(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セミトレーラ車をカプラで連結して牽引するセミトラクタ車のカプラ支持装置において、
前記カプラの支持台に左右方向に移動自由な第１の支持体を付設し、その第１の支持体を走行状態に応じて旋回中心側に移動させるカプラ位置移動制御装置を設け、前記第１の支持体を軸支する第２の支持体を設け、該第２の支持体がばねと振動減衰装置で構成される衝撃緩和手段を介して前後方向移動可能に車体に装着されたことを特徴とするカプラ支持装置。
【請求項２】
前記カプラ位置移動制御装置は、前記セミトラクタ車の車速を検出する車速センサ、操舵角を検出する操舵角センサ及びロール角を検出するロール角センサにより構成される走行状態検出手段と、該走行状態検出手段からの信号を解析して前記セミトラクタ車のロール角を制御する制御手段と、該制御手段からの指示によって前記第１の支持体を移動させる１対の流体式アクチュエータと、該流体式アクチュエータに流体を供給する流体供給手段と、を含んで構成されたことを特徴とする請求項１記載のカプラ支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カプラ支持装置に関し、特にセミトラクタ車とセミトレーラ車との連結走行時のリフト、ローリング、ジャックフナイフ等の抑制技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１にセミトラクタ車１とセミトレーラ車２とがカプラ３で連結されている状態を示す。カプラ３は、支持台３ａがセミトラクタ車１のフレーム１ａの上面にボルトで締結され、フレーム上を前後、左右に移動することはない。このような連結構造にあって、定積載の状態ではセミトラクタ車１の重量に対し通常２倍以上の重量があるセミトレーラ車２を牽引走行すると、発進時にセミトラクタ車１の前部がいわゆるリフトをしたり、走行時の急ハンドルで過大なローリングを起こしたり、また制動時、特に旋回走行の制動時にジャックナイフ現象を起こす等の課題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような従来のカプラ支持装置におけるリフト、ローリング及びジャックナイフ現象を抑制して、走行安定性を保持し、操縦性を保持するカプラ支持装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明は、セミトレーラ車をカプラで連結して牽引するセミトラクタ車のカプラ支持装置において、前記カプラの支持台に左右方向に移動自由な第１の支持体を付設し、その第１の支持体を走行状態に応じて旋回中心側に移動させるカプラ位置移動制御装置を設け、前記第１の支持体を軸支する第２の支持体を設け、該第２の支持体がばねと振動減衰装置で構成される衝撃緩和手段を介して前後方向移動可能に車体に装着されたことを特徴とする。
【０００５】
上記のように、走行状態によってカプラ位置移動制御装置により走行安定する側にカプラを移動して、ローリングの抑制、旋回制動でのジャックナイフを予防する。また、カプラ支持装置をばねと振動減衰装置で前後方向に支持したので急発進時にセミトラクタ車に衝撃的にかかる牽引反力が緩和されてリフトを抑制しスムーズな発進ができ、急制動時にセミトレーラ車にかかる背後力が緩和され安定な制動が行われる。
【０００６】
請求項２に係る発明は、前記カプラ位置移動制御装置は、前記セミトラクタ車の車速を検出する車速センサ、操舵角を検出する操舵角センサ及びロール角を検出するロール角センサにより構成される走行状態検出手段と、該走行状態検出手段からの信号を解析して前記セミトラクタ車のロール角を制御させる制御手段と、該制御手段からの指示によって前記第１の支持体を移動させる１対の流体式アクチュエータと、該流体式アクチュエータに流体を供給する流体供給手段と、を含んで構成されたことを特徴とする。
