連結車両の制御装置
【課題】連結車両の走行状態の変化に伴う走行安定性や操縦性の低下を抑えることができる連結車両の制御装置を提供する。
【解決手段】本発明の制御装置は、乗用車２の後端に設けられたヒッチ４を介してトレーラ３が連結され、かつトレーラ３の車輪７に駆動力を与える電動機９と制動力を与えるブレーキ１０とがそれぞれ設けられている連結車両１に適用されるとともに、ヒッチ４に作用する上下方向荷重が連結車両１の走行状態に応じて変化するように電動機９又はブレーキ１０を操作する。
【解決手段】本発明の制御装置は、乗用車２の後端に設けられたヒッチ４を介してトレーラ３が連結され、かつトレーラ３の車輪７に駆動力を与える電動機９と制動力を与えるブレーキ１０とがそれぞれ設けられている連結車両１に適用されるとともに、ヒッチ４に作用する上下方向荷重が連結車両１の走行状態に応じて変化するように電動機９又はブレーキ１０を操作する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、牽引車両の後端に設けられた連結部を介して被牽引車両が連結された連結車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
連結車両の制御装置として、被牽引車両を牽引する牽引車両の舵角に基づいて被牽引車両の左右の駆動力を個々に制御することにより被牽引車両の軌跡を制御するものがある（特許文献１）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２及び３が存在する。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１５７６５２号公報
【特許文献２】特開２００６−２５６４５５号公報
【特許文献３】特開平１１−１２４０５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に車両の加速や減速等の速度変化に伴って前後車輪に作用する荷重、即ち前輪及び後輪が路面から受ける荷重の前後バランスが変化する。連結車両の場合には、牽引車両が単独で自走する場合と比べて、牽引車両の後端に位置する連結部を介して被牽引車両が連結されているため、牽引時における前後の荷重バランスが自走時により後ろ寄りになっている。そのため、連結車両は牽引車両の自走時と比べて走行安定性や操縦性が低下する。
【０００５】
特許文献１の制御装置は、連結車両の旋回時における被牽引車両の挙動を安定させることができるが、連結車両の速度変化に伴う荷重の前後バランスの変化が考慮されていない。このため、連結車両の走行状態によっては、牽引車両や被牽引車両の挙動が乱れて走行安定性や操縦性が損なわれるおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は、連結車両の走行状態の変化に伴う走行安定性や操縦性の低下を抑えることができる連結車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の制御装置は、自走可能な牽引車両の後端に設けられた連結部を介して被牽引車両が連結され、前記連結部に作用する上下方向荷重に影響を与え得る制御対象が前記被牽引車両に設けられた連結車両に適用され、前記上下方向荷重が前記連結車両の走行状態に応じて変化するように、前記制御対象を操作する荷重制御手段を備えることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００８】
この制御装置によれば、被牽引車両に設けられた制御対象を連結車両の走行状態に応じて操作することで、連結部に作用する上下方向荷重が変化し、これにより自走可能な牽引車両の前輪及び後輪の荷重配分を適正化することができる。その結果、牽引車両や被牽引車両の挙動の乱れを防止でき、連結車両の走行状態の変化に伴う走行安定性や操縦性の低下を抑えることができる。
【０００９】
なお、本発明の牽引車両は自走可能なものであればその構成に制限はなく、例えば、被牽引車両を連結できる連結部が後端部に設けられた乗用車や連結車両である連結トラックのトラクタであってもよい。また、被牽引車両としては、乗用車に連結されることが多いキャンピング用キャビンや、モーターボートキャリア、また連結トラックのトレーラであってもよい。
【００１０】
被牽引車両に設けられた制御対象には特段の制限はない。つまり、連結部に作用する上下方向荷重に影響を与えることができるものであれば制御対象になり得る。例えば、本発明の一態様において、前記被牽引車両は、前記連結部よりも後方に位置する車輪と、前記制御対象として設けられて、前記車輪に駆動力及び制動力の少なくとも一方を与えることが可能な車輪駆動手段と、を有しており、前記荷重制御手段は、前記上下方向荷重が前記連結車両の走行状態に応じて変化するように、前記車輪駆動手段を操作して前記車輪に駆動力及び制動力の少なくとも一方を与えてもよい（請求項２）。この態様によれば、連結部よりも後方に位置する被牽引車両の車輪に駆動力を与えることにより連結部に上向きの力を、逆にその車輪に制動力を与えることにより連結部に下向きの力をそれぞれ与えることができる。上向き又は下向きの力の大きさは駆動力又は制動力の大きさを調整することにより調整可能である。従って、連結車両の走行状態に応じて、被牽引車両の車輪に駆動力又は制動力を適宜与えることにより牽引車両の後輪及び前輪の荷重バランスを変化させて連結車両の走行安定性等を確保することができる。
【００１１】
また、他の一態様において、前記被牽引車両は、前記連結部よりも後方に位置する車輪と、前記制御対象として設けられて、前記車輪の位置を前後方向に移動可能な状態で前記車輪を支持する可動支持手段と、を有しており、前記荷重制御手段は、前記上下方向荷重が前記連結車両の走行状態に応じて変化するように、前記可動支持手段を操作して前記車輪の位置を変化させてもよい（請求項３）。この態様によれば、連結部よりも後方に位置する被牽引車両の車輪の前後位置を変化させることにより、連結部に作用する上下方向荷重の大きさを変えることができる。例えば、連結部に作用する荷重が０になる車輪の位置を基準位置とした場合、その基準位置よりも車輪を前方に位置させることにより連結部に上向きの力を、逆にその基準位置よりも車輪を後方に位置させることにより連結部に下向きの力を与えることができる。上向き又は下向きの力の大きさは基準位置から車輪までの距離を調整することにより調整可能である。従って、連結車両の走行状態に応じて、被牽引車両の車輪の前後位置を適宜変化させることにより牽引車両の後輪及び前輪の荷重配分を変化させて連結車両の走行安定性等を確保することができる。また、牽引車両の荷重配分を変化させるために被牽引車両の車輪の駆動又は制動を伴わないので、牽引車両の加速や減速と被牽引車両の加速や減速とが不一致になるおそれがない。そのため、連結車両の走行安定性や操縦性を一層向上できる。
【００１２】
