(57)【要約】【課題】カプラ部材の位置を移動することにより連結車両の回転中心を移動することができる装置で、走行路面の状況や貨物の積み下ろし場での走行に合わせてカプラ部材のスライド位置を合理的に決定する。【解決手段】トラクタおよびそれに連結されるトレーラの仕様、および連結装置のカプラ部材の機械的な位置に応じて、必要な仕様をあらかじめプログラム制御回路に入力しておくことにより、連結された車両の最小回転半径および最大ピッチング角を演算することを可能にする。これにより、連結装置のカプラ部材の設定位置を連結操作毎に最適化することができる。【選択図】    図１
2004175340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トラクタのシャシに固定的に取付けられたベースレールと、このベースレールに対してトラクタの前後方向に可動に取付けられたカプラ部材と、このカプラ部材を前記ベースレールに対してロック状態に設定するロック手段とを備えたスライド型連結牽引装置において、
前記トラクタに連結されるトレーラの仕様および前記カプラ部材の設定位置に基づき前記トラクタおよび前記トレーラにより構成される連結車両について、最小回転半径を演算する手段が前記トラクタに装備されたことを特徴とするスライド型連結牽引装置。
【請求項２】
トラクタのシャシに固定的に取付けられたベースレールと、このベースレールに対してトラクタの前後方向に可動に取付けられたカプラ部材と、このカプラ部材を前記ベースレールに対してロック状態に設定するロック手段とを備えたスライド型連結牽引装置において、
前記トラクタに連結されるトレーラの仕様および前記カプラ部材の設定位置に基づき前記トラクタおよび前記トレーラにより構成される連結車両について、最大ピッチング角を演算する手段が前記トラクタに装備されたことを特徴とするスライド型連結牽引装置。
【請求項３】
トラクタのシャシに固定的に取付けられたベースレールと、このベースレールに対してトラクタの前後方向に可動に取付けられたカプラ部材と、このカプラ部材を前記ベースレールに対してロック状態に設定するロック手段とを備えたスライド型連結牽引装置において、
前記トラクタに連結されるトレーラの仕様および前記カプラ部材の設定位置に基づき前記トラクタおよび前記トレーラにより構成される連結車両について、最小回転半径および最大ピッチング角を演算する手段が前記トラクタに装備されたことを特徴とするスライド型連結牽引装置。
【請求項４】
前記ベースレールに対する前記カプラ部材の位置情報にしたがって前記ロック手段を制御するプログラム制御回路を備え、
このプログラム制御回路は、前記最小回転半径および前記最大ピッチング角を演算する手段と、この演算する手段により演算された最小回転半径および最大ピッチング角の値にしたがって前記ロック手段を制御する手段を含む請求項３記載のスライド型連結牽引装置。
【請求項５】
前記演算する手段により演算された最小回転半径および最大ピッチング角の情報を前記トラクタの運転者が認識できる位置に表示する手段を含む請求項３または４記載のスライド型連結牽引装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トレーラを牽引するためにトラクタ側に設ける連結牽引装置の改良に関する。本発明は連結牽引装置のカプラ部材の位置をトラクタの前後方向に移動させることができるスライド型連結牽引装置の改良に関する。本発明は、スライド型連結牽引装置により連結されるトレーラの仕様および連結牽引装置の設定位置に応じて、連結された車両の最小回転半径および最大ピッチング角を演算することができる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カプラ部材の位置をトラクタの前後方向に移動することができるスライド型連結牽引装置が知られている。たとえば、特許文献１（出願人：ホランド・ヒッチ）に開示されたものがある。この装置はトラクタ側に固定的に取付けられたベースレールと、トレーラ側の連結器に結合されるカプラ部材とを備え、このカプラ部材がベースレールに対してトラクタの前後方向に移動できるように構成されている。そして、カプラ部材をベースレールに対して所望の位置に定めてから、ロック手段を操作してカプラ部材を移動可能な状態からベースレールに固定するように構成されたものである。この装置は連結装置を軽量化するとともに、その取扱いを簡単化した優れた装置である。
【０００３】
