delta] W total, when a 0.1 W total as an example, the left side of the above equation (7) the following equation is obtained because the W total + 0.1W total = 1.1W total .

Wtotal=g〔Tf0−Tf1−ρA(V02−V12)〕/1.1(α0−α1) ・・・式(8)
一方、式(4)及び式(5)の各時点で演算部24で得られたエンジントルクをそれぞれTe0及びTe1とし、車輪の駆動力をそれぞれT0及びT1とすると、T0及びT1はそれぞれ次式で与えられる。
W total = g [Tf0−Tf1−ρA (V0 2 −V1 2 )] / 1.1 (α0−α1) (8)
On the other hand, assuming that the engine torque obtained by the calculation unit 24 at each time point of Equation (4) and Equation (5) is Te0 and Te1, respectively, and the driving force of the wheels is T0 and T1, respectively, T0 and T1 are respectively Given in.

T0 =(Te0・GT・GF・η)/R ・・・式(9)
T1 =(Te1・GT・GF・η)/R ・・・式(10)
ここで、GT:トランスミッションギヤ比、GF:終減速比、η:伝達効率、R:タイヤ半径である。これらは車両の固有値(車両の諸元)である。
T0 = (Te0 · GT · GF · η) / R (9)
T1 = (Te1, GT, GF, η) / R (10)
Here, GT: transmission gear ratio, GF: final reduction ratio, η: transmission efficiency, and R: tire radius. These are eigenvalues (specifications of the vehicle) of the vehicle.

そして、走行抵抗Tfと駆動力T0,T1が釣り合った状態で車両が走行することから、式(8)のTf0及びTf1に、式(9)及び式(10)のT0及びT1をそれぞれに代入することで、走行中に微少時間ΔT毎に連結総重量Wtotalを検出し推定することができる。 Since the vehicle travels in a state where the running resistance Tf and the driving forces T0 and T1 are balanced, T0 and T1 in Equation (9) and Equation (10) are substituted for Tf0 and Tf1 in Equation (8), respectively. By doing so, the total connected weight W total can be detected and estimated for every minute time ΔT during traveling.

なお、連結総重量推定方法については、これに限らず他の方法を用いても良い。例えば図7(2)に示すように、トラクタ各輪のブレーキ圧力センサ25、トレーラブレーキの圧力センサ26及び車両前後加速度センサ23を備え、以下のとおり演算部27で連結総重量Wtotalを求めることができる。 In addition, about a connection gross weight estimation method, you may use not only this but another method. For example, as shown in FIG. 7 (2), the brake pressure sensor 25 for each wheel of the tractor, the pressure sensor 26 for the trailer brake, and the vehicle longitudinal acceleration sensor 23 are provided, and the calculation unit 27 calculates the total connection weight W total as follows. Can do.

車両に作用する減速度(前後方向の加速度)αと、そのときのブレーキ力Fとの間には次式の関係がある。   There is a relationship of the following equation between the deceleration (acceleration in the front-rear direction) α acting on the vehicle and the braking force F at that time.

F=Wtotal(α/g) ・・・式(11)
この式(11)式から、次式が得られる。
F = W total (α / g) ... Formula (11)
From this equation (11), the following equation is obtained.

Wtotal=F(g/α) ・・・式(12)
またブレーキ力Fがブレーキ係数Bとブレーキエア圧Pとの関数として示される。具体的には前輪、後輪およびトレーラの各ブレーキ係数Bf, Br, Btと、ブレーキエア圧Pf,Pr,Ptとからブレーキ力Fは次式により求められる。
W total = F (g / α) (12)
The braking force F is shown as a function of the brake coefficient B and the brake air pressure P. Specifically, the brake force F is obtained from the following formula using the brake coefficients Bf, Br, Bt of the front wheels, the rear wheels, and the trailer and the brake air pressures Pf, Pr, Pt.

F=Bf・Pf+Br・Pr+Bt・Pt(=B・P) ・・・式(13)
この式(13)のブレーキ力Fを式(12)に代入することで、連結総重量Wtotalを演算し推定することができる。
F = Bf · Pf + Br · Pr + Bt · Pt (= B · P) (13)
By substituting the braking force F of equation (13) into equation (12), the total connection weight W total can be calculated and estimated.

3)第5輪荷重推定部:図8
第5輪荷重推定部3では、トラクタ100がエアサスペンションで構成されている連結車両において、図8(1)に示すように、トラクタ100における各輪のエアスプリング内圧を計測する圧力センサ31を備え、計測した内圧の計測値を演算部32に送り、以て第5輪荷重Wfifthを推定演算する構成となっている。
3) Fifth wheel load estimator: Fig. 8
As shown in FIG. 8 (1), the fifth wheel load estimation unit 3 includes a pressure sensor 31 that measures the air spring internal pressure of each wheel in the tractor 100 in a coupled vehicle in which the tractor 100 is configured by an air suspension. The measurement value of the measured internal pressure is sent to the calculation unit 32, and thus the fifth wheel load W fifth is estimated and calculated.

まず、トラクタ100の各車輪のエアスプリング荷重Fi(i:トラクタ各車輪)は、次式のようにエアスプリング内圧Piと予め演算部32に記憶されているエアスプリングの有効断面積Aiとの積で求めることができる。   First, the air spring load Fi (i: each tractor wheel) of each wheel of the tractor 100 is the product of the air spring internal pressure Pi and the effective sectional area Ai of the air spring previously stored in the calculation unit 32 as shown in the following equation. Can be obtained.

Fi=Ai・Pi ・・・式(14)
よって、トラクタ100の第5輪荷重Wfifthも含めたばね上荷重WTractor_allは次式で求められる。
Fi = Ai · Pi (14)
Therefore, the sprung load W Tractor_all including the fifth wheel load W fifth of the tractor 100 is obtained by the following equation.

WTractor_all=ΣFi
=ΣAi・Pi ・・・式(15)
第5輪荷重Wfifthは式(15)で求めたトラクタばね上荷重WTractor_allから、予め演算部32に記憶されているトラクタ単車時のばね上荷重WTractor_0を引くことで、次式に示すように求めることができる。
W Tractor_all = ΣFi
= ΣAi · Pi (15)
The fifth wheel load W fifth is represented by the following equation by subtracting the sprung load W Tractor_0 for a single tractor vehicle stored in advance in the calculation unit 32 from the tractor sprung load W Tractor_all obtained in Equation (15). Can be requested.

Wfifth=WTractor_all−WTractor_0 ・・・式(16)
或いは、別の第5輪荷重推定方法として、カプラー200の取付位置が概略トラクタ100の後軸の上になっていることから、エアスプリング内圧の圧力センサ31を後軸のエアスプリングのみに取付け、iをトラクタ後軸各車輪、WTractor_allを後軸に掛かるばね上荷重、WTractor_0をトラクタ単車時の後軸のばね上荷重とそれぞれ読み替えて、式(14)から式(16)を計算することで第5輪荷重Wfifthを求めても良い。
W fifth = W Tractor_all −W Tractor_0・ ・ ・ Equation (16)
Alternatively, as another fifth wheel load estimation method, since the mounting position of the coupler 200 is substantially above the rear shaft of the tractor 100, the air spring internal pressure sensor 31 is mounted only on the rear shaft air spring, Substituting i for each wheel on the rear axle of the tractor, W Tractor_all for the sprung load on the rear axle, and W Tractor_0 for the sprung load on the rear axle for a single tractor vehicle, and calculating equations (14) to (16). Thus, the fifth wheel load W fifth may be obtained.

