JP2007526177A - 車両の速度を制御する装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、車両の速度を変化するペダル素子（１）、及び操作突き棒（４）を持つ可動操作部材（２，３）を含む電流力復帰装置を有し、車両の速度を制御する装置に関する。本発明によれば、電流力復帰装置として可動コイル操作器が設けられている。この装置は、簡単で少数の個別部品を含むコンパクトな構造を可能にするので、材料費及び製造費も必要な構造空間も維持することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の車両の速度を制御する装置に関する。

自動車工業では、傾向が安全な走行及び快適な走行に関して運転者を援助する方向へ移っている。その例は車線維持システム又は走行制御機能を持つシステムである。走行特性は、測定される車両パラメータ及び周囲パラメータに基いて援助するように影響を受ける。このため加えねばならない力は、大部分電動機のような電気−機械システムによって加えられる。

例えばいわゆる力フィードバックシステムは、速度に影響を与える際、同時に速度調整器、速度制限器として機能し、所定の速度値を超過する際警報装置として機能する。速度上昇のため運転者の足により加速ペダルに及ぼされる力は復帰力とは逆に作用する。復帰力の大きさは、特に速度目標値からの偏差の大きさに関係している。

このような装置は欧州特許第０６１７６７４号明細書から公知である。原動機特に自動車機関の出力の制御装置は、運転者により直接操作される出力調整機構例えば加速ペダルへ，機械的結合部を介して制御された戻し力を及ぼすために、力調整用サーボモータを含んでいる。機械的結合部により伝達されるこの力は、三角点機構に付属するばねにより発生され、モータがサーボモータの出力部材に作用する力成分を移動させる。

車両の速度を制御するこのような装置は、多くの費用で組立てねばならない多数の独立した部材から成っている。ペダルに作用する復帰力は、複雑な転向機構を使用して発生される。それにより装置の製造及び修正に非常に費用がかかる。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９１６４３４号明細書から、自動車の部品へ制御運動を開始しかつ伝達するための揺動可能なペダルが公知であり、連結される機械的伝動装置を持ち制御される電動機を介して駆動される。

この装置の欠点は、電動機による最初の回転力を、複雑な転向機構を介して並進的に作用する力に変換せねばならないことである。更に電動機とペダルとの間に、機械的伝動装置が必要である。この装置の材料費及び組立て費は高い。

もう少し洗練された装置がドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２５０４５６号明細書から公知である。そこには車両パラメータ特に車両速度を制御する装置が記載されている。なるべくペダルとして構成される制御部材は、適当な操作力により、復帰力に抗して位置変化をひき起こし、この位置変化が車両パラメータ特に機関の駆動力を高める。その際電気−機械操作器が設けられて、制御部材の復帰方向に作用する付加的な復帰力を生じる。操作器には、電気−機械駆動装置として、電動機特に直線電動機が設けられる。それにより、力が最初から直線的に作用するので、今まで必要だった転向機構がなくなる。

この装置の欠点は、構造に費用がかかり、直線電動機の駆動が複雑なことである。このような電動機において必ず有害なうず電流が生じるので、電動機を積層鉄板で構成せねばならず、それが製造費において不利に感じられる。更に電動機は複数のコイルから成り、これらのコイルはそれに応じて費用をかけて配線しかつ駆動せねばならない。

課題が解決しようとする課題

従って本発明の課題は、材料費及び製造費も必要な構造空間も僅かであるように、車両の速度を制御するための簡単で少数の部材を含むコンパクトな装置を提供することである。

課題を解決するための手段

本発明によれば、この課題は請求項１の特徴によって解決される。有利な展開が請求項１に直接又は間接に従属する請求項の対象である。

車両の速度を制御するための本発明による装置は、大体においてペダル素子と電流力復帰装置を含んでいる。復帰装置として、本発明によれば可動コイル操作器が設けられている。可動コイル操作器は可動操作部材を持っている。可動操作部材に統合される操作突き棒は、操作をペダル素子へ及ぼす。

