JPS61500903A - 有節式車輛のサ−ボ操縦装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 発明の要旨 この発明はトラクターと固定もしくは有節車軸先具えた少なくとも１台のトレー ラ−と操縦基準を亭えるｉｖＩ′ａ体を有した有節式！に＠のサーボ操縦装置に 関するものでおる。

半トレーラ一式もしくはトラックトレーラ一式のいずれにしても、有節式車輛を 後退操縦することの塁しさは多くの運転者の知るところでめる。

判断を誤ると８？刀から作業をやり直さなければならないので、そのような操縦 は運転者に不断の注意を強いるものである。半トレーラー車輛を右方に後退させ るには、まず最初にトラクターの導輪を左方に回すことから操縦を始める０例え ば、１１Ｌ！ｌ！が回らなければならない側１ち右方〕に開く顕著な角度をその 長軸が形成するような、トレーラ−に対してトラクターを位置ずけるために後退 を開始するのである。一旦この相対姿勢がとれたら、トラクターの４輪を左右に 回すべく運転者は方向を修正してトレーラ−をこの方向に後退させなければなら ない０Ｍ転者が判断ｔ−誤ってトラクタ＝（７）導輪を１１！直にするのが早す ぎたり遅すざたりすると、トレーラ−が偏行し１Ｍ転者は操縦を最初からやり直 さなければならないことになる。この場合一般に運転者は、車輛を前進させてｉ ・ラフターに対して正しい角度姿勢にトレーラ−を戻してやらｔければならない 、経験に乏しいＭ私考に比べて経験の豊かな運転者はかかる判断の誤りを犯すこ とが少ないにしても、そのよう４″操縦は複雄であり運転者がハンドルに加えた 操作に対する導輪の反応を予測Ｔるには相当の集中力を必要とする。

牽引杆に′ｉＥ、結された肩節亜軸を具えたトレーラ−を有するトラックトレー ラ一式の場合には、二た有酊式にトレーラ−がトラクターに連結されているので 、上記の困難さは更に？ｓ［雑なものとなる。

：４Ｌ＠を右方に後退させ゛るには１Ｍ転者はまずトラクターの導輪を名刀に回 し、この姿勢で後退を始めて牽引杆を右方に軸転させて、トレーラ−の運転者を 同じ方向に回してやる。

次にトラクターの電輪を左方に回して、その軸が牽引杆と一線をなすような姿勢 に持ってくる６次にトラクターの導輪を右方に回して、牽引杆がトラクター軸に のり、トレーラ−軸が１８０′より２角分少いだけ右方に開くようにしてやらな ければならない。

トレーラ−がトラクターに対してこの相対姿勢を保っている限りは、後退操縦を 確実に行うことができる。しかしこの平衡姿勢は非常に不安定なものである。こ れはａ路は平坦でないこと１％Ｌ輪圧もしくは摩擦に差があることが特に原因し ており、拡大されてかつ制御されない牽引杆の動Ｓが原因してトラクターに対し てトレーラ−が斜めになるの１防止すへく運転者は常に修正を加えなけれはなら ない、ある種の二正有節式の都市ｊ！！搬車輛もトラックトレーラ−と同じ挙動 をする。後ｉｊ！操縦上の問題に鑑み、車軸の都市ルートは後退操縦をできるた け避けるように選ばなけれはならない、駐車場や整ｊＡ場さえもなるべくかかる 煩雑な後退操縦を避けるように設計しなければならなかった。

この発明は、運転者による後退操縦を前進のそれと同じ位に容易にするようなサ ーボ操縦装置を提供することにより、上記のような欠点に対応することを提案す るものである。

このために、この発明は上記のようなサーボ操Ｍ　装Ｋを提供するもので、トラ クターの導輪の姿勢を検知する第１の検知器と、トラクター軸に対するｒレーラ ーの姿９Ｉを検知する少なくとも−１の第２の検知器によって与えられるデータ とルＩ一体に与えられた操縦基準の関数としての制御信号をサーボ操縦装置に与 える電子回路を含んでなることを特徴とするものである。