さらに別の第5輪荷重推定方法として、例えばサスペンションに金属ばねを用いたトラクタ車両において、図8(2)に示すようにトラクタ各輪にサスストロークセンサ33を備え、計測したサスストロークの計測値を演算部34に送って第5輪荷重Wfifthを演算する構成を採ることもできる。トラクタ各輪のばねに掛かる荷重Fi(i:トラクタ各車輪)はサスストロークセンサ33によって計測したばねのたわみ量Hiの関数fiとなっている。 As another fifth wheel load estimation method, for example, in a tractor vehicle using a metal spring as a suspension, each tractor wheel is provided with a suspension stroke sensor 33 as shown in FIG. Can be sent to the calculation unit 34 to calculate the fifth wheel load W fifth . The load Fi (i: each tractor wheel) applied to the spring of each wheel of the tractor is a function fi of the spring deflection amount Hi measured by the suspension stroke sensor 33.

Fi=fi(Hi) ・・・式(17)
例えば、ばね定数kiが一定である線形ばねの場合は次式となる。
Fi = fi (Hi) (17)
For example, in the case of a linear spring with a constant spring constant ki, the following equation is obtained.

Fi=ki・Hi ・・・式(18)
よって、トラクタの第5輪荷重Wfifthも含めたばね上荷重WTractor_allは次式で求められる。
Fi = ki ・ Hi ・ ・ ・ Formula (18)
Therefore, the sprung load W Tractor_all including the fifth wheel load W fifth of the tractor is obtained by the following equation.

WTractor_all=ΣFi
=Σfi(Hi) ・・・式(19)
第5輪荷重Wfifthは、式(19)で求めたトラクタばね上荷重WTractor_allから、予め演算部34に記憶されているトラクタ単車時のばね上荷重WTractor_0を引くことで求めることができる。
W Tractor_all = ΣFi
= Σfi (Hi) ・ ・ ・ Formula (19)
The fifth wheel load W fifth can be obtained by subtracting the sprung load W Tractor_0 for a single tractor vehicle, which is stored in advance in the calculation unit 34, from the tractor sprung load W Tractor_all obtained by Expression (19).

Wfifth=WTractor_all−WTractor_0 ・・・式(20)
この方法も上記のエアサス内圧を用いた方法と同様に、サスストロークセンサ33をトラクタ後軸のサスペンションのみに取り付け、iをトラクタ後軸各車輪、WTractor_allを後軸に掛かるばね上荷重、WTractor_0をトラクタ単車時の後軸のばね上荷重とそれぞれ読み替えて式(17)から式(20)を計算することで第5輪荷重Wfifthを求めても良い。
W fifth = W Tractor_all −W Tractor_0 (20)
Similarly to the above method using the air suspension internal pressure, the suspension stroke sensor 33 is attached only to the suspension of the tractor rear shaft, i is the wheel on the tractor rear shaft, W Tractor_all is the sprung load applied to the rear shaft, W Tractor_0 The fifth wheel load W fifth may be obtained by calculating the equation (17) to the equation (20) by replacing the above with the sprung load of the rear shaft when a single tractor is used.

4)トラクタ横加速度検出部:図9
トラクタ横加速度検出部4では、図9(1)に示すようにトラクタ100に取り付けた横加速度センサ41によりトラクタ横加速度値Gyを検出し、信号処理部42において、ローパスフィルタなどによりノイズ除去を行う。
4) Tractor lateral acceleration detector: Fig. 9
The tractor lateral acceleration detection unit 4 detects the tractor lateral acceleration value Gy by the lateral acceleration sensor 41 attached to the tractor 100 as shown in FIG. 9 (1), and the signal processing unit 42 removes noise by a low-pass filter or the like. .

なお、トラクタ横加速度検出方法としては、上記の方法に限らず、他の方法を用いてもよい。例えば、図9(2)に示すように、トラクタ100に操舵角センサ43と車両速度センサ44とを設け、それぞれのセンサからの出力値を横加速度演算部45に送る構成となっている。   The tractor lateral acceleration detection method is not limited to the above method, and other methods may be used. For example, as shown in FIG. 9 (2), the tractor 100 is provided with a steering angle sensor 43 and a vehicle speed sensor 44, and an output value from each sensor is sent to the lateral acceleration calculation unit 45.

横加速度演算部45においてはセンサ43及び44から得られた操舵角δ及び車両速度Vを用いて次式から横加速度Gyを演算する。   The lateral acceleration calculation unit 45 calculates the lateral acceleration Gy from the following equation using the steering angle δ and the vehicle speed V obtained from the sensors 43 and 44.

Figure 0004169082
ここで、LHead:トラクタ100のホイールベース、Gr:操舵角δに対する前輪実舵角の比であり、予め横加速度演算部45に記憶させておく。
Figure 0004169082
Here, L Head is the wheel base of the tractor 100, Gr is the ratio of the front wheel actual steering angle to the steering angle δ, and is stored in advance in the lateral acceleration calculation unit 45.

5)トラクタ前輪サスロール剛性演算部:図10
トラクタ前輪サスロール剛性演算部5では、トラクタ100の前軸がエアサスペンションで構成されている車両について、図10(1)に示すように、トラクタ前軸の各輪におけるエアスプリング内圧を計測する圧力センサ51を備え、この計測した内圧を前軸ロール剛性推定演算部52に送る構成となっている。
5) Tractor front wheel suspension roll stiffness calculator: Fig. 10
As shown in FIG. 10 (1), the tractor front wheel suspension roll stiffness calculation unit 5 measures the air spring internal pressure in each wheel of the tractor front shaft for a vehicle in which the front shaft of the tractor 100 is formed of an air suspension. 51, which is configured to send the measured internal pressure to the front shaft roll stiffness estimation calculation unit 52.

この前軸ロール剛性推定演算部52においては、送られたエアサス圧力を用いて予め記憶してあるエアスプリング内圧とエアスプリングばね定数の関係を示すマップを参照してエアスプリングのばね定数Kfspを算出する。このエアスプリングのばね定数Kfspからエアスプリングによるロール剛性Kφfspを次式から算出する。   In this front shaft roll rigidity estimation calculation unit 52, the spring constant Kfsp of the air spring is calculated by referring to a map showing the relationship between the air spring internal pressure and the air spring spring constant stored in advance using the sent air suspension pressure. To do. The roll stiffness Kφfsp by the air spring is calculated from the following equation from the spring constant Kfsp of the air spring.

