JPH09286346A - Control method for steering wheel of coupled vehicle - Google Patents

Control method for steering wheel of coupled vehicle

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JPH09286346A
JPH09286346A JP9870196A JP9870196A JPH09286346A JP H09286346 A JPH09286346 A JP H09286346A JP 9870196 A JP9870196 A JP 9870196A JP 9870196 A JP9870196 A JP 9870196A JP H09286346 A JPH09286346 A JP H09286346A
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JP
Japan
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tractor
trailer
vehicle
wheel steering
wheels
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JP9870196A
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Japanese (ja)
Inventor
Shozo Kawasawa
祥三 川沢
Jun Chikamori
順 近森
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Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
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  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suitably steer the wheels of a four-wheel drive tractor or a multi- coupled vehicle in a control method for steering wheels of coupled vehicles which is suitable for utilizing it to the multi-coupled vehicle consist of the tractor and a plurality of traitors. SOLUTION: This method can steer all wheels of a tractor 1 and all wheels of a plurality of tractors 2, 2,... which are sequentially connected to the tractor 1; the wheels of the tractor are steered such that the direction of the tractors 2, 2,... agrees or nearly agrees with the direction of speed vector of the just precedent vehicle.

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、トラクタと複数の
トレーラとからなる多重連結車について操縦安定性を向
上させながら各輪を適切に操舵するために用いて好適
の、連結車の車輪操舵制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wheel steering control for a vehicle combined with a tractor and a plurality of trailers, which is suitable for appropriately steering each wheel while improving steering stability. Regarding the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、自動車(トラック)による輸送需
要が増大しているが、トラクタに切り離し自在のトレー
ラを連結した連結車は、輸送量が大きく輸送効率に富む
ので、かかる車両の使用が増大している。ところが、こ
のような連結車は、大量輸送を行なう上では大きな利点
があるものの、この反面、走行性能に関しては安定性の
劣化、旋回時のわだち差の問題など改善すべき点があ
る。
2. Description of the Related Art In recent years, the demand for transportation by automobiles (trucks) has been increasing. However, since a connected vehicle in which a tractor is connected with a detachable trailer has a large amount of transportation and a high transportation efficiency, the use of such vehicles is increasing. are doing. However, although such a combined vehicle has a great advantage in mass transportation, on the other hand, in terms of traveling performance, there are problems such as deterioration of stability and a problem of rutting during turning.

【0003】すなわち、連結車は、トレーラとトラクタ
との間に相対回転を可能にする関節点がそなえられてい
るので、乗用車のような単一車に比べて、操縦安定性が
劣り、蛇行運動等を生じやすく、また、わだち差(即
ち、内輪差)を大きく生じやすい。そこで、特開平7−
17428号公報に開示されているように、本出願人
は、トラクタに1両のトレーラを連結した連結車におい
て、トラクタの前輪とトレーラの車輪とを操舵する操舵
制御方法及びその装置を提案した。
That is, since the articulated vehicle is provided with a joint point that allows relative rotation between the trailer and the tractor, it is inferior in steering stability and has a meandering motion as compared with a single vehicle such as a passenger vehicle. And the like, and a large rut difference (that is, inner ring difference) is likely to occur. Therefore, Japanese Patent Laid-Open No. 7-
As disclosed in Japanese Patent No. 17428, the present applicant has proposed a steering control method and apparatus for steering a front wheel of a tractor and a wheel of a trailer in a combined vehicle in which one trailer is connected to a tractor.

【0004】かかる技術は、トレーラの車両の向きがト
ラクタの速度ベクトルの向きに一致するように、トレー
ラの車輪を制御するものである。そして、トラクタの速
度ベクトルの向き、即ち、トラクタの速度ベクトルとト
ラクタの中心線とのなす角βhは、以下のように表せ
る。 βh=(vTC−lh・γTC)/uTC ただし、トラクタの横方向速度をvTC、トラクタとトレ
ーラとの関節点(ヒッチ点)及びトラクタ重心点の2点
間の距離をlh、トラクタ重心点回りのトラクタのヨー
レイトをγTC、トラクタの前後方向速度をuTCとする。
Such a technique controls the wheels of the trailer so that the direction of the vehicle of the trailer matches the direction of the velocity vector of the tractor. Then, the direction of the velocity vector of the tractor, that is, the angle βh formed between the velocity vector of the tractor and the center line of the tractor can be expressed as follows. βh = (v TC −lh · γ TC ) / u TC However, the lateral velocity of the tractor is v TC , the distance between the tractor-trailer joint point (hitch point) and the tractor center of gravity point is 1 h, and the tractor is The yaw rate of the tractor around the center of gravity is γ TC , and the longitudinal velocity of the tractor is u TC .

【0005】ヒッチ点とトラクタ重心点間の距離lhは
定数であるため、トラクタの横方向速度vTC,重心点回
りのトラクタのヨーレイトγTC,トラクタの前後方向速
度u TCを検出すれば、角度βhを求めることができる。
また、トレーラの向きは相対ヨー角度ψで表すことがで
きる。そして、この技術では、速度ベクトルの角度βh
を相対ヨー角度ψとが一致するようにトレーラの車輪操
舵角δ5 が制御される。例えば、角度βh,ψについて
反時計回りを正方向とすると、角度βhが角度ψよりも
小さければトレーラの車輪操舵角δ5 を反時計回りに増
大させ、角度βhが角度ψよりも大きければトレーラの
車輪操舵角δ5 を反時計回りに減少させ、角度βhが角
度ψに一致すれば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、かかる連結車の操縦
安定性が向上する。
The distance lh between the hitch point and the center of gravity of the tractor is
Since it is a constant, the lateral velocity v of the tractorTC, Center of gravity
Rino Tractor Yaw Rate γTC, Tractor forward / backward speed
Degree u TCThe angle βh can be obtained by detecting
Also, the direction of the trailer can be expressed by the relative yaw angle ψ.
Wear. Then, in this technique, the angle βh of the velocity vector
The trailer wheels so that the relative yaw angle ψ matches.
Rudder angle δFiveIs controlled. For example, for angles βh and ψ
If the counterclockwise direction is the positive direction, the angle βh is greater than the angle ψ.
If smaller, trailer wheel steering angle δFiveCounterclockwise
If the angle βh is larger than the angle ψ, the trailer
Wheel steering angle δFiveIs decreased counterclockwise, and the angle βh becomes
If it matches the degree ψ, the trailer is facing the vehicle center line.
Will be towed straight toward
Improves stability.

【0006】このようにトレーラの車輪操舵角を制御す
るためには、目標トレーラ車輪操舵角を設定しながらト
レーラの車輪操舵を制御するが、この目標トレーラ車輪
操舵角の設定は、以下のように行なっている。つまり、
トレーラの車輪を操舵可能に連結した数学モデルにおい
て、トラクタの横方向速度,トラクタのヨーレイト,ト
ラクタとトレーラとの相対ヨー角度,トラクタの前輪操
舵角,及びトレーラの車輪操舵角についての運動方程式
から、トレーラの車輪操舵角δ5 と相対ヨー角度ψとの
関係を表す伝達関数を導出しておく。そして、連結車の
走行中に相対ヨー角度ψを検出しながら、この検出され
た相対ヨー角度ψと上記の伝達関数とから目標トレーラ
車輪操舵角を決定する。さらに、トレーラの車輪操舵角
δ5 がこの目標トレーラ車輪操舵角になるようにトレー
ラの車輪の操舵を制御する。
In order to control the wheel steering angle of the trailer in this way, the wheel steering of the trailer is controlled while setting the target trailer wheel steering angle. The setting of this target trailer wheel steering angle is as follows. I am doing it. That is,
In a mathematical model in which the wheels of the trailer are steerably connected, from the equations of motion for the lateral speed of the tractor, yaw rate of the tractor, relative yaw angle of the tractor and trailer, front wheel steering angle of the tractor, and wheel steering angle of the trailer, A transfer function representing the relationship between the wheel steering angle δ 5 of the trailer and the relative yaw angle ψ is derived. Then, the target trailer wheel steering angle is determined from the detected relative yaw angle ψ and the above transfer function while detecting the relative yaw angle ψ while the connected vehicle is traveling. Further, the steering of the trailer wheels is controlled so that the trailer wheel steering angle δ 5 becomes the target trailer wheel steering angle.