この態様においては、前記荷重制御手段は、前記連結車両が定常状態の際に前記上下方向荷重が所定値となる前記車輪の位置を基準位置として設定してもよい（請求項４）。被牽引車両の種類、積荷の種類又は積荷の位置が変わる場合には被牽引車両全体の重心位置が変わる。このため、被牽引車両の車輪の位置が固定されていると連結部に作用する上下方向荷重を一定に保持することができない。この態様によれば、車輪の基準位置として、連結車両が定常状態の際に上下方向荷重が所定値となる位置に設定されるため、被牽引車両に積載する積荷の種類や位置が変わった場合でも上下方向荷重を所定値に保持させておくことができる。これにより、被牽引車両の種類、積荷の種類や積荷の位置に左右されない制御が可能になる。なお、定常状態には連結車両が静止している状態及び一定速度で走行している状態のいずれの状態も含まれる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、被牽引車両に設けられた制御対象を連結車両の走行状態に応じて操作することで、連結部に作用する上下方向荷重が変化し、これにより自走可能な牽引車両の前輪及び後輪の荷重配分を適正化できる。その結果、牽引車両や被牽引車両の挙動の乱れを防止でき、連結車両の走行状態の変化に伴う走行安定性や操縦性の低下を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１の形態）
図１は本発明の一形態に係る制御装置が適用された連結車両を模式的に示している。連結車両１は、自走可能な牽引車両としての乗用車２と、この乗用車２に牽引される被牽引車両としてのトレーラ３とを備える。乗用車２とトレーラ３とは乗用車２の後端に設けられた連結部としてのヒッチ４を介して連結されている。乗用車２は操舵される前輪５と、駆動輪である後輪６とを有している。乗用車２には、走行用駆動源として不図示の内燃機関が搭載され、その内燃機関の動力が後輪６に伝達されることにより自走可能に構成されている。即ち、乗用車２はトレーラ３を牽引せずに単独で走行可能である。
【００１５】
トレーラ３は、ヒッチ４よりも後方に位置する車輪７と、積荷Ｌを載置するための荷台８とを有するとともに、ヒッチ４と車輪７とにより積荷Ｌの重量を支えるセミトレーラ型のトレーラとして構成されている。また、トレーラ３には車輪７に対して駆動力を与えることができる電動機９と、車輪７に対して駆動力と逆向きの制動力を与えるブレーキ１０とを備えている。
【００１６】
図２〜図４はヒッチ４に作用する上下方向荷重の変化に伴う乗用車２の前輪５及び後輪６のそれぞれに作用する荷重の変化を説明する説明図である。図２はヒッチ４に作用する上下方向荷重の標準状態を、図３は図２の標準状態に比べて同方向かつ大きさが小さい上下方向荷重が作用した状態を、図４は図２の標準状態に比べて同方向かつ大きさが大きい上下方向荷重が作用した状態をそれぞれ示している。これらの図における矢印記号はその長さが荷重の大きさを、方向が荷重の方向をそれぞれ表現している。
【００１７】
これらの図に示すように、荷台８に載せられた積荷Ｌの重量Ｗはヒッチ４と車輪７とで負担される。乗用車２の後輪６はヒッチ４に作用する上下方向荷重Ｆｃの大半を負担するため、荷重Ｆｃの増減に伴って後輪６に作用する荷重Ｆｒが増減する。その結果、後輪６の荷重Ｆｒの変化により、乗用車２が負担する荷重の配分を変更できる。即ち、図２の標準状態では乗用車２の後輪６に作用する荷重Ｆｒが前輪５に作用する荷重Ｆｆよりも大きく、乗用車２が負担する荷重の配分が後輪６に偏っている。この標準状態から図３に示すように、上下方向荷重Ｆｃの大きさを減少させると、後輪６に作用する荷重Ｆｒが減少するため、後輪６への荷重の偏りを減らすことができる。図３の場合は、乗用車２が負担する荷重の前後配分が標準状態に対して逆転し、荷重配分が乗用車２の自走時（トレーラ３を牽引していない状態）に近い状態になっている。図３とは反対に、標準状態から図４に示すように上下方向荷重Ｆｃの大きさを増加させると、後輪６に作用する荷重Ｆｒが増加して、後輪６への荷重の偏りを増加させることができる。
【００１８】
このように、ヒッチ４に作用する荷重Ｆｃを適宜変化させることにより、乗用車２の前輪５及び後輪６に対する荷重配分を適正化できる。連結車両１はトレーラ３に設けられた電動機９及びブレーキ１０により車輪７に対して駆動力又は制動力を与えることにより、上下方向荷重Ｆｃを図２〜図４に示したように変化させることができる。図５及び図６はトレーラ３の車輪７に対する駆動力又は制動力を与えた場合のヒッチ４の荷重状態の変化を説明する説明図であり、図５は車輪７に駆動力を与えた場合を、図６は車輪７に制動力を与えた場合をそれぞれ示している。
【００１９】
図５に示すように、トレーラ３が前進方向Ｄに向かって走行している場合に電動機９の動力を利用して車輪７に前転方向（図５の反時計方向）の駆動力Ｔ１を与えると、トレーラ３にはその駆動力Ｔ１とは逆方向の反力Ｍ１が作用する。その結果、ヒッチ４には上向きの荷重ｆｕが作用する。そのため、連結車両１の走行中に電動機９を作動させて駆動力Ｔ１を与えることにより、ヒッチ４に作用する上下方向荷重は荷重ｆｕに相当する分だけ減少する。換言すれば、駆動力Ｔ１を大きくするほど、ヒッチ４に作用する上下方向荷重を小さくすることができる。一方、図６に示すように、トレーラ３が前進方向Ｄに向かって走行している場合にブレーキ１０を作動して車輪７に後転方向（図６の時計方向）の制動力Ｔ２を与えると、トレーラ３にはその制動力Ｔ２とは逆方向の反力Ｍ２が作用する。その結果、ヒッチ４には下向きの荷重ｆｄが作用する。そのため、連結車両１の走行中にブレーキ１０を作動させて制動力Ｔ２を与えることにより、ヒッチ４に作用する上下方向荷重は荷重ｆｄに相当する分だけ増加する。換言すれば、制動力Ｔ２を大きくするほど、ヒッチ４に作用する上下方向荷重を大きくすることができる。このように、本形態では駆動力又は制動力を車輪７に与えることによりヒッチ４に作用する上下方向荷重に対して影響を与えることができる。即ち、駆動力及び制動力を与えることができる電動機９及びブレーキ１０の組み合わせは本発明に係る車輪駆動手段に相当し、本発明に係る制御対象として機能する。
【００２０】
図１に示すように、電動機９及びブレーキ１０の操作は連結車両１に対して種々の制御を実行する制御装置２０にて行われる。制御装置２０は不図示のマイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＯＭ、ＲＡＭ等の周辺装置を備えたコンピュータとして構成されている。制御装置２０はトレーラ３の電動機９及びブレーキ１０の制御の他、乗用車２の各部に対する制御、例えば内燃機関の運転制御、ビークルスタビリティコントロール（ＶＳＣ）等のブレーキ制御、ビークルダイナミクスインテグレーテッドマネージメント（ＶＤＩＭ）に代表される制・駆動力制御を実行することができる。ここでは、本発明に関連性の高い制御を説明し、他の制御については説明を省略する。
【００２１】
制御装置２０には、ヒッチ４に作用する上下方向荷重に応じた信号を出力する荷重センサ２１と、連結車両１の走行速度（車速）に応じた信号を出力する車速センサ２２と、不図示のアクセルペダルの操作量に応じた信号を出力するアクセル開度センサ２３と、不図示のステアリングホイールの操作量に応じた信号を出力する舵角センサ２４とがそれぞれ電気的に接続されており、各センサ２２〜２４からの信号が入力される。
