JPH09267762A - Trailer wheel steering control method and its device - Google Patents

Trailer wheel steering control method and its device

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JPH09267762A
JPH09267762A JP7917096A JP7917096A JPH09267762A JP H09267762 A JPH09267762 A JP H09267762A JP 7917096 A JP7917096 A JP 7917096A JP 7917096 A JP7917096 A JP 7917096A JP H09267762 A JPH09267762 A JP H09267762A
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trailer
wheel steering
tractor
steering angle
wheels
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JP7917096A
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Japanese (ja)
Inventor
Jun Chikamori
Shozo Kawasawa
祥三 川沢
順 近森
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
三菱自動車工業株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the steering stability of a connected car and resistance to external disturbances, to simplify trailer wheel steering control and to improve its reliability.
SOLUTION: A controller 105 for a trailer wheel steering control device calculates a target trailer wheel steering angle from trailer yawing rate data inputted from a yawing rate sensor 101 by using a transmission function indicating a relation between a trailer wheel steering angle and a trailer yawing rate and steers a trailer wheel 18 via a control valve 82 and a hydraulic cylinder device 30 such that an actual trailer wheel steering angle detected by a steering angle sensor 103 becomes equal to the target trailer wheel steering angle.
COPYRIGHT: (C)1997,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、トラクタとトレーラとからなる連結車の操縦安定性を向上できる、トレーラの車輪操舵制御方法及びその装置に関する。 The present invention relates can improve the steering stability of the vehicle combination comprising a tractor and a trailer, to a wheel steering control method and apparatus of the trailer.

【0002】 [0002]

【関連する技術】連結車は、トラクタと、これに設けた連結器を介してトラクタに切り離し自在に連結されるトレーラとを備えるもので、輸送効率に富む。 [Related Art] connecting vehicles, as it has a tractor, and a trailer coupled to freely detach the tractor through a coupling provided thereto, rich in transport efficiency. しかしながら、連結車は、トレーラとトラクタとを相対回転可能とする関節点を有するため、乗用車などの単車に比べて操縦安定性が劣り、蛇行運動などが生じることがある。 However, the vehicle combination, in order to have a joint point of the trailer and tractor relative rotatable, poor steering stability as compared with the motorcycle, such as a passenger car, it may meander movement like occurs.

【0003】単車では、前輪操舵時に後輪を操舵する四輪操舵により操縦安定性向上を図ることが一般的になっている。 [0003] In motorcycles, possible to steering stability improved by four-wheel steering for steering the rear wheels when the front wheel steering has become common. その一方で、連結車への四輪操舵の適用例は少ない。 On the other hand, application of the four-wheel steering of the vehicle combination is small. 連結車での四輪操舵の例として、特開平1−15 Examples of four-wheel steering in the vehicle combination, JP-1-15
6180号には、トレーラ牽引時にトレーラ牽引車(トラクタ)の後輪舵角をトレーラを牽引していない状態に比べて増大させるようにした「トレーラ牽引車両用4輪操舵装置の制御方法」が開示されている。 The No. 6180, discloses "control method of the trailer towing vehicle four-wheel steering apparatus" trailer towing vehicle (tractor) of the rear wheel steer angle was to increase in comparison with the state in which no towing a trailer when the trailer towing It is. 即ち、この四輪操舵方法は、乗用車などに適用されるものと基本的には同一の後輪操舵制御を連結車のトラクタに適用したものである。 That is, the four-wheel steering method, the like basically to that applied to the passenger car is obtained by applying the same rear-wheel steering control in vehicle combination of the tractor.

【0004】上述のように、連結車の操縦安定性の低さは、トラクタとトレーラとが相対回転自在に連結されているという連結車に固有の構造に起因する。 [0004] As described above, the steering stability of the low of the vehicle combination is due to the inherent structure vehicle combination that the tractor and trailer are relatively rotatably coupled. 従って、乗用車などに適用されるものと同一の四輪操舵方法を連結車に適用することにより連結車の操縦安定性、特に高速走行時での操縦安定性を大幅に向上することは困難であると考えられる。 Therefore, it is difficult to greatly improve the steering stability of the vehicle combination, in particular a steering stability at the time of high speed running by applying the same four-wheel steering method as applied to such passenger in the vehicle combination it is conceivable that.

【0005】そこで、本出願人は、特願平5−1625 [0005] Therefore, the present applicant, Japanese Patent Application No. 5-1625
22号において、トレーラの向きがトラクタの速度ベクトルの向きに一致するようにトレーラの車輪を操舵するトレーラの車輪操舵制御方法及びその装置を提案した。 In No. 22, it was proposed a wheel steering control method and apparatus of the trailer steering the wheels of the trailer as the direction of the trailer matches the direction of the velocity vector of the tractor.
この提案では、トレーラ車輪操舵角と相対ヨー角度との関係を表す伝達関数と、連結車の走行中に検出した相対ヨー角度とに基づいて、トレーラの車輪を操舵するようにしている。 This proposal, a transfer function representing the relationship between the trailer wheels steering angle and relative yaw angles, based on the relative yaw angle detected during running of the vehicle combination, so that steering the wheels of the trailer.

【0006】 [0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記提案方法及び装置と作動原理を異にするトレーラの車輪操舵制御方法及びその装置を提供し、これにより、連結車の操縦安定性を向上させると共に、連結車の耐外乱性の向上ならびにトレーラ車輪操舵制御の簡略化および信頼性向上を図ることを目的とする。 [SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a wheel steering control method and apparatus of the trailer having different operating principles and the proposed method and apparatus, thereby improving the steering stability of the vehicle combination with aims to simplify and improve the reliability of improving and trailer wheels steering control of the resistance to outer disturbance of the vehicle combination.

【0007】 [0007]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、トレーラの向きがトラクタの速度ベクトルの向きに一致するようにトレーラの車輪を操舵する、トレーラの車輪操舵制御方法及びその装置が提供される。 According to Means for Solving the Problems] The present invention, to steer the wheels of the trailer, a wheel steering control method and apparatus of the trailer is provided as the orientation of the trailer matches the direction of the velocity vector of the tractor . 請求項1の制御方法は、トレーラ車輪操舵角とトレーラヨーレイトとの関係を表す伝達関数を予め導出し、連結車の走行中にトレーラのヨーレイトを求め、前記連結車の走行中に求めた前記トレーラのヨーレイトと前記伝達関数とに基づいて目標トレーラ車輪操舵角を決定し、実際トレーラ車輪操舵角が前記目標トレーラ車輪操舵角になるように、前記トレーラの車輪を操舵することを特徴とする。 The method of claim 1, wherein the trailer in advance deriving a transfer function representing the relationship between the trailer wheels steering angle and the trailer yaw rate, obtains a yaw rate of the trailer during running of the vehicle combination, obtained during running of the vehicle combination determines a target trailer wheel steering angle on the basis of the yaw rate in said transfer function, so that the actual trailer wheel steering angle becomes the target trailer wheel steering angle, and wherein the steering the wheels of the trailer.

【0008】請求項2の制御方法は、請求項1において、前記連結車の数学モデルにおけるトラクタ横方向速度、トラクタヨーレイト、トラクタとトレーラとの相対ヨー角度、トラクタ前輪操舵角およびトレーラ車輪操舵角についての運動方程式と、前記トレーラヨーレイトと前記トラクタヨーレイトと前記相対ヨー角度との関係を表す式とから、前記伝達関数を予め導出することを特徴とする。 [0008] The method of claim 2, in claim 1, tractor lateral velocity in the mathematical model of the vehicle combination, the tractor yaw rate, the relative yaw angle between the tractor and the trailer, the tractor front wheel steering angle and the trailer wheels steering angle of the equation of motion, and a formula representing the relation between the trailer yaw rate and the tractor yaw rate and the relative yaw angle, characterized by pre derive the transfer function.

【0009】請求項3の制御方法は、請求項1または2 [0009] The method of claim 3, claim 1 or 2
において、前記伝達関数に対応する周波数応答特性に近似の第2の周波数応答特性を有する第2の伝達関数を予め求める行程を更に含み、実際トレーラ車輪操舵角が、 In the includes transfer function further a second step of obtaining the transfer function in advance with a second frequency response characteristic approximate to the corresponding frequency response characteristic, the actual trailer wheel steering angle,
前記検出された前記トレーラのヨーレイトと前記第2の伝達関数とに基づいて決定される目標トレーラ車輪操舵角になるように、前記トレーラの車輪を操舵することを特徴とする。 So that the target trailer wheel steering angle determined based on the yaw rate and the second transfer function of the detected said trailer, characterized in that to steer the wheels of the trailer.