このようなスライド型連結牽引装置を利用することにより、一つのトラクタが牽引することができるトレーラの構造に対する自由度が大きくなり、一つのトラクタに多種類のトレーラをつなぎ代えて牽引することができるようになった。これは車両のユーザにとってトラクタの配車手配の制約を少なくすることであって、これを利用することにより、トラクタの稼動率が向上するから経済的に大きい利点がある。
【０００４】
本願出願人は、上記公報に開示された従来例技術について改良発明を特許出願した（特許文献２）。この先願発明は、トラクタにトレーラを連結した後からでも、スライド型連結装置のカプラ部材の位置を変更できるように改良したものである。
【０００５】
すなわち、上記従来技術（ホランド・ヒッチ）では、カプラ部材の位置変更は原則的にトレーラを連結する前に行うものであった。これを改良して、ベースレールに対してカプラ部材を移動不可能に固定させるロック手段の制御にプログラム制御回路を利用し、一定の手順により安全が確認されている状態では、トラクタのパーキング・ブレーキを解除して、連結状態のままでトラクタのみを前後方向にわずかに（例えば数十センチメートル）走行させることができるように構成したものである。この操作の間はトレーラはブレーキ状態に保持されている。
【０００６】
この改良により、トレーラに積み荷を積載した後でも、カプラ部材の位置を変更して、トラクタ側の軸荷重分担を変更する操作を行うことができるようになった。これにより、いったん積み込んだ荷物の積載位置を変更するなどの操作を行うことなく、トラクタの軸荷重分担を適正に変更して、牽引車両の走行の安全性を向上することができるようになった。
【０００７】
本願出願人は、これをさらに改良する発明について特許出願した（特許文献３) 。このさらなる改良は、連結牽引装置のカプラ部材の位置を運転者が認識することができるように、カプラ部材のベースレールに対する相対位置を電気信号として検出し、これを運転席に表示する構成のものである。この改良により、運転者は連結器が見える位置に助手を配置することなく、トラクタにトレーラを連結した状態で、トラクタのみをわずかずつ前後に移動させて、連結牽引装置のカプラ部材の位置を円滑に変更することができるようになった。
【０００８】
本願出願人は、さらなる改良を加えて特許出願した（特許文献４）。この改良は、トラクタに連結されるトレーラの種類にしたがって、連結牽引装置のカプラ部材の移動範囲を構造上あるいは法規上問題のない範囲に制限できるように工夫したものである。
【０００９】
【特許文献１】
特開平５−１６２６６３号公報
【特許文献２】
特開２００２−２４０７５１号公報
【特許文献３】
特開２００２−３０２０７３号公報
【特許文献４】
特開２００３−８９３６５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明者は、上記のような装置を実用車両に実施するためにさまざまな試験を行った。その中で、連結牽引装置のカプラ部材の移動範囲が、構造上あるいは法規上から問題のない範囲に選択されたとき、その問題のない範囲がある幅をもつことがしばしばある。このとき、最終的にその範囲の中のどの位置に設定することが合理的であるかを検討した。そして、この連結牽引装置を利用して、連結された連結車両の「最小回転半径」および「最大ピッチング角」が、カプラ部材の最適位置を決定する主要な要素であることがわかった。
【００１１】
回転半径とは、トラクタにトレーラが連結された連結車両がカーブを走行するときに、トラクタの車両中心が路面上に描く円弧の半径である。「最小回転半径」は、左（または右）に最大角度まで操舵を行った場合に、その連結車両が路上に描く物理的に最小の回転半径である。
【００１２】
この最小回転半径については、法規上の問題がない連結状態では、通常道路を走行する場合の連結車両の回転半径は、車両構造上の物理的な最小回転半径より大きくなる。しかし、連結車両は貨物の積み下ろし場所などで、通常の路上走行における場合よりさらに小さい回転半径を必要とすることがある。また実際の運用上では、連結車両を所定の積み下ろしプラットフォームに停車させる場合に、複数回の切り返し操作を行う必要がしばしば発生し、このような場合に最小回転半径が小さいことが有利である。
【００１３】
上記ピッチング角は、連結車両について各車軸に垂直な平面内における、トラクタ中心軸に対する、トレーラ中心軸の角度である。連結装置の回転中心となるカプラ部材まわりの垂直平面内で、トラクタ中心軸に対するトレーラ中心軸の角度として定義する。このときカプラ部材まわりの水平面内の回転角は零の状態（両中心軸が一致している状態）で考える。「最大ピッチング角」とはピッチング角が物理的にとり得る最大値である。最大ピッチング角を規制する要因は、