【００２２】
図７は車両走行制御の制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンのプログラムは制御装置２０のＲＯＭに保持されており、適時に読み出されて所定周期で繰り返し実行される。図７に示すように、まず、制御装置２０はステップＳ１においてトレーラ３を牽引中であるか否かを判定する。この判定は荷重センサ２１の出力信号を参照してヒッチ４に生じる上下方向荷重の有無に基づいて行われる。なお、この判定のためにトレーラ３の連結を検知する検出手段を設けてもよい。
【００２３】
トレーラ３の牽引中の場合はステップＳ２に進み、そうでない場合は以後の処理をスキップして今回のルーチンを終了する。ステップＳ２では、ヒッチ４に作用する上下方向荷重を荷重センサ２１の出力信号に基づいて取得する。次に、ステップＳ３では、連結車両１の走行状態を取得する。この走行状態としては、電動機９及びブレーキ１０の操作に反映させるパラメータ、例えば連結車両１の車速、アクセルペダルの操作量、乗用車２の舵角等が各センサ２２〜２４からの信号に基づいて取得される。
【００２４】
次に、ステップＳ４では、今回のルーチンで目標とすべきヒッチ４に作用する上下方向荷重（目標荷重）を演算する。この演算は、ステップＳ３で取得した走行状態に基づいて行われる。例えば、連結車両１が定常状態から加速状態へ移行する走行状態の場合は、乗用車２の駆動輪、即ち後輪６への荷重配分が増加するように定常状態の上下方向荷重よりも大きな値の目標荷重が算出される。また、連結車両１が定常状態から減速状態へ移行する走行状態の場合は、前輪５への荷重配分が増加するように定常状態の上下方向荷重よりも小さな値の目標荷重が算出される。更に、連結車両１が直進状態から旋回状態へ移行する走行状態の場合は、前輪５への荷重配分が増加するように定常状態の上下方向荷重よりも小さな値の目標荷重が算出される。更にまた、連結車両１がオーバーステア状態、スピン状態に陥るような走行状態の場合は、これらを防止するために後輪６への荷重配分が増加するように定常状態の上下方向荷重よりも大きな値の目標荷重が算出される。
【００２５】
次に、ステップＳ５では、ステップＳ４で演算した目標荷重が実現できるように電動機９又はブレーキ１０の少なくとも一方を操作してヒッチ４に作用する上下方向荷重を変化させる。その後、今回のルーチンを終了する。目標荷重と電動機９及びブレーキ１０の操作量との対応付けは、例えば実験やシミュレーション等による調査結果に基づいて予め作成されて制御装置２０のＲＯＭに記憶されたマップにて行うことができる。このようにした場合、制御装置２０は、演算した目標荷重が実現できる電動機９及びブレーキ１０の操作量をＲＯＭに記憶したマップを検索することにより特定し、その操作量が得られるように電動機９及びブレーキ１０を操作する。なお、このような方法の代りに、目標荷重をＲＯＭに記憶した所定の数式に代入して制御ルーチンの実行の度に電動機９及びブレーキ１０の操作量を演算することもできる。
【００２６】
以上の形態によれば、トレーラ３に設けられた電動機９及びブレーキ１０が連結車両１の走行状態に応じて操作されることにより乗用車２の前輪５及び後輪６の荷重配分が適正化される。その結果、乗用車２やトレーラ３の挙動の乱れを防止でき、連結車両１の走行状態の変化に伴う走行安定性や操縦性の低下を抑えることができる。
【００２７】
（第２の形態）
次に、本発明の第２の形態を図８〜図１３を参照しながら説明する。なお、第１の形態と共通する構成については、これらの図に同一符号を付して説明を省略する。図８は第２の形態に係る制御装置が適用された連結車両を模式的に示している。この図に示すように、第２の形態に係るトレーラ３には、その車輪７を前後方向に移動できる状態で支持する可動支持手段としての支持機構２６が設けられている。支持機構２６は車輪７を回転自在に支持する台車部２７と、前後方向に延びるように荷台８に設けられ、かつ台車部２７を前後方向に案内する案内部２８とを有している。台車部２７には、案内部２８に案内されながら台車部２７を前後移動させるためのアクチュエータ２７ａが設けられている。このアクチュエータ２７ａは、例えば油圧を利用した油圧アクチュエータとして構成される。アクチュエータ２７ａには制御装置２０が電気的に接続されている。制御装置２０は、支持機構２６に対する操作として台車部２７が前後移動するようにアクチュエータ２７ａに指令を送ることにより、トレーラ３の車輪７の前後位置を変化させることができる。
【００２８】
図９及び図１０はトレーラ３の車輪７の位置とヒッチ４に作用する上下方向荷重との関係を説明する説明図であり、図９は上下方向荷重が大きい場合、図１０は上下方向荷重が小さい場合をそれぞれ示している。これらの図からも明らかなように、車輪７の位置が積荷Ｌの重心Ｇの位置よりも後方に離れるほどヒッチ４に作用する上下方向荷重Ｆｃは大きくなる。即ち、図１０に示すように、トレーラ３の車輪７の位置が破線で示した図９の位置から重心Ｇの位置へ近づくに従って荷重Ｆｃは徐々に減少する。なお、積荷Ｌを含めたトレーラ３の全体の重心Ｇ′の位置に車輪７を移動させることにより、ヒッチ４に作用する上下方向荷重Ｆｃを０にすることも可能である。この形態によれば、積荷Ｌの位置が変化しても、その変化に合わせて車輪７の位置を変更することにより、連結車両１の定常状態における上下方向荷重Ｆｃを所定値に保持することが可能である。また、上下方向荷重Ｆｃが所定値に保持される車輪７の位置を基準位置Ｐ（図９参照）とした場合、その基準位置Ｐよりも車輪７を後方に位置させることにより、上下方向荷重Ｆｃを所定値よりも増加させることができ、かつ基準位置Ｐよりも車輪７を前方に位置させることにより、上下方向荷重Ｆｃを所定値よりも減少させることができる。
【００２９】
図１１及び図１２は、車輪７の位置とヒッチ４に作用する上下方向荷重Ｆｃの向きとの対応関係を説明する説明図であり、図１１は上下方向荷重Ｆｃが下向きになる車輪７の位置を示し、図１２は上下方向荷重Ｆｃが上向きになる車輪７の位置を示している。これらの図から明らかなように、ヒッチ４に下向きの荷重Ｆｃを作用させたいときには、トレーラ３の全体の重心Ｇ′の位置よりも車輪７を後方に位置させればよく、逆にヒッチ４に上向きの荷重Ｆｃを作用させたいときには、重心Ｇ′の位置よりも車輪７を前方に位置させればよい。
【００３０】
このように、本形態では車輪７の前後方向の位置を支持機構２６にて変更することにより、ヒッチ４に作用する上下方向荷重に対して影響を与えることができる。即ち、車輪７の位置を変更できる支持機構２６は本発明に係る制御対象として機能する。
【００３１】
図１３は第２の形態に係る車両走行制御の制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンのプログラムは制御装置２０のＲＯＭに保持されており、適時に読み出されて所定周期で繰り返し実行される。なお、図７の制御ルーチンと共通の処理には同一の符号を付して説明を省略する。制御装置２０はステップＳ２１において、トレーラ３の車輪７の基準位置が設定済か否かを判定する。上述したように基準位置はヒッチ４に作用する上下方向荷重が所定値となる車輪７の位置のことである。所定値は連結車両１の走行に支障を来たさない範囲内で適宜設定される。車輪７の基準位置が設定済の場合はステップＳ３に進み、そうでない場合はステップＳ２２に進んで基準位置を設定する。ここでは、ステップＳ２で取得した上下方向荷重の測定値と所定値との差が減少する方向に制御装置２０が支持機構２６を操作して車輪７を移動させ、その移動により測定値と所定値との差が無くなる位置又は許容範囲内に収まる位置を基準位置として設定している。
