JPH11124051A

JPH11124051A - トレーラの操縦装置

Info

Publication number: JPH11124051A
Application number: JP28973597A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Kodama; 博樹小玉; Ryoji Ei; 良治江井; Kenji Noguchi; 兼司野口
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1997-10-22
Filing date: 1997-10-22
Publication date: 1999-05-11

Abstract

(57)【要約】【課題】自走可能な車両にトレーラを連結した状態で
後進する際のトレーラの軌跡を好適に行う。【解決手段】車両２の後進時における旋回挙動を検出
し、トレーラ１の左右の車輪４Ｌ・４Ｒを転舵する転舵
装置１０や各輪毎に駆動する電動機５Ｌ・５Ｒを設け、
車両とトレーラとの連結角を検出する連結角センサ１１
を設け、検出した実連結角を車両の目標旋回挙動を満た
す目標連結角にするようにトレーラ車輪を転舵したり差
動駆動制御する。または両者を合わせて制御する。【効果】トレーラを車両の舵角に合った適切な円弧運
動にて走行させることができ、牽引車の後進時に発生し
易いジャックナイフ現象を確実に防止することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自走可能な車両の
後部に連結されて牽引されるトレーラの操縦装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、バンやピックアップトラック等
をはじめとする一般的な用途に供する自走可能な車両の
後部にヒッチを設け、キャンピング用キャビンやモータ
ーボートキャリア等をトレーラとして連結して牽引する
場合がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ト
レーラを牽引する場合に、後退時の運転が特に難しいこ
とが知られている。すなわち後退時には、トレーラの車
輪よりも手前になるヒッチのピボット点をトラクタとな
る車両が押すことになるので、通常の感覚で車両を操舵
すると、トレーラの車輪が抵抗となって車両とトレーラ
とがヒッチを中心にくの字状に折れ曲がるいわゆるジャ
ックナイフ現象を生じる場合があり、そのようになると
後退不能な状態に陥ってしまう。即ち、トレーラを連結
した状態で後退するには、通常とは異なる変則的な操舵
を強いられ、トレーラに思い通りの軌跡を辿らせるに
は、高度な熟練を要するという問題がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決し
て、自走可能な車両にトレーラを連結した状態で後進す
る際に、通常とさほど変わらない操舵により、思い通り
の軌跡を辿らせることができるように改善されたトレー
ラの操縦装置を提供することを実現するために、本発明
に於いては、自走可能な車両の後部に連結されて牽引さ
れるトレーラの操縦装置であって、前記車両の後進時に
おける旋回挙動を検出する車両後進旋回検出手段と、前
記トレーラの左右の車輪を少なくとも転舵または差動可
能に駆動するためのトレーラ車輪駆動手段と、前記車両
と前記トレーラとの連結角を検出する連結角センサと、
前記連結角を前記車両の目標旋回挙動を満たす角度にす
るように前記トレーラ車輪駆動手段を制御する連結角制
御手段とを設けたものとした。

【０００５】これにより、トレーラが車両の目標旋回挙
動に合わせた積極的な旋回挙動を行うので、車両の前後
中心軸とトレーラの前後中心軸とを折り曲げる力がヒッ
チのピボット点に作用しなくなるので、通常通りの操舵
による後退で思い通りの軌跡をトレーラに辿らせること
が可能となる。

【０００６】また、前記後進時における前記連結角を、
前記車両の前進旋回時における前記連結角と同一にする
ことにより、制御を簡略化でき、運転者は前進走行時と
同様の操作感覚で運転可能であり、ジャックナイフ現象
を発生させることなくトレーラを後進させることができ
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に添付の図面に示された具体
例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明す
る。

【０００８】図１は、本発明に基づき構成されたトレー
ラの操縦装置の一実施例を示している。このトレーラ１
は、公知の如く、自走可能なトラクタとしての車両２の
後部に固定されたヒッチ３に連結されるものである。ト
レーラ１の左右の車輪４Ｌ・４Ｒの各々には、車輪４Ｌ
・４Ｒを駆動するための電動機５Ｌ・５Ｒが連結されて
いるが、この電動機５Ｌ・５Ｒは、それぞれ個別に設け
られた駆動電流制御回路６Ｌ・６Ｒに電子制御ユニット
７から制御信号を与えられることにより、駆動トルクを
個別に制御されるようになっている。

【０００９】また、各電動機５Ｌ・５Ｒと各車輪４Ｌ・
４Ｒとの間にはそれぞれ各車輪の速度を検出するための
車輪速センサ８Ｌ・８Ｒが配設されている。さらに、各
車輪４Ｌ・４Ｒを転舵するべく、電動あるいは油圧の直
線駆動アクチュエータ９により駆動される転舵装置１０
が設けられている。このアクチュエータ９及び転舵装置
１０と、前記各電動機５Ｌ・５Ｒによりトレーラ車輪駆
動手段が構成されている。

