JP6152743B2 - トレーラロール状態報知装置 - Google Patents

Description

本発明は、連結車両のトレーラロール状態報知装置に関する。

特開２００８−１８４１４２号公報には、トラクタに取付けられたカプラー（連結部）によりトレーラの前部の垂直荷重を受けるセミトレーラ型の連結車両に搭載される横転防止装置が記載されている。この横転防止装置では、トラクタのリアサスペンションに取付けたストロークセンサによって左右のばね上とばね下の相対変位を計測し、その計測値からトラクタのロール角を求める。また、連結部−トレーラ重心間距離を検出し、予め実験などで求めたマップを用いて連結部−トレーラ重心間距離からロール補正係数を求め、上記トラクタロール角にロール補正係数を乗ずることによってトレーラロール角を推定する。更に、推定したトレーラロール角が横転危険判定しきい値よりも大きい場合、横転危険性が高いと判断し、運転者に警報ランプ、警報音などで警告する。

特開２００８−１８４１４２号公報

上記特許文献１に記載の装置では、連結車両の横転危険性が高いと判断したとき、運転者に警報ランプや警報音を用いて警告する。しかし、警報ランプのような運転者の視覚を介した警告は、車両前方を注視して連結車両を運転している運転者には認識され難いおそれがある。また、警報音のような運転者の聴覚を介した警告は、騒音の激しい運転環境等においては運転者に知覚され難いおそれがある。このように、運転者の視覚や聴覚を介した警告では、連結車両の運転状況によっては運転者に対して情報が確実に伝達されない可能性がある。

そこで本発明は、トレーラのロールに起因する連結車両の横転危険性を運転者に確実に認識させることが可能なトレーラロール状態報知装置の提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明は、連結車両のトラクタに設けられるトレーラロール状態報知装置であって、走行状態検出手段と、キャブ支持手段と、トレーラ連結装置と、傾き検知手段と、判定手段と、キャブ傾き制御手段とを備える。トラクタは、車体フレームと、車体フレームの前部上方に配置されるキャブとを有し、トラクタには、トレーラが連結されて牽引される。

走行状態検出手段は、トラクタの走行状態を検出する。キャブ支持手段は、車体フレームに対するキャブのロール方向の傾きを変更可能に車体フレームに対してキャブを支持する。トレーラ連結装置は、車体フレームに支持されるマウント部材と、トレーラが着脱可能に連結される可動部材とを有する。可動部材は、車両前後方向に延びる回転軸を中心として傾動自在にマウント部材に支持される。トレーラ連結装置は、マウント部材に対する可動部材の中立姿勢から左右への傾動によって、ロール方向の相対回転を許容した状態でトレーラをトラクタに連結する。

可動部材がマウント部材に対して回転軸を中心として中立姿勢から傾いているとき、傾き検知手段は、可動部材の中立姿勢からの傾き方向を検知する。判定手段は、連結車両の横転に対する注意喚起を運転者に促す必要性が高い報知条件成立状態であるか否かを、走行状態検出手段が検出した走行状態に基づいて判定する。

報知条件成立状態であると判定手段が判定し、且つ可動部材がマウント部材に対して回転軸を中心として中立姿勢から傾いているとき、キャブ傾き制御手段は、傾き検知手段が検知した傾き方向と同方向にキャブを傾けるようにキャブ支持手段に対するキャブ傾動制御を実行する。

上記構成では、連結車両の旋回走行時等にトラクタがロール方向に傾くと、トラクタに連結されて走行するトレーラも同方向に傾く。また、トラクタとトレーラとはロール方向の相対回転が許容された状態で連結されているので、旋回走行時等において、トラクタに対するトレーラの相対ロール角が発生し、トレーラがトラクタよりもロール方向に大きく傾く可能性があり、トラクタに対するトレーラの相対ロール角が増大すると、連結車両の横転の危険性も増大する。

ここで、トラクタに対するトレーラのロール方向の相対回転は、回転軸を中心としたマウント部材に対する中立姿勢からの可動部材の傾動によって許容されるため、トラクタに対するトレーラの相対ロール角の発生方向（トラクタに対するトレーラのロール方向）は、傾き検知手段によって検知される可動部材の傾き方向と一致する。また、可動部材がマウント部材に対して回転軸を中心として中立姿勢から傾いているとき、キャブ傾き制御手段は、傾き検知手段が検知した傾き方向と同方向にキャブを傾けるようにキャブ支持手段に対するキャブ傾動制御（キャブを擬似的に傾かせる制御）を実行する。従って、旋回走行時等にトレーラがトラクタよりもロール方向に大きく傾くと、キャブは、キャブ傾き制御手段の制御によってトレーラのロール方向に傾けられる。運転者は、このような擬似的なキャブの傾きを体感することによってトレーラのロール状態を確実に認識して連結車両の横転危険性を判断することができ、連結車両の横転回避のための的確な運転操作を実行することができる。

また、連結車両の横転に対する注意喚起を運転者に促す必要性が高い報知条件成立状態であると判定手段が判定した場合に限り、可動部材が回転軸を中心として中立姿勢から傾いているときにキャブ傾き制御手段によってキャブ傾動制御が実行される。従って、運転者への注意喚起の必要性が低いにも拘わらずキャブ傾動制御が実行されることがなく、キャブ傾動制御（擬似的なキャブの傾き）によって運転者に違和感を与えてしまうことを未然に防止することができる。

また、車体フレームに対するキャブのロール方向の傾きを変更可能なキャブ支持手段と、マウント部材に対する可動部材の傾動によってトラクタとトレーラとのロール方向の相対回転を許容するトレーラ連結装置とを備えたトラクタに対しては、可動部材の中立姿勢からの傾き方向を検知する傾き検知手段と、傾き検知手段が検知した傾き方向に応じてキャブ傾動制御を実行するキャブ傾き制御手段とを設ければよいので、簡易な構成及び簡易な制御によって、運転者にトレーラのロール状態を確実に認識させることができる。