この電子回路は各タイミングにおいて種々の車Ｍ要素（トラクター、トレーラ− および牽引杆）の角度姿勢を分析し、トレーラ−の姿勢を正して検知器によって 測定され、かつ電子装置によって分析された角度値を操縦基準によって設定され た偵に合わせるべく、設計されている。

実地に当っては、例えば低速で後退も＠進操縦をするための制御レバーまたはハ ンドルからなる制御体によって操縦基準が設定される。運転者はニーが従うこと を望む方向に制御レバーもしくはハンドルを操作することにより操縦基準を手え る。即ち運転者が右方へを望むなら右方に回し、左方を望むなら左方に回すので ある。

低速で＠進する際は、このル制御対は従来のノｈンドルと全く同じように作用す る。しかし後退の際は、トラクターの操縦上目動的に制御する。即ちトラクター の導輪を適切に回して選ばれた方向に車輌を従わせ、各タイミング毎に必要な修 正を加え、これに運転者の判断努力と思考介在とを不必要にするのである。

従ってこの装置を用いれば、１節式で後退する場合の車輌の操縦を、とくに経験 がなくとも誰でもｆｉ実に行うことか可能となる。この方の単輪の操縦がａｆ能 となれば、有節式の都市運搬車輪の駐車場と整備のための建物を小型に設計する ことが可能となる。

次に添付の図面中の実施態様によりこの発明の理解上よりよいものとＴる。

図面の簡単な記載 第１図はこの発明による装置を備えた半トレーラー型車輛のｉｉ！要図。

：ｉＳＺ図はこの発明によるサーボ操縦装置を備えたトラックトラクター型車軸 の概要図。

第３図はトレーラ−を連結した半トレーラー型車軸の概要図。

：ｔＳ４Ａ、４Ｂ及び４Ｃ図は右方に後退させるのに必要な各操Ｎ段階を示す図 。

第５Ａ、５Ｂ、５Ｃ及び５Ｄはトラックトレーラ−型車軸を右方に後退させるの に必要な各操縦段階を示す図。

第６図はこの発明によるサーボ操縦装置を顔単に実現するΔ圧槻構の概要図。

第７！Ａはこの発明によるサーボ操シ装置の特別な実施態様を示す水圧系絵Ｍ。

第８図はこの発明によるサーボ操縦装置を備えた操縦ボックスを示す図。

第１図に示す半トレーラー型車輌はトラクター１０と連結サドル１２によってト ラクター１０に連結されたトレーラ−１１とを含んでなり、このサドルがトラク ターとトレーラ−との間の堝節系の点を定めている。公知のように、トラクター １０のハンドル１３は導輪であってトレーラ−１１の４１軸１４はｌ２ｉ１足さ れている。この場合のサーボ操縦装置は好ましくはハンドル１３ｔたはリンク１ ６で示された操縦機構に組付られた第１の検知器１５を有している。この検知器 はボックスで示された電子回路にハンドル１３の本当の姿勢に応じた信号を与え るものである。

この電子ボックスには例えば電子回路に操縦制御基準をグーえるための制御レバ ー１８などの制御体を設ける。この場合第２の検知器１９はサドルに組付けられ て、電子回路にトレーラ−１１に対するトラクター１０の相対姿勢に関する情報 を与える。

実用に際しては、伝達されたデータがトラクターとトレーラ−の長軸間に形成さ れた角度を定める。

ある場合には、トレーラ−１１の車軸１４は自己指向であってもよい、この場合 には車軸トレーラ−ドーリ−にそれを組付ける機構によっである軸について輪転 する。この場合も同じように、車軸１４の輪転はトラクターに対するトレーラ− の軸転に比例するから、サドル１２上で検出されるであろうように、第２の検知 １９は自己指向された車軸１４°にぶ結されるであろう位置１９°を占めてもよ い。