Figure 0004169082
ここで、dfsp:トラクタ前軸スプリングトレッドであり、予め推定演算部52に記憶させておく。このエアスプリングによるロール剛性Kφfspと予め記憶させている前軸サスペンションスタビライザのロール剛性Kφfstbとの和を前軸サスペンションのロール剛性KHfとして算出し、トレーラロール角推定部8に送る。
Figure 0004169082
Here, dfsp: tractor front shaft spring tread, which is stored in the estimation calculation unit 52 in advance. The sum of the roll stiffness Kφfsp of the air spring and the roll stiffness Kφfstb of the front axle suspension stabilizer stored in advance is calculated as the roll stiffness KHf of the front axle suspension and sent to the trailer roll angle estimation unit 8.

KHf=Kφfsp+Kφfspb ・・・式(23)
なお、トラクタ前軸サスが金属ばねで構成されているなどでばね定数Kfspが一定と見做せる場合には、事前に前軸サスペンションのロール剛性KHfを求めて記憶しておき、常にその値をトレーラロール角推定部8に送るようにしてもよい(図10(2)参照。)。
KHf = Kφfsp + Kφfspb (23)
If the spring constant Kfsp is assumed to be constant, for example, because the tractor front shaft suspension is composed of a metal spring, the roll stiffness KHf of the front shaft suspension is obtained and stored in advance, and the value is always stored. You may make it send to the trailer roll angle estimation part 8 (refer FIG. 10 (2)).

6)トラクタ後軸サスロール剛性演算部:図11
トラクタ後軸サスロール剛性演算部6では、トラクタ後軸がエアサスペンションで構成されている車両について、図11(1)に示すように、トラクタ後軸の各輪におけるエアスプリング内圧を計測する圧力センサ61を備え、この計測した内圧の計測値を後軸ロール剛性推定演算部62に送る構成となっている。この後軸ロール剛性推定演算部62においては、送られたエアサス圧力を用いて、予め記憶してあるエアスプリング内圧とエアスプリングばね定数の関係を示すマップを参照しエアスプリングのばね定数Krspを算出する。このエアスプリングのばね定数Krspからエアスプリングによるロール剛性Kφrspを次式から算出する。
6) Tractor rear shaft suspension roll stiffness calculator: Fig. 11
In the tractor rear shaft suspension roll stiffness calculating section 6, as shown in FIG. 11 (1), a pressure sensor 61 for measuring the air spring internal pressure in each wheel of the tractor rear shaft for a vehicle in which the tractor rear shaft is constituted by an air suspension. The measured value of the measured internal pressure is sent to the rear shaft roll stiffness estimation calculation unit 62. The rear shaft roll stiffness estimation calculation unit 62 calculates the spring constant Krsp of the air spring using the sent air suspension pressure with reference to a previously stored map showing the relationship between the air spring internal pressure and the air spring spring constant. To do. The roll stiffness Kφrsp by the air spring is calculated from the following equation from the spring constant Krsp of the air spring.

Figure 0004169082
ここで、drsp:トラクタ後軸スプリングトレッドであり、予め推定演算部62に記憶させておく。このエアスプリングによるロール剛性Kφrspと予め記憶させている後軸サスペンションスタビライザのロール剛性Kφrstbとの和を後軸サスペンションのロール剛性KHrとして算出し、トレーラロール角推定演算部に送る。
Figure 0004169082
Here, drsp: tractor rear shaft spring tread, which is stored in the estimation calculation unit 62 in advance. The sum of the roll stiffness Kφrsp by the air spring and the roll stiffness Kφrstb of the rear axle suspension stabilizer stored in advance is calculated as the roll stiffness KHr of the rear axle suspension, and sent to the trailer roll angle estimation calculation unit.

KHr=Kφrsp+Kφrspb ・・・式(25)
なお、トラクタ後軸サスが金属ばねで構成されているなどでばね定数が一定と見做せる場合では、事前に後軸サスペンションのロール剛性KHrを求めて記憶させておき、常にその値をトレーラロール角推定部8に送るようにしてもよい(図11(2)参照。)。
KHr = Kφrsp + Kφrspb (25)
If the tractor rear shaft suspension is composed of a metal spring, etc., and the spring constant can be considered to be constant, the roll stiffness KHr of the rear shaft suspension is obtained and stored in advance, and this value is always stored in the trailer roll. You may make it send to the angle estimation part 8 (refer FIG. 11 (2)).

7)トレーラねじり剛性入力部
トレーラねじり剛性入力部7では、テンキー、ダイヤル、数種類の中からの選択スイッチなどにより、手動でトレーラのねじり剛性KTtorsionを入力する。
7) Trailer torsional rigidity input part In the trailer torsional rigidity input part 7, the torsional rigidity KTtorsion of the trailer is manually input using a numeric keypad, dial, or a selection switch from several types.

なお、トレーラねじり剛性入力手段はこれに限らず、他の方法を用いてもよい。例えば、特開平6-144303号に開示されているようにトレーラに設置されトレーラの諸元が記憶されたメモリから読み取る方法や、代表的なトレーラねじり剛性値を予め記憶させておくなど各種の方法でトレーラねじり剛性を取得してもよい。このため、トレーラねじり剛性入力部7は点線で図示してある。   The trailer torsional rigidity input means is not limited to this, and other methods may be used. For example, as disclosed in JP-A-6-144303, various methods such as a method of reading from a memory installed in a trailer and storing the specifications of the trailer, and storing a typical trailer torsional rigidity value in advance. The trailer torsional rigidity may be acquired with For this reason, the trailer torsional rigidity input portion 7 is shown by a dotted line.

8)トレーラロール角推定部:図12及び図13
トレーラロール角推定部8においては、図12に示すフローチャートに従いトレーラロール角の推定を行う。フローチャートの各ステップの処理内容は以下のとおりである。
8) Trailer roll angle estimation unit: Fig. 12 and Fig. 13
The trailer roll angle estimation unit 8 estimates the trailer roll angle according to the flowchart shown in FIG. The processing content of each step of the flowchart is as follows.

・ステップS1:キーSWがONであるとき、まずトラクタ後部ロール角検出部1からトラクタ後部ロール角RHrを取得する。  Step S1: When the key SW is ON, the tractor rear roll angle RHr is first obtained from the tractor rear roll angle detection unit 1.

・ステップS2:連結総重量推定部2から連結総重量の推定値Wtotalを取得する。 Step S2: Obtain an estimated value W total of the connected total weight from the connected total weight estimation unit 2.

・ステップS3:第5輪荷重推定部3から第5輪荷重の推定値Wfifthを取得する。 Step S3: Obtain an estimated value W fifth of the fifth wheel load from the fifth wheel load estimation unit 3.

・ステップS4:予め推定部8に記憶されているトラクタ100の既知の重量Wtractorと,
取得した連結総重量Wtotalから、積荷を含めたトレーラ重量Wtrailerを次式により演算する。
Step S4: a known weight W tractor of the tractor 100 stored in the estimation unit 8 in advance,
The trailer weight W trailer including the load is calculated from the acquired combined total weight W total by the following equation.

