JP4201179B2

JP4201179B2 - ジャックナイフ現象防止装置

Info

Publication number: JP4201179B2
Application number: JP2003085147A
Authority: JP
Inventors: 原仁苛
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2023-03-26
Also published as: JP2004291751A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はセミトレーラのジャックナイフ現象防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７、８は、セミトレーラのジャックナイフ現象とその回避のための説明図であって、トラクタ１のカプラ５にセミトレーラ３の前輪（カプラピン）が嵌着されて連結状態にある状態を示している。
【０００３】
図７は連結側面を示し、図８は上面図であって、図８において、トラクタ１の制動とセミトレーラ３の制動のタイミングがずれて、セミトレーラ３の制動力がトラクタ１より遅れた場合あるいはスリップ等によりトラクタの制動力が所定値より小さくなった場合のジャックナイフ現象の状態を示している。符号θはジャックナイフ現象によって生じた連結角である。とくに急制動時にこの連結角θが大きくなって全車スピン状態や、転覆にいたることがある。
【０００４】
このような現象は、濡れた路面、雪道、氷結路面等による路面摩擦係数の低い状態で発生し、その対策として一般にＡＢＳ等が使用されている。
【０００５】
図８における符号２０は、ＩＳＯ規格でスタビリティー・コントロール・システムと定義されている走行安定装置（例えば、商品名ＥＳＣ）であって、トラクタ１の操舵角、ヨーレート、車速等を検知してトラクタ１及びセミトレーラ３の各軸、各輪１ｆ、１ｒ及び３ｒに制動力をかけながらエンジン回転速度を制御して車両走行の安定性を図っている。
【０００６】
しかしながら、この走行安定装置２０ではジャックナイフ現象に至らない範囲では有効であるが、ジャックナイフ現象を検知できないこと、したがってジャックナイフ現象から加速して車両姿勢を立て直す操作ができない、という欠点があった。
【０００７】
従来、提案されている技術で、トレーラ３の前部に設けた電磁コイルとリミットスイッチによりトラクタ１とトレーラ３の相対回動角θを検知してカプラ５に設けたロック装置を作動させる例がある（例えば、特許文献１参照）。
また、トラクタ１にリターダを設けた連結車両のリターダ作動時に連結部への突き上げ力が所定値以上ではカプラ５に設けたロック装置を作動させる例がある（例えば、特許文献２参照）。
また、走行中にトラクタ１側のブレーキ力よりもトレーラ３側のブレーキ力が弱くなり連結部に発生する突き上げ力が所定のしきい値以上になると、そのしきい値に応じたエア圧を供給してトレーラ３のブレーキ力を調整する例がある（例えば、特許文献３参照）。
また、ブレーキ作動時のトレーラ３の軸重に応じたエア圧をトレーラの各チャンバに供給させてＡＢＳ制御を効果的に行う例がある（例えば、特許文献４参照）。
また、トレーラ３がスイング傾向になったときにトレーラ３のブレーキレシオを小さくし、ジャックナイフ傾向になったときにブレーキレシオを大きくしている例がある（例えば、特許文献５参照）。
しかしながら、上記技術は何れも構造が複雑であり、実用的に作用効果を安定にすることが困難であった。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−２１９３４０号（図１及びその説明参照）
【特許文献２】
特開平７−２５７３３５号（図１及びその説明参照）
【特許文献３】
特開平８−９１１８６号（図１及びその説明参照）
【特許文献４】
特開平９−５８４４２号（図１及びその説明参照）
【特許文献５】
