JPH04169366A - トレーラ振れ止めブレーキ制御装置および連結角度センサ - 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】

［０００１］

【産業上の利用分野】

本発明は、トラクタ・セミトレーラ装置におけるセミト
レーラ補助車両等の連結車両装置における被牽引補助車
両のブレーキに加えられる制動力を制御することによっ
て、トレーラブレーキ誘発形トレーラ振れとして知られ
る状態を防止、抑止または最小限に抑えてそれから迅速
に回復できるようにする制御装置及び方法に関するもの
である。 ［０００２］ 本発明は特に、連結角度を感知する手段の少なくとも能
動変換部材がすべてトラクタに取り付けられている、連
結車両用のトレーラ振れ止め装置に関するものである。 ［０００３］

【従来の技術】

重量形トラクタ・セミトレーラトラックを含めたあらゆ
る形式の車両に対してそれの停車性及び車両安定性を向
上させるためのブレーキ制御装置がもちろん従来より公
知である。 ［０００４］ あらゆる形式の車両に対してアンチロック式のブレーキ
装置が従来より公知である。簡単に説明すれば、これら
の装置は、ブレーキがかけられた車輪の長手方向のスリ
ップを所定限度内に維持することによって車両の安定性
（すなわちブレーキをかけられた車輪の許容横方向摩擦
係数）を維持する機能を持っている。これには、少なく
ともある程度の車輪の回転を維持できるように個々の車
輪及び／または個々の車軸毎に制動力を調節することが
一般的に必要である。 ［０００５］ 従来形のアンチロックブレーキ装置（ＡＢＳ）の例が、
米国特許筒３．　’／６１．２７０号、第３．７６８．
８７２号、第３．８５４．５５６号、第３．８９３．６
９６号、第３．９２９．３８３号、第３゜９２９、３８
２号、第３．９６６、２６７号、第４．３９２．２０２
号及び第４．５９１．２１３号に示されており、これら
の開示内容はすべて参考として本説明に含まれる。 ［０００６］ 制動力を制御することによって、ドライバの要求を満た
し、ドライバの要求を「ブレーキ・パイ・ワイヤ」式に
感知し、摩擦係数を感知してそれに従って制動力を調節
し、車輪に対する荷重を感知してそれに従って制動力を
調節し、車輪のスリップの感知及び／まなは電子信号の
使用によってトレーラブレーキを応答させるブレーキ装
置も、例えば米国特許筒４．１４０．３５２号、第４．
３２７．４１４号、第４，４９４、１９９号、第４．５
１２．６１５号、第４．４５４．２４０号、第４．５９
１．２１３号、第４．６０６．５８６号第４．６１６．
８８１号、第４．６４８．６６３号及び第４．７６８．
８４０号などの従来技術に開示されており、これらの開
示内容はすべて参考として本説明に含まれる。 トラクタ・セミトレーラトラック等の重量形連結車両で
は、トラクタ・トレーラのトラクタに対する荷重がトラ
クタだけ、空または軽い荷物を積んだトレーラとトラク
タ、または重い荷物を積んだトレーラとトラクタである
ように、トラックの負荷及び維持が変化するため、ブレ
ーキ装置の設計が難しい。 ［０００７］ さらに、トラクタ・セミトレーラは本来的に、ジャック
ナイフ及びトレーラ振れとして知られている不安定な動
的挙動を示すものであり、これらの各々には特有の原因
、影響及び妥当な補正処置がある。ジャックナイフは「
トラクタブレーキ誘発形ジャックナイフ」と呼ばれるこ
ともあるのに対して、トレーラ振れは「トラクタブレー
キ誘発形ジャックナイフ」と呼ばれることもある。 ［０００８］ ジャックナイフのような望ましくないトレーラ連結事象
の動力学は、自動車エンジニア協会（ＳＡＥ）会報第７
１００４５号に論じられており、その内容を参考として
本説明に含める。 ［０００９］ トレーラ振れを防止するか最小限に抑える様々な装置が
提案されている。これらには、チェーンまたは可変ピボ
ット抵抗装置等の機械装置とトレーラ自体に取り付けら
れた車輪速度センサ及びアンチロック制御装置とが含ま
れる。これらの従来装置は、例えば米国特許第３．６１
８．９８３号、第３．８１０．５２１号、第４．０２３
．８６４号第４．４０５．１４５号、及び第４．６２０
．　ｎ１号に開示されており、それらの開示内容を参考
として本説明に含める。 ［００１０］

【発明が解決しようとする課題】

機械装置は反応が遅く、通常作動中の必要な連結を妨害
し、また特別の形状／装備のトレーラが必要であること
及び／またはロックイン状態からの復帰が不可能である
ことから、従来装置は満足できるものではなかった。既
存のトレーラの大部分がＡＢＳを装備しておらず、また
トラクタは様々なトレーラと組み合わせて用いられるこ
とが多いため、トレーラにＡＢＳ装備があっても、それ
がトラク夕のＡＢＳと併用性がないこともあり、既存の
トレーラ及び将来のものにもすべてＡＢＳを装備するこ
とは実現不可能な費用となり、また一定の条件では、既
存のＡＢＳが感知して反応する車輪ロック状態が存在し
ない時に望ましくないトレーラ連結が発生することもあ
るので、アンチロック（ＡＢＳ）形装置は完全には満足
できるものではなかった。 ［００１１］ 従って、本発明の目的は、トラクタ・セミトレーラトラ
ック装置のトレーラ等である連結車両装置のトレーラ補
助車両に用いられ、トレーラ振れ状態を初期段階で検出
して防止または最小限に抑え、それから回復できるよう
にする改良式トレーラブレーキ制御装置用の連結角度セ
ンサを提供することである。好ましくはすべての制御及
び感知部材、少なくとも能動制御及び感知部材はトラク
タ補助車両に取り付けて、いずれの標準装備のトレーラ
補助車両にも制御装置を使用できるようにすることであ
る。 ［００１２］