【0010】請求項4の制御方法は、請求項3において、前記第2の伝達関数は、ラプラス変数についての1 [0010] The method of claim 4, in claim 3, wherein the second transfer function 1 on the Laplace variable
次多項式により表されることを特徴とする。 Characterized by being represented by the following polynomial. 請求項5の制御装置は、前記トレーラの車輪を操舵するための操舵機構と、前記トレーラのヨーレイトを検出するための検出器と、トレーラ車輪操舵角とトレーラヨーレイトとの関係を表す伝達関数を有した演算要素を含むものであって、前記検出器により検出された前記トレーラのヨーレイトに基づいて目標トレーラ車輪操舵角を決定するための演算部と、実際トレーラ車輪操舵角が前記目標トレーラ車輪操舵角になるように前記操舵機構を駆動するための駆動部とを備えることを特徴とする。 The control system of claim 5, chromatic and steering mechanism for steering the wheels of the trailer, a detector for detecting a yaw rate of said trailer, a transfer function representing the relationship between the trailer wheels steering angle and the trailer yaw rate and comprise a by arithmetic elements, and a calculation unit for determining a target trailer wheel steering angle based on the yaw rate of said trailer which is detected by the detector, the actual trailer wheel steering angle target trailer wheels steering angle wherein further comprising a driving unit for driving the steering mechanism so that the characterized.

【0011】請求項6の制御装置は、請求項5において、前記連結車の数学モデルにおけるトラクタ横方向速度、トラクタヨーレイト、トラクタとトレーラとの相対ヨー角度、トラクタ前輪操舵角およびトレーラ車輪操舵角についての運動方程式と、トレーラヨーレイトとトラクタヨーレイトと相対ヨー角度との関係を表す式とから予め導出された伝達関数を有するように、前記演算要素を構成したことを特徴とする。 [0011] The control system of claim 6 resides in that in Claim 5, tractor lateral velocity in the mathematical model of the vehicle combination, the tractor yaw rate, the relative yaw angle between the tractor and the trailer, the tractor front wheel steering angle and the trailer wheels steering angle of the equation of motion, so as to have a transfer function which is derived in advance from the equation representing the relation between the trailer yaw rate and the tractor yaw rate and the relative yaw angle, and characterized by being configured the computing elements.

【0012】請求項7の制御装置は、請求項5または6 [0012] The control system of claim 7, claim 5 or 6
において、前記演算要素が、前記伝達関数に対応する周波数応答特性に近似の第2の周波数応答特性をもつ第2 In, the said calculation element, having a second frequency response characteristic approximate to the frequency response characteristics corresponding to the transfer function 2
の伝達関数を有することを特徴とする。 And having a transfer function. 図1を参照すると、トラクタが図中右側に、トレーラが左側に示されている。 Referring to FIG. 1, the tractor is on the right side in the drawing, the trailer is shown on the left. トラクタとトレーラとが連結される関節点(ヒッチ点)Hにおけるトラクタの速度ベクトルの向きは、速度ベクトルとトラクタの中心線とがなす角度βhにより表される。 Articulation point tractor and the trailer are connected direction of the velocity vector of the tractor in (hitch point) H is represented by the angle βh formed by the center line of the velocity vector and the tractor. 図1において、トラクタ前輪操舵角δ1、トレーラ車輪操舵角δ5およびトラクタとトレーラとの相対ヨー角度ψが微少であれば、角度βhは次式で表される。 In Figure 1, a tractor front wheel steering angle .delta.1, if relative yaw angle ψ is very small and the trailer wheels steering angle δ5 and tractor and trailer, the angle βh is expressed by the following equation.

【0013】 βh=(vTC−lh・γTC)/uTC ・・・(1) ここで、vTC,lh,γTC及びuTCは、トラクタの横方向速度、ヒッチ点Hとトラクタ重心点間距離、トラクタ重心点まわりのトラクタのヨーレイト、およびトラクタの前後方向速度を夫々表す。 [0013] βh = (vTC-lh · γTC) / uTC ··· (1) where, vTC, lh, γTC and UTC is lateral velocity, hitch point H and tractor centroid distance between tractor, tractor centroid tractor yaw rate around the point, and representing respectively the front and rear direction speed of the tractor. 本発明では、トレーラ車輪操舵角δ5とトレーラヨーレイトγTRとの関係を表す伝達関数G(s)が導出される。 In the present invention, the transfer function G representing the relation between the trailer wheels steering angle δ5 and trailer yaw rate γTR (s) is derived. 好ましくは、トレーラの車輪を操舵可能な連結車の数学モデル(図2)におけるトラクタの横方向速度uTC、トラクタのヨーレイトγT Preferably, tractor lateral velocity uTC in the mathematical model of the steerable vehicle combination wheels of the trailer (Figure 2), the tractor yaw rate γT
C、相対ヨー角度ψ、トラクタ前輪操舵角δ1、およびトレーラ車輪操舵角δ5についての運動方程式と、トレーラのヨーレイトγTR、トラクタのヨーレイトγTC及び相対ヨー角度ψの関係を表す式とから、トレーラ車輪操舵角δ5とトレーラヨーレイトγTRとの関係を表す伝達関数G(s)が導出される。 C, a relative yaw angle [psi, from the equation of motion for the tractor front wheel steering angle .delta.1, and trailer wheel steering angle .DELTA.5, trailer yaw rate GanmaTR, the equation representing the relationship between the yaw rate γTC and relative yaw angle [psi tractor, the trailer wheels steering transfer function G representing the relationship between the angle δ5 and trailer yaw rate γTR (s) is derived.

【0014】詳しくは、図2の数学モデルは、トレーラ車輪が操舵可能なセミトレーラに関するもので、平面座標系XYを用いて定義される。 [0014] Specifically, the mathematical model of Figure 2, relates to the trailer wheels steerable semitrailer, defined using the plane coordinate system XY. なお、図2中、トラクタを右側に、トレーラを左側に示す。 In FIG 2, the tractor to the right, showing the trailer to the left. この数学モデルにおいて、セミトレーラが一定車速で走行しかつ操舵角が微少のとき、運動方程式は次のようにマトリックス表示できる。 In this mathematical model, when the semitrailer is traveling at a constant vehicle speed and the steering angle is small, the equation of motion can be matrix display as follows.

【0015】 [0015]

【数1】 [Number 1]