Wtrailer=Wtotal−Wtractor ・・・式(26)
・ステップS5:式(26)により演算したトレーラ重量Wtrailerが非常に小さく、下記の式(27)が成り立つ場合、トレーラ300を連結していないと判定し、トレーラロール角推定演算を行わずにステップS10へ進む。
W trailer = W total −W tractor・ ・ ・ Formula (26)
-Step S5: When the trailer weight W trailer calculated by the equation (26) is very small and the following equation (27) holds, it is determined that the trailer 300 is not connected, and the trailer roll angle estimation calculation is not performed. Proceed to step S10.

Wtrailer<α(αはトレーラ空車重量より小さな正の定数) ・・・式(27)
なお、式(27)における判定にはトレーラ重量Wtrailerの代わりに、次式に示すように、第5輪荷重の推定値Wfifthを用いて次式で判定しても良い。
W trailer <α (α is a positive constant smaller than the trailer empty vehicle weight) (27)
The determination in equation (27) may be performed by the following equation using the estimated value W fifth of the fifth wheel load as shown in the following equation instead of the trailer weight W trailer .

Wfifth<β(βはトレーラ連結空車時の第5輪荷重より小さな正の定数)
・・・式(28)
・ステップS6:トレーラ重量Wtrailerは、次式に示すとおり第5輪荷重Wfifthとトレーラ軸荷重Wrrの和と考えることができる。
W fifth <β (β is a positive constant smaller than the fifth wheel load when trailer-coupled idle)
... Formula (28)
Step S6: The trailer weight W trailer can be considered as the sum of the fifth wheel load W fifth and the trailer shaft load W rr as shown in the following equation.

Wtrailer =Wfifth+Wrr ・・・式(29)
ここで、前述の如く、連結軸−トレーラ重心間距離をLf、トレーラホイールベースをLtrailerとすると、力の釣り合いから次式が成り立つ。
W trailer = W fifth + W rr・ ・ ・ Formula (29)
Here, as described above, if the distance between the connecting shaft and the trailer center of gravity is L f and the trailer wheel base is L trailer , the following equation is established from the balance of forces.

Lf・Wtrailer =Ltrailer・Wrr ・・・式(30)
連結軸−トレーラ重心間距離LfのトレーラホイールベースLtrailerに対する比率をLCGratioとすると、この比率LCGratioは、式(29)及び式(30)から、次式により得られる。
L f · W trailer = L trailer · W rr・ ・ ・ Formula (30)
When the ratio of the distance Lf between the connecting shaft and the trailer center of gravity to the trailer wheel base L trailer is L CGratio , this ratio L CGratio is obtained from the following equations from equations (29) and (30).

Figure 0004169082
・ステップS7:
ステップS6で求めたLCGratio、トラクタ後部ロール角検出部1で求めたロール角RHr、横加速度検出部4で求めた横加速度Gy、トラクタ前軸サスロール剛性演算部5で求めた前軸サスロール剛性KHf、トラクタ後軸サスロール剛性演算部6で求めた後軸サスロール剛性KHr、トレーラねじり剛性入力部7から入力されたトレーラねじり剛性値KTtorsionを用いて次式からトレーラ300のロール角推定値RTCGを求める。
Figure 0004169082
・ Step S7:
L CGratio obtained in step S6, roll angle RHr obtained by tractor rear roll angle detection unit 1, lateral acceleration Gy obtained by lateral acceleration detection unit 4, front shaft suspension roll stiffness KHf obtained by tractor front shaft suspension roll stiffness calculation unit 5 The roll angle estimation value RTCG of the trailer 300 is obtained from the following equation using the rear shaft suspension roll stiffness KHr obtained by the tractor rear shaft suspension roll stiffness calculation unit 6 and the trailer torsion stiffness value KTtorsion inputted from the trailer torsion stiffness input unit 7.

Figure 0004169082
以下に、上記の各変数及びこの連結車両の諸元値を列挙する(一部は後述する。)。
Figure 0004169082
Below, the above-mentioned variables and the specification values of this connected vehicle are listed (some will be described later).

× RHf:トラクタ前部ロール角
〇 RHr:トラクタ後部ロール角
× RC:トラクタカプラー部ロール角
◎ LHead:トラクタホイールベース(=LHf+LHr)
◎ LHf:トラクタ前軸−連結軸間距離
◎ LHr:連結軸−トラクタ後軸間距離
〇 KHf:トラクタ前軸サスペンションのロール剛性
〇 KHr:トラクタ後軸サスペンションのロール剛性
◎ KHtorsion:トラクタ前部−後部間ねじり剛性
〇 KHtorsion_f:トラクタ前部−カプラー部ねじり剛性
〇 KHtorsion_r:カプラー部−トラクタ後部間ねじり剛性
◎ mH:トラクタばね上重量
△ mT:トレーラばね上質量
◎ hH:トラクタばね上重心のロール軸からの高さ
△ hT:トレーラばね上重心のロール軸からの高さ
〇 Gy:横加速度
〇 RTCG:トレーラ重心部ロール角
△ RTf:トレーラ前部ロール角
× RTr:トレーラ後部ロール角
× Ltrailer:トレーラホイールベース (=LTf+LTr)
× LTf:連結軸−トレーラ重心間距離
× LTr:トレーラ重心−トレーラ軸間距離
△ KT:トレーラ軸サスペンションのロール剛性
◎ KTtorsion:トレーラ前部−後部間ねじり剛性
〇 KTtorsion_f:トレーラ前部−トレーラ重心部ねじり剛性
〇 KTtorsion_r:トレーラ重心部−トレーラ後部間ねじり剛性
なお、付した記号はそれぞれ次の意味を含んでいる。
× RHf: Tractor front roll angle ○ RHr: Tractor rear roll angle × RC: Tractor coupler roll angle ◎ L Head : Tractor wheelbase (= L Hf + L Hr )
◎ L Hf : Distance between tractor front shaft and connecting shaft ◎ L Hr : Distance between connecting shaft and tractor rear shaft 〇 KHf: Roll rigidity of tractor front shaft suspension 〇 KHr: Roll rigidity of tractor rear shaft suspension ◎ KHtorsion: Tractor front -Rear torsional rigidity 〇 KHtorsion_f: Tractor front part-Coupler torsional rigidity 〇 KHtorsion_r: Coupler part-tractor rearward torsional rigidity ◎ mH: Weight on tractor spring △ mT: Mass on trailer spring ◎ hH: Roll on center of gravity on tractor spring Height from axis △ hT: Height of trailer spring center of gravity from roll axis 〇 Gy: Lateral acceleration 〇 RTCG: Trailer center of gravity roll angle △ RTf: Trailer front roll angle × RTr: Trailer rear roll angle × L trailer : Trailer wheelbase (= L Tf + L Tr )
× L Tf : Distance between connecting shaft and trailer center of gravity × L Tr : Trailer center of gravity-distance between trailer shafts △ KT: Roller shaft suspension rigidity ◎ KTtorsion: Trailer front-rear torsional rigidity ○ KTtorsion_f: Trailer front-trailer Center of gravity torsional rigidity 〇 KTtorsion_r: Torsional rigidity between the center of gravity of the trailer and the rear of the trailer The attached symbols have the following meanings.