（ｉ）トレーラの前まわりおよび裾まわりの形状、
（ii）カプラ部材の高さ、
（iii) トラクタのプラットフォ−ム高さ、
などである。これらはＪＩＳ（日本工業規格・ＪＩＳ  Ｄ６６３０，１９９８）にも規定があるが、このあとの〔発明の実施の形態〕の欄で図面を参照して詳しく説明する。
【００１４】
本発明はこのような背景に行われたものであって、連結牽引装置のカプラ部材の移動位置に連結車両の「最小回転半径」および（または）「最大ピッチング角」についての要素を導入して、許容されるカプラ部材の移動範囲内で、さらに合理的な位置設定を行うことができる装置を提供することを目的とするものである。本発明は、トレーラをトラクタに連結する際に、連結後の連結車両について最小回転半径および（または）最大ピッチング角を考慮して、連結牽引装置のカプラ部材の移動位置を決定することができる装置を提供することを目的とする。本発明は、連結車両の最小回転半径および最大ピッチング角を簡便に演算することができる装置を提供することを目的とする。本発明は、連結車両の最小回転半径および最大ピッチング角を最適値に設定して、安全にかつ合理的に走行することができる連結牽引装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明はスライド型連結牽引装置のスライド位置を決定する要素として、この装置を利用して連結された連結車両全体の「最小回転半径」および「最大ピッチング角」を取り入れることを最大の特徴とするものである。これは前記各先願にも公開された従来技術にも記載のない新しい事項である。この構成により、連結されるトラクタおよびトレーラの構造上の制約（トラクタの軸荷重分担に対するスライド位置の制約を含む）および走行する道路の法規上の制約の範囲内で、なお最終的なスライド位置設定に選択の余裕幅がある場合に、トラクタおよびトレーラの仕様にしたがって最小回転半径および（または）最大ピッチング角を演算し、最小回転半径および最大ピッチング角が最適になるように、連結装置のスライド位置を選択設定することができるようになる。
【００１６】
すなわち本発明は、トラクタのシャシに固定的に取付けられたベースレール（１）と、このベースレール（１）に対してトラクタの前後方向に可動に取付けられたカプラ部材（２）と、このカプラ部材（２）を前記ベースレール（１）に対してロック状態に設定するロック手段（３）とを備えたスライド型連結牽引装置において、前記トラクタに連結されるトレーラの仕様および前記カプラ部材の設定位置に基づき前記トラクタおよび前記トレーラにより構成される連結車両について、最小回転半径を演算する手段が前記トラクタに装備されたことを特徴とする。
【００１７】
上記括弧内の数字は後から説明する実施例図面の参照数字である。これは本発明の構成を理解しやすいように付すものであって、本発明をこの実施例の構成に限定して理解するためのものではない。以下の説明においても同様である。
【００１８】
さらに本発明は、トラクタのシャシに固定的に取付けられたベースレール（１）と、このベースレール（１）に対してトラクタの前後方向に可動に取付けられたカプラ部材（２）と、このカプラ部材（２）を前記ベースレール（１）に対してロック状態に設定するロック手段（３）とを備えたスライド型連結牽引装置において、前記トラクタに連結されるトレーラの仕様および前記カプラ部材の設定位置に基づき前記トラクタおよび前記トレーラにより構成される連結車両について、最大ピッチング角（正方向および負方向）を演算する手段が前記トラクタに装備されたことを特徴とする。
【００１９】
さらに本発明は、上記二つの特徴を兼ね備えた構成として、前記トラクタに連結されるトレーラの仕様および前記カプラ部材の設定位置に基づき前記トラクタおよび前記トレーラにより構成される連結車両について、最小回転半径および最大ピッチング角を演算する手段を前記トラクタに装備することが望ましい。
【００２０】