【0016】ここで、 a13=−WTR・l'f a23=−(WTR・l'f2+ITR) a33=−WTR・l'f・lh b11=WTC+WTR b12=−WTR(lh+l'f) b13=−2K5・l'/uTC b21=WTR・l'f b22=−{WTR・l'f(lh+l'f)+ITR} b23=−2K5・l'2/uTC,b31=WTR・lh b32=−{WTR・lh(lh+l'f)+ITC} b33=−2K5・lh・l'/uTC c11=2(K1+K3+K5)/uTC c12=−2[{K3・lf−K1・lf+K5(lh+l') [0016] In this case, a13 = -WTR · l'f a23 = - (WTR · l'f2 + ITR) a33 = -WTR · l'f · lh b11 = WTC + WTR b12 = -WTR (lh + l'f) b13 = -2K5 · l '/ uTC b21 = WTR · l'f b22 = - {WTR · l'f (lh + l'f) + ITR} b23 = -2K5 · l'2 / uTC, b31 = WTR · lh b32 = - {WTR · lh (lh + l'f) + ITC} b33 = -2K5 · lh · l '/ uTC c11 = 2 (K1 + K3 + K5) / uTC c12 = -2 [{K3 · lf-K1 · lf + K5 (lh + l')
/uTC]+(WTC+WTR)uTC c13=−2K5 c21=2K5・l'/uTC c22=−2{K5・l'(lh+l')/uTC}+WTR・ / UTC] + (WTC + WTR) uTC c13 = -2K5 c21 = 2K5 · l '/ uTC c22 = -2 {K5 · l' (lh + l ') / uTC} + WTR ·
l'f・uTC c23=−2K5・l' c31=2(K3・lf−K1・lf+K5・lh)/uTC c32=−2[{K1・lf2+K3・lf2+K5・lh(lh l'f · uTC c23 = -2K5 · l 'c31 = 2 (K3 · lf-K1 · lf + K5 · lh) / uTC c32 = -2 [{K1 · lf2 + K3 · lf2 + K5 · lh (lh
+l')}/uTC]+WTR・lh・uTC c33=−2K5・lh なお、WTC,WTRはトラクタ質量およびトレーラ質量を夫々表し、ITC,ITRはトラクタ慣性能率及びトレーラ慣性能率を表す。 + L ')} / uTC] + WTR · lh · uTC c33 = -2K5 · lh Incidentally, WTC, WTR represents s husband tractor mass and trailer mass, ITC, ITR represents tractor inertia efficiency and trailers moment of inertia. 又、lf,lr,lh,l'f、lrおよびl'は、トラクタ重心点−前車軸間距離、トラクタ重心点−後車軸間距離、トラクタ重心点−ヒッチ点間距離、トレーラ重心点−ヒッチ点間距離、トレーラ重心点−車軸間距離およびトレーラ車軸−ヒッチ点間距離を夫々表す。 Further, lf, lr, lh, l'f, lr and l 'are tractor center of gravity - the front axle distance, tractor center of gravity - the rear axle distance, tractor center of gravity - between hitch point distance, a trailer center of gravity - Hitch point distance, trailer center of gravity - the inter-axle distance and trailer axles - respectively represent the inter hitch point distance. 更に、K1,K3及びK5は、トラクタ前輪コーナリングスティフネス(1輪あたり)、トラクタ後輪コーナリングスティフネス(1輪あたり)およびトレーラ車輪コーナリングスティフネス(1輪あたり)を夫々表す。 Further, K1, K3 and K5 are tractor front wheel cornering stiffness (per wheel), the tractor rear wheel cornering stiffness (per wheel) and represent respectively a trailer wheel cornering stiffness (per wheel).

【0017】そして、トラクタの前輪操舵入力δ1及びトレーラ車輪操舵角δ5に応じたトラクタ横方向速度vT [0017] Then, tractor lateral velocity vT corresponding to the front wheel steering input δ1 and trailer wheel steering angle δ5 of the tractor
C、トラクタのヨーレイトγTCおよび相対ヨー角度ψ C, yaw rate of the tractor γTC and relative yaw angles ψ
を、上述の運動方程式から求めることができる。 And it can be obtained from the equation of motion of the above. トレーラの中心線が、ヒッチ点Hにおけるトラクタの速度ベクトルの方向と一致するには、トラクタとトレーラとの相対ヨー角度ψが第(1)式で表される角度βhに一致しなければならない。 Center line of the trailer, to coincide with the direction of the velocity vector of the tractor in the hitch point H must match the angle βh relative yaw angle ψ between the tractor and the trailer is expressed by equation (1). つまり、次式が成立しなければならない。 In other words, the following equation must be established.

【0018】 βh=(vTC−lh・γTC)/uTC=ψ ・・・(3) また、トレーラヨーレイトγTRは次式で表される。 [0018] Betah = addition (vTC-lh · γTC) / uTC = ψ ··· (3), the trailer yaw rate γTR is expressed by the following equation. γTR = γTC+ψs ・・・(4) 次に、第(2)式から求めたトラクタ横方向速度vTC、 γTR = γTC + ψs ··· (4) Next, tractor lateral velocity vTC obtained from the equation (2),
ヨーレイトγTCおよび相対ヨー角度ψを第(3)式および第(4)式に代入してδ1を消去することにより、角度βhと相対ヨー角度ψとを一致させるようなトレーラヨーレイトγTRとトレーラ車輪操舵角δ5との関係を表す伝達関数G(s)が次のように求まる。 By the yaw rate γTC and relative yaw angles ψ are substituted into the equation (3) and the equation (4) to erase .delta.1, trailer yaw rate γTR as to match the angle βh and the relative yaw angle ψ and the trailer wheels steering transfer function G representing the relationship between the angular .DELTA.5 (s) is obtained as follows.

【0019】 G(s)=δ5(s)/γTR(s) =(H7s7+H6s6+・・・+H1s+H0)/(E6s6+E5s5+E4s4+ ・・・+E1s+E) ・・・(5) そして、連結車の走行中、トレーラヨーレイトγTRが検出され、斯く検出したヨーレイトγTRと伝達関数G [0019] G (s) = δ5 (s) / γTR (s) = (H7s7 + H6s6 + ··· + H1s + H0) / (E6s6 + E5s5 + E4s4 + ··· + E1s + E) ··· (5) and, during the running of the vehicle combination, the trailer yaw rate γTR There are detected, and thus the detected yaw rate γTR transfer function G
(s)とに基づいて目標トレーラ車輪操舵角が決定される。 (S) targeted trailer wheel steering angle based on is determined. 或いは、トレーラヨーレイトγTRを直接検出する代わりにトラクタのヨーレイトγTCおよび相対ヨー角度ψ Alternatively, the tractor instead of detecting the trailer yaw rate γTR direct yaw γTC and relative yaw angles ψ
を検出し、第(4)式に従ってトレーラヨーレイトγTR Detecting a trailer yaw rate γTR according equation (4)
を演算にて求めても良い。 It may be obtained by the calculation.

【0020】更に、実際トレーラ車輪操舵角が目標トレーラ車輪操舵角になるように、トレーラの車輪が操舵される。 [0020] In addition, so that the actual trailer wheel steering angle reaches the target trailer wheel steering angle, the wheels of the trailer is steered. 換言すれば、角度βhと相対ヨー角度ψとが一致するようにトレーラ車輪操舵角δ5が制御される。 In other words, the trailer wheels steering angle δ5 as the angle βh and the relative yaw angle ψ coincides is controlled. 即ち、角度βh,ψの双方が図1に示すように反時計方向回りの符号をとる場合には、角度ψが角度βhよりも小さければ操舵角δ5を反時計方向に増大させる一方、角度ψが角度βhよりも大きければ操舵角δ5を減少させる。 That is, the angle Betah, if both the ψ takes the counterclockwise direction around the code as shown in FIG. 1, while the angle ψ increases the steering angle δ5 smaller than the angle Betah counterclockwise, angle ψ but to reduce the steering angle δ5 is greater than the angle βh.

【0021】角度βh(トラクタの速度ベクトルの向き)と相対ヨー角度ψ(トレーラの向き)とが一致すると、トレーラは車両中心線の向いている方向に素直に牽引されることになり、これにより、連結車の操縦安定性が向上する。 [0021] the angle Betah (the direction of the velocity vector of the tractor) and the relative yaw angle [psi (direction of the trailer) match, trailer would be straightforward to traction in a direction facing the vehicle center line, thereby , steering stability of the vehicle combination is improved. 本発明の特定の態様では、トレーラ車輪操舵制御を簡略に行うべく、伝達関数G(s)に代えて、 In a particular embodiment of the present invention, in order to perform the trailer wheels steering control briefly, in place of the transfer function G (s),
これに近似の第2の伝達関数G'(s)が用いられる。 This second transfer function G of the approximation '(s) is used.
このため、伝達関数G(s)に対応する周波数応答特性を求める。 Therefore, determining the frequency response characteristics corresponding to the transfer function G (s). 次に、この周波数応答特性に近似の第2の周波数応答特性(図3に丸印の連鎖で示す)を有しかつラプラス変数について例えば1次の多項式(K1s+K0) Then, the frequency response characteristic approximation of the second frequency response characteristic (Fig. 3 shows by a circle of the chain) a has and the Laplace variable for example 1-order polynomial (K1S + K0)
で表される第2の伝達関数G'(s)を求める。 In the second transfer function G 'finding (s) is represented. この様に1次多項式で表される第2の伝達関数を用いる理由は、上述の伝達関数G(s)において、分子多項式および分母多項式の次数が、それぞれ7次及び6次になることにある。 The reason for using a second transfer function expressed this way to the primary polynomial, in the above transfer function G (s), the order of the numerator polynomial and a denominator polynomial, in each 7th and 6 then becomes possible . 第2の伝達関数G'(s)の微分項及び比例項のそれぞれの係数K1,K0は、図4に示すように、車速uの関数として求まり、これにより第2の伝達関数G'(s)が求まる。 The second transfer function G 'each coefficient K1, K0 of the differential term and the proportional term of (s), as shown in FIG. 4, Motomari as a function of the vehicle speed u, whereby the second transfer function G' (s ) is obtained.

