JPH09286346A - 連結車の車輪操舵制御方法 - Google Patents
連結車の車輪操舵制御方法Info
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- JPH09286346A JPH09286346A JP9870196A JP9870196A JPH09286346A JP H09286346 A JPH09286346 A JP H09286346A JP 9870196 A JP9870196 A JP 9870196A JP 9870196 A JP9870196 A JP 9870196A JP H09286346 A JPH09286346 A JP H09286346A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 トラクタと複数のトレーラとからなる多重連
結車に用いて好適の、連結車の車輪操舵制御方法に関
し、四輪操舵トラクタや多重連結車に関する各輪の操舵
制御を適切に行なうことができるようにする。 【解決手段】 トラクタ１と該トラクタ１に順に連結さ
れた複数のトレーラ２，２・・・にとをそなえ該トレー
ラ２，２・・・の車輪がいずれも操舵しうるように構成
された連結車の車輪操舵制御方法において、上記の各ト
レーラ２，２・・・における自車両の向きが、該自車両
の直前の車両の速度ベクトルの向きと一致又はほぼ一致
するように、該トレーラの車輪の操舵を制御する。
結車に用いて好適の、連結車の車輪操舵制御方法に関
し、四輪操舵トラクタや多重連結車に関する各輪の操舵
制御を適切に行なうことができるようにする。 【解決手段】 トラクタ１と該トラクタ１に順に連結さ
れた複数のトレーラ２，２・・・にとをそなえ該トレー
ラ２，２・・・の車輪がいずれも操舵しうるように構成
された連結車の車輪操舵制御方法において、上記の各ト
レーラ２，２・・・における自車両の向きが、該自車両
の直前の車両の速度ベクトルの向きと一致又はほぼ一致
するように、該トレーラの車輪の操舵を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トラクタと複数の
トレーラとからなる多重連結車について操縦安定性を向
上させながら各輪を適切に操舵するために用いて好適
の、連結車の車輪操舵制御方法に関する。
トレーラとからなる多重連結車について操縦安定性を向
上させながら各輪を適切に操舵するために用いて好適
の、連結車の車輪操舵制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車（トラック）による輸送需
要が増大しているが、トラクタに切り離し自在のトレー
ラを連結した連結車は、輸送量が大きく輸送効率に富む
ので、かかる車両の使用が増大している。ところが、こ
のような連結車は、大量輸送を行なう上では大きな利点
があるものの、この反面、走行性能に関しては安定性の
劣化、旋回時のわだち差の問題など改善すべき点があ
る。
要が増大しているが、トラクタに切り離し自在のトレー
ラを連結した連結車は、輸送量が大きく輸送効率に富む
ので、かかる車両の使用が増大している。ところが、こ
のような連結車は、大量輸送を行なう上では大きな利点
があるものの、この反面、走行性能に関しては安定性の
劣化、旋回時のわだち差の問題など改善すべき点があ
る。
【０００３】すなわち、連結車は、トレーラとトラクタ
との間に相対回転を可能にする関節点がそなえられてい
るので、乗用車のような単一車に比べて、操縦安定性が
劣り、蛇行運動等を生じやすく、また、わだち差（即
ち、内輪差）を大きく生じやすい。そこで、特開平７−
１７４２８号公報に開示されているように、本出願人
は、トラクタに１両のトレーラを連結した連結車におい
て、トラクタの前輪とトレーラの車輪とを操舵する操舵
制御方法及びその装置を提案した。
との間に相対回転を可能にする関節点がそなえられてい
るので、乗用車のような単一車に比べて、操縦安定性が
劣り、蛇行運動等を生じやすく、また、わだち差（即
ち、内輪差）を大きく生じやすい。そこで、特開平７−
１７４２８号公報に開示されているように、本出願人
は、トラクタに１両のトレーラを連結した連結車におい
て、トラクタの前輪とトレーラの車輪とを操舵する操舵
制御方法及びその装置を提案した。
【０００４】かかる技術は、トレーラの車両の向きがト
ラクタの速度ベクトルの向きに一致するように、トレー
ラの車輪を制御するものである。そして、トラクタの速
度ベクトルの向き、即ち、トラクタの速度ベクトルとト
ラクタの中心線とのなす角βｈは、以下のように表せ
る。 βｈ＝（ｖTC−ｌｈ・γTC）／ｕTC ただし、トラクタの横方向速度をｖTC、トラクタとトレ
ーラとの関節点（ヒッチ点）及びトラクタ重心点の２点
間の距離をｌｈ、トラクタ重心点回りのトラクタのヨー
レイトをγTC、トラクタの前後方向速度をｕTCとする。
ラクタの速度ベクトルの向きに一致するように、トレー
ラの車輪を制御するものである。そして、トラクタの速
度ベクトルの向き、即ち、トラクタの速度ベクトルとト
ラクタの中心線とのなす角βｈは、以下のように表せ
る。 βｈ＝（ｖTC−ｌｈ・γTC）／ｕTC ただし、トラクタの横方向速度をｖTC、トラクタとトレ
ーラとの関節点（ヒッチ点）及びトラクタ重心点の２点
間の距離をｌｈ、トラクタ重心点回りのトラクタのヨー
レイトをγTC、トラクタの前後方向速度をｕTCとする。
【０００５】ヒッチ点とトラクタ重心点間の距離ｌｈは
定数であるため、トラクタの横方向速度ｖTC，重心点回
りのトラクタのヨーレイトγTC，トラクタの前後方向速
度ｕ TCを検出すれば、角度βｈを求めることができる。
また、トレーラの向きは相対ヨー角度ψで表すことがで
きる。そして、この技術では、速度ベクトルの角度βｈ
を相対ヨー角度ψとが一致するようにトレーラの車輪操
舵角δ5 が制御される。例えば、角度βｈ，ψについて
反時計回りを正方向とすると、角度βｈが角度ψよりも
小さければトレーラの車輪操舵角δ5 を反時計回りに増
大させ、角度βｈが角度ψよりも大きければトレーラの
車輪操舵角δ5 を反時計回りに減少させ、角度βｈが角
度ψに一致すればトレーラは車両中心線の向いている方
向に素直に牽引されることになり、かかる連結車の操縦
安定性が向上する。
定数であるため、トラクタの横方向速度ｖTC，重心点回
りのトラクタのヨーレイトγTC，トラクタの前後方向速
度ｕ TCを検出すれば、角度βｈを求めることができる。
また、トレーラの向きは相対ヨー角度ψで表すことがで
きる。そして、この技術では、速度ベクトルの角度βｈ
を相対ヨー角度ψとが一致するようにトレーラの車輪操
舵角δ5 が制御される。例えば、角度βｈ，ψについて
反時計回りを正方向とすると、角度βｈが角度ψよりも
小さければトレーラの車輪操舵角δ5 を反時計回りに増
大させ、角度βｈが角度ψよりも大きければトレーラの
車輪操舵角δ5 を反時計回りに減少させ、角度βｈが角
度ψに一致すればトレーラは車両中心線の向いている方
向に素直に牽引されることになり、かかる連結車の操縦
安定性が向上する。
【０００６】このようにトレーラの車輪操舵角を制御す
るためには、目標トレーラ車輪操舵角を設定しながらト
レーラの車輪操舵を制御するが、この目標トレーラ車輪
操舵角の設定は、以下のように行なっている。つまり、
トレーラの車輪を操舵可能に連結した数学モデルにおい
て、トラクタの横方向速度，トラクタのヨーレイト，ト
ラクタとトレーラとの相対ヨー角度，トラクタの前輪操
舵角，及びトレーラの車輪操舵角についての運動方程式
から、トレーラの車輪操舵角δ5 と相対ヨー角度ψとの
関係を表す伝達関数を導出しておく。そして、連結車の
走行中に相対ヨー角度ψを検出しながら、この検出され
た相対ヨー角度ψと上記の伝達関数とから目標トレーラ
車輪操舵角を決定する。さらに、トレーラの車輪操舵角
δ5 がこの目標トレーラ車輪操舵角になるようにトレー
ラの車輪の操舵を制御する。