可動コイル操作器は電流力操作装置である。電磁操作原理とは異なり、電流力操作原理は、磁界中にあって電流を通される導体に作用する力に基いている。可動コイル操作器は、励磁する磁界エネルギを供給する磁石装置と、変化すべきエネルギを供給するコイル装置とを含んでいる。

磁石装置は、大体において継鉄と磁石とを含んでいる。磁石は永久磁石又は電磁石であってもよい。コイル装置は、大体においてコイル担体と、可動コイルとも称されるコイルとを含んでいる。

この電流力原理の利点は、力が全操作行程にわたってほぼ一定なことである。更にこの原理により、非常に小さく高分解度の偏位が最短時間に可能である。励磁コイル又は可動コイルにおける電流反転により、２つの能動作用方向が可能である。

可動操作部材は磁石装置またはコイル装置であってもよい。有利なように磁石装置が可動部分として構成され、コイル装置が動かない部分として構成されている。それによりコイル給電部を動かない部分として構成でき、従って装置全体が簡単かつ安価になる。更にコイルに生じる熱は、コイル担体を介して例えば包囲するハウジングへ放出することができる。この場合可動磁石装置の磁石は、簡単にするため永久磁石である。なぜならば、電磁石は可動に構成される給電部を必要とするからである。

磁石装置が可動に構成されていると、操作突き棒は継鉄になるべく軸線方向に統合されている。コイル装置が操作機能を果たす場合、操作突き棒はコイル担体に同様に軸線方向に統合される。

操作部材の運動は直線的に生じる。しかし必要ならば、操作部材の運動は直ちに少し湾曲した軌道例えば円弧上でも行うことができる。

車両速度を変化するペダル素子は、運転者の足により速度上昇の方向へ操作される。逆の方向へのペダル素子の操作は、一般に機械的復帰ばねによって起こり、速度の減少を行う。

復帰装置の操作突き棒とペダル素子との相互作用は、操作突き棒が１つの方向へのみペダル素子に力即ち復帰力を及ぼし、しかも速度減少の方向へ及ぼすように、行われる。例えば速度限定機能を使用する場合、速度限界値に達するか又はこれを超過すると、これが、復帰装置によりペダル素子に生じる復帰力を介して、運転者に通報される。その結果速度上昇が中断され、限界値を超過する場合速度減少が行われる。操作突き棒とペダル素子との間には、機械的又は他の固定的な結合部は存在しない。それにより復帰装置が速度上昇の方向へ力を及ぼさないようにすることができる。

特定の走行状況例えば街路上で追い越し過程において、運転者が速度限界値を短時間超過せざるを得ないことがある。この場合それに及ぼされる復帰力とは逆に、復帰装置を動かすことができる。

操作突き棒のできるだけ摩擦及び騒音の少ない運動を保証するため、復帰装置の種々の個所に支持装置が設けられている。有利なように少なくとも１つの支持装置が、復帰装置の動かない部分に設けられている。例えばコイル装置が固定していると、コイル担体の軸線方向に延びる部分を中空円筒として構成し、この中空円筒内で操作突き棒が動くようにし、中空円筒の少なくとも一方の端部に支持装置を設けることができる。磁石装置が復帰装置の動かない部分を形成している場合にも、同じことが当てはまる。その場合継鉄が適当に構成される。

支持装置を操作突き棒自体に設けることも考えられる。こうして操作突き棒の両側で適当な個所に、例えばテフロン被覆を設けることができる。

ペダル保持体に結合されるハウジングが復帰装置を包囲しているのがよい。ハウジングは復帰装置の受入れ部として役立つ。更にハウジングは、湿気又は汚れのように有害な環境の影響に対して保護を行い、特にコイルに生じる熱の放出にも役立つ。ハウジングは特に可動操作部材の支持装置の一部を受入れることもできる。支持装置全部をハウジングに設けることもできる。