【0022】そして、実際トレーラ車輪操舵角が、第2 [0022] and, in fact trailer wheel steering angle, the second
の伝達関数G'(s)に基づいて求めた目標トレーラ車輪操舵角になるように、トレーラの車輪が操舵される。 So that the target trailer wheel steering angle determined based on the transfer function G '(s), the wheels of the trailer are steered.

【0023】 [0023]

【発明の実施の形態】以下、図5ないし図7を参照して、本発明の一実施例による、トレーラの車輪操舵制御装置を搭載した連結車を説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, with reference to FIGS. 5 to 7, according to an embodiment of the present invention, illustrating a vehicle combination equipped with a wheel steering control system of the trailer. 図5を参照すると、 Referring to FIG. 5,
連結車は、トラクタ1とトレーラ2とよりなり、トレーラ2は、連結装置を介してトラクタ1に切り離し自在に連結されるようになっている。 Vehicle combination becomes more tractor 1 and trailer 2, the trailer 2 is adapted to be connected to freely detach the tractor 1 via a coupling device. 連結装置は、トラクタ1 Coupling device, the tractor 1
のキャビン5の後方においてシャーシフレーム6の上面に設けたカプラ3と、トレーラ2のシャーシフレーム(図6)の下面に突設したキングピン4とからなる。 And the coupler 3 provided on the upper surface of the chassis frame 6 at the rear of the cabin 5, consisting of the kingpin 4 for projecting from the lower surface of the chassis frame of the trailer 2 (Figure 6). カプラ3は、開閉自在な一対のジョー(図示略)を有し、 Coupler 3 has a closable pair of jaws (not shown),
ジョーの対向縁部には係合凹部が形成されている。 The opposite edge portions of the jaw engagement recesses are formed. そして、係合凹部間にキングピン4を挿入した状態で一対のジョーを閉じることにより、キングピン4を係合凹部間に係合するようにしている。 Then, by closing the pair of jaws in a state of inserting the kingpin 4 between the engaging recess, so that to engage the kingpin 4 between the engaging recess. 更に、閉じられた一対のジョーの対向縁部の隙間にロックプランジャ(図示略)を圧入することにより、ジョーを閉じ状態にロックするようになっている。 Further, by press-fitting a lock plunger (not shown) in the gap of the opposed edges of a pair of jaws closed, so as to lock in the closed state the jaw.

【0024】図5中、参照符号7は、トレーラ2のシャーシフレームの前部両側に設けられた支持脚を示し、トラクタ1とトレーラ2との連結時に、トレーラ2の前部を支持脚7により支持するようにしている。 [0024] In FIG. 5, reference numeral 7 indicates a support leg provided on the front side of the chassis frame of the trailer 2, at the time of connection of the tractor 1 and trailer 2, the front of the trailer 2 by the support legs 7 It has been adapted to support. 図6を参照すると、トレーラ2のシャーシフレーム10は、左右のサイドレール12と、両端がサイドレール12に固着された複数のクロスメンバ14とを有している。 Referring to FIG. 6, the chassis frame 10 of the trailer 2 is provided with left and right side rails 12, at both ends and a plurality of cross members 14 secured to the side rails 12. 左右のサイドフレーム12は、メーンリーフスプリング20の前端部および後端部をシャックルリンク(図示略)を介して支持している。 Left and right side frames 12 supports the front and rear ends of the main leaf spring 20 through the shackle link (not shown). 参照符号16は、トレーラ2の車輪(図6には左側車輪のみを示す)18を回転自在に支持するアクスルハウジングを示す。 Reference numeral 16, the wheels of the trailer 2 shows the axle housing for rotatably supporting the (in Fig. 6 left wheel shows only) 18.

【0025】アクスルハウジング16は、後述のトレーラ車輪操舵機構によりトレーラ長手方向中心線上の回転中心の回りに回転され、これにより、トレーラ2の車輪18が操舵されるようになっている。 The axle housing 16 is rotated about the rotational center of the trailer longitudinal center line by later trailer wheel steering mechanism, thereby, the wheels 18 of the trailer 2 is adapted to be steered. そして、トレーラ車輪操舵に関連して、メーンリーフスプリング20と、 Then, in relation to the trailer wheel steering, the main leaf spring 20,
その上方に配設されたヘルパリーフスプリング22とにより、アクスルハウジング16の両端部がラバーパッド部材(図示略)を介して支持され、これにより、メーンリーフスプリング20とアクスルハウジング16とは相対変位可能になっている。 By the helper leaf spring 22 which is disposed thereabove, both end portions of the axle housing 16 is supported via a rubber pad member (not shown), thereby displaceable relative to the main leaf spring 20 and the axle housing 16 It has become.

【0026】トレーラ車輪操舵機構は、車輪操舵アクチュエータとしての油圧シリンダ装置30と、アクスルハウジング16の回転中心としてのV字頂点部を有する平面視V字状の上方ラジアスロッド40と、油圧シリンダ装置30のピストン軸32の変位をアクスルハウジング16の回転に変換するための機構とを有している。 The trailer wheel steering mechanism includes a hydraulic cylinder device 30 serving as a wheel steering actuator, and the upper radius rod 40 in a plan view V-shape having a V-shaped apex portion as a rotation center of the axle housing 16, the hydraulic cylinder device 30 the displacement of the piston shaft 32 and a mechanism for converting the rotation of the axle housing 16. 詳しくは、トレーラ車輪操舵機構において、上方ラジアスロッド40は、左右のサイドフレーム12間に配設され、 Specifically, in the trailer wheel steering mechanism, the upper radius rod 40 is disposed between the left and right side frames 12,
そのV字頂点部はボールジョイントを介してアクスルハウジング16に枢着され、左右の自由端部はボールジョイントを介してサイドフレーム12に夫々枢着されている。 Its V-shaped apex portion is pivotally attached to the axle housing 16 via a ball joint, the free end portions of the right and left are respectively pivotally mounted on the side frame 12 via a ball joint. 又、L字状レバー50と共に変換機構の主要部をなす左右の下方ラジアスロッド60は、夫々の一端が、アクスルハウジング16の両端下部に設けたブラケットにボールジョイントを介して枢着され、ロッド60の他端はL字状レバー50の横腕の先端にボールジョイントを介して枢着されている。 Also, the left and right lower radius rod 60 which forms the main part of the conversion mechanism together with the L-shaped lever 50, one end of each is pivotally mounted via a ball joint to a bracket which is provided at both ends below the axle housing 16, the rod 60 the other end is pivotally mounted via a ball joint to the front end of the horizontal arm of the L-shaped lever 50. レバー50の屈曲部は、サイドフレーム12に固着したブラケットにより枢支されている。 The bent portion of the lever 50 is pivotally supported by a bracket fixed to the side frame 12. そして、L字状レバー50の縦腕の後端には、コネクティングロッド70の端がボールジョイントを介して枢着されている。 Then, the rear end of the longitudinal arm of the L-shaped lever 50, the end of the connecting rod 70 is pivotally mounted via a ball joint.

【0027】油圧シリンダ装置30のピストン軸32 The hydraulic cylinder device 30 the piston shaft 32
は、ボールジョイントを介して、例えば左側のL字状レバー50の縦腕の中間部に連結されている。 Via a ball joint, it is connected for example to an intermediate portion of the vertical arm of the left L-shaped lever 50. 又、シリンダ装置30のシリンダ34は、ボールジョイントを介してシャーシフレーム10のブラケットにより支持されている。 Further, the cylinder 34 of the cylinder device 30 is supported by a bracket of the chassis frame 10 via a ball joint. トレーラ車輪操舵機構は、図7に示す油圧ポンプ80および制御弁82を更に備え、油圧ポンプ80とシリンダ34の左右シリンダ室の各々との間での油圧供給を制御弁82により制御するようになっている。 Trailer wheels steering mechanism further includes a hydraulic pump 80 and the control valve 82 shown in FIG. 7, so as to control the control valve 82 the supply of hydraulic pressure to and from each of the left and right cylinder chambers of the hydraulic pump 80 and the cylinder 34 ing.