るためには、目標トレーラ車輪操舵角を設定しながらト
レーラの車輪操舵を制御するが、この目標トレーラ車輪
操舵角の設定は、以下のように行なっている。つまり、
トレーラの車輪を操舵可能に連結した数学モデルにおい
て、トラクタの横方向速度，トラクタのヨーレイト，ト
ラクタとトレーラとの相対ヨー角度，トラクタの前輪操
舵角，及びトレーラの車輪操舵角についての運動方程式
から、トレーラの車輪操舵角δ5 と相対ヨー角度ψとの
関係を表す伝達関数を導出しておく。そして、連結車の
走行中に相対ヨー角度ψを検出しながら、この検出され
た相対ヨー角度ψと上記の伝達関数とから目標トレーラ
車輪操舵角を決定する。さらに、トレーラの車輪操舵角
δ5 がこの目標トレーラ車輪操舵角になるようにトレー
ラの車輪の操舵を制御する。
【０００７】このような技術により、連結車のトレーラ
の車輪の操舵制御を的確に行ない連結車の操縦安定性を
高めることが可能になる。
の車輪の操舵制御を的確に行ない連結車の操縦安定性を
高めることが可能になる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な従来技術は、操舵要素が、トラクタの左右一対の操舵
輪とトレーラの左右一対の車輪の前後２組である連結車
両を対象にトレーラの車輪の操舵制御を考えているが、
連結車としては、さらに多数の車輪を操舵しうるものも
考えられる。
な従来技術は、操舵要素が、トラクタの左右一対の操舵
輪とトレーラの左右一対の車輪の前後２組である連結車
両を対象にトレーラの車輪の操舵制御を考えているが、
連結車としては、さらに多数の車輪を操舵しうるものも
考えられる。
【０００９】つまり、例えばトラクタが左右一対の前輪
及び左右一対の後輪がともに駆動輪である四輪操舵型の
ものであって且つトレーラの車輪を操舵できるようにし
たものが考えられる。さらに輸送量の大きい連結車とし
て、複数のトレーラを連結した多重連結車が考えられ、
かかる多重連結車において、各トレーラの車輪を操舵で
きるようにしたものも考えられる。
及び左右一対の後輪がともに駆動輪である四輪操舵型の
ものであって且つトレーラの車輪を操舵できるようにし
たものが考えられる。さらに輸送量の大きい連結車とし
て、複数のトレーラを連結した多重連結車が考えられ、
かかる多重連結車において、各トレーラの車輪を操舵で
きるようにしたものも考えられる。
【００１０】このように、多数の車輪を操舵できるよう
にしたものでは、各車輪を適切に制御することができれ
ばかかる連結車の操縦安定性をより高めることが可能と
なる。上述の従来技術では、四輪操舵型にトレーラの車
輪の操舵を組み合わせた操舵制御や複数のトレーラを連
結した多重連結車における各車輪の操舵制御について
は、特に考えられておらず、何らかの制御技術が必要に
なる。
にしたものでは、各車輪を適切に制御することができれ
ばかかる連結車の操縦安定性をより高めることが可能と
なる。上述の従来技術では、四輪操舵型にトレーラの車
輪の操舵を組み合わせた操舵制御や複数のトレーラを連
結した多重連結車における各車輪の操舵制御について
は、特に考えられておらず、何らかの制御技術が必要に
なる。
【００１１】一方、このように多数の操舵輪を有する
と、設定すべき目標操舵角が多数になるため、上述の従
来技術のような、連結車の運動方程式から伝達関数を導
出してこの伝達関数に基づいて目標トレーラ車輪操舵角
を決定するという手法は、適用できない。すなわち、四
輪操舵トラクタや多重連結車に関する運動方程式をつく
ると、未知数の多い多元運動方程式になり、上述の従来
技術と同様に伝達関数を導くことは困難であり、新たな
手法の開発が望まれる。
と、設定すべき目標操舵角が多数になるため、上述の従
来技術のような、連結車の運動方程式から伝達関数を導
出してこの伝達関数に基づいて目標トレーラ車輪操舵角
を決定するという手法は、適用できない。すなわち、四
輪操舵トラクタや多重連結車に関する運動方程式をつく
ると、未知数の多い多元運動方程式になり、上述の従来
技術と同様に伝達関数を導くことは困難であり、新たな
手法の開発が望まれる。
【００１２】本発明は、上述の課題に鑑み創案されたも
ので、四輪操舵トラクタや多重連結車に関する各輪の操
舵制御を適切に行なうことができるようにした、連結車
の車輪操舵制御方法を提供することを目的とする。
ので、四輪操舵トラクタや多重連結車に関する各輪の操
舵制御を適切に行なうことができるようにした、連結車
の車輪操舵制御方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明の連結車の車輪操舵制御方法は、トラクタと該
トラクタに順に連結された複数のトレーラとをそなえ該
トレーラの車輪がいずれも操舵しうるように構成された
連結車の車輪操舵制御方法において、上記の各トレーラ
における自車両の向きが、該自車両の直前の車両の速度
ベクトルの向きと一致又はほぼ一致するように、該トレ
ーラの車輪の操舵を制御することを特徴としている。
の本発明の連結車の車輪操舵制御方法は、トラクタと該
トラクタに順に連結された複数のトレーラとをそなえ該
トレーラの車輪がいずれも操舵しうるように構成された
連結車の車輪操舵制御方法において、上記の各トレーラ
における自車両の向きが、該自車両の直前の車両の速度
ベクトルの向きと一致又はほぼ一致するように、該トレ
ーラの車輪の操舵を制御することを特徴としている。
【００１４】請求項２記載の本発明の連結車の車輪操舵
制御方法は、トラクタと該トラクタに順に連結された単
数又は複数のトレーラとをそなえ該トラクタの前後輪が
いずれも操舵しうるとともに該トレーラの車輪も操舵し
うるように構成された連結車の車輪操舵制御方法におい
て、該トラクタの後輪及び該トレーラの車輪が、該トラ
クタの重心点横すべり角を０とし、かつ、該トレーラの
向きが該トレーラの直前の車両の速度ベクトルの向きと
一致又はほぼ一致するように、操舵制御することを特徴
としている。
制御方法は、トラクタと該トラクタに順に連結された単
数又は複数のトレーラとをそなえ該トラクタの前後輪が
いずれも操舵しうるとともに該トレーラの車輪も操舵し
うるように構成された連結車の車輪操舵制御方法におい
て、該トラクタの後輪及び該トレーラの車輪が、該トラ
クタの重心点横すべり角を０とし、かつ、該トレーラの
向きが該トレーラの直前の車両の速度ベクトルの向きと
一致又はほぼ一致するように、操舵制御することを特徴
としている。
【００１５】請求項１又は２記載の方法では、いずれの
車両についても、その車両の向きがその直前の車両の速
度ベクトルの向きに一致するように制御することであ
り、例えば、トラクタに近い順に第１トレーラ，第２ト
レーラ，第３トレーラ・・・とすると、第１トレーラの
車輪については、第１トレーラの車両の向きがトラクタ
の速度ベクトルの向きに一致するように操舵を制御し、
第２トレーラの車輪については、第２トレーラの車両の
向きが第１トレーラの速度ベクトルの向きに一致するよ
うに操舵を制御し、第３トレーラの車両の向きが第２ト
レーラの速度ベクトルの向きに一致するように操舵を制
御するのである。
車両についても、その車両の向きがその直前の車両の速
度ベクトルの向きに一致するように制御することであ
り、例えば、トラクタに近い順に第１トレーラ，第２ト
レーラ，第３トレーラ・・・とすると、第１トレーラの
車輪については、第１トレーラの車両の向きがトラクタ
の速度ベクトルの向きに一致するように操舵を制御し、
第２トレーラの車輪については、第２トレーラの車両の
向きが第１トレーラの速度ベクトルの向きに一致するよ
うに操舵を制御し、第３トレーラの車両の向きが第２ト
レーラの速度ベクトルの向きに一致するように操舵を制
御するのである。
【００１６】請求項３記載の本発明の連結車の車輪操舵
制御方法は、トラクタと該トラクタに順に連結された単
数又は複数のトレーラとをそなえ該トラクタの前後輪が
いずれも操舵しうるとともに該トレーラの車輪も操舵し
うるように構成された連結車の車輪操舵制御方法におい