また、トラクタ側の構成のみによって、トラクタが牽引するトレーラのロール状態を運転者に認識させることができるので、トレーラを特別な構成とする必要がなく、既存のトレーラをそのまま用いることができる。

また、上記キャブ傾き制御手段は、可動部材が回転軸を中心として中立姿勢から傾いているときであって、傾き検知手段が検知した傾き方向と同方向のロール力がトラクタに発生しているときに、キャブ傾動制御を実行してもよい。

連結車両の旋回走行時等において、トラクタとトレーラとが同じロール方向に傾き、且つトレーラがトラクタよりも大きく傾いているときは、係る状態を運転者に対して積極的に報知することが有効である。これに対し、トラクタとトレーラとが同じロール方向に傾いているが、トレーラがトラクタよりも大きく傾いていないときは、係る状態を運転者に対して積極的に報知する必要性は乏しい。

この点に関し、上記構成では、連結車両の旋回走行時等のようにトラクタにロール力が発生し、トラクタとトレーラとが同じロール方向に傾き、且つトレーラがトラクタよりも大きく傾いているときは、傾き検知手段が検知した傾き方向とトラクタに発生するロール力とが同方向となるため、キャブ傾動制御が実行される。一方、可動部材が回転軸を中心として中立姿勢から傾いているときであっても、トラクタにロール力が作用していないときや、傾き検知手段が検知した傾き方向と異なる方向（反対方向）のロール力がトラクタに発生しているときは、キャブ傾動制御は実行されない。例えば、トラクタとトレーラとが共に左方向に傾いているが、トレーラの傾きがトラクタの傾きよりも小さい（トラクタがトレーラよりも大きく傾いている）ときは、可動部材の中立姿勢からの傾き方向は右方向となり、傾き検知手段が検知する傾き方向（右方向）とトラクタに発生するロール力の方向（左方向）とが反対方向となるため、キャブ傾動制御は実行されない。

このように、上記構成では、運転者に対する報知が有効である状態（トラクタとトレーラとが同じロール方向に傾き、且つトレーラがトラクタよりも大きく傾いている状態）に限定してキャブ傾動制御を実行するので、トレーラのロール状態に関する情報を運転者に対して的確に提供することができる。

また、傾き検知手段は、回転軸を中心とした可動部材の中立姿勢からの傾き角度を検出可能であってもよく、キャブ傾き制御手段は、傾き検知手段が検出した傾き角度の増減に応じてキャブの傾きが増減するようにキャブ傾動制御を実行してもよい。なお、傾き検知手段は、可動部材の傾き角度を連続的に検出してもよく、段階的に検出してもよい。

上記構成では、可動部材の傾き角度の増減に応じてトラクタに対するトレーラの相対ロール角が増減し、且つ可動部材の傾き角度の増減に応じてキャブの傾きが増減する。このため、運転者は、トレーラの相対ロール角を発生段階から認識するとともに、発生している相対ロール角の大きさをキャブの傾きの増減によって体感することができ、キャブの傾きの増減に応じて的確な運転操作を実行してより確実に連結車両の横転を回避することができる。

また、キャブ傾き制御手段は、可動部材の中立姿勢からの傾き角度が所定の判定角度を超えているときに、キャブ傾動制御を実行してもよい。

上記構成では、相対ロール角の増減に応じて増減する可動部材の傾き角度が所定の判定角度を超えている場合に、キャブの傾動制御が実行される。このため、例えば連結車両の横転危険判定閾値を判定角度として設定することにより、運転者に対して、可動部材の傾き角度が横転危険判定閾値を超えたことを確実に認識させて、横転回避のための運転操作を促すことができる。

本発明によれば、トレーラのロールに起因する連結車両の横転危険性を体感によって運転者に確実に認識させることができる。

トラクタにトレーラが連結された連結車両を模式的に示す側面図である。 図１のトラクタの後面図である。 キャブ支持制御を説明するためのブロック図である。 カプラを後上方から視た外観斜視図である。 カプラを前方から視た外観斜視図である。 図４の分解斜視図である。 トレーラロール状態報知装置の電気的構成を示すブロック図である。 カプラベースの検出回転角とキャブ傾き角との関係を示す第１マップである。 カプラベースの検出回転角とキャブ傾き角との関係を示す第２マップである。 第１実施形態のキャブ支持制御処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の第１実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、図中ＦＲは車両前方を、図中ＵＰは車両上方をそれぞれ示している。また、以下の説明における前後方向は、車両の前後方向を意味し、左右方向は、車両前方を向いた状態での左右方向を意味する。

図１及び図２に示すように、本実施形態の連結車両１は、トラクタ２と、トラクタ２に牽引されるトレーラ３とを備える。トレーラ３の前部下面の車幅方向中央部にはキングピン３０が下方へ突設され、トラクタ２の後部上面の車幅方向中央部には２軸式のカプラ（トレーラ連結装置）４が設けられている。キングピン３０がカプラ４に解除可能に結合することによって、トレーラ３がトラクタ２に連結される。トラクタ２は、シャシフレーム（車体フレーム）５と、キャブ８と、キャブサスペンション（キャブ支持手段）１０と、シャシサスペンション１６と、ＥＣＵ（Electronic Central Unit）２０とを有している。

シャシフレーム５は、車両前後方向に沿って略平行に延びる左右１対のサイドフレーム６（６Ｌ，６Ｒ）と、車両前後方向に所定間隔をおいて配置されて車幅方向に延びる複数の直線状のクロスフレーム７とを有する。各クロスフレーム７は、サイドフレーム６に対して略直交し、クロスフレーム７の両端は、サイドフレーム６に結合される。