【００３２】
以降の処理は第１の形態と同様である。即ち、ステップＳ３では、連結車両１の走行状態を取得し、続くステップＳ４では目標荷重を演算し、次のステップＳ２３では、目標荷重が実現できる車輪７の移動量を演算し、その移動量が得られるように支持機構２６を操作する。そして、今回のルーチンを終了する。
【００３３】
この形態によれば、第１の形態と同等の効果を発揮できることに加え、車輪７の基準位置を設定するので、積荷Ｌ１の種類や位置が変わった場合、又はトレーラ３の種類が変わった場合でもヒッチ４に作用する上下方向荷重を所定値に保持させておくことができる。また、第２の形態は乗用車２の荷重配分を変化させるためにトレーラ３の車輪７の駆動や制動を伴わないため、乗用車２の加減速とトレーラ３の加減速とが不一致になるおそれがない。これにより、連結車両１の走行安定性や操縦性が一層向上する。
【００３４】
以上の各形態において、制御装置２０は、図７の制御ルーチン又は図１３の制御ルーチンを実行することにより、本発明に係る荷重制御手段として機能する。但し、本発明は以上の形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の形態にて実施できる。例えば、第１の形態と第２の形態とを組み合わせて実施することもできる。即ち、トレーラ３の車輪７への駆動力又は制動力の付与を行うとともに、車輪７の前後方向の位置を変更することもできる。この場合には、制御対象として機能する電動機９、ブレーキ１０及び支持機構２６のそれぞれを状況に応じて使い分けることが可能になるので制御の対応幅を拡大できる利点がある。
【００３５】
以上の各形態の制御対象は例示にすぎない。従って、連結部に作用する上下方向荷重に影響を与えるものが被牽引車両に設けられている限りにおいて、本発明に係る制御対象が特定の形態に限定されることはない。例えば、前後方向に移動可能な錘を備えたバランス機構を被牽引車両に設け、その錘の前後方向の位置を変更して上下方向荷重を変化させることもできる。この場合、バランス機構が本発明に係る制御対象として機能する。
【００３６】
以上の各形態における走行制御を、乗用車２に対して制御装置２０が実行するＶＳＣ等のブレーキ制御、ＶＤＩＭに代表される制・駆動力制御に協調させることもできる。これにより一層高い走行安定性と操縦性が期待できる。
【００３７】
本発明の牽引車両は自走可能なものであればその構成に制限はなく、例えば、被牽引車両を連結できる連結部が後端部に設けられた乗用車や連結車両である連結トラックのトラクタであってもよい。また、被牽引車両としては、乗用車に連結されることが多いキャンピング用キャビンや、モーターボートキャリア、また連結トラックのトレーラであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一形態に係る制御装置が適用された連結車両を模式的に示した図。
【図２】ヒッチに作用する上下方向荷重の変化に伴う乗用車の前輪及び後輪のそれぞれに作用する荷重の変化を説明する説明図であって、上下方向荷重の標準状態を示した図。
【図３】ヒッチに作用する上下方向荷重の変化に伴う乗用車の前輪及び後輪のそれぞれに作用する荷重の変化を説明する説明図であって、標準状態に比べて同方向かつ大きさが小さい上下方向荷重が作用した状態を示した図。
【図４】ヒッチに作用する上下方向荷重の変化に伴う乗用車の前輪及び後輪のそれぞれに作用する荷重の変化を説明する説明図であって、標準状態に比べて同方向かつ大きさが大きい上下方向荷重が作用した状態を示した図。
【図５】トレーラの車輪に対する駆動力又は制動力を与えた場合のヒッチの荷重状態の変化を説明する説明図であって、車輪に駆動力を与えた場合を示した図。
【図６】トレーラの車輪に対する駆動力又は制動力を与えた場合のヒッチの荷重状態の変化を説明する説明図であって、車輪に制動力を与えた場合を示した図。
【図７】車両走行制御の制御ルーチンの一例を示すフローチャート。
【図８】第２の形態に係る制御装置が適用された連結車両を模式的に示した図
【図９】トレーラの車輪の位置とヒッチに作用する上下方向荷重との関係を説明する説明図であって、上下方向荷重が大きい場合を示した図。
【図１０】トレーラの車輪の位置とヒッチに作用する上下方向荷重との関係を説明する説明図であって、上下方向荷重が小さい場合を示した図。
【図１１】車輪の位置とヒッチに作用する上下方向荷重の向きとの関係を説明する説明図であって、上下方向荷重が下向きになる車輪の位置を示した図。
【図１２】車輪の位置とヒッチに作用する上下方向荷重の向きとの関係を説明する説明図であって、上下方向荷重が上向きになる車輪の位置を示した図。
【図１３】第２の形態に係る車両走行制御の制御ルーチンの一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００３９】
１ 連結車両
２ 乗用車（牽引車両）
３ トレーラ（被牽引車両）
４ ヒッチ（連結部）
７ 車輪
９ 電動機（車輪駆動手段、制御対象）
１０ ブレーキ（車輪駆動手段、制御対象）
２０ 制御装置（荷重制御手段）
２６ 支持機構（可動支持手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、牽引車両の後端に設けられた連結部を介して被牽引車両が連結された連結車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
連結車両の制御装置として、被牽引車両を牽引する牽引車両の舵角に基づいて被牽引車両の左右の駆動力を個々に制御することにより被牽引車両の軌跡を制御するものがある（特許文献１）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２及び３が存在する。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１５７６５２号公報
【特許文献２】特開２００６−２５６４５５号公報
【特許文献３】特開平１１−１２４０５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に車両の加速や減速等の速度変化に伴って前後車輪に作用する荷重、即ち前輪及び後輪が路面から受ける荷重の前後バランスが変化する。連結車両の場合には、牽引車両が単独で自走する場合と比べて、牽引車両の後端に位置する連結部を介して被牽引車両が連結されているため、牽引時における前後の荷重バランスが自走時により後ろ寄りになっている。そのため、連結車両は牽引車両の自走時と比べて走行安定性や操縦性が低下する。
【０００５】