さらに本発明は、前記ベースレール（１）に対する前記カプラ部材（２）の位置情報にしたがって前記ロック手段（３）を制御するプログラム制御回路（４）を備え、このプログラム制御回路（４）は、前記最小回転半径および前記最大ピッチング角を演算する手段と、この演算する手段により演算された最小回転半径の値にしたがって前記ロック手段（３）を制御する手段を含む構成とすることができる。前記演算する手段により演算された最小回転半径および最大ピッチング角の情報を前記トラクタの運転者が認識できる位置に表示する手段を含む構成とすることが望ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図面を用いて実施例装置を説明する。図１は本発明実施例装置電気回路の要部ブロック構成図である。図２は本発明実施例装置の機械的構造および各装置の配置を説明する図である。図３は最小回転半径を説明する図である。図４は最小回転半径を演算するための各部分の要素を説明する図である。図５は本発明実施例装置を実装したトラクタおよびトレーラの外観図であり、ピッチング角を説明するための図である。図６は  最大ピッチング角と各要素との関係を説明する図である。図７は本発明実施例装置を操作する運転者の動作を説明する図である。図８は本発明実施例装置の制御回路の論理動作の要部を説明するフローチャートである。
【００２２】
本発明の実施例装置は、図５に示すようにトレーラ２２を牽引するためにトラクタ２１に設ける連結装置であって、この装置ではその連結位置となる回転中心を図４（および図５）に矢印ｘで示すように、実効的にトラクタ２１の前後方向に移動することができる構成となっている。この具体的な構造は上記従来例技術で説明した公報（特許文献１）に詳しく開示されているものと同等である。
【００２３】
この構造はよく知られたものであるが、図２によりその大略を説明すると、トラクタ２１のシャシフレームにベースプレート１７が固定的に取付けられ、このベースプレート１７には、一対のベースレール１が固定的に設けられている。この一対のベースレール１に、トレーラ側の連結器と結合されるカプラ部材２が前後方向に可動になるように取付けられる。図２は説明の便宜のため、ベースプレート１７を９０度展開してその構造を図示するものであり、ベースプレート１７がトラクタのシャシに取付けられた状態では、カプラ部材２の側面が、図２に点線で示すような形状で見えることになる。このカプラ部材は、このカプラ部材２の前後方向移動可能幅（以下ｘと表示する）は数十ｃｍであり、とくにこの実施例装置では、既存の装置を利用したものでありｘ＝６２ｃｍ（可動中心位置からは±３１ｃｍ）である。このカプラ部材２をベースレール１に対して前後に移動することにより、トラクタ２１の前後中心軸に対するトレーラ２２の前後中心軸の回転中心の位置を実効的に変更することができる。これにより一つのトラクタで規格の異なるトラクタを牽引することができるようになる。さらに、このカプラ部材の位置を変更することにより、トラクタの後軸および前軸の間の荷重分担を変更することができる。また、後軸が２軸あるトラクタについては、三つの軸の間の荷重分担を変更することができる。
【００２４】
図２に示すように、カプラ部材２には空気圧シリンダ６が取付けられている。この空気圧シリンダ６の両端には、そのピストンロッドの先端にロック手段３が装着されている。空気圧シリンダ６に空気圧が送られると、このロック手段３がベースレール１の内側に形成された凹凸から外れて、カプラ部材２がベースレール１に沿って可動状態になる。空気圧シリンダ６の空気圧がなくなると、内蔵されたスプリング（この図面では見えない）のバネ作用により、ロック手段３が一対の平行なベースレール１の内側にそれぞれ形成された凹凸に食い込み、カプラ部材２がベースレール１に固定された状態となる。この場合も、図２では空気圧シリンダ６がカプラ部材２の表面に見えるように描いてあるが、実際には空気圧シリンダ６はカプラ部材２の裏面に配置されているから表面からは見えない。そしてこの空気圧シリンダ６の内部には、空気圧がないときにロック手段３を外側に押し出すように作用するスプリングが装填されている。図２の符号１８はトレーラのブレーキ用空気圧の継ぎ手である。
【００２５】
図１に示すように、本発明の装置では、この空気圧シリンダ６に制御弁５を介して送られる空気圧を制御回路４により制御するように構成されている。この制御回路４はプログラム制御回路（ＣＰＵ、コンピュータ・ユニット）である。さらに本発明は、ベースレール１とカプラ部材２との相対位置を計測する計測手段を設け、この計測手段の計測出力をこの制御回路４の入力信号として取込むようにしたところに特徴がある。
【００２６】
