JPH01273774A - 連結車両の後退旋回制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は連結車両の後退旋回制御装置に関するものであ
る。

（従来の技術） 第１Ｏ図に示すように、トラクタｌの後部にトレーラ２
を回動自在に連結した連結車両を例えば左後方に旋回さ
せる際に、通常通りハンドル１１を左（反時計回り）に
回すと、トラクタｌの後端が左方に振れ、これに伴いト
レーラ２の前端が左方に移動する結果、後退するにつれ
て連結部Ｃを中心にジャックナイフ状に屈曲して旋回不
能となってしまう。

このため、まず後退旋回しようとする方向と反対方向に
ハンドル１１を回して、トレーラ２の前端を曲がる方向
と反対方向に振ってから、ハンドル１１を通常の方向に
切り返すようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このようなハンドル操作は、後退旋回す
る直前のトレーラ２又はトラクタｌの位置、道路の曲率
等の情況を判断して適確な操作を巳なければならず、高
度の技術と熟練を要するという問題があった。

本発明は斯かる問題点に鑑みてなされたもので、後退旋
回時に安全、かつ、容易に運転することができる連結車
両の後退旋回制御装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するため、本発明は、第１図に示すよう
に、 トラクタの後部に水平方向に回動自在に連結するととも
に、先端にトレーラを回動自在に連結したタイロッド３
と、 該タイロッドをトラクタ側の連結部を中心に揺動駆動す
るタイロッド駆動手段１０と、トラクタの前輪舵角αを
検出する舵角センサ１２と、 トラクタに対するトレーラの相対角βを検出する相対角
センサ１７と、 トラクタに対するタイロッドのヒツチメンバ角γを検出
するヒツチメンバ角センサ１６と、内輪差がゼロとなる
理想状態の相対角β１にトレーラの現在位置と内輪差ゼ
ロのときの理想位置とのずれ量に応じて変化する過剰制
御角Δβを加算した値が相対角βとなるようにタイロッ
ド駆動手段を正逆転駆動させる制御手段１００と、から
構成したものである。

（作用） 前記構成によれば、制御手段１００は、舵角センサ１２
．相対角センサ１７．及びヒツチメンバ角センサ１６か
らの舵角α、相対角β及びヒツチメンバ角γに基づいて
、トレーラの現在位置Ｓ及びトラクタとの内輪差がゼロ
の理想位置ＳＩを求めるとともに、内輪差ゼロの理想状
態の相対角β。

を求めて、該相対角β１に現在位置Ｓの理想位置Ｓｌか
らのずれＩＩｓ　、−Ｓに応じて変化する過剰制御角Δ
βを加算した値β１＋Δβが相対角βとなるようにタイ
ロッド駆動手段を駆動させる。

相対角βがβ１＋Δβに達し過剰制御された状態から、
トレーラを後退旋回すると、相対角βは発散してβ１＋
Δβより大きくなる傾向にあるが、制御手段１００が相
対角βをβ１＋Δβに収束させろようにタイロッド駆動
手段ＩＯを逆転駆動させる。そして、理想位置Ｓ、に近
づきＳ、−Ｓが減少するにつれて、制御手段１００は過
剰制御角Δβを漸次小さく設定し、トラクタとトレーラ
の内輪差をゼロの状態に収束させる。

（実施例） 次に、本発明の一実施例を添付図面に従って説明する。

第２図は、本発明に係る後退旋回制御装置を備えた連結
車両を示し、菫は４輪の牽引車であるトラクタ、２は２
輪の付随車であるトレーラ、３はトラクタ１及びトレー
ラ２を連結するタイロッドである。

タイロッド３は、第３図に示すように、その−端がトラ
クタＩの車体４の後部に支軸５により水平方向に回動自
在に連結されるととらに、他端かトレーラ２の前端に突
設した連結部材６に支軸７により回動自在に連結されて
いる。そして、トラクタ１側の支軸５の周囲に設けたセ
グメントギア８に、タイロッド駆動モータ１０により回
転駆動可能なビニオン９が噛合されて、タイロッド３は
支軸５を中心に水平方向に揺動駆動可能になっている。

ここで、トレーラ２に向かって左手を左方向、右手を右
方向とする。

トラクタｌには、ハンドルＩＩの回転量θから前輪の舵
角αを検出する舵角センサ１２と、前進か後退かを検出
するバックランプスイッチ１３と、車速センサ１４と、
タイロッド３の左右可動限界位置を検出するリミットス
イッチ１５ａ、１５ｂとが設けられている。