【0028】図7に示すように、トレーラ車輪操舵制御装置は、上記構成のトレーラ車輪操舵機構に加えて、トレーラ2のヨーレイトを検出するためのヨーレイトセンサ101と、車速センサ102と、トレーラ車輪操舵角センサ103とを備えている。 As shown in FIG. 7, the trailer wheel steering control device, in addition to the trailer wheel steering mechanism having the above structure, a yaw rate sensor 101 for detecting the yaw rate of the trailer 2, a vehicle speed sensor 102, the trailer wheels steering and a corner sensor 103. 操舵角センサ103は、 Steering angle sensor 103,
例えば、アクスルハウジング16にこれと一体回転自在に設けられ上方ラジアスロッド40のV字状頂点部のボールジョイントを貫通する軸部材に固着した回転部材(図示略)と、トレーラ2のシャーシフレーム10に固定されたストロークセンサ(図示略)と、回転部材の回転をストロークセンサの変位に変換するための変換機構(図示略)とからなる。 For example, a rotary member fixed to the shaft member extending through the ball joint of the V-shaped apex portion of the upper radius rod 40 which as provided integrally rotatably to the axle housing 16 (not shown), fixed to the chassis frame 10 of the trailer 2 and strokes sensor (not shown), consisting of converting mechanism for converting the rotation of the rotating member to the displacement of the stroke sensor and (not shown).

【0029】制御装置は、プロセッサ、メモリ、入出力回路など(図示略)からなるコントローラ105を更に備えている。 The control unit includes a processor, memory, and further comprising a controller 105 consisting of input and output circuits (not shown). コントローラ105は、入力側がセンサ1 Controller 105, the input side of the sensor 1
01、102及び103に接続され、出力側が制御弁8 Connected to 01,102 and 103, the output side of the control valve 8
2に接続されている。 It is connected to the 2. 制御弁82が駆動されると、油圧ポンプ80から吐出された高圧の作動油がシリンダ34 When the control valve 82 is driven, high-pressure working oil discharged from the hydraulic pump 80 is a cylinder 34
の左右シリンダ室の対応する一方に供給され、また、他方のシリンダ室の作動油がオイルタンクへ排出される。 It is supplied to a corresponding one of the left and right cylinder chambers to also hydraulic oil in the other cylinder chamber is discharged to the oil tank.
或いは、左右シリンダ室の夫々に供給される油圧が異なる値に制御される。 Alternatively, the hydraulic pressure supplied to each of the left and right cylinder chambers are controlled to different values. この結果、両シリンダ室間に差圧が生じて、ピストン軸32がシリンダ34から突出し或はシリンダ34内へ後退する。 As a result, the differential pressure between both the cylinder chambers occurs, the piston shaft 32 is retracted from the cylinder 34 to protrude or cylinder 34. 即ち、シリンダ装置30が伸長または収縮動作する。 That is, the cylinder device 30 operates extended or retracted. 結果として、トレーラ車輪1 As a result, the trailer wheels 1
8の操舵角δ5(図1)が減少または増大するように、 8 of the steering angle δ5 as (1) decreases or increases,
車輪18が操舵される。 The wheels 18 are steered.

【0030】詳しくは、例えばシリンダ装置30の伸長動作時には、図6において左側のL字状レバー50が時計方向に回動して、左側の下方ラジアスロッド60がトレーラ2の後方へ牽引される。 [0030] Specifically, for example, at the time of expansion operation of the cylinder device 30, the left L-shaped lever 50 in FIG. 6 is rotated clockwise, the left side of the lower radius rod 60 is pulled rearward of the trailer 2. これと同時に、左側L字状レバー50にコネクティングロッド70を介して連結された右側L字状レバー50が時計方向へ回動して右側の下方ラジアスロッド60がトレーラ2の前方へ牽引される。 At the same time, the right L-shaped lever 50 which is connected via a connecting rod 70 to the left L-shaped lever 50 on the right of the lower radius rod 60 rotates in the clockwise direction is pulled toward the front of the trailer 2. この結果、アクスルハウジング16が、上方ラジアスロッド40のV字状頂点部に設けたボールジョイントの回りで回動し、これによりトレーラ車輪18が操舵される。 As a result, the axle housing 16, rotates around the ball joint provided on the V-shaped apex portion of the upper radius rod 40, thereby the trailer wheels 18 are steered.

【0031】コントローラ15のプロセッサは、図2の数学モデルから導出されラプラス変数の1次多項式(K The processor of the controller 15, a primary polynomial Laplace variable is derived from a mathematical model of FIG. 2 (K
1s+K0)で表される近似伝達関数G'(s)を有する演算要素を含む演算部としての機能を備えて、トレーラヨーレイトγTRに基づいてトレーラ車輪操舵角δ5の目標値δ5Tを決定するようになっている。 A function as a calculation unit comprising a computing element having an approximate transfer function G '(s) represented by 1s + K0), adapted to determine a target value δ5T trailer wheel steering angle δ5 based on trailer yaw rate γTR ing. 即ち、プロセッサは、図8に示すように、機能的には、車速uに応じた比例ゲインK0を演算するための比例ゲイン演算部11 That is, the processor, as shown in FIG. 8, the functional, the proportional gain calculation unit 11 for calculating the proportional gain K0 corresponding to the vehicle speed u
1と、車速uに応じた微分ゲインK1を演算するための微分ゲイン演算部112と、ヨーレイトγTRに比例ゲインK0を乗じるための比例演算部113と、ヨーレイトγTRを微分して得た微分値に微分ゲインK1を乗じるための微分演算部114と、比例演算部出力と微分演算部出力とを加算する加算部115とを有している。 1, a differential gain calculating unit 112 for calculating the differential gain K1 corresponding to the vehicle speed u, the proportional operation unit 113 for multiplying the proportional gain K0 in yaw rate GanmaTR, the differential value obtained by differentiating the yaw rate GanmaTR a differentiating unit 114 for multiplying the differential gain K1, and a proportional calculation unit output and the adding section 115 for adding the differentiating unit output.

【0032】また、プロセッサは、実際のトレーラ車輪操舵角が目標値になるようにトレーラ車輪操舵機構(図7)を駆動するための駆動部としての機能を備えている。 Further, the processor includes a real trailer wheels steering mechanism as trailer wheel steering angle reaches the target value functions as a drive portion for driving (Fig. 7). 以下、トレーラ車輪操舵制御装置の作動を説明する。 Hereinafter will be described the operation of the trailer wheel steering control system. 連結車の走行中、コントローラ15のプロセッサは、図9に示すトレーラ車輪操舵制御処理を所定周期で繰り返し実行する。 During running of the vehicle combination, the processor of the controller 15 repeatedly executes the trailer wheels steering control process shown in FIG. 9 at predetermined intervals.

【0033】各々の制御処理サイクルにおいて、プロセッサは、ヨーレイトセンサ101、車速センサ102及び操舵角センサ103からの検出出力を読み取る(ステップS11)。 [0033] In each of the control processing cycle, the processor reads the detection output from the yaw rate sensor 101, a vehicle speed sensor 102 and the steering angle sensor 103 (step S11). 次に、プロセッサは、ヨーレイトセンサ101からのヨーレイトデータγTRに基づいてトレーラ車輪操舵角δ5の目標値δ5Tを求める(ステップS1 Next, the processor determines a target value δ5T trailer wheel steering angle δ5 based on yaw rate data γTR from the yaw rate sensor 101 (Step S1
2)。 2). このため、プロセッサは、メモリに予め格納され図4に対応するマップを参照して車速uに対応する比例ゲインK0および微分ゲインK1を求め、ヨーレイトγTR Thus, the processor obtains the proportional gain K0 and differential gain K1 corresponding to the vehicle speed u with reference to the map corresponding to the previously stored in the memory 4, the yaw rate γTR
に比例ゲインK0を乗じて値K0・γTRを求める。 A is multiplied by the proportional gain K0 obtain a value K0 · γTR. 次いで、プロセッサは、ヨーレイトγTRを微分して微分値d The processor then, the differential value d by differentiating the yaw rate γTR
γTR/dtを求め、この微分値に微分ゲインK1を乗じて値K1・(dγTR/dt)を求め、更に、値K0・γTR Seeking γTR / dt, determined the value K1 · (dγTR / dt) is multiplied by the derivative gain K1 in this differential value, and further, the value K0 · γTR
と値K1・(dγTR/dt)とを加算して目標操舵角δ5 And by adding the value K1 · (dγTR / dt) target steering angle δ5
Tを求める。 Seek T.