計測手段について説明すると、この実施例のものは超音波測距装置である。この計測手段は、ベースプレート１７に取付けられた測距センサ１１と、カプラ部材２の端部にこの測距センサ１１に対向するように取付けられた反射鏡１２と、測距センサ１１に接続され測距回路１３とからなる。反射鏡１２はカプラ部材２が移動するとカプラ部材２とともに移動し、測距センサ１１と反射鏡１２との間の距離が変化する。測距回路１３は超音波周波数のパルス電流を発生して、ケーブルを介してこれを測距センサ１１に供給する。測距センサ１１はこのパルス電流を超音波パルス信号に変換し、これを反射鏡１２に向けて空間に送出する。反射鏡１２はこの超音波パルス信号を反射し、この反射された超音波パルス信号は前記測距センサ１１に受信される。受信された超音波パルス信号は受信電気信号に変換されて、ケーブルを介して測距回路１３に伝達される。測距回路１３では、超音波パルス電流を送出したタイミングと、受信電気信号が到来したタイミングとの時間差、さらに詳しくは送信信号と受信信号との位相差から、測距センサ１１と反射鏡１２との間の相対距離を演算計測する。
【００２７】
この実施例装置では測距回路１３は、市販されている超音波測距装置を利用して、スライド型連結装置に装着できるように改造して用いた。上述のように、この測距回路１３の測定出力は、入出力インターフェースを介して制御回路４に取込まれるとともに、表示操作盤１０に光学的に表示される。
【００２８】
表示操作盤１０は、図１の右上に示す形態のものである。これは図２に（符号１０として）示すように運転席のバックミラー付近の天井に、運転者が運転席で操作することができる位置に配置される。この装置は、運転者が指先で操作するスライドロック解除スイッチ９に隣接して設けられ、入力操作キー１０ａおよび液晶表示画面１０ｂが設けられる。入力操作キー１０ａの操作入力情報は入力インターフエイスを介して制御回路４に取り込まれる。液晶表示画面１０ｂの表示情報は、入出力インターフエイスを介して制御回路４から供給される。入力操作キー１０ａは、数値およびアルファベットを入力することができる１０個のテンキーと、５個の機能キーとを備える。液晶表示画面１０ｂには、機能キーの入力にしたがって切り替えられる制御回路４のモードが表示されるとともに、カプラ部材の現在位置および移動目標位置などが、図形的にあるいは文字および数字により表示される。本発明の装置では、この液晶表示画面１０ｂに演算された最小回転半径の値が表示される。
【００２９】
液晶表示画面１０ｂを見ながら入力操作キー１０ａを操作して、表示および動作のモード切替を行い、必要なデータを入力するための構成および操作は、広く普及している携帯電話機のモード切替および文字数字の入力操作と同様である。液晶表示画面１０ｂには、数字または文字記号により、あるいは図形によりカプラ部材２の相対位置について、現在位置および設定目標位置を認識しやすいように表示される。この装置の表示および取り扱いについては、簡単な説明および訓練により運転者はすぐに習熟することができる。この装置の誤操作あるいは表示の誤認識などにより、規格からはずれた設定が行われた可能性があるときには、警報を発生して誤った設定のまま操作を継続することがないように、あるいは誤った設定で走行を開始することがないように必要なレベルの警報を発生する。またこの警報と連動してトラクタを強制的に制動状態に保持するなど、必要な安全対策を設けるように構成することができる。
【００３０】
この制御回路４の入力情報は、上記説明のとおり運転者により操作されるスライドロック解除スイッチ９、上記テンキーおよび機能キーの操作情報のほか、測距回路１３の検出情報、パーキングブレーキ検出器８の動作状態情報などである。この制御回路４の出力情報は、上記液晶表示画面１０ｂの表示情報のほか、連結装置の空気圧シリンダ６に供給する空気圧を開閉制御する制御弁５の制御信号、トレーラの非常ブレーキに空気圧を送出する非常ブレーキ制御弁１４の制御信号、警報ランプ１５の点滅制御信号、および警報ブザー１６のオンオフ信号である。
【００３１】
ここで本発明の装置では、この制御回路４に、連結車両の最小回転半径および最大ピッチング角を演算するプログラムが設けられている。図３は最小回転半径の定義を説明するための図である。最小回転半径とは、連結車両が操舵により回転できる最小円弧の半径Ｒである。図４はこの最小回転半径を演算するための要素を説明する平面図であり、トラクタおよびこのトラクタに牽引されるトレーラが、その前後方向の中心線が一致する状態の各寸法を表示する。中心線上の丸印は連結装置の回転中心であり、この回転中心は上で説明したように、本発明のスライド型連結装置により、長さｘだけトラクタの前後方向に移動することができる。
【００３２】