特開平１０−１２９４６１号（図１及びその説明参照）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、構成が単純で安定性のあるジャックナイフ現象防止装置の提供を目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
発明者は種々研究の結果、実績のある走行安定装置（例えば、商品名ＥＳＣ）等と組み合わせたジャックナイフ現象防止装置を開発した。
【００１１】
本発明のジャックナイフ現象防止装置は、セミトレーラ（３）のジャックナイフ現象を走行安定制御装置（２０）と組合せて防止するジャックナイフ現象防止装置において、セミトレーラ（３）の前部にはジャンパーケーブル（１３）に係設されて非接触型の位置センサ（１４）がマグネット式着脱装置（１５）により固着され、セミトラクタのキャブバック（２）には前記位置センサ（１４）と相対する位置にその位置センサ（１４）の位置信号を受信する受信装置（１２）が設置され、その受信装置（１２）からの位置信号を受信しトレーラの連結角（θ）を演算する位置コントローラ（１８）が設けられており、その位置コントローラ（１８）は位置センサ（１４）との距離（Ｌ２）の直進状態との偏差からトレーラの連結角（θ）を演算して前記走行安定装置（２０）に送信する機能を有し、前記走行安定装置（２０）は位置コントローラ（１８）からの信号に基づきトラクタ（１）およびトレーラ（３）の制動力とエンジン回転速度とを制御しジャックナイフを防止する機能を有している。
【００１２】
上記構成によって、位置センサの受信装置からの検知信号に基いて位置コントローラが連結角を算出してそのデータを走行安定制御装置に送信し、走行安定制御装置に最適制御をさせる。また、位置コントローラが連結角を算出してジャックナイフ現象が発生したらドライバに注意信号を発信する。前記、走行安定制御装置は商品名ＥＳＣが好ましい。
【００１４】
上記によって、位置センサはジャンパーケーブルの着脱と共に確実にトレーラにあるいは、から着脱される。また、位置センサはトラクタ側の電源が使用できる。
【００１６】
非接触型センサは、磁気波、超音波、レーザ波、等の発信装置のいずれでもよい。
【００１７】
また、本発明のジャックナイフ現象防止装置は、セミトレーラ（３）のジャックナイフ現象を走行安定制御装置（２０）と組合せて防止するジャックナイフ現象防止装置において、セミトレーラ（３）の前部とセミトラクタ（１）との間には水平横方向に適宜の間隔を隔てて複数の変位計測手段が設けられており、その変位計測手段はリボン式変位計（２１、２５）であってその一方の端部（２４、２８）はトレーラ前端の車両幅端部近傍にマグネット着脱装置（１５）で固着され、他方の端部はトラクタのキャブバック（２）の相対する位置に変位検出部（２２、２６）によって取付られ、その変位検出部（２２、２６）からの変位信号を受けてトレーラの連結角（θ３）を演算する変位コントローラ（１８Ａ）が設けられており、その変位コントローラ（１８Ａ）はそれぞれのリボン式変位計の端部（２１、２５）と変位検出部（２２、２６）との距離（Ｌ２１、Ｌ２５）の差からトレーラの連結角（θ３）を演算し前記走行安定装置（２０）に送信する機能を有し、前記走行安定装置（２０）はその変位コントローラ（１８Ａ）の信号に基づきトラクタ（１）およびトレーラ（３）の制動力とエンジン回転速度とを制御しジャックナイフを防止する機能を有している。
【００１８】
上記構成によって、複数の変位計測手段によるトラクタ〜トレーラ間の距離の差に基いて変位コントローラが連結角を算出してそのデータを走行安定制御装置に送信し、走行安定制御装置に最適制御をさせる。また、変位コントローラが連結角を算出してジャックナイフ現象が発生したらドライバに注意信号を発信する。
【００２０】
変位計測手段は、たとえば差動トランス方式のものは、壊れ難く、信頼性が高いので好適である。
【００２２】