◎:既知の車両諸元値で、予めトレーラロール角推定部に記憶されている値
〇:式又は他の手段によって導出されるもの
△:必要ないが便宜上記載したもの
×:計算の過程で消去されてしまうため、値として求めなくてもよいもの
また、通常、トラクタ100のねじり剛性KHtorsionはトレーラ300のねじり剛性KTtorsionよりも小さい値であるため、横加速度Gyに関する右辺第4項を省略して、下記の式(33)からトレーラロール角推定値RTCGを求めてもよい。この場合には、図5の構成例にあるトラクタ横加速度検出部4は省略してよい。
◎: Known vehicle specification value, previously stored in trailer roll angle estimation unit 〇: Derived by formula or other means △: Not necessary but described for convenience ×: Eliminated in calculation process Since the torsional rigidity KHtorsion of the tractor 100 is usually smaller than the torsional rigidity KTtorsion of the trailer 300, the fourth term on the right side regarding the lateral acceleration Gy is omitted. The trailer roll angle estimated value RTCG may be obtained from the following equation (33). In this case, the tractor lateral acceleration detection unit 4 in the configuration example of FIG. 5 may be omitted.

Figure 0004169082

さらに、カプラー200はトラクタ100の後軸のほぼ真上に設置されていることから、トラクタカプラー部とトラクタ後部とを一体と考えることもできる。その場合、LHr=0(LHead=LHf)となるため、次式からトレーラロール角推定値RTCGを求めてもよい。
Figure 0004169082

Furthermore, since the coupler 200 is installed almost directly above the rear shaft of the tractor 100, the tractor coupler portion and the tractor rear portion can be considered as one body. In this case, since L Hr = 0 (L Head = L Hf ), the trailer roll angle estimated value RTCG may be obtained from the following equation.

Figure 0004169082
また、上記の式(32)と同様、横加速度Gyに関する項を省略して、次式からトレーラロール角推定値RTCGを求めてもよい。この場合も、図5の構成例にあるトラクタ横加速度検出部4は省略してよい。
Figure 0004169082
Similarly to the above equation (32), the term relating to the lateral acceleration Gy may be omitted, and the trailer roll angle estimated value RTCG may be obtained from the following equation. Also in this case, the tractor lateral acceleration detection unit 4 in the configuration example of FIG. 5 may be omitted.

Figure 0004169082
・ステップS8:ステップS7で求めたトレーラロール角推定値RTCGをロール角出力値ROUTとする。
Figure 0004169082
Step S8: The trailer roll angle estimated value RTCG obtained in step S7 is set as the roll angle output value R OUT .

・ステップS9:トラクタロール角値RHrをロール角出力値ROUTとする。 Step S9: The tractor roll angle value RHr is set as the roll angle output value R OUT .

式(32)及び式(34)の導出過程
ここで、上記の式(32)及び式(34)の導出過程を以下に説明する。
Derivation Process of Expression (32) and Expression (34) Here, the derivation process of Expression (32) and Expression (34) will be described below.

今、図13に示すようにトラクタ100を前部101、カプラー部102、及び後部103、そしてトレーラ300を前部301、重心部302、及び後部303にそれぞれ前後方向に3つの剛体に分け、その3分割した剛体はロール方向に自由度の有るねじりばねで接続されているというモデルを考え、定常円旋回時などの定常時のロール方向のモーメントの釣り合いを考える。ここでは、トラクタ100のばね上質量mHはトラクタ前部101に、トレーラばね上質量mTはトレーラ重心部302に、それぞれ集中しているものとする。また、ロール方向に自由度のないカプラーを考えているため、トラクタカプラー部102とトレーラ前部301はロール方向には一体となって動くものとする。さらにトラクタ100とトレーラ300の連結角Ψがあることによってトラクタカプラー部102のロール角Rcとトレーラ前部301のロール角RTfの関係は、θTをトレーラ車体のピッチ角として下記の式(36)で表されるが、低速時を除けば連結角は小さく、ここでは連結角の影響を無視して下記の式(37)として検討する。   Now, as shown in FIG. 13, the tractor 100 is divided into three rigid bodies in the front-rear direction in the front part 101, the coupler part 102, and the rear part 103, and the trailer 300 in the front part 301, the center of gravity part 302, and the rear part 303, Consider a model in which the three-part rigid body is connected by a torsion spring with a degree of freedom in the roll direction, and consider the balance of moments in the roll direction during steady circle turning. Here, it is assumed that the sprung mass mH of the tractor 100 is concentrated on the tractor front portion 101 and the trailer sprung mass mT is concentrated on the trailer center of gravity 302. Further, since a coupler having no degree of freedom in the roll direction is considered, it is assumed that the tractor coupler portion 102 and the trailer front portion 301 move integrally in the roll direction. Further, since there is a connection angle Ψ between the tractor 100 and the trailer 300, the relationship between the roll angle Rc of the tractor coupler section 102 and the roll angle RTf of the trailer front section 301 is expressed by the following equation (36), where θT is the pitch angle of the trailer vehicle body. Although the connection angle is small except at low speeds, the influence of the connection angle is ignored here, and the following equation (37) is considered.

RC=RTf・cos(Ψ)+θT・sin(Ψ) ・・・式(36)     RC = RTf ・ cos (Ψ) + θT ・ sin (Ψ) (36)

Figure 0004169082
トラクタカプラー部102とトラクタ100の前後を結ぶねじりばねのねじり剛性は、それぞれ次式のように表される。
Figure 0004169082
The torsional rigidity of the torsion spring connecting the tractor coupler portion 102 and the front and rear of the tractor 100 is expressed by the following equations, respectively.

Figure 0004169082
Figure 0004169082
また、同様にトレーラ重心部とトレーラの前後を結ぶねじりばねのねじり剛性をそれぞれ次式のように表すことができる。
Figure 0004169082
Figure 0004169082
Similarly, the torsional rigidity of the torsion spring connecting the center of gravity of the trailer and the front and rear of the trailer can be expressed by the following equations, respectively.

Figure 0004169082
Figure 0004169082
定常状態のそれぞれの部位毎にロール方向のモーメントの釣り合いを考えると次のようになる。
Figure 0004169082
Figure 0004169082
Considering the balance of moments in the roll direction for each part in the steady state, it is as follows.

・トラクタ前部101:
定常状態にあるとき、トラクタばね上質量に働く横加速度によるロール角を増加させようとするモーメント(mH・Gy・hH)、サスペンションによるロール角を水平に保持しようとするモーメント(KHf・RHf)及びトラクタ前部101とトラクタカプラー部102のロール角差によるねじりモーメント(KHtorsion_f・(RHf-RC))が釣り合い状態にあるので次式が成り立つ。
・ Tractor front 101:
When in steady state, moment to increase roll angle due to lateral acceleration acting on mass on tractor spring (mH ・ Gy ・ hH), moment to keep horizontal roll angle by suspension (KHf ・ RHf) and Since the torsional moment (KHtorsion_f · (RHf-RC)) due to the roll angle difference between the tractor front part 101 and the tractor coupler part 102 is in a balanced state, the following equation is established.