図４に示す各パラメタは、Ｔ1はトラクタ前輪のトレッド、Ｔ2 はトレーラ後輪のトレッド、ＷＢ1はトラクタのホイールベース、ＷＢ2はトレーラのホイールベース、Ｌｄはカプラの後軸からのオフセットである。オフセットＬｄはスライド型連結装置により長さｘだけ変化する。このとき、最小回転半径Ｒは、
【数１】
2004175340.tif 000003
ただし
【数２】
2004175340.tif 000004
【００３３】
ここで上記ＤＬは定数であり、トレーラの後軸が１軸であるときには０（零）、２軸または３軸であるときには３００とする。
【００３４】
一例として、２軸トレーラを連結する場合について、実用的な車両である、Ｔ1 ＝２０５５，Ｔ2 ＝２２３５，Ｌｄ＝２６０，ＷＢ1 ＝３７３５，ＷＢ2 ＝９９６０，ＤＬ＝３００（単位いずれもミリメートル）を一例として上記数式を演算すると、最小回転半径Ｒは１１９５０ミリメートル（約１２メートル）となる。
【００３５】
図５は最大ピッチング角の定義を説明するための図である。図５を参照して、トラクタ２１およびトレーラ２２はカプラ部材２により連結されている。この連結車両は、平坦な路面上に、それぞれの前後方向中心軸が同一の垂直平面内にあるように停車している。連結車両が平坦な路面にあるときに、トラクタの規格とトレーラの規格が整合していれば、ピッチング角（ω1 またはω2 ）はきわめて小さい。実用的にはピッチング角は零である。このとき路面が上記垂直平面内で円弧になるとピッチング角が生じる。いま上り坂の頂上付近で連結車両に対して路面が実質的に凸状になると、トラクタ２１に対してトレーラ２２の後輪が下がり、カプラ部材２のまわりに、トラクタの中心軸に対するトレーラの中心軸の角度、すなわちピッチング角ω2 が発生する。また下り坂の底部付近で連結車両に対して路面が実質的に凹状になると、トラクタ２１に対してトレーラ２２の後輪が上がり、トラクタの中心軸に対するトレーラの中心軸の角度、すなわちピッチング角ω1 が発生する。
【００３６】
ここで上記説明では、連結車両が平坦な路面に停車しトラクタとトレーラの規格が整合しているなら、このピッチング角ω1 またはω2 は、上記のとおり実用上は零であるとした。しかし、トラクタに対して異なる種類のトレーラを連結することができることにすると、ある程度のピッチング角が発生してもこれを許容しなければならない。
【００３７】
ピッチング角ω1 の最大値はトレーラの前まわり形状とトラクタのプラットフォーム形状により定まる。ピッチング角ω2 の最大値は、トレーラの裾まわり形状とトラクタのフレーム形状により定まる。ここでピッチング角ω1 について、トラクタのフレーム形状ではなく、トラクタのプラットフォーム形状としたのは、トラクタの中央付近にトランスミッション等が配置され、これがしばしばフレーム高より高くなり、前側に高く後側に低い形状のプラットフォームが設けられることがあるからである。ここでピッチング角ω1 の最大値とピッチング角ω2 の最大値の小さい方を最大ピッチング角と定義する。実用車両についてこれを調査すると、ピッチング角については一般にω1 ＜ω2 であり、ピッチング角ω1 の最大値を最大ピッチング角ωとすればよい。すなわち、最大ピッチング角ωはトレーラの前まわり形状とトラクタのプラットフォーム形状から定まる、としてよいことになる。
【００３８】
図６を参照して、最大ピッチング角ωについて説明する。Ｌは後軸中心からプラットフォームまでの距離（トラクタについて定数）、ｓは後軸中心からカプラ部材中心までの距離（可変）、ａはトラクタ前廻り半径（トレーラについて定数）、ｂはカプラ部材の高さ（トラクタについて定数）、ｃはプラットフォームの有効高さである。
【００３９】
距離Ｌはトラクタの規格毎に定数である。距離ｓはスライド型連結装置の操作により変化する。距離ｓはトレーラの規格毎に定数である。距離ｂはトラクタの規格毎に定数である。高さｃはトラクタの規格毎に定数であるが、その有効位置により最大高さｃから最低高さｃ′まで変化する。すなわち、このプラットフォームの有効高さｃは後軸中心からカプラ部材中心までの距離ｓが変わると変化する。一般に距離ｓが大きくなると、プラットフォームの有効高さｃが大きくなり、最大ピッチング角ωが制限される。この最大ピッチング角ωをトラクタとトレーラの組合せについて、距離ｓを関数として保持しておく。本発明実施例装置では、
ｔａｎω  ＝  （ｂ−ｃ）／ａ                     （３）
であり、最大ピッチング角ωが、ある上限値ω0 を越えない状態で連結を許容するようにした。上限値ω0 はたとえば５度ないし８度の範囲に定めることが適当であり、この実施例装置では上限値ω0 ＝６度とした。
