JPH11240462A - トレーラの操縦装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自走可能な車両にトレーラを連結した状態で
走行する際に、前後進旋回時共に、通常とさほど変わら
ない操舵を可能にする。 【解決手段】 ダンパ内蔵スプリング装置１３により車
両２とトレーラ１との連結部分の左右方向に対する揺動
に対して連結角を０度にする向きに常に弾発付勢する。
トラクタ車両２の旋回運動を検出したら、トレーラ車輪
４Ｌ・４Ｒの転舵角をトラクタ車両の旋回運動の軌跡に
合わせるようにアクチュエータ５により制御する。これ
により、後進旋回時の連結角の不安定さに対する高度な
熟練操舵を必要とせずに容易に操縦し得ると共に、前進
旋回時の内輪差によるトレーラによる巻き込みを防止で
きる。また、連結角が大きくなることなくトレーラ車輪
を転舵させるため、小回り性を確保でき、トラクタ車両
とトレーラとの間隔を大きくあける必要がないため、短
い間隔により外観的に一体感を出すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自走可能な車両の
後部に連結されて牽引されるトレーラの操縦装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、バンやピックアップトラック等
をはじめとする一般的な用途に供する自走可能な車両の
後部にヒッチを設け、キャンピング用キャビンやモータ
ーボートキャリア等をトレーラとして連結して牽引する
場合があるが、そのようなトレーラを牽引する場合に
は、後進時の運転が特に難しいことが知られている。

【０００３】このような連結車両の後進時には、トレー
ラの車輪よりも手前になるヒッチのピボット点をトラク
タ車両が押すことになるので、通常の感覚で車両を操舵
すると、トレーラの車輪が抵抗となって車両とトレーラ
とがヒッチを中心にくの字状に折れ曲がるいわゆるジャ
ックナイフ現象を生じる場合があり、そのようになると
後進不能な状態に陥ってしまう。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】したがって、トレーラ
を連結した状態で後進するには、通常とは異なる変則的
な操舵を強いられ、操縦違和感が生じるばかりでなく、
トレーラに思い通りの軌跡を辿らせるには、高度な熟練
を要するという問題がある。

【０００５】また、前進時においても、連結角が発生す
ることにより内輪差が発生してトレーラがトラクタ車両
の軌跡の内側に入り込むことによる巻き込みが生じ、旋
回時の運転が難しいという問題がある。

【０００６】さらに、小回り性を確保するために大きな
連結角を作るためには、従来の牽引構造にあってはトラ
クタ車両とトレーラとの間に大きな間隔を設けることに
なり、外観上の美観を向上させることが難しかった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決し
て、自走可能な車両にトレーラを連結した状態で走行す
る際に、前後進旋回時共に、通常とさほど変わらない操
舵により思い通りの軌跡を辿らせることができるように
改善されたトレーラの操縦装置を提供することを実現す
るために、本発明に於いては、自走可能な車両の後部に
連結されて牽引されるトレーラの操縦装置であって、前
記車両の旋回運動を検出する車両旋回検出手段と、前記
トレーラの左右のトレーラ車輪を転舵するためのトレー
ラ車輪転舵手段と、前記車両の旋回運動において前記連
結角を０度にする前記トレーラ車輪の軌跡に合わせるべ
く予め定められた転舵角にて前記トレーラ車輪を制御す
る旋回制御手段と、前記車両と前記トレーラとの間に設
けられかつ前記連結角の変化を許容すると共に前記連結
角を０度にする方向に付勢する弾発付勢連結手段とを有
するものとした。

【０００８】このようにすることにより、トラクタとな
る車両の旋回運動において連結角を０度にする軌跡にて
トレーラを走行させるべく予め設定した転舵角にてトレ
ーラ車輪を制御することから、トレーラが車両の旋回運
動に合わせた積極的な旋回運動を行うことができ、車両
の前後中心軸とトレーラの前後中心軸とを折り曲げる力
がヒッチのピボット点に作用しなくなるので、通常通り
の操舵による円滑な軌跡をトレーラに辿らせることが可
能となると共に、長い車両と同等の感覚になり、旋回時
の車両及びトレーラの挙動に違和感が生じることがな
い。その際に連結角を０度にするように弾発付勢連結手
段により付勢することから、外乱によりトレーラの走行
が乱れるような場合でも連結角を０度に保持することが
できる。また、連結角の変化の上限を規制するストッパ
を設けることにより、車両とトレーラとの接触を避ける
ことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に添付の図面に示された具体
例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明す
る。