特許文献１の制御装置は、連結車両の旋回時における被牽引車両の挙動を安定させることができるが、連結車両の速度変化に伴う荷重の前後バランスの変化が考慮されていない。このため、連結車両の走行状態によっては、牽引車両や被牽引車両の挙動が乱れて走行安定性や操縦性が損なわれるおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は、連結車両の走行状態の変化に伴う走行安定性や操縦性の低下を抑えることができる連結車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の制御装置は、自走可能な牽引車両の後端に設けられた連結部を介して被牽引車両が連結され、前記連結部に作用する上下方向荷重に影響を与え得る制御対象が前記被牽引車両に設けられた連結車両に適用され、前記上下方向荷重が前記連結車両の走行状態に応じて変化するように、前記制御対象を操作する荷重制御手段を備えることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００８】
この制御装置によれば、被牽引車両に設けられた制御対象を連結車両の走行状態に応じて操作することで、連結部に作用する上下方向荷重が変化し、これにより自走可能な牽引車両の前輪及び後輪の荷重配分を適正化することができる。その結果、牽引車両や被牽引車両の挙動の乱れを防止でき、連結車両の走行状態の変化に伴う走行安定性や操縦性の低下を抑えることができる。
【０００９】
なお、本発明の牽引車両は自走可能なものであればその構成に制限はなく、例えば、被牽引車両を連結できる連結部が後端部に設けられた乗用車や連結車両である連結トラックのトラクタであってもよい。また、被牽引車両としては、乗用車に連結されることが多いキャンピング用キャビンや、モーターボートキャリア、また連結トラックのトレーラであってもよい。
【００１０】
被牽引車両に設けられた制御対象には特段の制限はない。つまり、連結部に作用する上下方向荷重に影響を与えることができるものであれば制御対象になり得る。例えば、本発明の一態様において、前記被牽引車両は、前記連結部よりも後方に位置する車輪と、前記制御対象として設けられて、前記車輪に駆動力及び制動力の少なくとも一方を与えることが可能な車輪駆動手段と、を有しており、前記荷重制御手段は、前記上下方向荷重が前記連結車両の走行状態に応じて変化するように、前記車輪駆動手段を操作して前記車輪に駆動力及び制動力の少なくとも一方を与えてもよい（請求項２）。この態様によれば、連結部よりも後方に位置する被牽引車両の車輪に駆動力を与えることにより連結部に上向きの力を、逆にその車輪に制動力を与えることにより連結部に下向きの力をそれぞれ与えることができる。上向き又は下向きの力の大きさは駆動力又は制動力の大きさを調整することにより調整可能である。従って、連結車両の走行状態に応じて、被牽引車両の車輪に駆動力又は制動力を適宜与えることにより牽引車両の後輪及び前輪の荷重バランスを変化させて連結車両の走行安定性等を確保することができる。
【００１１】
また、他の一態様において、前記被牽引車両は、前記連結部よりも後方に位置する車輪と、前記制御対象として設けられて、前記車輪の位置を前後方向に移動可能な状態で前記車輪を支持する可動支持手段と、を有しており、前記荷重制御手段は、前記上下方向荷重が前記連結車両の走行状態に応じて変化するように、前記可動支持手段を操作して前記車輪の位置を変化させてもよい（請求項３）。この態様によれば、連結部よりも後方に位置する被牽引車両の車輪の前後位置を変化させることにより、連結部に作用する上下方向荷重の大きさを変えることができる。例えば、連結部に作用する荷重が０になる車輪の位置を基準位置とした場合、その基準位置よりも車輪を前方に位置させることにより連結部に上向きの力を、逆にその基準位置よりも車輪を後方に位置させることにより連結部に下向きの力を与えることができる。上向き又は下向きの力の大きさは基準位置から車輪までの距離を調整することにより調整可能である。従って、連結車両の走行状態に応じて、被牽引車両の車輪の前後位置を適宜変化させることにより牽引車両の後輪及び前輪の荷重配分を変化させて連結車両の走行安定性等を確保することができる。また、牽引車両の荷重配分を変化させるために被牽引車両の車輪の駆動又は制動を伴わないので、牽引車両の加速や減速と被牽引車両の加速や減速とが不一致になるおそれがない。そのため、連結車両の走行安定性や操縦性を一層向上できる。
【００１２】
この態様においては、前記荷重制御手段は、前記連結車両が定常状態の際に前記上下方向荷重が所定値となる前記車輪の位置を基準位置として設定してもよい（請求項４）。被牽引車両の種類、積荷の種類又は積荷の位置が変わる場合には被牽引車両全体の重心位置が変わる。このため、被牽引車両の車輪の位置が固定されていると連結部に作用する上下方向荷重を一定に保持することができない。この態様によれば、車輪の基準位置として、連結車両が定常状態の際に上下方向荷重が所定値となる位置に設定されるため、被牽引車両に積載する積荷の種類や位置が変わった場合でも上下方向荷重を所定値に保持させておくことができる。これにより、被牽引車両の種類、積荷の種類や積荷の位置に左右されない制御が可能になる。なお、定常状態には連結車両が静止している状態及び一定速度で走行している状態のいずれの状態も含まれる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、被牽引車両に設けられた制御対象を連結車両の走行状態に応じて操作することで、連結部に作用する上下方向荷重が変化し、これにより自走可能な牽引車両の前輪及び後輪の荷重配分を適正化できる。その結果、牽引車両や被牽引車両の挙動の乱れを防止でき、連結車両の走行状態の変化に伴う走行安定性や操縦性の低下を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１の形態）
図１は本発明の一形態に係る制御装置が適用された連結車両を模式的に示している。連結車両１は、自走可能な牽引車両としての乗用車２と、この乗用車２に牽引される被牽引車両としてのトレーラ３とを備える。乗用車２とトレーラ３とは乗用車２の後端に設けられた連結部としてのヒッチ４を介して連結されている。乗用車２は操舵される前輪５と、駆動輪である後輪６とを有している。乗用車２には、走行用駆動源として不図示の内燃機関が搭載され、その内燃機関の動力が後輪６に伝達されることにより自走可能に構成されている。即ち、乗用車２はトレーラ３を牽引せずに単独で走行可能である。
【００１５】
トレーラ３は、ヒッチ４よりも後方に位置する車輪７と、積荷Ｌを載置するための荷台８とを有するとともに、ヒッチ４と車輪７とにより積荷Ｌの重量を支えるセミトレーラ型のトレーラとして構成されている。また、トレーラ３には車輪７に対して駆動力を与えることができる電動機９と、車輪７に対して駆動力と逆向きの制動力を与えるブレーキ１０とを備えている。
【００１６】
