JPS63501067A - 介節連結式車両操縦用サ−ボ制御装置 - 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】 介節連結式車両操縦用サーボ制御装置 この発明はトラクターと固定または関節軸を具えた少なくとも１個のトレーラ− と操縦設定点を与える制御手段を有した介節連結式車両操縦用サーボ制御装置に 関するものであり、該装置はトレーラ−の導輪の位置を検知する第１の検知子と トラクターの軸に対するトレーラ−の位置を検知するための少なくとも１個の第 ２の検知子と第１および第２の検知子により与えられた情報と制御手段によって 与えられた操縦設定点の関数としてトラクターの前輪を操縦する制御信号を与え る電子回路とを有するものである。

従来この種の装置としては国際特許出願ＷＯ８５７０３２６３号のものが知られ ている。

この特許出願には、原理的には半トレーラ一式またはトラクターを引いたトラッ ク式の分節連結式車両の後退運動を行う操縦制御に作用するいくつかのサーボ制 御が記載されている。

この発明はかかる装置において如何なる条件下でも確実でかつ効率のよい作用を 与えることを目的とする。この種車両の操縦においては、トレーラ−を如何にし て固定目標、例えば道路の角や車庫の扉や荷揚ランプの角などに対して正確に位 置付けするかというのが大ぎな課題である。

従来技術における理想的な状態の道路上での正確な位置付けとは違って、この発 明の方式においてはトラクターの最終位置の如何に拘らず最小の調節距離でトレ ーラ−の位置付けを行い、かつ特に牽引バーなどの角度位置を錠止することによ り周辺条件を考慮に入れるのである。

このためにこの発明の装置は検知子によって引き出された情報を処理するデジタ ル計算機を含んだ電子回路を有しているものである。

検知子がアナログセンサーである場合には上記電子回路がマルチプレクサ−を有 しているのが好ましく、その各入力端は検知子およびマルチプレクサ−とデジタ ル計算機との間に接続されたＡ／Ｄ変換器に接続される。

検知子がデジタルセンサーである場合には、上記電子回路がマルチプレクサ−を 有しているのが好ましく、その各入力端は検知子に接続されまたその出力端はデ ジタル計算機に直接接続される。

一実施態様によれば、上記装置は運転台に架設された警告手段と検知子に接続さ れて運転者に車両がその錠止制限角に来たことを表示する手段を有している。

トラクターの導輪な制御するために、高起動トルクのモータ一手段を設けてもよ い。

調節を容易とするためにトラクターおよび／またはトレーラ−を可視表示する手 段をトラクターのダツシュボードに設けてもよい。

他の実施態様によれば、トラクターの少なくともりアミラーの右または左端に２ 組の信号灯を設け、正しく調節を行うためにトラクターのハンドルを回す方向お よびその回す程度を運転者に示すようにしである。

安全上の理由から、コントラクターを具えた機械的安全ストップを設け、最大錠 止角に関する情報を計算機に送るようにしてもよい。

電子的手段によって、最大錠止角を計算機に与えるようにしてもよい。

また更に他の実施態様によれば車両の後部操纒ボックスに制御ユニットを設けて 、車両の制動および伝達機構に作用するようになっている。

離れた場所からの調節を可能とするために、小型遠隔制御装置を設けてもよい。

またトレーラ−および／またはトラクターにコード化手段を設けて、トレーラ− の次元特性をコード化してこれに相当するプログラミング情報をデジタル計算機 に伝送するようにしてもよい。

この手段はトレーラ−とトラクターに架設された雄雌の接続子を有しており、ト レーラ−の接続子はコード化され、トラクターの接続子は上記のプログラミング 情報を計算機に伝送する。これらは次元特性によりコード化されたカードと計算 機にプログラミング情報を伝送するコード化カードリーダーを有している。

また可伸縮機械手段が設けられており、これが電気モーターとハンドルと一体な 雌連結片と協働する連結スリーブを支持した柔軟軸に連結された少な・くとも１ 本の伝達ロッドを有しており、これにより操縦設定点を与える制御体による調整 作業の制御中上記のハンドルが駆動されるのである。