キャブ８は、その底部を形成するキャブ底枠９を有し、シャシフレーム５の前部上方に配置される。

キャブサスペンション１０は、図３に示すように、前側の左右１対のキャブサスペンション１０ＦＬ，１０ＦＲと、後側の左右１対のキャブサスペンション１０ＢＬ，１０ＢＲとから構成され、シャシフレーム５に対するキャブ８のロール方向の傾きが変更可能となるようにシャシフレーム５に対してキャブ８を支持する。前側のキャブサスペンション１０ＦＬ，１０ＦＲは、キャブ底枠９の前部左右の角隅部とサイドフレーム６との間に設けられ、後側のキャブサスペンション１０ＢＬ，１０ＢＲは、キャブ底枠９の後部左右の角隅部とサイドフレーム６との間に設けられる。

キャブサスペンション１０は、エアスプリングによって構成され、各キャブサスペンション１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＢＬ，１０ＢＲには、それぞれ給気用電磁弁１２（１２ＦＬ，１２ＦＲ，１２ＢＬ，１２ＢＲ）を経由してエアタンク１４から圧縮空気が供給される。また、各キャブサスペンション１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＢＬ，１０ＢＲの圧縮空気は、それぞれ排気用電磁弁１３（１３ＦＬ，１３ＦＲ，１３ＢＬ，１３ＢＲ）を経由して排気される。

給気用電磁弁１２の入力ポートは空気配管１５を介してエアタンク１４に連通し、給気用電磁弁１２の出力ポートは、空気配管１５を介してキャブサスペンション１０に連通している。また、排気用電磁弁１３の入力ポートは空気配管１５を介してキャブサスペンション１０と連通し、排気用電磁弁１３の出力ポートは大気に開放されている。給気用電磁弁１２及び排気用電磁弁１３は、いずれも２方向ノーマルクローズ型電磁弁であり、電磁弁が非励磁状態では、給気用電磁弁１２及び排気用電磁弁１３のいずれの電磁弁においても入力ポートと出力ポートとは非連通状態にある。すなわち、キャブサスペンション１０に対する圧縮空気の供給及び排気はともに遮断された状態となる。給気用電磁弁１２が励磁されると給気用電磁弁１２の入力ポートと出力ポートとが連通状態となり、それぞれの電磁弁が励磁されている時間だけエアタンク１４から圧縮空気がキャブサスペンション１０に供給され、励磁時間に応じてキャブサスペンション１０の空気圧力が上昇し、シャシフレーム５に対するキャブ８の上下方向の距離が増大する。排気用電磁弁１３が励磁されると排気用電磁弁１３の入力ポートと出力ポートとが連通状態となり、それぞれの電磁弁が励磁されている時間だけキャブサスペンション１０の圧縮空気が大気中に排気され、励磁時間に応じてキャブサスペンション１０の空気圧力が低下し、シャシフレーム５に対するキャブ８の上下方向の距離が減少する。このため、例えば左右いずれか一側のキャブサスペンション１０に圧縮空気を供給し、他側のキャブサスペンション１０から圧縮空気を排出するように給気用電磁弁１２及び排気用電磁弁１３を制御することによって、シャシフレーム５に対するキャブ８のロール方向の傾きを変更することが可能となる。

キャブサスペンション１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＢＬ，１０ＢＲの近傍のキャブ底枠９底部には変位センサ１１ＦＬ，１１ＦＲ，１１ＢＬ，１１ＢＲが設けられ、キャブ底枠９とサイドフレーム６との間の上下方向の距離を検出する。

シャシサスペンション１６は、図２に示すように左右１対のシャシサスペンション１６Ｌ，１６Ｒによって構成される。シャシサスペンション１６Ｌ，１６Ｒは、トラクタ２の後車輪１９の車軸１８と左右のサイドフレーム６Ｌ，６Ｒとの間にそれぞれ設けられ、車軸１８に対してシャシフレーム５を支持する。

シャシサスペンション１６は、エアスプリングによって構成され、サイドフレーム６からシャシサスペンション１６に対して作用する荷重が増大すると、シャシサスペンション１６が圧縮されてシャシサスペンション１６内の空気圧が上昇し、荷重の大きさに応じて車軸１８に対するサイドフレーム６の上下方向の高さが減少する。サイドフレーム６からシャシサスペンション１６に対して作用する荷重が減少すると、シャシサスペンション１６内の空気圧によってシャシサスペンション１６が上下方向に伸長し、荷重の大きさに応じて車軸１８に対するサイドフレーム６の上下方向の高さが増大する。なお、車軸１８に対してシャシフレーム５を支持するシャシサスペンションは、本実施形態のエアスプリングにより構成されるものに限定されず、例えば板バネ等によって構成されてもよい。

図４〜図６に示すように、カプラ４は、サイドフレーム６に支持される下側のマウント部材３１と、トレーラ３（図１参照）が着脱可能に連結される上側の可動部材３２とを備える。

マウント部材３１は、マウンティングプレート３３と左右一対のブラケット３４とビームシャフト３５とを有する。左右のサイドフレーム６Ｌ，６Ｒには、それぞれカプラ架台３６Ｌ，３６Ｒが固定され、マウンティングプレート３３は、左右のサイドフレーム６Ｌ，６Ｒの上方を跨った状態でカプラ架台３６Ｌ，３６Ｒに載置され固定される。左右のブラケット３４は、左右のサイドフレーム６Ｌ，６Ｒの上方に相対向して配置され、マウンティングプレート３３に載置されて固定される。ビームシャフト３５の左右両端部は、軸受（図示省略）を介して左右のブラケット３４に回転自在に支持され、ビームシャフト３５の回転軸は、車幅方向に延びる。

可動部材３２は、カプラベース３７とローリングシャフト３８と連結機構３９とを有する。連結機構３９は、左右１対のジョー４０やヨーク（図示省略）やロックガード４１やカムプレート（図示省略）などを含み、カプラベース３７の下面側に配置される。

ローリングシャフト３８は、ビームシャフト３５の車幅方向の略中央を前後方向に貫通した状態で、軸受（図示省略）を介してビームシャフト３５に回転自在に支持され、ローリングシャフト３８の回転軸は、前後方向に延びる。カプラベース３７は、ローリングシャフト３８から前後に突出するビームシャフト３５の前端部及び後端部に固定され、ローリングシャフト３８と一体的に傾動する。これにより、可動部材３２は、ローリングシャフト３８の回転軸を中心として傾動自在にマウント部材３１に支持される。カプラベース３７の左右の下面とビームシャフト３５の上面との間には、ローリングシャフト３８の回転軸を中心としたカプラベース３７の傾動位置を安定させるためのコイルスプリング４１（図５に左側のみ示す）が圧縮状態で介装されている。