【００４０】
本発明実施例装置は、最小回転半径Ｒおよび最大ピッチング角ωを演算するために、必要なパラメタを操作により入力することができる。さらに、その入力操作を簡単化するために、入力モードを転換してそのトラクタに連結されるトレーラの車種を入力することができるように構成した。すなわちこの装置のプログラム制御回路４には、このトラクタに連結して運用することができるすべてのトレーラの車種ごとに、その必要な各種仕様を入力設定しておく。そして、この入力設定されたトレーラの製造会社名およびその車種をわかりやすいように記号化しておく。トラクタの運転者は、そのトラクタに連結されるトレーラについて、記号化された製造会社名およびその車種を入力することにより、プログラム制御回路４はあらかじめ設定されている仕様を参照して、最小回転半径および最大ピッチング角を演算し表示する。実際には、一つのトラクタに連結して運用されるトレーラの種類はさらに限られているから、入力する製造会社名および車種をさらに単純化した記号または数字に変換しておくことにより、この入力操作を単純化することができる。
【００４１】
一例を説明すると、Ｈ社製の型番ｙｙのトラクタには、Ｈ社製トレーラが３種類、Ｋ社製トレーラが２種類、Ｌ社製トレーラが２種類、合計７種類のトレーラが連結可能であるとする。そうするとこの７種類のトレーラについて、その前廻りおよび裾廻りの規格および法規上の規制値から、このＨ社製の型番ｙｙのトラクタに連結されたときに、それぞれこのトラクタに装備されている連結牽引装置のカプラ部材位置はどの範囲で変更可能であるか、これを個別に検討してこの制御回路４に入力しておく。たとえば、Ｋ社製トレーラｉ形については−１４０〜＋１２０、Ｋ社製トレーラｊ形については−１４５〜＋１３０・・・のように、それぞれ連結可能なトレーラ車種すべてについて、移動許容範囲をあらかじめ入力設定しておく。これは原則的に製品出荷前に、この制御回路４の立ち上げ試験時に工場の製造制御用のコンピュータから入力するものである。そのほかに、入力操作キー１０ａのモード転換操作により、製品出荷後に個別にその設定内容を変更することも可能である。そして本発明装置の特徴として、上で説明した仕様および計算式にしたがって、連結されたトレーラおよびカプラ部材のスライド設定位置にしたがって最小回転半径を演算し液晶表示画面１０ｂに表示する。
【００４２】
トレーラ車種の指定は、トレーラの連結が解除されたときには、この制御回路４からは自動的に削除され車種の指定は消滅する。これはトレーラの非常ブレーキ制御弁１４に伝達する信号がオフ状態になったときに、制御回路４はトレーラの連結が解除されたものとして、設定されていた車種の指定はメモリから消滅する。同一車種のトレーラを再度接続するとしても、もういちどその車種を入力設定しないかぎり、カプラ部材２はベースレールに対してロック状態となってこれを移動させることはできない構成として、その利用の安全性を高くした。
【００４３】
つぎにこの実施例装置の運転席まわりの装備について説明する。図２を参照して、スライドロック解除スイッチ９および表示操作盤１０は、運転席の上部バックミラーのわきに配置される。運転者は左手で、このスライドロック解除スイッチ９および表示操作盤１０を操作することができるとともに、バックミラーを通して連結されたトレーラの状態を見ながら、同時に表示操作盤１０を見ることができる。運転席には、パーキングブレーキ７およびその作動状態を検出するパーキングブレーキ検出器８、警報ランプ１５および警報ブザー１６が配置されている。前記プログラム制御回路４はユニットとして運転席の座席後ろの空間に配置される。
【００４４】
このように構成された装置を運転者がどのように操作するかを説明する。図７を参照して、この図７は左欄は運転者がキャブ内（運転席）およびキャブ外で行う操作手順である。キャブ外に出て行う操作についてはとくに括弧書きにより表示してある。
【００４５】
いま運転者はトラクタをトレーラが停車している荷物の積み卸し場所に移動させてきて、これからこのトレーラを連結して目的地に向け出発するものとする。適当な停車位置で車両を停車させ、パーキングブレーキをかける。運転者はこれから連結しようとするトレーラの種類を確認し、入力操作キー１０ａを操作して、定められた手順で装置のモード設定を行いトレーラの種類を入力する。これにより表示操作盤１０の液晶表示画面１０ｂに必要な表示が現れ、連結装置の位置変更を行うことができる状態となる。同時にこのトレーラの種類に対応して、連結装置カプラ部材の移動許容範囲が表示される。さらにこのカプラ部材の移動許容範囲に対応して、最小回転半径およびピッチング角の値が演算されて表示される。運転者はこの表示を確認してカプラ位置を選択し、これを入力操作キー１０ａから入力する。そして連結牽引装置のスライドロックの解除スイッチを操作してオンにする。
