JP3938650B2

JP3938650B2 - 連結車両の挙動抑制装置

Info

Publication number: JP3938650B2
Application number: JP2000090545A
Authority: JP
Inventors: 博三宅
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2007-06-27
Anticipated expiration: 2020-03-29
Also published as: JP2001278135A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、連結車両の挙動抑制装置に関する。
【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、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、連結点を中心とする相対回転を物理的に拘束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】
具体的には、牽引車と被牽引車との相対回転を許容する退避位置に待機する部材が、これらの相対回転の拘束が必要なときにシリンダの作動によってロック位置へ変位するタイプと、連結点の周囲に配置の電磁コイルが、牽引車と被牽引車との相対回転の拘束が必要なときに通電され、その発生する磁力によって車両間を吸着するタイプと、が見られる。しかし、いずれの場合においても、相対回転（連結角）の拘束が瞬時かつ強固に作用するため、車両間に発生する衝撃（ショック）が大きく、これに耐える高い強度剛性が装置に要求される。また、走行状態によっては、連結角の拘束時に牽引車が被牽引車に引きずれる可能性もあり、その拘束の解除タイミングを探るのも難しい。
【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、牽引車と被牽引車との連結角を、大きなショックを発生することなく、適確に抑制できる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、牽引車に設定の連結点を中心として被牽引車を回転可能に支持する連結車両において、牽引車の連結点に対するオフセット点にワイヤ巻き上げドラムを取り付けると共に、その取付部にワイヤ巻き上げドラムを弾性的に支持する手段と、ワイヤ巻き上げドラムの回転を規制する手段と、この規制をオンーオフするように制御する手段と、ワイヤの先端を被牽引車に連結する手段を備える。
【０００６】
第２の発明では、牽引車に設定の連結点を中心として被牽引車を回転可能に支持する連結車両において、牽引車の連結点に対するオフセット点にワイヤ巻き上げドラムを取り付けると共に、このドラムを巻き上げ方向へ回転させるように付勢する手段と、同じくドラムの引き出し方向への回転を規制するラチェットと、ラチェットの規制をオン−オフするように制御する手段と、ワイヤの先端を被牽引車に連結する手段と、牽引車の連結点に対するオフセット点にワイヤ巻き上げドラムを弾性的に支持する液圧ダンパまたはスプリングダンパと、を備える。
【０００７】
第３の発明では、第１の発明または第２の発明における、ドラムの回転に対する規制をオン−オフするように制御する手段は、連結角を検出する手段として、ドラムの回転角度に応じた出力を発生するポテンショメータを備える。
【０００９】
【発明の効果】
第１の発明では、ワイヤ巻き上げドラムの回転が規制されると、車両間に張られるワイヤにより、連結角の変位が規制される。このため、必要に応じてワイヤ巻き上げドラムに対する規制を制御することにより、連結角の異常な拡大（ジャックナイフ現象など）を、大きなショックを発生することなく、抑制することが可能となる。また、ドラムを弾性的に支持する手段により、連結角の規制に伴うショックを良好に減衰（緩衝）させることができる。
【００１０】
第２の発明では、ラチェットの規制がオフされると、ドラムの巻き上げ方向への付勢力に抗し、牽引車と被牽引車との間に張られるワイヤを伸び縮みさせながら、車両間の連結点を中心とする相対回転が可能になる。ラチェットの規制がオンされると、ドラムの引き出し方向への回転が規制され、車両間に張られるワイヤにより、連結角の拡大方向への車両間の相対回転が拘束される。つまり、連結角のそれ以上の拡大が阻止される一方で、連結角の縮小に伴うワイヤの巻き上げは許容される。このため、必要に応じてラチェットの規制をオンに切り替えるように制御することにより、連結角の異常な拡大を抑制することが可能となる。また、液圧ダンパまたはスプリングダンパの伸縮により、ラチェットの規制に伴うショックを良好に減衰（緩衝）させることができる。
【００１１】
第３の発明では、連結角の検出信号に基づいて、連結角の拘束を適切に制御することが可能になる。また、ドラムの回転角度からポテンショメータにより連結角を容易かつ正確に検出することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１〜図８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を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のフレーム１ａの後端中央にワイヤ５の引き出し口を備えるケーシング６が設けられ、その内部に図５のようなワイヤ巻き上げ装置７が収装される。ワイヤ５の先端にフック８が連結され、フック８が脱着可能に係合するリング９がトレーラ２のフレーム２ａの前端中央に固定される。ワイヤ巻き上げ装置７は、ドラム１０とこれを回転自在に支持するブラケット１１とからなり、固定側のブラケット１１に対してドラム１０を巻き取り方向へ回転させるように付勢するバネなど手段（図示せず）が組み付けられる。
【００１５】
ブラケット１１とその基板１１ａ（巻き上げ装置７の取付面を形成する）との間にスプリングダンパ１２が介装される。スプリングダンパ１２は、シリンダ１２ａおよびその内部を摺動自在なピストン１２ｂと、ピストン１２ｂと基板１１ａとの間を連結するロッド１２ｃと、ピストン１２ｂをロッド１２ｃの収縮方向へ付勢するスプリング１２ｄと、などから構成され、後述する連結角の規制（拘束）に伴ってロッド１２ｃの伸び出し方向へ瞬間的に作用する過大な負荷を主にスプリング１２ｄのバネ力で減衰するようになっている。
【００１６】
連結角（トラクタ１に対するトレーラ２のキングピンを中心とする回転角度）を規制するため、ドラム１０とブラケット１１との間にラチェット機能１５が組み付けられる。ラチェット機構１５は、ドラム１０側に軸２２回りをこれと一体に回転する爪車１６と、爪車１６に係合するとドラム１０のワイヤ引き出し方向への回転を規制する爪レバー１７と、からなり、爪レバー１７はブラケット１１側にその基端を介して爪車１６に対する係脱方向へ回転可能に支持される。レバー１７の基端部に突起１８（レバー）が形成され、この突起１８を介してレバー１７を爪車１６に干渉しない退避位置へ弾性的に保持するスプリング１９と、そのバネ力に抗して爪レバー１７を爪車１６に係合させるためのアクチュエータ２０（ソレノイド）と、が設けられる。
