(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
牽引車と被牽引車との連結角をパラメータとして検出する連結車両の挙動制御装置において、連結角の検出手段として牽引車と被牽引車との間でいずれか一方に両者の連結点を中心として旋回可能なアームと、その旋回角位置に応じた出力を発生する手段と、を設けると共に、他方に設定の固定点を介してアームの自由端を支持する一方、アームの一部分として牽引車と被牽引車との連結角の検出範囲を越える相対回転を許容する弾性的な伸縮手段を設けたことを特徴とする連結車両の挙動制御装置。
【請求項２】
舵角を検出する手段と、その検出信号から車両の直進状態を判定するとアームの旋回角位置に応じた出力を連結角が０として初期化する手段と、を設けたことを特徴とする請求項１の記載に係る連結車両の挙動制御装置。
【請求項３】
車両の連結状態を検出する手段と、車体速を検出する手段と、舵角を検出する手段と、これらの検出信号に基づいて車両が連結状態かつ車体速が所定値以上かつ舵角の０を判定するとその状態で所定時間が経過したときにのみアームの旋回角位置に応じた出力を連結角が０として初期化する手段と、を設けたことを特徴とする請求項１に記載に係る連結車両の挙動制御装置。
【請求項４】
連結角の検出値を報知する手段を設けたことを特徴とする請求項１の記載に係る連結車両の挙動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、連結車両の挙動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
連結車両に特有な車両挙動としてトレーラスイング現象やジャックナイフ現象などがあり、これら異常挙動を抑制するため、従来から諸種の対策手段が開示される。このうち、牽引車と被牽引車との連結角とその時間導関数との少なくとも一方と、車両の動的回転曲率半径（または操舵角）とその時間導関数の少なくとも一方と、に基づいて初期の揺れ現象（トレーラスイング現象などの予兆）を判定すると、被牽引車への制動力を解除するように制御する手段を備えたものが知られる（特開平５−８５３３０号、参照）。ジャックナイフ現象については、連結点の周囲に配置のリミットスイッチやリターダの操作レバーに連動するスイッチなどに基づいて、これらがオンすると連結点の相対回転を物理的に規制するようにしたものがある（特開平７−２５７３３５号，特開平６−２１９３４０号，実開平６−５５９６８号，特開平９−２６３２７２号、参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
とくに前者（特開平５−８５３３０号）の場合、異常な車両挙動（トレーラスイング現象など）を抑制する制御のパラメータとして連結角を検出するため、第５輪カプラのサドル面にバネ式浮動ローラおよびその回転に応じて作動するポテンショメータが組み付けられ、牽引車と被牽引車とのキングピン回りの相対回転に伴うバネ式浮動ローラの回転角をポテンショメータの出力から演算するようになっている。しかしながら、このような検出機構においては、バネ式浮動ローラに滑りや摩耗を生じる可能性が高く、良好な検出精度や耐久性を確保しにくい。また、第５輪カプラへのバネ式浮動ローラおよびポテンショメータの組み付けやメンテナンスも容易でないという不具合が考えられる。
【０００４】
この発明は、このような不具合を踏まえてなされたものであり、簡単な構成により、連結角を正確に計測できる検出手段の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明では、牽引車と被牽引車との連結角をパラメータとして検出する連結車両の挙動制御装置において、連結角の検出手段として牽引車と被牽引車との間でいずれか一方に両者の連結点を中心として旋回可能なアームと、その旋回角位置に応じた出力を発生する手段と、を設けると共に、他方に設定の固定点を介してアームの自由端を支持する一方、アームの一部分として牽引車と被牽引車との連結角の検出範囲を越える相対回転を許容する弾性的な伸縮手段を設けたことを特徴とする。
【０００６】
第２の発明では、第１の発明に係る挙動制御装置において、舵角を検出する手段と、その検出信号から車両の直進状態を判定するとアームの旋回角位置に応じた出力を連結角が０として初期化する手段と、を設けたことを特徴とする。
【０００７】
第３の発明では、第１の発明に係る挙動制御装置において、車両の連結状態を検出する手段と、車体速を検出する手段と、舵角を検出する手段と、これらの検出信号に基づいて車両が連結状態かつ車体速が所定値以上かつ舵角の０を判定するとその状態で所定時間が経過したときにのみアームの旋回角位置に応じた出力を連結角が０として初期化する手段と、を設けたことを特徴とする。
【０００８】
第４の発明では、第１の発明に係る挙動制御装置において、連結角の検出値を報知する手段を設けたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の効果】