【0007】このような技術により、連結車のトレーラ
の車輪の操舵制御を的確に行ない連結車の操縦安定性を
高めることが可能になる。
With such a technique, it is possible to precisely control the steering of the wheels of the trailer of the combined vehicle and enhance the steering stability of the combined vehicle.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な従来技術は、操舵要素が、トラクタの左右一対の操舵
輪とトレーラの左右一対の車輪の前後2組である連結車
両を対象にトレーラの車輪の操舵制御を考えているが、
連結車としては、さらに多数の車輪を操舵しうるものも
考えられる。
By the way, the prior art as described above is applied to a trailer vehicle in which the steering elements are two pairs of front and rear steering wheels of the tractor and a pair of left and right wheels of the trailer. I am thinking about steering control of wheels,
As an articulated vehicle, a vehicle that can steer a larger number of wheels can be considered.

【0009】つまり、例えばトラクタが左右一対の前輪
及び左右一対の後輪がともに駆動輪である四輪操舵型の
ものであって且つトレーラの車輪を操舵できるようにし
たものが考えられる。さらに輸送量の大きい連結車とし
て、複数のトレーラを連結した多重連結車が考えられ、
かかる多重連結車において、各トレーラの車輪を操舵で
きるようにしたものも考えられる。
That is, for example, it is conceivable that the tractor is of the four-wheel steering type in which the pair of left and right front wheels and the pair of left and right rear wheels are both driving wheels, and the trailer wheels can be steered. Further, as a connected vehicle with a large transport volume, a multiple connected vehicle that connects multiple trailers can be considered,
In such a multi-connection vehicle, one in which the wheels of each trailer can be steered can be considered.

【0010】このように、多数の車輪を操舵できるよう
にしたものでは、各車輪を適切に制御することができれ
ばかかる連結車の操縦安定性をより高めることが可能と
なる。上述の従来技術では、四輪操舵型にトレーラの車
輪の操舵を組み合わせた操舵制御や複数のトレーラを連
結した多重連結車における各車輪の操舵制御について
は、特に考えられておらず、何らかの制御技術が必要に
なる。
As described above, in the case where a large number of wheels can be steered, if the respective wheels can be appropriately controlled, the steering stability of such a combined vehicle can be further enhanced. In the above-mentioned prior art, steering control combining four-wheel steering type steering of the wheels of the trailer and steering control of each wheel in a multiple articulated vehicle in which a plurality of trailers are connected is not particularly considered, and some control technique is used. Will be required.

【0011】一方、このように多数の操舵輪を有する
と、設定すべき目標操舵角が多数になるため、上述の従
来技術のような、連結車の運動方程式から伝達関数を導
出してこの伝達関数に基づいて目標トレーラ車輪操舵角
を決定するという手法は、適用できない。すなわち、四
輪操舵トラクタや多重連結車に関する運動方程式をつく
ると、未知数の多い多元運動方程式になり、上述の従来
技術と同様に伝達関数を導くことは困難であり、新たな
手法の開発が望まれる。
On the other hand, if a large number of steered wheels are provided in this manner, the target steering angle to be set becomes large, so that the transfer function is derived from the equation of motion of the combined vehicle as in the above-mentioned prior art, and this transfer is performed. The method of determining the target trailer wheel steering angle based on a function cannot be applied. That is, if a motion equation for a four-wheel steering tractor or a multi-link vehicle is created, it becomes a multi-dimensional motion equation with many unknowns, and it is difficult to derive a transfer function like the above-mentioned conventional technique, and it is desired to develop a new method. Be done.

【0012】本発明は、上述の課題に鑑み創案されたも
ので、四輪操舵トラクタや多重連結車に関する各輪の操
舵制御を適切に行なうことができるようにした、連結車
の車輪操舵制御方法を提供することを目的とする。
The present invention was devised in view of the above problems, and a wheel steering control method for a combined vehicle, which enables appropriate steering control of each wheel for a four-wheel steering tractor or multiple combined vehicles. The purpose is to provide.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】このため、請求項1記載
の本発明の連結車の車輪操舵制御方法は、トラクタと該
トラクタに順に連結された複数のトレーラとをそなえ該
トレーラの車輪がいずれも操舵しうるように構成された
連結車の車輪操舵制御方法において、上記の各トレーラ
における自車両の向きが、該自車両の直前の車両の速度
ベクトルの向きと一致又はほぼ一致するように、該トレ
ーラの車輪の操舵を制御することを特徴としている。
Therefore, in the wheel steering control method for an articulated vehicle according to the first aspect of the present invention, the wheel of the trailer is provided with a tractor and a plurality of trailers sequentially connected to the tractor. In the wheel steering control method for a combined vehicle configured to be able to steer, the direction of the host vehicle in each of the trailers described above matches or substantially matches the direction of the speed vector of the vehicle immediately before the host vehicle, It is characterized in that steering of the wheels of the trailer is controlled.

【0014】請求項2記載の本発明の連結車の車輪操舵
制御方法は、トラクタと該トラクタに順に連結された単
数又は複数のトレーラとをそなえ該トラクタの前後輪が
いずれも操舵しうるとともに該トレーラの車輪も操舵し
うるように構成された連結車の車輪操舵制御方法におい
て、該トラクタの後輪及び該トレーラの車輪が、該トラ
クタの重心点横すべり角を0とし、かつ、該トレーラの
向きが該トレーラの直前の車両の速度ベクトルの向きと
一致又はほぼ一致するように、操舵制御することを特徴
としている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a wheel steering control method for a combined vehicle comprising a tractor and a trailer or trailers sequentially connected to the tractor, and both front and rear wheels of the tractor can be steered. In a wheel steering control method for a combined vehicle configured so that the wheels of a trailer can also be steered, a rear wheel of the tractor and a wheel of the trailer set a center-of-gravity side slip angle of the tractor to 0, and a direction of the trailer. Is controlled so that the direction of the vehicle immediately before the trailer matches or substantially matches the direction of the speed vector of the vehicle.

【0015】請求項1又は2記載の方法では、いずれの
車両についても、その車両の向きがその直前の車両の速
度ベクトルの向きに一致するように制御することであ
り、例えば、トラクタに近い順に第1トレーラ,第2ト
レーラ,第3トレーラ・・・とすると、第1トレーラの
車輪については、第1トレーラの車両の向きがトラクタ
の速度ベクトルの向きに一致するように操舵を制御し、
第2トレーラの車輪については、第2トレーラの車両の
向きが第1トレーラの速度ベクトルの向きに一致するよ
うに操舵を制御し、第3トレーラの車両の向きが第2ト
レーラの速度ベクトルの向きに一致するように操舵を制
御するのである。
In the method according to the first or second aspect of the present invention, for any vehicle, the direction of the vehicle is controlled so as to match the direction of the velocity vector of the vehicle immediately before, and, for example, in the order of proximity to the tractor. Assuming the first trailer, the second trailer, the third trailer, ..., the steering of the wheels of the first trailer is controlled so that the orientation of the vehicle of the first trailer matches the orientation of the velocity vector of the tractor,
Regarding the wheels of the second trailer, steering is controlled so that the orientation of the vehicle of the second trailer matches the orientation of the velocity vector of the first trailer, and the orientation of the vehicle of the third trailer is the orientation of the velocity vector of the second trailer. The steering is controlled so as to match with.

