JP4394274B2 - トラクタおよび少なくとも１つのセミトレーラないしトレーラからなる連結車の安定化装置および方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トラクタおよび少なくとも１つのセミトレーラないしトレーラからなる連結車の安定化装置および方法に関するものである。この場合、本発明の意味におけるトラクタは乗用車であってもまたはトラックであってもよい。本発明の意味におけるトレーラは、トラックのトレーラであってもまたは乗用車のためのトレーラ例えばキャンピング・カーであってもよい。
【０００２】
【従来の技術】
ドイツ特許公開第２５４７４８７号から、少なくとも先導部分および従動部分からなる車両の安定化装置が既知である。この場合、従動部分はヒンジ継手を介して先導部分と結合されている。この装置は、先導部分と従動部分との間に発生する屈曲角を走査するための測定値伝送器を有している。さらに、かじ取り角を測定するための測定値伝送器が設けられている。この装置は評価回路を含み、屈曲角がかじ取り角の関数である所定の角度値を超えたとき、評価回路に両方の測定値伝送器の信号が供給され、かつ評価回路は出力信号を発生する。所定の角度値は、かじ取り角の関数として決定され、かつそれぞれの走行状況において許容される屈曲角に対応している。さらに、安定化装置に、従動部分の少なくとも１つの車軸にブレーキ圧力を自動操作するための装置が設けられ、この自動操作装置は評価回路の出力信号により操作される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
トラクタおよび少なくとも１つのセミトレーラないしトレーラからなる連結車の安定化のための改善された装置ないし改善された方法を提供することが本発明の課題である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、本発明により、安定化装置が、トラクタのヨー速度ωおよびトラクタの目標ヨー速度ω^*の関数として、またはトラクタのヨー速度ω、連結車の速度Ｖおよびかじ取り角δの関数として、少なくとも１つのセミトレーラまたはトレーラのブレーキを自動調節するためのブレーキ計算手段（７）を有することを特徴とする、トラクタおよび少なくとも１つのセミトレーラないしトレーラからなる連結車の安定化のための安定化装置により解決される。
【０００５】
上記課題はまた、本発明により、トラクタのヨー速度ωおよびトラクタの目標ヨー速度ω^*の関数として、またはトラクタのヨー速度ω、連結車の速度Ｖおよびかじ取り角δの関数として、少なくとも１つのセミトレーラまたはトレーラのブレーキが自動調節されることを特徴とする、上記安定化装置によるトラクタおよび少なくとも１つのセミトレーラないしトレーラからなる連結車の安定化方法により解決される。
【０００６】
この場合、トラクタおよび少なくとも１つのセミトレーラまたはトレーラからなる連結車の安定化のために、トラクタのヨー速度およびトラクタの目標ヨー速度の関数として、少なくとも１つのセミトレーラまたはトレーラのブレーキが自動調節される。
【０００７】
代替形態として、トラクタのヨー速度、連結車の速度およびかじ取り角の関数として、少なくとも１つのセミトレーラまたはトレーラのブレーキが自動調節され、この場合、連結車の速度およびかじ取り角からトラクタの目標ヨー速度が決定されることが有利である。連結車の速度およびかじ取り角からトラクタの目標ヨー速度を計算することが、例えば文献「ＦＤＲ−Ｂｏｓｃｈの走行動特性制御」、Ａ．ｖａｎ Ｚａｎｔｅｎ、Ｒ．ＥｒｈａｒｄｔおよびＧ．Ｐｆａｆｆの共著、ＡＴＺ自動車技術誌９６、１９９４年１１月号、頁６７４−６８９および文献「トラックのための走行動特性制御器」、Ｆ．Ｈｅｃｋｅｒ、Ｓ．Ｈｕｍｍｅｌ、Ｏ．Ｊｕｎｄｔ、Ｋ．−Ｄ．Ｌｅｉｍｂａｃｈ、Ｉ．Ｆａｙｅ、Ｈ．Ｓｃｈｒａｍｍの共著、ＳＡＥ−Ｐａｐｅｒ ９７３２８４、１９９７年、頁５９−５６に開示されている。例えばドイツ特許公開第２５４７４８７号に記載の方法を要求するような屈曲角の測定は、この場合には必要ではない。
【０００８】
上記課題は、本発明により、トラクタおよび少なくとも１つのセミトレーラまたはトレーラからなる連結車の安定化のために、トラクタのヨー速度がトラクタのヨー速度目標値より特に許容値だけ大きいとき、セミトレーラまたはトレーラがトラクタよりも強くブレーキ作動されるように少なくとも１つのセミトレーラまたはトレーラのブレーキが自動調節されることにより解決されることが有利である。すなわち、セミトレーラまたはトレーラは、トラクタが過制御されたときブレーキ作動される。例えばドイツ特許公開第２５４７４８７号に記載の方法を要求するような屈曲角の測定は、この場合には必要ではない。本発明による方法は連結車において使用される。この場合、連結車は、トラクタおよびセミトレーラまたはトレーラからなる連結車であっても、または乗用車および例えばキャンピング・カーからなる連結車であってもよい。