カプラベース３７の車幅方向の略中央には、後方に開口する切り込み状のピン進入溝４２が形成され、ピン進入溝４２の前端部の左右に、左右のジョー４０が配置される。左右のジョー４０は、後方が左右に開閉するように、その前端部がカプラベース３７に回転自在に支持される。ヨークは、左右のジョー４０の左右及び前方を外側から囲むＵ形状を有し、スプリング（図示省略）によって後方へ付勢された状態で、前後方向にスライド移動自在にカプラベース３７に支持される。左右のジョー４０の外側面は、前後に移動するヨークの左右の内側面と摺接する。左右のジョー４０とヨークとが摺接することにより、ヨークの前進に伴って左右のジョー４０が開方向へ回転し、また、左右のジョー４０が閉方向へ回転に伴ってヨークが後退する。ヨークには、カムプレートを介して操作ハンドル４３が連結され、作業者がスプリングの付勢力に抗して操作ハンドル４３を引くと、カムプレートが回転してヨークが前進し、左右のジョー４０の後方が開口する。ロックガード４１は、ジョー４０の後方に配置され、上下方向に傾動するように、その後端部がカプラベース３７に回転自在に支持される。ロックガード４１は、スプリング（図示省略）によって上方に付勢され、左右のジョー４０の後方が開口した状態で左右のジョー４０の後端部の間に進入し、ジョー４０の閉方向への回転を阻止する。

トラクタ２にトレーラ３を連結する場合、操作ハンドル４３を引いてジョー４０の後方を開口させ、停車するトレーラ３の前方からトラクタ２を後退させて、ピン進入溝４２及び左右のジョー４０の間にキングピン３０を後方から進入させる。進入するキングピン３０の下端によってロックガード４１がジョー４０の下方へ押し下げられ、さらにトラクタ２を後退させると、キングピン３０による押圧を受けて左右のジョー４０が閉方向へ回転されるとともに、ジョー４０との摺接及びスプリングの付勢力によってヨークが後退し、ジョー４０がヨークによって左右から閉鎖位置に挟み込まれ、キングピン３０が左右のジョー４０によって回転自在に挟持される。後退したヨークは、カムプレートによって前進が阻止され、これによりキングピン３０と連結機構３９（ジョー４０）との連結状態が保持される。

キングピン３０が連結機構３９に連結された状態において、キングピン３０が回転することによって、トラクタ２に対するトレーラ３のヨー方向の相対回転が許容され、ビームシャフト３５がマウンティングプレート３３に対して回転することによって、トラクタ２に対するトレーラ３のピッチ方向の相対回転が許容される。また、ローリングシャフト３８（カプラベース３７）がビームシャフト３５に対して回転することによって、トラクタ２に対するトレーラ３のロール方向の回転が許容される。すなわち、ビームシャフト３５（マウント部材３１）に対してカプラベース３７（可動部材３２）が左右に傾斜していない中立姿勢から左右に傾動することによって、トラクタ２に対するトレーラ３のロール方向の相対回転が許容される。

ビームシャフト３５とローリングシャフト３８との間には、ビームシャフト３５に対するローリングシャフト３８の回転角度（マウント部材３１に対する可動部材３２の傾き角度）を検出する回転角センサ１７（図７参照）が設けられている。回転角センサ１７は、中立姿勢からのローリングシャフト３８の回転角度を、右回転をプラスとし、左回転をマイナスとして所定時間毎に検出し、検出した回転角度を検出回転角φとしてＥＣＵ２０（図７参照）へ送信する。すなわち、回転角センサ１７は、可動部材３２の中立姿勢からの傾き方向を検知するとともに、ローリングシャフト３８の回転軸を中心とした可動部材３２の中立姿勢からの傾き角度を連続的に検出する傾き検知手段として機能する。

トラクタ２には、図７に示すように、操舵角センサ２５と操舵角速度センサ２６と車速センサ２７とが設けられている。操舵角センサ２５は、運転者によって操舵操作されるステアリングホール（図示省略）の基準位置（トラクタ１が直進走行する中立位置）からの回転角（操舵角θ）を逐次検出し、検出した操舵角θをＥＣＵ２０へ送信する。操舵角速度センサ２６は、ステアリングホイールの回転速度（操舵角速度ω）を逐次検出し、検出した操舵角速度ωをＥＣＵ２０へ送信する。車速センサ２７は、トラクタ２の車速Ｖを逐次検出し、検出した車速ＶをＥＣＵ２０へ送信する。操舵角センサ２５と操舵角速度センサ２６と車速センサ２７とは、何れもトラクタ２の走行状態を検出する走行状態検出手段として機能する。なお、操舵角速度センサ２６を省略し、操舵角センサ２５が連続的に検出する操舵角θから操舵角速度ωを算出してもよい。

ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とＲＯＭ(Read Only Memory)とＲＡＭ(Random Access Memory)とを備える。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されたキャブ支持制御処理プログラムを読み出して、キャブ支持制御処理を実行することによって、図７に示すように、キャブ支持制御部（判定手段、キャブ傾き制御手段）２３として機能する。ＲＡＭは、変位センサ１１や回転角センサ１７がそれぞれ検出した検出値やＣＰＵ演算結果の一時記憶領域、各種マップの設定領域等として機能する。