【0016】請求項3記載の本発明の連結車の車輪操舵
制御方法は、トラクタと該トラクタに順に連結された単
数又は複数のトレーラとをそなえ該トラクタの前後輪が
いずれも操舵しうるとともに該トレーラの車輪も操舵し
うるように構成された連結車の車輪操舵制御方法におい
て、各車両毎に、該トラクタの横速度,該トラクタのヨ
ーレイト,上記の各トレーラの前車両に対する連結角及
び該トラクタの前輪舵角,該トラクタの後輪舵角,上記
の各トレーラの車輪舵角に関する運動方程式を立て、該
運動方程式から状態方程式を導き、該状態方程式に関す
るシステムに、該トラクタの重心点横すべり角を0とし
且つ該トレーラの向きを該トレーラの直前の車両の速度
ベクトルの向きと一致させるような条件下で設定された
制御マトリクスCd を導入したサーボ制御系を構成し
て、該状態方程式の状態量及び該サーボ制御系の誤差量
についてのフィードバック係数を次式(1)の評価関数
を最小にする最適解として、次式(2)のリカッチ方程
式の解Pから求めて、
According to a third aspect of the present invention, there is provided a wheel steering control method for a combined vehicle, comprising a tractor and one or more trailers sequentially connected to the tractor, and both front and rear wheels of the tractor can be steered. In a wheel steering control method for a combined vehicle configured to steer the wheels of a trailer as well, a lateral speed of the tractor, a yaw rate of the tractor, a connection angle of each trailer to a preceding vehicle, and the tractor are provided for each vehicle. Of the front wheel steering angle, the rear wheel steering angle of the tractor, and the wheel steering angle of each of the trailers described above are established, a state equation is derived from the equation of motion, and the center of gravity side slip angle of the tractor is added to the system relating to the state equation. Is set to 0 and the orientation of the trailer is matched with the orientation of the velocity vector of the vehicle immediately in front of the trailer. By constructing a servo control system in which d is introduced, the feedback coefficient for the state amount of the state equation and the error amount of the servo control system is set as an optimal solution that minimizes the evaluation function of the following equation (1), and the following equation ( From the solution P of the Riccati equation in 2),

【0017】[0017]

【数2】 [Equation 2]

【0018】こうして求められたフィードバック係数に
基づいて、上記トラクタの後輪舵角及び上記の各トレー
ラの車輪舵角をフィードバック制御することを特徴とし
ている。
Based on the feedback coefficient thus obtained, the rear wheel steering angle of the tractor and the wheel steering angle of each trailer are feedback-controlled.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、図1〜図11を参照して、
本発明の一実施形態としての連結車の車輪操舵制御方法
について説明する。まず、本実施形態にかかる連結車を
説明する。図2はその連結車を示す車両側面図であり、
図示するように、本連結車は、荷室9をそなえたトラク
タ(フルトラクタ)1と、このトラクタ1に連結される
複数のトレーラ2からなる。ただし、紙面の都合により
図2中にはトレーラは2つだけ示している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIGS.
A wheel steering control method for a combined vehicle as an embodiment of the present invention will be described. First, the combination vehicle according to the present embodiment will be described. FIG. 2 is a vehicle side view showing the combination vehicle,
As shown in the figure, this combined vehicle comprises a tractor (full tractor) 1 having a luggage compartment 9 and a plurality of trailers 2 connected to the tractor 1. However, due to space limitations, only two trailers are shown in FIG.

【0020】トラクタ1とトレーラ2及びトレーラ2,
2の相互の間には、連結装置5が介装されている。この
連結装置5は、トラクタ1又はトレーラ2の後部におい
てシャーシフレーム6の上面に設けられたカプラ3と、
トレーラ2の前部においてシャーシフレーム10の下面
に突設されたキングピン4とからなる。カプラ3は開閉
自在な一対のジョー(図示略)を有し、ジョーの対向縁
部には係合凹所が形成され、この係合凹所間にキングピ
ン4を挿入して一対のジョーを閉じることで係合凹所間
にキングピン4を係止させることができる。また、閉鎖
状態の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)を圧入することで、ジョーを閉鎖状態に固
定しうるようになっている。
Tractor 1, trailer 2 and trailer 2,
A coupling device 5 is interposed between the two. The coupling device 5 includes a coupler 3 provided on an upper surface of a chassis frame 6 at a rear portion of the tractor 1 or the trailer 2,
The trailer 2 includes a kingpin 4 projecting from the lower surface of the chassis frame 10 at the front portion thereof. The coupler 3 has a pair of jaws (not shown) that can be opened and closed. Engagement recesses are formed at opposite edges of the jaws. A kingpin 4 is inserted between the engagement recesses to close the pair of jaws. This allows the kingpin 4 to be locked between the engaging recesses. Further, the jaws can be fixed in the closed state by press-fitting a lock plunger (not shown) into the gap between the facing edges of the pair of closed jaws.

【0021】そして、トラクタ1の前輪7は図示しない
ステアリングハンドル(ハンドル)の操作に応じて転舵
されるようになっているほか、トラクタ1の後輪8及び
各トレーラ2の車輪18もハンドル操作に応じて転舵さ
れるようになっている。図3は各トレーラ2の車輪18
及びトラクタ1の後輪8をそなえたシャーシフレーム部
分を示す模式的な平面図であり、図示するように、トレ
ーラ2のシャーシフレーム10又はトラクタ1のシャー
シフレーム6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とをそ
なえている。左右のサイドフレーム12は、メーンリー
フスプリング20の前端部及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。
The front wheels 7 of the tractor 1 are steered in accordance with the operation of a steering handle (handle) (not shown), and the rear wheels 8 of the tractor 1 and the wheels 18 of each trailer 2 are also operated. It is designed to be steered according to. FIG. 3 shows wheels 18 of each trailer 2.
FIG. 2 is a schematic plan view showing a chassis frame portion provided with a rear wheel 8 of the tractor 1, and as shown in the drawing, the chassis frame 10 of the trailer 2 or the chassis frame 6 of the tractor 1 has left and right side rails 12, Both ends have a plurality of cross members fixed to the side rails 12. The left and right side frames 12 support the front and rear ends of the main leaf spring 20 via shackle links (not shown).

【0022】16は、トレーラ2の車輪18又はトラク
タ1の後輪8(図中には左輪のみ示す)を回転自在に支
持するアクスルハウジングである。このアクスルハウジ
ング16は、後述のトレーラ車輪操舵機構又はトラクタ
後輪操舵機構により、その車幅方向中心の回りに回転駆
動され、これにより、車輪18又は8が転舵されるよう
になっている。
Reference numeral 16 is an axle housing that rotatably supports the wheels 18 of the trailer 2 or the rear wheel 8 of the tractor 1 (only the left wheel is shown in the drawing). The axle housing 16 is rotationally driven around the center in the vehicle width direction by a trailer wheel steering mechanism or a tractor rear wheel steering mechanism, which will be described later, whereby the wheels 18 or 8 are steered.

【0023】このように回動するアクスルハウジング1
6は、その両端部を、メーンリーフスプリング20とそ
の上方に配設されたヘルパリーフスプリング22にラバ
ーパッド部材(図示略)を介して支持されており、メー
ンリーフスプリング20に対するアクスルハウジング1
6の相対変位が可能とされ、アクスルハウジング16の
回動が許容されるようになっている。
Axle housing 1 which rotates in this way
6, both ends of the main leaf spring 6 are supported by a main leaf spring 20 and a helper leaf spring 22 arranged above the main leaf spring 20 via rubber pad members (not shown).
The relative displacement of 6 is enabled, and the rotation of the axle housing 16 is allowed.

【0024】トレーラ車輪操舵機構及びトラクタ後輪操
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型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の回転に変位するための
機構とを有している。
The trailer wheel steering mechanism and the tractor rear wheel steering mechanism include a hydraulic cylinder device 30 as a wheel steering actuator, and a V-shaped upper radius rod 40 having a V-shaped apex portion as a rotation center of the axle housing 16. And a mechanism for displacing the displacement of the piston shaft 32 of the hydraulic cylinder device 30 to the rotation of the axle housing 16.