【０００９】
トラクタのヨー速度がトラクタのヨー速度目標値より特に許容値だけ大きいとき、セミトレーラまたはトレーラがトラクタよりも強くブレーキ作動されるような少なくとも１つのセミトレーラまたはトレーラのブレーキの調節は、
｜ω^*−ω｜≧ｃ１が成立し、かつ
符号（Δω）≠符号（ω）が成立し、ここで
Δω＝ω^*−ωであるとき、セミトレーラまたはトレーラがトラクタよりも強くブレーキ作動されることにより行われることが有利であり、ここでωはヨー速度であり、ω^*は目標ヨー速度であり、およびｃ１は許容値である。
【００１０】
本発明の有利な実施形態においては、
符号（ｄΔω／ｄｔ）＝符号（Δω）が成立するとき、セミトレーラまたはトレーラがトラクタよりも強くブレーキ作動される。
【００１１】
本発明の他の有利な実施形態においては、
｜ｄΔω／ｄｔ｜≧ｃ２が成立するとき、セミトレーラまたはトレーラがトラクタよりも強くブレーキ作動され、ここでｃ２は他の許容値である。
【００１２】
許容値ｃ１のみならず許容値ｃ２もまた例えば２つの異なる方法で決定可能である。一方で、許容値ｃ１および許容値ｃ２はそれぞれ、別々の値であってもよい。これらの別々の値は、構内において、すなわち適用の範囲内で、走行試験および理論的考察により決定される。この場合、車両の走行中に車両状況に適合可能ではない固定設定された不変の許容値が使用される。
【００１３】
他方で、許容値ｃ１およびｃ２はそれぞれ、特性曲線の形または特性曲線群（多次元特性曲線）の形で記憶されてもよい。特性曲線ないし特性曲線群は、構内において、すなわち適用の範囲内で、走行試験および理論的考察により決定される。このために、車両特性は種々の走行状況において、これらの走行状況において調節される項｜ω^*−ω｜ないし｜ｄΔω／ｄｔ｜の値に関して評価される。すなわち、種々の走行速度において、ないし種々のかじ取り角において、ないし走行路面の種々の摩擦係数においてこれらの項の値が決定され、これらの値は、連結車の不安定性の開始を表わし、ないしはこの値において連結車は不安定性を示し始める。次に、これらの値は特性曲線の形ないしは特性曲線群の形で記憶される。次に、車両の運転中常に、上記の値、すなわち車両速度ないしかじ取り角ないし走行路面の摩擦係数が決定される。これらの値は特性曲線ないし特性曲線群に対する入力値として使用される。次に、これらの入力値の関数として、それぞれの車両状況に対して対応する許容値ｃ１ないしｃ２が決定される。この方法において、結果として、許容値ｃ１のみならず許容値ｃ２もまた常にそれぞれの走行状況に適合される。したがって、例えば高速道路走行（長時間にわたり比較的大きな車両速度でありかつ同時にそれほど大きなかじ取り角変化がない）に対しては、市街交通（比較的小さい速度でありかつ同時に比較的大きいかじ取り角変化がある）における走行とは異なる許容値を設定することもまた可能である。
【００１４】
他の有利な実施形態においては、
｜ω^*−ω｜≧ｃ１が成立し、
符号（Δω）≠符号（ω）が成立し、
符号（Δω／ｄｔ）＝符号（Δω）が成立し、および
｜ｄΔω／ｄｔ｜≧ｃ２が成立するとき、セミトレーラまたはトレーラはトラクタよりも強くブレーキ作動され、ここで
Δω＝ω^*−ωである。
【００１５】
本発明の他の有利な実施形態においては、少なくとも１つのセミトレーラまたはトレーラが両側でほぼ同じようにブレーキ作動される。
本発明の特に有利な実施形態においては、ヨー加速度の符号が切換わった後には、特に直ちに、トラクタのヨー速度およびトラクタの目標ヨー速度の関数としての、またはトラクタのヨー速度、連結車の速度およびかじ取り角の関数としての、少なくとも１つのセミトレーラまたはトレーラのブレーキ調節が中断される。代替形態として、ヨー加速度の値が０の付近の小さい範囲内に存在するかどうかが検査される。この範囲は０の付近の小さい範囲により定義され、すなわちこの範囲は−ＧＢ１から＋ＧＢ１までの区間に対応する。したがって、セミトレーラないしトレーラのブレーキ作動は、正のヨー加速度に対してはヨー加速度が＋ＧＢ１より小さいとき、ないしは負のヨー加速度に対してはヨー加速度が−ＧＢ１より大きいときに中断される。
【００１６】