【００１０】図１は、本発明が適用されたトレーラの操
縦装置の一実施例を示している。このトレーラ１は、公
知の如く、自走可能なトラクタとしての車両２の後部に
固定されたヒッチ３に連結されるものである。トレーラ
１の左右の車輪４Ｌ・４Ｒの各々には、各車輪４Ｌ・４
Ｒを転舵するトレーラ車輪転舵手段として、電動あるい
は油圧の直線駆動アクチュエータ５及びアクチュエータ
５により駆動される転舵装置６が連結されている。ま
た、トレーラ１には、旋回制御手段としてアクチュエー
タ５に制御信号を与える電子制御ユニット７が設けられ
ている。

【００１１】トラクタ車両２は、特定されない一般の自
動車であって良いが、ステアリングの操舵角を検出する
操舵角センサ８と、シフトポジションを検出するシフト
センサ９とを設けられており、シフトポジションＳＰ及
び操舵角θｓの各信号を電子制御ユニット７に与えるこ
とができるようになっている。これらの信号から車両の
前後進かつ旋回状態を検出することができる。

【００１２】また、上記したアクチュエータ５の動作量
から換算することができるトレーラ１の車輪４Ｌ・４Ｒ
の転舵角θｔ信号も同様に電子制御ユニット７に入力し
ている。なお、制御ユニット７に対する電源供給は、ト
ラクタ車両２に搭載したバッテリから行っても良いし、
トレーラ１に別のバッテリを搭載し、それから行うよう
にしても良い。

【００１３】図２は本発明が適用されたトレーラ１及び
中立位置弾発付勢手段を示す平面図である。図２に示さ
れるように、車両２の後部に設けられた左右一対のフレ
ーム２ａに、本トレーラ１の一部をなす固定結合バー１
ａが、例えば左右にそれぞれ設けたコ字形ブラケットを
介してボルト止めされている。その固定結合バー１ａに
は平行して延在する車両側横バー１１がブラケットを介
して固設されており、その車両側横バー１１の中央部に
ヒッチ３が設けられて、そのヒッチ３にトレーラ１の可
動フレーム１ｂが連結されている。

【００１４】可動フレーム１ｂの中間部には、ヒッチ３
における連結角が図に示されるように０度の状態で車両
側横バー１１に平行するトレーラ側横バー１２が固設さ
れている。それら両横バー１１・１２間には、中立位置
弾発付勢手段として左右一対のダンパ内蔵スプリング装
置１３が、その軸線を連結角０度における車両２及びト
レーラ１の軸線（前後方向中心線）に平行させて、両横
バー１１・１２の各左右端部間をそれぞれ連結するよう
に配設されている。

【００１５】このダンパ内蔵スプリング装置１３の各横
バー１１・１２との連結構造にあっては、車両２に対す
るトレーラ１の左右方向の振れを許容する方向に回動自
在なようにクレビス結合されていると共に、さらに車両
側横バー１１への連結構造にあっては、車両２に対して
相対的にトレーラ１が上下動しても何ら問題ないよう
に、車両側横バー１１の軸線方向端部に枢軸部１１ａを
形成して、その枢軸部１１ａの軸線回りに対しても回動
自在に連結されている。併せて、図３に示されるよう
に、ヒッチ３と両枢軸部１１ａとを互いに同軸に配設し
ており、それにより、車両２に対するトレーラ１の上下
動が許容される。

【００１６】上記ダンパ内蔵スプリング装置１３の構造
の一例について、図４を参照して以下に示す。図４に示
したものにあっては、車両２側に連結されるシリンダ１
３ａと、そのシリンダ１３ａの軸線方向に往復動自在に
一体化されかつトレーラ１側に連結されるロッド１３ｂ
と、それらシリンダ１３ａ及びロッド１３ｂ間に同軸的
に介装された圧縮コイルばね１３ｃとを有している。ま
た、シリンダ１３ａ内にはオイルが封入されており、本
装置がダンパとしても機能するようになっていると共
に、ロッド１３ｂの連結側には圧縮ストロークを規制す
るべくシリンダ１３ａのロッド出没側端面が衝当し得る
弾性ストッパ１３ｄが取り付けられている。

【００１７】このように、車両２とトレーラ１との連結
部分に左右方向に対する揺動に対して連結角を０度にす
る向きに弾発付勢するダンパ内蔵スプリング装置１３を
設けたことにより、連結角が増大するに連れて圧縮側の
ダンパ内蔵スプリング装置１３の弾発付勢力が増大し得
るため、常に連結角を０度に保持するように修正するこ
とができる。なお、圧縮コイルばね１３ｃをある程度の
初期荷重力をもって予圧しておくことにより、連結角を
０度にする力を好適に発揮させることができる。