上記構成を採用すれば、リボンの端部をトレーラへ着脱することは容易であり、且つ、確実に着脱することが出来る。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。従来技術の説明で使用した符号、名称は、構成、機能が同じであれば重ねて使用する。
【００２４】
図１〜図３において、本発明のジャックナイフ現象防止装置の第１実施形態について説明する。
図１、２は、トラクタ１のカプラ５にセミトレーラ３が連結された状態での、ジャックナイフ現象防止装置Ｚ１の配置構成を示している。
【００２５】
トレーラ３の前端の車両中心近傍に、位置センサ１４がジャンパーケーブル１３に係設されてかつ、マグネット式着脱装置１５に固定にされていて、トレーラ３の連結、切り離しに対応できるよう構成されている。位置センサ１４は磁気波、超音波、レーザ波等の発信装置のいずれでもよい。位置センサ１４と後記する受信装置１２とは、通常、車両中央部に設けられるケーブル懸架部材との干渉を避けた位置であってもよい。
【００２６】
トラクタ１のキャブバック２に位置センサ１４からの位置信号を受信する機能を有する受信装置１２が、位置センサ１４に相対する位置に取付けられていて、図示しない電線でトラクタ１の適宜な位置に設置されている位置コントローラ１８に連通されている。
【００２７】
位置コントローラ１８は、受信装置１２からの位置信号を受信して、トレーラ３の折れ曲がり角、即ち連結角を演算して走行安定装置２０に図示しない電線を介して送信する機能を有して構成されている。
【００２８】
走行安定装置２０は、ＩＳＯ規格で規定される公知の機能即ちトラクタ１の操舵角、ヨーレート、車速等を検知して、トラクタ１及びトレーラ３の各輪１ｆ、１ｒ及び３ｒの制動力とエンジン回転速度とを制御して走行安定をはかる演算機能を有して構成され、位置コントローラ１８の信号に基いて姿勢制御をさせる機能を有している。走行安定装置２０は、例えば商品名ＥＳＣがよい。
【００２９】
上記構成による、ジャックナイフ現象防止装置Ｚ１の作用について、図３を参照して説明する。
図３は、制動時のトラクタ１とトレーラ３の制動タイミング差によって連結角θ２が生じた状態を示している。
【００３０】
図３の状態に到る前の車両走行時とそれ以前の停車状態を含めて、トレーラ３の挙動を常時、位置センサ１４が検知する。そして、その位置情報を受信装置１２に送信する。受信センサ１２はその信号を位置コントローラ１８に送信する。
【００３１】
位置コントローラ１８に送られたその送信情報は、図３における位置センサ１４と受信装置１２との間の距離の変化、図においては連結角θがゼロの場合の距離｛Ｌ１｝と、連結角θがθ２の場合の距離｛Ｌ２｝との差によって直進状態からの偏差である連結角θ２が算出される。そしてその連結角θ２を走行安定装置２０に送信する。同時に連結角θ２が所定の値以上、あるいは連結角θの増加率が所定値以上であれば、ドライバに警報あるいは警光等を発信する。
【００３２】
走行安定装置２０は、位置コントローラ１８から送られた送信情報と、ＡＢＳ機能の１部である各輪１ｆ、１ｒの左右輪のスリップ状態とから、連結角θ２の方向たとえば図においては進行方向の右側であることを判断して最適な制御を行い、ジャックナイフ現象防止を防止する。
【００３３】
また、ドライバは走行安定装置２０による制御にまかせることのほかに、場合によってはトラクタ１を加速させて、ジャックナイフ現象の増加を予防したり、ジャックナイフ現象からの脱出ができる。
【００３４】
上記は、制動時のジャックナイフ現象についての説明であるが、旋回時のトレーラスイング現象にも同様の作用によって対応がされる。
また、極低速でのバック走行時に起きるジャックナイフ現象の防止にも同様の警報あるいは警光等を発信する。
【００３５】
図４、５は、ジャックナイフ現象防止装置の第２実施形態であって、トラクタ１のカプラ５にセミトレーラ３が連結された状態での、ジャックナイフ現象防止装置Ｚ２の配置構成を示している。
【００３６】
トレーラ３とトラクタ１との間に本例では２組の変位計測手段が水平横方向に適宜の距離を設けて下記のように取付けられている。