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため本発明は特許請求の範囲に記載
の構成を有している。 これは、トラクタのブラッドハンド°連結部より上流側
に配置されたＡＢＳ形バルブと、トラクタ・トレーラ連
結角度（”　ＡＡ”　）　　連結角度の一次導関Ｓ（′
。 ｄＡＡ／ｄｔ”）及び２次導関数（”　ｄ２　ＡＡ／ｄ
ｔ２”　）の感知及び／または計算できるようにする信
号の発生を行うセンサと、入力信号を受け取ってそれら
を所定の論理規則に従って処理し、コマンド出力信号を
発生することによってトレーラブレーキのＡＢＳ形バル
ブを制御する、好ましくはマイクロプロセッサをベース
にした制御装置とを好ましくはすべてのトラクタ上に設
けることによって達成される。 ［００１３］

【作用】

この構成によれば連結角度のより高次の時間導関数を用
いるため制御装置の応答性をよくすることが可能となる
。１−ＡＢＳ形バルブ」は、圧力を低下させてトレーラ
ブレーキを解除し、圧力を低い値に保持してブレーキを
解除状態に維持してから、制御状態でブレーキを所望の
圧力まで再加圧し、すべてドライバが要求した制動力の
程度に関係なく、実施できるようになっている。 ［００１４］