て、各車両毎に、該トラクタの横速度，該トラクタのヨ
ーレイト，上記の各トレーラの前車両に対する連結角及
び該トラクタの前輪舵角，該トラクタの後輪舵角，上記
の各トレーラの車輪舵角に関する運動方程式を立て、該
運動方程式から状態方程式を導き、該状態方程式に関す
るシステムに、該トラクタの重心点横すべり角を０とし
且つ該トレーラの向きを該トレーラの直前の車両の速度
ベクトルの向きと一致させるような条件下で設定された
制御マトリクスＣd を導入したサーボ制御系を構成し
て、該状態方程式の状態量及び該サーボ制御系の誤差量
についてのフィードバック係数を次式（１）の評価関数
を最小にする最適解として、次式（２）のリカッチ方程
式の解Ｐから求めて、
制御方法は、トラクタと該トラクタに順に連結された単
数又は複数のトレーラとをそなえ該トラクタの前後輪が
いずれも操舵しうるとともに該トレーラの車輪も操舵し
うるように構成された連結車の車輪操舵制御方法におい
て、各車両毎に、該トラクタの横速度，該トラクタのヨ
ーレイト，上記の各トレーラの前車両に対する連結角及
び該トラクタの前輪舵角，該トラクタの後輪舵角，上記
の各トレーラの車輪舵角に関する運動方程式を立て、該
運動方程式から状態方程式を導き、該状態方程式に関す
るシステムに、該トラクタの重心点横すべり角を０とし
且つ該トレーラの向きを該トレーラの直前の車両の速度
ベクトルの向きと一致させるような条件下で設定された
制御マトリクスＣd を導入したサーボ制御系を構成し
て、該状態方程式の状態量及び該サーボ制御系の誤差量
についてのフィードバック係数を次式（１）の評価関数
を最小にする最適解として、次式（２）のリカッチ方程
式の解Ｐから求めて、
【００１７】
【数２】
【００１８】こうして求められたフィードバック係数に
基づいて、上記トラクタの後輪舵角及び上記の各トレー
ラの車輪舵角をフィードバック制御することを特徴とし
ている。
基づいて、上記トラクタの後輪舵角及び上記の各トレー
ラの車輪舵角をフィードバック制御することを特徴とし
ている。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図１１を参照して、
本発明の一実施形態としての連結車の車輪操舵制御方法
について説明する。まず、本実施形態にかかる連結車を
説明する。図２はその連結車を示す車両側面図であり、
図示するように、本連結車は、荷室９をそなえたトラク
タ（フルトラクタ）１と、このトラクタ１に連結される
複数のトレーラ２からなる。ただし、紙面の都合により
図２中にはトレーラは２つだけ示している。
本発明の一実施形態としての連結車の車輪操舵制御方法
について説明する。まず、本実施形態にかかる連結車を
説明する。図２はその連結車を示す車両側面図であり、
図示するように、本連結車は、荷室９をそなえたトラク
タ（フルトラクタ）１と、このトラクタ１に連結される
複数のトレーラ２からなる。ただし、紙面の都合により
図２中にはトレーラは２つだけ示している。
【００２０】トラクタ１とトレーラ２及びトレーラ２，
２の相互の間には、連結装置５が介装されている。この
連結装置５は、トラクタ１又はトレーラ２の後部におい
てシャーシフレーム６の上面に設けられたカプラ３と、
トレーラ２の前部においてシャーシフレーム１０の下面
に突設されたキングピン４とからなる。カプラ３は開閉
自在な一対のジョー（図示略）を有し、ジョーの対向縁
部には係合凹所が形成され、この係合凹所間にキングピ
ン４を挿入して一対のジョーを閉じることで係合凹所間
にキングピン４を係止させることができる。また、閉鎖
状態の一対のジョーの対向縁部の隙間にロックプランジ
ャ（図示略）を圧入することで、ジョーを閉鎖状態に固
定しうるようになっている。
２の相互の間には、連結装置５が介装されている。この
連結装置５は、トラクタ１又はトレーラ２の後部におい
てシャーシフレーム６の上面に設けられたカプラ３と、
トレーラ２の前部においてシャーシフレーム１０の下面
に突設されたキングピン４とからなる。カプラ３は開閉
自在な一対のジョー（図示略）を有し、ジョーの対向縁
部には係合凹所が形成され、この係合凹所間にキングピ
ン４を挿入して一対のジョーを閉じることで係合凹所間
にキングピン４を係止させることができる。また、閉鎖
状態の一対のジョーの対向縁部の隙間にロックプランジ
ャ（図示略）を圧入することで、ジョーを閉鎖状態に固
定しうるようになっている。
【００２１】そして、トラクタ１の前輪７は図示しない
ステアリングハンドル（ハンドル）の操作に応じて転舵
されるようになっているほか、トラクタ１の後輪８及び
各トレーラ２の車輪１８もハンドル操作に応じて転舵さ
れるようになっている。図３は各トレーラ２の車輪１８
及びトラクタ１の後輪８をそなえたシャーシフレーム部
分を示す模式的な平面図であり、図示するように、トレ
ーラ２のシャーシフレーム１０又はトラクタ１のシャー
シフレーム６は、左右のサイドレール１２と、両端がサ
イドレール１２に固着された複数のクロスメンバとをそ
なえている。左右のサイドフレーム１２は、メーンリー
フスプリング２０の前端部及び後端部をシャックルリン
ク（図示略）を介して支持している。
ステアリングハンドル（ハンドル）の操作に応じて転舵
されるようになっているほか、トラクタ１の後輪８及び
各トレーラ２の車輪１８もハンドル操作に応じて転舵さ
れるようになっている。図３は各トレーラ２の車輪１８
及びトラクタ１の後輪８をそなえたシャーシフレーム部
分を示す模式的な平面図であり、図示するように、トレ
ーラ２のシャーシフレーム１０又はトラクタ１のシャー
シフレーム６は、左右のサイドレール１２と、両端がサ
イドレール１２に固着された複数のクロスメンバとをそ
なえている。左右のサイドフレーム１２は、メーンリー
フスプリング２０の前端部及び後端部をシャックルリン
ク（図示略）を介して支持している。
【００２２】１６は、トレーラ２の車輪１８又はトラク
タ１の後輪８（図中には左輪のみ示す）を回転自在に支
持するアクスルハウジングである。このアクスルハウジ
ング１６は、後述のトレーラ車輪操舵機構又はトラクタ
後輪操舵機構により、その車幅方向中心の回りに回転駆
動され、これにより、車輪１８又は８が転舵されるよう
になっている。
タ１の後輪８（図中には左輪のみ示す）を回転自在に支
持するアクスルハウジングである。このアクスルハウジ
ング１６は、後述のトレーラ車輪操舵機構又はトラクタ
後輪操舵機構により、その車幅方向中心の回りに回転駆
動され、これにより、車輪１８又は８が転舵されるよう
になっている。
【００２３】このように回動するアクスルハウジング１
６は、その両端部を、メーンリーフスプリング２０とそ
の上方に配設されたヘルパリーフスプリング２２にラバ
ーパッド部材（図示略）を介して支持されており、メー
ンリーフスプリング２０に対するアクスルハウジング１
６の相対変位が可能とされ、アクスルハウジング１６の
回動が許容されるようになっている。
６は、その両端部を、メーンリーフスプリング２０とそ
の上方に配設されたヘルパリーフスプリング２２にラバ
ーパッド部材（図示略）を介して支持されており、メー
ンリーフスプリング２０に対するアクスルハウジング１
６の相対変位が可能とされ、アクスルハウジング１６の
回動が許容されるようになっている。
【００２４】トレーラ車輪操舵機構及びトラクタ後輪操
舵機構は、車輪操舵アクチュエータとしての油圧シリン
ダ装置３０と、アクスルハウジング１６の回転中心とし
てのＶ型頂点部を有する平面視Ｖ字状の上方ラジアスロ
ッド４０と、油圧シリンダ装置３０のピストン軸３２の
変位をアクスルハウジング１６の回転に変位するための
機構とを有している。
舵機構は、車輪操舵アクチュエータとしての油圧シリン
ダ装置３０と、アクスルハウジング１６の回転中心とし
てのＶ型頂点部を有する平面視Ｖ字状の上方ラジアスロ
ッド４０と、油圧シリンダ装置３０のピストン軸３２の
変位をアクスルハウジング１６の回転に変位するための
機構とを有している。