キャブ支持制御部２３は、給気用電磁弁１２及び排気用電磁弁１３を制御し、回転角センサ１７が検出した検出回転角φがゼロであり、トラクタ２に対するトレーラ３の相対ロール角が発生していない通常の走行状態では、シャシフレーム５に対するキャブ８の傾きをゼロとする通常のキャブ支持制御を実行する。また、回転角センサ１７が検出した検出回転角φがゼロではなく、トラクタ２に対するトレーラ３の相対ロール角が発生している場合には、後述する報知条件成立状態であることを条件として、シャシフレーム５に対してキャブ８を検出回転角φの発生方向（回転角センサ１７が検知した傾き方向と同方向）に傾けるキャブ傾動制御（キャブ８を擬似的に傾かせる制御）を実行する。

次に、ＥＣＵ２０のキャブ支持制御部２３が実行するキャブ支持制御処理を図１０に示すフローチャートに基づいて説明する。本処理は、連結車両１の始動時（例えばエンジン・オン時）に開始され、所定時間毎に繰り返して実行される。

本処理が開始されると、ＥＣＵ２０は、操舵角センサ２５が検出した操舵角θと、操舵角速度センサ２６が検出した操舵角速度ωと、車速センサ２７が検出した車速Ｖとを取得し（ステップＳ１）、取得した操舵角θと操舵角速度ωと車速Ｖとに基づいて、連結車両１の横転に対する注意喚起をトラクタ２の運転者に促す必要性が高い報知条件成立状態であるか否かを判定する（ステップＳ２）。報知条件成立状態とは、連結車両１が横転する可能性がある状態であり、運転者の運転操作によって横転を回避可能な状態から連結車両１が横転限界（横転しない限界）に達するまでの状態を含む。

本実施形態では、報知条件成立状態であるか否かの判定を、予め設定された判定用マップを参照して行う。判定用マップは、操舵角θと操舵角速度ωと車速Ｖとの関係を表現する３次元マップであり、全領域が報知条件成立領域（横転する危険性がある領域）と報知条件不成立領域（横転する危険性がない領域）とに区分される。ＥＣＵ２０は、取得した操舵角θと操舵角速度ωと車速Ｖとによって特定されるマップ上の点が報知条件成立領域に属する場合に報知条件成立状態であると判定し、報知条件不成立領域に属する場合に報知条件不成立状態であると判定する。

報知条件成立状態であると判定した場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、回転角センサ１７が検出した検出回転角φを取得し（ステップＳ３）、取得した検出回転角φに対応するキャブ傾き角度φｃを算出する（ステップＳ４）。

本実施形態では、検出回転角φとキャブ傾き角φｃとの関係を示すマップ（第１マップ）を参照して、検出回転角φに対応するキャブ傾き角φｃを算出する。キャブ傾き角φｃとは、トラクタ２のシャシフレーム５に対するキャブ８のロール方向の傾きである。第１マップでは、図８に示すように、検出回転角φの増減に応じてキャブ傾き角φｃが増減するように設定されている。例えばトレーラ３がトラクタ２よりも右側に傾いた場合、検出回転角φはプラス方向に増大し、キャブ傾き角φｃもトラクタ２のシャシフレーム５に対して右方向に増大する（図８第１象限）。また、トレーラ３がトラクタ２よりも左側に傾いた場合、検出回転角φはマイナス方向に増大し、キャブ傾き角φｃもトラクタ２のシャシフレーム５に対して左方向に増大する（図８第３象限）。

また、検出回転角φとキャブ傾き角φｃとの関係を示すマップとして、上記第１マップに代えて、図９に示す第２マップを用いてもよい。第２マップでは、図９に示すように、連結車両１の横転危険性が高い相対ロール角（中立姿勢からのローリングシャフト３８の回転角度）に対応する横転危険判定閾値±φｓ（所定の判定角度）が設定され、検出回転角φの絶対値が横転危険判定閾値φｓの絶対値を超えた場合に、検出回転角φの増減に応じてキャブ傾き角φｃが増減する。なお、第１マップ又は第２マップは、ＥＣＵ２０の一時記憶領域に予め設定される。

一方、報知条件成立状態ではない（方丈賢夫成立状態である）と判定した場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、検出回転角φの取得（ステップＳ３）及びキャブ傾き角φｃの算出（ステップＳ４）を実行せずに、ステップＳ５へ移行する。

次に、ＥＣＵ２０は、キャブ傾動制御を含むキャブ支持制御を実行した後（ステップＳ５）、本処理を終了する。

ここで、キャブ８の前部及び後部の傾き角φｃｆ，φｃｂは、それぞれ近似的に式（１）、及び式（２）によって表される。

φｃｆ≒（Ｈｃｆｌ−Ｈｃｆｒ）／Ｌｃｆ ・・・（１）
φｃｂ≒（Ｈｃｂｌ−Ｈｃｂｒ）／Ｌｃｂ ・・・（２）
但し、
Ｈｃｆｌ：キャブ底枠９の前部左側と左サイドフレーム６Ｌとの間の上下方向の距離
Ｈｃｆｒ：キャブ底枠９の前部右側と右サイドフレーム６Ｒとの間の上下方向の距離
Ｌｃｆ：変位センサ１１ＦＬと変位センサ１１ＦＲとの間の車幅方向の距離
Ｈｃｂｌ：キャブ底枠９の後部左側と左サイドフレーム６Ｌとの間の上下方向の距離
Ｈｃｂｒ：キャブ底枠９の後部右側と右サイドフレーム６Ｒとの間の上下方向の距離
Ｌｃｂ：変位センサ１１ＢＬと変位センサ１１ＢＲとの間の車幅方向の距離
であり、キャブ８が右方向に傾いたときは、キャブ８の前部及び後部の傾き角φｃｆ，φｃｂの符号はともにプラスとなり、キャブ８が左方向に傾いたときは、傾き角φｃｆ，φｃｂの符号はともにマイナスとなる。

連結車両１が通常走行状態の場合、ＥＣＵ２０は、通常のキャブ支持制御を実行する。通常走行状態とは、報知条件が成立していない状態（ステップＳ２において報知条件不成立状態と判定された状態）、及び第１マップ又は第２マップを参照して算出されたキャブ傾き角φｃがゼロとなる状態である。通常のキャブ支持制御では、シャシフレーム５に対するキャブ８のロール方向の傾きがゼロとなるように（Ｈｃｆｌ，Ｈｃｆｒがそれぞれ所定の距離ｈｃｆ０となり、Ｈｃｂｌ，Ｈｃｂｒがそれぞれ所定の距離ｈｃｂ０となるように）、変位センサ１１の検出値に応じてフィードバック制御を実行する。