ｖｉｉ昭６３−５０１０６７　（３） 以下添付の図面により更に詳細にこの発明について説明する。

第１図はトラクタートレーラ−型の分節連結式車両を示す平面説明図、 第２図は半トレーラー型の分節連結式車両を示す平面説明図、 第３図はこの発明による電子回路の一例を示すブロック線図、 第５図はこの発明によるリアミラーの一例を示す説明図であり、 第６図はトレーラ−コード化接続子を示す、第７図はトラクターのハンドルを駆 動する手段を示す。

第１図に示す例の場合、この発明の装置はトレーラ−１１を牽引するトラクター を有した型式の分節連結式車両に架設されている。トレーラ−１１は牽引フック １３を具えた牽引バー１２によりトラック１０に連結されている。またトレーラ −の前輪軸１４はドリー１５に関節連結されている。電子回路にサーボ制御装置 を゛制御させるために、制御体１７を具えた第１の検知子１６が設けられており 、この制御体１フはスカルとも呼ばされ回路に操縦設定点を与えるためのもので ある。

第２の検知子１８はハンドル１９に付設されている。検知子１６は角度測定値Ｇ を与える。検知子１９は角度測定値りを与える。牽引フック１３には検知子２０ が付設されており、角度測定値Ｃを与える。ドリー１５に付設された検知子２１ は角度測定値Ｓを与える。これらの角度は絶対値で測定されるものである。各検 知子は相当する角度の実際値に対応するゼロ点を有している。これらの検知子に はポテンシオメータ一式、コンデンサ一式、訪導式、磁気式などのアナログセン サーまたはチョッパディスク式のデジタルセンサーなどが用いられる。これらは 角度の絶対測定値を与えるもので、これらが電子回路で処理されるための基礎情 報を構成するものである。

まず角度測定値ＣおよびＳの誤差を無にする場合、即ち理想経路に対するフック およびドリーの角度の誤差を無にする場合について考察する。この理想経路とは 同じ車両が前進転回する場合にたどる経路をいう。角度測定値りがゼロのときに はこの経路は直線であり、ゼロ以外のときには曲線となる。

演算は次の如くなる。

Ｋ＋　（Ｇ−Ｓ）＋Ｋｘ　（Ｇ　Ｃ）　Ｇ＝ＤＫ３冨に、＋に、−１ Ｄ＝に、Ｇ＋に２Ｃ−に、３Ｓ 係数Ｋｌ、に２およびに３はそれぞれゲインとよばれるものである。実務上はこ れらのゲインは制御法則にしたがって変動するもので、調節が決して最大錠止制 限角を越えないようになつている。クローズドループサーボ制御で作用すること により、角度値は永久に制御され二わらの値が決して平衡しないようにゲインが 調節される。上記の演算は操縦設定点を決める角度測定値Ｇの小さな変動に適用 される。角度測定値Ｇが大きく跳上ると、角度測定値Ｃが臨界値に達する危険が ある。この危鏝を避けるために、ゲインは適正な態様で変動するように設計され る。かかるゲインの選択は車輪が最短の時間で理想経路に接近するようにする。

実際には車輪がたどる実効経路が理想経路に最も近いときにこの時間が最短とな る。この経路からの偏倚が大きい程車輪が目標に達するための時間が長くなる。

下に示す演算は特殊なケースであって、フックの角度Ｃがその臨界値に近すいた 場合でゲインに４とに、を用いたものである。

Ｄ＝に、（Ｃ−Ｃ□、）＋ＫＳＧ この場合にはに、＝０であり、フックの角度がその最大値に近ずくとドリーの運 動が制限されるのである。

第２図に示すのは半トレーラ−であって、トラクター１０にはトレーラ−１１が 連結されている。トラクターには操縦設定点Ｇを定める検知子１６を具えた制御 体１７が設けられており、トラクター１′０の導輪の角度りを定める検知子１８ を具えたハンドル１９が設けられている。ドリー２１にはドリーの角度Ｓを定め るｔ検知子２１が設けられている。この場合には牽引バーとフックがないから角 度Ｃはゼロである。従ってハン□ドル・の角）度を冊るための演算はより１２！ ＃どなる。

この発明の応［用を更記一般化すると、１台のトラクターと２台のトレーラ−ま た２才補助トν−ラーが連結された半トレーラ−を有した分節連結式車両にも適 用できる。この場合補助トレーラ−の関節要素の角度により定まる補助バラメタ ーが少なくとも１個演算に必要となる。