【００１０】トラクタ車両２は、特定されない一般の車
両であるが、車速信号Ｖ、舵角信号θＳ、スロットル開
度信号θｔｈ、ブレーキ液圧信号ＢＲＫ、並びにシフト
ポジション信号ＳＰなどを電子制御ユニット７に与える
ことができるようになっている。また、制御ユニット７
及び電動機５Ｌ・５Ｒに対する電源供給は、従来通り車
両２に搭載したバッテリから行っても良いし、トレーラ
１に別のバッテリを搭載し、それから行うようにしても
良い。

【００１１】トラクタ車両２からの各種信号が電子制御
ユニット７に入力されて、電子制御ユニット７により、
シフトポジション信号ＳＰ及びブレーキ液圧信号ＢＲＫ
からトラクタ車両２の後退動を検知したら、電動機５Ｌ
・５Ｒの制御を開始する。この制御開始に当たって、車
速信号Ｖまたはスロットル開度信号θｔｈに基づいてト
レーラ１の左右の車輪４Ｌ・４Ｒの回転速度を決定す
る。さらに、トラクタ車両２の舵角θＳに基づいて、求
める軌跡に追従させるためのトレーラ１の左右の車輪４
Ｌ・４Ｒの回転速度差を演算し、トレーラ１の一方の車
輪がこの差を発生するように、左右車輪４Ｌ・４Ｒの電
動機５Ｌ・５Ｒを制御する。

【００１２】すなわち、電子制御ユニット７において、
シフトポジション信号ＳＰ及びブレーキ液圧信号ＢＲＫ
及び舵角θＳの入力により車両の後進旋回状態を検出す
る車両後進旋回検出手段が構成されている。

【００１３】なお、本図示例のトレーラの制御装置にあ
っては、前進時であっても、トレーラ１の両輪４Ｌ・４
Ｒの駆動力を個々に制御することにより、トラクタ車両
２の旋回軌跡に対応させて内輪差を低減したり、車線変
更時の安定性を向上させたり、アクセル開度θｔｈに合
わせて補助的な駆動力を発生させて発進時の加速性を向
上したり、トラクタ車両２のブレーキ液圧信号ＢＲＫに
応じてトレーラ車輪４Ｌ・４Ｒの電動機５Ｌ・５Ｒを電
磁制動して停止時の安定性を確保したりすることもでき
る。

【００１４】本トレーラの制御装置にあっては、トラク
タ車両２とトレーラ１との連結角を検出するべく、両者
の連結部にポテンショメータ等からなる連結角センサ１
１を設けている。この連結角センサ１１により検出され
た連結角信号は、前記したように他の各種信号と同様に
電子制御ユニット７に入力している。

【００１５】次に、このようにして構成された本制御装
置の制御について以下に示す。

【００１６】まず、図２に電子制御ユニット７内におけ
る制御ブロックの概略を示す。図２において、舵角θＳ
検出信号を連結車両モデル演算部７ａに入力し、その連
結車両演算部７ａでは舵角θＳに応じた基準連結角θcs
を算出し、その連結角θＣ信号をコンパレータ７ｂに出
力する。コンパレータ７ｂには、連結角センサ１１から
の検出連結角θＣも入力しており、両連結角θcs・θＣ
をコンパレータ７ｂで比較して、その差をトレーラ転舵
演算部７ｃに入力する。

【００１７】トレーラ転舵演算部７ｃでは、両輪４Ｌ・
４Ｒの転舵量及び転舵方向の演算を行うと共に上記差に
応じてゲインを決定する。それらの出力信号により、電
動機５Ｌ・５Ｒ及びアクチュエータ９を制御して両輪４
Ｌ・４Ｒを転舵したり、内外輪差に応じた回転をもって
各輪４Ｌ・４Ｒを駆動して、連結角を車両２の目標旋回
挙動を満たす角度にするように制御する。このようにし
て連結角制御手段が構成されており、その制御要領につ
いて以下に詳しく示す。

【００１８】上記両輪４Ｌ・４Ｒに対する制御として転
舵と車輪駆動とがあり、まず転舵制御の要領について図
３の制御フローを参照して以下に示す。

【００１９】第１ステップＳＴ１でトレーラ１が連結さ
れているか否かを連結部に設けられている図示されない
連結センサやケーブル接続の有無などにより判別し、連
結状態であれば第２ステップＳＴ２進み、そこでは後進
であるか否かをギヤの位置（バック）で判別する。後進
時であると判別した場合には第３ステップＳＴ３に進
み、後進時における連結角の制御を開始する。