【実施例】

本発明のトレーラ振れ止め制御装置及び方法のための連
結角度センサは、図１に示されているトラクタ・セミト
レーラ装置１０等の多くの連結車両装置に適用すること
ができる。簡単に説明すると、従来から公知のように、
トラクタ・セミトレーラ装置１０は、トラクタ１２とセ
ミトレーラ１４とを、トラクタに固定された公知のフィ
フスホイール３４をトレーラに固定されたキングピンと
選択的に係合させてなる連結手段１６によって取り付け
ている。トラクタは一般的に、一対の並列の後駆動車軸
３６．３８と、前かじ取り車軸４０とを有している。ト
レーラは一般的に、−対の並列の非かじ取り非駆動トレ
ーラ車軸４２．４４を有している。必ずしもそうではな
いが、一般的には前車軸４０は非駆動のかじ取り車輪を
備えている。トラクタ及び／またはトレーラは車軸を１
本または３本以上にしてもよい。 ［００１５］ 標準装備のトラクタを標準装備のセミトレーラに比較的
迅速かつ簡単に関節状すなわち回動可能に結合すなわち
連結できるようにフィフスホイール・キングピン連結を
用いることができることにより、商業的及び作動的融通
性が得られると共に、車両の操縦性が高まるという利点
は十分に認識されている。しかし、条件によっては、多
くはカーブを曲がる時やターンをする時にブレーキをか
けた場合であるが、トラクタ・セミトレーラ補助車両の
一方または両方が横方向安定性を失って、制御不能の過
度の連結状態、すなわちジャックナイフまたはトレーラ
振れを発生させる。トラクタ・セミトレーラの制御不能
の過度の連結状態は一般的に、２つの異なった種類の事
象、すなわち「ジャックナイフ」及び「トレーラ振れ」
からなると考えられ、これらは両方とも事故につながる
ものである。 ［００１６］ ジャックナイフは、制御不能の過度のトレーラ連結事象
の最も厳しく最も修正が難しいと考えられるものである
が、それの一般的な原因は、トラクタ補助車両が、通常
はトラクタ補助車両の駆動輪が一般的にコーナリング時
に横方向安定性を失い、この不安定性が、トレーラに加
えられている何倍もの大きさの慣性とすぐに結びつくこ
とである。他方の制御不能の過度のトレーラ連結事象で
あるトレーラ振れは、トレーラの車輪４２．４４が横方
向安定性を失って、通過中のカーブの中心に対して半径
方向外向きに振れることが原因であることが一般的であ
り、その結果、トレーラが振れて隣接の車線に入るため
、事故の原因になる危険は明らかである。 ［００１７］ トレーラ振れ事象は、ジャックナイフ事象よりもゆっく
り発生することが多くトレーラ振れ事象の初期を表す状
態を感知した時点でトレーラブレーキに対して補正処置
を取れば、トレーラ振れの程度を最低限に抑えて、トレ
ーラをそれの軌道走行状態に戻すことができる。 ［００１８］ 公知のように、タイヤのスリップ率を減少させることに
より、それの横方向摩擦係数が大幅に増加する。従って
、ロックされるかほとんどロックされたトレーラブレー
キによって誘発されたトレーラ振れは、それの開始時す
なわち初期段階で感知すれば、それのブレーキを解除し
て車輪が車速またはそれに近い速度で回転できるように
することによってトレーラの車輪の横方向安定性を高め
ることで、抑止または軽減することができる。極端なト
レーラ振れ事象の概略図が第６図に示されており、ここ
では図示のカーブの右手部分でトレーラがそれの車線か
ら完全に飛び出している。本発明の制御装置及び方法の
目的は、トレーラブレーキ誘発形のトレーラ振れ事象の
発生を防止するが、またはそれの程度を最小限に抑える
ことである。 ［００１９］ 本発明のトレーラ振れ止め制御装置及び方法は、ＡＢＳ
装置を完備したトラクタ１２及び標準形、すなわちＡＢ
Ｓでないブレーキ装置を装備したトレーラ１４に用いる
ことが好ましい。しかし、トラクタ及びトレーラの両方
がＡＢＳを備え、現在設置されているＡＢＳ装置によっ
て補正処置を取る必要がない程度に車輪がロックされて
いるにもかかわらず、望ましくないトレーラ連結状態が
発生する場合もある車両に用いた場合でも、本発明の制
御は良好な結果を与えることができる。また、好ましく
はないが、本発明のトレーラ振れ止め制御装置及び方法
は、トラクタ及びトレーラのいずれにもＡＢＳ論理制御
装置が装備されていないトラクタ・トレーラ装置に使用
した時でも車両安定性をある程度は向上させることがで
きる。 ［００２０１ 前述したように、本発明の目的は、トレーラブレーキ誘
発形のトレーラ振れ事象の発生を防止するか、またはそ
れを最小限に抑えることであり、それに対してジャック
ナイフ事象の発生は、トラクタＡＢＳ制御論理及び装置
を用いることによって最小限に抑えることができる。 ［００２１］ 本発明のトレーラ振れ止め制御装置及び方法を用いた連
結トラクタ・セミトレーラ装置１０のトラクタ１２のた
めのブレーキ装置が図２に示されている。図２に示され
ているトラクタ１２のためのブレーキ装置は「ブレーキ
・パイ・ワイヤ」形であるが、本発明はその他の形式の
ブレーキ制御装置及びＡＢＳ装置にも同様に適用可能で
あることに注意されたい。 ［００２２］ 簡単に説明すれば、公知のように、トラクタ１２には、
一般的に非駆動の前かじ取り車軸４０と、前方後駆動車
軸３６及び後方後駆動車軸３８からなる１対の並列の後
駆動車軸とが設けられている。車輪１４０．１４２は後
方後駆動車軸３８に対応し、車輪１４４、１４６は前方
後駆動車軸３６に対応し、車輪１４８．１５０は前かじ
取り車軸４０に対応している。後駆動車軸３６．３８は
、エンジン４６によってトランスミッション４８及びド
ライブライン５０を介して駆動される。 ［００２３］ 空気作動式ブレーキ６０．６２．１５２及び１５４が、
それぞれ車輪１４４．１４６．１４０及び１４２の回転
を制動するように設けられている。後ブレーキ６０．６
２．１５２及び１５４は公知のように同寸法で同形式で
あり、このことは、それぞれ前かじ取り車軸の車輪１４
８　　及び１５０の回転を選択的に制動するように設け
られている前ブレーキ６４゜６６についても同様である
。図示の装置では、ブレーキは公知の形式のいずれかの
空気作動式ブレーキ、例えば「Ｓ」カム作動式ブレーキ
または空気ディスクブレーキ形でよく、それらの詳細は
公知であって、米国特許第４．４７６、９６８号及び第
４．４５７．４０７号に詳細に記載されており、それら
の開示内容は参考として本説明に含める。前ブレーキの
すべてと後ブレーキのすべてはそれぞれ同寸法で同形式
であることが必要であるが、前後のブレーキが同寸法で
あることは必要なく、またそれは好ましくない。ブレー
キを作動させる圧縮空気は、１つだけ図示されている複
数の供給タンク６８から供給され、これらの供給タンク
には車両に搭載されたコンプレッサ（図示せず）等から
圧縮空気が送られる。 ［００２４］ ブレーキ装置には制御ユニット７０が設けられており、
融通性及び反応性の点から、これは複数の入力信号を受
け取る手段７２と、入力信号を所定の論理規則に従って
処理する手段と、コマンド出力信号を様々なシステムオ
ペレータへ送る手段７４とを備えた電子マイクロプロセ
ッサをベースにした制御ユニットであることが好ましい
。 ［００２５］ センサ７６がドライバによるブレーキペダル７８の変位
を感知して、ドライバの要求すなわち停車力を表す入力
信号を発生する。この形式のセンサは公知であり、例え
ば上記米国特許第４．１４０．３２５号、第４．３２７
．４１４号及び第４．５１２．６１５号に開示されてい
る。一般的に、そのような変換器はブレーキペダル７８
の変位量及び／またはそれに加えられた力を感知して、
それに比例した出力信号を発生する。前述したように、
本発明は、制動力の大きさが公知のトレートルバルブに
よって制御されるもっと一般的なブレーキ装置にも同様
に適用することができる。トラクタＡＢＳを作動させる
ため、車輪速度センサ１６０．１６２．９８．１００．
１０２．１０４が、それぞれ車輪１４０．１４２．１４
４．１４６．１４８及び１５０の回転速度を表す入力信
号を発生するように設けられている。 ［００２６］ 従来技術のＡＢＳから公知のように、中央処理装置７０
は、入力信号を所定の論理規則に従って処理して、前制
御バルブ１０８及び後制御バルブ１６８ヘコマンド出力
信号を送る。簡単に説明すると、制御バルブ１０８は電
線路１１０を介して供給タンク６８に連結しており、中
央処理装置７０からのコマンド出力信号に従って、それ
ぞれ空気ブレーキ６４．６６に連通している導管１１６
