JPH10203398A - 自動車のかじ取り角制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 操作の高度の快適さ及び高度の動作信頼性で
かじ取り角の制御が行われる。 【構成】 自動車のかじ取り角制御装置は、使用者によ
り操作可能な操作素子１と、車両縦速度センサ装置６、
及び操作素子１へ及ぼされる操作力及び検出される車両
縦速度センサ装置に関係してかじ取り角目標値を規定す
るように車両縦速度センサ装置６及び操作素子１に連結
されているかじ取り角設定装置４，５，７，８，９とを
含んでいる。本発明により、そのつど存在するかじ取り
角実際値に応じて操作素子１を偏向させる操作素子偏向
手段１１〜１６が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、使用者により操作可能
な操作素子と、車両縦速度センサ装置と、操作素子へ及
ぼされる操作力及び検出される車両縦速度に関係してか
じ取り角目標値を規定するように車両縦速度センサ装置
及び操作素子に連結されているかじ取り角設定装置とを
有する、自動車のかじ取り角制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車に使用されるこのような装
置では、かじ取り角設定装置のためのかじ取り角目標値
が、操作素子へ及ぼされる操作力及び現在の車両縦速度
に関係して可変に規定される。例えば自動車においてか
じ取りハンドル及びこれに機械的に連結されるかじ取り
角設定装置を持つ従来のかじ取り装置に代わるこのよう
な装置によつて、比較的小さい操作行程及び操作速度が
得られる。現在使用されているような操作素子では、操
作素子へ及ぼされる操作力がかじ取り角目標値規定に影
響を及ぼし、このような操作素子は等角操作素子と称さ
れる。操作素子が固定的に設けられているか、又は１つ
又は複数の動的走行量の直覚的応答を行うため偏向可能
に設けられているかに応じて、操作素子は受動操作素子
又は能力操作素子と称される。操作素子に関するこれら
の性質は、周知のように満足すべきかじ取り機能を満た
すため、なるべく速度に関係するかじ取り変換装置と組
合わされ、即ちかじ取り角目標値が更にそのつど現在の
車両縦速度に関係して決定される。

【０００３】これらのかじ取り角制御装置では、操作素
子とかじ取り角設定装置従つて制御される車輪との間に
直接の機械結合が存在しないので、運転者に対し従来の
ように行われるそのつどのかじ取り状態に関する応答が
失われる。これを補償することが、種々のやり方で試み
られた。Ｕ．Ｂｏｌｔｅ，″Ｄａｓ ａｋｔｉｖｅＳｔ
ｅｌｌｔｅｉｌ−ｅｉｎ ｅｒｇｏｎｏｍｉｓｃｈｅｓ
Ｂｅｄｉｅｎｋｏｎｚｅｐｔ″，Ｆｏｒｔｓｃｈｒ・
−Ｂｅｒ・ＶＤＩ Ｒｅｉｈｅ １７，Ｎｒ．７５，Ｄ
ｕｅｓｓｅｌｄｏｒｆ，ＶＤＩ−Ｖｅｒｌａｇ，１９９
１には、例えば片搖れ速度に関係する操作素子の偏向が
応答として提案されている。しかしこの片揺れ速度は車
両縦速度に一次的に関係しているので、運転者情報とし
て役立つ操作素子偏向は、制動又は加速の際、一定の半
径を持つ曲線路でも変化し、これは運転者にとつて慣れ
ていない。未公開のドイツ連邦共和国特許第１９６００
１３９号明細書に記載されているかじ取り角制御装置で
は、操作力に抗して操作素子へ及ぼされる反作用力は、
大きくなるかじ取り角の値及び大きくなる車両縦速度と
共に増大する。

【０００４】米国特許第３，０２２，８５０号明細書に
開示されている装置では、操縦桿が特にかじ取り角の設
定に用いられる。このため操縦桿偏向信号を速度に関係
して増幅し、しかも車両縦速度の２乗になるべく反比例
して増幅することが提案され、従つて特定の操縦桿偏向
は、車両縦速度に関係なくほぼ不変な横加速度を生ず
る。

