DE102005058711A1

DE102005058711A1 - Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung

Info

Publication number: DE102005058711A1
Application number: DE102005058711A
Authority: DE
Inventors: Koichi Wako Suyama; Takamitsu Wako Tajima; Yoshinobu Wako Tada; Kouichi Wako Sato
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-12-08
Filing date: 2005-12-08
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2025-12-09
Also published as: US20060118350A1; DE102005058711B4; JP2006160123A; US7562738B2; JP4387935B2

Abstract

Eine Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung erfasst einen Betätigungsbetrag von oder eine Betätigungszustandsgröße bei einer Betätigungskraft auf jedes von zwei unabhängigen Betätigungselementen, um dadurch auf Grundlage einer Differenz zwischen den derart erfassten Betätigungszustandsgrößen eine Lenkeinheit zu steuern/regeln.

Description

Die vorliegende Erfindung beansprucht die ausländische Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-355831, eingereicht am 8. Dezember 2004, deren Inhalte hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen sind.
Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft zum Beispiel eine Steuer-/Regelvorrichtung, wie beispielsweise ein Lenkrad.

2. Beschreibung des zugehörigen Fachgebiets

Bei Lenkrädern, welche betätigt werden, um Lenkeinheiten von Fahrzeugen, wie beispielsweise Kraftfahrzeugen, zu steuern/regeln, wird ein Lenkrad vorgeschlagen, bei dem kein Umpositionieren der Griffe daran erforderlich ist, wenn es betätigt wird, um ein Fahrzeug zu lenken. Bei diesem Lenkrad ist es ermöglicht, dass das Lenkrad zusätzlich zu einer Drehung, welches sein normaler Betätigungsmodus ist, hin- und herbewegt wird, so dass ein Lenkwinkel auch durch Hin- und Herbewegen des Lenkrads übermittelt werden kann, um den Drehwinkel des Lenkrads zu verringern, wenn es derart betätigt wird, dass es um ein derartiges Ausmaß gedreht wird, dass der Lenkwinkel durch die Hin- und Herbewegung des Lenkrads zusätzlich übermittelt wird, wodurch es möglich gemacht wird, die Notwendigkeit des Umpositionierens der Griffe an dem Lenkrad zu vermeiden, wenn es betätigt wird, um zum Lenken des Fahrzeugs gedreht zu werden (siehe zum Beispiel die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. JP-A-2000-52997).

Während das voranstehend genannte herkömmliche Verfahren dahingehend vorteilhaft ist, dass die während des Fahrens des Fahrzeugs auf den Fahrer ausgeübte Last dadurch verringert ist, dass die Notwendigkeit des Umpositionierens der Griffe an dem Lenkrad ausgeschaltet ist, wird allerdings in einem Zustand, bei dem der Drehwinkel des Lenkrads verglichen mit dem herkömmlichen, bei dem das Lenkrad in der Größenordnung von drei vollen Umdrehungen durchgedreht ist, verringert ist, und kein großer Hin- und Herbewegungswinkel sichergestellt werden kann, da ein Lenkwinkel der Lenkeinheit, welcher von einem Betrag einer einzigen Betätigung des Lenkrads resultiert, groß wird, ein Problem verursacht, dass eine hohe Geschicklichkeit erforderlich ist, um mit einer feinfühligen Steuerung/Regelung des derart aufgebauten Lenkrads zurechtzukommen.

Überblick über die Erfindung

Eine der Aufgaben der Erfindung ist es, eine Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung bereitzustellen, welche einen relativ großen Betätigungsbetrag sicherstellen kann und welche einfach zu betätigen ist.

Im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe wird eine Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung bereitgestellt, umfassend: zwei unabhängige Betätigungselemente (zum Beispiel Steuerhebel 3 bei einer Ausführungsform); eine Erfassungseinheit, welche einen Betätigungsbetrag der beiden Betätigungselemente oder eine Betätigungszustandsgröße durch eine Betätigungskraft an jedem der beiden Betätigungselemente erfasst; und eine Steuer-/Regeleinheit, welche eine Lenkeinheit (zum Beispiel eine Lenkeinheit 9 bei der Ausführungsform) auf Grundlage einer Differenz zwischen dem erfassten Betätigungsbetrag oder der erfassten Betätigungszustandsgrößen steuert/regelt.

Durch Bereitstellen des Steuer-/Regelsystems, welches wie oben beschrieben aufgebaut ist, können relativ große Betätigungszustandsgrößen sichergestellt werden, während die Notwendigkeit des Umpositionierens der Griffe an dem Lenkrad durch die beiden unabhängig voneinander vorgesehenen Betätigungselemente vermieden werden kann, wodurch die Lenkeinheit durch Nutzen einer Differenz zwischen den Betätigungszustandsgrößen gesteuert/geregelt werden kann.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung, die im ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung dargelegt ist, ist es vorteilhaft, dass die Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung ferner eine Vor- und Zurückbewegungs-Steuer-Regeleinheit (zum Beispiel ein Drosselventil 12 bei der Ausführungsform) umfasst, welche eine Vor- und Zurückbewegung eines Fahrzeugs steuert/regelt, wobei die Vor- und Zurückbewegungs-Steuer-Regeleinheit entsprechend einer Summe des erfassten Betätigungsbetrags oder der erfassten Betätigungszustandsgrößen gesteuert/geregelt ist.

Durch den Aufbau des Steuer-/Regelsystems wie oben beschrieben, kann durch die beiden unabhängig vorgesehenen Betätigungselemente die Vor- und Zurückbewegungs-Steuerung/Regelung gleichzeitig mit der Durchführung der Lenkungs-Steuerung/Regelung durchgeführt werden, ohne dass das Umpositionieren der Griffe an dem Lenkrad erforderlich ist.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung, die im ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung dargelegt ist, wird es weiter bevorzugt, dass die Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung ferner eine Drehwelle (zum Beispiel eine Drehwelle 40 bei einer anderen Ausführungsform) umfasst, welche mit den Betätigungselementen verbunden ist, wobei ermöglicht ist, dass die Lenkeinheit durch Drehen der Betätigungselemente um die Drehwelle gesteuert/geregelt ist.

Durch den Aufbau des Steuer-/Regelsystems, wie oben beschrieben, kann selbst in dem Fall, dass keine Betätigungszustandsgrößen von den Betätigungselementen erhalten werden, eine von der steuernden Person beabsichtigte Lenkungs-Steuerung/Regelung durchgeführt werden, indem die Drehwelle über die Betätigungselemente physikalisch gedreht wird.

Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung, die im ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung dargelegt ist, wird es weiter bevorzugt, dass die Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung ferner wenigstens eines von zusätzlichen Betätigungselementen (zum Beispiel einen Lenkrad-Hauptkörper 67 bei einer weiteren Ausführungsform) umfasst, welches mechanisch mit gelenkten Straßenrädern verbunden sind, wobei das zusätzliche Betätigungselement von den beiden unabhängigen Betätigungselementen (zum Beispiel einer Steuerplatte 71 bei der Ausführungsform) verschieden ist, wobei das zusätzliche Betätigungselement derart vorgesehen ist, dass es sich relativ zu den Betätigungselementen drehen kann.

Durch den Aufbau des Steuer-/Regelsystems wie oben beschrieben, kann eine von der steuernden Person beabsichtigte Lenkungs-Steuerung/Regelung durchgeführt werden, indem die Drehwelle über das zusätzliche Betätigungselement physikalisch gedreht wird, selbst in dem Fall, dass die Betätigungselemente nicht verwendet werden.

Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung, die im zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung dargelegt ist, wird es bevorzugt, dass die Vor- und Zurückbewegungs-Steuer-/Regeleinheit eine Drosselöffnung eines Drosselventils entsprechend dem erfassten Betätigungsbetrag oder der erfassten Betätigungszustandsgrößen erhöht oder verringert.

Gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung, die im zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung dargelegt ist, wird es bevorzugt, dass die Vor- und Zurückbewegungs-Steuer-/Regeleinheit eine Bremsvorrichtung steuert/regelt, um eine Bremsbetätigung entsprechend dem erfassten Betätigungsbetrag oder der erfassten Betätigungszustandsgrößen durchzuführen.