第２図はトラックトレーラーをの他の車軸を示すもので。

トラック２ｏと牽引杆２２によってトラック２０に連結されたトレーラ−２１と を含んでなるものである。もっとも一般の場合、トラック２０の車輪２３は導輪 であり、トレーラ−２１の車軸２４は軸承架設されており牽引杆２２と一体でゐ る。トラクターとトラック２０の後車軸２５．２６は固定されている。しかし、 ′＆車軸が固定されてないトラックもあり、後車軸が可動で前車軸に機械的に連 結されているトレーラ−もある。

前の場合と同様に、このサーボ操縦装置はトラックの車輪２３もしくは操縦機構 に組灯られた第１の検知器２７と、レバーもしくはハンドル２９などのような制 御体を飼えた電子回路２８とを含んで成る。この実施態様にあっては、牽引杆２ ２とトラック２０との間の連結点３０が第１の有節点を定めている。各タイミン グにおいてトレーラ−上の成分の相対姿勢を足めるために、一方では牽引杆２２ とトラック２０との相対姿８８七定め、他方では牽引杆２２またはこれと一体の 車軸２４のトレーラ−２１に対する相対姿勢を定める。このためにサーボ操縦８ １１は、連結点３０に組付られた第２の検知器３０と車軸３１上に架設された第 ３の検知器３３とを有しているΦ 検知Ｄ２７は電子回路２８に車輪２３の実効姿勢に対応する信号を蛋えるように 設ｉ＋されている。検知器３２は電子回路２８に牽引杆２２とトラック２０の軸 とによって形成される角度に関する信号を伝達するように構成されている。検知 器３３は電子回路２８に牽引杆２２がトレーラ−２１の長袖と形成する角度に関 するデータを伝達Ｔる。

電子回路２８はこれらのデータを処理し８例えば制御体２９によって与えられた 操縦基準と比較し１水圧サーボ回路べく設計されている身 以上２個の実施態様は電子回路にデータを伝達する検知器の殻が車軸の各成分を 連結するのに働くＩＡＩ節の数によって左右されることを示している。

第３図に示す全システムはトラクター４０と、トレーラ−ドーリ−４２によって これに連結されたＭｌのトレーラ−４１と、牽引杆４４によってトレーラ−４１ に連結された第２トレーラ−４３とからなる車輛に適用されるものである。この 場合サーボ操縦装置はトラクター４０の導輪に取り付けられた第１の検知器４５ と、トレーラ−ドーリ−４２に取り付けられた第２の検知器４７と、ｆ川砂４４ の関節点に取り付けられた第３の検知器４８と、トレーラ−４３の方向付られた １、軸の軸承点に取り付けられた第４の検知器４９とを有している。端的にいう と、検知器の個数は！Ａｌｔ！５の個数に直接関連してくる。しかし、もう少し 好ましくは、禰助的な検知器を設けて１例えばカーブにおけるトレーラ−の−位 、Ｎ＠の使斜などのデータを提供するようにしてもよい。

検知器は適５なタイプのものでもよい、力ａｇ抵抵抗梨型ものなどが有利である が、磁気センサー、光学的センサー、その他の適当装置をもってこれに代えても よい。

ｉ４Ａ〜４０図は、第１図のものと同タイプの車輌を右方に後退させると芝の各 段階を示したものである。車輌はまず真直な姿勢にあり、軸Ａ−Ａ　’がトレー ラ−１１の軸Ｂ−Ｂ　’と合致している。

第４Ｂ図に訴を第１段階ではトラクター１０のハンドル１３を左方に回して車輛 の先端を矢印Ｍの方向に軸転させると、トレーラ−の後端が矢印Ｍ′の方向に輪 転する。２本の軸Ａ−Ａ　’とＢ−Ｂ　’とは１８０度より小さい角度αをなし て右方に、即ち車軸が転回しなければならない例に開く。

第４Ｃ図に示す段階では、トラクターのハンドル１３を右方に戻し、１８０度よ り小さな角度αを保ちながら＊−を後退させる。２木の！ｔｌｌＡ−Ａ’とＢ− Ｂ”とのこの関係が保たれている限りは１車輛は右方に転回し続ける。サーボ操 縦装置は１種々の操縦段階を制御し制御回路に呼田された基準の関数の形で車輛 の行路を修正すべく設計されている。この基準゛は＊軸が所望の行程に従うため の価として運転者によって推定される角度αに、′ｓ実対応するものである。