【0025】すなわち、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、そのV字頂点部
をボールジョイントを介してアクセルハウジング16に
枢着され、その左右自由端部をボールジョイントを介し
て各サイドフレーム12にそれぞれ枢着されている。さ
らに、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、それぞれの一端をア
クセルハウジング16の両端下部に設けられたブラケッ
トにボールジョイントを介して枢着され、その各他端を
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。また、L字状レバー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
支されており、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の端部がボールジョイントを介
して枢着されている。
That is, the upper radius rod 40 is disposed between the left and right side frames 12, its V-shaped apex is pivotally attached to the accelerator housing 16 via a ball joint, and its left and right free ends are via a ball joint. And is pivotally attached to each side frame 12. Further, the left and right lower radius rods 60, which form the main part of the conversion mechanism together with the L-shaped lever 50, have one ends pivotally attached to brackets provided at the lower ends of both ends of the accelerator housing 16 via ball joints. The end is pivotally attached to the tip of the lateral arm of the L-shaped lever 50 via a ball joint. The bent portion of the L-shaped lever 50 is pivotally supported by a bracket fixed to the side frame 12, and the end of the connecting rod 70 has a ball joint at the rear end of the vertical arm of the L-shaped lever 50. Is pivoted through.

【0026】油圧シリンダ装置30のピストン軸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、油圧シリンダ装置3
0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のブラケットに支持されている。これに
より、油圧シリンダ装置30の伸縮に応じて、L字状レ
バー50が回動し、下方ラジアスロッド60を介してア
クセルハウジング16の端部を前後に駆動してアクスル
ハウジング16を回動するようになっている。
Piston shaft 32 of hydraulic cylinder device 30
Is connected to the middle part of the vertical arm of the L-shaped lever 50 on the left side, for example, via a ball joint.
The zero cylinder 34 is supported by the bracket of the chassis frame 10 via a ball joint. As a result, the L-shaped lever 50 rotates according to the expansion and contraction of the hydraulic cylinder device 30, and the end portion of the accelerator housing 16 is driven back and forth via the lower radius rod 60 to rotate the axle housing 16. Has become.

【0027】このような油圧シリンダ装置30の伸縮の
ために、図4に示すように、油圧ポンプ80及び制御弁
82がそえられ、制御弁82により、油圧シリンダ装置
30の左右の各シリンダ室と油圧ポンプ80との間の連
通状態を制御して、油圧シリンダ装置30の伸縮調整を
行なうようになっている。油圧シリンダ装置30の伸縮
調整は、もちろんトレーラ車輪及びトラクタ後輪の操舵
のためのもので、制御弁82の制御を行なうために、制
御手段(コントローラ)15がそなえられ、このコント
ローラ15には、トラクタ1の横方向加速度を検出する
ための横Gセンサ101と、トラクタ1の前後方向加速
度を検出するための前後Gセンサ102と、トラクタ1
のヨーレイトを検出するためのヨーレイトセンサ103
と、トラクタ1とトレーラ2とのヨー角度を検出するた
めのヨー角度センサ104と、トラクタ1の車速を検出
する車速センサ106と、トラクタ1のハンドル操舵角
を検出する操舵角センサ107とから各検出情報が入力
されるようになっている。
In order to expand and contract the hydraulic cylinder device 30 as described above, a hydraulic pump 80 and a control valve 82 are provided as shown in FIG. By controlling the communication state with the hydraulic pump 80, the expansion and contraction of the hydraulic cylinder device 30 is adjusted. The expansion and contraction adjustment of the hydraulic cylinder device 30 is of course for steering the trailer wheels and the rear wheels of the tractor, and is provided with a control means (controller) 15 for controlling the control valve 82. A lateral G sensor 101 for detecting the lateral acceleration of the tractor 1, a longitudinal G sensor 102 for detecting the longitudinal acceleration of the tractor 1, and a tractor 1
Yaw rate sensor 103 for detecting the yaw rate of
A yaw angle sensor 104 for detecting a yaw angle between the tractor 1 and the trailer 2, a vehicle speed sensor 106 for detecting a vehicle speed of the tractor 1, and a steering angle sensor 107 for detecting a steering angle of the steering wheel of the tractor 1. Detection information is input.

【0028】また、コントローラ15のプロセッサは、
後述するような本連結車の車輪操舵制御方法にかかる各
種演算を行なう機能を有しており、コントローラ15で
は、入力される検出データをプロセッサで演算し、各目
標操舵角を決定して、この目標操舵角に基づいて、各々
の車輪を操舵制御する。ここで、本連結車の車輪操舵制
御方法を説明すると、本方法では、まず、各車両毎に、
該トラクタの横速度,該トラクタのヨーレイト,上記の
各トレーラの前車両に対する連結角及び該トラクタの前
輪舵角,該トラクタの後輪舵角,上記の各トレーラの車
輪舵角に関する運動方程式を立て、次に、該運動方程式
から状態方程式を導き、そして、該状態方程式に関する
システムに、所要の条件下で設定された制御マトリクス
d を導入したサーボ制御系を構成して、該状態方程式
の状態量及び該サーボ制御系の誤差量についてのフィー
ドバック係数を評価関数を最小にする最適解として、リ
カッチ方程式の解から求めて、求められたフィードバッ
ク係数に基づいて、上記トラクタの後輪舵角及び上記の
各トレーラの車輪舵角をフィードバック制御するのであ
る。
Further, the processor of the controller 15 is
The controller 15 has a function of performing various calculations related to the wheel steering control method for the present combination vehicle, which will be described later. In the controller 15, the input detection data is calculated by the processor and each target steering angle is determined. Steering control of each wheel is performed based on the target steering angle. Here, the wheel steering control method of the present combined vehicle will be described. In the present method, first, for each vehicle,
The equations of motion for the lateral speed of the tractor, the yaw rate of the tractor, the connecting angle of each trailer to the front vehicle and the front wheel steering angle of the tractor, the rear wheel steering angle of the tractor, and the wheel steering angle of each trailer are established. Next, a state equation is derived from the equation of motion, and a servo control system in which a control matrix C d set under a required condition is introduced into the system relating to the state equation is used to configure the state of the state equation. Amount and an error amount of the servo control system as an optimal solution that minimizes the evaluation function, is obtained from the solution of the Riccati equation, and based on the obtained feedback coefficient, the rear wheel steering angle of the tractor and the above The wheel steering angle of each trailer is feedback controlled.

【0029】ここで、本方法を具体的に説明する。ま
ず、本方法における運動方程式を立てるにあたって、図
1及び次に示す表1〜表5に示すように、各数値を設定
する。なお、第1ヒッチ点とは、トラクタ1とこの後方
に繋がる第1トレーラ2との連結点(以下、ヒッチ点と
いう)であり、第2ヒッチ点とは、第1トレーラ2とこ
の後方に繋がる第2トレーラとのヒッチ点であり、以
下、第nヒッチ点とは、第(n−1)トレーラ2とこの
後方に繋がる第nトレーラとのヒッチ点である。
Here, the method will be specifically described. First, when establishing the equation of motion in this method, each numerical value is set as shown in FIG. 1 and Tables 1 to 5 below. The first hitch point is a connection point between the tractor 1 and the first trailer 2 connected to the rear (hereinafter referred to as a hitch point), and the second hitch point is connected to the first trailer 2 and the rear. It is a hitch point with the second trailer, and hereinafter, the nth hitch point is a hitch point with the (n-1) th trailer 2 and the nth trailer connected to the rear.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】[0031]

【表2】 [Table 2]

【0032】[0032]

【表3】 [Table 3]

【0033】[0033]

【表4】 [Table 4]

【0034】[0034]

【表5】 [Table 5]

【0035】図1に示すように、1台のトラクタが複数
のセミ・トレーラを牽引する場合について、トラクタ前
輪だけでなくトラクタ後輪、トレーラ輪の全てが操舵で
きるとして運動方程式を作成すると以下のようになる。
ここでは、各ヒッチ点での横方向の力を考慮して各車両
ごとに運動方程式を立て、この横力を消去整理すると
(3)式にみるようなm×mのマトリックスとなる。こ
こでは(n−1)台のトレーラを牽引している場合で、
全体としてn台の車両群について検討する。この場合m
=n+1である。
As shown in FIG. 1, when one tractor pulls a plurality of semi-trailers, not only the front wheels of the tractor but also the rear wheels of the tractor and the trailer wheels can be steered. Like
Here, the equation of motion is set up for each vehicle in consideration of the lateral force at each hitch point, and this lateral force is eliminated and rearranged to form an m × m matrix as shown in equation (3). Here, in the case of towing (n-1) trailers,
Consider a total of n vehicle groups. In this case m
= N + 1.