【0034】次に、プロセッサは、操舵角センサ出力により表される実際のトレーラ車輪操舵角δ5Aと目標操舵角δ5Tとを比較し、比較結果に応じた制御出力を制御弁82に送出する(ステップS13)。 Next, the processor compares the actual trailer wheel steering angle δ5A represented by the steering angle sensor output and the target steering angle Deruta5T, sends a control output corresponding to the comparison result to the control valve 82 (step S13). この様にして制御弁82が駆動されると、トレーラ車輪操舵機構のシリンダ装置30が伸長または収縮動作し、実際操舵角δ5Aが目標値δ5Tに等しくなるように操舵される。 When the control valve 82 is driven such a manner, and the cylinder device 30 is extended or contracted operation of the trailer wheels steering mechanism, it is steered such that the actual steering angle δ5A becomes equal to the target value Deruta5T.

【0035】以上の様にして、トラクタ1の速度ベクトルの向きとトレーラ2の向きとが常に一致するようにトレーラ車輪18が操舵される。 [0035] In the above manner, the trailer wheels 18 are steered so that the direction and the trailer 2 direction of the velocity vector of the tractor 1 is always coincident. このため、トレーラ2は車両中心線の向きに素直に牽引されることになり、連結車の操縦安定性が向上する。 Thus, the trailer 2 will be straightforwardly traction in the direction of the vehicle center line, steering stability of the coupling wheel can be improved. 以下、連結車の安定性の評価のためのシミュレーションの結果を説明する。 Hereinafter will be described the results of the simulation for evaluation of the stability of the vehicle combination. シミュレーションは、車線乗り移り及び外乱入力について行った。 The simulation was carried out on the lane Noriutsuri and disturbance input.

【0036】図10及び図11は、車線乗り移りについてのシミュレーション結果を示し、図10はトレーラ車輪18を操舵しない場合を、図11は上記実施例で説明したようにトレーラ車輪18を操舵する場合を示す。 FIG. 10 and FIG. 11 shows the simulation result of the lane Noriutsuri, the case 10 is not steering the trailer wheels 18, a case where 11 to steer the trailer wheels 18 as described above in Example show. 図10及び図11の上部には、トラクタ前輪操舵角δ1の入力波形が示されている。 At the top of FIG. 10 and FIG. 11, there is shown an input waveform of the tractor front wheel steering angle .delta.1. この入力波形は、操舵開始時点からtc時点まではδ1=a・{1−cosπ(t/t The input waveform is, from the steering start point to the tc point δ1 = a · {1-cosπ (t / t
c)}/2で表され、tc時点から2tc時点まではδ1= c) expressed in} / 2, from the tc point to 2tc time .delta.1 =
a・sin{π−(t−0.5tc)/tc}で表される。 Represented by a · sin {π- (t-0.5tc) / tc}. ここで、aは操舵角振幅を表し、tcは操舵半周期を表す。 Here, a is represents a steering angle amplitude, tc represents the steering half cycle.
又、入力波形は、2tc時点から3tc時点まではδ1= In addition, the input waveform is, from the 2tc time to 3tc time δ1 =
a・{1−cos(t/tc)/tc}/2で表され、3tc It is represented by a · {1-cos (t / tc) / tc} / 2, 3tc
時点以降はδ1=0で表される。 Point forward is represented by .delta.1 = 0. また、図11の上部には、トレーラ車輪操舵角δ5の波形が示されている。 Further, the upper part of FIG. 11, the waveform of the trailer wheels steering angle δ5 is shown. 図10及び図11の中央部には、トラクタヨーレイトおよびトレーラヨーレイトが示され、図10及び図11の下部には、ヨー角度ψと角度βhとの誤差が示されている。 In the center portion of FIG. 10 and FIG. 11, shown tractor yaw rate and trailer yaw rate is, the lower portion of FIG. 10 and FIG. 11, the error between the yaw angle ψ and the angle βh is shown.

【0037】図11から明かなように、上記実施例で説明したトレーラ車輪操舵により、トレーラの安定性およびトラクタの安定性が向上し、ψ−βh=0の関係がほぼ達成される。 [0037] As apparent from FIG. 11, the trailer wheels steering described in the above embodiments, the stability of the trailer and to improve the stability of the tractor, the relationship ψ-βh = 0 is almost achieved. 図12、図13及び図14は、外乱入力についてのシミュレーション結果を示し、図12はトレーラ車輪18を操舵しない場合を、図13は特開平1− 12, 13 and 14 show the simulation results for the disturbance input, 12 a case of not steering the trailer wheels 18, 13 Hei 1-
156180号で提案されたようにトレーラ車輪18を操舵する場合を、また、図14は上記実施例で説明したようにトレーラ車輪18を操舵する場合を示す。 Proposed as the case steering the trailer wheels 18 at No. 156,180, FIG. 14 shows a case where steering the trailer wheels 18 as described in the above embodiment.

【0038】図12、図13及び図14の上部には、外乱入力の波形が示されている。 [0038] Figure 12, in the upper portion of FIG. 13 and FIG. 14, the waveform of the disturbance input is shown. また、図13及び図14 13 and 14
の上部には、トレーラ車輪操舵角δ5の波形が示されている。 The upper waveform of the trailer wheels steering angle δ5 is shown. この操舵角波形は、トラクタ前輪を操舵しない直線走行時にも、連結車に横風などの外乱が加わってトラクタ速度ベクトルの向きとトレーラの向きが一致しなくなると、トレーラ車輪が操舵されることを表している。 The steering angle waveform to be running straight without steering the tractor front wheels, the direction and the trailer of the orientation of the tractor velocity vector subjected to any disturbance such as cross wind the vehicle combination will not match, indicating that the trailer wheels are steered ing.
図12、図13及び図14の中央部には、トラクタヨーレイトおよびトレーラヨーレイトが示され、図12、図13及び図14の下部には、ヨー角度ψと角度βhとの誤差が示されている。 12, the center portion of FIG. 13 and FIG. 14 is shown a tractor yaw rate and trailer yaw rate is, the lower portion of FIG. 12, 13 and 14, the error between the yaw angle ψ and the angle βh is shown .

【0039】図12、図13及び図14から明かなように、上記実施例で説明したトレーラ車輪操舵によれば、 FIG. 12, as apparent from FIGS. 13 and 14, according to the trailer wheels steering described in the above embodiments,
トレーラ車輪を操舵しない場合及び特開平1−1561 If you do not steer the trailer wheels and JP-A-1-1561
80号の提案のようにトレーラ車輪を操舵する場合に比べて、外乱入力によって生じるヨー角度ψと角度βhとの誤差が迅速に解消される。 Trailer wheels like a 80 No. proposed in comparison with the case of steering, the error between the yaw angle ψ and the angle βh caused by disturbance input is quickly eliminated. 即ち、連結車の耐外乱性が向上する。 That is, resistance to outer disturbance of the vehicle combination is improved.

【0040】図15は、トレーラ車輪を操舵しない場合におけるセミトレーラの極低速での円旋回時の走行軌跡を示し、図16は、上記実施例で説明したようにトレーラ車輪を操舵した場合での同様の走行軌跡を示す。 [0040] Figure 15 shows a traveling locus when circular turn at a very low speed of the semitrailer in the case where no steering trailer wheels, 16, like in the case where steering the trailer wheels as described above in Example show the travel locus. 図1 Figure 1
5及び図16において、記号RTCf,RTCrおよびRh In 5 and 16, symbol RTCf, RTCr and Rh
は、トラクタ前輪軸中心旋回半径、トラクタ後輪軸中心旋回半径、およびヒッチ点旋回半径を夫々示し、R'TR The tractor front axle center turning radius, the tractor rear wheel axis center turning radius, and the hitch point turning radius shown respectively, R'TR
及びRTRは、トレーラ車輪を操舵しない場合でのトレーラ車輪軸中心旋回半径およびトレーラ車輪を操舵した場合での同様の旋回半径をそれぞれ示す。 And RTR show similar turning radius in case of steering the trailer axle center turning radius and the trailer wheels in the case without steering the trailer wheels, respectively.