：５５Ａ〜５Ｃ図は第２図に示すようなトラック型の車輌を右方に後退させる際 の各操縦段階を示したものである。

第５Ａ図に示すように、トラック２０の軸Ａ−Ａ　’とトレーラ−２１の軸Ｂ− Ｂ　’と斧用砂２２の！！１Ｉｃ−ｃ’とが一線をなすように、トラック２０と トレーラ−２１とは位置している。しかし、この最初の状態は必ずしも必要であ るというのではなく、トラックとトレーラ−とが、これとは異なる相対関係にあ ってもサーボ操縦装置は機能できる。

第５Ａ図の状Ｓから出発して最初の操縦段階にあっては。

トラック２０の車輪２３を右方に回して後辺を開始し、牽引杆２２とこのｔ用砂 と一体の＊軸２４とを矢印Ｎの方向に軸転させる。この状態において３本の軸は Ｚ型の相対ｒＡ係にある。

トレーラ−２１の状態は右方に適したものとなり、トラック２０の姿勢をＪ！直 す、これには第５Ｃ図の段階に従う、即ち、トラ）り２０の車輪２３を左方に回 し、トラックの先端を矢印Ｓの方向に転回させ、同時に矛弓１杆２２とト、レー ラーとの相対５５係は全んど保ったままとする。

畠５Ｄ図に示すのはｉ＆後の段階であって、トラック２ｏとトレーラ−２１の最 終的な姿勢が示されており、トＬ−−ラーが右方に後退できる。この状態におい て、トラック２０（Ｆ）！ｌ１ｌＡ−Ａ　’は牽引杆２２の軸ｃ−ｃ　’に対し て１８０度より小ざい角度βをなす、同様に、トレーラ−２１の軸Ｂ−Ｂ’は牽 引杆２２の！！ｈｃ−ｃ’に対して１８０度より小ざいγをなす。

を続ける。これら２つの角が１８０度あるいはそれ以上を越すと、トレーラ−は トラックに対して傾く、交って、電子装置は、角度βとγとが常に１８０度を下 回り、かつこれらの角度の和がｆ９制御体によって電子回路に与えられた基準に よって定められる角度値と常に等しくなるようなやり方でトラック２０の方向を 修正するように設計されている。

第６図に現存のいかなる車軸にも適用できる水圧回路の特殊例を示す、操縦ボッ クス７．０にＭ結されたハンドル６１を指示する／）ンドル杆６０は！ｔｋ７４ によって支承された重輪７３のスタブ軸７２上のバー７１によって動作する。車 軸７４上には水圧ジャー、り７５がＩＪｉ設されており、そのピストンロッド７ ６は操縦ｔｋｉ車に固定されており、これが■輪７３の方向づけに作用する。水 圧ジャック７５のピストン７８のいずれかの側に定められｍ２ｆｆｌのＭＥの夫 々はパイプ７９、弁８１パイプ８０及び＊８２を介して圧力流体源（図示せず） に接続されている。

操縦基準を与えるレバー８４を備えた電子回路８３は検知器Ｄ１、Ｄ２．Ｄ３な どによって与えられる信号およびレバー８４の姿勢によって定まる基準の関数と して升８１゜８２をＦｆＪ制御する。

この非常に簡単な水圧源は現存のいかなる車軸にも適用できる０通常の走行中は 水圧ジャックは短絡され、水圧流体は目出に房室間を循環できる。

第７図に示す変化例は鮫も完全であり、各１累の動作を効Ｉよく制御する。

操縦基準をケえるための制御体９ｏはレバー９ｏがらなり、双頭矢印Ａで示すよ うに左右に振ったり、ＶＳ矢印Ｂで示すように上下に振ったりすることができる 。このレバーによってトラクターの導輪は、前ａ後退のいずれをも含む全ての操 縦動作について制御され得るのである。