本発明の意味におけるセミトレーラまたはトレーラのトラクタよりも強いブレーキ作動とは、一般的には、セミトレーラまたはトレーラはブレーキ作動されるが、トラクタはブレーキ作動されないことと理解される。特定の理由から、トラクタのドライバによるブレーキの操作によってトラクタのブレーキにもブレーキ信号が供給されるべき場合、本発明により、セミトレーラのブレーキはトラクタよりも強くブレーキ作動を与え、すなわちセミトレーラないしトレーラはトラクタよりも強くブレーキ作動されるように設計されている。
【００１７】
その他の利点および詳細は実施形態に関する以下の説明から明らかである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１はブレーキ計算手段７に対する一実施形態を示す。ブレーキ計算手段７は、かじ取り角δ、トラクタおよびトレーラまたはセミトレーラからなる連結車の速度Ｖおよびヨー速度ωの関数として、セミトレーラまたはトレーラのブレーキ力に対する目標値Ｆ_S ^*を決定する。かじ取り角δはかじ取り角センサ１により決定される。トラクタおよびセミトレーラまたはトレーラからなる連結車の速度Ｖは、速度センサ２により決定される。代替形態においては、連結車の速度Ｖは、トラクタに対して決定された車輪回転速度の関数として既知のように決定される。トラクタのヨー速度ωはヨー速度センサ３により決定される。ブレーキ力に対する目標値Ｆ_S ^*はブレーキ圧力の制御信号であることが有利である。
【００１９】
ブレーキ計算手段７は目標ヨー速度計算段４を有し、目標ヨー速度計算段４により目標ヨー速度が連結車の速度Ｖおよびかじ取り角δの関数として決定される。
【００２０】
目標値−実際値比較段５により、セミトレーラまたはトレーラのブレーキに対する目標値Ｆ_S ^*は、トラクタのヨー速度ωがトラクタのヨー速度目標値ω^*を許容値ｃ１だけ超えたとき、セミトレーラまたはトレーラのブレーキがセミトレーラまたはトレーラをブレーキ作動させるように調節される。ブレーキ力は特性曲線ないし特性曲線群により設定されることが有利である。このために、入力値として次の値が評価される。すなわち、車両質量（トレーラないしセミトレーラの質量ならびにトラクタの質量）、車両速度ならびに連結車がその上に存在する走行路面の摩擦係数が評価される。次の関係が成立すべきである。すなわち、車両質量が大きくなればなるほど、調節すべきブレーキ力は大きくなる。走行路面の摩擦係数が小さくなればなるほど、調節すべきブレーキ力は小さくなる。
【００２１】
目標値−実際値比較段５は、
｜ω^*−ω｜≧ｃ１が成立し、および
符号（Δω）≠符号（ω）が成立するとき、トレーラまたはセミトレーラがトラクタよりも強くブレーキ作動されるようにトレーラまたはセミトレーラのブレーキに対する目標値Ｆ_S ^*を設定し、この場合、ｃ１は許容値である。
【００２２】
特に有利な実施形態においては、目標値−実際値比較段５は、
｜ω^*−ω｜≧ｃ１が成立し、
符号（Δω）≠符号（ω）が成立し、
符号（ｄΔω／ｄｔ）＝符号（Δω）が成立し、および
｜ｄΔω／ｄｔ｜≧ｃ２が成立するとき、トレーラまたはセミトレーラがトラクタよりも強くブレーキ作動されるようにトレーラまたはセミトレーラのブレーキに対する目標値Ｆ_S ^*を設定し、ここで
Δω＝ω^*−ωである。
【００２３】
図２は、本発明の一使用例における目標ヨー速度ω^*および実際ヨー速度ωの時間ｔに対する線図を示す。この場合、参照符号１０は、
｜ω^*−ω｜≧ｃ１が成立し、および
符号（Δω）≠符号（ω）が成立し、およびトレーラまたはセミトレーラが本発明によりブレーキ作動される時点を示す。
【００２４】
参照符号１１は、時点１０におけるトレーラまたはセミトレーラのブレーキ作動後にヨー加速度の符号が切換わった時点を示す。時点１０において開始されたブレーキ過程は時点１１において中断される。
【００２５】
図３は、図２に示す目標ヨー速度ω^*および実際ヨー加速度ωの時間線図に対応する、トラクタとトレーラまたはセミトレーラとの間の目標屈曲角ΔΨ^*および実際屈曲角ΔΨの時間線図を示す。図３に示すように、本発明による方法を用いて、屈曲角ΔΨを測定しなくても、適切な方法でトレーラまたはセミトレーラを安定させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるブレーキ計算手段に対する一実施形態のブロック回路図である。
【図２】本発明の一使用例における目標ヨー速度および実際ヨー速度の時間線図である。
【図３】本発明の一使用例におけるトラクタとトレーラまたはセミトレーラとの間の屈曲角および目標屈曲角の時間線図である。
【符号の説明】