具体的には、例えばＨｃｆｌがｈｃｆ０よりも増大した場合は、排気用電磁弁１３ＦＬを所定時間励磁してキャブサスペンション１０ＦＬの空気圧を低下させてＨｃｆｌを減少させ、Ｈｃｆｌがｈｃｆ０よりも減少した場合は、給気用電磁弁１２ＦＬを所定時間励磁してキャブサスペンション１０ＦＬの空気圧を上昇させてＨｃｆｌを増大させて、Ｈｃｆｌを所定の距離ｈｃｆ０となるように制御する。Ｈｃｆｒ，Ｈｃｂｌ，Ｈｃｂｒについても同様に、それぞれ所定の距離ｈｃｆ０及び所定の距離ｈｃｂ０となるように制御する。

一方、検出回転角φがゼロではなく、第１マップ又は第２マップを参照してキャブ傾き角φｃが算出されたときは、ＥＣＵ２０は通常のキャブ支持制御に代えて、シャシフレーム５に対するキャブ８のロール方向の傾きをキャブ傾き角φｃとするキャブ傾動制御を実行し、シャシフレーム５に対してキャブ８がロール方向に傾くように、変位センサ１１の検出値に応じてフィードバック制御を実行する。

具体的には、例えばトレーラ３がトラクタ２よりも右側に傾き、算出されたキャブ傾き角φｃがプラス方向（図８の第１象限）に発生した場合、ＥＣＵ２０は、給気用電磁弁１２ＦＬを所定時間励磁してキャブサスペンション１０ＦＬの空気圧を上昇させてＨｃｆｌをｈｃｆ０よりも増大させ、排気用電磁弁１３ＦＲを所定時間励磁してキャブサスペンション１０ＦＲの空気圧を低下させてＨｃｆｒをｈｃｆ０よりも減少させることによって、キャブ８の前部の傾き角φｃｆがキャブ傾き角φｃとなるように制御する。同時に、給気用電磁弁１２ＢＬを所定時間励磁してキャブサスペンション１０ＢＬの空気圧を上昇させてＨｃｂｌをｈｃｂ０よりも増大させ、排気用電磁弁１３ＢＲを所定時間励磁してキャブサスペンション１０ＢＲの空気圧を低下させてＨｃｂｒをｈｃｂ０よりも減少させることによって、キャブ８の後部の傾き角φｃｂもキャブ傾き角φｃとなるように制御する。

反対に、トレーラ３がトラクタ２よりも左側に傾き、算出されたキャブ傾き角φｃがマイナス方向（図８の第３象限）に発生した場合、ＥＣＵ２０は、排気用電磁弁１３ＦＬを所定時間励磁してキャブサスペンション１０ＦＬの空気圧を低下させてＨｃｆｌをｈｃｆ０よりも減少させ、給気用電磁弁１２ＦＲを所定時間励磁してキャブサスペンション１０ＦＲの空気圧を上昇させてＨｃｆｒをｈｃｆ０よりも増大させることによって、キャブ８の前部の傾き角φｃｆがキャブ傾き角φｃとなるように制御する。同時に、排気用電磁弁１３ＢＬを所定時間励磁してキャブサスペンション１０ＢＬの空気圧を低下させてＨｃｂｌをｈｃｂ０よりも減少させ、給気用電磁弁１２ＢＲを所定時間励磁してキャブサスペンション１０ＢＲの空気圧を上昇させてＨｃｂｒをｈｃｂ０よりも増大させることによって、キャブ８の後部の傾き角φｃｂもキャブ傾き角φｃとなるように制御する。

なお、本実施形態のキャブ傾動制御では、キャブ８の左右の何れか一側のキャブ底枠９とサイドフレーム６との上下方向の距離を増大させ、他側のキャブ底枠９とサイドフレーム６との上下方向の距離を減少させているが、キャブ傾動制御はこれに限定されず、例えば左右の何れか一側のキャブ底枠９とサイドフレーム６との間を所定の距離に保持し、他側の前部及び後部のキャブサスペンション１０の空気圧を制御してキャブ底枠９とサイドフレーム６との間の距離を変更してキャブ８の傾きを制御してもよい。この場合、一側のキャブ８の支持はエアスプリングに限定されず、例えばコイルスプリング等によって支持されてもよい。

本実施形態によれば、連結車両１の旋回走行時等にトラクタ２がロール方向に傾くと、トラクタ２に連結されて走行するトレーラ３も同方向に傾く。また、トラクタ２とトレーラ３とはロール方向の相対回転が許容された状態で連結されているので、旋回走行時等において、トラクタ２に対するトレーラ３の相対ロール角が発生し、トレーラ３がトラクタ２よりもロール方向に大きく傾く可能性があり、トラクタ２に対するトレーラ３の相対ロール角が増大すると、連結車両１の横転の危険性も増大する。

ここで、トラクタ２に対するトレーラ３のロール方向の相対回転は、ローリングシャフトの３８の回転軸を中心としたマウント部材３１に対する中立姿勢からの可動部材３２の傾動によって許容されるため、トラクタ２に対するトレーラ３の相対ロール角の発生方向（トラクタ２に対するトレーラ３のロール方向）は、回転角センサ１７によって検知される可動部材３２の傾き方向と一致する。また、可動部材３２がマウント部材３１に対してローリングシャフト３８の回転軸を中心として中立姿勢から傾いているとき、キャブ支持制御部２３は、回転角センサ１７が検知した傾き方向と同方向にキャブ８を傾けるようにキャブ傾動制御を実行する。従って、旋回走行時等にトレーラ３がトラクタ２よりもロール方向に大きく傾くと、キャブ８は、トレーラ３のロール方向に傾けられる。このため、運転者は、キャブ８の傾きを体感することによって、横転限界に達する前にトレーラ３のロール状態を確実に認識して連結車両１の横転危険性を判断することができ、連結車両１の横転回避のための的確な運転操作（連結車両１が横転限界に達しないような運転操作）を実行することができる。