サーボ操縦装置は基本的には電線９２によって検知器９３に接続され、その役割 については後述する電子ボックス９１を有している。これは同様にそれぞれｔＦ ａ石９４”、９５’、９６°によって制御される３個の弁９４．９５．９６を有 している。これら３個の電磁弁９４．９５．９６は不正回路に含まれるもので、 該回路はトラクターモーター９８によって駆動される水圧ポンプ９７と、水圧流 体貯留器９９と、接ｋ１機構１０１によってハンドル１５１を支承するハンドル 杆１５０にｔＢｋｌされたΔ圧モータ１００とを有している。

前進において循環するときは、運転者は直接あるいは水圧ブースター回路を介し てハンドル１５１によってトラクターの導輪を操作する。ハンドル杆１５０の回 転によって水圧モータ１００、開状態にある電磁弁９６および水圧モーターｌＯ Ｏを弁９６につなぐパイプ１０１．１０２を通っての水圧流体の循環が進む、一 方、三方向弁である弁９４と９５とは水だモーター１００への通路方向には閉じ られ、かつ貯留器９９の方向への戻りライン１０３への通路方向には開かれ、ポ ンプ９７によって圧力下に保たれた流体が自由′＠環する。かくして、￥Ｌ＠は 正常に挙動し、サーボ操縦装置の存在によって乱されることはない。

低連で前進または後退操縦をするためには、運転者はＩ＼ノンドル５１ｋｍして レバー９０を例外的に操作する。このし八−９０には電子ボックスに動力を与え るスイッチ１０５を閉じるハフドル１０４を憤えており、この動力供給のために フユーズ１０８を介して憲源１０７に接続されたマスタースイッチ１０６が前も って入れである０Ｍ転者がレバーを矢印Ｂで示された２つの位置の−７（例えば 低位Ｂ）に盛ってくると、ボックス９１中の電子回路が弁９６の閉塞と三方向弁 ９４．９５の開閉とを矢印Ａによるレバー９０の横動の関数として制御する。水 圧ポンプ９７は水圧流体をハンドル杆に作用する水圧モーター１００の回路に注 入する。後退操縦するためには、レバー９０が高位置に持ってこられ、まず第１ 段階で三方向弁９４．９５の開閉を反転させ、レバーが左方に動かされるときは 水圧モーター１００を介してハンドル１５１の右方回転が起き、レバーが右方に 動かされたときはハンドルの左方回転が起きる。

例えば、同型の車輌のトレーラ−ドーリ−に接ｂｔされた少なくとも１個の検知 器１０９が電子回路９１にトレーラ−に対するトラクターの現行の相対関係に関 するデータを与え。

検知：１１９はトラクターの前輪の姿勢の表示を与える。

単輪の装備パネルには同様にスクリーン１１０が具えられていて、トラクターの 導輪の姿勢を可視表示して運転者による誤操縦を防止している。このために、ハ ンドル杆１５０に連結された連結機構１１１は電子ボックスに後続されたピック アップ１１２を駆動し、これが電気モーター１１４に制御信号を手元、操縦の最 初においてレバー９０を先端車輌の角度偏倚に対応する位置に持ってくる。この 電子機械的な同期は同様にして電子ボックス９１の副次的ａ能によっても行うこ とができる。この機能はレバーを左から右に、または右から左にｒ走査ｊさせる ことにより連成される。かくしてサーボ操縦はレバーがトレーラ−の導輪によっ て６められている有効姿勢に相当する位置を過ぎた瞬間に２効果的に開始される のである。

参照数字１１５で示された装とは２つの別体に形成されたハンドルの２つの部分 を組立分離するための装置であって。

これにより操縦中に直接ハンドル１５１とセンサー１１２による基準人力を手え 、かつレバー９０とこれに付設された検知器９３ｔ−除いている。

サーボ操縦装置の制御体は、１５１足軸に架設されたｌ偶の輪であろうと２つの 位置間を転回する輪でおろうと横方向に動かされるものであろうと、好ましくは ？！転私考の近くに設けられる。しかし使用条件に応じてその他の配置を採るこ ともでさる。