直線経路における後退運動中の車両全体の不定進行を避けるために、経路にたい する角度の絶対測定が必要となる。従来のシステムにおいてはトラクターをトレ ーラ−に−線状に合せるようになりている。このため最初トレーラ−が経路に対 して後退運動をすると、かつ運転者が設定点を介して直線状に後退するように指 示すると、全経路軌跡が後退運動に持ってこられる。この欠点を回避するために 、運転者は車両を直進させてトレーラ−の軸を所望の方向に合せようとするか、 トラクターを後退運動にしてトレーラ−を偏倚させようとする。電子装置はこの 不定進行と期間とを測定するように設計されており、これを他の方向に補償して 車両の中間経路が直線状になるようにする。

第３図に示すのはこの発明の装置に用いられる電子回路の一例であって、トラク ターのハンドルに連結された第１の検知子３０はマルチプレクサ−４０の入力端 ３０゛°に出力端を接続された制御増幅器３０°に角度りに対応する情報を与え るものである。

第２の検知子３１はマルチプレクサ−４０の入力端３１°゛に出力端を接続され た増幅器３１°にスカルの角度Ｇに対応する情報を与えるものである。第３の検 知子３２はどり−の角度Ｓに対応する信号をマルチプレクサ−４０の入力端３２ °°に出力端を接続された増幅器３２°に伝送するものである。第４の検知子３ ３はフックの角度Ｃに対応する信号をマルチプレクサ−４０の入力端３３°°に 出力端を接続された特表昭６３−５０１０６７　（４） 増幅器３３゛に伝送するものである。

この電子回路は第１図に示した形式の分節連結式車両に用いられるものである。

２台のトレーラ−を牽引するケースの場合には、点線で示すように第５の検知子 ３４を用いることニナル。これには第５の増幅器３４°が接続されていてその出 力端はマルチプレクサ−４０の補助人力＠３４”に接続すれている。第２図に示 す分節連結式車両の場合にはフックに対応する検知子３３を省く。

マルチプレクサ−４０の出力端はＡ／Ｄ変換器４１に接続されており、これはア ナログ検知子からの信号をデジタル信号にして電源４３を具えたデジタル計算機 ４２に伝送する。

この変換器４２の出力端はＤ／Ａ変換器４４（点線で表示）に接続してもよく、 増幅器４５により増幅されたその出力は電子水圧式システムまたは電気モーター のようなサーボ制御装置に向けられる。比例制御に代えてこの制御を直接に行っ てもよい、この場合には変換器４４を省いてもよい。計算機４２にはセレクター ４６が接続されていて、車両やホイルベースの型式についての情報を計算機に与 える。

第３．４図中のセレクター４６はトラクター中に設けるのが好ましい、これはそ れぞれが特定のトレーラ−に対応した位置を持ったストップ接触子からなんって いる。またこれに代えて運転者がトレーラ−型式を人力するキーボードを用いて もよい。

その他にも各トレーラ−型式に磁気カードを割当て、これを適宜なリーダー（読 取器）に挿入してデータを計算機に伝送してもよい。

機械的なストップに連結されたコントラクター４７は計算機４２に最大錠止角に 関する情報を与えるものである。この機械的なストップは電子装置など同様の機 能を果たす要素で置換えてもよい。

デジタル計算機には更に警報装置４８が付設されていて、必要あれば最大錠止角 に達したことまたはそれらの角の値が危険と考えられている臨界値に近すいたこ とを運転者に知らせる。

セレクター４６によればトレーラ−の諸次元特性、例えば長さ、ホイールベース 、牽引パーに関するデータおよび最大錠止角などの関数として計算機をプログラ ムすることがで診る。これには運転者による介入が必要であり、このため予め訓 練を施して誤差なくプログラムを行えるようにする必要がかかる運転者による介 入を不要にするために、トレーラ−を適宜コード化してかつトレーラ−をトラッ クに電気的に接続してやる自動プログラム手段を用いてもよい。