【００２０】次の第４ステップＳＴ４ではトラクタ車両
２のステアリング操作による舵角θＳを読み取り、第５
ステップＳＴ５では連結角センサ１１により実連結角θ
Ｃを読み取る。第６ステップＳＴ６では、舵角θＳの向
きから車両２が左右のどちらの方向に曲がろうとしてい
るかという操舵方向を判断し、第７ステップＳＴ７で
は、連結車両モデル演算部７ａにより、上記読み取った
舵角θＳ及び連結角θＣに基づいてトレーラ１の円弧運
動のモデリングを確認する。この時、車速などのデータ
も加味することにより、より高精度なモデリングを行い
得る。

【００２１】第８ステップＳＴ８では、上記モデリング
に基づいて、後進操舵時におけるジャックナイフ現象を
起こさないようにする連結角としての目標連結角θcsの
推定を行う。次の第９ステップＳＴ９では目標連結角θ
csと実連結角θＣとの差Δθを算出し、第１０ステップ
ＳＴ１０ではトレーラ転舵演算部７ｃにより、上記算出
した差Δθを０にするようにトレーラ１の両輪４Ｌ・４
Ｒの転舵方向及び転舵角を算出する。第１１ステップＳ
Ｔ１１では、上記第１０ステップＳＴ１０で算出された
転舵方向及び転舵角に基づいて両輪４Ｌ・４Ｒを転舵す
るように、アクチュエータ９を駆動制御する。

【００２２】次の第１１ステップＳＴ１１において、上
記差Δθが０になったか否かを判別し、第１１ステップ
ＳＴ１１によるアクチュエータ９の駆動量では未だ差Δ
θが０になっていない場合には第４ステップＳＴ４に戻
り、再度第４ステップＳＴ４〜第１１ステップＳＴ１１
を繰り返す。そして、第１１ステップＳＴ１１で差θΔ
が０になったと判別された場合には、本転舵制御を終了
する。

【００２３】この転舵制御においては、図４に示される
ように、トレーラ１の両輪４Ｌ・４Ｒが左右に転舵され
るが、その転舵角度を図５に示されるグラフから求める
ようにしている。この図５では、車両２を時計回り方向
に後進させる場合に用いるグラフであり、差Δθを示す
横軸にあっては、目標連結角θcsよりも実連結角θＣの
方が小さい場合には図の負側を用い、目標連結角θcsよ
りも実連結角θＣの方が大きい場合には図の正側を用い
る。また、転舵角θＷにあっては、正側がトラクタ２の
時計回り方向に逆らってトレーラ１を反時計回り方向に
操舵する向きであり、負側がトレーラ１をより一層時計
回り方向に操舵する向きである。

【００２４】例えば、車両２を時計回り方向に後進させ
る場合に目標連結角θcsに対して実連結角θＣの方が小
さく、その差が−Δθ１の場合には、図５の波線の矢印
に示されるようにして転舵角−θＷ１を求める。したが
って、両輪４Ｌ・４Ｒの転舵方向がトレーラ１をより一
層時計回り方向に操舵する方向になり、実連結角θＣを
目標連結角θcsに近付けることができる。

【００２５】なお、車両２を反時計回り方向に後進させ
る場合には、図５のグラフにおいて、差Δθの正負が上
記とは逆になる。

【００２６】次に、車輪駆動制御を行う場合の制御要領
について図６の制御フロー図を参照して以下に示す。図
６において第２１ステップＳＴ２１及び第２２ステップ
ＳＴ２２については上記図３の第１ステップＳＴ１及び
第２ステップＳＴ２と同様であり、第２３ステップＳＴ
２３から第２８ステップＳＴ２８に至るまでは上記第４
ステップＳＴ４〜第９ステップＳＴ９の制御と同様であ
り、それらの詳細な説明を省略する。

【００２７】本制御フローの第２９ステップＳＴ２９で
は、旋回時のトラクタ基準輪の車輪速Ｔａを読み取る。
このトラクタ基準輪速Ｔａは、旋回運動時における内輪
とするが、車輪速を直接検出しない場合には車速・ステ
アリング操舵角・トレッドから内輪の車輪速を求めても
良い。

【００２８】次の第３０ステップＳＴ３０以降ではトレ
ーラ１の内外輪に対する電動機による駆動量を求める
が、図７を併せて参照して以下に示す。まず第３０ステ
ップＳＴ３０では、トレーラ１の旋回時の基準となる内
輪速Ｔｅを、車速及び目標連結角θcsに基づき算出した
目標内輪速Ｔｏに、車両２を引き気味にするための増速
分αを加算して算出する。なお、車両２を引き気味にす
ることに限るものではなく、例えばトレーラ１を車両２
と同期させる速度で走行させたり、完全に車両２を引っ
張るようにしても良い。