【0036】[0036]

【数3】 (Equation 3)

【0037】このような(3)式から、状態方程式
(4)が導かれ、この式を簡単に(5)式のように記述
する。
From the above equation (3), the state equation (4) is derived, and this equation is simply described as the equation (5).

【0038】[0038]

【数4】 (Equation 4)

【0039】[0039]

【数5】 (Equation 5)

【0040】状態方程式(5)は、2n+2の状態変数
からなり、n+2の入力をもつ多入力システムである。
そこで、この状態方程式(5)をベースにして、各車両
を予め設定した目標値に追従させるサーボ制御系を構成
する。つまり、式(5)のシステムに制御量yd 、制御
マトリクスCd を導入し、この制御量yd を目標値yr
に誤差なく追従させるサーボ制御系を構成する。このと
きの誤差eを次式のように表す。
The state equation (5) is a multi-input system consisting of 2n + 2 state variables and having n + 2 inputs.
Therefore, based on this state equation (5), a servo control system that makes each vehicle follow a preset target value is configured. That is, the control amount y d and the control matrix C d are introduced into the system of equation (5), and the control amount y d is set to the target value y r.
Configure a servo control system that follows the error without error. The error e at this time is expressed by the following equation.

【0041】[0041]

【数6】 (Equation 6)

【0042】ここで、それぞれの目標値yriは全ての車
両について次のように定める。 (A)トラクタの重心点横すべり角を0にする。これは
次式で表される。
Here, the respective target values y ri are determined as follows for all vehicles. (A) The side slip angle of the center of gravity of the tractor is set to zero. This is represented by the following equation.

【0043】[0043]

【数7】 (Equation 7)

【0044】(B)第1トレーラ:ヒッチ点におけるト
ラクタの速度ベクトルの方向に車体中心線を一致させ
る。(図6参照) (以降この条件をベクトルフォロー条件と呼ぶ)
(B) First trailer: The center line of the vehicle body is aligned with the direction of the velocity vector of the tractor at the hitch point. (See Fig. 6) (Hereinafter, this condition is called vector follow condition)

【0045】[0045]

【数8】 (Equation 8)

【0046】(C)第2トレーラ:第2トレーラのヒッ
チ点でベクトルフォロー条件を満たす。
(C) Second trailer: The vector follow condition is satisfied at the hitch point of the second trailer.

【0047】[0047]

【数9】 [Equation 9]

【0048】(D)第3トレーラ:以下同様に考える。 以上の結果を一つにまとめると制御マトリクス−Cd
得られる。ここでδ1fをステップ入力と仮定し、(4)
式を微分して次の変数変換を適用する。
(D) Third trailer: Consider the same in the following. When the above results are put together, a control matrix −C d is obtained. Assuming δ 1f is the step input, (4)
Differentiate the expression and apply the following variable transformation.

【0049】[0049]

【数10】 (Equation 10)

【0050】この結果(2)式は次式のように変形され
る。
As a result, the equation (2) is transformed into the following equation.

【0051】[0051]

【数11】 [Equation 11]

【0052】この場合の出力方程式を次式で表す。The output equation in this case is expressed by the following equation.

【0053】[0053]

【数12】 (Equation 12)

【0054】ここで操作量vを状態フィードバックによ
り以下のように作成する。
Here, the manipulated variable v is created as follows by state feedback.

【0055】[0055]

【数13】 (Equation 13)

【0056】このフィードバック係数Fは(A0
0 )が可制御であれば存在し、次式の評価関数
This feedback coefficient F is (A 0 ,
B 0 ) exists if controllable, and the evaluation function of the following equation

【0057】[0057]

【数14】 [Equation 14]

【0058】を最小にする最適解として、次のRica
tti方程式の解Pから求めることができる。なお、上
式(1)において、Qは勾配指定マトリクス、Rは伝達
マトリクスであり、誤差eをできる限り小さくするため
には、Qは大きく、Rは小さく設定することが望まし
い。
As an optimal solution that minimizes
It can be obtained from the solution P of the tti equation. In the above equation (1), Q is a gradient designating matrix and R is a transfer matrix. It is desirable to set Q large and R small in order to minimize the error e.

【0059】[0059]

【数15】 (Equation 15)

【0060】初期値0の場合、各輪操舵角dは次式によ
り与えられる。
When the initial value is 0, each wheel steering angle d is given by the following equation.

【0061】[0061]

【数16】 (Equation 16)

【0062】Qを100、Rを1として、n=2の場合
について、車速を変更して求めたδ2 を与えるフィード
バック係数Fを図7に示す。(諸元は表6参照) 図7に示すように、車速に応じて、各フィードバック係
数F01,F02,F03,F04,F11,F12を設定すること
で、下式(11)により、入力値v1 ,γ1 ,ψ12,ψ
12′〔「′」は時間微分を示す〕,e1 ,e2 から、第
1トレーラの目標操舵角δ2 を求めることができる。
FIG. 7 shows a feedback coefficient F that gives δ 2 obtained by changing the vehicle speed when n = 2, where Q is 100 and R is 1. (See Table 6 for specifications.) As shown in FIG. 7, by setting the feedback coefficients F 01 , F 02 , F 03 , F 04 , F 11 , and F 12 according to the vehicle speed, the following equation (11) is obtained. ), Input values v 1 , γ 1 , ψ 12 , ψ
The target steering angle δ 2 of the first trailer can be obtained from 12 ′ [“” represents time derivative], e 1 and e 2 .

【0063】 δ2 =F011 +F02γ1 +F03ψ12+F04ψ12′+F111 +F122 ・・・(11)Δ 2 = F 01 v 1 + F 02 γ 1 + F 03 ψ 12 + F 04 ψ 12 ′ + F 11 e 1 + F 12 e 2 (11)

【0064】[0064]

【表6】 [Table 6]

【0065】本発明の一実施形態としての連結車の車輪
操舵制御方法は、上述のように構成されているので、上
述のようにして予めフィードバック係数Fを算定してお
くことで、所要周期で入力される検出情報に基づいて、
各車輪の目標操舵角δを設定することで、トラクタの重
心点横すべり角を0にし、且つ、自車両の向きが自車両
の直前の車両の速度ベクトルの向きと一致させる(即
ち、ベクトルフォロー条件を成立させる)ようにしなが
らトラクタ後輪及び各トレーラ車輪の操舵制御を行なう
とことができ、多重連結車の操縦安定性を向上させるこ
とができる。
The wheel steering control method for the combined vehicle as one embodiment of the present invention is configured as described above. Therefore, by calculating the feedback coefficient F in advance as described above, Based on the detection information entered
By setting the target steering angle δ of each wheel, the center-of-gravity point side slip angle of the tractor is set to 0, and the direction of the host vehicle matches the direction of the speed vector of the vehicle immediately before the host vehicle (that is, the vector follow condition). The steering control of the tractor rear wheel and each trailer wheel can be performed while maintaining the above (1), and the steering stability of the multiple coupling vehicle can be improved.