【００１８】次に、電子制御ユニット７における本発明
に基づく連結車両の操縦要領について図５のフロー図を
参照して以下に示す。その第１ステップＳＴ１では操舵
角θｓの信号を読み込んで確認し、第２ステップＳＴ２
ではトレーラ１の車輪転舵角θｔの信号を読み込んで確
認し、第３ステップＳＴ３では連結車両の円弧運動のモ
デリングを確認する。このモデリングとしては、トラク
タ車両２の操舵角θｓから決定される前輪転舵角に対し
て連結角θｊを０度とするためのトレーラ１の車輪転舵
角を予め設定しておく。

【００１９】次の第４ステップＳＴ４ではモデリングに
基づき転舵角の目標値としての目標転舵角θｏの推定を
行い、第５ステップＳＴ５ではアクチュエータ５を駆動
制御してトレーラ車輪４Ｌ・４Ｒをモデリングから求め
た転舵角にして、第６ステップＳＴ６に進む。その第６
ステップＳＴ６ではトレーラ車輪転舵角θｔが目標転舵
角θｏになったか否かを判別し、一致していない場合に
は第１ステップＳＴ１に戻って第１ステップＳＴ１から
第５ステップＳＴ５までをやり直し、一致した場合には
本制御サイクルを終了する。

【００２０】このようにしてトレーラ車輪４Ｌ・４Ｒの
転舵を制御し、上記したように連結角を０度に保持しつ
つ、トラクタ車両２の旋回運動における軌跡に合わせて
トレーラ１を走行させることができる。なお、上記制御
フローでは走行状態の確認を示していないが、例えばシ
フトポジションＳＰ信号により前進／後進を判別した
り、車速信号により走行の有無を判別するようにしても
良い。

【００２１】これにより、連結角が０度であることから
長い車両を運転している場合と同様になり、操縦感覚に
特別に違和感が生じることがない。さらに、本発明によ
れば後輪に相当するトレーラ車輪４Ｌ・４Ｒをトラクタ
車両の軌跡に合わせて追従するように転舵するため、図
６に示されるように旋回時の同一半径Ｒの円周上を走行
させることができるようになり、前進旋回時に連結角が
生じた場合における内輪差が発生せず、トレーラ１によ
る巻き込みに対して必要以上に注意を払うことなく前進
旋回を容易に行うことができる。

【００２２】これは前進時のみならず後進時も同様であ
り、連結角を極力０度に保持しつつ旋回することができ
ることから、いわゆるジャックナイフ現象が起きること
がなく、従来の連結車両における後進旋回時の高度な熟
練操舵を必要とせず、長い車両における後進旋回を行う
程度の技量で操縦することができるため、連結車両にお
ける後進旋回を極めて容易に行うことができる。

【００２３】また、旋回時にトラクタ車両２とトレーラ
１との両者間に大きな連結角を生じさせることなく小回
り性を確保することができることから、両ボディ端面間
に曲折時に互いの干渉を回避するためのスペースを確保
しておく必要がないため、両ボディ端面間の距離を極力
狭めることができ、外観上の一体感を出すことができ
る。

【００２４】本発明による中立位置弾発付勢手段の構造
にあっては、上述したものに限られるものではなく、ス
プリングなどを用いた種々の形態が可能であり、他の実
施の形態の一例を図７を参照して以下に示す。なお図７
において、上記実施の形態と同様の部分については同一
の符号を付してその詳しい説明を省略する。

【００２５】図７に示されるものにあっては、トレーラ
１の前端部であってトレーラ軸線から離れた所に揺動リ
ンク１４ａが設けられている。その揺動リンク１４ａの
一端には車両２の後部に結合された固定結合バー１ａに
連結された傾動リンク１４ｂの遊端が連結され、揺動リ
ンク１４ｂの他端には、トレーラ１の可動フレーム１ｂ
の中間部にてトレーラ軸線方向に往復動自在に設けられ
たロッド１４ｃの前端と、可動フレーム１ｂに結合され
たダンパ１５とが連結されている。

【００２６】ロッド１４ｃは、図８に良く示されるよう
に、可動フレーム１ｂの中間部クロスバー１６に取り付
けられた弾性ストッパ１７を貫通して設けられ、その弾
性ストッパ１７を挟むように対向して設けられた一対の
圧縮コイルばね１８により所定の位置（中立位置）に弾
発的に保持されるようになっている。なお、ロッド１４
ｃの各圧縮コイルばね１８に対応する部分には、各圧縮
コイルばね１８が交互に圧縮変形した際に弾性ストッパ
１７に交互に衝当することによりロッド１４ｃの変位を
規制するカラー部材１９がそれぞれ設けられている。