【０００５】ドイツ連邦共和国特許出願公開第４４０３
３７９号明細書に開示されているかじ取り装置では、か
じ取りハンドルの回転角とそれにより設定されるかじ取
り角との間の関係を車両縦速度に関係して変化して、低
ないし中間速度範囲では感じられるかじ取り反応が得ら
れ、高い速度範囲ではかじ取りの良好な安定性が得られ
るようにすることができる。そのため変換装置へかじ取
り伝動装置が適当に作用せしめられる。

【０００６】未公開のドイツ連邦共和国特許第１９６２
５４９８号明細書には、更にかじ取り制御装置の例が記
載されており、かじ取り角目標値が操作素子へ及ぼされ
る操作力のみに関係して規定され、操作素子偏向手段が
設けられて、そのつど存在するかじ取り角実際値に応じ
て操作素子を偏向させる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】最初にあげた種類のか
じ取り角制御装置において、操作の高度の快適さ及び高
度の動作信頼性でかじ取り角の制御が行われるという問
題が、本発明の基礎になつている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
本発明によれば、そのつど存在するかじ取り角実際値に
応じて操作素子を偏向させる操作素子偏向手段が設けら
れている。

【０００９】この装置では、かじ取り角目標値が、操作
素子へ及ぼされる操作力及び現在の車両縦速度に関係し
て可変に規定され、他方適当な操作素子偏向手段より操
作素子が、そのつど存在するかじ取り角実際値に応じ
て、従つて車両縦速度に関係なく偏向せしめられる。そ
の結果車両縦速長に関係する所望のかじ取り角目標値が
規定され、操作素子へのかじ取り状態の応答が車両縦速
度の影響を受けることがない。それにより不変な横滑り
角及び中立な操縦傾向のような特定の条件のもとで、一
定の半径を持つ曲線路を通過する際、その間に車両縦速
度が変化しても、この反作用が有利に変化しないように
することが可能である。

【００１０】請求項２により展開される装置では、かじ
取り角実際値が、かじ取り角設定装置の一部としてかじ
取り可能な車輪に連結されている適当な変位測定装置に
より、タイロツドの運動に基いて検出される。かじ取り
角目標値は適当なかじ取り角目標値発生器により規定さ
れ、このため操作素子の操作力に関する情報が付属する
センサから、また現在の車両縦速度に関する情報がピス
トン−シリンダセンサ装置から、かじ取り角目標値発生
器へ供給される。

【００１１】請求項３によるこの装置の別の展開では、
タイロツド変位測定装置が液圧ピストン−シリンダ変位
測定装置により形成され、操作素子偏向手段が液圧ピス
トン−シリンダ操作器装置を含み、この液圧ピストン−
シリンダ操作器装置が変位測定装置に液圧接続されてい
る。

【００１２】本発明の有利な実施例が図面に示されてお
り、以下に説明される。

【００１３】

【実施例】図に示されているかじ取り角制御装置は、操
作素子として運転者の手により操作可能な操縦桿１を含
み、この操縦桿１はレバー２の一端に取付けられ、この
レバー２の両端の間にある範囲は、車体に支持される揺
動軸線３の周りに揺動運動可能に保持されている。レバ
ー２には力センサ４が設けられて、操縦桿１へ及ぼされ
る操作力を検出するようになつている。力センサ４の出
力信号はかじ取り角目標値発生器５へ供給され、更に付
属する単両縦速度センサ装置６からそのつど現在の車両
縦速度についての情報がこのかじ取り角目標値発生器５
へ供給される。車両縦速度センサ装置６から受け取る情
報に関係して、かじ取り角目標値発生器５は、かじ取り
角制御のために規定すべきかじ取り角目標値を、例えば
操縦桿１へ及ぼされる操作力及び検出される車両縦速度
に関係してかじ取り角目標値を定めるため記憶されてい
る特性曲線図に基いて決定する。