【0066】このような本方法を検討するために、シミ
ュレーション解析を行なったので、これについて説明す
る。まず、検討を簡単にするため前述の表5に示すよう
に同一諸元のセミトレーラを複数台牽引することにし
た。トラクタ前輪蛇角入力に対する過渡応答の代表例と
して、車線変更と円進入の場合を想定した2種類の操舵
入力を用い、外乱入力としてパルス状の力が作用すると
した。
A simulation analysis was performed to examine the present method as described above, which will be described below. First, in order to simplify the study, we decided to pull a plurality of semi-trailers with the same specifications as shown in Table 5 above. As a typical example of the transient response to the tractor front wheel steering angle input, it was assumed that two types of steering inputs were used assuming lane change and circle entry, and a pulsed force acts as a disturbance input.

【0067】また、一部車輪のみの付加操舵で安定性が
向上できれば、好都合なので最初に考慮した。トレーラ
を2台連結(n=3)した場合、以下のケースについて
検討を行なった。 (a)トラクタ前輪のみ操舵する。 (b)トラクタ後輪を協調操舵する。
Further, since it would be convenient if the stability could be improved by additional steering of only some wheels, it was considered first. When two trailers were connected (n = 3), the following cases were examined. (A) Steer only the front wheels of the tractor. (B) Coordinate steering of the rear wheels of the tractor.

【0068】(トラクタ重心点横すべり角を0に制御す
る) (c)第2トレーラを協調操舵する。(第2トレーラが
ベクトルフォロー条件を満足する) 以上の3ケースについてのシュミレーション結果を図8
に示したが効果はあまり大きくない。
(The side slip angle of the center of gravity of the tractor is controlled to 0) (c) The second trailer is cooperatively steered. (The second trailer satisfies the vector follow condition) The simulation results for the above three cases are shown in FIG.
However, the effect is not so great.

【0069】なお、ここでは、トラクタ後輪を付加操舵
するとトラクタのヨーレイトゲインが低下するので、こ
の場合にはトラクタ前輪入力蛇角を2倍にしてヨーレイ
トゲインを略一定にしてある。次に、全車輪を協調操舵
した場合の応答を説明する。前述のように、「トラクタ
後輪はトラクタ重心点横すべり角を0に制御し、各トレ
ーラ輪はそれぞれをベクトルフォロー状態に制御する」
という各条件が同時に達成されるように、全車輪を協調
操舵したときの応答を求めた。ここでは、トレーラが3
台連結された場合(n=4)について求めた結果を図9
に示す。図示するように、車線変更、円進入の場合と
も、先頭のトラクタから最後尾のトレーラまで殆ど同一
のヨーレイトゲイン特性を示しており、安定性の向上は
顕著である。この場合の誤差は概略0であり目標を達成
している。
Here, since additional steering of the rear wheels of the tractor lowers the yaw rate gain of the tractor, in this case, the yaw rate gain of the tractor front wheels is doubled to make the yaw rate gain substantially constant. Next, the response when all wheels are cooperatively steered will be described. As described above, "the rear wheels of the tractor control the sideslip angle of the center of gravity of the tractor to zero, and each trailer wheel controls each of them to the vector follow state."
The response was obtained when all the wheels were cooperatively steered so that the above conditions were simultaneously achieved. Here there are 3 trailers
FIG. 9 shows the results obtained when the units were connected (n = 4).
Shown in As shown in the figure, the yaw rate gain characteristics from the leading tractor to the trailing trailer are almost the same even when changing lanes and entering a circle, and the stability is remarkably improved. The error in this case is approximately 0, and the target is achieved.

【0070】さらに、外乱に対する安定性を検討した。
つまり、パルス状の外乱入力がトレーラのみに加えられ
たが、トラクタの運転者はこれに気がつかずそのまま直
進走行している場合の安定性について検討した。図10
は、トレーラを3台牽引している時(n=4)に、最後
尾のトレーラに外乱が作用したときのシュミレーション
結果であり、図示するように、この場合でも付加操舵に
より他車両に若干影響が生じるが、安定性の向上は顕著
であることがわかる。
Further, the stability against disturbance was examined.
In other words, a pulsed disturbance input was applied only to the trailer, but the driver of the tractor did not notice this and examined the stability when traveling straight ahead. FIG.
Is the simulation result when disturbance is applied to the last trailer when three trailers are being towed (n = 4). As shown in the figure, even in this case, additional steering slightly affects other vehicles. However, it is understood that the stability is remarkably improved.

【0071】ところで、ここまでの考察は状態量と誤差
は全て検出可能だとして進めてきたが、実際にはトラク
タ横速度v1 、誤差e1 などは計測が容易ではない。そ
こで、計測が割合容易な少数の状態量から誤差も含めた
他の全ての状態量を推定し、この推定値により状態フィ
ードバックを行なうことを検討した。状態方程式(4)
式に状態フィードバックを行なうと、次式のようにフィ
ードバック係数Fを含んだ形で表される。
By the way, although the above discussion has proceeded on the assumption that all the state quantities and errors can be detected, actually, the tractor lateral velocity v 1 , the error e 1, etc. are not easy to measure. Therefore, it was considered to estimate all other state quantities including errors from a small number of state quantities that are relatively easy to measure, and to perform state feedback using this estimated value. Equation of state (4)
When state feedback is performed in the equation, the feedback coefficient F is included as shown in the following equation.

【0072】[0072]

【数17】 [Equation 17]

【0073】時間がたてば、x,eは一定値に収束し、
(12)式は、次のようになる。
Over time, x and e converge to constant values,
Equation (12) is as follows.

【0074】[0074]

【数18】 (Equation 18)

【0075】したがって、この2行目から、 0=−Cd s =0−Cd s =yr −yds となり、yd は偏差なくyr (=0)に収束する。この
ように構成した制御系をブロック線図に示すと図5のよ
うになる。図5に示すように、制御量yr と目標値yd
との差分(yr −yd )をK1 /sでラプラス変換し
て、この値に、出力xにゲインK0 を乗算した値を加算
して、さらに、ゲインB2 を乗算する。そして、こうし
て得られた値に、トラクタの前輪操舵角(ハンドル角に
対応)δ1fにゲインB1 を乗算した値,及び出力xにゲ
インA 0 を乗算した値を加算して、この加算値をK1
sでラプラス変換し、さらに、Cd に応じたゲインを乗
算して目標値yd を得る。もちろん、この目標値がフィ
ードされて次の制御に用いられる。
Therefore, from the second line, 0 = -Cdxs= 0-Cdxs= Yr-Yds And ydIs y without deviationrConverge to (= 0). this
A block diagram of the control system configured as shown in FIG.
Swell. As shown in FIG. 5, the controlled variable yrAnd target value yd
And the difference (yr-Yd) To K1Laplace conversion with / s
Then, to this value, output x gain K0Add the value multiplied by
And gain BTwoMultiply by And this way
The steering wheel front wheel steering angle (the steering wheel angle
Correspondence) δ1fGain B1The value multiplied by and the output x
In A 0Add the values multiplied by and add this value to K1/
Laplace transform with s, and then CdMultiply the gain according to
Target value y calculateddGet. Of course, this target value is
And is used for the next control.

【0076】この(12)式の状態変数の一部が出力y
として直接測定できるとすると、そのときの出力方程式
は次式となる。
Some of the state variables in the equation (12) are output y.
Assuming that can be directly measured as, the output equation at that time is as follows.

【0077】[0077]

【数19】 [Equation 19]

【0078】可制御性については出力マトリックスCに
関係なく(12′)式のA′,B′により決定される。
可観測性についてはCが影響するので、測定する状態変
数の数が少なくても、残りの変数を推定できるかどうか
がポイントとなる。具体的に検討を進めるため、2台ト
レーラを牽引した場合に焦点を合わせる。可観測である
のは、最小の測定値の数が2個の場合である。
Regardless of the output matrix C, the controllability is determined by A'and B'in the equation (12 ').
Since observability is affected by C, the point is whether the remaining variables can be estimated even if the number of measured state variables is small. Focus on the case where two trailers are towed in order to proceed with specific studies. It is observable when the number of minimum measured values is two.