【００２７】また、本図示例においても、固定結合バー
１ａの揺動リンク１４ｂとの連結部に設けた枢軸２０と
ヒッチ３とを前記図示例と同様に互いに同軸に配設して
おり、揺動リンク１４ｂの車両連結部におけるクレビス
結合と共働して、トレーラ１の左右揺動運動及び上下運
動を許容し得るようにされている。

【００２８】このようにして構成された中立位置弾発付
勢手段にあっては、図７における左下方に旋回する左旋
回時には、揺動リンク１４ａの傾動リンク１４ｂとの連
結部側が図の矢印Ａに示される向きに変位し、したがっ
て揺動リンク１４ａのロッド１４ｃとの連結部側が図の
矢印Ｂに示される向きに変位するため、一対の圧縮コイ
ルばね１８のトレーラ１後方側が圧縮変形するようにロ
ッド１４ｃが変位する。すると、揺動リンク１４ａを上
記矢印Ａ・Ｂとは逆向きに回動させるようにロッド１４
ｃを弾発付勢するため、前記と同様に車両２とトレーラ
１との間の連結角を自然に０度に戻すことができる。そ
して、連結角を極力０度に保持した状態で旋回運動を行
うことができることになり、前記と同様の効果を奏し得
るが、本図示例にあっては、ロッド１４ｃを１本に減ら
すことができ、部品コストの低廉化向上し得ると共に、
取付工数を簡略化し得る。

【００２９】

【発明の効果】このように本発明によれば、トラクタ車
両とトレーラとの連結角を極力０度にして旋回をおこな
うことから、後進旋回時の連結角の不安定さに対する高
度な熟練操舵を必要とせずに容易に操縦することができ
ると共に、前進旋回時の内輪差によるトレーラに発生す
る巻き込みを防止することができる。また、トレーラ車
輪を転舵させるため、大きな連結角を発生させることな
く小回り性を確保することができ、トラクタ車両とトレ
ーラとの間隔を大きくあける必要がないため、その間隔
を短くして外観的に一体感を出すことができ、デザイン
上の優位性が生じる。さらに、機械的な中立位置弾発付
勢手段を用いることにより、複雑な制御を行うことなく
達成でき、装置を好適に低廉化し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されたトレーラの操縦装置の模式
的説明図。

【図２】本発明が適用されたトレーラ及び中立位置弾発
付勢手段を示す平面図。

【図３】図２の矢印II−II線について見た要部矢視図。

【図４】ダンパ内蔵スプリング装置の拡大図。

【図５】本発明に基づく制御フロー図。

【図６】旋回時の状態を示す模式的説明図。

【図７】中立位置弾発付勢手段の他の実施の形態を示す
要部拡大平面図。

【図８】図７の要部拡大図。

【符号の説明】

１ トレーラ、１ａ 固定結合バー、１ｂ 可動フレー
ム ２ 車両、２ａ フレーム ３ ヒッチ ４Ｌ・４Ｒ 車輪 ５ アクチュエータ ６ 転舵装置 ７ 電子制御ユニット ８ 操舵角センサ ９ シフトセンサ １１ 車両側横バー、１１ａ 枢軸部 １２ トレーラ側横バー １３ ダンパ内蔵スプリング装置、１３ａ シリンダ、
１３ｂ ロッド １３ｃ 圧縮コイルばね、１３ｄ 弾性ストッパ １４ａ 揺動リンク、１４ｂ 傾動リンク、１４ｃロッ
ド １５ ダンパ １６ 中間部クロスバー １７ 弾性ストッパ １８ 圧縮コイルばね １９ カラー部材 ２０ 枢軸部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自走可能な車両の後部に連結されて牽引
   されるトレーラの操縦装置であって、 前記車両の旋回運動を検出する車両旋回検出手段と、前
   記トレーラの左右のトレーラ車輪を転舵するためのトレ
   ーラ車輪転舵手段と、前記車両の旋回運動において前記
   連結角を０度にする前記トレーラ車輪の軌跡に合わせる
   べく予め定められた転舵角にて前記トレーラ車輪を制御
   する旋回制御手段と、前記車両と前記トレーラとの間に
   設けられかつ前記連結角の変化を許容すると共に前記連
   結角を０度にする方向に付勢する弾発付勢連結手段とを
   有することを特徴とするトレーラの操縦装置。
2. 【請求項２】 前記弾発付勢連結手段が、前記連結角の
   変化の上限を規制するストッパを有することを特徴とす
   る請求項１に記載のトレーラの操縦装置。