．１１８を個別に加圧する。後制御バルブ１６８も電線
路１１０を介して供給タンク６８に連結しており、中央
処理装置７０からのコマンド出力信号に従って、それぞ
れ後車軸ブレーキ６０．６２．１５２及び１５４へ加圧
流体を枝管を介して個別に送る。従って、トラクタの各
車輪の制動力は、公知のＡＢＳ技術のように、中央処理
装置７０が受け取って処理した入力信号に対応して発生
したコマンド出力信号に対応して閉ループ状態でＡＢＳ
の目的に合わせて個別に制御できることがわかるであろ
う。 ［００２７］ 本発明のトレーラ振れ止め制御装置及び方法を提供する
ため、トラクタブレーキ装置にさらに１つまたは複数の
センサ１７０．１７２を、好ましくはトラクタのフィラ
スホイール３４等に取り付けて設けることにより、現在
の連結角度（ＡＡ）及びそれの時間導関数、例えば連結
角度の１次導関数（変化率）（ｄＡＡ／ｄｔ）及び２次
導関数（ｄ２　ＡＡ／ｄｔ２　）等を表す入力信号を中
央処理装置７０へ送ること及び／まなはそれらを計算す
ることができるようにしている。もちろん、連結角度の
１つまたは複数の時間導関数を直接的に感知するセンサ
を設けてもよい。 また、中央処理装置７０からのコマンド出力によって制
御される制御バルブ１７４が標準形トレーラブレーキ装
置の制御バルブにパイロットまたは制御を送るようにす
る。好ましくは、制御バルブ１７４は、トラクタのブラ
ッドハンド連結部２０６の１つのすぐ上流側に配置する
。バルブ１７４の代わりに、出力がブレーキペダル７８
の変位量に比例した標準形トレートルバルブ及びそれか
ら下流側に直列に接続されたＡＢＳ形バルブを用いても
よい。 ［００２８］ 連結角度及び時間に対するそれの１次及び２次導関数を
測定するための本発明者の規則、及びこれらを感知する
様々な感知手段について以下に詳細に説明する［００２
９］ 図３は、従来の標準形のトレーラブレーキ装置（すなわ
ちＡＢＳでない装置）を示している。簡単に説明すると
、トレーラには、従来から公知のようにトラクタのフィ
フスホイール３４と選択的に係脱するキングピン１７６
が設けられている。 トレーラには、流体連結部１８０によってトラクタの空
気装置に連結された供給タンク１７８が設けられている
。トレーラの車軸４２．４４はトレーラ車輪１８２．１
８４．１８６及び１８８を支持しており、それらの各々
にはそれぞれ空気ブレーキアクチュエータすなわちブレ
ーキ室１９０．１９２．１９４及び１９６が設けられて
いる。一般的にトレーラブレーキのすべては、入口１９
７がトレーラ供給タンク１７８に連結し、連結部２０４
を介してトラクタ空気装置からパイロット空気信号を受
け取るパイロットバルブ部分１９９を備えているリレー
バルブ１９８によって同一圧力に制御されている。 各トレーラブレーキは、パイロット制御されたリレーバ
ルブ１９８からの信号出力２０８によってほぼ同じ圧力
で作動される。 ［００３０１ 連結部２０４は、トラクタ側の連結部２０６と連結でき
る構造になっている。簡単に説明すれば、連結部２０４
．２０６は、連結部１８０及び車両空気装置（図示せず
）側の対応の連結部と同様に、一般的に「ブラッドハン
ド」として知られている流体連結部を構成している。 ［００３１］ 本明細書を通して用いられている、連結角度（ＡＡ）を
測定する本発明者の規則は、図４を参照すれば明らかと
なりミニの図は、フィフスホイール３４及びキングピン
１７６連結によって定められたトラクタ１２及びトレー
ラ１４間の回動軸線を車両の上方から見ている、すなわ
ちトレーラが図４の左から右へ後ろ向きに延在している
。トラクタとトレーラとの間の連結角度ＡＡは、キング
ピン・フィフスホイール回動軸線を通るトラクタ１２の
長手方向軸線２００とフィフスホイール・キングピン回
動軸線を通るトレーラ１４の長手方向軸線２０２との間
の角度として定められる。連結角度ＡＡは、トラクタ１
２の長手方向軸線２００からトレーラ１４の長手方向軸
線２０２まで測定され、反時計回り方向に正の符号が、
時計回り方向に負の符号が付けられる。従って、図４に
示されている例では、ここに定められた本発明者の規則
によれば、連結角度ＡＡは正の値である。 ［００３２］ 次に図６を参照しながら説明すると、車両１０がカーブ
した車線で定められたコースを図６のほぼ左から右へ向
かって走行する時、トレーラ１４の車輪が横方向安定性
を失って、遠心力とトラクタ自体によって加えられた制
動力とを受けて、トレーラ１４をキングピンを中心に回
動することにより、振り出し現象が進むのに伴って一般
的に連結角度がゼロを通過して逆の符号に変わることが
わかるであろう。トレーラ振れの際、トレーラ１４が車
線から飛び出すことによって事故を発生させる危険があ
る。これは、本発明のトレーラ振れ止め制御方法及び制
御装置が防止、抑止または最小限に抑制してそれから急
速に回復できるようにしようとしている種類のトレーラ
振れ事象の一例である。 ［００３３］ 図６に示されているトレーラ振れ事象を引き起こすほど
にトレーラの車輪が横方向安定性を失うことは、所望値
を超える車輪スリップ及び／または完全な車輪ロックを
発生させるトレーラ制動に関連していることが一般的で
ある。トレーラブレーキ誘発形トレーラ振れ事象の発生
を防止または抑制してそれの程度を最小限に抑え、それ
から迅速に回復できるようにするため、トレーラ振れの
初期すなわち実際の開始を表す状態を迅速に感知して、
車両ブレーキ装置がそれに反応してトレーラブレーキを
解除することによって、トレーラ車輪が車速に近い速度
で回転できるようにすることにより、スリップを抑えて
横方向摩擦係数を高めて、トレーラ車輪の向心力を増加
させることが望ましい。 ［００３４］ 本発明のトレーラ振れ止め制御方法及び制御装置の作動
により、車両ブレーキがかけられた時点で、連結車両の
連結角度及び連結角度の時間導関数、例えば時間に対す
る連結角度の１次導関数及び／または時間に対する連結
角度の２次導関数の少なくとも１つまたは複数の感知及
び／または計算によってトレーラブレーキ誘発形トレー
ラ振れ事象の初期すなわち開始を表す状態を感知できる
。トレーラ振れを初期すなわち開始時に、すなわちトレ
ーラがほぼゼロの連結角度の位置まで振れる前に感知し
て、その状態を抑止及び／または最小限に抑える十分な
時間がとれるようにすることが重要である。また、トレ
ーラ振れとジャックナイフとでは補正処置が異なること
から、それらを区別することも重要である。 ［００３５］ 簡単に説明すれば、初期のトレーラ振れ事象を感知する
１つの方法は、プレーキペダルを踏み込んだ時、連結角
度（ＡＡ）とそれの時間導関数、例えば時間に対する連
結角度の１次導関数（ｄＡＡ／ｄｔ）とが逆の符号にな
り（これは、トラクタ・セミトレーラ車両が通行してい
るカーブの中心から外向きにトレーラ１４が飛び出して
いることを表している）　時間に対する連結角度の２次
導関数（ｄ２　ＡＡ／ｄ　ｔ２　）の絶対値が所定の基
準値を超えて、連結車両が通行しているカーブの中心か
ら半径方向外向きにトレーラ１４が急速に飛び出してい
ることを表す状態を感知することである。 ［００３６］ これらの状態を感知した時点で、本発明の制御論理は、
初期のトレーラ振れ事象を表す状態が存在することを宣
言して、トレーラ車輪が車速に近い速度で回転できるよ
うに選択された所定時間（Ｔ）だけトレーラブレーキを
解除して、それの横方向安定性を向上させ、好ましくは
トレーラ振れを最小限に抑えるか防止して、トレーラ車
輪がカーブを再び前輪に追従して走行できるようにする
。所定時間後、トレーラブレーキは、一定か、または測
定されたシステム変数に応じて変化する割合（Ｒ）で、
好ましくはトレーラ振れ事象の開始時の時間に対する連
結角度の１次及び／または２次導関数の値の関数である
圧力（Ｐ）まで再び加圧される。制動事象が終了するま
で、すなわちドライバが足をブレーキペダルから離すま
で、ブレーキはこの圧力ピークに維持され、その時、初
期トレーラ振れが再び感知されるまで、トレーラブレー
キは再びトレートルバルブによって制御される。トレー
ラブレーキに対する加圧は、トレーラリレーバルブ１９
８のパイロット部分２０２に加えられる圧力を変化させ
るトレーラ振れ止め制御バルブ１７４によって制御され
る。感知された初期トレーラ振れ事象を最小限に抑えて
それから回復できるようにするためにトレーラブレーキ
に加えられる圧力のグラフが図５に示されている。 ［００３７］ 図５において、点２０４から点２０６までは車両ブレー