【００２５】すなわち、上方ラジアスロッド４０は、左
右のサイドフレーム１２間に配設され、そのＶ字頂点部
をボールジョイントを介してアクセルハウジング１６に
枢着され、その左右自由端部をボールジョイントを介し
て各サイドフレーム１２にそれぞれ枢着されている。さ
らに、Ｌ字状レバー５０と共に変換機構の主要部をなす
左右の下方ラジアスロッド６０は、それぞれの一端をア
クセルハウジング１６の両端下部に設けられたブラケッ
トにボールジョイントを介して枢着され、その各他端を
Ｌ字状レバー５０の横腕の先端にボールジョイントを介
して枢着されている。また、Ｌ字状レバー５０の屈曲部
は、サイドフレーム１２に固着したブラケットにより枢
支されており、Ｌ字状レバー５０の縦腕の後端には、コ
ネクティングロッド７０の端部がボールジョイントを介
して枢着されている。
右のサイドフレーム１２間に配設され、そのＶ字頂点部
をボールジョイントを介してアクセルハウジング１６に
枢着され、その左右自由端部をボールジョイントを介し
て各サイドフレーム１２にそれぞれ枢着されている。さ
らに、Ｌ字状レバー５０と共に変換機構の主要部をなす
左右の下方ラジアスロッド６０は、それぞれの一端をア
クセルハウジング１６の両端下部に設けられたブラケッ
トにボールジョイントを介して枢着され、その各他端を
Ｌ字状レバー５０の横腕の先端にボールジョイントを介
して枢着されている。また、Ｌ字状レバー５０の屈曲部
は、サイドフレーム１２に固着したブラケットにより枢
支されており、Ｌ字状レバー５０の縦腕の後端には、コ
ネクティングロッド７０の端部がボールジョイントを介
して枢着されている。
【００２６】油圧シリンダ装置３０のピストン軸３２
は、ボールジョイントを介して例えば左側のＬ字状レバ
ー５０の縦腕の中間部に連結され、油圧シリンダ装置３
０のシリンダ３４は、ボールジョイントを介してシャー
シフレーム１０のブラケットに支持されている。これに
より、油圧シリンダ装置３０の伸縮に応じて、Ｌ字状レ
バー５０が回動し、下方ラジアスロッド６０を介してア
クセルハウジング１６の端部を前後に駆動してアクスル
ハウジング１６を回動するようになっている。
は、ボールジョイントを介して例えば左側のＬ字状レバ
ー５０の縦腕の中間部に連結され、油圧シリンダ装置３
０のシリンダ３４は、ボールジョイントを介してシャー
シフレーム１０のブラケットに支持されている。これに
より、油圧シリンダ装置３０の伸縮に応じて、Ｌ字状レ
バー５０が回動し、下方ラジアスロッド６０を介してア
クセルハウジング１６の端部を前後に駆動してアクスル
ハウジング１６を回動するようになっている。
【００２７】このような油圧シリンダ装置３０の伸縮の
ために、図４に示すように、油圧ポンプ８０及び制御弁
８２がそえられ、制御弁８２により、油圧シリンダ装置
３０の左右の各シリンダ室と油圧ポンプ８０との間の連
通状態を制御して、油圧シリンダ装置３０の伸縮調整を
行なうようになっている。油圧シリンダ装置３０の伸縮
調整は、もちろんトレーラ車輪及びトラクタ後輪の操舵
のためのもので、制御弁８２の制御を行なうために、制
御手段（コントローラ）１５がそなえられ、このコント
ローラ１５には、トラクタ１の横方向加速度を検出する
ための横Ｇセンサ１０１と、トラクタ１の前後方向加速
度を検出するための前後Ｇセンサ１０２と、トラクタ１
のヨーレイトを検出するためのヨーレイトセンサ１０３
と、トラクタ１とトレーラ２とのヨー角度を検出するた
めのヨー角度センサ１０４と、トラクタ１の車速を検出
する車速センサ１０６と、トラクタ１のハンドル操舵角
を検出する操舵角センサ１０７とから各検出情報が入力
されるようになっている。
ために、図４に示すように、油圧ポンプ８０及び制御弁
８２がそえられ、制御弁８２により、油圧シリンダ装置
３０の左右の各シリンダ室と油圧ポンプ８０との間の連
通状態を制御して、油圧シリンダ装置３０の伸縮調整を
行なうようになっている。油圧シリンダ装置３０の伸縮
調整は、もちろんトレーラ車輪及びトラクタ後輪の操舵
のためのもので、制御弁８２の制御を行なうために、制
御手段（コントローラ）１５がそなえられ、このコント
ローラ１５には、トラクタ１の横方向加速度を検出する
ための横Ｇセンサ１０１と、トラクタ１の前後方向加速
度を検出するための前後Ｇセンサ１０２と、トラクタ１
のヨーレイトを検出するためのヨーレイトセンサ１０３
と、トラクタ１とトレーラ２とのヨー角度を検出するた
めのヨー角度センサ１０４と、トラクタ１の車速を検出
する車速センサ１０６と、トラクタ１のハンドル操舵角
を検出する操舵角センサ１０７とから各検出情報が入力
されるようになっている。
【００２８】また、コントローラ１５のプロセッサは、
後述するような本連結車の車輪操舵制御方法にかかる各
種演算を行なう機能を有しており、コントローラ１５で
は、入力される検出データをプロセッサで演算し、各目
標操舵角を決定して、この目標操舵角に基づいて、各々
の車輪を操舵制御する。ここで、本連結車の車輪操舵制
御方法を説明すると、本方法では、まず、各車両毎に、
該トラクタの横速度，該トラクタのヨーレイト，上記の
各トレーラの前車両に対する連結角及び該トラクタの前
輪舵角，該トラクタの後輪舵角，上記の各トレーラの車
輪舵角に関する運動方程式を立て、次に、該運動方程式
から状態方程式を導き、そして、該状態方程式に関する
システムに、所要の条件下で設定された制御マトリクス
Ｃd を導入したサーボ制御系を構成して、該状態方程式
の状態量及び該サーボ制御系の誤差量についてのフィー
ドバック係数を評価関数を最小にする最適解として、リ
カッチ方程式の解から求めて、求められたフィードバッ
ク係数に基づいて、上記トラクタの後輪舵角及び上記の
各トレーラの車輪舵角をフィードバック制御するのであ
る。
後述するような本連結車の車輪操舵制御方法にかかる各
種演算を行なう機能を有しており、コントローラ１５で
は、入力される検出データをプロセッサで演算し、各目
標操舵角を決定して、この目標操舵角に基づいて、各々
の車輪を操舵制御する。ここで、本連結車の車輪操舵制
御方法を説明すると、本方法では、まず、各車両毎に、
該トラクタの横速度，該トラクタのヨーレイト，上記の
各トレーラの前車両に対する連結角及び該トラクタの前
輪舵角，該トラクタの後輪舵角，上記の各トレーラの車
輪舵角に関する運動方程式を立て、次に、該運動方程式
から状態方程式を導き、そして、該状態方程式に関する
システムに、所要の条件下で設定された制御マトリクス
Ｃd を導入したサーボ制御系を構成して、該状態方程式
の状態量及び該サーボ制御系の誤差量についてのフィー
ドバック係数を評価関数を最小にする最適解として、リ
カッチ方程式の解から求めて、求められたフィードバッ
ク係数に基づいて、上記トラクタの後輪舵角及び上記の
各トレーラの車輪舵角をフィードバック制御するのであ
る。
【００２９】ここで、本方法を具体的に説明する。ま
ず、本方法における運動方程式を立てるにあたって、図
１及び次に示す表１〜表５に示すように、各数値を設定
する。なお、第１ヒッチ点とは、トラクタ１とこの後方
に繋がる第１トレーラ２との連結点（以下、ヒッチ点と
いう）であり、第２ヒッチ点とは、第１トレーラ２とこ
の後方に繋がる第２トレーラとのヒッチ点であり、以
下、第ｎヒッチ点とは、第（ｎ−１）トレーラ２とこの
後方に繋がる第ｎトレーラとのヒッチ点である。
ず、本方法における運動方程式を立てるにあたって、図
１及び次に示す表１〜表５に示すように、各数値を設定
する。なお、第１ヒッチ点とは、トラクタ１とこの後方
に繋がる第１トレーラ２との連結点（以下、ヒッチ点と
いう）であり、第２ヒッチ点とは、第１トレーラ２とこ
の後方に繋がる第２トレーラとのヒッチ点であり、以
下、第ｎヒッチ点とは、第（ｎ−１）トレーラ２とこの
後方に繋がる第ｎトレーラとのヒッチ点である。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】
【００３２】
【表３】
【００３３】
【表４】
【００３４】