【0041】図15及び図16から明かなように、トレーラ車輪操舵により、低速域における旋回中のわだち差を減少できる。 [0041] As apparent from FIGS. 15 and 16, the trailer wheels steering, can reduce the rut difference during turning at a low speed range. 本発明は、上記実施例に限定されず、種々に変形可能である。 The present invention is not limited to the above embodiments, and various deformable. 例えば、実施例では、トレーラ車輪操舵角の実際値と目標値との比較結果に応じて操舵角をフィードバック制御したが、操舵角をオープンループ制御しても良い。 For example, in the embodiment, although the feedback control of the steering angle in accordance with the comparison result between the actual value and the target value of the trailer wheel steering angle may be open loop control of the steering angle.

【0042】 [0042]

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、トレーラの向きがトラクタの速度ベクトルの向きに一致するように、トレーラの車輪を操舵するので、連結車の操縦安定性を向上できる。 [Effect of the Invention] As described above, according to the present invention, as the orientation of the trailer matches the direction of the velocity vector of the tractor, so to steer the wheels of the trailer, thereby improving the steering stability of the vehicle combination. また、連結車の数学モデルにおける運動方程式から導出された伝達関数と連結車の走行中に検出されたトレーラのヨーレイトとに基づいて目標トレーラ車輪操舵角を決定するので、トレーラ車輪操舵制御上の耐外乱性が向上する。 Moreover, because it determines the target trailer wheel steering angle based on the yaw rate of the trailer that is detected during running of the vehicle combination and the transfer function derived from the equation of motion in the mathematical model of the vehicle combination, resistance on the trailer wheels steering control disturbance is improved. 即ち、レーンチェンジを行うときや横風などの外乱を受けたときなどにおける連結車の走行安定性が大幅に改善される。 That is, the running stability of the vehicle combination in such when subjected to disturbance such as when and crosswind performing lane change is greatly improved.

【0043】また、トレーラ車輪操舵制御のためのセンサ系を簡略化できる。 [0043] Further, it is possible to simplify the sensor system for the trailer wheels steering control. 本発明において、トレーラのヨーレイトは、トラクタヨーレイトセンサ出力と相対ヨー角度センサ出力とから算出可能ではあるが、ヨーレイト検出には好ましくはトレーラヨーレイトセンサを用いる。 In the present invention, the yaw rate of the trailer, there is be calculated from the tractor yaw rate sensor output and the relative yaw angle sensor output, but the yaw rate detection is preferably used a trailer yaw rate sensor.
この場合、トレーラ車輪操舵制御上の信頼性を向上でき、装置構成を簡略化できる。 In this case, it is possible to increase the reliability of the trailer wheel steering control, the apparatus structure can be simplified. 相対ヨー角度センサがトラクタとトレーラとの連結部に配されるのに対して、トレーラヨーレイトセンサはトレーラ側に設置でき、また、使用実績が豊富であるからである。 Whereas the relative yaw angle sensor is arranged in the connecting portion between the tractor and the trailer, the trailer yaw rate sensor can be installed on the trailer side, also because use record is rich.

【0044】又、伝達関数に代えて、この伝達関数に対応する周波数応答特性に近似の第2の周波数応答特性を有する第2の伝達関数を用いる本発明の特定の態様によれば、目標トレーラ車輪操舵角を簡略に算出可能である。 [0044] Also, instead of the transfer function, according to certain aspects of the present invention using a second transfer function having a second frequency response characteristic approximate to the frequency response characteristics corresponding to this transfer function, the target trailer a wheel steering angle is a simplified to be calculated. 更に、ラプラス変数についての1次多項式で表される第2の伝達関数を用いると、目標トレーラ車輪操舵角を簡便に決定できる。 Furthermore, the use of a second transfer function represented by the first-order polynomial of the Laplace variable, can be easily determined target trailer wheel steering angle. しかも、第2の伝達関数を1次多項式で表すようにした場合にも、数学モデルから導出される伝達関数に対する第2の伝達関数の近似の精度は高い。 Moreover, even when the second transfer function to represent the primary polynomial, the second accuracy of the approximation of the transfer function for the transfer function derived from the mathematical model is high. 従って、比較的簡易な構成の装置装置を用いても、 Therefore, even with an apparatus unit of a relatively simple structure,
連結車の操縦安定性を担保可能とするトレーラ車輪操舵制御を迅速に行える。 Quickly perform the trailer wheels steering control that enables secure the driving stability of the vehicle combination.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】トラクタの速度ベクトルとトラクタの中心線とがなす角度βhと、トラクタとトレーラとの相対ヨー角度ψとを、連結車の関連パラメータと共に示す図である。 [1] and the center line of the velocity vector of the tractor and the tractor and the angle βh formed by, the relative yaw angle ψ between the tractor and the trailer is a diagram showing along with associated parameters trailer.

【図2】連結車の数学モデルを示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing the mathematical model of the vehicle combination.

【図3】図2の数学モデルにおける運動方程式から導出した伝達関数G(s)に対応する周波数応答と、この伝達関数G(s)に近似する近似伝達関数G'(s)に対応する周波数応答とを示すグラフである。 [3] and the frequency response corresponding to the transmission derived from the equation of motion in the mathematical model of FIG function G (s), the frequency corresponding to the approximate transfer function G approximating '(s) to the transfer function G (s) is a graph showing the response.

【図4】近似伝達関数G'(s)の係数K1,K0と車速uとの関係を示すグラフである。 4 is a graph showing the relationship between the coefficient K1, K0 and the vehicle speed u of the approximate transfer function G '(s).

【図5】トラクタとトレーラとが切り離された状態で連結車を示す概略側面図である。 5 is a schematic side view showing the connecting car in a state in which the tractor and trailer are disconnected.

【図6】トレーラのシャーシフレームに装着されたトレーラ車輪操舵機構を周辺要素と共に示す概略部分平面図である。 6 is a schematic partial plan view showing the trailer wheels steering mechanism mounted on the chassis frame of the trailer together with the peripheral elements.

【図7】本発明の一実施例によるトレーラ車輪操舵制御装置を示す概略図である。 7 is a schematic diagram illustrating a trailer wheel steering control system according to one embodiment of the present invention.

【図8】図7に示したトレーラ車輪操舵制御装置におけるコントローラの目標トレーラ車輪操舵角算出機能を示す機能ブロック図である。 8 is a functional block diagram showing a target trailer wheel steering angle calculation function of the controller in the trailer wheel steering control apparatus shown in FIG.

【図9】図8に示したコントローラにより実行されるトレーラ車輪操舵制御処理を示すフローチャートである。 9 is a flowchart showing the trailer wheels steering control processing executed by the controller shown in FIG.

【図10】トレーラ車輪操舵機能を有しない連結車の安定性の評価のための、車線乗り移りについてのシミュレーション結果を示すグラフである。 [10] the trailer wheels steering function for the evaluation of the stability of the vehicle combination having no is a graph showing a simulation result of the lane Noriutsuri.

【図11】図7に示した装置を搭載した連結車の安定性の評価のための、車線乗り移りについてのシミュレーション結果を示すグラフである。 [11] for the assessment of the stability of the apparatus equipped with the vehicle combination to that shown in FIG. 7 is a graph showing the simulation result of the lane Noriutsuri.

【図12】トレーラ車輪操舵機能を有しない連結車の耐外乱性の評価のための、外乱入力についてのシミュレーション結果を示すグラフである。 [12] for the evaluation of resistance to outer disturbance of no trailer to trailer wheel steering function is a graph showing a simulation result of the disturbance input.

【図13】特開平1−156180号で提案された装置を搭載した連結車の耐外乱性の評価のための、外乱入力についてのシミュレーション結果を示すグラフである。 [13] for the evaluation of resistance to outer disturbance of mounting the trailer the proposed device in JP-A-1-156180 is a graph showing simulation results for the disturbance input.

【図14】図7に示した装置を搭載した連結車の耐外乱性の評価のための、外乱入力についてのシミュレーション結果を示すグラフである。 [Figure 14] for the evaluation of resistance to outer disturbance of the vehicle combination equipped with the apparatus shown in FIG. 7 is a graph showing the simulation result of the disturbance input.