キががけられていない。点２０６でドライバがトレート
ルバルブまたはブレーキペダル７８をいっばいに踏み込
むと、トレーラブレーキ制御バルブ１７４の制御を受け
ながら、トレーラのリレーバルブ１９８が点２０８で示
すように高圧をトレーラブレーキに加える。ドライバが
比較的強い制動力を要求し続けると、トレーラブレーキ
は点２０８から点２１０まで比較的高いレベルに維持さ
れる。本実施例では、点２１０において中央処理装置７
０で処理された入力信号が初期トレーラ振れ事象の存在
を表示するとする。そこで中央処理装置７０がコマンド
出力信号をトレーラブレーキ制御バルブ１７４へ送るこ
とにより、点２１２で示されているように、トレーラブ
レーキが解除される。トレーラブレーキは、トレーラ車
輪を車速で回転できるようにする十分な時間に選択され
た所定時間Ｔだけ解除状態に維持される。時間Ｔは所定
値でもよいし、中央処理装置に送られる感知入力の値に
伴って変化するようにしてもよい。一般用にはトレーラ
車輪には速度センサが設けられていないので、これは実
５験的に決定された値になっている。本発明者は、０．
２５〜１．２５秒、好ましくは０．５０〜０．７５秒の
時間にすることによって、車両１０全体の停車距離を最
短にできるようにトレーラブレーキを再度かけなければ
ならないながらもトレーラ車輪をほぼ車速で回転させる
ことができることを発見した。 ［００３８］ 従って、所定時間Ｔ後、すなわち点２１４においてトレ
ーラブレーキが割合Ｒで再度かけられて、点２１６で圧
力Ｐに達するようにするが、好ましくはこの圧力Ｐはト
レーラ振れ事象の開始時において感知または計算された
連結角度の１次及び／または２次導関数の関数である。 その後、制動事象が終了するまで、車両ブレーキは圧力
Ｐに維持される。本発明者は、約１０ｐｓｉ／秒の再制
動率Ｒが、トレーラ車輪の横方向安定性を再度失うこと
なくできるだけ早く圧力Ｐに達することができるように
する有効な割合であることを発見した。 ［００３９］ 前述したように、再度加える圧力Ｐ及び／または再加圧
率（Ｒ）は、トレーラ振れ事象中に連結角度、連結角度
の１次導関数及び２次導関数の値によって感知されたト
レーラ振れ事象の動力学の関数である。 ［００４０］ 簡単に説明すると、トレーラ振れ事象中の連結角度の１
次導関数及び２次導関数の絶対値は、トレーラに対する
負荷及び／または道路の摩擦係数を表している。連結角
度の変化及び連結角度の変化の変化率が早いほど、トレ
ーラの負荷が軽いか、または道路の摩擦係数が小さい。 従って、時間に対する連結角度の１次導関数及び／また
は２次導関数が比較的高い場合、再度加える圧力及び再
加圧率は比較的低くすることが望ましいのに対して、時
間に対する連結角度の１次導関数２次及び／またはさら
に高次の導関数が比較的低い場合、トレーラ車輪が横方
向安定性を再度失う危険を伴うことなく、トレーラブレ
ーキに再度加える圧力及び再加圧率を比較的高くするこ
とができる。 ［００４１］ 本発明の連結角度センサを用いた制御方法が、図１１の
フローチャートに記号で示されている。 ［００４２］ トレーラ振れ事象の開始を表示する状態の存在を感知す
る別の方法は、車両制動時に（ｉ）連結角度（ＡＡ）と
連結角度の１次導関数（ｄＡＡ／ｄｔ）とが逆の回転方
向であること、及び（ｉｉ）連結角度の１次導関数（ｄ
ＡＡ／ｄｔ）が基準値を超えていることを感知するもの
である。 ［００４３］ そのような状態を感知した時点で、中央処理装置７０は
制御バルブ１７４に、トレーラブレーキを所定時間Ｔだ
け解除してから、再び加圧率（Ｒ）で圧力（Ｐ）まで加
圧することを指令するが、これらの値の一方または両方
は連結角度（ＡＡ）及び／または連結角度の２次導関数
（ｄ２ＡＡ／ｄｔ２　）の最新の値またはその状態を感
知した瞬間の値の関数である。 ［００４４］ 例えば、好ましくはＡＡの初期値の関数である偏揺れ基
準値とｄ２　ＡＡ／ｄ　ｔ２を比較することによって、
慣性の偏揺れ回転モーメントが比較的高いか低いかを決
定することにより、トレーラが比較的重いか軽いか及び
／または道路の摩擦係数が比較的高いか低いかを決定す
ることができる。公知のように、トレーラの荷重が重く
なり、道路表面の摩擦が高くなるほど、トレーラブレー
キに再び加える圧力及び／または再加圧率を高くして、
横方向安定性を失うことなく車両を早く停車させること
ができる。 ［００４５］ トレーラ振れ事象の開始を感知するさらに別の方法は、
制動時に（ｉ）連結角度（ＡＡ）と連結角度の２次導関
数（ｄ２　ＡＡ／ｄｔ２　）とが逆の符号であるか（ｉ
ｉ）連結角度の絶対値が少なくとも所定値（約１°〜３
°）であるか、及び（ｉｉｉ）連結角度の２次導関数の
絶対値が基準値を超えているかを感知するものである。 ［００４６］ 公知のように、感知された連結角度のより高次の時間導
関数を用いることにより、特に荷重が小さいトレーラ及
び／または摩擦係数が小さい道路表面の場合に初期のト
レーラ振れ状態をより早期に感知することができるよう
になるのに対して、低次の時間導関数は反応が時間的に
幾分遅れるが、特にトレーラの荷重が大きい場合及び／
または道路表面の摩擦係数が大きい場合に、影響を受け
にくく信頼性が幾分高い初期のトレーラ振れの判断を可
能にする。従って、トレーラの振れ状態を調べる上記の
様々な論理的方法は、互いに排他的であると考えられる
ものではなく、互いに組み合わせて用いることもできる
。 ［００４７］ 連結角度とそれの導関数が逆符号であり、時間導関数（
例えばｄ２　ＡＡ／ｄ　ｔ２）が基準値を超えているこ
とを感知することは、車両がその瞬間ではうまく連結さ
れているが、トレーラがトラクタの後部から飛び出すよ
うな振れを起こしつつあることを表している。時間導関
数（ｄ２　ＡＡ／ｄｔ２　）の絶対値が基準値を超えた
場合、前述したように、補正処置を取る必要がある。 ［００４８］ ｄ２　ＡＡ／ｄｔ２の絶対値の限界値すなわち基準値は
、がじ取り角度センサ及び／または車両の左右のトラク
タ車輪、好ましくはがじ取り車軸の車輪の回転速度を比
較する手段によって感知または計算できる車両の旋回半
径の関数にする必要がある。 ［００４９］ 連結車両の連結角度、時間に対する連結角度の１次導関
数及び／または時間に対する連結角度の２次導関数を感
知するための様々な感知装置が図７〜図１３に示されて
いる。好ましくは、これらの様々な感知装置に含まれて
いるすべての部材またはその中の少なくとも能動部材は
、トラクタ・トレーラ車両１０のトラクタ１２に取り付
ける。 ［００５０］ 図７に示されているフィフスホイールアセンブリ３４に
は、２つのローラが、好ましくはバネ付勢された浮動ロ
ーラ２２０及び２２２が電位差計等と組み合わせて設け
られており、トレーラに対するトラクタの回動移動によ
って回転して、連結角度及び／または時間に対する連結
角度の１次及び２次導関数を表す入力信号を発生するよ
うになっている。 ［００５１］ １対のローラ２２０．２２２を用いることにより、フィ
フスホイール内でのキングピン１７６の非回転運動をコ
モンモード法によって遮断して無視することができるよ
うになる。好ましくは、ローラ２２０．２２２の回転軸
線２７０が同軸的であって、キングピン・フィフスホイ
ール回動軸線を通るようにする。 ［００５２］ 図８から明らかなように、好ましくはローラはゴム被覆
を施して、キングピンを支持しているトレーラの下面に
弾性的に付着するようにし、またフレーム２７６内でバ
ネ２７４で上向きに付勢された支柱２７２に取り付けら
れているため、ローラはフィフスホイールの上面３４Ａ
より上方へ突出して、トレーラの下表面１４Ａのキング
ピンに隣接した部分に接触するようになっている。フレ
ーム２７６はボルト２７８等によってフィフスホイール
３４に取り付けられている。支柱２７２上のコネクタ２
８０は、ローラの回転を表す、すなわちそれに比例した
電位差計２２３からの信号を出力する。 ［００５３］ 図９では、超音波トランシーバ２３０がトラクタ１２に
取り付けられており、超音波信号を送って、トレーラ１
４上の所定表面で跳ね返った超音波信号を受け取ること
により、連結車両の連結角度及び／またはそれの導関数
を表示するようになっている。 ［００５４］ 図１０に示されているフィフスホイール３４には、トレ
ーラのキングピンにはめ付けられる磁石支持キャップ２
３２が設けられており、連結角度及び／またはそれの導
関数の１つを感知する磁気センサとなる磁気手段を支持
している。