KHtorsion_f・(RHf-RC)+ KHf・RHf=mH・Gy・hH ・・・式(42)
・トラクタ後部103:
定常状態にあるとき、サスペンションによるロール角を水平に保持しようとするモーメント(KHr・RHr)及びトラクタ後部103とトラクタカプラー部102のロール角差によるねじりモーメント(KHtorsion_r・(RHr-RC))が釣り合い状態にあるので次式が成り立つ。
KHtorsion_f ・ (RHf-RC) + KHf ・ RHf = mH ・ Gy ・ hH ・ ・ ・ Formula (42)
・ Tractor rear 103:
When in steady state, the moment to keep the roll angle by suspension (KHr ・ RHr) and the torsional moment (KHtorsion_r ・ (RHr-RC)) due to the roll angle difference between tractor rear part 103 and tractor coupler part 102 are balanced. Since it is in a state, the following equation holds.

KHtorsion_r・(RHr-RC)+ KHr・RHr=0 ・・・式(43)
・トラクタカプラー部102 (=トレーラ前部301):
定常状態にあるとき、トラクタ前部101とトラクタカプラー部102のロール角差によるねじりモーメント(KHtorsion_f・(RC-RHf))、トラクタ後部103とトラクタカプラー部102のロール角差によるねじりモーメント(KHtorsion_r・(RC-RHr))、及びトレーラ前部301とトレーラ重心部302のロール角差によるねじりモーメント(KTtorsion_f・(RC-RTCG))、が釣り合い状態にあるので次式が成り立つ。
KHtorsion_r ・ (RHr-RC) + KHr ・ RHr = 0 ・ ・ ・ Formula (43)
・ Tractor coupler 102 (= Trailer front 301):
When in steady state, the torsional moment (KHtorsion_f ・ (RC-RHf)) due to the roll angle difference between the tractor front part 101 and the tractor coupler part 102, the torsional moment (KHtorsion_r (RC-RHr)) and the torsional moment (KTtorsion_f · (RC-RTCG)) due to the roll angle difference between the trailer front portion 301 and the trailer center of gravity 302 are in the balanced state.

KHtorsion_f・(RC-RHf)+ KHtorsion_r・(RC-RHr)+ KTtorsion_f・(RC-RTCG)=0
・・・式(44)
・トレーラ重心部302:
定常状態にあるとき、トレーラばね上質量に働く横加速度によるロール角を増加さえようとするモーメント(mH・Gy・hH)、トレーラ前部301とトレーラ重心部302のロール角差によるねじりモーメント(KTtorsion_f・(RTCG-RC))、及びトレーラ後部303とトレーラ重心部302のロール角差によるねじりモーメント(KTtorsion_r・(RTCG-RTr))が釣り合い状態にあるので次式が成り立つ。
KHtorsion_f ・ (RC-RHf) + KHtorsion_r ・ (RC-RHr) + KTtorsion_f ・ (RC-RTCG) = 0
... Formula (44)
-Trailer center of gravity 302:
When in steady state, moment to increase roll angle due to lateral acceleration acting on trailer spring mass (mH ・ Gy ・ hH), torsional moment due to roll angle difference between trailer front 301 and trailer center of gravity 302 (KTtorsion_f (RTCG-RC)), and the torsional moment (KTtorsion_r · (RTCG-RTr)) due to the roll angle difference between the trailer rear portion 303 and the trailer center of gravity 302 is in a balanced state.

KTtorsion_f・(RTCG-RC)+ KTtorsion_r・(RTCG-RTr)=mT・Gy・hT ・・・式(45)
・トレーラ後部303:
定常状態にあるとき、サスペンションによるロール角を水平に保持しようとするモーメント(KTr・RTr)、及びトレーラ後部303とトレーラ重心302のロール角差によるねじりモーメント(KTtorsion_r・(RTr-RTCG))が釣り合い状態にあるので次式が成り立つ。
KTtorsion_f ・ (RTCG-RC) + KTtorsion_r ・ (RTCG-RTr) = mT ・ Gy ・ hT ・ ・ ・ Formula (45)
-Trailer rear 303:
When in a steady state, the moment to maintain the roll angle by the suspension (KTr / RTr) and the torsional moment (KTtorsion_r · (RTr-RTCG)) due to the roll angle difference between the trailer rear part 303 and the trailer center of gravity 302 are balanced. Since it is in a state, the following equation holds.

KT・RTr+KTtorsion_r・(RTr-RTCG)=0 ・・・式(46)
以上の式をトレーラ重心位置のロール角RTCGについてまとめると上記の式(32)が導出できる。
KT ・ RTr + KTtorsion_r ・ (RTr-RTCG) = 0 ・ ・ ・ Formula (46)
The above formula (32) can be derived by summarizing the above formula for the roll angle RTCG of the trailer center of gravity position.

また、カプラーはトラクタ後部103のほぼ真上に設置されていることから、トラクタカプラー部102とトラクタ後部103を一体と考えることもできる。その場合、LHr=0(LHead=LHf)となり、上記の式(34)が導出できる。 Further, since the coupler is installed almost directly above the tractor rear portion 103, the tractor coupler portion 102 and the tractor rear portion 103 can be considered as one body. In that case, L Hr = 0 (L Head = L Hf ), and the above equation (34) can be derived.

9)横転危険判定部
横転危険判定部9では、トレーラロール角推定部8からのロール角出力値Routと横転危険判定しきい値Rthresholdとの関係が次式を満たす場合、横転危険性が高いと判定し、横転危険警報部10に横転危険信号を送る。
9) Roll-over risk judgment unit The roll-over risk judgment unit 9 has a roll-over risk when the relationship between the roll angle output value R out from the trailer roll angle estimation unit 8 and the roll-over risk judgment threshold R threshold satisfies the following equation: A rollover danger signal is sent to the rollover danger warning unit 10 when it is determined that the value is high.

|ROUT|> Rthreshold ・・・式(47)
10)横転危険警報部
横転危険警報部10では、横転危険信号を受け取った場合、運転者に警報ランプ、警報音などで警告する。
| R OUT | > R threshold・ ・ ・ Formula (47)
10) Rollover danger warning unit When the rollover danger warning unit 10 receives a rollover danger signal, it warns the driver with an alarm lamp, sound, etc.

なお、図14に示すように、横転危険警報部10の代わりに横転抑制制御部20を設け、横転危険信号を受け取った場合、車両のブレーキやエンジンをコントロールし、車両を減速させ横転を抑制させる構成としても良い。   As shown in FIG. 14, a rollover suppression control unit 20 is provided instead of the rollover danger warning unit 10, and when a rollover danger signal is received, the vehicle brakes and engine are controlled to decelerate the vehicle and suppress rollover. It is good also as a structure.