また、タイロッド３のトラクタｌ側の支軸５には、トラ
クタｌに対するタイロッド３のヒツチメンバ角γを検出
するヒツチメンバ角センサ１６が設けられ、トレーラ２
側の支軸７にはトラクタ１に対するトレーラ２の相対角
βを検出する相対角センサ１７が設けられている。

第４図は、制御手段であるマイクロコンピュータ１００
の入出力端子図を示し、−重丸で囲んだａはイグニッン
ヨンスイッチ１８のオン、オフ入力端子、ｂはバックラ
ンプ１９を点灯するバックランプスイッチ１３のオン、
オフ入力端子、ｄ、ｅ、（ｈはそれぞれ舵角センサ１２
．ヒツチメンバ角センサ１６．川対角センサ１７．車速
センサ１４からの信号入力端子、ｃ、９は各センサの基
準電圧の入出力端子、ｉはトレーラ２を連結しないとき
にタイロッド３を覆って保護するリッドの全開、全開位
置を検出するリミットスイッチ２０のオン、オフ入力端
子、ｊ、Ｑはリミットスイッチ１５ａ、１５ｂのオン、
オフ入力端子、ｑは共通端子、ｎはリレー２１ａ、２１
ｂの常開固定接点端子に接続された出力端子、ｎ、ｏは
それぞれリレー２１ａ、２１ｂのコイル端子に接続され
た入力端子、ｐはリレー２１ａ、２１ｂの常閉固定接点
端子に接続された入力端子であり、出力端子ｍはさらに
リッド開閉スイッチ２２を介してリレー２１ａ、２１ｂ
のコイル端子に接続されている。

このリッド開閉スイッチ２２の切り換え操作により、リ
レー２１ａ又は２１ｂのいずれかのコイルを励磁して、
リレー２１ａの固定接点とリレー２１ｂの固定接点の間
に接続されたリッド駆動モータ２３を正逆転させるよう
になっている。

また、第４図ウニ重丸で囲んだａ、ｂは電源電圧入力端
子、ｃ、ｄはアース端子、ｅ、ｆ及び９．ｈはタイロッ
ド駆動モータ１０を正逆転させる入出力端子である。

以上の構成からなる後退旋回制御装置のマイクロコンピ
ュータ１００の中央演算処理装置（以下、ＣＰＵという
。）の動作を、第５図に示すフローチャートに従って説
明する。

動作説明の前に、次の通り記号を定義しておく（第６図
参照）。

α　：　トラクタの前輪の舵角 β　；　トラクタに対するトレーラの相対角γ　；　ト
ラクタに対するタイロッドのヒツチメンバ角 Ｓ　；　トレーラの位置 β０．　ヒツチメンバ角γがゼロで内輪差がゼロとなる
相対角 γ、；　舵角αのときに内輪差をゼロとするヒツチメン
バ角 β１；　舵角α、ヒツチメンバ角γ１のときのトレーラ
の安定状態時の相対角 Ｓｌ；　　舵角α、ヒツチメンバ角γ１．相対角βつの
ときのトレーラの位置 α。：　一定値 まず、ステップ５ｌｏｔにおいて、各種スイッチのオン
、オフの読み込み、舵角センサ１２．相対角センサ１７
．ヒツチメンバ角センサ１６からのそれぞれ舵角α、相
相対角β上ヒツチメンバ角の読み込み、算出のほか、各
種のモードの設定を行なう。

次に、ステップ５１０２でバックランプスイッチ１３の
オン、オフを判定し、オンすなわち後退の場合、ステッ
プ５１０３で舵角αよりトラクタＩとの内輪差がゼロの
トレーラ２の理想位置ｓ１を求める。また、ステップ５
１０４でトレーラ２の現在位置Ｓと理想位置Ｓｌとの差
（Ｓ、−９）より過剰制御角Δβを求める。このΔβは
、第７図に示すように、（Ｓ、−Ｓ）の大きさに応じて
予め設定される値であり、（Ｓ＋−Ｓ）が所定値以下の
場合は（Ｓ、−Ｓ）に比例し、それ以上の場合は一定値
が設定されるようになっている。さらに、ステップ５１
０５で舵角αよりトレーラ２の内輪差ゼロの理想状態の
相対角β１を求める。