【0079】この場合(ψ12′,ψ23′)の組み合わせ
の場合の出力は次式で表される。なお、ψ12′,ψ23
の「′」は時間微分を示す。
In this case, the output in the case of the combination of (ψ 12 ′, ψ 23 ′) is expressed by the following equation. Note that ψ 12 ′, ψ 23
"'" Indicates the time derivative.

【0080】[0080]

【数20】 (Equation 20)

【0081】(12)式と(14)式から、Gopit
athの方法により次のようなオブザーバを作成した。
From equations (12) and (14), Gopit
The following observer was created by the method of ATH.

【0082】[0082]

【数21】 (Equation 21)

【0083】各輪の操舵角dは推定した状態量Z*によ
り決定されるので、次式で与えられる。
Since the steering angle d of each wheel is determined by the estimated state quantity Z * , it is given by the following equation.

【0084】[0084]

【数22】 (Equation 22)

【0085】このように、(ψ12′,ψ23′)の測定値
のみが得られたとして、他の状態量を推定してフィード
バックした場合のシュミレーション結果を図11に示
す。図示するように、円進入の場合には定常偏差が残っ
ているが、かなり精度のよい結果が得られている。この
ように、本方法、即ち、1台のトラクタが数台のセミト
レーラを牽引する場合に、全ての車輪を協調操舵し、安
定性を向上させる方法についてシュミレーションを主体
に解析を行なったことで、以下の結果が得られた。 (1)状態方程式をベースにして、各車両を定められた
それぞれの目標に追従させるサーボ制御系を構成し、そ
れぞれの車輪を最適に操舵する状態フィードバック系を
構成する方法を示した。 (2)円旋回進入、車線変更時および横風外乱が作用し
た場合の運動を上記システムを用いた一連のシミュレー
ションにより検討し、全輪操舵が安定向上に与える効果
を明確にした。 (3)トレーラの相対ヨー角度のみを計測し、他の状態
量を推測するオブザーバを構成し、シミュレーションに
より効果を確認した。
FIG. 11 shows a simulation result when other state quantities are estimated and fed back assuming that only the measured values of (ψ 12 ′, ψ 23 ′) are obtained. As shown in the figure, in the case of a circle approach, a steady deviation remains, but a fairly accurate result is obtained. In this way, this method, that is, when one tractor pulls several semi-trailers, all wheels are cooperatively steered and the stability is improved. The following results were obtained. (1) Based on the state equation, a method of constructing a servo control system for making each vehicle follow a predetermined target and constructing a state feedback system for optimally steering each wheel was shown. (2) A series of simulations using the above system was used to study the movements when entering a circle, when changing lanes, and when side wind disturbances were applied, and clarified the effect of all-wheel steering on improving stability. (3) An observer that measures only the relative yaw angle of the trailer and estimates other state quantities is configured, and the effect is confirmed by simulation.

【0086】[0086]

【発明の効果】以上詳述したように、請求項1記載の本
発明の連結車の車輪操舵制御方法によれば、トラクタと
該トラクタに順に連結された複数のトレーラとをそなえ
該トレーラの車輪がいずれも操舵しうるように構成され
た連結車の車輪操舵制御方法において、上記の各トレー
ラにおける自車両の向きが、該自車両の直前の車両の速
度ベクトルの向きと一致又はほぼ一致するように、該ト
レーラの車輪の操舵を制御することにより、多重連結車
の操舵を適切に行なうことができるようになり、多重連
結車の操縦安定性を向上させることができる。
As described in detail above, according to the wheel steering control method for a combined vehicle of the first aspect of the present invention, the wheel of the trailer is provided with a tractor and a plurality of trailers connected in sequence to the tractor. In the wheel steering control method for a combined vehicle configured so that both can be steered, the direction of the own vehicle in each of the above trailers is set to match or substantially match the direction of the speed vector of the vehicle immediately before the own vehicle. In addition, by controlling the steering of the wheels of the trailer, it becomes possible to appropriately steer the multiple-connection vehicle, and it is possible to improve the steering stability of the multiple-connection vehicle.

【0087】請求項2記載の本発明の連結車の車輪操舵
制御方法によれば、トラクタと該トラクタに順に連結さ
れた単数又は複数のトレーラとをそなえ該トラクタの前
後輪がいずれも操舵しうるとともに該トレーラの車輪も
操舵しうるように構成された連結車の車輪操舵制御方法
において、該トラクタの後輪及び該トレーラの車輪が、
該トラクタの重心点横すべり角を0とし、且つ、該トレ
ーラの向きが該トレーラの直前の車両の速度ベクトルの
向きと一致又はほぼ一致するように、操舵制御すること
により、前後輪操舵式のトラクタ及びこれに連結したト
レーラが操舵可能のものにおいて、操舵を適切に行なう
ことができるようになり、連結車の操縦安定性を向上さ
せることができる。
According to the wheel steering control method for the combined vehicle of the second aspect of the present invention, the front and rear wheels of the tractor can be steered, including the tractor and the trailer or trailers sequentially connected to the tractor. With the wheel steering control method for a combined vehicle configured to be able to steer the wheels of the trailer together, the rear wheels of the tractor and the wheels of the trailer are:
The front and rear wheel steering type tractor is controlled by setting the lateral slip angle of the center of gravity of the tractor to 0 and controlling the steering so that the direction of the trailer matches or substantially matches the direction of the velocity vector of the vehicle immediately before the trailer. In addition, when the trailer connected to this is steerable, the steering can be appropriately performed, and the steering stability of the combined vehicle can be improved.

【0088】請求項3記載の本発明の連結車の車輪操舵
制御方法によれば、トラクタと該トラクタに順に連結さ
れた単数又は複数のトレーラとをそなえ該トラクタの前
後輪がいずれも操舵しうるとともに該トレーラの車輪も
操舵しうるように構成された連結車の車輪操舵制御方法
において、各車両毎に、該トラクタの横速度,該トラク
タのヨーレイト,上記の各トレーラの前車両に対する連
結角及び該トラクタの前輪舵角,該トラクタの後輪舵
角,上記の各トレーラの車輪舵角に関する運動方程式を
立て、該運動方程式から状態方程式を導き、該状態方程
式に関するシステムに、該トラクタの重心点横すべり角
を0とし且つ該トレーラの向きを該トレーラの直前の車
両の速度ベクトルの向きと一致させるような条件下で設
定された制御マトリクスCd を導入したサーボ制御系を
構成して、該状態方程式の状態量及び該サーボ制御系の
誤差量についてのフィードバック係数を次式(1)の評
価関数を最小にする最適解として、次式(2)のリカッ
チ方程式の解Pから求めて、
According to the wheel steering control method for a combined vehicle of the third aspect of the present invention, the front and rear wheels of the tractor can be steered with the tractor and the trailer or trailers sequentially connected to the tractor. In addition, in the wheel steering control method for a combined vehicle configured to be able to steer the wheels of the trailer, the lateral speed of the tractor, the yaw rate of the tractor, the connection angle of each of the trailers to the preceding vehicle, and The equation of motion for the front wheel rudder angle of the tractor, the rear wheel rudder angle of the tractor, and the wheel rudder angle of each trailer is established, the state equation is derived from the equation of motion, and the center of gravity of the tractor is added to the system relating to the state equation. A control matrix set under conditions such that the sideslip angle is zero and the orientation of the trailer matches the orientation of the velocity vector of the vehicle immediately preceding the trailer. Constitute a servo control system which was introduced scan C d, the feedback coefficients for the error amount of the state quantity and the servo control system of the state equation as the optimal solution that minimizes the evaluation function of the following equation (1), the following Obtained from the solution P of the Riccati equation of equation (2),

【0089】[0089]

【数23】 (Equation 23)