変形例:
上記のロール角をロール角速度或いはロール角加速度に置き換えることができ、その場合はそれぞれ、トレーラのロール角速度推定装置、トレーラのロール角加速度推定装置として動作せることができる。
Variation:
The roll angle can be replaced with a roll angular velocity or a roll angular acceleration. In this case, the roll angular velocity estimation device and trailer roll angular acceleration estimation device can be operated.

例えば上記の実施例において、トレーラ300のロール角速度推定装置とした場合、図6(1)の構成においてロール角演算部をロール角速度演算部に置き換え、ロール角速度演算部において、式(1)或いは式(2)で求めたロール角を微分することで、ロール角速度を求める。或いは、同図(2)の構成においてロールレートセンサの計測値をそのままトレーラロール角速度推定演算部に出力するようにし、他の構成部分でのロール角をロール角速度に置き換える。   For example, in the above embodiment, when the roll angular velocity estimation device of the trailer 300 is used, the roll angle calculation unit is replaced with the roll angular velocity calculation unit in the configuration of FIG. 6 (1). The roll angular velocity is obtained by differentiating the roll angle obtained in (2). Alternatively, the measurement value of the roll rate sensor is output as it is to the trailer roll angular velocity estimation calculation unit in the configuration of FIG. 2 (2), and the roll angle in the other components is replaced with the roll angular velocity.

このようにすることでトレーラのロール角速度推定装置とすることができ、推定したトレーラのロール角速度を用いて、横転危険判定を行い、横転の危険性がある場合、警報を出す、或いは車両を減速制御し横転を抑制することができる。   In this way, the trailer roll angular velocity estimation device can be used, and the estimated roll angular velocity of the trailer is used to make a rollover risk determination. If there is a risk of rollover, an alarm is issued or the vehicle is decelerated. Control and suppress rollover.

なお、本発明は、上記実施例によって限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づき、当業者によって種々の変更が可能なことは明らかである。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is apparent that various modifications can be made by those skilled in the art based on the description of the scope of claims.

一般的なトラクタ及びトレーラから成る連結車両の概略側面図(トラクタ後軸1軸でトレーラ軸1軸の場合)である。1 is a schematic side view of a connected vehicle including a general tractor and trailer (in the case of one trailer shaft and one trailer shaft). FIG. 一般的なトラクタ及びトレーラから成る連結車両の概略側面図(トラクタ後軸1軸でトレーラ軸2軸の場合)である。1 is a schematic side view of a connected vehicle including a general tractor and a trailer (in the case of a tractor rear shaft of one axis and a trailer shaft of two axes). FIG. 一般的なトラクタ及びトレーラから成る連結車両の概略側面図(トラクタ後軸2軸でトレーラ軸2軸の場合)である。1 is a schematic side view of a connected vehicle including a general tractor and a trailer (in the case of two trailer shafts and two trailer shafts). 一般的なトラクタ及びトレーラから成る連結車両の概略側面図(トラクタ後軸2軸でトレーラ軸3軸の場合)である。FIG. 2 is a schematic side view of a connected vehicle including a general tractor and a trailer (in the case of two tractor rear shafts and three trailer shafts). 本発明に係る車両の横転防止装置の実施例の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the Example of the vehicle rollover prevention apparatus which concerns on this invention. 図5に示すトラクタ後部ロール角検出部の構造を概略的に示した図である。FIG. 6 is a diagram schematically showing a structure of a tractor rear roll angle detection unit shown in FIG. 図5に示す連結総重量推定部の構成を示したブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a connected total weight estimation unit shown in FIG. 図5に示す第5輪荷重推定部の構成を示したブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a fifth wheel load estimating unit shown in FIG. 図5に示すトラクタ横加速度検出部の構成を示したブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a tractor lateral acceleration detection unit shown in FIG. 図5に示すトラクタ前軸サスロール剛性演算部の構成を示したブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a tractor front shaft suspension roll stiffness calculation unit shown in FIG. 図5に示すトラクタ後軸サスロール剛性演算部の構成を示したブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a tractor rear shaft suspension roll stiffness calculation unit shown in FIG. 図5に示すトレーラロール角推定部の演算フローチャート図である。FIG. 6 is a calculation flowchart of the trailer roll angle estimation unit shown in FIG. 連結車両のロール運動をモデル化した図である。It is the figure which modeled the roll motion of the connection vehicle. 本発明の変形例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the modification of this invention. 実車走行試験(ステップ操舵)時のトラクタ及びトレーラのロール角特性を示したグラフ図である。It is the graph which showed the roll angle characteristic of the tractor and the trailer at the time of an actual vehicle running test (step steering).

符号の説明Explanation of symbols

1 トラクタ後部ロール角検出部
2 連結総重量推定部
3 第5輪荷重推定部
4 トラクタ横加速度検出部
5 トラクタ前輪サスロール剛性演算部
6 トラクタ後輪サスロール剛性演算部
7 トレーラねじり剛性入力部
8 トレーラロール角推定部
9 横転危険判定部
10 横転危険警報部
11,12 リアサスペンション
13,14 サスペンションストロークセンサ
15 ロール角演算部
16 ロールレートセンサ
20 横転抑制制御部
21 アクセル開度センサ
22 エンジン回転数センサ
23 車両前後加速度センサ
24,27 演算部
25 トラクタ各輪ブレーキ圧力センサ
26 トレーラブレーキ圧力センサ
31 トラクタ各輪エアサス圧力センサ
32,34 演算部
33 トラクタ各輪エアサスストロークセンサ
41 トラクタ横加速度センサ
42 信号処理部
43 操舵角センサ
44 車両速度センサ
45 トラクタ横加速度演算部
51 トラクタ前軸各輪エアサス圧力センサ
52 前軸ロール剛性推定演算部
53 トラクタ前軸サスロール剛性
61 トラクタ後軸各輪エアサス圧力センサ
62 後軸ロール剛性推定演算部
63 トラクタ後軸サスロール剛性
100 トラクタ
200 カプラー
300 トレーラ
CG トレーラ重心
図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
1 Tractor rear roll angle detector
2 Consolidated total weight estimation unit
3 Fifth wheel load estimation section
4 Tractor lateral acceleration detector
5 Tractor front wheel suspension roll stiffness calculator
6 Tractor rear wheel suspension roll stiffness calculator
7 Trailer torsional rigidity input section
8 Trailer roll angle estimation unit
9 Rollover risk judgment section
10 Roll-over danger warning section
11,12 Rear suspension
13,14 Suspension stroke sensor
15 Roll angle calculator
16 Roll rate sensor
20 Rollover suppression control unit
21 Accelerator position sensor
22 Engine speed sensor
23 Vehicle longitudinal acceleration sensor
24,27 Calculation unit
25 Tractor wheel brake pressure sensor
26 Trailer brake pressure sensor
31 Tractor wheel air suspension pressure sensor
32,34 Calculation unit
33 Tractor wheel suspension stroke sensor
41 Tractor lateral acceleration sensor
42 Signal processor
43 Steering angle sensor
44 Vehicle speed sensor
45 Tractor lateral acceleration calculator
51 Tractor front wheel air suspension pressure sensor
52 Front axis roll stiffness estimation calculator
53 Tractor front shaft suspension rigidity
61 Tractor rear wheel air suspension pressure sensor
62 Rear axis roll stiffness estimation calculation unit
63 Tractor rear shaft suspension roll rigidity
100 tractors
200 coupler
300 trailers
CG trailer center of gravity In the figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (9)