第１の発明では、アームは牽引車と被牽引車との間でいずれか一方にこれらの連結点を中心として旋回可能に設けられ、自由端が他方の固定点に支持されるので、両者の連結点を中心とする相対回転に連れて旋回する。このため、アームの旋回角位置に応じた出力から、牽引車と被牽引車との連結角をリアルタイムに検出することが可能となる。
【００１０】
また、牽引車と被牽引車との連結角の検出範囲を越えるアームの旋回を規制しても、弾性的な伸縮手段により、牽引車と被牽引車との連結角の検出範囲を越える相対回転が許容されるので、交差点などにおいて、車両を大きな連結角でゆっくりと旋回走行させることができる。
【００１１】
第２の発明では、舵角の検出信号から車両の直進状態が判定されると、そのときのアームの旋回角位置に応じた出力を連結角が０として初期化が行われるので、組付誤差など（たとえば、アームの自由端を支持する固定点の位置ずれ）を生じても、連結角を正確に検出することができる。第３の発明では、車両が連結状態かつ車体速が所定値以上かつ舵角の０が判定されると、その状態で所定時間が経過したときにのみ、アームの旋回角位置に応じた出力を連結角が０として初期化が行われるのである。
【００１２】
第４の発明では、連結角の報知により、運転者はこの情報を安全運転（異常な車両挙動の回避およびその立て直しなど）に生かせるようになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１〜図３の実施形態において、１はトラクタ（牽引車）、２はトレーラ（被牽引車）であり、トラクタ１の後部中央に連結器３（第５輪カプラ）が搭載され、トレーラ２の前部中央にキングピン（図示せず）が配置される。第５輪カプラ３は、トレーラ２の前部を支持するサドル４の中央下部にジョー機構（図示せず）が備えられ、サドル４の中央に受け入れるキングピンが回転自在な連結状態にロックする。また、ジョー機構のロックを解除すると、サドル４からキングピンが外せるので、トラクタ１からトレーラ２を切り離すことも可能となる。
【００１４】
トラクタ１の後部中央にマウントブラケット５が固定され、その左右１対の起立部６にサドル４がバランサシャフト７を介して支持される。そして、トラクタ１とトレーラ２との連結角を検出するため、マウントブラケット５間の中央（キングピンと同軸上）にポテンショメータ８が配置され、その回転軸８ａ（入力軸）にアーム９の基端が上下方向へ回動自由にピン結合される。トレーラ２の前部中央にアーム支持用ブラケット１１が配置され、アーム９の他端（自由端）はこのブラケット１１に左右方向へ回動自由にピン結合される。
【００１５】
トラクタ１とトレーラ２との間において、これらの連結点（キングピン）を中心とする相対回転が生じると、その動きはこれに追従して旋回するアーム９を介してポテンショメータ８の入力軸８ａへ伝達される。ポテンショメータ８は、入力軸８ａの回転角に応じた出力（電圧値）を発生するので、連結角が０（連結車両の直進状態）に対応するポテンショメータ８の出力が決まれば、ポテンショメータ８の出力から連結角を演算できるのである。
【００１６】
アーム９の旋回は、マウントブラケット５の起立部６に規制される。異常な車両挙動（ジャックナイフ現象など）を抑制する制御などにおいては、マウントブラケット５の起立部６にアーム９の旋回が規制されても、その範囲内の連結角で十分なのであり、それ以上の連結角を必要としないが、車両が交差点などでゆっくりと旋回走行するような場合、アーム９の旋回に対する規制範囲（連結角の検出範囲）を越える大きな連結角が要求される可能性も考えられる。
【００１７】
このため、アーム９の一部分として前端側（アーム支持用ブラケット１１側）にダンパスプリング１０が介装され、アーム９の旋回がマウントブラケット５の起立部６に規制されると、ダンパスプリング１０の弾性変形（伸縮）によって連結角の検出範囲を越える大きな連結角を許容できるようになっている。なお、アーム支持用ブラケット１１については、図４のようにアーム９のダンパスプリング１０を、ジャンパホース１２のコネクタ１２ａ（トレーラ２側に固定される）に引っ掛けるようにすると、これを省略することも可能となる。
【００１８】
図５は制御系のブロック構成であり、２０はトラクタ１に搭載のコントロールユニット、２１は第５輪カプラ３にキングピンが回転自在な連結状態（ジョー機構のロック状態）を検出するカプラスイッチ、２２は車体速検出手段、２４はトラクタ１の舵角センサ、２３は連結角検出手段、２６はトラクタ１の運転室に配置のディスプレイユニット（警報ランプや警報ブザーを備える）、２５はトレーラ２のブレーキモジュレータ、を表す。車体速検出手段２２は、トラクタ１の各輪毎に配置の回転センサおよびトレーラ２の各輪毎に配置の回転センサからなり、これら出力（車輪速度）の平均値を車体速として演算する。連結角検出手段２３は、既述の構成（ポテンショメータ８およびアーム９など）からなり、ポテンショメータ８の出力に対応する連結角を演算する。
【００１９】