【００４６】
ここで運転者はキャブ外に出て、カプラ部材とトレーラ側の連結装置を連結状態とするための連結操作を実行する。連結操作が完了すると、運転者はキャブ内に戻り、パーキングブレーキを解除してギアを入れ、緩やかにトラクタを後退（または前進）させる。それにしたがって液晶表示画面１０ｂに現れる連結中心の位置がゆっくり移動する。この運転操作はバックミラーとこの表示操作盤１０とを同時に見ながら実行する。この位置表示がちょうど設定された位置にくると、装置が自動的に一致を検出して液晶表示画面１０ｂにこれが表示される。それと同時に自動的に空気圧シリンダ６の空気圧が排出されて、ロック手段３がロック状態となってカプラ部材２の位置は固定される。
【００４７】
運転者はここでパーキングブレーキをかけ、車外へ出て連結装置の状態が所望のとおりになっているかを確認する。確認が終わると運転席に戻ってスライドロック解除スイッチ９をオフに操作する。そして再度車外に出てトレーラのランディングギアを上げる。これで連結位置を変更するためのすべての操作を終了し、運転者は運転席に戻り車両走行を開始することができる状態となる。
【００４８】
図８にこのときの制御回路４の論理動作をフローチャートにより表示する。この各ステップの内容は上記説明と重複するものであり、図面の各ステップの表現から理解することができるので、ここでは詳しい説明を省略する。この構成により、トラクタに複数種類のトレーラをつなぎ換えて牽引する場合にも、そのカプラ部材の位置を安全かつ合理的な位置に設定して走行することが可能になる。
【００４９】
上記説明は、カプラ部材の位置を計測するために超音波による測距センサを利用するものを説明したが、これは機械的変位を電気信号として計測する他の手段を利用しても同様に実現することができる。このための手段としては、機械的な位置を抵抗変化により検出する装置、機械的な位置を電磁誘導の変化により検出する装置、機械的な位置を静電容量の変化により検出する装置、機械的な位置を光信号により検出する装置、その他を利用することにより本発明を同様に実施することができる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明により、トレーラをトラクタに連結する際に、連結後の連結車両について最小回転半径および最大ピッチング角を考慮して、連結牽引装置のカプラ部材の移動位置を最適に決定することができる。本発明により、連結牽引装置のカプラ部材の移動位置に連結車両の最小回転半径および最大ピッチング角についての要素を導入して、許容されるカプラ部材の移動範囲内で、走行を予定する路面および貨物の積み下ろし場所での車両旋回等について、さらに合理的なカプラ部材の位置設定を行うことができる装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例装置電気回路の要部ブロック構成図。
【図２】本発明実施例装置の機械的構造および各装置の配置を説明する図。
【図３】最小回転半径の定義を説明する図。
【図４】連結車両の最小回転半径を演算するための要素を説明する図。
【図５】本発明実施例装置を実装したトラクタおよびトレーラの外観図。
【図６】最大ピッチング角と各要素との関係を説明する図。
【図７】本発明実施例装置を操作する運転者の動作を説明する流れ図。
【図８】本発明実施例装置の制御回路の論理動作を説明するフローチャート。
【符号の説明】
１  ベースレール
２  カプラ部材
３  ロック手段
４  プログラム制御回路
５  制御弁
６  空気圧シリンダ
７  パーキングブレーキ
８  パーキングブレーキ検出器
９  スライドロック解除スイッチ
１０  表示操作盤
１０ａ  入力操作キー
１０ｂ  液晶表示画面
１１  測距センサ
１２  反射鏡
１３  測距回路
１４  トレーラの非常ブレーキ制御弁
１５  警報ランプ
１６  警報ブザー
１７  ベースプレート
１８  トレーラのブレーキ用空気圧継ぎ手
２１  トラクタ
２２  トレーラ
【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】
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