即ち、トレーラ３前端の車両幅の右端近傍に、変位計測手段であるリボン式変位計２１のリボン端部２４がマグネット式着脱装置１５で固定されていて、トレーラ３の連結、切り離しに対応できるよう構成されている。
【００３７】
リボン式変位計２１のリボンストロークを変位として検出する変位検出部２２は、トラクタ１のキャブバック２にリボン端部２４に相対する位置に取付けられていて、図示しない電線で変位コントローラ１８Ａに連通されている。
【００３８】
右端と同様に、トレーラ３前端の車両幅の左端近傍に、リボン式変位計２５のリボン端部２８がマグネット式着脱装置１５で固定されていて、トレーラ３の連結、切り離しに対応できるよう構成され、トラクタ１のキャブバック２にリボン式変位計２５の変位検出部２６がリボン端部２８に相対する位置に取付けられており、図示しない電線で変位コントローラ１８Ａに連通されている。
【００３９】
変位コントローラ１８Ａは、リボン式変位計２１及び２５からの変位信号を受信して、トレーラ３の折れ曲がり角、即ち連結角を演算して走行安定装置２０に図示しない電線を介して送信する機能を有して構成されている。
【００４０】
走行安定装置２０は、ＩＳＯ規格で規定される公知の機能即ちトラクタ１の操舵角、ヨーレート、車速等を検知して、トラクタ１及びトレーラ３の各輪１ｆ、１ｒ及び３ｒの制動力とエンジン回転速度とを制御して走行安定をはかるＡＢＳの基本的な機能を有して構成され、さらに位置コントローラ１８Ａの信号に基いて姿勢制御をさせる機能を有している。走行安定装置２０は、例えば商品名ＥＳＣがよい。
【００４１】
上記構成による、ジャックナイフ現象防止装置Ｚ２の作用を図６を参照して説明する。
図６は、走行時の制動時のトラクタ１とトレーラ３の制動タイミング差によって連結角θ３が生じた状態を示している。
【００４２】
図６の状態に到る前の車両走行時とそれ以前の停車状態を含めて、トレーラ３の挙動をトラクタ１との間の距離によって、常時、リボン式変位計２１及び２５が検知する。そして、その変位情報を変位検出部２２及び２６からそれぞれ変位コントローラ１８Ａに送信する。
【００４３】
変位コントローラ１８Ａに送られたその送信情報によって、図６におけるリボン式変位計２１のリボン端部２４と変位検出部２２の間の距離｛Ｌ２１｝と、リボン端部２８と変位検出部部２６の間の距離｛Ｌ２５｝との差から連結角θ３が算出される。そしてその連結角θ３を走行安定装置２０に送信する。同時に連結角θ３が所定の値以上、あるいは連結角θの増加率が所定値以上であれば、ドライバに警報あるいは警光等を発信する。
【００４４】
走行安定装置２０は、変位コントローラ１８Ａから送られた送信情報から、連結角θ３の方向たとえば図においては進行方向の右側であることを判断して最適な制御を行い、ジャックナイフ現象防止を防止する。
【００４５】
また、ドライバは走行安定装置２０による制御にまかせることのほかに、場合によってはトラクタ１を加速させて、ジャックナイフ現象の増加を予防したり、ジャックナイフ現象からの脱出をはかることができる。
【００４６】
上記は、制動時のジャックナイフ現象についての説明であるが、旋回時のトレーラスイング現象にも同様の作用によって対応がされる。
また、極低速でのバック走行時に起きるジャックナイフ現象の防止にも同様の警報あるいは警光等を発信する。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の作用効果を以下に列挙する。
（ａ）本発明の第１実施形態によれば、トレーラに取付けた位置センサと、トラクタに取付けた位置コントローラによりジャックナイフ現象にいたるトレーラの直進状態からの偏差である連結角が算出され、その連結角に対して走行安定装置（商品名ＥＳＣ）が各輪ごとの制動力とエンジン回転速度を制御してジャックナイフ現象を防止するので構造が単純で安定性のある装置にできる。
（ｂ）第１実施形態の位置センサをジャンパーケーブルに係設すれば、トラクタ側の電源で作動させることができ、他の電源を要しない。