そして、ステップ５１０６でβと（β１＋△β）を比較
し、β〉β１＋Δβであれば、ステップ５１０７でリミ
ットスイッチ１５ａがオンのときには、ステップ５１０
８でタイロッド駆動モータｌＯを駆動させてタイロッド
３を右に移動し、リミットスイッチ１５ａがオフのとき
には、ステップ５１１０でブザー警報してステップ５１
２０でタイロッド３を停止する。

すなわちブザーが警報した場合には、タイロッド３の移
動が限界上なり、後退制御が不可能となったことを示す
。この場合にはトラクタｌを前進させてトレーラ２との
相対角を整えた後、再度後退すれば良い。

また、ステップ５１０６でβくβ、＋Δβであれば、ス
テップ５１０９でリミットスイッチ１５ｂがオンのとき
には、ステップ５１１８でタイロッド駆動モータ１０を
駆動させてタイロッド３を左に移動し、リミットスイッ
チ１５ｂがオフのときには、ステップ５ＩＩＯでブザー
警報してステップ５１２０でタイロッド３を停止する。

そして、ステップ５１０６でβ〜β１＋Δβであれば、
ステップ５１２０でタイロッド３を停止する。

このように、β坤β１＋Δβになるまで、タイロッド３
を左又は右に移動する。

一方、前記ステップ５１０２でバックランプスイッヂ１
３がオフすなわち前進の場合、ステップ５ｉｌｌで舵角
αが一定値α。より大であれば、ステップ５ｌ１２で舵
角αよりヒツチメンバ角γがゼロで内輪差がゼロとなる
相対角β。を求める。

そして、ステップ５１１３でβ〉β。であれば、舵角α
より内輪差ゼロのヒツチメンバ角γ１を求める。

そして、ステップ５１１６でγとγ、を比較し、γ〉γ
１であれば、ステップ５１１９でリミットスイッチ１５
ａがオンのときには、ステップ５１０８でタイロッド駆
動モータＩＯを駆動させてタイロッド３を右に移動し、
リミットスイッチ１５ａがオフのときには、ステップ５
１２０でタイロッド３を停止する。

またステップ５１１６でγくγ１であれば、ステップＳ
ｌ　１７でリミットスイッチ＋５ｂがオンのときには、
ステップ５１１８でタイロッド駆動モータ１０を駆動さ
せてタイロッド３を左に移動し、リミットスイッチ１５
ｂがオフのときには、ステップ５１２０でタイロッド３
を停止する。

そして、ステップ５１１６でγ弁γ、であれば、ステッ
プ５１２０でタイロッド３を停止する。

このように、γ舛γ１になるまで、タイロッド３を左又
は右に移動する。

前記ステップＳＺｔでα〉α。でなければ、あるいはス
テップ５１１３でβ〉β。でなければ、ステップ５１１
５でγ、にゼロを代入する。この場合、ステップ５１１
６でγ〉０であれば、ステップ５１１９，５１０８で７
＃Ｏとなるまでタイロッド３を右に移動し、γく０であ
れば、ステップ５１１７．５１１８でγ＃Ｏとなるまで
タイロッド３を左に移動する。

以上の動作をさらに、第８図、第９図に従って具体的に
説明する。

第８図はトラクタ１．トレーラ２及びタイロッド３のモ
デルで、トラクタｌは舵角α、旋回中心０、トレーラ２
は相対角β、旋回中心Ｏ°、またタイロッド３はヒツチ
メンバ角γの状態にあるものとする。ここで、トラクタ
ｌとトレーラ２の相対位置Ｓはヒツチメンバ角γと相対
角βによって幾何学的に定まる。

第９図において、横軸はヒツチメンバ角γ、縦軸は相対
角βであり、曲線γｉはトラクタｌを固定した状態でタ
イロッド３を移動させた場合のヒツチメンバ角γと相対
角βの関係を示し、この７１曲線上のＡ点は第８図中実
線で示す連結車両のヒツチメンバ角γ、相対角βの状態
を示す。又、Ｔ点は第８図中実線αで内輪差ゼロに安定
したときの理想状態、すなわちヒツチメンバ角γ８．相
対角β１の状態を示す。

まず、後退旋回すべくハンドル１１を切った瞬間に第８
図中実線で示す状態にあり、第９図ではＡ位置にあると
き、ステップ５ｌｏｔ−９１０５でＳ、Ｓ、、Δβ、β
１が求・められる。この理想位置ＳＩは、第８図中２点
鎖線で示され、第９図ではＴ位置にある。