また、連結車両１の横転に対する注意喚起を運転者に促す必要性が高い報知条件成立状態であると判定された場合に限り、可動部材３２がローリングシャフト３８の回転軸を中心として中立姿勢から傾いているときにキャブ傾動制御が実行される。従って、運転者への注意喚起の必要性が低いにも拘わらずキャブ傾動制御が実行されることがなく、キャブ傾動制御（擬似的なキャブの傾き）によって運転者に違和感を与えてしまうことを未然に防止することができる。

また、シャシフレーム５に対するキャブ８のロール方向の傾きを変更可能なキャブサスペンション１０と、マウント部材３１に対する可動部材３２の傾動によってトラクタ２とトレーラ３とのロール方向の相対回転を許容するカプラ４とを備えたトラクタ２に対しては、可動部材３２の中立姿勢からの傾き方向を検知するセンサ（本実施形態では回転角センサ１７）を設け、キャブサスペンション１０を制御するキャブ支持制御部２３を、上記センサが検知した傾き方向に応じてキャブ傾動制御を実行するように構成すればよいので、簡易な構成及び簡易な制御によって、運転者にトレーラ３のロール状態を確実に認識させることができる。

また、トラクタ２側の構成のみによって、トラクタ２が牽引するトレーラ３のロール状態を運転者に認識させることができるので、トレーラ３を特別な構成とする必要がなく、既存のトレーラ３をそのまま用いることができる。

また、中立姿勢からの可動部材３２の傾き角度の増減に応じてトラクタ２に対するトレーラ３の相対ロール角が増減し、且つ可動部材３２の傾き角度（回転角センサ１７の検出回転角φの絶対値）の増減に応じてキャブ８の傾きが増減する。このため、運転者は、トレーラ３の相対ロール角を発生段階から認識するとともに、発生している相対ロール角３の大きさをキャブ８の傾きの増減によって体感することができ、キャブ８の傾きの増減に応じて的確な運転操作を実行してより確実に連結車両１の横転を回避することができる。

また、第２マップを用いた場合、相対ロール角の増減に応じて増減する可動部材３２の傾き角度（検出回転角φの絶対値）が横転危険判定閾値φｓの絶対値を超えているときに、キャブ８の傾動制御が実行される。このため、運転者に対して、可動部材３２の傾き角度が横転危険判定閾値の絶対値を超えたことを確実に認識させて、横転回避のための運転操作を促すことができる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、回転角センサ１７が検知した可動部材３２の傾き方向と同方向のロール力がトラクタ２に発生していることをキャブ傾動制御の実行条件としている点で第１実施形態と相違する。なお、第１実施形態と共通する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施形態では、トラクタ２に横加速度センサ２１（図７参照）が設けられている。横加速度センサ２１は、トラクタ２の車幅方向の加速度（横加速度）を所定時間毎に検出してＥＣＵ２０へ送信する。トラクタ２が左旋回すると、横加速度センサ２１は右方向の横加速度を検出し、トラクタ２には左方向のロール力が発生する。反対に、トラクタ２が右旋回すると、横加速度センサ２１は左方向の横加速度を検出し、トラクタ２には右方向のロール力が発生する。すなわち、横角度センサ２１が横加速度を検出した場合、横加速度とは逆方向のロール力がトラクタ２に発生する。

なお、ロール力の発生方向の判定方法は、横加速度センサ２１を用いた上記方法に限定されるものではなく、例えばキャブ８からシャシフレーム５に作用する左右の荷重を逐次検出し、例えば左側の荷重が増加傾向を示し、右側の荷重が減少傾向を示したときに、左方向へのロール力が発生していると判定するなど、他の様々な方法を用いることができる。

キャブ支持制御部２３は、キャブ支持制御処理において、横加速度センサ２１が検出した横加速度とは逆方向（トラクタ２に発生しているロール力の方向）への可動部材３２の傾動を回転角センサ１７が検出していることを条件として、キャブ傾動制御を実行する。

連結車両１の旋回走行時等において、トラクタ２とトレーラ３とが同じロール方向に傾き、且つトレーラ３がトラクタ２よりも大きく傾いているときは、係る状態を運転者に対して積極的に報知することが有効である。これに対し、トラクタ２とトレーラ３とが同じロール方向に傾いているが、トレーラ３がトラクタ２よりも大きく傾いていないときは、係る状態を運転者に対して積極的に報知する必要性は乏しい。

この点に関し、本実施形態では、連結車両１の旋回走行時等のようにトラクタ２にロール力が発生し、トラクタ２とトレーラ３とが同じロール方向に傾き、且つトレーラ３がトラクタ２よりも大きく傾いているときは、回転角センサ１７が検知した可動部材３２の傾き方向とトラクタ２に発生するロール力とが同方向となるため、キャブ傾動制御が実行される。一方、可動部材３２がロールシャフト３８の回転軸を中心として中立姿勢から傾いているときであっても、トラクタ２にロール力が作用していないときや、回転角センサ１７が検知した可動部材３２の傾き方向と異なる方向（反対方向）のロール力がトラクタ２に発生しているときは、キャブ傾動制御は実行されない。例えば、トラクタ２とトレーラ３とが共に左方向に傾いているが、トレーラ３の傾きがトラクタ２の傾きよりも小さい（トラクタ２がトレーラ３よりも大きく傾いている）ときは、可動部材３２の中立姿勢からの傾き方向は右方向となり、回転角センサ１７が検知する傾き方向（右方向）とトラクタ２に発生するロール力の方向（左方向）とが反対方向となるため、キャブ傾動制御は実行されない。