１ かじ取り角センサ
２ 速度センサ
３ ヨー速度センサ
４ 目標ヨー速度計算段
５ 目標値−実際値比較段
７ ブレーキ計算手段
Ｆ_S ^* セミトレーラまたはトレーラのブレーキ力に対する目標値
Ｖ 連結車の速度
ΔΨ 屈曲角
ΔΨ^* 目標屈曲角
δ かじ取り角
ω ヨー速度
ω^* 目標ヨー速度

Claims (9)

1. トラクタおよび少なくとも１つのセミトレーラないしトレーラからなる連結車の安定化のための安定化装置であって、
   トラクタのヨー速度ωおよびトラクタの目標ヨー速度ω^＊の関数として、またはトラクタのヨー速度ω、連結車の速度Ｖおよびかじ取り角δの関数として、少なくとも１つのセミトレーラまたはトレーラのブレーキを自動調節するためのブレーキ計算手段（７）を備え、
   前記ブレーキ計算手段（７）が、ヨー加速度（ｄω／ｄｔ）の符号が切換わった後には、直ちに、トラクタのヨー速度ωおよびトラクタの目標ヨー速度ω ^＊ の関数としての、またはトラクタのヨー速度ω、連結車の速度Ｖおよびかじ取り角δの関数としての、少なくとも１つのセミトレーラまたはトレーラのブレーキの調節を中断する
   ことを特徴とする安定化装置。
2. 前記ブレーキ計算手段（７）は、トラクタのヨー速度ωがトラクタのヨー速度目標値ω^＊ を許容値ｃ１だけ超えたとき、セミトレーラまたはトレーラがトラクタよりも強くブレーキ作動されるように少なくとも１つのセミトレーラまたはトレーラのブレーキを自動調節することを特徴とする請求項１記載の安定化装置。
3. 前記ブレーキ計算手段（７）が、
   ｜ω^＊−ω｜≧ｃ１が成立し、かつ
   符号（Δω）≠符号（ω）が成立し、ここで
   Δω＝ω^＊−ωであるとき、セミトレーラまたはトレーラがトラクタよりも強くブレーキ作動されるように少なくとも１つのセミトレーラまたはトレーラのブレーキを自動調節し、ここでωはヨー速度であり、ω^＊は目標ヨー速度であり、およびｃ１は許容値である、
   ことを特徴とする請求項１または２記載の安定化装置。
4. 前記ブレーキ計算手段（７）が、
   符号（ｄΔω／ｄｔ）＝符号（Δω）が成立し、ここで
   Δω＝ω^＊−ωであるとき、セミトレーラまたはトレーラがトラクタよりも強くブレーキ作動されるように、少なくとも１つのセミトレーラまたはトレーラのブレーキを自動調節する、
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載安定化装置。
5. 前記ブレーキ計算手段（７）が、
   ｜ｄΔω／ｄｔ｜≧ｃ２が成立し、ここで
   Δω＝ω^＊−ωであるとき、セミトレーラまたはトレーラがトラクタよりも強くブレーキ作動されるように、少なくとも１つのセミトレーラまたはトレーラのブレーキを自動調節し、ここでｃ２は他の許容値である、
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載安定化装置。
6. 前記ブレーキ計算手段（７）が、少なくとも１つのセミトレーラまたはトレーラを両側でほぼ同じようにブレーキ作動させることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の安定化装置。
7. トラクタのヨー速度ωおよびトラクタの目標ヨー速度ω^＊の関数として、またはトラクタのヨー速度ω、連結車の速度Ｖおよびかじ取り角δの関数として、少なくとも１つのセミトレーラまたはトレーラのブレーキが自動調節され、
   ヨー加速度（ｄω／ｄｔ）の符号が切換わった後には、直ちに、トラクタのヨー速度ωおよびトラクタの目標ヨー速度ω ^＊ の関数としての、またはトラクタのヨー速度ω、連結車の速度Ｖおよびかじ取り角δの関数としての、少なくとも１つのセミトレーラまたはトレーラのブレーキの調節が中断されることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の安定化装置によるトラクタおよび少なくとも１つのセミトレーラないしトレーラからなる連結車の安定化方法。
8. トラクタのヨー速度ωがトラクタのヨー速度目標値ω^＊より許容値ｃ１だけ大きいとき、セミトレーラまたはトレーラがトラクタよりも強くブレーキ作動されるように少なくとも１つのセミトレーラまたはトレーラのブレーキが自動調節されることを特徴とする請求項７記載の方法。
9. 少なくとも１つのセミトレーラまたはトレーラが両側でほぼ同じようにブレーキ作動されることを特徴とする請求項７または８記載の方法。

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