Ａ位置にある状態では、ステップ５１０６でβくβ１＋
Δβであるから、ステップ９１０９を経てステップ９１
１８でタイロッド３が左に移動する。これにより、γは
増加し、第９図においてβはＡ位置から７１曲線に沿っ
て８勺β１＋ΔβとなるＢ位置まで変化する。このとき
、ステップ５ｔ０６でβ舛β８＋Δβであるから、ステ
ップ５１２０でタイロッド３が停止する。

そして、Ｂの位置で連結車両が後退旋回し始めるとする
と、Ｂ位置ではβはΔβだけβ１を越えていることによ
り、β、から遠ざかる方向に発散してβが増加しようと
するが、このときステップＳ＋０６でβ〉β、＋Δβと
なるため、ステップ５１０７を経てステップ６１０８で
タイロッド３が逆方向に、すなわち右に移動する。これ
により、γが減少し、第９図においてβはＢ位置からβ
。

＋Δβを目標値にしてＴ位置に向かって変化する。

そして、Ｓ、−Ｓが所定値以下になれば、第７図に示す
ように、Δβが減少して目標値がβ１に近づくため、第
９図においてβはＴ位置に向かって急速に収束するので
ある。

次に、前進旋回すべくハンドル２を切った瞬間に第８図
中実線で示す状態にあるとき、ステップ５ｌｉｔでα〉
α。であり、かつ、ステップ５１１３でβ〉β。であれ
ば、ステップ５１１４で内輪差をゼロとするヒツチメン
バ角γ１が求められ、このγ１に収束するようにタイロ
ッド３が移動する結果、前進旋回時ζこ内輪差が解消さ
イする。

また、α〈α。で直線走行に近い場合、あるいはβくβ
。である場合には、内輪差が問題にならないため、ステ
ップ５ｌ１５で７１＝０とし、γ与γ１；０となるまで
タイロッド３を移動してもとに戻すようにしている。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、内輪
差ゼロとなる理想状態の相対角β１に、トレーラの現在
位置と内輪差ゼロのときの理想位置とのずれ量に応じて
変化する過剰制御角Δβを加算した値が相対角βとなる
ようにタイロッドを制御しているため、収束性がよい。

また、タイロッドを駆動して内輪差がゼロになるように
制御しているため、反対方向にハンドルを切らなくても
ジャックナイフ現象が回避されて、安全、かつ、容易に
後退旋回運転することができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る後退旋回制御装置の制御ブロック
図、第２図は本発明に係る制御装置を備えた連結車両の
平面図、第３図はトラクタのタイロッド連結部の斜視図
、第４図はマイクロコンピュータの入出力端子図、第５
図はＣＰＵの制御フローヂャート、第６図は記号説明の
ための連結車両の平面図、第７図はトレーラの現在位置
と理想位置とのずれｌｌ（Ｓｌ−Ｓ）と過剰制御角Δβ
との関係図、第８図は連結車両のモデル図、第９図は制
御動作時のヒツチメンバ角と相対角βの関係図、第１Ｏ
図はジャックナイフ現象を生じた従来の連結車両の平面
図である。 ■・・・トラクタ、　　　２・・・トレーラ、３・・・
タイロッド、　　ＩＯ・・・タイロッド駆動手段、１２
・・・舵角センサ、１６・・・ヒツチメンバ角センサ、
１７・・・相対角センサ、 １００・・・マイクロコンピュータ（制御手段）。 特　許　出　願　人　株式会社ニーシンほか１名代理人
弁理士青　山　葆　ばか１名 第１図 第２　図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）トラクタの後部に水平方向に回動自在に連結する
   とともに、先端にトレーラを回動自在に連結したタイロ
   ッドと、該タイロッドをトラクタ側の連結部を中心に揺
   動駆動するタイロッド駆動手段と、トラクタの前輪舵角
   αを検出する舵角センサと、トラクタに対するトレーラ
   の相対角βを検出する相対角センサと、トラクタに対す
   るタイロッドのヒッチメンバ角γを検出するヒッチメン
   バ角センサと、内輪差がゼロとなる理想状態の相対角β
   ＿１にトレーラの現在位置と内輪差ゼロのときの理想位
   置とのずれ量に応じて変化する過剰制御角Δβを加算し
   た値が相対角βとなるようにタイロッド駆動手段を正逆
   転駆動させる制御手段と、からなることを特徴とする連
   結車両の後退旋回制御装置。