【図15】トレーラ車輪を操舵しない場合における連結車の極低速での円旋回時の走行軌跡を示す図である。 15 is a diagram showing a traveling locus when circular turn at a very low speed of the vehicle combination when not steering the trailer wheels.

【図16】トレーラ車輪操舵を行った場合での連結車の走行軌跡を示す図である。 FIG. 16 is a diagram showing the traveling path of the vehicle combination in the case of performing the trailer wheel steering.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 トラクタ 2 トレーラ 3 カプラ 4 キングピン 16 トレーラのアクスルハウジング 18 トレーラ車輪 30 油圧シリンダ装置(車輪操舵アクチュエータ) 40 V字状の上方ラジアスロッド 50 L字状レバー 60 下方ラジアスロッド 70 コネクティングロッド 80 油圧ポンプ 82 制御弁 101 ヨーレイトセンサ 102 車速センサ 103 トレーラ車輪操舵角センサ 105 コントローラ δ1 トラクタ前輪操舵角 δ5 トレーラ車輪操舵角 H ヒッチ点 βh トラクタ速度ベクトルとトラクタ中心線とがなす角度 ψ トラクタとトレーラとの相対ヨー角度 lh ヒッチ点とトラクタ重心点間距離 vTC トラクタ横方向速度 uTC トラクタ前後方向速度 1 tractor 2 trailer 3 coupler 4 kingpin 16 axle housing 18 trailer wheel 30 hydraulic cylinder device of the trailer (wheel steering actuator) 40 V-shaped upper radius rod 50 L-shaped lever 60 downward radius rod 70 the connecting rod 80 hydraulic pump 82 control valve 101 the relative yaw angle lh hitch point of the yaw rate sensor 102 vehicle speed sensor 103 trailer wheel steering angle sensor 105 controller δ1 tractor front-wheel steering angle δ5 trailer wheels steering angle H hitch point βh tractor velocity vector and the tractor center line and the angle ψ tractor and trailer formed by between the tractor center of gravity distance vTC tractor lateral velocity uTC tractor longitudinal direction speed

フロントページの続き (51)Int.Cl. 6識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B62D 113:00 137:00 . Of the front page Continued (51) Int.Cl 6 identification symbol Agency in the docket number FI technology display location B62D 113: 00 137: 00

Claims (7)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 トレーラの向きがトラクタの速度ベクトルの向きに一致するように前記トレーラの車輪を操舵するトレーラの車輪操舵制御方法において、 トレーラ車輪操舵角とトレーラヨーレイトとの関係を表す伝達関数を予め導出し、 連結車の走行中に前記トレーラのヨーレイトを求め、 前記連結車の走行中に求めた前記トレーラのヨーレイトと前記伝達関数とに基づいて目標トレーラ車輪操舵角を決定し、 実際トレーラ車輪操舵角が前記目標トレーラ車輪操舵角になるように、前記トレーラの車輪を操舵することを特徴とするトレーラの車輪操舵制御方法。 1. A wheel steering control method for trailer steering the wheels of the trailer as the direction of the trailer matches the direction of the velocity vector of the tractor, the transfer function representing the relationship between the trailer wheels steering angle and the trailer yaw rate previously derived to obtain the yaw rate of said trailer during running of the vehicle combination, to determine a target trailer wheel steering angle based on the yaw rate and the transfer function of the trailer obtained during running of the vehicle combination, in fact the trailer wheels as the steering angle is the target trailer wheel steering angle, wheel steering control method of the trailer, characterized in that to steer the wheels of the trailer.
  2. 【請求項2】 前記連結車の数学モデルにおけるトラクタ横方向速度、トラクタヨーレイト、トラクタとトレーラとの相対ヨー角度、トラクタ前輪操舵角およびトレーラ車輪操舵角についての運動方程式と、前記トレーラヨーレイトと前記トラクタヨーレイトと前記相対ヨー角度との関係を表す式とから、前記伝達関数を予め導出することを特徴とする請求項1に記載のトレーラの車輪操舵制御方法。 2. A tractor lateral velocity in the mathematical model of the vehicle combination, the tractor yaw rate, the relative yaw angle between the tractor and the trailer, the equation of motion for the tractor front wheel steering angle and the trailer wheels steering angle, the trailer yaw rate and the tractor and a formula representing the relationship between the yaw rate and the relative yaw angle, wheel steering control method of the trailer according to claim 1, characterized in that in advance derive the transfer function.
  3. 【請求項3】 前記伝達関数に対応する周波数応答特性に近似の第2の周波数応答特性を有する第2の伝達関数を予め求める行程を更に含み、実際トレーラ車輪操舵角が、前記検出された前記トレーラのヨーレイトと前記第2の伝達関数とに基づいて決定される目標トレーラ車輪操舵角になるように、前記トレーラの車輪を操舵することを特徴とする請求項1または2に記載のトレーラの車輪操舵制御方法。 Wherein further comprising a second step of obtaining the transfer function in advance with a second frequency response characteristic approximate to the frequency response characteristic corresponding to the transfer function, the actual trailer wheel steering angle, is the detected the so that the target trailer wheel steering angle determined based on the yaw rate of the trailer and the second transfer function, the wheels of the trailer according to claim 1 or 2, characterized in that to steer the wheels of the trailer steering control method.
  4. 【請求項4】 前記第2の伝達関数は、ラプラス変数についての1次多項式により表されることを特徴とする請求項3に記載のトレーラの車輪操舵制御方法。 Wherein said second transfer function, the wheel steering control method of the trailer according to claim 3, characterized by being represented by the primary polynomial for the Laplace variable.
  5. 【請求項5】 トレーラの向きがトラクタの速度ベクトルの向きに一致するように前記トレーラの車輪を操舵するトレーラの車輪操舵制御装置において、 前記トレーラの車輪を操舵するための操舵機構と、 前記トレーラのヨーレイトを検出するための検出器と、 トレーラ車輪操舵角とトレーラヨーレイトとの関係を表す伝達関数を有した演算要素を含むものであって、前記検出器により検出された前記トレーラのヨーレイトに基づいて目標トレーラ車輪操舵角を決定するための演算部と、 実際トレーラ車輪操舵角が前記目標トレーラ車輪操舵角になるように前記操舵機構を駆動するための駆動部とを備えることを特徴とするトレーラの車輪操舵制御装置。 In a wheel steering control device of the trailer steering the wheels of the trailer as orientation wherein the trailer matches the direction of the velocity vector of the tractor, the steering mechanism for steering the wheels of the trailer, the trailer a detector for detecting the yaw rate of, and comprise a computing element having a transfer function representing the relationship between the trailer wheels steering angle and the trailer yaw rate, based on the yaw rate of said trailer which is detected by said detector trailer, characterized in that it comprises Te a calculation unit for determining a target trailer wheel steering angle, the actual trailer wheel steering angle is the target trailer wheels so that the steering angle the driver for driving the steering mechanism wheel steering control device.
  6. 【請求項6】 前記連結車の数学モデルにおけるトラクタ横方向速度、トラクタヨーレイト、トラクタとトレーラとの相対ヨー角度、トラクタ前輪操舵角およびトレーラ車輪操舵角についての運動方程式と、トレーラヨーレイトとトラクタヨーレイトと相対ヨー角度との関係を表す式とから予め導出された伝達関数を有するように、前記演算要素を構成したことを特徴とする請求項5に記載のトレーラの車輪操舵制御装置。 6. tractor lateral velocity in the mathematical model of the vehicle combination, the tractor yaw rate, the relative yaw angle between the tractor and the trailer, the equation of motion for the tractor front wheel steering angle and the trailer wheels steering angle, and the trailer yaw rate and the tractor yaw rate to have a transfer function which is derived in advance from the equation expressing the relationship between the relative yaw angle, wheel steering control system of the trailer according to claim 5, characterized in that constitutes the arithmetic element.
  7. 【請求項7】 前記演算要素が、前記伝達関数に対応する周波数応答特性に近似の第2の周波数応答特性をもつ第2の伝達関数を有することを特徴とする請求項5または6に記載のトレーラの車輪操舵制御装置。 Wherein said computing element, according to claim 5 or 6, characterized in that it has a second transfer function having a second frequency response characteristic approximate to the frequency response characteristic corresponding to the transfer function wheel steering control system of the trailer.
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