Gemäß einem siebten Aspekt der Erfindung, die im ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung dargelegt ist, wird es bevorzugt, dass die Steuer-/Regeleinheit eine Antriebskraftverteilung oder eine Bremskraftverteilung zwischen linken und rechten gelenkten Straßenrädern entsprechend dem erfassten Betätigungsbetrag oder den erfassten Betätigungszustandsgrößen steuert/regelt.

Gemäß einem achten Aspekt der Erfindung, die im ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung dargelegt ist, wird es bevorzugt, dass, wenn Betätigungsrichtungen der beiden Betätigungselemente derart eingestellt sind, sie mit Richtungen einer Drehung eines Fahrzeugs und der Vor- und Zurückbewegung des Fahrzeugs zusammenfallen.

Gemäß einem neunten Aspekt der Erfindung, die im ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung dargelegt ist, wird es bevorzugt, dass die Erfassungseinheit einen Drucksensor umfasst, welcher die Betätigungskraft des Betätigungselements erfasst.

Gemäß einem zehnten Aspekt der Erfindung, die im ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung dargelegt ist, wird es bevorzugt, dass die Erfassungseinheit einen Drehwinkelsensor umfasst, welcher einen Drehwinkel des Betätigungselements erfasst.

Gemäß einem elften Aspekt der Erfindung, die im ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung dargelegt ist, wird es bevorzugt, dass die Erfassungseinheit einen Gleitbetrag des Betätigungselements erfasst.

Gemäß einem zwölften Aspekt der Erfindung, die im ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung dargelegt ist, wird es bevorzugt, dass die Erfassungseinheit eine Drehwinkelgeschwindigkeit des Betätigungselements erfasst.

Gemäß einem dreizehnten Aspekt der Erfindung, die im ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung dargelegt ist, wird es bevorzugt, dass die Betätigungselemente über elastische Bauteile an einer Fahrzeugkarosserie gehalten sind.

Gemäß einem vierzehnten Aspekt der Erfindung, die im vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung dargelegt ist, wird es bevorzugt, dass die Betätigungselemente an dem zusätzlichen Betätigungselement über elastische Bauteile gehalten sind.

Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann, da durch die beiden, unabhängig vorgesehenen Betätigungselemente relativ große Betätigungszustandsgrößen sichergestellt werden können, ohne dass das Umpositionieren der Griffe an dem Lenkrad erforderlich ist, so dass die Lenkeinheit unter Verwendung einer Differenz zwischen den derart sichergestellten Betätigungszustandsgrößen gesteuert/geregelt werden kann, ein relativ großer Betätigungsbetrag für die Betätigung der Betätigungselemente sichergestellt werden, und demzufolge werden die Vorteile erzielt, dass der Fahrer verglichen mit einem Fall, wobei der Fahrer die Lenkeinheit mit feinfühliger Handhabung steuern muss, nicht mehr mit der Geschicklichkeit erfordernden Bedienung zurechtkommen muss, und dass die Steuerung/Regelung vereinfacht ist.

Da gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung die Lenkungs-Steuerung/Regelung durch die beiden unabhängig vorgesehenen Betätigungselemente durchgeführt werden kann, ohne dass das Umpositionieren der Griffe an dem Lenkrad erforderlich ist, und gleichzeitig die Vor- und Zurückbewegungs-Steuerung/Regelung durchgeführt werden kann, wird ein Vorteil erzielt, dass die Lenkungs-Steuerung/Regelung und die Vor- und Zurückbewegungs-Steuerung/Regelung lediglich durch die Betätigungselemente gleichzeitig durchgeführt werden können.

Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wird, selbst in dem Fall, dass keine Betätigungszustandsgrößen von den Betätigungselementen erhalten werden, da eine von der steuernden Person beabsichtigte Lenkungs-Steuerung/Regelung durchgeführt werden kann, indem die Drehwelle über die Betätigungselemente physikalisch gedreht wird, ein Vorteil erzielt, dass das Verhalten des Fahrzeugs intuitiv erfasst werden kann und das Gefühl bei der Steuerung/Regelung verbessert wird.

Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung wird ein Vorteil erzielt, dass eine von der steuernden Person beabsichtigte Lenkungs-Steuerung/Regelung dadurch durchgeführt werden kann, dass die Drehwelle über das zusätzliche Betätigungselement physikalisch gedreht wird, ohne dass die Betätigungselemente verwendet werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform;
2 ist ein erläuterndes Diagramm, welches den Betrieb der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform erläutert;
3 ist ein Blockdiagramm der Ausführungsform;
4 ist eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform;
5 ist ein erläuterndes Diagramm, welches den Betrieb der in 2 gezeigten zweiten Ausführungsform erläutert;
6 ist eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform;
7 ist ein erläuterndes Diagramm, welches den Betrieb der in 6 gezeigten dritten Ausführungsform erläutert;
8 ist ein erläuterndes Diagramm, welches eine andere Form der dritten Ausführungsform zeigt;
9 ist ein Diagramm, welches eine weitere Form der dritten Ausführungsform zeigt;
10 ist eine vertikale Querschnittsansicht einer vierten Ausführungsform;
11 ist eine horizontale Querschnittsansicht der vierten Ausführungsform;
12 ist ein erläuterndes Diagramm, welches den Betrieb der in 10 gezeigten vierten Ausführungsform erläutert;
13 ist eine vertikale Querschnittsansicht einer anderen Form der vierten Ausführungsform;
14 ist eine horizontale Querschnittsansicht der Form in 13;
15 ist ein erläuterndes Diagramm, welches den Betrieb der Form erläutert;
16 ist eine perspektivische Ansicht einer fünften Ausführungsform; und
17 ist eine vertikale Querschnittsansicht der fünften Ausführungsform.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Als nächstes werden Ausführungsformen der Erfindung auf Grundlage der Zeichnungen beschrieben.
1, 2 zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung. Wie in 1 gezeigt, sind Steuer-/Regeleinrichtungen 2 zum Steuern/Regeln einer Lenkeinheit 9 und eines Drosselventils (einer Vor- und Zurückbewegungs-Steuer-/Regeleinheit) 12, welche beide später beschrieben werden, an einem vorderen Boden 1 an beiden Seiten eines Fahrersitzes eines Fahrzeugs vorgesehen.
Die Steuer-/Regeleinrichtungen 2 sind aus linken und rechten unabhängigen Steuerhebeln (Betätigungselementen) 3 aufgebaut, und die Steuerhebel 3 sind jeweils auf dem vorderen Boden 1 über Halterungen 4 abgestützt. Genauer ausgedrückt, ist jeder Steuerhebel 3 derart an der Halterung 4 abgestützt, dass er sich in einer Längsrichtung um eine Achse drehen kann, welche in einer Querrichtung des Fahrzeugs verläuft, so dass der linke und der rechte Steuerhebel 3 durch den Fahrer, der die an oberen Abschnitten der jeweiligen Steuerhebel 3 vorgesehenen Griffabschnitte 5 ergreift, derart betätigt werden, dass sie sich in den Längsrichtungen unabhängig voneinander drehen.
Ein Wellenabschnitt 6, welcher derart gebogen ist, dass er in die Querrichtung gerichtet ist, ist an einem unteren Abschnitt jedes Steuerhebels 3 vorgesehen, und ein Drehwinkelsensor 7 zum Erfassen eines Drehwinkels (eines Betätigungsbetrags, einer Betätigungszustandsgröße) des Steuerhebels 3 ist zwischen dem Wellenabschnitt 6 und der Halterung 4 vorgesehen. Der Drehwinkelsensor 7 ist derart ausgelegt, dass er einen Betrag erfasst, um den jeder Steuerhebel 3 von einer in Längsrichtung neutralen Stellung relativ zum Wellenabschnitt 6 nach vorne oder nach hinten in Längsrichtung gedreht ist. Zum Beispiel kann ein Drehwinkel als ein positiver Wert eingestellt sein, wenn der Steuerhebel 3 nach vorne gedreht wird, während er ein negativer Wert ist, wenn der Steuerhebel 3 nach hinten gedreht wird.
Hierbei wird, wie in 3 gezeigt, ein Erfassungssignal des Drehwinkelsensors 7, welches einen Drehwinkel jedes Steuerhebels 3 anzeigt, in eine Lenk-ECU 8 eingegeben, und ein Antriebsmotor 10 für die Lenkeinheit 9 wird derart gesteuert/geregelt, dass er entsprechend des Betrags eines Drehwinkels jedes Steuerhebels 3 angetrieben wird, welcher von dem Drehwinkelsensor 7 eingestellt ist.
Genauer ausgedrückt, wird in der Lenk-ECU 8 eine Differenz zwischen Drehwinkeln der jeweiligen Steuerhebel 3 in einer Betätigungseinheit 11 berechnet, so dass der Antriebsmotor 10 für die Lenkeinheit 9 derart gesteuert/geregelt wird, dass er auf Grundlage des berechneten Werts angetrieben wird. Demzufolge lenkt die Lenkeinheit 9 gelenkte Straßenräder um einen Betätigungsbetrag nach rechts oder nach links, der der derart berechneten Differenz entspricht. Zum Beispiel wird für den Fall, dass ein Drehwinkel des rechten Steuerhebels 3 größer ist als ein Drehwinkel des linken Steuerhebels 3, die Lenkeinheit 9 derart gesteuert/geregelt, dass sie durch den Antriebsmotor 10 um einen Betrag angetrieben wird, der einem Drehwinkel entspricht, der gleich einer Differenz zwischen den Drehwinkeln des linken und des rechten Steuerhebels 3 ist, wodurch die gelenkten Straßenräder nach links gelenkt werden.
Zusätzlich wird für den Fall, dass beide Steuerhebel 3 derart betätigt werden, dass sie von der neutralen Stellung in Längsrichtung nach vorne oder nach hinten gedreht werden, an der Betätigungseinheit 11 eine Summe der Drehwinkel beider Steuerhebel 3 berechnet, so dass eine Drosselöffnung des Drosselventils 12 mittels eines Ventilantriebsmotors 13 zum Antrieb des Drosselventils 12 auf Grundlage des berechneten Werts erhöht oder verringert wird. Wenn dies auftritt, kann anstelle des Verringerns der Drosselöffnung oder zusätzlich zum Verringern der Drosselöffnung eine Bremsbetätigung durchgeführt werden, welche von einer Bremsvorrichtung 14 über einen hydraulischen Aktuator 15 ausgeführt wird.
Als nächstes wird die Funktion der Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.
Wenn das Fahrzeug gefahren wird, greift der Fahrer die Griffabschnitte 5 der jeweiligen Steuerhebel 3, um sie in den Längsrichtungen unabhängig zu betätigen.
Wenn der linke und der rechte Steuerhebel 3, 3 beide von den neutralen Stellungen um denselben Drehwinkel nach vorne gedreht werden, werden Drehwinkel des linken und des rechten Steuerhebels 3 durch den linken und den rechten Drehwinkelsensor 7, 7 in die Lenk-ECU 8 eingegeben. In der Lenk-ECU 8 berechnet die Betätigungseinheit eine Summe der Drehwinkel des linken und des rechten Steuerhebels 3, 3 auf Grundlage der Drehwinkel beider Steuerhebel 3, 3 und die Ausgabe der Brennkraftmaschine wird durch Öffnen des Drosselventils 12 um eine vorbestimmte Öffnung erhöht, indem der Ventilantriebsmotor 13 auf Grundlage der derart berechneten Summe angetrieben wird, wodurch das Fahrzeug in einem Geradeauszustand beschleunigt wird.
Wenn andererseits der rechte und der linke Steuerhebel 3, 3 beide von den neutralen Stellungen diesmal um denselben Drehwinkel nach hinten gedreht werden, werden Drehwinkel der jeweiligen Steuerhebel 3 durch den linken und den rechten Drehwinkelsensor 7, 7 in die Lenk-ECU 8 eingegeben, und in der Lenk-ECU 8 wird eine Summe der Drehwinkel des linken und des rechten Steuerhebels 3, 3 auf Grundlage der Drehwinkel beider Steuerhebel 3 an der Betätigungseinheit 11 berechnet, so dass die Ausgabe der Brennkraftmaschine durch Schließen des Drosselventils 12 um eine vorbestimmte Öffnung verringert wird, indem der Ventilantriebsmotor 13 auf Grundlage der derart berechneten Summe angetrieben wird, wodurch das Fahrzeug in dem Geradeauszustand verzögert wird.
Wenn als nächstes beispielsweise der linke und der rechte Steuerhebel 3, 3 beide aus den neutralen Stellungen nach vorne gedreht werden, wobei der rechte Steuerhebel 3 weiter nach vorne gedreht wird als der linke Steuerhebel 3, werden die Drehwinkel der jeweiligen Steuerhebel 3 von dem linken und dem rechten Drehsensor 7, 7 in die Lenk-ECU 8 eingegeben. In der Lenk-ECU 8 berechnet die Betätigungseinheit 11 eine Differenz zwischen den Drehwinkeln des linken und des rechten Steuerhebels 3, 3 auf Grundlage der Drehwinkel beider Steuerhebel 3, und der Antriebsmotor 10 wird auf Grundlage der derart berechneten Differenz angetrieben, so dass die gelenkten Straßenräder von der Lenkeinheit 9 um einen vorbestimmten Betrag nach links gelenkt werden.