【表５】
【００３５】図１に示すように、１台のトラクタが複数
のセミ・トレーラを牽引する場合について、トラクタ前
輪だけでなくトラクタ後輪、トレーラ輪の全てが操舵で
きるとして運動方程式を作成すると以下のようになる。
ここでは、各ヒッチ点での横方向の力を考慮して各車両
ごとに運動方程式を立て、この横力を消去整理すると
（３）式にみるようなｍ×ｍのマトリックスとなる。こ
こでは（ｎ−１）台のトレーラを牽引している場合で、
全体としてｎ台の車両群について検討する。この場合ｍ
＝ｎ＋１である。
のセミ・トレーラを牽引する場合について、トラクタ前
輪だけでなくトラクタ後輪、トレーラ輪の全てが操舵で
きるとして運動方程式を作成すると以下のようになる。
ここでは、各ヒッチ点での横方向の力を考慮して各車両
ごとに運動方程式を立て、この横力を消去整理すると
（３）式にみるようなｍ×ｍのマトリックスとなる。こ
こでは（ｎ−１）台のトレーラを牽引している場合で、
全体としてｎ台の車両群について検討する。この場合ｍ
＝ｎ＋１である。
【００３６】
【数３】
【００３７】このような（３）式から、状態方程式
（４）が導かれ、この式を簡単に（５）式のように記述
する。
（４）が導かれ、この式を簡単に（５）式のように記述
する。
【００３８】
【数４】
【００３９】
【数５】
【００４０】状態方程式（５）は、２ｎ＋２の状態変数
からなり、ｎ＋２の入力をもつ多入力システムである。
そこで、この状態方程式（５）をベースにして、各車両
を予め設定した目標値に追従させるサーボ制御系を構成
する。つまり、式（５）のシステムに制御量ｙd 、制御
マトリクスＣd を導入し、この制御量ｙd を目標値ｙr
に誤差なく追従させるサーボ制御系を構成する。このと
きの誤差ｅを次式のように表す。
からなり、ｎ＋２の入力をもつ多入力システムである。
そこで、この状態方程式（５）をベースにして、各車両
を予め設定した目標値に追従させるサーボ制御系を構成
する。つまり、式（５）のシステムに制御量ｙd 、制御
マトリクスＣd を導入し、この制御量ｙd を目標値ｙr
に誤差なく追従させるサーボ制御系を構成する。このと
きの誤差ｅを次式のように表す。
【００４１】
【数６】
【００４２】ここで、それぞれの目標値ｙriは全ての車
両について次のように定める。 （Ａ）トラクタの重心点横すべり角を０にする。これは
次式で表される。
両について次のように定める。 （Ａ）トラクタの重心点横すべり角を０にする。これは
次式で表される。
【００４３】
【数７】
【００４４】（Ｂ）第１トレーラ：ヒッチ点におけるト
ラクタの速度ベクトルの方向に車体中心線を一致させ
る。（図６参照） （以降この条件をベクトルフォロー条件と呼ぶ）
ラクタの速度ベクトルの方向に車体中心線を一致させ
る。（図６参照） （以降この条件をベクトルフォロー条件と呼ぶ）
【００４５】
【数８】
【００４６】（Ｃ）第２トレーラ：第２トレーラのヒッ
チ点でベクトルフォロー条件を満たす。
チ点でベクトルフォロー条件を満たす。
【００４７】
【数９】
【００４８】（Ｄ）第３トレーラ：以下同様に考える。 以上の結果を一つにまとめると制御マトリクス−Ｃd が
得られる。ここでδ1fをステップ入力と仮定し、（４）
式を微分して次の変数変換を適用する。
得られる。ここでδ1fをステップ入力と仮定し、（４）
式を微分して次の変数変換を適用する。
【００４９】
【数１０】
【００５０】この結果（２）式は次式のように変形され
る。
る。
【００５１】
【数１１】
【００５２】この場合の出力方程式を次式で表す。
【００５３】
【数１２】
【００５４】ここで操作量ｖを状態フィードバックによ
り以下のように作成する。
り以下のように作成する。
【００５５】
【数１３】
【００５６】このフィードバック係数Ｆは（Ａ0 ，
Ｂ0 ）が可制御であれば存在し、次式の評価関数
Ｂ0 ）が可制御であれば存在し、次式の評価関数
【００５７】
【数１４】
【００５８】を最小にする最適解として、次のＲｉｃａ
ｔｔｉ方程式の解Ｐから求めることができる。なお、上
式（１）において、Ｑは勾配指定マトリクス、Ｒは伝達
マトリクスであり、誤差ｅをできる限り小さくするため
には、Ｑは大きく、Ｒは小さく設定することが望まし
い。
ｔｔｉ方程式の解Ｐから求めることができる。なお、上
式（１）において、Ｑは勾配指定マトリクス、Ｒは伝達
マトリクスであり、誤差ｅをできる限り小さくするため
には、Ｑは大きく、Ｒは小さく設定することが望まし
い。
【００５９】
【数１５】
【００６０】初期値０の場合、各輪操舵角ｄは次式によ
り与えられる。
り与えられる。
【００６１】
【数１６】
【００６２】Ｑを１００、Ｒを１として、ｎ＝２の場合
について、車速を変更して求めたδ2 を与えるフィード
バック係数Ｆを図７に示す。（諸元は表６参照） 図７に示すように、車速に応じて、各フィードバック係
数Ｆ01，Ｆ02，Ｆ03，Ｆ04，Ｆ11，Ｆ12を設定すること
で、下式（１１）により、入力値ｖ1 ，γ1 ，ψ12，ψ
12′〔「′」は時間微分を示す〕，ｅ1 ，ｅ2 から、第
１トレーラの目標操舵角δ2 を求めることができる。
について、車速を変更して求めたδ2 を与えるフィード
バック係数Ｆを図７に示す。（諸元は表６参照） 図７に示すように、車速に応じて、各フィードバック係
数Ｆ01，Ｆ02，Ｆ03，Ｆ04，Ｆ11，Ｆ12を設定すること
で、下式（１１）により、入力値ｖ1 ，γ1 ，ψ12，ψ
12′〔「′」は時間微分を示す〕，ｅ1 ，ｅ2 から、第
１トレーラの目標操舵角δ2 を求めることができる。
【００６３】 δ2 ＝Ｆ01ｖ1 ＋Ｆ02γ1 ＋Ｆ03ψ12＋Ｆ04ψ12′＋Ｆ11ｅ1 ＋Ｆ12ｅ2 ・・・（１１）
【００６４】
【表６】
【００６５】本発明の一実施形態としての連結車の車輪
操舵制御方法は、上述のように構成されているので、上
述のようにして予めフィードバック係数Ｆを算定してお
くことで、所要周期で入力される検出情報に基づいて、
各車輪の目標操舵角δを設定することで、トラクタの重
心点横すべり角を０にし、且つ、自車両の向きが自車両
の直前の車両の速度ベクトルの向きと一致させる（即
ち、ベクトルフォロー条件を成立させる）ようにしなが
らトラクタ後輪及び各トレーラ車輪の操舵制御を行なう
とことができ、多重連結車の操縦安定性を向上させるこ
とができる。
操舵制御方法は、上述のように構成されているので、上
述のようにして予めフィードバック係数Ｆを算定してお
くことで、所要周期で入力される検出情報に基づいて、
各車輪の目標操舵角δを設定することで、トラクタの重
心点横すべり角を０にし、且つ、自車両の向きが自車両
の直前の車両の速度ベクトルの向きと一致させる（即
ち、ベクトルフォロー条件を成立させる）ようにしなが
らトラクタ後輪及び各トレーラ車輪の操舵制御を行なう
とことができ、多重連結車の操縦安定性を向上させるこ
とができる。
【００６６】このような本方法を検討するために、シミ
ュレーション解析を行なったので、これについて説明す
る。まず、検討を簡単にするため前述の表５に示すよう
に同一諸元のセミトレーラを複数台牽引することにし
た。トラクタ前輪蛇角入力に対する過渡応答の代表例と
して、車線変更と円進入の場合を想定した２種類の操舵
入力を用い、外乱入力としてパルス状の力が作用すると
した。
ュレーション解析を行なったので、これについて説明す
る。まず、検討を簡単にするため前述の表５に示すよう
に同一諸元のセミトレーラを複数台牽引することにし
た。トラクタ前輪蛇角入力に対する過渡応答の代表例と
して、車線変更と円進入の場合を想定した２種類の操舵
入力を用い、外乱入力としてパルス状の力が作用すると
した。
【００６７】また、一部車輪のみの付加操舵で安定性が
向上できれば、好都合なので最初に考慮した。トレーラ
を２台連結（ｎ＝３）した場合、以下のケースについて
検討を行なった。 （ａ）トラクタ前輪のみ操舵する。 （ｂ）トラクタ後輪を協調操舵する。
向上できれば、好都合なので最初に考慮した。トレーラ