【００１４】このようにして求められるかじ取り角目標
値情報は、かじ取り角目標値発生器５から、その後に接
続されているかじ取り調整器の形のかじ取り制御装置７
へ供給される。このかじ取り制御装置７は、所定のかじ
取り角目標値に関係して、かじ取り伝動装置８しかもか
じ取り伝動装置の図示してないかじ取り操作器を制御す
る。この制御に関係してかじ取り伝動装置８は、かじ取
り伝動装置８の出力側に連結されているタイロツド９へ
作用し、このタイロツド９は通常のようにそれぞれの端
部を２つのかじ取り可能な車輪１０ａ，１０ｂに連結さ
れている。

【００１５】かじ取り可能な車輪１０ａ，１０ｂに設定
されるかじ取り角目標値は、図示した装置では、タイロ
ツド９の運動を介して検出される。このためタイロツド
９に、液圧ピストン−シリンダ装置として構成される変
位測定装置１２のピストン棒１１が連結され、この変位
測定装置１２のシリンダ１３は車体側に固定的に取付け
られ、変位測定装置１２はこうしてタイロツド運動の変
位測定装置として動作する。ピストン棒１１の端部に設
けられるこの変位測定装置１２のピストンは、シリンダ
空間を２つの動作空間に区分し、これらの動作空間のそ
れぞれ１つから液圧導管１４ａ，１４ｂが出ている。こ
れらの液圧導管１４ａ，１４ｂは、タイロツド９の運動
を介して検出されるかじ取り角実際値に関係する操縦桿
１の偏向用操作器として用いられる別の液圧ピストン−
シリンダ装置としての操作素子偏向装置１５の対応する
動作空間に接続されている。このためこのピストン−シ
リンダ装置１５のシリンダは再び車体に固定的に取付け
られ、ピストン棒１６はレバー２の操縦桿１とは反対側
の端部に枢着されている。ピストン棒１６の他端はピス
トンを保持し、このピストンがシリンダ空間を２つの動
作空間に区分している。

【００１６】従つて両方のピストン−シリンダ装置１
２，１５は、それらを接続する液圧導管１４ａ，１４ｂ
と共に操作素子偏向手段即ち操縦桿偏向手段を形成し、
この操縦桿偏向手段により操縦桿１がかじ取り角実際値
のみに関係して偏向せしめられる。従つて操縦桿１のそ
れぞれの位置は、そのつど存在する車輪１０ａ，１０ｂ
のかじ取り角旋回角の運転者により直覚的に検出可能な
程度である。なぜならば、一方又は他方の方回へのタイ
ロツド９の運動従つて対応する車輪かじ取り運動は、変
位測定装置１２１２のピストンを移動させ、それにより
生ずる液圧流体が液圧導管１４ａ，１４ｂを経て一方の
動作空間から押出され、他方の動作空間へ吸い込まれる
からである。それに応じて操作素子偏向装置として動作
するピストン−シリンダ装置１５にある液圧流体は、一
方の動作空間へ押込まれ、他方の動作空間から吸い出さ
れ、それによりそのピストン従つてそのピストン棒１６
が移動する。ピストン棒１６のこの運動は、レバー２を
介して操縦桿１の対応する揺動従つて偏向を生ずる。従
つてそれぞれの操縦桿位置は、操縦桿１へ及ぼされる操
作力と共にかじ取り旋回角を決定する現在の車両縦速度
とは無関係である。従つて運転者には、所定のかじ取り
角実際値における感知可能な操縦桿位置を介して、例え
ば一定の半径を持つ曲線路を走行する際、場合によつて
は加速過程及び減速過程中も、不変なかじ取り状態情報
が保たれている。