In diesem Fall berechnet die Betätigungseinheit 11 in der Lenk-ECU 8 gleichzeitig eine Summe der Drehwinkel des rechten und des linken Steuerhebels 3, 3 auf Grundlage der Drehwinkel beider Steuerhebel 3, und der Ventilmotor 13 wird auf Grundlage der derart berechneten Summe angetrieben, um das Drosselventil 12 um eine vorbestimmte Öffnung zu öffnen, um dadurch die Ausgabe der Brennkraftmaschine zu erhöhen, wodurch das Fahrzeug in einen beschleunigten Zustand versetzt wird, wobei die gelenkten Straßenräder nach links gelenkt werden, wie oben beschrieben.
Wenn zusätzlich beispielsweise der linke und der rechte Steuerhebel 3, 3 beide von den neutralen Stellungen nach hinten gedreht werden, wobei der rechte Steuerhebel 3 weiter nach hinten gedreht wird als der linke Steuerhebel 3, werden Drehwinkel der jeweiligen Steuerhebel 3, 3 durch den linken und den rechten Drehwinkelsensor 7, 7 in die Lenk-ECU 8 eingegeben. In der Lenk-ECU 8 berechnet die Betätigungseinheit 11 eine Differenz zwischen den Drehwinkeln des linken und des rechten Steuerhebels 3, 3 auf Grundlage der Drehwinkel beider Steuerhebel 3, und der Antriebsmotor 10 wird auf Grundlage der derart berechneten Differenz angetrieben, wodurch die gelenkten Straßenräder von der Lenkeinheit 9 um einen vorbestimmten Betrag nach rechts gelenkt werden.
In diesem Fall berechnet die Betätigungseinheit 11 in der Lenk-ECU 8 gleichzeitig eine Summe der Drehwinkel des rechten und des linken Steuerhebels 3, 3 auf Grundlage der Drehwinkel beider Steuerhebel 3, und der Ventilmotor 13 wird auf Grundlage der derart berechneten Summe angetrieben, um das Drosselventil 12 um eine vorbestimmte Öffnung zu schließen, um dadurch die Ausgabe der Brennkraftmaschine zu verringern, wodurch das Fahrzeug in einen verzögerten Zustand versetzt wird, wobei die gelenkten Straßenräder nach rechts gelenkt werden, wie oben beschrieben.
Während hierbei, wie oben beschrieben worden ist, die jeweiligen Steuerhebel 3, 3 derart beschrieben sind, dass sie von den neutralen Stellungen beide nach vorne oder nach hinten betätigt werden, kann für den Fall, dass ein Steuerhebel 3 von der neutralen Stellung nach vorne betätigt wird, während der andere Steuerhebel 3 von der neutralen Stellung nach hinten betätigt wird, betreffend einer Differenz zwischen den Drehwinkeln, ein großer Drehwinkel der gelenkten Straßenräder erzielt werden, indem die Steuerhebel 3 in einem kleinen Ausmaß betätigt werden, da selbst für den Fall, dass die Betätigungswinkel der jeweiligen Steuerhebel 3, 3 klein sind, eine große Differenz erzielt werden kann. Demzufolge ist es möglich, die Lenkeinheit 9 schneller zu steuern/regeln. Da zusätzlich eine Summe der Drehwinkel in diesem Fall klein wird, wird die Fahrzeuggeschwindigkeit verringert.
Es ist zu beachten, dass es anstelle des Lenkens der gelenkten Straßenräder durch die Lenkeinheit zum Zeitpunkt einer Beschleunigung oder Verzögerung möglich ist, die gelenkten Straßenräder durch Ändern der Antriebskraftverteilung oder Bremskraftverteilung zwischen den linken und rechten gelenkten Straßenrädern zu lenken (dies trifft auch für Ausführungsformen zu, welche später beschrieben werden).
Da gemäß dieser Ausführungsform eine relativ große Drehwinkeldifferenz sichergestellt werden kann, ohne dass das Umpositionieren der Griffe an dem Lenkrad benötigt wird, indem die beiden Steuerhebel 3, 3 unabhängig voneinander vorgesehen sind, und indem die Lenkeinheit 9 von dem Antriebsmotor 10 unter Verwendung der Differenz der Drehwinkel gesteuert/geregelt werden kann, kann ein relativ großer Betätigungsbetrag der Steuerhebel 3 sichergestellt werden, und demzufolge wird der Fahrer davon freigestellt, mit einer Betätigung zurechtzukommen, die Geschicklichkeit benötigt, verglichen mit dem Fall, bei dem der Fahrer die Lenkeinheit 9 mit einer feinfühligen Handhabung steuert, und die Steuerung wird vereinfacht.
Zusätzlich kann die Lenk-Steuerung/Regelung durch die beiden unabhängig voneinander vorgesehenen Steuerhebel 3, 3 durchgeführt werden, ohne dass die Griffe an dem Lenkrad umpositioniert werden müssten, und gleichzeitig kann die Beschleunigung und Verzögerung des Fahrzeugs durch Öffnen und Schließen des Drosselventils 12 mittels des Ventilantriebsmotors 13 entsprechend der Summe der Drehwinkel der Steuerhebel 3, 3 durchgeführt werden, wobei die Lenk-Steuerung/Regelung und die Beschleunigungs-Verzögerungs-Steuerung/Regelung gleichzeitig lediglich durch die Steuerhebel 3, 3 durchgeführt werden können.
Da dann die Betätigungen in Längsrichtung derart durchgeführt werden, dass sie auf der linken und der rechten Seite unabhängig durchgeführt werden, und Steuerungen durch die Steuerhebel 3 derart ausgelegt werden, dass sie mit Richtungen der Drehung und der Vor- und Zurück-Bewegung des Fahrzeugs zusammenfallen, kann das Verhalten des Fahrzeugs intuitiv erfasst werden und das Feingefühl bei der Steuerung ist verbessert.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 4, 5, sowie auf 3 (welche auch für später beschriebene Ausführungsformen zutrifft), eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Steuer-/Regeleinrichtungen 22 dieser Ausführungsform sind aus einem Paar von unabhängigen Steuergriffen (Betätigungselementen) 23, 23 aufgebaut, welche an einem Armaturenbrett 20 an Seiten eines Instrumentengruppenabschnitts 21 vorgesehen sind, an dem jeweils Messinstrumente in Anzeigevorrichtungen angeordnet sind.
Dieser linke und rechte Steuergriff 23 sind voneinander unabhängig, und jeder der Steuergriffe 23 ist über einen Armabschnitt 24 in einem derartigen Zustand an dem Armaturenbrett 20 abgestützt, dass eine Drehung des Steuergriffs 23 verhindert wird. Genauer ausgedrückt, erstreckt sich der Armabschnitt 24 jedes Steuergriffs 23 von dem Armaturenbrett 20 nach hinten und ist dann nach oben gebogen, und der Steuergriff 23 ist an einem Ende des derart gebogenen Armabschnitts 24 vorgesehen, während das andere Ende des Armabschnitts 24, welches in das Armaturenbrett 20 eingeführt ist, an einer Fahrzeugkarosserie (nicht gezeigt) über elastische Bauteile 38 abgestützt ist.
Wie in 5 gezeigt, ist ein oberer Drucksensor 28 zwischen einem oberen Wandabschnitt 26 eines durch das Armaturenbrett 20 gebildeten Durchgangslochs 25, in welches der Armabschnitt 24 eingeführt ist, und einer oberen Wand 27 des Armabschnitts 24 vorgesehen. Zusätzlich ist ein unterer Drucksensor 31 zwischen einem unteren Wandabschnitt 29 des Durchgangslochs 25 und einer unteren Wand 30 des Armabschnitts 24 vorgesehen. Wenn der Steuergriff 23 derart ergriffen wird, dass er nach vorne gedrückt wird, um dadurch gegen den oberen Drucksensor 28 zu drücken, wird der obere Drucksensor 28 zusammengedrückt, und demzufolge erfasst der obere Drucksensor 28 eine Betätigungskraft (eine Betätigungszustandsgröße), welche auf den Steuergriff 23 in einer Richtung ausgeübt wird, in welcher der Steuergriff 23 nach vorne fällt, wobei, wenn der Steuergriff 23 derart ergriffen wird, dass er in Richtung auf den Fahrer gezogen wird, um dadurch gegen den unteren Drucksensor 31 zu drücken, der untere Drucksensor 31 zusammengedrückt wird, und demzufolge erfasst der untere Drucksensor 31 eine auf den Steuergriff 23 ausgeübte Betätigungskraft in einer Richtung, in welcher der Steuergriff 23 nach hinten fällt.
Durch diesen Aufbau kann die Größe einer Betätigungskraft, welche auf jeden Steuergriff ausgeübt wird, um zu bewirken, dass dieser von einer neutralen Stellung nach vorne (positiv) oder nach hinten (negativ) fällt durch den oberen Drucksensor 28 und den unteren Drucksensor 31 erfasst werden.
Bei dieser Ausführungsform werden anstelle der Signale, welche von den Drehsensoren 7, 7 in Bezug auf die Drehwinkel der Steuerhebel 3 bei der vorigen Ausführungsform gesendet werden, Signale von den oberen und den unteren Drucksensoren 28, 31, die von diesen in Bezug auf auf die Steuergriffe 23 ausgeübte Betätigungskräfte gesendet werden, in die Lenk-ECU 8 eingegeben, und der Antriebsmotor 10 der Lenkeinheit 9 wird derart gesteuert/geregelt, dass er mittels der Lenk-ECU 8 entsprechend der auf die jeweiligen Steuergriffe 23 ausgeübten Betätigungskräfte angetrieben wird.