図２〜図４はヒッチ４に作用する上下方向荷重の変化に伴う乗用車２の前輪５及び後輪６のそれぞれに作用する荷重の変化を説明する説明図である。図２はヒッチ４に作用する上下方向荷重の標準状態を、図３は図２の標準状態に比べて同方向かつ大きさが小さい上下方向荷重が作用した状態を、図４は図２の標準状態に比べて同方向かつ大きさが大きい上下方向荷重が作用した状態をそれぞれ示している。これらの図における矢印記号はその長さが荷重の大きさを、方向が荷重の方向をそれぞれ表現している。
【００１７】
これらの図に示すように、荷台８に載せられた積荷Ｌの重量Ｗはヒッチ４と車輪７とで負担される。乗用車２の後輪６はヒッチ４に作用する上下方向荷重Ｆｃの大半を負担するため、荷重Ｆｃの増減に伴って後輪６に作用する荷重Ｆｒが増減する。その結果、後輪６の荷重Ｆｒの変化により、乗用車２が負担する荷重の配分を変更できる。即ち、図２の標準状態では乗用車２の後輪６に作用する荷重Ｆｒが前輪５に作用する荷重Ｆｆよりも大きく、乗用車２が負担する荷重の配分が後輪６に偏っている。この標準状態から図３に示すように、上下方向荷重Ｆｃの大きさを減少させると、後輪６に作用する荷重Ｆｒが減少するため、後輪６への荷重の偏りを減らすことができる。図３の場合は、乗用車２が負担する荷重の前後配分が標準状態に対して逆転し、荷重配分が乗用車２の自走時（トレーラ３を牽引していない状態）に近い状態になっている。図３とは反対に、標準状態から図４に示すように上下方向荷重Ｆｃの大きさを増加させると、後輪６に作用する荷重Ｆｒが増加して、後輪６への荷重の偏りを増加させることができる。
【００１８】
このように、ヒッチ４に作用する荷重Ｆｃを適宜変化させることにより、乗用車２の前輪５及び後輪６に対する荷重配分を適正化できる。連結車両１はトレーラ３に設けられた電動機９及びブレーキ１０により車輪７に対して駆動力又は制動力を与えることにより、上下方向荷重Ｆｃを図２〜図４に示したように変化させることができる。図５及び図６はトレーラ３の車輪７に対する駆動力又は制動力を与えた場合のヒッチ４の荷重状態の変化を説明する説明図であり、図５は車輪７に駆動力を与えた場合を、図６は車輪７に制動力を与えた場合をそれぞれ示している。
【００１９】
図５に示すように、トレーラ３が前進方向Ｄに向かって走行している場合に電動機９の動力を利用して車輪７に前転方向（図５の反時計方向）の駆動力Ｔ１を与えると、トレーラ３にはその駆動力Ｔ１とは逆方向の反力Ｍ１が作用する。その結果、ヒッチ４には上向きの荷重ｆｕが作用する。そのため、連結車両１の走行中に電動機９を作動させて駆動力Ｔ１を与えることにより、ヒッチ４に作用する上下方向荷重は荷重ｆｕに相当する分だけ減少する。換言すれば、駆動力Ｔ１を大きくするほど、ヒッチ４に作用する上下方向荷重を小さくすることができる。一方、図６に示すように、トレーラ３が前進方向Ｄに向かって走行している場合にブレーキ１０を作動して車輪７に後転方向（図６の時計方向）の制動力Ｔ２を与えると、トレーラ３にはその制動力Ｔ２とは逆方向の反力Ｍ２が作用する。その結果、ヒッチ４には下向きの荷重ｆｄが作用する。そのため、連結車両１の走行中にブレーキ１０を作動させて制動力Ｔ２を与えることにより、ヒッチ４に作用する上下方向荷重は荷重ｆｄに相当する分だけ増加する。換言すれば、制動力Ｔ２を大きくするほど、ヒッチ４に作用する上下方向荷重を大きくすることができる。このように、本形態では駆動力又は制動力を車輪７に与えることによりヒッチ４に作用する上下方向荷重に対して影響を与えることができる。即ち、駆動力及び制動力を与えることができる電動機９及びブレーキ１０の組み合わせは本発明に係る車輪駆動手段に相当し、本発明に係る制御対象として機能する。
【００２０】
図１に示すように、電動機９及びブレーキ１０の操作は連結車両１に対して種々の制御を実行する制御装置２０にて行われる。制御装置２０は不図示のマイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＯＭ、ＲＡＭ等の周辺装置を備えたコンピュータとして構成されている。制御装置２０はトレーラ３の電動機９及びブレーキ１０の制御の他、乗用車２の各部に対する制御、例えば内燃機関の運転制御、ビークルスタビリティコントロール（ＶＳＣ）等のブレーキ制御、ビークルダイナミクスインテグレーテッドマネージメント（ＶＤＩＭ）に代表される制・駆動力制御を実行することができる。ここでは、本発明に関連性の高い制御を説明し、他の制御については説明を省略する。
【００２１】
制御装置２０には、ヒッチ４に作用する上下方向荷重に応じた信号を出力する荷重センサ２１と、連結車両１の走行速度（車速）に応じた信号を出力する車速センサ２２と、不図示のアクセルペダルの操作量に応じた信号を出力するアクセル開度センサ２３と、不図示のステアリングホイールの操作量に応じた信号を出力する舵角センサ２４とがそれぞれ電気的に接続されており、各センサ２２〜２４からの信号が入力される。
【００２２】
図７は車両走行制御の制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンのプログラムは制御装置２０のＲＯＭに保持されており、適時に読み出されて所定周期で繰り返し実行される。図７に示すように、まず、制御装置２０はステップＳ１においてトレーラ３を牽引中であるか否かを判定する。この判定は荷重センサ２１の出力信号を参照してヒッチ４に生じる上下方向荷重の有無に基づいて行われる。なお、この判定のためにトレーラ３の連結を検知する検出手段を設けてもよい。
【００２３】
トレーラ３の牽引中の場合はステップＳ２に進み、そうでない場合は以後の処理をスキップして今回のルーチンを終了する。ステップＳ２では、ヒッチ４に作用する上下方向荷重を荷重センサ２１の出力信号に基づいて取得する。次に、ステップＳ３では、連結車両１の走行状態を取得する。この走行状態としては、電動機９及びブレーキ１０の操作に反映させるパラメータ、例えば連結車両１の車速、アクセルペダルの操作量、乗用車２の舵角等が各センサ２２〜２４からの信号に基づいて取得される。
【００２４】
次に、ステップＳ４では、今回のルーチンで目標とすべきヒッチ４に作用する上下方向荷重（目標荷重）を演算する。この演算は、ステップＳ３で取得した走行状態に基づいて行われる。例えば、連結車両１が定常状態から加速状態へ移行する走行状態の場合は、乗用車２の駆動輪、即ち後輪６への荷重配分が増加するように定常状態の上下方向荷重よりも大きな値の目標荷重が算出される。また、連結車両１が定常状態から減速状態へ移行する走行状態の場合は、前輪５への荷重配分が増加するように定常状態の上下方向荷重よりも小さな値の目標荷重が算出される。更に、連結車両１が直進状態から旋回状態へ移行する走行状態の場合は、前輪５への荷重配分が増加するように定常状態の上下方向荷重よりも小さな値の目標荷重が算出される。更にまた、連結車両１がオーバーステア状態、スピン状態に陥るような走行状態の場合は、これらを防止するために後輪６への荷重配分が増加するように定常状態の上下方向荷重よりも大きな値の目標荷重が算出される。
【００２５】