トラクタとトレーラから成る車両の横転防止装置であって、
該トラクタの後部ロール角を検出するトラクタ後部ロール角検出手段と、
該トラクタ及び該トレーラの連結総重量を推定する連結総重量推定手段と、
該トラクタ及び該トレーラを連結するカプラーが受ける荷重を推定する荷重推定手段と、
該トラクタの前軸サスペンションのロール剛性を演算するトラクタ前軸サスロール剛性演算部と、
該トラクタの後軸サスペンションのロール剛性を演算するトラクタ後軸サスロール剛性演算部と、
該トラクタ後部ロール角と該連結総重量と該荷重と該前軸サスペンションのロール剛性と該後軸サスペンションのロール剛性と該トレーラの所定のねじり剛性とに基づき、該トレーラのロール角を推定するトレーラロール角推定手段と、
を備えたことを特徴とする車両の横転防止装置。
A vehicle rollover prevention device comprising a tractor and a trailer,
A tractor rear roll angle detecting means for detecting a rear roll angle of the tractor;
A total connection weight estimating means for estimating a total connection weight of the tractor and the trailer;
Load estimating means for estimating a load received by the coupler connecting the tractor and the trailer;
A tractor front shaft suspension roll stiffness calculation unit for calculating the roll stiffness of the front shaft suspension of the tractor;
A tractor rear shaft suspension roll stiffness calculation unit for calculating the roll stiffness of the rear shaft suspension of the tractor;
Trailer for estimating the roll angle of the trailer based on the rear roll angle of the tractor, the total connection weight, the load, the roll rigidity of the front axle suspension, the roll rigidity of the rear axle suspension, and the predetermined torsional rigidity of the trailer. Roll angle estimation means;
A vehicle rollover prevention device characterized by comprising:
請求項1において、
該トレーラの所定のねじり剛性が、トレーラねじり剛性入力部から与えられるか、又は予め該トレーラロール角推定手段に記憶されていることを特徴とした車両の横転防止装置。
In claim 1,
A vehicle rollover prevention device, wherein a predetermined torsional rigidity of the trailer is given from a trailer torsional rigidity input unit or stored in advance in the trailer roll angle estimating means.
請求項1又は2において、
該トレーラロール角推定手段が、該連結総重量と既知のトラクタ重量からトレーラ重量を求め、該トレーラ重量と該荷重からトレーラホイールベースに対する連結軸−トレーラ前後重心間距離の比率を算出し、該比率と該トラクタ後部ロール角と両サスロール剛性と該トレーラねじり剛性、並びに既知のトラクタねじり剛性とに基づき該トレーラロール角を演算することを特徴とした車両の横転防止装置。
In claim 1 or 2,
The trailer roll angle estimation means obtains a trailer weight from the total connection weight and a known tractor weight, calculates a ratio of the distance between the connection shaft and the front and rear center of gravity relative to the trailer wheel base from the trailer weight and the load, and the ratio The trailer roll angle is calculated based on the tractor rear roll angle, both suspension roll stiffness, trailer torsion stiffness, and known tractor torsion stiffness, and a vehicle rollover prevention device.
請求項1又は2において、
該トレーラロール角推定手段が、該連結総重量と既知のトラクタ重量からトレーラ重量を求め、該トレーラ重量と該荷量からトレーラホイールベースに対する連結軸−トレーラ前後重心間距離の比率を算出し、該比率と該トラクタ後部ロール角と両サスロール剛性と該トレーラねじり剛性、並びに既知のトラクタホイールベースとトラクタ前軸−連結軸間距離と連結軸−トラクタ後軸間距離とトラクタねじり剛性とに基づき該トレーラロール角を演算することを特徴とした車両の横転防止装置。
In claim 1 or 2,
The trailer roll angle estimation means obtains a trailer weight from the total weight of the connection and a known tractor weight, calculates a ratio of a distance between the connecting shaft and the front-rear center of gravity relative to the trailer wheel base from the trailer weight and the load, ratio and the tractor rear roll angle and both Sasuroru rigidity and the trailer torsional stiffness, as well known tractor wheel base and tractor front axle - the connecting shaft distance and the connecting shaft - the trailer based on the center distance and the tractor torsional stiffness after tractor A rollover prevention device for a vehicle characterized by calculating a roll angle.
請求項3又は4において、
該トラクタの横加速度を検出する横加速度検出手段をさらに備え、該トレーラロール角の演算に該横加速度並びに既知のトラクタばね上重量とトラクタばね上重心のロール軸からの高さとを加えることを特徴とした車両の横転防止装置。
In claim 3 or 4,
The apparatus further comprises a lateral acceleration detecting means for detecting a lateral acceleration of the tractor, and adds the lateral acceleration, a known weight on the tractor spring, and a height from the roll axis of the tractor spring center of gravity to the calculation of the trailer roll angle. A vehicle rollover prevention device.
請求項3から5のいずれか1つにおいて、
該トレーラホイールベースが、連結軸の位置から単数トレーラ軸の位置又は複数トレーラ軸の中間位置までの距離であることを特徴とした車両の横転防止装置。
In any one of claims 3 to 5,
A vehicle rollover prevention device, wherein the trailer wheel base is a distance from a position of a connecting shaft to a position of a single trailer shaft or an intermediate position of a plurality of trailer shafts.
請求項1から6のいずれか1つにおいて、
該トレーラロール角に基づいて横転危険判定する手段と、この判定結果に基づいて警報を発する手段と、をさらに備えたことを特徴とする車両の横転防止装置。
In any one of Claims 1-6,
A vehicle rollover prevention device, further comprising: means for determining a rollover risk based on the trailer roll angle; and means for issuing an alarm based on the determination result.
請求項1から6のいずれか1つにおいて、
該トレーラロール角に基づいて横転危険判定する手段と、この判定結果に基づいて横転抑制制御を行う手段と、をさらに備えたことを特徴とする車両の横転防止装置。
In any one of Claims 1-6,
An apparatus for preventing a rollover of a vehicle, further comprising means for determining a rollover risk based on the trailer roll angle, and means for performing a rollover suppression control based on the determination result.
請求項1から8のいずれか1つにおいて、
該ロール角の代わりに、ロール角速度又はロール角加速度を用いることを特徴とした車両の横転防止装置。
In any one of Claims 1-8,
A rollover prevention device for a vehicle, characterized by using a roll angular velocity or a roll angular acceleration instead of the roll angle.
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