【００２９】第３１ステップＳＴ３１では、トレーラ１
の内輪速Ｔｅに対する外輪速の目標増速量ΔＴｅを求め
る。この目標増速量ΔＴｅを、目標連結角θcsに対する
左右輪速から求めるが、目標増速量ΔＴｅには、現状増
速量ａと、現状増速量ａから目標増速量ΔＴｅまでの不
足分ｂとが含まれる。

【００３０】そして、第３２ステップＳＴ３２におい
て、差Δθが０か否かを判別する。差Δθが０でない場
合には実連結角θＣが目標連結角θcsと一致していない
ことであるため、一致させるべく、第３３ステップＳＴ
３３に進み、そこで外輪速に対する増量分ｃを算出す
る。この増量分ｃの算出は、前記したトレーラ転舵演算
部７ｃで行うが、目標連結角θcsと実連結角θＣとの差
Δθに基づいて例えばマップからゲインＫを求め、その
ゲインＫを目標増速量ΔＴｅに乗算して算出することが
できる。

【００３１】上記第３２ステップＳＴ３２で差Δθが０
であると判別された場合、または第３３ステップＳＴ３
３を経た後には第３４ステップＳＴ３４に進むが、その
第３４ステップＳＴ３４では、各車輪速に応じた各電動
機５Ｌ・５Ｒの駆動電圧Ｖｉ・Ｖｏを決定する（図７参
照）。そして、次の第３５ステップＳＴ３５では、第３
４ステップＳＴ３４で決定した内輪用駆動電圧Ｖｉ及び
外輪用駆動電圧Ｖｏを用いて、対応する各電動機５Ｌ・
５Ｒを駆動する。

【００３２】このようにして、トレーラ１と車両２との
実連結角をθＣを検出し、車両２の移動推定軌跡（目標
旋回挙動）から算出した目標連結角θcsと実連結角θＣ
とを比較して、随時両者の差Δθを検知しながら、両者
を一致させるように、両輪４Ｌ・４Ｒを転舵したり、車
輪速を内外輪で変える制御を行って、後進時においてト
レーラ１を車両２と一体化して走行させることができ
る。したがって、後進時に生じ易いジャックナイフ現象
を防止することができる。

【００３３】なお、上記図示例ではトレーラ１の両輪４
Ｌ・４Ｒを各電動機５Ｌ・５Ｒにより個別に駆動制御す
るようにしたが、電動機あるいは油圧モータを用いた１
つの駆動装置並びに両輪４Ｌ・４Ｒ間に公知の差動装置
を設けるようにしても良い。この場合には、車両２の基
準輪速の代わりに車速を用い、その車速に増速分αを加
算した値に基づいて駆動装置を制御すれば良い。

【００３４】

【発明の効果】このように本発明によれば、後進時にお
いて、車両の舵角に対して決まった回転半径と連結角が
発生するようにトレーラを走行させれば良いことから、
舵角に対して目標連結角を算出し、検出した実連結角を
目標連結角に一致させるように、トレーラの車輪を転舵
させたり、内外輪に所定の差をもたせて駆動することに
より、トレーラを車両の舵角に合った適切な円弧運動に
て走行させることができ、牽引車の後進時に発生し易い
ジャックナイフ現象を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく概略構成図。

【図２】本発明に基づく制御ブロック図。

【図３】転舵制御のフロー図。

【図４】トレーラの転舵状態を示す説明図。

【図５】転舵角を求めるための線図。

【図６】車輪駆動制御のフロー図。

【図７】車輪駆動量を求めるための説明図。

【符号の説明】

１トレーラ２車両３ヒッチ４Ｌ・４Ｒ車輪５Ｌ・５Ｒ電動機６Ｌ・６Ｒ駆動電流制御回路７電子制御ユニット８Ｌ・８Ｒ車輪速センサ９アクチュエータ１０転舵装置１１連結角センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自走可能な車両の後部に連結されて牽引
されるトレーラの操縦装置であって、前記車両の後進時における旋回挙動を検出する車両後進
旋回検出手段と、前記トレーラの左右の車輪を少なくと
も転舵または差動可能に駆動するためのトレーラ車輪駆
動手段と、前記車両と前記トレーラとの連結角を検出す
る連結角センサと、前記連結角を前記車両の目標旋回挙
動を満たす角度にするように前記トレーラ車輪駆動手段
を制御する連結角制御手段とを設けたことを特徴とする
トレーラの操縦装置。
【請求項２】前記後進時における前記連結角を、前記
車両の前進旋回時における前記連結角と同一にしたこと
を特徴とする請求項１に記載のトレーラの操縦装置。