上記のような装置はツ７−ンラード　フ　ァ　グ　リ　−　クフリードリッヒ　 シャフェア社によって製造されている水圧ポールネジ動カバンドル〔製品番号８ ０５２Ｎ）などにも簡単に適合できるものでろる。この：１１８図に示すものは ピストン１２１を内蔵したボックス１２０を有しており、その内部ではポールネ ジ１２２がハンドル杆１２３の延長部に係合しており、操縦ロシド１２４がピス トン１２１と噛合っており、かつ水圧流体分配器１２５が設けられている。上記 のように適合させるには１分配器の出口側バイブ１２６．１２７とピストン１２ １のいずれかの側の房室の入口側パイプ１２８゜、１２９との間に、供給回路切 換パルプ１３０ｔ−設けて、これを電子回路１３１で制御するようにするだけで よい。

第９図に第７図の検知器１０９の構成を示す、この検知器は加減抵抗器その他で 構成されるもので、トラクターシャシの）　Ｌ−−ラードーリーと一体のあぶみ に架設されており、トレーラ−シャシ−と一体のピボット１４９の軸孔に係合す るロッド１４１を支持している。この口７ド１４１は軸可動でバネによって作用 されるか、検知器に自由接続されている。

センサー１０９への回転伝達を確実にするためにこれはピボットに楔などによっ て取り付けてあり。

勿論のことトラクターとトレーラ−との相対関係を検知するには他の手段によっ てもよ＜、　ｆｆ１７１ｄに関して述べた電子回路９１に適切な信号を伝達する のも他の手段によってもよし）。

ＦＩＧ、　５Ｄ 国際調を報告

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．トラクターと、固定もしくは有節車軸を有した少なくとも１両のトレーラー と、操縦基準を与えるための制御体とを含んでなり、更に、 トラクターの導輪の姿勢を検知する第１の検知器と、トラクター軸に対するトレ ーラーの姿勢を検知する少なくとも１個の第２の検知器と、第１と第２の検知器 によって与えられたデータと制御体によって与えられた操縦基準の関数としてト ラクターの車輪を操縦する制御信号をサーボ操縦装置に与える電子回路とを有し てなることを特徴とするサーボ操縦装置。
2. ２．操縦基準を与えるための制御体が調節可能な位置を有し、かつ運転者席内に 設けられた軸転要素からなることを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置。
3. ３．操縦基準を与えるための制御体がトラクターのハンドルからなり、このハン ドルが操縦ボックスから切り離せることを特徴とする請求の範囲第１項記載の装 置。
4. ４．有節式車輪がトラクターとトレーラーよりなる半トレーラー型であって、こ のトレーラーが連結サドルによリトラクターに連結されており．第２の検知器に よって、トラクターの軸に対するトレーラー軸の角度を定めることを特徴とする 請求の範囲第１項記載の装置。
5. ５．第２の検知器が連結サドルに連結されていることを特徴とする請求の範囲第 ３項記載の装置。
6. ６．トレーラーが半指向された車軸を有しており、これに第２の検知器が連結さ れている ことを特徴とする請求の範囲第３項記載の装置。
7. ７．有節式車軸がトラクターとトレーラーとトラクターに取り付けられた軸転可 能な牽引杆と一体の少なくとも１個の有節車軸を有するトラックトレーラーであ り、トラクタ−軸に対する牽引杆軸の角度を定める第２の検知器と、トレーラー 軸に対する牽引杆軸の角度を定める第３の検知器を有している ことを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置。
8. ８．第２の検知器が牽引杆に接続されており、第３の検知器がトレーラーの車軸 に接続されている ことを特徴とする請求の範囲第７項記載の装置。
9. ９．更に電子回路より伝達された制御信号に応答してトラクターの導輪に作用す る水圧回路が設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置。
10. １０．水圧回路が電子回路によって制御され、これから受けた信号に応じて水圧 流体を二者択一の方向に供給する電磁弁を有している ことを特徴とする請求の範囲第９項記載の装置。