（ｃ）第１実施形態の位置センサを非接触型センサにすれば、配線が省略され装着が容易である。
（ｄ）第２実施形態によれば、トラクタとトレーラの間を複数の変位計測手段で計測し、それら変位量の差から直進状態からの偏差である連結角が算出され、その連結角に対して走行安定装置（商品名ＥＳＣ）が各輪ごとの制動力とエンジン回転速度を制御してジャックナイフ現象を防止するので構造が単純で安定性のある装置にできる。
（ｅ）第２実施形態の変位計測手段をリボン式変位計にすれば、堅牢で信頼性の高い計測手段になる。
（ｆ）リボン式変位計のリボン端部及び位置センサをマグネット着脱装置にすれば、着脱が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の構成を示す車両側面図。
【図２】同上の上面図。
【図３】第１実施形態によるジャックナイフ現象防止作用の説明図。
【図４】本発明の第２実施形態の構成を示す車両側面図。
【図５】同上の上面図。
【図６】第２実施形態によるジャックナイフ現象防止作用の説明図。
【図７】従来のセミトレーラのジャックナイフ現象とその回避のための説明図であって、トラクタとセミトレーラの連結側面図。
【図８】図８と同様なジャックナイフ現象とその回避のための説明図であって、トラクタとセミトレーラの上面図。
【符号の説明】
θ・・・連結角
１・・・トラクタ
１ｆ・・トラクタ前輪
１ｒ・・トラクタ後輪
３・・・セミトレーラ
３ｒ・・セミトレーラ後輪
５・・・カプラ
１２・・受信装置
１３・・ジャンパーケーブル
１４・・位置センサ
１５・・マグネット式着脱装置
１８・・位置コントローラ
２０・・ＥＳＣ（走行安定制御装置）

Claims

セミトレーラ（３）のジャックナイフ現象を走行安定制御装置（２０）と組合せて防止するジャックナイフ現象防止装置において、セミトレーラ（３）の前部にはジャンパーケーブル（１３）に係設された非接触型の位置センサ（１４）がマグネット式着脱装置（１５）により固着され、セミトラクタのキャブバック（２）には前記位置センサ（１４）と相対する位置にその位置センサ（１４）の位置信号を受信する受信装置（１２）が設置され、その受信装置（１２）からの位置信号を受信しトレーラの連結角（θ）を演算する位置コントローラ（１８）が設けられており、その位置コントローラ（１８）は位置センサ（１４）との距離（Ｌ２）の直進状態との偏差からトレーラの連結角（θ）を演算して前記走行安定装置（２０）に送信する機能を有し、前記走行安定装置（２０）は位置コントローラ（１８）からの信号に基づきトラクタ（１）およびトレーラ（３）の制動力とエンジン回転速度とを制御しジャックナイフを防止する機能を有していることを特徴とするジャックナイフ現象防止装置。
セミトレーラ（３）のジャックナイフ現象を走行安定制御装置（２０）と組合せて防止するジャックナイフ現象防止装置において、セミトレーラ（３）の前部とセミトラクタ（１）との間には水平横方向に適宜の間隔を隔てて複数の変位計測手段が設けられており、その変位計測手段はリボン式変位計（２１、２５）であってその一方の端部（２４、２８）はトレーラ前端の車両幅端部近傍にマグネット着脱装置（１５）で固着され、他方の端部はトラクタのキャブバック（２）の相対する位置に変位検出部（２２、２６）によって取付られ、その変位検出部（２２、２６）からの変位信号を受けてトレーラの連結角（θ３）を演算する変位コントローラ（１８Ａ）が設けられており、その変位コントローラ（１８Ａ）はそれぞれのリボン式変位計の端部（２１、２５）と変位検出部（２２、２６）との距離（Ｌ２１、Ｌ２５）の差からトレーラの連結角（θ３）を演算し前記走行安定装置（２０）に送信する機能を有し、前記走行安定装置（２０）はその変位コントローラ（１８Ａ）の信号に基づきトラクタ（１）およびトレーラ（３）の制動力とエンジン回転速度とを制御しジャックナイフを防止する機能を有していることを特徴とするジャックナイフ現象防止装置。