コントロールユニット２０は、各入力信号（カプラスイッチ信号，車体速信号，舵角信号，連結角信号）に基づいて、トレーラ２のブレーキモジュレータ２５および運転室のディスプレイユニット２６を制御する。コントロールユニット２０においては、カプラスイッチ２１がオン（第５輪カブラ３にキングピンが回転自在の連結状態）かつ車体速検出手段２２の出力（車体速）が所定値（例えば、１５ｋｍ／ｈ）以上かどうかを判定する手段（図示せず）および後述の各手段（図示せず）が設定される。各手段は、カプラスイッチ２１がオンかつ車体速が所定値以上のときに動作する一方、カプラスイッチ２１がオフまたは車体速が所定値未満のときは動作が停止されるようになっている。
各手段としては、連結角検出手段２３の出力（連結角）を読み取る手段、連結角から連結角速度を演算する手段、舵角センサ２４の検出値（舵角）を読み取る手段、舵角をディスプレイユニット２６に連結角（および連結角速度）と共に表示する手段、車体速と舵角とから横加速度を演算する手段、横加速度に応じた連結角しきい値ａ1，ａ2（ａ1＜ａ2）および連結角速度しきい値ｂ1，ｂ2（ｂ1＜ｂ2）を設定する手段（警報に係るしきい値ａ1，ｂ1と、トレーラブレーキに係るしきい値ａ2，ｂ2と、を設定する）、連結角の検出値が連結角しきい値ａ1以上かつ連結角速度しきい値が連結角速度しきい値ｂ1以上になると所定の解除条件が成立するまでディスプレイユニット２６の警報ランプおよび警報ブザーを作動させる手段、連結角の検出値が連結角しきい値ａ2以上かつ連結角速度しきい値が連結角速度しきい値ｂ2以上になると所定の解除条件が成立するまでトレーラ２のブレーキモジュレータ２５への作動指令を出力する手段、が備えられる。所定の解除条件としては、連結角が規定値（舵角に対応する正常範囲の上限値）以下または車体速が規定値（制御領域の下限値：例えば、５ｋｍ／ｈ）が設定される。
【００２４】
このような構成により、連結角が連結角しきい値ａ1以上かつ連結角速度が同連結角速度しきい値ｂ1以上になると、所定の解除条件が成立するまでの間、警報ブザーおよび警報ランプが作動する。さらに、連結角が連結角しきい値ａ2以上かつ連結角速度が同連結角速度しきい値ｂ2以上になると、所定の解除条件が成立するまでの間、トレーラ２の車輪へ制動力が自動的に付与される。このため、運転者は警報ブザーおよび警報ランプの作動により、異常な車両挙動（ジャックナイフ現象など）が起こりやすい状態にあると適確に知ることが可能になる。また、トレーラ２の車輪への制動力により、トラクタ１は後側から引っ張られる具合に連結角が０へ引き伸ばされるようになり、連結角の異常な動き（車両挙動）を矯正することもできる。また、運転室のディスプレイユニット２６において、連結角もリアルタイムに表示されるので、運転者はこの情報を安全運転（異常な車両挙動の回避およびその立て直しなど）に生かせるようになる。
【００２５】
連結角検出手段２２は、組付誤差（たとえば、アーム９の自由端を支持する固定点の位置ずれ）や、とくにジャンパホース１２のコネクタ１２ａにアーム９の自由端部を形成するダンパスプリング１０を引っ掛けるような場合（図４、参照）、連結角（実際値）が０に対応するポテンショメータ８の出力に変化を生じる可能性も考えられる。このため、コントロールユニット２０に連結角が０を基準にポテンショメータ８の出力と連結角との対応関係を初期化する機能が付加される。
【００２６】
図６はこの機能を説明するフローチャートであり、ステップ１においては、カプラスイッチ２１がオンかどうかを判定する。ステップ２においては、車体速が所定値（たとえば、３０ｋｍ／ｈ）かどうかを判定する。ステップ３においては、舵角センサ２４の検出値（舵角）が０かどうかを判定する。そして、ステップ１の判定〜ステップ３の判定がすべてｙｅｓの状態で所定時間（たとえば、５秒）が経過すると、ステップ４およびステップ５からステップ６へ進み、そのときのポテンショメータ８の出力を連結角が０に対応するものとして初期化する。
【００２７】
これにより、トラクタ１およびトレーラ２が直進状態のときにポテンショメータ８の出力と連結角との対応関係が更新されるので、既述のように連結角が０に対応するポテンショメータ８の出力に変化が生じても、ポテンショメータ８の出力に対応する連結角を正確に求められるである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施形態を表す連結車両の側面図である。
【図２】  同じく要部平面図である。
【図３】  同じく要部側面図である。
【図４】  他の実施形態を表す要部側面図である。
【図５】  制御系のブロック構成図である。
【図６】  コントロールユニットの制御内容を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１  トラクタ
２  トレーラ（セミトレーラ）
３  第５輪カプラ
８  ポテンショメータ
９  アーム
１０  ダンパスプリング
１１  アーム支持用ブラケット
１２  ジャンパホース
２０  コントロールユニット
２２  車体速検出手段
２３  連結角検出手段
２４  舵角センサ
２５  トレーラのブレーキモジュレータ
２６  ディスプレイユニット
【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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