【００５５】 図１１及び図１２に詳細に示されているように、磁石２
５０がハウジング２５２によってトラクタ床部１２に取
り付けられて、制限された水平移動及び回動軸線２５４
回りの回転移動が可能になっている。磁石２５０はＮ極
２５６とＳ極２５８とを備えておりキングピンがフィフ
スホイール３４に収容された場合に磁気的に標準ＳＡＥ
キングピン１７６に取り付けられてそれと共転するよう
になっている。 ［００５６］ センサ２６０は、接触及び／または荷重部材を用いない
で相対回転位置を感知でき、また軸方向ずれの許容差が
比較的大きい磁束磁力計であることが好ましい。 監視されている部品（キングピン１７６）に取り付けら
れた磁石２５０力飄回転軸線２５４にほぼ直角である磁
束ゲートのコイル２６４との交点では平行である磁束線
２６２が発生している限り、磁石とコイルとが同軸的で
なくとも、正確な位置信号が発生される。 ［００５７］ 図１３では、トレーラ１４のブラッドハンド連結部に設
けられた送信器が送る信号を、トラクタ１２に取り付け
られた方向分解受信器２４０が受信するようになってい
る。 ［００５８］ 以上説明したように、本発明者はトレーラ振れ事象を防
止、抑制または最小限に押さえてそれから急速に回復で
きるようにするため、トレーラに対する制動力を制御す
る改良式のトレーラブレーキ制御装置および方法に用い
られるトラクタ取り付は式の連結角度センサを提供して
いる。 ［００５９］ また、本発明をある程度特定の例について説明してきた
が、好適な実施例の詳細な説明は単なる例であって、請
求項に記載されている範囲内においてその部材およびス
テップに対して様々な変更および配置変更を付加するこ
とができる。 ［００６０］