【0090】こうして求められたフィードバック係数に
基づいて、上記トラクタの後輪舵角及び上記の各トレー
ラの車輪舵角をフィードバック制御することにより、四
輪操舵トラクタや多重連結車に関する各輪の操舵制御に
かかる目標値を適切且つ確実に設定することができ、連
結車の操縦安定性を確実に向上させることができるよう
になる。
Based on the feedback coefficient thus obtained, the rear wheel steering angle of the tractor and the wheel steering angles of the trailers are feedback-controlled to control the steering of each wheel of the four-wheel steering tractor and the multiple articulated vehicle. It is possible to properly and surely set the target value for the above, and it is possible to surely improve the steering stability of the combined vehicle.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態としての連結車の車輪操舵
制御方法にかかるパラメータ等を説明する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating parameters and the like related to a wheel steering control method for a combined vehicle as an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施形態にかかる連結車の構成を説
明する模式的な側面図である。
FIG. 2 is a schematic side view illustrating the configuration of the combination vehicle according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施形態にかかるトレーラ等の操舵
車輪部分を示す模式的な平面図である。
FIG. 3 is a schematic plan view showing a steered wheel portion of a trailer or the like according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施形態にかかるトレーラ等の車輪
操舵制御系を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a wheel steering control system of a trailer or the like according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施形態にかかるトレーラ等の車輪
操舵のブロック線図である。
FIG. 5 is a block diagram of wheel steering of a trailer and the like according to an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施形態にかかるベクトルフォロー
を説明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating vector follow according to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施形態にかかるフィードバック係
数の設定例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing an example of setting a feedback coefficient according to the embodiment of the present invention.

【図8】本発明の一実施形態にかかるシュミレーション
結果を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a simulation result according to the embodiment of the present invention.

【図9】本発明の一実施形態にかかるシュミレーション
結果を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a simulation result according to the embodiment of the present invention.

【図10】本発明の一実施形態にかかるシュミレーショ
ン結果を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a simulation result according to an embodiment of the present invention.

【図11】本発明の一実施形態にかかるシュミレーショ
ン結果を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a simulation result according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】 1 トラクタ(フルトラクタ) 2 トレーラ 3 カプラ 4 キングピン 5 連結装置 6 シャーシフレーム 7 トラクタ1の前輪 8 トラクタ1の後輪 9 荷室 10 シャーシフレーム 18 トレーラ2の車輪 12 サイドレール 20 メーンリーフスプリング 16 アクスルハウジング 22 ヘルパリーフスプリング 30 油圧シリンダ装置 32 油圧シリンダ装置30のピストン軸 40 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 34 油圧シリンダ装置30のシリンダ 80 油圧ポンプ 82 制御弁 15 制御手段(コントローラ) 101 横Gセンサ 102 前後Gセンサ 103 ヨーレイトセンサ 104 ヨー角度センサ 106 車速センサ 107 操舵角センサ[Explanation of Codes] 1 tractor (full tractor) 2 trailer 3 coupler 4 kingpin 5 coupling device 6 chassis frame 7 front wheel of tractor 1 8 rear wheel of tractor 1 9 luggage compartment 10 chassis frame 18 wheels of trailer 2 12 siderails 20 main Leaf spring 16 Axle housing 22 Helper leaf spring 30 Hydraulic cylinder device 32 Piston shaft of hydraulic cylinder device 30 Upper radius rod 50 L-shaped lever 60 Lower radius rod 70 Connecting rod 34 Cylinder of hydraulic cylinder device 80 Hydraulic pump 82 Control valve 15 Control Means (controller) 101 Lateral G sensor 102 Front-rear G sensor 103 Yaw rate sensor 104 Yaw angle sensor 106 Vehicle speed sensor 107 Steering angle sensor

───────────────────────────────────────────────────── 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 137:00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location B62D 137: 00

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 トラクタと該トラクタに順に連結された
複数のトレーラとをそなえ該トレーラの車輪がいずれも
操舵しうるように構成された連結車の車輪操舵制御方法
において、 上記の各トレーラにおける自車両の向きが、該自車両の
直前の車両の速度ベクトルの向きと一致又はほぼ一致す
るように、該トレーラの車輪の操舵を制御することを特
徴とする、連結車の車輪操舵制御方法。
1. A wheel steering control method for a combined vehicle, comprising: a tractor and a plurality of trailers connected in sequence to the tractor, wherein the wheels of the trailer are all steerable. A wheel steering control method for a combined vehicle, wherein steering of wheels of the trailer is controlled so that a direction of the vehicle coincides or substantially coincides with a direction of a velocity vector of the vehicle immediately before the own vehicle.
【請求項2】 トラクタと該トラクタに順に連結された
単数又は複数のトレーラとをそなえ該トラクタの前後輪
がいずれも操舵しうるとともに該トレーラの車輪も操舵
しうるように構成された連結車の車輪操舵制御方法にお
いて、 該トラクタの後輪及び該トレーラの車輪が、該トラクタ
の重心点横すべり角を0とし、且つ、該トレーラの向き
が該トレーラの直前の車両の速度ベクトルの向きと一致
又はほぼ一致するように、操舵制御することを特徴とす
る、連結車の車輪操舵制御方法。
2. A combined vehicle comprising a tractor and a trailer or trailers sequentially connected to the tractor, wherein the front and rear wheels of the tractor are both steerable and the wheels of the trailer are steerable. In the wheel steering control method, the rear wheels of the tractor and the wheels of the trailer set the lateral slip angle of the center of gravity of the tractor to 0, and the direction of the trailer matches the direction of the velocity vector of the vehicle immediately before the trailer, or A wheel steering control method for a combined vehicle, wherein steering control is performed so that they substantially match.
【請求項3】 トラクタと該トラクタに順に連結された
単数又は複数のトレーラとをそなえ該トラクタの前後輪
がいずれも操舵しうるとともに該トレーラの車輪も操舵
しうるように構成された連結車の車輪操舵制御方法にお
いて、 各車両毎に、該トラクタの横速度,該トラクタのヨーレ
イト,上記の各トレーラの前車両に対する連結角及び該
トラクタの前輪舵角,該トラクタの後輪舵角,上記の各
トレーラの車輪舵角に関する運動方程式を立て、 該運動方程式から状態方程式を導き、 該状態方程式に関するシステムに、該トラクタの重心点
横すべり角を0とし且つ該トレーラの向きを該トレーラ
の直前の車両の速度ベクトルの向きと一致させるような
条件下で設定された制御マトリクスCd を導入したサー
ボ制御系を構成して、 該状態方程式の状態量及び該サーボ制御系の誤差量につ
いてのフィードバック係数を次式(1)の評価関数を最
小にする最適解として、次式(2)のリカッチ方程式の
解Pから求めて、 【数1】 こうして求められたフィードバック係数に基づいて、上
記トラクタの後輪舵角及び上記の各トレーラの車輪舵角
をフィードバック制御することを特徴とする、連結車の
車輪操舵制御方法。
3. A combined vehicle having a tractor and a trailer or trailers sequentially connected to the tractor, wherein front and rear wheels of the tractor can be steered and wheels of the trailer can be steered. In the wheel steering control method, for each vehicle, the lateral speed of the tractor, the yaw rate of the tractor, the connection angle of each trailer to the preceding vehicle, the front wheel steering angle of the tractor, the rear wheel steering angle of the tractor, and the above A motion equation for the wheel steering angle of each trailer is established, and a state equation is derived from the motion equation. Of the state equation by constructing a servo control system in which a control matrix C d set under the condition of matching the direction of the velocity vector of Is obtained from the solution P of the Riccati equation of the following equation (2) as an optimal solution that minimizes the evaluation function of the following equation (1), and the feedback coefficient for the error amount of the servo control system is ] A wheel steering control method for a combined vehicle, comprising feedback-controlling a rear wheel steering angle of the tractor and a wheel steering angle of each trailer based on the feedback coefficient thus obtained.
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