Genauer ausgedrückt, wird in der Lenk-ECU 8 eine Differenz zwischen den Betätigungskräften an den jeweiligen Steuergriffen an der Betätigungseinheit 11 berechnet, und der Antriebsmotor 10 für die Lenkeinheit 9 wird auf Grundlage des berechneten Werts angetrieben. Demzufolge lenkt die Lenkeinheit 9 die gelenkten Straßenräder nach rechts oder nach links um einen Betrag, der gleich der derart berechneten Differenz der Betätigungskräfte ist. Zum Beispiel für den Fall, dass die Betätigungskraft, welche bewirkt, dass der Steuergriff 23 nach vorne fällt, auf der linken Seite größer ist als auf der rechten Seite, wird die Lenkeinheit 9 gesteuert/geregelt, dass sie derart vonr dem Antriebsmotor 10 angetrieben wird, dass sie die gelenkten Straßenräder um einen Betrag, der einer resultierenden Differenz der Betätigungskräfte entspricht, nach rechts lenkt.
Zusätzlich wird eine Summe der Betätigungskräfte an den Steuergriffen 23 an der Betätigungseinheit 11 berechnet, so dass die Drosselöffnung des Drosselventils 12 durch den Ventilantriebsmotor 13 erhöht oder verringert wird, um das Drosselventil 12 auf Grundlage des berechneten Werts anzutreiben.
Zusätzlich zu den Funktionen und Vorteilen, welche durch die erste Ausführungsform bereitgestellt werden, kann bei dieser Ausführungsform, da es keine bewegbaren Abschnitte an den Steuergriffen 23 und den Armabschnitten 24 gibt, und die Lenk-Steuerung/Regelung und die Beschleunigungs/Verzögerungs-Steuerung/Regelung durch das Erfassen von Betätigungskräften durchgeführt werden, welche auf die Steuergriffe 23 in den Richtungen ausgeübt werden, in denen bewirkt wirkt, dass diese fallen, ein Vorteil bereitgestellt werden, dass die Langlebigkeit des Steuer-/Regelsystems verbessert werden kann.
Es ist zu beachten, dass bei dieser Ausführungsform Drucksensoren jeweils an Fußabschnitten zwischen unteren Enden der Steuergriffe 23 und der Armabschnitte 24 vorgesehen sein können, um Betätigungskräfte zu erfassen, welche auf die Steuergriffe 23 ausgeübt werden.
6, 7 zeigen eine dritte Ausführungsform der Erfindung. Während ein Steuer-/Regelsystem 32 dieser Ausführungsform nach außen wie ein normales Lenkrad 33 aussieht, sind Drucksensoren 36, 37 unterhalb einer oberen oder vorderen Fläche und einer hinteren Fläche eines linken Griffabschnitts (eines Betätigungselements) 34 und eines rechten Griffabschnitts (eines Betätigungselements) des Lenkrads 33 unabhängig an rechten und linken Seiten des Lenkrads 33 vorgesehen. Genauer ausgedrückt, ist der vordere Drucksensor 36 an der vorderen Fläche des rechten Griffabschnitts 35 vorgesehen und der hintere Drucksensor 37 ist an der hinteren Fläche desselben vorgesehen, während der vordere Drucksensor 36 an der vorderen Fläche des linken Griffabschnitts 34 vorgesehen ist und der hintere Drucksensor 37 an der hinteren Fläche desselben vorgesehen ist.
Wenn der linke und der rechte Griffabschnitt 34, 35 ergriffen werden, um nach vorne gedrückt zu werden, um dadurch gegen die jeweiligen vorderen Drucksensoren 36, 36 zu drücken, werden die vorderen Drucksensoren zusammengedrückt, und demzufolge erfassen die vorderen Drucksensoren Betätigungskräfte, welche an den jeweiligen Griffabschnitten 34, 35 nach vorne gerichtet sind, wobei, wenn der linke und der rechte Griffabschnitt 34, 35 ergriffen werden, um auf den Fahrer zu gezogen zu werden, um dadurch gegen die jeweiligen hinteren Drucksensoren 37, 37 zu drücken, die hinteren Drucksensoren 37, 37 zusammengedrückt werden, und demzufolge erfassen die hinteren Drucksensoren 37, 37 Betätigungskräfte, welche auf die jeweiligen Griffabschnitte 34, 35 nach hinten ausgeübt werden.
Durch diesen Aufbau können die Beträge von Betätigungskräften, welche auf die jeweiligen Griffabschnitte 34, 35 ausgeübt werden, um zu bewirken, dass diese sich von einer neutralen Stellung, in der keine Betätigungskraft darauf ausgeübt wird, nach vorne (positiv) oder nach hinten (negativ) bewegen, durch die vorderen Drucksensoren 36, 36 und die hinteren Drucksensoren 37, 37 erfasst werden.
Wie bei den vorigen Ausführungsformen werden auch bei dieser Ausführungsform Signale über die Betätigungskraft in die Lenk-ECU 8 eingegeben, so dass der Antriebsmotor 10 für die Lenkeinheit 9 derart gesteuert/geregelt wird, dass er mittels der Lenk-ECU 8 entsprechend der auf die jeweiligen Griffabschnitte 34, 35 ausgeübten Betätigungskraft angetrieben wird.
Genauer ausgedrückt, wird eine Differenz zwischen den auf die jeweiligen Griffabschnitte 34, 35 ausgeübten Betätigungskräften an der Betätigungseinheit 11 in der Lenk-ECU 8 berechnet, und der Antriebsmotor 10 für die Lenkeinheit 9 wird derart gesteuert/geregelt, dass er auf Grundlage des berechneten Werts angetrieben wird. Demzufolge lenkt die Lenkeinheit 9 die gelenkten Straßenräder nach rechts oder nach links um einen Betrag, der einer Betätigungskraft entspricht, welche als die derart berechnete Differenz folgt. Zum Beispiel für den Fall, dass die auf den rechten Griffabschnitt 35 ausgeübte Betätigungskraft größer ist als die auf den linken Griffabschnitt 34 ausgeübte Betätigungskraft, wird die Lenkeinheit 9 derart gesteuert/geregelt, dass sie von dem Antriebsmotor 10 angetrieben wird, um die gelenkten Straßenräder um einen Betrag nach rechts zu lenken, der einer Betätigungskraft entspricht, welche als eine Differenz zwischen den Betätigungskräften folgt. Zusätzlich wird wird eine Summe der Betätigungskräfte an den Griffabschnitten 34, 35 an der Betätigungseinheit 11 berechnet, wodurch die Drosselöffnung des Drosselventils 12 durch den Ventilantriebsmotor 13 erhöht oder verringert wird, um das Drosselventil 12 auf Grundlage des berechneten Werts anzutreiben.
Zusätzlich zu den Grundfunktionen und den Vorteilen der vorigen Ausführungsformen ist entsprechend dieser Ausführungsform, da das Lenkrad 33 in der gleichen Form gebildet ist wie die eines herkömmlichen Lenkrads, ein Vorteil bereitgestellt, dass das Lenkrad 33 verwendet werden kann, ohne dass der Fahrer ein Gefühl der physischen Verwirrung erfährt. Es ist zu beachten, dass dieses Steuer-/Regelsystem 32 in ein normales Lenkrad eingebaut werden kann, welches gelenkt werden kann.
Während hierbei bei der dritten Ausführungsform, welche oben gerade beschrieben worden ist, die vorderen Drucksensoren 36 derart ausgebildet sind, dass sie die an dem rechten und dem linken Griffabschnitt 34, 35 nach vorne ausgeübten Betätigungskräfte erfassen, wenn der rechte und der linke Griffabschnitt 34, 35 derart ergriffen werden, dass sie nach vorne gedrückt werden, um dadurch gegen die vorderen Drucksensoren 36 zu drücken, und die hinteren Drucksensoren 37 derart ausgebildet sind, dass sie die an dem rechten und dem linken Griffabschnitt 34, 35 nach hinten ausgeübten Betätigungskräfte erfassen, wenn der rechte und der linke Griffabschnitt 34, 35 ergriffen werden, um auf den Fahrer zu gezogen zu werden, um dadurch gegen die vorderen Drucksensoren 37 zu drücken, können die jeweiligen Griffabschnitte 34, 35 des Lenkrads 33, wie in 8 gezeigt, derart aufgebaut sein, dass sie in Längsrichtungen gleiten, so dass Gleitbeträge (Betätigungsbeträge, Betätigungszustandsgrößen) von dem rechten und dem linken Griffabschnitt 34, 35 unabhängig erfasst werden können, wodurch die Lenkeinheit 9 mittels des Antriebsmotors 10 auf Grundlage einer Differenz der Gleitbeträge gesteuert/geregelt werden kann, oder das Drosselventil 12 derart gesteuert/geregelt werden kann, dass es mittels des Ventilantriebsmotors 13 auf Grundlage einer Summe der Gleitbeträge der jeweiligen Griffabschnitte 34, 35 geöffnet oder geschlossen wird.
Zusätzlich können, wie in 9 gezeigt, der linke und der rechte Griffabschnitt 34, 35 des Lenkrads 33 derart aufgebaut sein, dass sie teilweise flexibel sind, und nicht gezeigte Drucksensoren sind in die jeweiligen Griffabschnitte 34, 35 eingebaut, um eine Verformung nach hinten oder eine Verformung nach vorne der Griffabschnitte 34, 35 zu erfassen, um dadurch die Lenkeinheit 9 und das Drosselventil 12 zu steuern/regeln.
Als nächstes wird auf Grundlage von 10 bis 12 eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Eine Lenkwelle (eine Drehwelle) 40 ist mit den gelenkten Straßenrädern, nicht gezeigt, über die Lenkeinheit 9 verbunden, und diese Lenkwelle 40 ist drehbar über ein Lager 42 an einer äußeren Röhre 41 gelagert, welche an der Fahrzeugkarosserie abgestützt ist.