【００１７】
アクチュエータ２０はロッド２３を介して突起１８に連結され、その電源回路に制御スイッチ２１が介装される。制御スイッチ２１は、運転者がオン−オフ操作するようにしてもよいが、この実施形態においては、図６に示すコントロールユニット３０（トラクタ１に搭載される）により、連結角の異常な拡大（ジャックナイフ現象など）を抑制するべく、後述のようにアクチュエータ２０および警報手段２５（運転室のランプやブザー）を制御する。
【００１８】
制御に必要な検出手段として、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３１と、車体速検出手段３２および連結角検出手段３３と、が備えられる。車体速検出手段３２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（演算値）を車体速として出力する。連結角検出手段３３はこの場合、ドラム１０の回転角度に応じた出力を発生するポテンショメータ（ドラムの回転軸に連結される）が用いられ、その出力からこれに対応する連結角の演算値を出力する。
【００１９】
図７はコントロールユニット３０の制御内容を説明するフローチャートであり、所定の制御周期で繰り返し実行される。ステップ１においては、カプラスイッチ２１がオン（第５輪カプラ３にキングピンが回転自在の連結状態）かどうかを判定する。ステップ２およびステップ３においては、車体速（車体速検出手段３２からの入力信号）を読み取り、その車体速が所定値（たとえば、１５ｋｍ／ｈ）以上かどうかを判定する。ステップ１の判定およびステップ３の判定がともにｙｅｓのときは、ステップ４へ進み、車体速（検出値）に応じたしきい値ａ，ｂ（ａ＞ｂ）を予め設定のマップデータから検索する。ステップ５においては、連結角（連結角検出手段３３からの入力信号）を読み取る。
【００２０】
ステップ６においては、制御プラグＦ＝１（制御の初期化により、Ｆ＝０にセットされる）かどうかを判定する。この判定がｎｏのときは、ステップ１０へ飛び、ｙｅｓのときは、ステップ７を進み、連結角（検出値）がしきい値ａ以上かどうかを判定する。そして、ステップ７の判定がｙｅｓのときは、ステップ８およびステップ９において、制御フラグＦ＝１に切り替えると共に、警報手段２５およびアクチュエータ２０をオンする。ステップ１０においては、連結角（検出値）がしきい値ａよりも小さいしきい値ｂ以上かどうかを判定する。この判定がｙｅｓのときは、ステップ１１およびステップ１２において、制御フラグＦ＝１に切り替えると共に、警報手段２５およびアクチュエータ３０をオフする。なお、ステップ１の判定とステップ３の判定およびステップ７の判定がｎｏのときは、リターンへ飛ぶのである。
【００２１】
このような構成により、連結状態での走行時において、所定の作動条件が成立しないとき（ステップ３の判定がｎｏのとき、あるいはステップ６の判定がｙｅｓかつステップ７の判定がｎｏのとき）は、警報が停止およびアクチュエータ２０への通電がオフに維持される。ラチェット機構１５の爪レバー１７が退避位置にあり、爪車１６が回転自由なため、ドラム１０の巻き上げ方向への付勢力に抗し、トラクタ１とトレーラ２との間に張られるワイヤ５を伸び縮みさせながら、車両間のキングピンを中心とする相対回転が可能なため、たとえば交差点において、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。
【００２２】
所定の作動条件が成立する（ステップ６の判定がｙｅｓになる）と、所定の解除条件が成立する（ステップ１０の判定がｙｅｓ）までの間、警報が作動すると共に、アクチュエータ２０への通電がオンされる。このため、運転者は警報の作動により、連結角の異常を適確かつ容易に判断することができる。アクチュエータ２０の作動により、ラチェット機構１５の爪レバー１７が爪車１６に係合するため、ドラム１０の引き出し方向への回転が規制され、車両間に張られるワイヤ５により、車両間のキングピンを中心とする相対回転が拘束される。つまり、連結角のそれ以上の拡大が阻止されるため、連結角の異常な拡大（ジャックナイフ現象など）を適確に抑制することができるのである（図９、参照）。
【００２３】
その際、連結角の縮小に伴うワイヤ５の巻き上げは許容されるので、運転操作によって連結角を正常範囲に復帰させる（車両挙動の立て直し）が可能になり、ワイヤ５がドラム１０に巻き上げられるため、これが車両間に弛んで邪魔になることもない。また、ラチェット機構１５にスプリングダンパ１２を備えるので、その規制（爪車１６と爪レバー１７の係合）に伴うショックも良好に減衰（緩衝）できる。
【００２４】
所定の解除条件が成立すると、制御フラグＦ＝０、警報の作動およびアクチュエータ２０への通電がオフ、に切り替えられるのであり、作動条件のしきい値ａと解除条件のしきい値ｂと、を設定することにより、運転操作による車両挙動の立て直しが有効となる。
【００２５】
連結角は、ポテンショメータの出力から容易に検出できるが、組付誤差（ラチェット機構１５やリング９の位置ズレなど）により、連結角（実際値）が０に対応するポテンショメータの出力に変化を生じる可能性が考えられる。そのため、コントロールユニット３０に実際値の０を基準にポテンショメータ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８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３１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（図示せず）の検出値が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の出力に変化が生じても、ポテンショメータの出力に対応する連結角を正確に求められる。なお、ワイヤ巻き上げ装置７については、図１０のように複数を配置することにより、これらを同期的に制御するようにしてもよい。図１０において、３は第５輪カプラ、５はワイヤ、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】同じく連結車両の平面図である。
【図３】同じく一部平面図である。
【図４】同じく一部側面図である。
【図５】同じくワイヤ巻き上げ装置の構成を表す説明図である。
【図６】同じく制御系のブロック図である。
【図７】同じく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。
【図８】同じく制御内容を説明するフローチャートである。
【図９】同じく作用説明図である。
【図１０】別の実施形態を表す連結車両の側面図である。
【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
５ワイヤ
７ワイヤ巻き上げ装置
８フック
９係止リング
１０ドラム
１１ブラケット
１２スプリングダンパ
１５ラチェット機構
１６爪車
１７爪レバー
１９スプリング
２０アクチュエータ
２１制御スイッチ
３０コントロールユニット
３２車体速検出手段
３３連結角検出手段