このためには２通りの方法を採ることができる。第１の方法においては２個のパ ラメターを用い、牽引バーの長さをＡとしフックと車軸との距離をＢとし、これ らを例えば２進法コード化する。第６図に示す例によれば、各コードに６通りの 位置を与え、これにより６４台の異るトレーラ−をコード化することができる。

トラクターには例えば雄接続子６０を設はトレーラ−には雌接続子６１を設ける 。２進法コード化においては、トレーラ−３の雌接続子の接点の内あるものをア ースし、他の接点を電源に接続する。両接続子を接続することによりトレーラ− を識別することができる。

第２の方法においては、１対の雄雌接続子により選択された長さ単位の値をコー ド化する。この場合には２個の接続子により接続された接点の数が直接長さＡ、 Ｂを定める。２進法んで書かれた長さはそのまま計算機に読み込まれてそこから 制御パラメターが出力される。

トレーラ−のコード化にはその他グレイコードなどの２進法を用いてもよい。

第４図に示す電子回路はＡ／Ｄ変換器４１およびＤ／Ａ変換器４４を省いた点に おいて第３図のそれと異る。これは検知子３０〜３４がデジタル型であるからで ある。即ちサーボ制御装置がデジタル情報に反応するように設計されているので ある。

システムの信顆度を最大のものとするために、運転台に点灯信号または発音信号 またはこれらの組合せ信号を発する警報器を設けて、車両が臨界錠止角に達した か近すいたときに信号を発して機械的連結要素を曲げるか制動するようにしても よい。

その他にも運転者による調節の制御をより簡単にすることもできる。即ちダツシ ュボードに装置を設けてトレーラ−および／またはトラクターを可視表示するよ うにする。これはトレーラ−がトラクターより小幅で運転台からの位置付けが特 に難しい場合に有利である。特に消火ポンプなどを牽引したトレーラ−の場合に 好適である。

調節を行うべき環境条件に間する完全な情報を運転者に与えるために、後部にビ デオカメラを架設して、トラクターの運転台にレシーバ−を架設する。これは狭 い場所で後退運動を行うときに有利である。

前記したように、ブースターとしては水圧式、機械式、電気式のいずれでもよい が、後者によれば起動トルクの非常に高い電気機械式装置を用いなくてすむ。

第５図に示す構成は運転者による調節を容易にするためのものである。これはト ラクターのりアミラーの少なくとも一方側に架設された表示ランプを具えており 、リアミラー５３の側部には色または明るさの異る２組のランプ５１．５２が架 設されており、適正な調節のためのハンドルの転回方向とその程度を運転者に表 示する。これらのランプはりアミラーそのものまたはその極めて近傍に設けて運 転者が瞬時にこれを視認できるようにすることが必要である。−例を挙げるとラ ンプ５１は緑色であって、右にハンドルを転回すべきことを表示するものである 。

ランプ５２は例えば赤であって、左に転回すべきことを運転者に表示する。この ようにするとブースターの自動制御を省いたときに半自動装置を形成することが 可能となる。効率と精度においては落ちるものの、コスト安なので経済的である 。

第７図は後退運動中のトラクターのハンドルの機械的制御手段を示す、調節の制 御は第１．２図に示す制御体１フに特表昭６３−５０１０６７（５） よって行われ、ハンドルへの伝達はハンドルの中心に連結された適宜な伝達機構 によって行う、この伝達機構は例えばトラクターの運転台の上限に固定された支 持体７０と、これをモーター７２に連結する継手７１と、モーターの出力軸７３ に連結された直線ロッド７４と、柔軟軸を介してこれに連結された結合スリーブ ７５と、これに連結されかつＡンドル７８のハブ７７と一体の雌連結片７６とを 有してなる。システムを使用しないと、き即ち通常の道路を走行中はクリップフ ９によりこの伝達機構を運転台の天井に固定してやる。

この発明は以上開示された実施態様に限定されるものではなく種々の変更が可能 である０例えば電子回路においてはアナログ検知子を用いて公知の電気機械的ブ ースターに直接作用する数値を出力してもよい。

また後部操縦歩すとを設けて伝達および制動機構に連結して、車両の後部から運 転者が調節を行えるようにしてもよい。これに遠隔小型装置を付設すると、車両 外からも調節を行うことができる。かくすることにより運転者はこの調節の制御 に注意を乱されることなく車両の動きを直接視認することができる。