Ein Verzahnungskeil 43 ist an einem oberen Endabschnitt der Lenkwelle 40 gebildet. Wie in 11 gezeigt, ist ein Paar von halbierten Verzahnungsaufnahmen (Betätigungselementen) 44, 44 um den Umfang des Verzahnungskeils 43 angeordnet, und die Verzahnungsaufnahmen 44, 44 sind an dem Verzahnungskeil 43 derart zusammengebaut, dass sie in einer Drehrichtung in Eingriff mit dem Verzahnungskeil 43 gebracht sind, während es ermöglicht ist, dass sie in Längsrichtung mit einem bestimmten sichergestellten Hub gleiten. Die Verzahnungsaufnahmen 44, 44 sind an einer Außenseite derselben durch einen Deckel 45 bedeckt, und ein Außengewindeabschnitt 46, der an einem distalen Endabschnitt des Verzahnungskeils 43 gebildet ist, steht von einem Scheitelabschnitt des Deckels 45 hervor.
Dann wird ein Speichenabschnitt (ein Betätigungselement) 48 eines Lenkrad-Hauptkörpers (eines Betätigungselements) 47, welcher in einer Querrichtung des Fahrzeugs angeordnet ist, wenn ein Lenkrad in seiner neutralen Stellung ist, derart befestigt, dass er durch eine Mutter 49 an dem Außengewindeabschnitt 46 fixiert ist. Hierbei ist der Speichenabschnitt 48 aus einem elastischen Harzmaterial derart gebildet, dass er sich über einen ringförmigen Abschnitt 50 des Lenkrad-Hauptkörpers 47 erstreckt, und linke und rechte Endabschnitte desselben sind derart ausgebildet, dass sie unabhängig nach hinten und nach vorne verlagert werden können. Proximale Abschnitte von metallischen Eingabearmen (Betätigungselementen) 52, welche sich in Richtung zu der Mitte des ringförmigen Abschnitts 50 erstrecken, sind jeweils mit eingebetteten Halterungen 51 verbunden, welche in dem Lenkrad-Hauptkörper 47 an linken und rechten Seiten desselben vorgesehen sind.
Andererseits ist ein Paar von linken und rechten Öffnungen 53 in einem Außenumfang des Deckels 45 an Positionen vorgesehen, welche vorstehenden Endabschnitten der Eingabearme 52 entsprechen, und Anbringungsstücke 54, welche an äußeren Umfangswänden der Verzahnungsaufnahmen 44 angebracht sind, sind derart ausgebildet, dass sie jeweils von den Öffnungen 53 hervorstehen. Die Anbringungsstücke 54 sind jeweils mit vorstehenden Enden der Eingabearme 52 fest verbunden.
Hierbei stehen die Anbringungsstücke 54 von in vertikaler Richtung mittigen Abschnitten der Öffnungen 53 hervor, und Schraubenfedern 55, 55 sind zwischen jedem der Anbringungsstücke 54 und oberen und unteren Rändern jeder der Öffnungen 53 angeordnet. Die Verzahnungsaufnahmen 44 werden durch die Schraubenfedern 55 über die Anbringungsstücke 54 in neutralen Stellungen gehalten. Dann sind Drucksensoren 56, 57 zwischen den Schraubenfedern 55 und den oberen und unteren Rändern der Öffnungen 53 vorgesehen. Genauer ausgedrückt, sind die vorderen Drucksensoren 56 unterhalb des rechten und des linken Anbringungsstücks 54 vorgesehen, während die hinteren Drucksensoren 57 oberhalb des linken und des rechten Anbringungsstücks 54 vorgesehen sind.
Wenn nämlich die linke und die rechte Seite des ringförmigen Abschnitts 50 des Lenkrad-Hauptkörpers 47 derart ergriffen werden, dass sie gedrückt werden, um dadurch gegen die vorderen Drucksensoren 56 zu drücken, werden die vorderen Drucksensoren 56 zusammengedrückt, und demzufolge erfassen die vorderen Drucksensoren 56 Betätigungskräfte, welche auf den Lenkrad-Hauptkörper 47 nach vorne ausgeübt werden, während, wenn die linke und die rechte Seite des ringförmigen Abschnitts 50 des Lenkrad-Hauptkörpers 47 derart ergriffen werden, dass sie zu dem Fahrer hin gezogen werden, um dadurch gegen die hinteren Drucksensoren 57 zu drücken, die hinteren Drucksensoren 57 zusammengedrückt werden, und demzufolge erfassen die hinteren Drucksensoren 57 Betätigungskräfte, welche auf den Lenkrad-Hauptkörper 47 nach hinten ausgeübt werden.
Durch diesen Aufbau kann der Betrag einer Betätigungskraft, welche auf den Lenkrad-Hauptkörper 47 derart ausgeübt wird, dass sie bewirkt, dass dieser sich von einer neutralen Stellung desselben, wenn keine Betätigungskraft nach vorne (positiv) oder nach hinten (negativ) darauf ausgeübt wird, von den vorderen Drucksensoren 56 und den hinteren Drucksensoren 57 erfasst werden. Da sich der Speichenabschnitt 48 verformt, kann selbstverständlich eine der Verzahnungsaufnahmen 44 unabhängig von der anderen Verzahnungsaufnahme 44 vor und zurück betätigt werden, wie in 12 gezeigt.
Bei dieser Ausführungsform werden Signale über die Betätigungskräfte in die Lenk-ECU 8 eingegeben, so dass der Antriebsmotor 10 für die Lenkeinheit 9 derart gesteuert/geregelt wird, dass er entsprechend der Betätigungskräfte angetrieben wird, welche über die linke und die rechte Verzahnungsaufnahme 44 ausgeübt werden.
Genauer ausgedrückt, wird in der Lenk-ECU 8 eine Differenz zwischen den linken und rechten Betätigungskräften, welche über die linke und die rechte Verzahnungsaufnahme 44, 44 ausgeübt werden, an der Betätigungseinheit 11 berechnet, und der Antriebsmotor 10 für die Lenkeinheit 9 wird auf Grundlage des berechneten Werts angetrieben. Zusätzlich wird eine Summe beider Betätigungskräfte an der Betätigungseinheit 11 berechnet, und die Drosselöffnung des Drosselventils 12 wird auf Grundlage des berechneten Werts durch den Ventilmotor 13 zum Antrieb des Drosselventils 12 erhöht oder verringert.
Wenn dann der ringförmige Abschnitt 50 des Lenkrad-Hauptkörpers 47 gedreht wird, werden die gelenkten Straßenräder durch die sich drehende Lenkwelle 40 über die Lenkeinheit 9 mechanisch gelenkt, da eine auf den Lenkrad-Hauptkörper 47 ausgeübte Drehkraft über die Eingabearme 52 zu der linken und der rechten Verzahnungsaufnahme 44, 44 übertragen wird, wodurch der Verzahnungskeil 43 wiederum gedreht wird.
Wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen ist gemäß dieser Ausführungsform, da hauptsächlich durch die beiden Eingabearme 52, 52 und die zugehörigen Verzahnungsaufnahmen 44, 44, welche derart vorgesehen sind, dass sie unabhängig voneinander funktionieren, eine relativ große Differenz der Betätigungskraft sichergestellt werden kann, ohne dass das Umpositionieren der Griffe an dem Lenkrad-Hauptkörper erforderlich ist, und da die Lenkeinheit 9 unter Verwendung der derart sichergestellten Differenz der Betätigungskraft durch den Antriebsmotor 10 gesteuert/geregelt werden kann, die Steuerung/Regelung verglichen mit dem Fall vereinfacht, bei dem die Lenkeinheit 9 durch eine feinfühlige Handhabung gesteuert/geregelt wird.
Da zusätzlich die Lenk-Steuerung/Regelung durch die beiden Eingabearme 52, 52 und zugehörigen Verzahnungsaufnahmen 44, 44, welche derart vorgesehen sind, dass sie unabhängig voneinander funktionieren, durchgeführt werden kann, ohne dass das Umpositionieren der Griffe an dem Lenkrad-Hauptkörper erforderlich ist, und gleichzeitig die Beschleunigung und Verzögerung des Fahrzeugs durch Öffnen und Schließen des Drosselventils 12 über den Ventilantriebsmotor entsprechend der Summe der Betätigungskräfte durchgeführt werden kann, können die Lenk-Steuerung/Regelung und die Beschleunigungs/Verzögerungs-Steuerung/Regelung gleichzeitig durchgeführt werden, wobei der Lenkrad-Hauptkörper 47 weiterhin ergriffen bleibt.
Vor allem ist diese Ausführungsform in der Hinsicht vorteilhaft, dass die Lenkeinheit 9 durch Drehen der Lenkwelle 40 mechanisch gesteuert/geregelt werden kann, selbst wenn der Lenkrad-Hauptkörper 47 gedreht wird.
Hierbei kann, während bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen die Lenkeinheit 9 und das Drosselventil 12 dadurch gesteuert/geregelt werden, dass der ringförmige Abschnitt 50 des Lenkrad-Hauptkörpers 47 an den linken und rechten Seiten desselben unabhängig nach vorne oder hinten gedrückt wird, ein Aufbau wie in 13 bis 15 gezeigt angewendet werden, wobei eine äußere Röhre 41, welche die Lenkwelle 40 über ein Paar von Lagern 58, 58 drehbar lagert, an der Fahrzeugkarosserie über Halterungen 59 gehalten ist.
Bei dieser Ausführungsform sind ein Paar von unteren elastischen Bauteilen 60, 60 und ein Paar von oberen elastischen Bauteilen 61, 61 an linken und rechten Seiten von Außenumfangsabschnitten eines unteren Endabschnitts und eines oberen Endabschnitts der äußeren Röhre 41 vorgesehen, welche Stellen an der äußeren Röhre 41 entsprechen, an denen die Lager 58 vorgesehen sind. Hierbei sind Drucksensoren 64 in das Innere der unteren elastischen Bauteile 60 und der oberen elastischen Bauteile 61 eingebettet. Die Halterungen 59 sind integral mit den unteren elastischen Bauteilen 60, 60 und den oberen elastischen Bauteilen 61, 61 gebildet, und jede Halterung 59 ist an der Fahrzeugkarosserie mit einem Bolzen 62 angebracht, wodurch der obere Endabschnitt und der untere Endabschnitt der Lenkwelle 40 derart gehalten sind, dass sie sich nach links und nach rechts neigen kann. Es ist zu beachten, dass der Lenkrad-Hauptkörper 47 an einem distalen Ende der Lenkwelle 40 mit einer Mutter 63 fest befestigt ist.