【０００７】
上記のように、走行状態検出手段を３種のセンサで構成し、制御手段で走行状態を的確に判断し、流体式アクチュエータを流体供給手段で作動させるようにして、走行中に迅速に精度よく車両姿勢を回復させる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１〜３において、カプラ３に機構の図示はないがピッチ方向に揺動自由に支持する支持台３ａが取り付けられ、その支持台３ａに第１の支持体２３が取り付けられている。
【０００９】
第１の支持体２３は、支持台３ａを左右両側で固定し、第１の支持体２３の前後に設けられた前、後部摺動軸２３ａ、２３ｂを介して第２の支持体２４に取り付けられている。その第１の支持体２３は、車両走行状態に応じてカプラ位置を移動させるエア（流体）式アクチュエータ１１を含むカプラ位置移動制御装置３Ａによって固定されている。
【００１０】
第２の支持体２４は、上部で前記第１の支持体２３を軸支するとともに、下部で左右両側に振動減衰装置であるシリンダ２５が固定されている。
左右のシリンダ２５のそれぞれの前部に、コイルばね２６の一端が取り付けられている。また、シリンダ２５に内蔵されたロッド２５ａの先端部とコイルばね２６の他端部はブラケット２７を介してクロスメンバ１ｂに固定されている。
【００１１】
また、シリンダ２５の後部は、クロスメンバ１ｃによって前後方向に摺動自由に支持されている。
シリンダ２５は油が封入されて振動減衰機能を有し、コイルばね２６とともにカプラ３にかかる衝撃力を緩和する衝撃緩和手段３Ｂを構成している。
かかる構成の作用について最初にカプラの左右移動について説明する。
【００１２】
セミトラクタ車、セミトレーラ車（以下それぞれをトラクタ、トレーラと略記する。）が連結して走行し、車線変更する場合や交差点で右、左折する場合、の旋回走行時及び旋回走行の制動の際には、車両は遠心力でローリングする。
このような、トラクタのロール角が走行状態から判断して危険な場合には、カプラ位置移動制御装置３Ａのアクチュエータ１１によってカプラ位置をロール角の低減側即ち、旋回中心側に移動させ、遠心力の低減、トラクタの重心位置の移動によってロール角の低減をさせローリングを修復させる。
【００１３】
次に、急発進時には、図１、２における前方Ｆに向かって発進する場合について説明する。
トラクタ１の牽引力はクロスメンバ１ｂ及び、ブラケット２７を介してコイルばね２６及びロッド２５ａに伝達される。
コイルばね２６はシリンダ２５を直接に、ロッド２５ａは油の粘性を介してシリンダ２５を内部から牽引する。
【００１４】
シリンダ２５への牽引力は、第２の支持体２４、第１の支持体２３を介してカプラ３に伝達される。カプラ３に伝達された牽引力は、トレーラを牽引する。  上記の牽引力の伝達経路において、発進加速ではトレーラの重量は慣性力を持つ大きな抵抗力となり従来のカプラ支持方法ではトラクタ１に衝撃的な負荷を与え、リフトを起こす。
【００１５】
しかし、本構成によって発進加速力は、主としてばね２６とトレーラの重量とによって構成されるばねー質量系により、力の伝達が徐々に行われて衝撃力は低減される。この際には、ばね２６は伸びてカプラ３は後方に移動する。
このように、発進加速による衝撃力は緩和されてコイルばね２６の伸びとなり、つぎにコイルばね２６が縮んでゆり戻しになる。このゆり戻しをシリンダ２５の粘性で低減して緩和し、コイルばね２６の伸縮繰り返しを抑制する。従って、トラクタ１への前後衝撃、いわゆる突っつき繰り返しが防止できる。
【００１６】
また、制動時に、トレーラの制動がトラクタ１にたいして効き遅れる場合には、カプラ３からトラクタ１の背後から突圧するが、コイルばね２６を圧縮して衝撃力を緩和する。
次に、カプラ位置移動制御装置の構成例を説明する。