【発明の効果】

本発明は連結車両の連結角度およびその時間導関数を感
知するセンサを備えているので、連結角度とその１次導
関数とが逆の符号となり、あるいは２次導関数の絶対値
が所定の基準値を超えていることによりトレーラブレー
キ装置に供給されるパイロットまたは作動圧力を制御し
て感知されたトレーラ振れの初期状態を停止させて、ト
レーラをそれから安全に回復させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、一般用な重量形トラクタ・セミトレーラトラッ
ク連結車両の概略図である。

【図２】 図２は、アンチロックブレーキ装置を含むと共に、本発
明のトレーラ振れ止め制御装置を内蔵したトラクタ取り
付は式ブレーキ制御装置の概略図である。

【図３】 図３は、本発明のトレーラ振れ止め制御装置と共に使用
できる標準形トレーラブレーキ装置の概略図である。

【図４】 図４は、トラクタとセミトレーラとの間のキングピン・
フィフスホイール回動連結部の拡大部分概略図であり、
連結角度によって定められる角度関係を説明している。

【図５】 図５は、本発明のトレーラ振れ止め制御装置及び方法に
おけるトレーラブレーキに加えられる圧力対時間の曲線
を表すグラフである。

【図６】 図６は、制御不能状態のトレーラ振れ事象の発生を概略
的に示す図である。

【図７】 図７は、本発明の制御装置及び方法のための浮動ロータ
・電位差計式の連結角度センサを示す斜視図である。

【図８】 図８は、図７のセンサの部分断面図である。

【図９】 図９は、本発明の制御装置及び方法のための超音波距離
センサ式の連結角度センサを示すトラクタ車両の斜視図
である。

【図１０１ 図１０は、本発明の制御装置及び方法のための磁界方向
センサ式の連結角度センサを示す概略構成図である。 【図１１】 図１１は、図９のセンサの部分断面図である。

【図１２】 図１２は、回転位置センサとして用いられた磁束磁力計
を記号で示した図である

【図１３】 図１３は、本発明の制御装置及び方法のためのブラッド
ハンド送信器式の連結角度センサを概略的に示すトラク
タ車両の斜視図である。

【図１４】 図１４は、本発明のトレーラ振れ止め制御装置及び方法
をフローチャートで概略的に示した図である。

【符号の説明】

１０・・・トラクタ・セミトレーラ装置１２・・・トラ
クタ １４・・・セミトレーラ ３４・・・フィフスホイール ７０・・・制御ユニット ７６・・・センサ ７８・・・ブレーキペダル １７４・・・制御バルブ １７６・・・キングピン ２００・・・トラクタの長手方向軸線 ２０２・・・トレーラの長手方向軸線 ２５０・・・磁石 ２５２・・・ハウジング ２５４・・・回転軸線 ２６０・・・センサ ＡＡ・・・連結角度