Wenn bei diesem Aufbau die Lenkwelle 40, wie in 15 gezeigt, an dem oberen Endabschnitt nach rechts und an dem unteren Endabschnitt derselben nach links geneigt wird, in einem derartigen Zustand, dass die Lenkwelle 40 an ihrer Außenseite durch die jeweiligen Halterungen 59 begrenzt wird, welche an der Fahrzeugkarosserie befestigt sind, dann wird das linke obere elastische Bauteil 61 zusammengedrückt, während das rechte obere elastische Bauteil 61 gedehnt wird, und das linke untere elastische Bauteil 60 wird gedehnt und das rechte untere elastische Bauteil 60 wird zusammengedrückt. Es ist zu beachten, dass in diesem Fall die Lenkwelle nicht sowohl an dem oberen, wie auch an dem unteren Endabschnitt geneigt werden kann, wie oben beschrieben worden ist, sondern an einem von dem oberen und dem unteren Endabschnitt nach links oder rechts geneigt werden kann.
Indem das Steuer-/Regelsystem wie oben beschrieben aufgebaut ist, wird die Steuerung/Regelung der Lenkeinheit 9 erleichtert, da die Lenkeinheit 9 unter Verwendung einer Differenz oder Differenzen der Betätigungskraft zwischen der rechten und der linken Seite von einem oder beiden von dem oberen und dem unteren Endabschnitt der äußeren Röhre 41 durch den Antriebsmotor 10 gesteuert/geregelt werden kann, was über die Drucksensoren 64 in dem Paar von unteren elastischen Bauteilen 60, 60 und dem Paar von oberen elastischen Bauteilen 61, 61 bewirkt wird, welche unabhängig voneinander vorgesehen sind, durch Neigen der äußeren Röhre 41 an nur einem oder an beiden der oberen und unteren Endabschnitte derselben. Da zusätzlich die Beschleunigung und die Verzögerung des Fahrzeugs durch Öffnen und Schließen des Drosselventils 12 mittels des Ventilantriebsmotors 13 entsprechend einer Summe der Betätigungskräfte durchgeführt werden kann, können die Lenk-Steuerung/Regelung und die Beschleunigungs/Verzögerungs-Steuerung/Regelung des Fahrzeugs gleichzeitig durchgeführt werden, wobei der Lenkrad-Hauptkörper 47 ergriffen bleibt.
Vor allem ist die Ausführungsform auch im Hinblick darauf vorteilhaft, dass die Lenkeinheit 9, welche mit dem Lenkrad-Hauptkörper 47 physikalisch verbunden ist, gesteuert/geregelt werden kann, wenn der Lenkrad-Hauptkörper 47 gedreht wird.
Als nächstes wird auf Grundlage von 16, 17 eine fünfte Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Eine Lenkwelle 66 ist über die Lenkeinheit 9 mechanisch mit den gelenkten Straßenrädern, nicht gezeigt, verbunden, und ein Speichenabschnitt 68 eines Lenkungs-Hauptkörpers 67 (eines zusätzlichen Betätigungselements) ist an der Lenkwelle 66 mit einem Mutterbauteil 69 befestigt.
Ein Lager 70 ist an einem distalen Ende der Lenkwelle 66 angefügt, und eine Steuerplatte (ein Betätigungselement) 71, welche sich wie ein Riemen quer über den Lenkrad-Hauptkörper 67 erstreckt, und welche in einer Längsrichtung (planaren Richtung) an der linken und rechten Seite derselben unabhängig elastisch verformt werden kann, ist über das Lager 70 derart an dem Lenkrad-Hauptkörper 67 angebracht, dass sie sich relativ zu dem Lenkrad-Hauptkörper 67 drehen kann.
Beide Seitenabschnitte der Steuerplatte 71 sind in einer Bogenform gebildet, um einem Außenumfang des Lenkrad-Hauptkörpers 67 zu folgen, und sind derart gehalten, dass sie entlang des Außenumfangs des Lenkrad- Hauptkörpers 67 gleiten können, und der Lenkrad-Hauptkörper 67 und die Lenkwelle 66 sind derart ausgebildet, dass sie sich drehen können, wobei die Steuerplatte 71 in der oben genannten Position gehalten wird. Dann ist ein Paar von Drucksensoren 72, 72 an linken und rechten Positionen an der Steuerplatte 71 angebracht.
Wenn nach vorne gedrückt wird, während der Lenkrad-Hauptkörper 67 ergriffen ist, erfassen die jeweiligen Drucksensoren 72, 72 Betätigungskräfte, welche auf den Lenkrad-Hauptkörper 67 nach vorne ausgeübt werden.
Durch diesen Aufbau kann der Betrag einer Betätigungskraft erfasst werden, die auf den linken Drucksensor 72 oder den rechten Drucksensor 72 ausgeübt wird, um ihn von seiner neutralen Stellung, in der keine Betätigungskraft auf den Lenkrad-Hauptkörper 67 ausgeübt wird, zu bewegen.
Bei dieser Ausführungsform werden Signale über Betätigungskräfte in die Lenk-ECU 8 eingegeben, so dass der Antriebsmotor 10 für die Lenkeinheit 9 derart gesteuert/geregelt wird, dass er mittels der Lenk-ECU 8 entsprechend Betätigungskräften angetrieben wird, welche zu dem linken und dem rechten Drucksensor 72, 72 übertragen werden.
Genauer ausgedrückt, wird in der Lenk-ECU 8 eine Differenz zwischen Betätigungskräften, welche auf die linke und die rechte Seite des Lenkrad-Hauptkörpers 67 ausgeübt werden, an der Betätigungseinheit 11 berechnet, und der Antriebsmotor 10 für die Lenkeinheit 9 wird auf Grundlage des berechneten Werts angetrieben. Zusätzlich wird eine Summe beider Betätigungskräfte an der Betätigungseinheit 11 berechnet, und die Drosselöffnung des Drosselventils 12 wird auf Grundlage des berechneten Werts durch den Ventilantriebsmotor 13 zum Antrieb des Drosselventils 12 erhöht oder verringert.
Wenn der Lenkrad-Hauptkörper 67 gedreht wird, wird dann die Lenkwelle 66 gedreht, wobei die Steuerplatte 71 an ihrer zugeordneten Position verbleibt, wodurch die gelenkten Straßenräder über die Lenkeinheit 9 mechanisch gelenkt werden. Wenn andererseits eine Lenkung durch Betätigen der Steuerplatte 71 durchgeführt wird, dreht sich der Lenkrad-Hauptkörper 67 in Verbindung damit.
Wie bei den jeweiligen Ausführungsformen, welche vorher beschrieben worden sind, ist gemäß der Ausführungsform, da eine relativ große Differenz der Betätigungskraft sichergestellt werden kann, ohne dass das Umpositionieren der Griffe an dem Lenkrad-Hauptkörper 67 erforderlich ist, und die Lenkeinheit 9 durch den Antriebsmotor 10 unter Verwendung der derart sichergestellten Differenz der Betätigungskraft gesteuert/geregelt werden kann, wird die Steuerung/Regelung vereinfacht, und da auch die Beschleunigung des Fahrzeugs durchgeführt werden kann, indem das Drosselventil 12 über den Ventilantriebsmotor 13 entsprechend der Summe der Betätigungskräfte geöffnet wird, können die Lenkungs-Steuerung/Regelung und die Beschleunigungs-Steuerung/Regelung des Fahrzeugs gleichzeitig durchgeführt werden, wobei der Lenkrad-Hauptkörper 67 ergriffen bleibt. Zusätzlich ist die Ausführungsform im Hinblick darauf vorteilhaft, dass selbst für den Fall, dass der Lenkrad-Hauptkörper 67 gedreht wird, die Lenkeinheit 9 wie üblich gesteuert/geregelt werden kann.
Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen begrenzt, welche voranstehend beschrieben worden sind. Während zum Beispiel beschrieben wird, dass der Drehwinkel und die Drehkraft, welche den Betätigungsbetrag bilden, als die Betätigungszustandsgröße verwendet werden, kann eine Drehwinkelgeschwindigkeit anstatt eines Drehwinkels und einer Kraft verwendet werden, oder die Drehwinkelgeschwindigkeit kann zusätzlich zu dem Drehwinkel und der Kraft verwendet werden, wodurch eine Steuerung/Regelung realisiert werden kann, welche die Absichten des Fahrers, das Fahrzeug zu beschleunigen oder zu verzögern, widerspiegelt.
Während die vorliegende Erfindung in Zusammenhang mit den bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist es für Fachleute offensichtlich, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne die vorliegende Erfindung zu verlassen, und es ist daher beabsichtigt, in den angehängten Ansprüchen alle derartigen Änderungen und Modifikationen abzudecken, welche in den wahren Geist und Rahmen der vorliegenden Erfindung fallen.
Eine Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung erfasst einen Betätigungsbetrag von oder eine Betätigungszustandsgröße bei einer Betätigungskraft auf jedes von zwei unabhängigen Betätigungselementen, um dadurch auf Grundlage einer Differenz zwischen den derart erfassten Betätigungszustandsgrößen eine Lenkeinheit zu steuern/regeln.