次に、ステップＳ５では、ステップＳ４で演算した目標荷重が実現できるように電動機９又はブレーキ１０の少なくとも一方を操作してヒッチ４に作用する上下方向荷重を変化させる。その後、今回のルーチンを終了する。目標荷重と電動機９及びブレーキ１０の操作量との対応付けは、例えば実験やシミュレーション等による調査結果に基づいて予め作成されて制御装置２０のＲＯＭに記憶されたマップにて行うことができる。このようにした場合、制御装置２０は、演算した目標荷重が実現できる電動機９及びブレーキ１０の操作量をＲＯＭに記憶したマップを検索することにより特定し、その操作量が得られるように電動機９及びブレーキ１０を操作する。なお、このような方法の代りに、目標荷重をＲＯＭに記憶した所定の数式に代入して制御ルーチンの実行の度に電動機９及びブレーキ１０の操作量を演算することもできる。
【００２６】
以上の形態によれば、トレーラ３に設けられた電動機９及びブレーキ１０が連結車両１の走行状態に応じて操作されることにより乗用車２の前輪５及び後輪６の荷重配分が適正化される。その結果、乗用車２やトレーラ３の挙動の乱れを防止でき、連結車両１の走行状態の変化に伴う走行安定性や操縦性の低下を抑えることができる。
【００２７】
（第２の形態）
次に、本発明の第２の形態を図８〜図１３を参照しながら説明する。なお、第１の形態と共通する構成については、これらの図に同一符号を付して説明を省略する。図８は第２の形態に係る制御装置が適用された連結車両を模式的に示している。この図に示すように、第２の形態に係るトレーラ３には、その車輪７を前後方向に移動できる状態で支持する可動支持手段としての支持機構２６が設けられている。支持機構２６は車輪７を回転自在に支持する台車部２７と、前後方向に延びるように荷台８に設けられ、かつ台車部２７を前後方向に案内する案内部２８とを有している。台車部２７には、案内部２８に案内されながら台車部２７を前後移動させるためのアクチュエータ２７ａが設けられている。このアクチュエータ２７ａは、例えば油圧を利用した油圧アクチュエータとして構成される。アクチュエータ２７ａには制御装置２０が電気的に接続されている。制御装置２０は、支持機構２６に対する操作として台車部２７が前後移動するようにアクチュエータ２７ａに指令を送ることにより、トレーラ３の車輪７の前後位置を変化させることができる。
【００２８】
図９及び図１０はトレーラ３の車輪７の位置とヒッチ４に作用する上下方向荷重との関係を説明する説明図であり、図９は上下方向荷重が大きい場合、図１０は上下方向荷重が小さい場合をそれぞれ示している。これらの図からも明らかなように、車輪７の位置が積荷Ｌの重心Ｇの位置よりも後方に離れるほどヒッチ４に作用する上下方向荷重Ｆｃは大きくなる。即ち、図１０に示すように、トレーラ３の車輪７の位置が破線で示した図９の位置から重心Ｇの位置へ近づくに従って荷重Ｆｃは徐々に減少する。なお、積荷Ｌを含めたトレーラ３の全体の重心Ｇ′の位置に車輪７を移動させることにより、ヒッチ４に作用する上下方向荷重Ｆｃを０にすることも可能である。この形態によれば、積荷Ｌの位置が変化しても、その変化に合わせて車輪７の位置を変更することにより、連結車両１の定常状態における上下方向荷重Ｆｃを所定値に保持することが可能である。また、上下方向荷重Ｆｃが所定値に保持される車輪７の位置を基準位置Ｐ（図９参照）とした場合、その基準位置Ｐよりも車輪７を後方に位置させることにより、上下方向荷重Ｆｃを所定値よりも増加させることができ、かつ基準位置Ｐよりも車輪７を前方に位置させることにより、上下方向荷重Ｆｃを所定値よりも減少させることができる。
【００２９】
図１１及び図１２は、車輪７の位置とヒッチ４に作用する上下方向荷重Ｆｃの向きとの対応関係を説明する説明図であり、図１１は上下方向荷重Ｆｃが下向きになる車輪７の位置を示し、図１２は上下方向荷重Ｆｃが上向きになる車輪７の位置を示している。これらの図から明らかなように、ヒッチ４に下向きの荷重Ｆｃを作用させたいときには、トレーラ３の全体の重心Ｇ′の位置よりも車輪７を後方に位置させればよく、逆にヒッチ４に上向きの荷重Ｆｃを作用させたいときには、重心Ｇ′の位置よりも車輪７を前方に位置させればよい。
【００３０】
このように、本形態では車輪７の前後方向の位置を支持機構２６にて変更することにより、ヒッチ４に作用する上下方向荷重に対して影響を与えることができる。即ち、車輪７の位置を変更できる支持機構２６は本発明に係る制御対象として機能する。
【００３１】
図１３は第２の形態に係る車両走行制御の制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンのプログラムは制御装置２０のＲＯＭに保持されており、適時に読み出されて所定周期で繰り返し実行される。なお、図７の制御ルーチンと共通の処理には同一の符号を付して説明を省略する。制御装置２０はステップＳ２１において、トレーラ３の車輪７の基準位置が設定済か否かを判定する。上述したように基準位置はヒッチ４に作用する上下方向荷重が所定値となる車輪７の位置のことである。所定値は連結車両１の走行に支障を来たさない範囲内で適宜設定される。車輪７の基準位置が設定済の場合はステップＳ３に進み、そうでない場合はステップＳ２２に進んで基準位置を設定する。ここでは、ステップＳ２で取得した上下方向荷重の測定値と所定値との差が減少する方向に制御装置２０が支持機構２６を操作して車輪７を移動させ、その移動により測定値と所定値との差が無くなる位置又は許容範囲内に収まる位置を基準位置として設定している。
【００３２】
以降の処理は第１の形態と同様である。即ち、ステップＳ３では、連結車両１の走行状態を取得し、続くステップＳ４では目標荷重を演算し、次のステップＳ２３では、目標荷重が実現できる車輪７の移動量を演算し、その移動量が得られるように支持機構２６を操作する。そして、今回のルーチンを終了する。
【００３３】
この形態によれば、第１の形態と同等の効果を発揮できることに加え、車輪７の基準位置を設定するので、積荷Ｌ１の種類や位置が変わった場合、又はトレーラ３の種類が変わった場合でもヒッチ４に作用する上下方向荷重を所定値に保持させておくことができる。また、第２の形態は乗用車２の荷重配分を変化させるためにトレーラ３の車輪７の駆動や制動を伴わないため、乗用車２の加減速とトレーラ３の加減速とが不一致になるおそれがない。これにより、連結車両１の走行安定性や操縦性が一層向上する。
【００３４】
以上の各形態において、制御装置２０は、図７の制御ルーチン又は図１３の制御ルーチンを実行することにより、本発明に係る荷重制御手段として機能する。但し、本発明は以上の形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の形態にて実施できる。例えば、第１の形態と第２の形態とを組み合わせて実施することもできる。即ち、トレーラ３の車輪７への駆動力又は制動力の付与を行うとともに、車輪７の前後方向の位置を変更することもできる。この場合には、制御対象として機能する電動機９、ブレーキ１０及び支持機構２６のそれぞれを状況に応じて使い分けることが可能になるので制御の対応幅を拡大できる利点がある。
【００３５】
以上の各形態の制御対象は例示にすぎない。従って、連結部に作用する上下方向荷重に影響を与えるものが被牽引車両に設けられている限りにおいて、本発明に係る制御対象が特定の形態に限定されることはない。例えば、前後方向に移動可能な錘を備えたバランス機構を被牽引車両に設け、その錘の前後方向の位置を変更して上下方向荷重を変化させることもできる。この場合、バランス機構が本発明に係る制御対象として機能する。