を２台連結（ｎ＝３）した場合、以下のケースについて
検討を行なった。 （ａ）トラクタ前輪のみ操舵する。 （ｂ）トラクタ後輪を協調操舵する。
【００６８】（トラクタ重心点横すべり角を０に制御す
る） （ｃ）第２トレーラを協調操舵する。（第２トレーラが
ベクトルフォロー条件を満足する） 以上の３ケースについてのシュミレーション結果を図８
に示したが効果はあまり大きくない。
る） （ｃ）第２トレーラを協調操舵する。（第２トレーラが
ベクトルフォロー条件を満足する） 以上の３ケースについてのシュミレーション結果を図８
に示したが効果はあまり大きくない。
【００６９】なお、ここでは、トラクタ後輪を付加操舵
するとトラクタのヨーレイトゲインが低下するので、こ
の場合にはトラクタ前輪入力蛇角を２倍にしてヨーレイ
トゲインを略一定にしてある。次に、全車輪を協調操舵
した場合の応答を説明する。前述のように、「トラクタ
後輪はトラクタ重心点横すべり角を０に制御し、各トレ
ーラ輪はそれぞれをベクトルフォロー状態に制御する」
という各条件が同時に達成されるように、全車輪を協調
操舵したときの応答を求めた。ここでは、トレーラが３
台連結された場合（ｎ＝４）について求めた結果を図９
に示す。図示するように、車線変更、円進入の場合と
も、先頭のトラクタから最後尾のトレーラまで殆ど同一
のヨーレイトゲイン特性を示しており、安定性の向上は
顕著である。この場合の誤差は概略０であり目標を達成
している。
するとトラクタのヨーレイトゲインが低下するので、こ
の場合にはトラクタ前輪入力蛇角を２倍にしてヨーレイ
トゲインを略一定にしてある。次に、全車輪を協調操舵
した場合の応答を説明する。前述のように、「トラクタ
後輪はトラクタ重心点横すべり角を０に制御し、各トレ
ーラ輪はそれぞれをベクトルフォロー状態に制御する」
という各条件が同時に達成されるように、全車輪を協調
操舵したときの応答を求めた。ここでは、トレーラが３
台連結された場合（ｎ＝４）について求めた結果を図９
に示す。図示するように、車線変更、円進入の場合と
も、先頭のトラクタから最後尾のトレーラまで殆ど同一
のヨーレイトゲイン特性を示しており、安定性の向上は
顕著である。この場合の誤差は概略０であり目標を達成
している。
【００７０】さらに、外乱に対する安定性を検討した。
つまり、パルス状の外乱入力がトレーラのみに加えられ
たが、トラクタの運転者はこれに気がつかずそのまま直
進走行している場合の安定性について検討した。図１０
は、トレーラを３台牽引している時（ｎ＝４）に、最後
尾のトレーラに外乱が作用したときのシュミレーション
結果であり、図示するように、この場合でも付加操舵に
より他車両に若干影響が生じるが、安定性の向上は顕著
であることがわかる。
つまり、パルス状の外乱入力がトレーラのみに加えられ
たが、トラクタの運転者はこれに気がつかずそのまま直
進走行している場合の安定性について検討した。図１０
は、トレーラを３台牽引している時（ｎ＝４）に、最後
尾のトレーラに外乱が作用したときのシュミレーション
結果であり、図示するように、この場合でも付加操舵に
より他車両に若干影響が生じるが、安定性の向上は顕著
であることがわかる。
【００７１】ところで、ここまでの考察は状態量と誤差
は全て検出可能だとして進めてきたが、実際にはトラク
タ横速度ｖ1 、誤差ｅ1 などは計測が容易ではない。そ
こで、計測が割合容易な少数の状態量から誤差も含めた
他の全ての状態量を推定し、この推定値により状態フィ
ードバックを行なうことを検討した。状態方程式（４）
式に状態フィードバックを行なうと、次式のようにフィ
ードバック係数Ｆを含んだ形で表される。
は全て検出可能だとして進めてきたが、実際にはトラク
タ横速度ｖ1 、誤差ｅ1 などは計測が容易ではない。そ
こで、計測が割合容易な少数の状態量から誤差も含めた
他の全ての状態量を推定し、この推定値により状態フィ
ードバックを行なうことを検討した。状態方程式（４）
式に状態フィードバックを行なうと、次式のようにフィ
ードバック係数Ｆを含んだ形で表される。
【００７２】
【数１７】
【００７３】時間がたてば、ｘ，ｅは一定値に収束し、
（１２）式は、次のようになる。
（１２）式は、次のようになる。
【００７４】
【数１８】
【００７５】したがって、この２行目から、 ０＝−Ｃd ｘs ＝０−Ｃd ｘs ＝ｙr −ｙds となり、ｙd は偏差なくｙr （＝０）に収束する。この
ように構成した制御系をブロック線図に示すと図５のよ
うになる。図５に示すように、制御量ｙr と目標値ｙd
との差分（ｙr −ｙd ）をＫ1 ／ｓでラプラス変換し
て、この値に、出力ｘにゲインＫ0 を乗算した値を加算
して、さらに、ゲインＢ2 を乗算する。そして、こうし
て得られた値に、トラクタの前輪操舵角（ハンドル角に
対応）δ1fにゲインＢ1 を乗算した値，及び出力ｘにゲ
インＡ 0 を乗算した値を加算して、この加算値をＫ1 ／
ｓでラプラス変換し、さらに、Ｃd に応じたゲインを乗
算して目標値ｙd を得る。もちろん、この目標値がフィ
ードされて次の制御に用いられる。
ように構成した制御系をブロック線図に示すと図５のよ
うになる。図５に示すように、制御量ｙr と目標値ｙd
との差分（ｙr −ｙd ）をＫ1 ／ｓでラプラス変換し
て、この値に、出力ｘにゲインＫ0 を乗算した値を加算
して、さらに、ゲインＢ2 を乗算する。そして、こうし
て得られた値に、トラクタの前輪操舵角（ハンドル角に
対応）δ1fにゲインＢ1 を乗算した値，及び出力ｘにゲ
インＡ 0 を乗算した値を加算して、この加算値をＫ1 ／
ｓでラプラス変換し、さらに、Ｃd に応じたゲインを乗
算して目標値ｙd を得る。もちろん、この目標値がフィ
ードされて次の制御に用いられる。
【００７６】この（１２）式の状態変数の一部が出力ｙ
として直接測定できるとすると、そのときの出力方程式
は次式となる。
として直接測定できるとすると、そのときの出力方程式
は次式となる。
【００７７】
【数１９】
【００７８】可制御性については出力マトリックスＣに
関係なく（１２′）式のＡ′，Ｂ′により決定される。
可観測性についてはＣが影響するので、測定する状態変
数の数が少なくても、残りの変数を推定できるかどうか
がポイントとなる。具体的に検討を進めるため、２台ト
レーラを牽引した場合に焦点を合わせる。可観測である
のは、最小の測定値の数が２個の場合である。
関係なく（１２′）式のＡ′，Ｂ′により決定される。
可観測性についてはＣが影響するので、測定する状態変
数の数が少なくても、残りの変数を推定できるかどうか
がポイントとなる。具体的に検討を進めるため、２台ト
レーラを牽引した場合に焦点を合わせる。可観測である
のは、最小の測定値の数が２個の場合である。
【００７９】この場合（ψ12′，ψ23′）の組み合わせ
の場合の出力は次式で表される。なお、ψ12′，ψ23′
の「′」は時間微分を示す。
の場合の出力は次式で表される。なお、ψ12′，ψ23′
の「′」は時間微分を示す。
【００８０】
【数２０】
【００８１】（１２）式と（１４）式から、Ｇｏｐｉｔ
ａｔｈの方法により次のようなオブザーバを作成した。
ａｔｈの方法により次のようなオブザーバを作成した。
【００８２】
【数２１】
【００８３】各輪の操舵角ｄは推定した状態量Ｚ*によ
り決定されるので、次式で与えられる。
り決定されるので、次式で与えられる。
【００８４】
【数２２】
【００８５】このように、（ψ12′，ψ23′）の測定値
のみが得られたとして、他の状態量を推定してフィード
バックした場合のシュミレーション結果を図１１に示
す。図示するように、円進入の場合には定常偏差が残っ
ているが、かなり精度のよい結果が得られている。この
ように、本方法、即ち、１台のトラクタが数台のセミト
レーラを牽引する場合に、全ての車輪を協調操舵し、安
定性を向上させる方法についてシュミレーションを主体
に解析を行なったことで、以下の結果が得られた。 （１）状態方程式をベースにして、各車両を定められた
それぞれの目標に追従させるサーボ制御系を構成し、そ