【００１７】操縦桿１の偏向の形における操縦桿１への
かじ取り角実除値の応答が、図に小すような液圧系によ
るだけでなく、例えば機械的連結によつても行われ得る
ことは明らかである。いずれの場合も別の利点として、
力センサ４からかじ取り伝動装置８へ至るまでの通常の
かじ取り制御路が故障している時、操縦桿１の適当な偏
向によりかじ取り角実際値を直接設定することによつ
て、車両を非常運転状態に維持できるという性質が生ず
る。このために適当なフリーホイールをかじ取り伝動装
置８に設けさえすればよい。その場合運転者により行わ
れる操縦桿１の揺動運動は、液圧又は機械的連結を介し
て、タイロツド９の適当な運動従つて車輪１０ａ，１０
ｂの所望のかじ取り運動を生ずる。

【００１８】適用事例に応じて、操縦桿１への別の動的
走行量の応答も考慮することができる。これは、特にか
じ取りすべき車両が横運動を自動的に安定化する装置を
持たず、この安定化の役割を運転者が引受けねばならな
い時に有効である。本発明による装置の別の例として、
車両縦速度情報を直接かじ取り伝動装置へ与え、供給さ
れる速度情報に関係してかじ取り伝動装置のかじ取り変
換比を変化する従来の手段をそこに設けることによつて
も、かじ取り角目標値と車両縦速度との機能関係を実現
することができる。この場合車両縦速度の影響及び操縦
桿１へ及ぼされる操作力の影響が、図示したようにかじ
取り角目標値発生器５において重畳されず、かじ取り伝
動装置８自体において初めて重畳される。更に本発明に
よる装置のために、図示した操縦桿のほかに、異なる種
類の操作素子、例えばかじ取りすべき車輪に機械的に固
定的には連結されていないかじ取りハンドルも使用可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動車用かじ取り角制御装置のブロツク線図で
ある。

【符号の説明】

１ 操作素子 ４，５，７，８，９ かじ取り角設定装置 ６ 車両縦速度センサ装置 １１〜１６ 操作素子偏向手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 使用者により操作可能な操作素子（１）
   と、車両縦速度センサ装置（６）と、操作素子（１）へ
   及ぼされる操作力及び検出される車両縦速度に関係して
   かじ取り角目標値を規定するように車両縦速度センサ装
   置（６）及び操作素子（１）に連結されているかじ取り
   角設定装置（４，５，７，８，９）とを有するものにお
   いて、そのつど存在するかじ取り角実際値に応じて操作
   素子（１）を偏向させる操作素子偏向手段（１１ないし
   １６）が設けられていることを特徴とする、自動車のか
   じ取り角制御装置。
2. 【請求項２】 かじ取り角設定装置（４，５，７，８，
   ９）が、操作素子（１）に連結される力センサ（４）、
   力センサ（４）及び車両縦速度センサ装置（６）の出力
   信号を印加されるかじ取り角目標値発生器（５）、かじ
   取り角目標値発生器（５）の後に接続されるかじ取り制
   御装置（７）、及び操作器により操作される伝動装置
   （８）及びかじ取り可能な車輪（１０ａ，１０ｂ）に連
   結されるタイロツド（９）を持ちかじ取り制御装置
   （７）により制御されるかじ取り伝動装置とを含み、操
   作素子偏向手段（１１ないし１６）が、タイロツド
   （９）の運動を検出するタイロツド変位測定装置（１
   ２）及び操作素子偏向装置（１５）を含み、タイロツド
   変位測定装置（１２）により検出されるタイロツド運動
   に応じて、操作素子偏向装置（１５）が操作素子（１）
   を偏向させることを特徴とする、請求項１に記載の装
   置。
3. 【請求項３】 タイロツド変位測定装置（１２）が液圧
   ピストン−シリンダ変位測定装置（１１ないし１３）に
   より形成され、操作素子偏向装置（１５）が液圧ピスト
   ン−シリンダ操作器装置（１５，１６）により形成さ
   れ、液圧ピストン−シリンダ変位測定装置（１１ないし
   １３）と液圧ピストン−シリンダ操作器装置（１５，１
   ６）とが液圧導管（１４ａ，１４ｂ）を介して互いに連
   結されていることを特徴とする、請求項２に記載の装
   置。