【００３６】
以上の各形態における走行制御を、乗用車２に対して制御装置２０が実行するＶＳＣ等のブレーキ制御、ＶＤＩＭに代表される制・駆動力制御に協調させることもできる。これにより一層高い走行安定性と操縦性が期待できる。
【００３７】
本発明の牽引車両は自走可能なものであればその構成に制限はなく、例えば、被牽引車両を連結できる連結部が後端部に設けられた乗用車や連結車両である連結トラックのトラクタであってもよい。また、被牽引車両としては、乗用車に連結されることが多いキャンピング用キャビンや、モーターボートキャリア、また連結トラックのトレーラであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一形態に係る制御装置が適用された連結車両を模式的に示した図。
【図２】ヒッチに作用する上下方向荷重の変化に伴う乗用車の前輪及び後輪のそれぞれに作用する荷重の変化を説明する説明図であって、上下方向荷重の標準状態を示した図。
【図３】ヒッチに作用する上下方向荷重の変化に伴う乗用車の前輪及び後輪のそれぞれに作用する荷重の変化を説明する説明図であって、標準状態に比べて同方向かつ大きさが小さい上下方向荷重が作用した状態を示した図。
【図４】ヒッチに作用する上下方向荷重の変化に伴う乗用車の前輪及び後輪のそれぞれに作用する荷重の変化を説明する説明図であって、標準状態に比べて同方向かつ大きさが大きい上下方向荷重が作用した状態を示した図。
【図５】トレーラの車輪に対する駆動力又は制動力を与えた場合のヒッチの荷重状態の変化を説明する説明図であって、車輪に駆動力を与えた場合を示した図。
【図６】トレーラの車輪に対する駆動力又は制動力を与えた場合のヒッチの荷重状態の変化を説明する説明図であって、車輪に制動力を与えた場合を示した図。
【図７】車両走行制御の制御ルーチンの一例を示すフローチャート。
【図８】第２の形態に係る制御装置が適用された連結車両を模式的に示した図
【図９】トレーラの車輪の位置とヒッチに作用する上下方向荷重との関係を説明する説明図であって、上下方向荷重が大きい場合を示した図。
【図１０】トレーラの車輪の位置とヒッチに作用する上下方向荷重との関係を説明する説明図であって、上下方向荷重が小さい場合を示した図。
【図１１】車輪の位置とヒッチに作用する上下方向荷重の向きとの関係を説明する説明図であって、上下方向荷重が下向きになる車輪の位置を示した図。
【図１２】車輪の位置とヒッチに作用する上下方向荷重の向きとの関係を説明する説明図であって、上下方向荷重が上向きになる車輪の位置を示した図。
【図１３】第２の形態に係る車両走行制御の制御ルーチンの一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００３９】
１ 連結車両
２ 乗用車（牽引車両）
３ トレーラ（被牽引車両）
４ ヒッチ（連結部）
７ 車輪
９ 電動機（車輪駆動手段、制御対象）
１０ ブレーキ（車輪駆動手段、制御対象）
２０ 制御装置（荷重制御手段）
２６ 支持機構（可動支持手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自走可能な牽引車両の後端に設けられた連結部を介して被牽引車両が連結され、前記連結部に作用する上下方向荷重に影響を与え得る制御対象が前記被牽引車両に設けられた連結車両に適用され、
前記上下方向荷重が前記連結車両の走行状態に応じて変化するように、前記制御対象を操作する荷重制御手段を備えることを特徴とする連結車両の制御装置。
【請求項２】
前記被牽引車両は、前記連結部よりも後方に位置する車輪と、前記制御対象として設けられて、前記車輪に駆動力及び制動力の少なくとも一方を与えることが可能な車輪駆動手段と、を有しており、
前記荷重制御手段は、前記上下方向荷重が前記連結車両の走行状態に応じて変化するように、前記車輪駆動手段を操作して前記車輪に駆動力及び制動力の少なくとも一方を与える請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記被牽引車両は、前記連結部よりも後方に位置する車輪と、前記制御対象として設けられて、前記車輪の位置を前後方向に移動可能な状態で前記車輪を支持する可動支持手段と、を有しており、
前記荷重制御手段は、前記上下方向荷重が前記連結車両の走行状態に応じて変化するように、前記可動支持手段を操作して前記車輪の位置を変化させる請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記荷重制御手段は、前記連結車両が定常状態の際に前記上下方向荷重が所定値となる前記車輪の位置を基準位置として設定する請求項３に記載の制御装置。
【請求項１】
自走可能な牽引車両の後端に設けられた連結部を介して被牽引車両が連結され、前記連結部に作用する上下方向荷重に影響を与え得る制御対象が前記被牽引車両に設けられた連結車両に適用され、
前記上下方向荷重が前記連結車両の走行状態に応じて変化するように、前記制御対象を操作する荷重制御手段を備えることを特徴とする連結車両の制御装置。
【請求項２】
前記被牽引車両は、前記連結部よりも後方に位置する車輪と、前記制御対象として設けられて、前記車輪に駆動力及び制動力の少なくとも一方を与えることが可能な車輪駆動手段と、を有しており、
前記荷重制御手段は、前記上下方向荷重が前記連結車両の走行状態に応じて変化するように、前記車輪駆動手段を操作して前記車輪に駆動力及び制動力の少なくとも一方を与える請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記被牽引車両は、前記連結部よりも後方に位置する車輪と、前記制御対象として設けられて、前記車輪の位置を前後方向に移動可能な状態で前記車輪を支持する可動支持手段と、を有しており、
前記荷重制御手段は、前記上下方向荷重が前記連結車両の走行状態に応じて変化するように、前記可動支持手段を操作して前記車輪の位置を変化させる請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記荷重制御手段は、前記連結車両が定常状態の際に前記上下方向荷重が所定値となる前記車輪の位置を基準位置として設定する請求項３に記載の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−１１３６７２（Ｐ２００９−１１３６７２Ａ）
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８９７７８（Ｐ２００７−２８９７７８）
【出願日】平成１９年１１月７日（２００７．１１．７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月７日（２００７．１１．７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
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