図４において、車速を検出する車速センサ５と、操舵角を検出する操舵角センサ６と、トラクタ１の前、後部に取り付けられてそれぞれのロール角を検出する前、後部ロール角センサ７、８と、からなる走行状態検出手段３Ｃと、この走行状態検出手段３Ｃからの信号を受信し解析してトラクタ１のロール角を制御するコンピュータを含んだ制御手段としてのコントローラ１０と、コントローラ１０からの指示によって第１の支持体２３とともにカプラ３を移動させる１対のアクチュエータ１１、１２と、アクチュエータ１１、１２にエアを供給するエア供給手段３Ｄと、がトラクタ１に設けられた状態を系統図として示している。
【００１７】
符号１１ａ、１２ａは、それぞれアクチュエータ１１、１２に内蔵されたロッドを示している（図１、４参照）。
アクチュエータ１１、１２に、エア供給手段３Ｄとしてのエアタンク１３及び電磁弁１４、１５、がエアチューブで接続されている。
電磁弁１４、１５は、コントローラ１０によって弁の開閉が制御されるよう接続されている。
【００１８】
また、カプラ支持台３ａの位置を検出するカプラ位置センサ９がクロスメンバ１ｃに取り付けられている。
次に作用を図５〜７に示すフローチャートによって説明する。
ステップ１（Ｓ１と略記する。以下、他も同様に記す。）においては、車速センサ５からコントローラ１０に車速Ｖを送信し入力させる。コントローラ１０で、この車速での限界ロール角Ｒｖを予め入力された限界ロール角ー車速曲線を示す図８から算出する。
【００１９】
Ｓ２においては、操舵角センサ６からコントローラ１０に操舵角Ｋを送信し入力させる。コントローラ１０で、この操舵角での限界ロール角Ｒｋを予め入力された限界ロール角ー操舵角曲線を示す図９から算出する。
Ｓ３においては、図６に示すフローチャートのＳ３１〜Ｓ３４でロール角の時間変化からトラクタ１の最終ロール角を推定する。図６のフローチャートにおいて、Ｓ３１においては、前部のロール角センサ７と、後部のロール角センサ８からトラクタ１のロール角をコントローラ１０に送信し入力させる。
【００２０】
Ｓ３２においては、ロール角の時間変化からロール角速度を計算してローリングの状態を算出する。
Ｓ３３においては、Ｓ３２の時間変化からロール角加速度を算出する。  Ｓ３４においては、前記３２、３３のロール角速度及びロール角加速度から現走行状態での最終の推定ロール角を算出する。次に図５のＳ４に進む。  Ｓ４においては、Ｓ３４で算出した推定ロール角がＳ１の限界ロール角Ｒｖまたは、Ｓ２の限界ロール角Ｒｋより大、即ち、危険状態に進むか否かを判定する。そして、推定ロール角が限界ロール角Ｒｖ、Ｒｋのどちらかより大の危険側では対策のＳ５に進む。推定ロール角が安全側であれば、Ｓ７に進む。
【００２１】
Ｓ７においては、電磁弁１４、１５を作用させず、即ち、弁閉の状態のままでカプラ移動させずにＳ１に戻る。
Ｓ５においては、電磁弁１４または、１５を開放してカプラ３をロール角低減側に移動させる。即ち、トラクタ１の傾きであるロール角側から逆側に、例えば図４において左旋回でロールが右傾斜であれば、カプラ３を左側に移動させ遠心力を低減させる。この遠心力の低減と、トラクタの重心位置の移動によってロール角は低減する。
【００２２】
このために電磁弁１４、１５でアクチュエータ１１、１２の片方のエアを抜いてロッド１１ａ、１２ａを作動させて、カプラ支持台３ａを第１の支持体２３とともに移動させる。このカプラ支持台３ａの移動寸法は、前後ロール角から算出されるカプラ位置のロール角Ｒに対するカプラ移動量Ｌを予め決定してある補正量の図１０から算出して決める。カプラ位置はカプラ位置センサ９で検出される。次にＳ６に進む。
【００２３】
Ｓ６においては、図７に示すフローチャートのＳ６１〜Ｓ６９でカプラ３の位置を最適制御する。即ち、図７のフローチャートにおいて、Ｓ６１においては、Ｓ５における電磁弁１４、１５の操作によるカプラ３の移動によって変化するロール角を前部のロール角センサ７と、後部のロール角センサ８から検出し、コントローラ１０に送信する。