れぞれの車輪を最適に操舵する状態フィードバック系を
構成する方法を示した。 （２）円旋回進入、車線変更時および横風外乱が作用し
た場合の運動を上記システムを用いた一連のシミュレー
ションにより検討し、全輪操舵が安定向上に与える効果
を明確にした。 （３）トレーラの相対ヨー角度のみを計測し、他の状態
量を推測するオブザーバを構成し、シミュレーションに
より効果を確認した。
のみが得られたとして、他の状態量を推定してフィード
バックした場合のシュミレーション結果を図１１に示
す。図示するように、円進入の場合には定常偏差が残っ
ているが、かなり精度のよい結果が得られている。この
ように、本方法、即ち、１台のトラクタが数台のセミト
レーラを牽引する場合に、全ての車輪を協調操舵し、安
定性を向上させる方法についてシュミレーションを主体
に解析を行なったことで、以下の結果が得られた。 （１）状態方程式をベースにして、各車両を定められた
それぞれの目標に追従させるサーボ制御系を構成し、そ
れぞれの車輪を最適に操舵する状態フィードバック系を
構成する方法を示した。 （２）円旋回進入、車線変更時および横風外乱が作用し
た場合の運動を上記システムを用いた一連のシミュレー
ションにより検討し、全輪操舵が安定向上に与える効果
を明確にした。 （３）トレーラの相対ヨー角度のみを計測し、他の状態
量を推測するオブザーバを構成し、シミュレーションに
より効果を確認した。
【００８６】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明の連結車の車輪操舵制御方法によれば、トラクタと
該トラクタに順に連結された複数のトレーラとをそなえ
該トレーラの車輪がいずれも操舵しうるように構成され
た連結車の車輪操舵制御方法において、上記の各トレー
ラにおける自車両の向きが、該自車両の直前の車両の速
度ベクトルの向きと一致又はほぼ一致するように、該ト
レーラの車輪の操舵を制御することにより、多重連結車
の操舵を適切に行なうことができるようになり、多重連
結車の操縦安定性を向上させることができる。
発明の連結車の車輪操舵制御方法によれば、トラクタと
該トラクタに順に連結された複数のトレーラとをそなえ
該トレーラの車輪がいずれも操舵しうるように構成され
た連結車の車輪操舵制御方法において、上記の各トレー
ラにおける自車両の向きが、該自車両の直前の車両の速
度ベクトルの向きと一致又はほぼ一致するように、該ト
レーラの車輪の操舵を制御することにより、多重連結車
の操舵を適切に行なうことができるようになり、多重連
結車の操縦安定性を向上させることができる。
【００８７】請求項２記載の本発明の連結車の車輪操舵
制御方法によれば、トラクタと該トラクタに順に連結さ
れた単数又は複数のトレーラとをそなえ該トラクタの前
後輪がいずれも操舵しうるとともに該トレーラの車輪も
操舵しうるように構成された連結車の車輪操舵制御方法
において、該トラクタの後輪及び該トレーラの車輪が、
該トラクタの重心点横すべり角を０とし、且つ、該トレ
ーラの向きが該トレーラの直前の車両の速度ベクトルの
向きと一致又はほぼ一致するように、操舵制御すること
により、前後輪操舵式のトラクタ及びこれに連結したト
レーラが操舵可能のものにおいて、操舵を適切に行なう
ことができるようになり、連結車の操縦安定性を向上さ
せることができる。
制御方法によれば、トラクタと該トラクタに順に連結さ
れた単数又は複数のトレーラとをそなえ該トラクタの前
後輪がいずれも操舵しうるとともに該トレーラの車輪も
操舵しうるように構成された連結車の車輪操舵制御方法
において、該トラクタの後輪及び該トレーラの車輪が、
該トラクタの重心点横すべり角を０とし、且つ、該トレ
ーラの向きが該トレーラの直前の車両の速度ベクトルの
向きと一致又はほぼ一致するように、操舵制御すること
により、前後輪操舵式のトラクタ及びこれに連結したト
レーラが操舵可能のものにおいて、操舵を適切に行なう
ことができるようになり、連結車の操縦安定性を向上さ
せることができる。
【００８８】請求項３記載の本発明の連結車の車輪操舵
制御方法によれば、トラクタと該トラクタに順に連結さ
れた単数又は複数のトレーラとをそなえ該トラクタの前
後輪がいずれも操舵しうるとともに該トレーラの車輪も
操舵しうるように構成された連結車の車輪操舵制御方法
において、各車両毎に、該トラクタの横速度，該トラク
タのヨーレイト，上記の各トレーラの前車両に対する連
結角及び該トラクタの前輪舵角，該トラクタの後輪舵
角，上記の各トレーラの車輪舵角に関する運動方程式を
立て、該運動方程式から状態方程式を導き、該状態方程
式に関するシステムに、該トラクタの重心点横すべり角
を０とし且つ該トレーラの向きを該トレーラの直前の車
両の速度ベクトルの向きと一致させるような条件下で設
定された制御マトリクスＣd を導入したサーボ制御系を
構成して、該状態方程式の状態量及び該サーボ制御系の
誤差量についてのフィードバック係数を次式（１）の評
価関数を最小にする最適解として、次式（２）のリカッ
チ方程式の解Ｐから求めて、
制御方法によれば、トラクタと該トラクタに順に連結さ
れた単数又は複数のトレーラとをそなえ該トラクタの前
後輪がいずれも操舵しうるとともに該トレーラの車輪も
操舵しうるように構成された連結車の車輪操舵制御方法
において、各車両毎に、該トラクタの横速度，該トラク
タのヨーレイト，上記の各トレーラの前車両に対する連
結角及び該トラクタの前輪舵角，該トラクタの後輪舵
角，上記の各トレーラの車輪舵角に関する運動方程式を
立て、該運動方程式から状態方程式を導き、該状態方程
式に関するシステムに、該トラクタの重心点横すべり角
を０とし且つ該トレーラの向きを該トレーラの直前の車
両の速度ベクトルの向きと一致させるような条件下で設
定された制御マトリクスＣd を導入したサーボ制御系を
構成して、該状態方程式の状態量及び該サーボ制御系の
誤差量についてのフィードバック係数を次式（１）の評
価関数を最小にする最適解として、次式（２）のリカッ
チ方程式の解Ｐから求めて、
【００８９】
【数２３】
【００９０】こうして求められたフィードバック係数に
基づいて、上記トラクタの後輪舵角及び上記の各トレー
ラの車輪舵角をフィードバック制御することにより、四
輪操舵トラクタや多重連結車に関する各輪の操舵制御に
かかる目標値を適切且つ確実に設定することができ、連
結車の操縦安定性を確実に向上させることができるよう
になる。
基づいて、上記トラクタの後輪舵角及び上記の各トレー
ラの車輪舵角をフィードバック制御することにより、四
輪操舵トラクタや多重連結車に関する各輪の操舵制御に
かかる目標値を適切且つ確実に設定することができ、連
結車の操縦安定性を確実に向上させることができるよう
になる。
【図１】本発明の一実施形態としての連結車の車輪操舵
制御方法にかかるパラメータ等を説明する図である。
制御方法にかかるパラメータ等を説明する図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる連結車の構成を説
明する模式的な側面図である。
明する模式的な側面図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかるトレーラ等の操舵
車輪部分を示す模式的な平面図である。
車輪部分を示す模式的な平面図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかるトレーラ等の車輪
操舵制御系を示す模式図である。
操舵制御系を示す模式図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかるトレーラ等の車輪
操舵のブロック線図である。
操舵のブロック線図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかるベクトルフォロー
を説明する図である。
を説明する図である。
【図７】本発明の一実施形態にかかるフィードバック係