Claims

牽引車に設定の連結点を中心として被牽引車を回転可能に支持する連結車両において、牽引車の連結点に対するオフセット点にワイヤ巻き上げドラムを取り付けると共に、その取付部にワイヤ巻き上げドラムを弾性的に支持する手段と、ワイヤ巻き上げドラムの回転を規制する手段と、この規制をオンーオフするように制御する手段と、ワイヤの先端を被牽引車に連結する手段を備えたことを特徴とする連結車両の挙動抑制装置。
牽引車に設定の連結点を中心として被牽引車を回転可能に支持する連結車両において、牽引車の連結点に対するオフセット点にワイヤ巻き上げドラムを取り付けると共に、このドラムを巻き上げ方向へ回転させるように付勢する手段と、同じくドラムの引き出し方向への回転を規制するラチェットと、ラチェットの規制をオン−オフするように制御する手段と、ワイヤの先端を被牽引車に連結する手段と、牽引車の連結点に対するオフセット点にワイヤ巻き上げドラムを弾性的に支持する液圧ダンパまたはスプリングダンパと、を備えたことを特徴とする連結車両の挙動抑制装置。
ドラムの回転に対する規制をオン−オフするように制御する手段は、連結角を検出する手段として、ドラムの回転角度に応じた出力を発生するポテンショメータを備えたことを特徴とする請求項１または請求項２の記載に係る連結車両の挙動抑制装置。