Claims

Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung, umfassend: zwei unabhängige Betätigungselemente; eine Erfassungseinheit, welche einen Betätigungsbetrag der beiden Betätigungselemente oder eine Betätigungszustandsgröße durch eine Betätigungskraft an jedem der beiden Betätigungselemente erfasst; und eine Steuer-/Regeleinheit, welche eine Lenkeinheit auf Grundlage einer Differenz zwischen dem erfassten Betätigungsbetrag oder der erfassten Betätigungszustandsgrößen steuert/regelt.
Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Vor- und Zurückbewegungs-Steuer-Regeleinheit, welche eine Vor- und Zurückbewegung eines Fahrzeugs steuert/regelt, wobei die Vor- und Zurückbewegungs-Steuer-Regeleinheit entsprechend einer Summe des erfassten Betätigungsbetrags oder der erfassten Betätigungszustandsgrößen gesteuert/geregelt ist.
Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Drehwelle, welche mit den Betätigungselementen verbunden ist, wobei ermöglicht ist, dass die Lenkeinheit durch Drehen der Betätigungselemente um die Drehwelle gesteuert/geregelt ist.
Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend wenigstens eines von zusätzlichen Betätigungselementen, welches mechanisch mit gelenkten Straßenrädern verbunden ist, wobei das zusätzliche Betätigungselement von den beiden unabhängigen Betätigungselementen verschieden ist, wobei das zusätzliche Betätigungselement derart vorgesehen ist, dass es sich relativ zu den Betätigungselementen drehen kann.
Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Vor- und Zurückbewegungs-Steuer-/Regeleinheit eine Drosselöffnung eines Drosselventils entsprechend dem erfassten Betätigungsbetrag oder der erfassten Betätigungszustandsgrößen erhöht oder verringert.
Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Vor- und Zurückbewegungs-Steuer-/Regeleinheit eine Bremsvorrichtung steuert/regelt, um eine Bremsbetätigung entsprechend dem erfassten Betätigungsbetrag oder der erfassten Betätigungszustandsgrößen durchzuführen.
Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuer-/Regeleinheit eine Antriebskraftverteilung oder eine Bremskraftverteilung zwischen linken und rechten gelenkten Straßenrädern entsprechend dem erfassten Betätigungsbetrag oder den erfassten Betätigungszustandsgrößen steuert/regelt.
Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei Betätigungsrichtungen der beiden Betätigungselemente derart eingestellt sind, dass sie mit Richtungen einer Drehung eines Fahrzeugs und der Vor- und Zurückbewegung des Fahrzeugs zusammenfallen.
Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Erfassungseinheit einen Drucksensor umfasst, welcher die Betätigungskraft des Betätigungselements erfasst.
Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Erfassungseinheit einen Drehwinkelsensor umfasst, welcher einen Drehwinkel des Betätigungselements erfasst.
Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Erfassungseinheit einen Gleitbetrag des Betätigungselements erfasst.
Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Erfassungseinheit eine Drehwinkelgeschwindigkeit des Betätigungselements erfasst.
Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Betätigungselemente über elastische Bauteile an einer Fahrzeugkarosserie gehalten sind.
Fahrzeug-Steuer-/Regelvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Betätigungselemente an dem zusätzlichen Betätigungselement über elastische Bauteile gehalten sind.