数の設定例を示す図である。
数の設定例を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態にかかるシュミレーション
結果を示す図である。
結果を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態にかかるシュミレーション
結果を示す図である。
結果を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態にかかるシュミレーショ
ン結果を示す図である。
ン結果を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態にかかるシュミレーショ
ン結果を示す図である。
ン結果を示す図である。
【符号の説明】 １ トラクタ（フルトラクタ） ２ トレーラ ３ カプラ ４ キングピン ５ 連結装置 ６ シャーシフレーム ７ トラクタ１の前輪 ８ トラクタ１の後輪 ９ 荷室 １０ シャーシフレーム １８ トレーラ２の車輪 １２ サイドレール ２０ メーンリーフスプリング １６ アクスルハウジング ２２ ヘルパリーフスプリング ３０ 油圧シリンダ装置 ３２ 油圧シリンダ装置３０のピストン軸 ４０ 上方ラジアスロッド ５０ Ｌ字状レバー ６０ 下方ラジアスロッド ７０ コネクティングロッド ３４ 油圧シリンダ装置３０のシリンダ ８０ 油圧ポンプ ８２ 制御弁 １５ 制御手段（コントローラ） １０１ 横Ｇセンサ １０２ 前後Ｇセンサ １０３ ヨーレイトセンサ １０４ ヨー角度センサ １０６ 車速センサ １０７ 操舵角センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ６２Ｄ 137:00
Claims (3)
- 【請求項１】 トラクタと該トラクタに順に連結された
複数のトレーラとをそなえ該トレーラの車輪がいずれも
操舵しうるように構成された連結車の車輪操舵制御方法
において、 上記の各トレーラにおける自車両の向きが、該自車両の
直前の車両の速度ベクトルの向きと一致又はほぼ一致す
るように、該トレーラの車輪の操舵を制御することを特
徴とする、連結車の車輪操舵制御方法。 - 【請求項２】 トラクタと該トラクタに順に連結された
単数又は複数のトレーラとをそなえ該トラクタの前後輪
がいずれも操舵しうるとともに該トレーラの車輪も操舵
しうるように構成された連結車の車輪操舵制御方法にお
いて、 該トラクタの後輪及び該トレーラの車輪が、該トラクタ
の重心点横すべり角を０とし、且つ、該トレーラの向き
が該トレーラの直前の車両の速度ベクトルの向きと一致
又はほぼ一致するように、操舵制御することを特徴とす
る、連結車の車輪操舵制御方法。 - 【請求項３】 トラクタと該トラクタに順に連結された
単数又は複数のトレーラとをそなえ該トラクタの前後輪
がいずれも操舵しうるとともに該トレーラの車輪も操舵
しうるように構成された連結車の車輪操舵制御方法にお
いて、 各車両毎に、該トラクタの横速度，該トラクタのヨーレ
イト，上記の各トレーラの前車両に対する連結角及び該
トラクタの前輪舵角，該トラクタの後輪舵角，上記の各
トレーラの車輪舵角に関する運動方程式を立て、 該運動方程式から状態方程式を導き、 該状態方程式に関するシステムに、該トラクタの重心点
横すべり角を０とし且つ該トレーラの向きを該トレーラ
の直前の車両の速度ベクトルの向きと一致させるような
条件下で設定された制御マトリクスＣd を導入したサー
ボ制御系を構成して、 該状態方程式の状態量及び該サーボ制御系の誤差量につ
いてのフィードバック係数を次式（１）の評価関数を最
小にする最適解として、次式（２）のリカッチ方程式の
解Ｐから求めて、 【数１】 こうして求められたフィードバック係数に基づいて、上
記トラクタの後輪舵角及び上記の各トレーラの車輪舵角
をフィードバック制御することを特徴とする、連結車の
車輪操舵制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9870196A JPH09286346A (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | 連結車の車輪操舵制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9870196A JPH09286346A (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | 連結車の車輪操舵制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09286346A true JPH09286346A (ja) | 1997-11-04 |
Family
ID=14226814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9870196A Pending JPH09286346A (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | 連結車の車輪操舵制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09286346A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013080288A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-05-02 | Jvc Kenwood Corp | 位置管理装置、位置管理システム、及び位置管理プログラム |
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| JP2018514431A (ja) * | 2015-03-04 | 2018-06-07 | 鄭州机械研究所有限公司 | 自動車、１輪軸／２輪軸無軌道列車及び対応するトラッキング・ステアリング制御方法 |
| WO2021249088A1 (zh) * | 2020-06-10 | 2021-12-16 | 中车株洲电力机车有限公司 | 多铰接式车辆及其轨迹跟随控制方法与系统 |
| CN114007927A (zh) * | 2019-06-27 | 2022-02-01 | Zf腓特烈斯哈芬股份公司 | 用于稳定牵引车-挂车组合的方法和设备以及控制器 |
| CN114852170A (zh) * | 2021-02-05 | 2022-08-05 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | 拖车跟踪控制 |
| JP2022551378A (ja) * | 2019-08-14 | 2022-12-09 | ボルボトラックコーポレーション | 最適レーンキープアシスト装置、最適レーンキープアシスト方法、連結車両、コンピュータプログラム及びコンピュータプログラムを保持するコンピュータ可読媒体 |
| CN118387191A (zh) * | 2024-05-15 | 2024-07-26 | 东南大学 | 基于挂车主动转向的铰接式车辆横摆稳定控制方法及系统 |
-
1996
- 1996-04-19 JP JP9870196A patent/JPH09286346A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN118387191A (zh) * | 2024-05-15 | 2024-07-26 | 东南大学 | 基于挂车主动转向的铰接式车辆横摆稳定控制方法及系统 |
| CN118387191B (zh) * | 2024-05-15 | 2025-08-08 | 东南大学 | 基于挂车主动转向的铰接式车辆横摆稳定控制方法及系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020108 |