このように、本実施形態では、運転者に対する報知が有効である状態（トラクタ２とトレーラ３とが同じロール方向に傾き、且つトレーラ３がトラクタ２よりも大きく傾いている状態）に限定してキャブ傾動制御を実行するので、トレーラ３のロール状態に関する情報を運転者に対して的確に提供することができる。

なお、上記実施形態では、回転角度センサ１７を用いて可動部材３２の傾き方向や傾き角度を検出したが、回転角度センサ１７に代えて他のセンサやスイッチなどを設けてもよい。

例えば、ローリングシャフト３８の左右両側又は一側に、カプラベース３７の下面とビームシャフト３５の上面との距離を検出する距離センサを設けてもよい。距離センサが検出する距離の増減に基づいて、可動部材３２の傾き方向や傾き角度を検出してもよい。

また、ローリングシャフト３８の左右両側に、カプラベース３７の下面とビームシャフト３５の上面との距離が所定距離以下に近接したときにオンとなるリミットスイッチをそれぞれ設けてもよい。この場合、左側のリミットスイッチのオンによって、可動部材３２が左方向へ所定角度以上傾いていることを検知し、左側のリミットスイッチのオンに応じてキャブ８を左方向へ所定角度だけ傾けるキャブ傾動制御を実行する。また、右側のリミットスイッチのオンによって、可動部材３２が右方向へ所定角度以上傾いていることを検知し、右側のリミットスイッチのオンに応じてキャブ８を右方向に所定角度だけ傾けるキャブ傾動制御を実行する。

また、ローリングシャフト３５の左右両側に、作動距離が相違する複数のリミットスイッチをそれぞれ設けることによって、可動部材３２の傾斜角度を段階的に検出可能とし、各リミットスイッチのオンに応じてキャブ８を段階的に傾けるキャブ傾動制御を実行してもよい。

また、上記実施形態では、連結車両１の走行状態として操舵角θ（操舵角センサ２５の検出値）と操舵角速度ω（操舵角速度センサ２６の検出値）と車速Ｖ（車速センサ２７の検出値）とを用いたが、これらを全て用いなくてもよく、これらのセンサ２６，２７，２８の検出値に代えて又は加えて、操舵角加速度センサなどの他のセンサの検出値等を用いてもよい、また、報知条件成立状態であるか否かの判定は、マップを参照した判定に限定されず、センサの検出値を所定の演算式に代入することよって判定値を算出し、算出した判定値を所定の判定閾値と比較して判定するなど、他の方法であってもよい。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。

本発明は、連結車両のトレーラロール状態報知装置として、様々なトラクタに適用可能である。

１ 連結車両
２ トラクタ
３ トレーラ
４ カプラ（トレーラ連結装置）
５ シャシフレーム（車体フレーム）
６ サイドフレーム
８ キャブ
１０ キャブサスペンション（キャブ支持手段）
１２，１３ 電磁弁
１７ 回転角センサ（傾き検知手段）
２０ ＥＣＵ
２１ 横加速度センサ
２３ キャブ支持制御部（判定手段、キャブ傾き制御手段）
２５ 操舵角センサ（走行状態検出手段）
２６ 操舵角速度センサ（走行状態検出手段）
２７ 車速センサ（走行状態検出手段）
３０ キングピン
３１ マウント部材
３２ 可動部材
３３ マウンティングプレート
３４ ブラケット
３５ ビームシャフト
３６ カプラ架台
３７ カプラベース
３８ ローリングシャフト
３９ 連結機構

Claims (4)

1. 車体フレームの前部上方に配置されたキャブを有するトラクタにトレーラが連結されて牽引される連結車両の前記トラクタに設けられるトレーラロール状態報知装置であって、
   前記トラクタの走行状態を検出する走行状態検出手段と、
   前記車体フレームに対する前記キャブのロール方向の傾きを変更可能に前記車体フレームに対して前記キャブを支持するキャブ支持手段と、
   前記車体フレームに支持されるマウント部材と、前記トレーラが着脱可能に連結されるとともに車両前後方向に延びる回転軸を中心として傾動自在に前記マウント部材に支持される可動部材とを有し、前記マウント部材に対する前記可動部材の中立姿勢から左右への傾動によってロール方向の相対回転を許容した状態で前記トレーラを前記トラクタに連結するトレーラ連結装置と、
   前記可動部材が前記回転軸を中心として前記中立姿勢から傾いているとき、前記可動部材の前記中立姿勢からの傾き方向を検知する傾き検知手段と、
   前記連結車両の横転に対する注意喚起を運転者に促す必要性が高い報知条件成立状態であるか否かを、前記走行状態検出手段が検出した走行状態に基づいて判定する判定手段と、
   前記報知条件成立状態であると前記判定手段が判定し、且つ前記可動部材が前記回転軸を中心として前記中立姿勢から傾いているとき、前記傾き検知手段が検知した傾き方向と同方向に前記キャブを傾けるように前記キャブ支持手段に対するキャブ傾動制御を実行するキャブ傾き制御手段と、を備える
   ことを特徴とするトレーラロール状態報知装置。
2. 請求項１に記載のトレーラロール状態報知装置であって、
   前記キャブ傾き制御手段は、前記傾き検知手段が検知した傾き方向と同方向のロール力が前記トラクタに発生しているときに、前記キャブ傾動制御を実行する
   ことを特徴とするトレーラロール状態報知装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のトレーラロール状態報知装置であって、
   前記傾き検知手段は、前記回転軸を中心とした前記可動部材の前記中立姿勢からの傾き角度を検出可能であり、
   前記キャブ傾き制御手段は、前記傾き検知手段が検出した傾き角度の増減に応じて前記キャブの傾きが増減するように前記キャブ傾動制御を実行する
   ことを特徴とするトレーラロール状態報知装置。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のトレーラロール状態報知装置であって、
   前記キャブ傾き制御手段は、前記可動部材の前記中立姿勢からの傾き角度が所定の判定角度を超えているときに、前記キャブ傾動制御を実行する
   ことを特徴とするトレーラロール状態報知装置。

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