【書類名】

【図ＩＪ 図面 【図２】

【図３１ 【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図９】

【図１０】

【図１１】

【図１２】

【図１３】

【図１４】

【書類名】 【提出日】 【あて先】 【事件の表示】 【出願番号】 【発明の名称】

手続補正書 平成３年９月５日

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トラクタ（１２）とトレーラ（１４）とを
   、関節形連結部（３４／１７６）でその回動軸線（１７
   ６）回りにトレーラがトラクタに対して回動可能となる
   ように連結した形式の連結車両（１０）のためのトレー
   ラ振れ止めブレーキ制御装置であって、前記車両の連結
   角度（ＡＡ）が、前記回動軸線を通るトレーラの長手方
   向軸線（２０２）と前記回動軸線を通るトラクタの長手
   方向軸線（２００）とによって定められ、さらにトラク
   タブレーキ装置と、トレーラブレーキ装置と、車両を制
   動するドライバ要求の大きさを表す要求信号を発生する
   ドライバ作動式制動力要求装置（７６／７８）と、少な
   くとも１つの作動モードに応答して、前記要求信号の大
   きさにほぼ比例した作動力をトレーラブレーキ装置のブ
   レーキに加えることができるようにするトレーラブレー
   キ制御手段（１７４）とを有するものにおいて、前記要
   求入力信号と、連結角度（ＡＡ）、連結角度の１次導関
   数（ｄＡＡ／ｄｔ）及び２次導関数（ｄ２ＡＡ／ｄｔ２
   ）の少なくとも１つを表す連結入力信号とを受け取って
   所定の論理規則に従って処理することにより、初期のト
   レーラ振れ事象の少なくとも１つを表す状態の存在を検
   出して、前記状態の存在を検出したことを表す信号を発
   生する処理手段（７０）と、前記トラクタに取り付けら
   れて、信号の感知及び／または発生を行うことにより、
   連結角度、連結角度の１次導関数及び２次導関数の少な
   くとも１つを計算できるようにする感知手段とを有して
   いることを特徴とするトレーラ振れ止めブレーキ制御装
   置。
2. 【請求項２】連結車両がトラクタ・セミトレーラ車両で
   あって、前記関節形連結部がフィフスホイール・キング
   ピン連結であり、前記制御手段及び前記処理手段が前記
   トラクタに取り付けられていることを特徴とする請求項
   １のトレーラ振れ止めブレーキ制御装置。
3. 【請求項３】感知手段が能動変換器素子を有しており、
   それらがすべてトラクタに取り付けられていることを特
   徴とする請求項２のトレーラ振れ止めブレーキ制御装置
   。
4. 【請求項４】感知手段が、フィフスホイール（３４）に
   取り付けられた少なくとも１つの変換器素子（２２０、
   ２２２）を有していることを特徴とする請求項３のトレ
   ーラ振れ止めブレーキ制御装置。
5. 【請求項５】感知素子が、フィフスホイールに対して回
   転可能なローラ部材と、このローラ部材の回転に対応し
   て連結角度、連結角度の１次導関数及び２次導関数の少
   なくとも１つを表す制御信号を発生する手段とを有して
   いることを特徴とする請求項４のトレーラ振れ止めブレ
   ーキ制御装置。
6. 【請求項６】感知手段が、トラクタ（１２）に取り付け
   られてトレーラの少なくとも１つの表面へ電波を送る送
   信手段（２３０）と、前記トラクタに取り付けられて前
   記トレーラで跳ね返った電波を受けとる受信手段とを有
   していることを特徴とする請求項３のトレーラ振れ止め
   ブレーキ制御装置。
7. 【請求項７】感知手段が、フィフスホイールに対するキ
   ングピンの相対回動移動に対応して磁気的に誘導された
   信号を発生する手段（２３２）を有していることを特徴
   とする請求項３のトレーラ振れ止めブレーキ制御装置。
8. 【請求項８】トラクタ（１２）とセミトレーラ（１４）
   とを、フィフスホイール（３４）・キングピン（１７６
   ）の関節形連結部でその回動軸線（１７６）回りにセミ
   トレーラがトラクタに対して回動可能となるように連結
   した形式の連結車両であって、前記車両の連結角度（Ａ
   Ａ）が、前記回動軸線を通るセミトレーラの長手方向軸
   線（２０２）と前記回動軸線を通るトラクタの長手方向
   軸線（２００）とによって定められる形式の連結車両（
   １０）用の連結角度センサであって、前記フィフスホイ
   ールによって回転可能に支持されており、前記フィフス
   ホイールの上面（３４）にほぼ平行な軸線回りに回動可
   能であり、前記上面から上向きに弾性的に付勢されて前
   記セミトレーラの下面（１４Ａ）の前記キングピン隣接
   部分で接触するようにした１対のローラ（２２０、２２
   ２）と、前記ローラの回転を感知してそれを表す信号を
   発生する手段（２２２Ａ）とを有していることを特徴と
   する連結角度センサ。
9. 【請求項９】前記軸線（２７０）が同軸的であって、前
   記回動軸線（１７６）と交差することを特徴とする請求
   項８の連結角度センサ。
10. 【請求項１０】前記軸線（２７０）がトラクタの長手方
    向軸線にほぼ直交することを特徴とする請求項９の連結
    角度センサ。
11. 【請求項１１】ローラの外表面に弾性被覆が施されてい
    ることを特徴とする請求項８の連結角度センサ。
12. 【請求項１２】トラクタ（１２）とセミトレーラ（１４
    ）とを、フィフスホイール（３４）・キングピン（１７
    ６）の関節形連結部でその回動軸線（１７６）回りにセ
    ミトレーラがトラクタに対応して回動可能となるように
    連結した形式の連結車両であって、前記車両の連結角度
    （ＡＡ）が、前記回動軸線を通るセミトレーラの長手方
    向軸線（２０２）と前記回動軸線を通るトラクタの長手
    方向軸線（２００）とによって定められる形式の連結車
    両（１０）用の連結角度センサであって、Ｎ極とＳ極と
    を備えてハウジング（２５２）によってトラクタに支持
    されており、前記回動軸線（２５４）回りに回転すると
    共にそれに沿って限定範囲内を軸方向移動できるように
    なっており、前記キングピンを前記フィフスホイールに
    はめ込んで前記回動軸線回りに回転移動させる時、前記
    キングピンと磁気接触してそれと共に回転移動するよう
    にした磁気部材（２５０）と、前記トラクタに対する前
    記磁気部材の回転移動を感知してそれを表す信号を発生
    する手段（２６０）とを有していることを特徴とする連
    結角度センサ。
13. 【請求項１３】回転移動を感知する前記手段が、磁気部
    材が発生した磁束路（２６２）の変化を感知することを
    特徴とする請求項１２の連結角度センサ。
14. 【請求項１４】回転移動を感知する前記手段が磁束磁力
    計を有していることを特徴とする請求項１３の連結角度
    センサ。