【００２４】
Ｓ６２においては、ロール角の時間変化からロール角速度を計算してロールの状態を算出する。
Ｓ６３においては、Ｓ６２の時間変化からロール角加速度を算出する。  Ｓ６４においては、ロール角加速度が正か負かを判定する。ロール角が正即ち、ロール角速度が進んでいればＳ５に戻ってさらにカプラ３の位置を左側に移動を続ける。ロール角加速度が負であれば、ロール角速度が低減方向でありＳ６５に進む。
【００２５】
Ｓ６５においては、上記までのカプラ３移動方向とは逆方向にカプラ３を移動させるよう電磁弁１１、１２を操作する。
Ｓ６６においては、カプラ位置センサ９からの信号をコントローラ１０で受信する。
Ｓ６７においては、カプラ位置がトラクタ１の左右方向の中心にあるかを判定する。まだ中心位置に戻っていなければ電磁弁１４、１５は、これまで通りをつづける。そしてＳ１に戻る。
【００２６】
カプラ位置がトラクタ１の左右方向中心にあれば、開放側の電磁弁は閉じられ、アクチュエータ１１、１２は左右からカプラ３を中心位置に押圧し固定する。
以上のようにして、操舵時のロール角を低減させるようにカプラ位置を移動させて、つねに走行安定を図る。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、カプラに左右方向に移動自由な第１の支持体を付設し、走行状態に応じてカプラ位置移動手段でカプラを走行安定側に移動させるので、ローリングの抑制、修復をして走行安定及び、旋回制動でのジャックナイフが予防できる。
【００２８】
また、カプラ支持装置を、ばねと振動減衰装置で構成される衝撃緩和手段で支持したので、急発進時、急減速時にトラクタにかかる衝撃力が緩和されてリフトや背後力による突っつきのないスムーズな発進加速、制動を行うことができる。請求項２の発明によれば、カプラ位置移動手段を、車速センサと操舵角センサとロール角センサとで構成される走行状態検出手段で検出し、その状態をコントローラで判断、制御し、エア供給手段でアクチュエータを作動させてカプラ位置を移動させ、その結果のロール角を確認するようしたので、走行中のロール角回復が精度良くできて走行安定、操縦性向上及び旋回制動でのジャックナイフが予防できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のカプラ支持装置の構成を示す上面図
【図２】  同上の側面図
【図３】  図１の後面図
【図４】  図１のカプラ位置移動手段の作動系統を示す図
【図５】  同上の作動を示すフローチャート
【図６】  同フローチャート
【図７】  同フローチャート
【図８】  車速と限界ロール角の関係を示す図
【図９】  操舵角と限界ロール角の関係を示す図
【図１０】  ロール角とカプラ移動寸法の関係を示す図
【図１１】  カプラがトラクタとトレーラを連結している状態を示す図
【符号の説明】
３Ａ  カプラ位置移動制御装置
３Ｂ  衝撃緩和手段
３Ｃ  走行状態検出手段
３Ｄ  エア供給手段
１  トラクタ
１ａ  フレーム
１ｂ、１ｃ  クロスメンバ
２  トレーラ
３  カプラ
３ａ  支持台
５  車速センサ
６  操舵角センサ
７、８  ロール角センサ
９  カプラ位置センサ
１０  コントローラ
１１、１２  アクチュエータ
１１ａ、１２ａ  ロッド
１３  エアタンク
１４、１５  電磁弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003653173.tif 000009
【図９】
0003653173.tif 000010
【図１０】
0003653173.tif 000011
【図１１】
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