国際調査報告 ｂｗ＝ｘτＯｍＦ、Ｅ　ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣＦ、Ｒ三？Ｏ １τＯＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．トラクターと、固定または関節車軸を具えた車輪を有した少なくとも１個の トレーラーと、操縦設定点を与える制御手段とを有してなり、 更にトラクターの導輪の位置を検知する第１の検知子と、トラクターの軸に対す るトレーラーの位置を検知する少なくとも１個の第２の検知子と、これら検知子 によって与えられた情報および制御手段によって与えられた操縦設定点との関数 としてトラクターの前輪を操縦する信号をサーボ制御装置に与える電子回路を有 してなり、かつ この電子回路が検知子（３０〜３４）によって与えられる情報を処理するデジタ ル計算機（４２）を有していることを特徴とする介筋連結式車両操縦用サーボ制 御装置。 ２．検知子（３０〜３４）がアナログセンサーであり、電子回路がその各入力端 が検知子に接続されたマルチプレクサー（４０）とこのマルチプレクサーとデジ タル計算機（４２）間に介設されたＡ／Ｄ変換器（４１）とを有している 如き請求の範囲第１項記載の装置。 ３．検知子（３０〜３４）がデジタルセンサーであり、電子回路が各入力端が検 知子にまた出力端が直接デジタル計算機（４２）に接続されたマルチプレクサー （４０）を有している 如き請求の範囲第１項記載の装置。 ４．運転台には警報手段が架設されていて、これが検知子に接続されていて車両 がその臨界錠止角に達したことを運転者に表示する 如き請求の範囲第１項記載の装置。 ５．高起動トルクのモーター手段が設けられていて、これがトラクターの導輪の 変位を制御する 如き請求の範囲第１項記載の装置。 ６．トラクターのダッシュボードに架設されてかつトレーラーおよび／またはト ラクターを可視表示する手段が設けられている 如き請求の範囲第１項記載の装置。 ７．カメラが分節連結式車両の後部に設けられており、かつトラクターの運転席 に制御レシーバーが設けられている如き請求の範囲第１項記載の装置。 ８．トラクターの少なくとも１個のリアミラー（５３）のいずれかの側部に２組 の異色の信号灯（５１、５２）が設けられていて、これらが運転者に対して適正 な調節のためにはンドルを転回すべき方向およびその程度を表示する如き請求の 範囲第１項記載の装置。 ９．コンタクターを具えた機械的安全ストップが設けられていて、これが計算機 （４２）に最大錠止角に関する情報を与える 如き請求の範囲第１項記載の装置。 １０．電子的な手段が設けられていて、これが計算機（４２）に最大錠止角に関 する情報を与える 如き請求の範囲第１項記載の装置。 １１．車両の後部に制御ユニットが設けられていて、これが車両の伝達および制 動機構に作用する 如き請求の範囲第１項記載の装置。 １２．小型遠隔制御装置が設けられえいて、車両から離れた場所から調節を制御 できる 如き請求の範囲第１項記載の装置。 １３．トレーラーおよび／またはトラクターがトレーラーの次元特性をコード化 刷る手段を具えていて、これが該次元特性に対応するプログラをデジタル計算機 （４２）に伝送する如き請求の範囲第１項記載の装置。 １４．上記コード化手段がトレーラーおよびトラクターにそれぞれ架設された雄 接続子（６０）と雌接続子（６１）とを有しており、 トレーラーの接続子がコード化され、かつトラクターの接続子がプログラム情報 を計算機に伝送する如き請求の範囲第１３項記載の装置。 １５．コード化手段がトレーラーの次元特性に応じてコード化されたカードとプ ログラム情報を計算機に伝送するコード化カードリーダーを有している 如き請求の範囲第１３項記載の装置。 １６．取外し可能な機械的手段が設けられており、この手段が電気モーター（７ ２）と、結合スリーブ（７５）に連結された少なくとも１木の伝達ロッド（７４ ）と、ハンドル（７８）と一体でこのスリーブと協働する連結片（７６）とを有 しており、 これにより操縦設定点を与えるための制御手段による調整の間ハンドルが駆動さ れる 如き請求の範囲第１項記載の装置。