有利なように操作突き棒は、ペダル素子に常に当接している。それにより復帰装置の反応時間が最小にされ、装置はいわば常に予荷重をかけられている。そうしないと、復帰装置を作用させる場合、ペダル素子と操作突き棒の衝撃なしの相互衝突を保証するために、両者の位置を常に問い合わせねばならない。

操作突き棒をペダル素子に常に当接させるために、特にハウジングと可動操作部材との間に機械的ばねが設けられているので、操作部材は常に僅かな押圧力をペダル素子に及ぼす。

その代わりに、ちょうど操作突き棒を常にペダル素子に当接させる大きさの電流がコイルに常に流れていることによって、同じ結果が得られる。

操作突き棒が特定の力でペダル素子に当接している両方の場合、運転者がペダル素子による復帰力を受けないように、この力が設定されている。

しかし復帰力が作用しない段階で、ペダル素子に対して最大の間隔をとる位置へ可動操作部材をもたらすように、コイルに通電することも考えられる。その場合操作部材は、所定の終端位置にあり、ペダル素子に接触しない。

車両速度を制御するための本発明による装置は、簡単で僅かな部品を含みかつコンパクトな構造を可能にするので、材料費及び製造費も必要な構造空間も僅かに保つことができる。コイルの簡単な駆動、力転向装置及び伝動装置の省略、有利な力−行程特性，及び操作突き棒の最小偏位の実現可能性が、この装置の別の利点である。

更に可動コイル操作器は、復帰力の発生に加えて、従来の加速ペダルのペダル特性曲線を模擬することができる。それにより従来の加速ペダルのヒステリシス装置も復帰装置もなくすことができる。

好ましい実施例により図面に関連して、本発明が以下に詳細に説明される。

車両速度を制御するための図１に示す装置は、ペダル素子及び電流力復帰装置を含んでいる。ペダル素子１はペダル保持体１３に揺動可能に設けられている。ペダル保持体１３は、図示しないやり方で車両の車体に結合されている。

本発明によれば、電流力復帰装置は可動コイル操作器として構成されている。可動コイル操作器は、なるべく円形断面を持つ円筒状に構成されている。可動コイル操作器は、磁石装置２及びコイル装置を持っている。磁石装置２は、大体において環状の磁石５ここでは永久磁石、及び磁石５を包囲するほぼ鉢状の継鉄６を含んでいる。コイル装置３は、コイル７及びほぼ鉢状のコイル担体８を含んでいる。

磁石装置２は可動操作部材として設けられている。鉢状継鉄６の軸線に、ほぼ棒状の操作突き棒４が統合されて、鉢状継鉄６の左側及び右側から突出している。操作突き棒４はペダル素子１に復帰力を及ぼす。

コイル担体８はハウジング１１に結合されて、復帰装置の固定部分を形成している。コイル７はコイル担体８の外周上に巻付けられている。コイル担体８はその軸線に特に円形の開口を持ち、この開口を通って操作突き棒４のペダル側部分がペダル素子１に作用する。

鉢状継鉄６と鉢状コイル担体８は同心的に設けられて、継鉄６の内周面がコイル７を持つコイル担体８の外周面を少なくとも部分的に包囲し、コイル担体８の内周面が環状磁石５の外周面を少なくとも部分的に包囲するようになっている。

コイル７が通電されると電流方向に応じて、操作突き棒４を持つ磁石装置２が、復帰装置の軸線内で、ペダル素子１から離れるように又はペダル素子１の方へ動く。その際ペダル素子１に近い方にある操作突き棒４の部分が、全操作行程中に、コイル担体８の特に円形の開口内を動く。

磁石装置２の運動はなるべく直線状である。しかしこの運動は、少し湾曲した軌道上例えば円弧上で行われてもよい。

図１に示す実施例の代わりに、操作突き棒４をコイル担体８に統合し、コイル装置３を可動操作部材として構成することも考えられる。

車両速度を変化するペダル素子は、運転者の足により、速度上昇の方向に操作される。逆方向へのペダル素子の操作は、一般にペダル素子１にある図示しない機械的戻しばねを介して行われて、速度減少をひき起こす。

操作突き棒４とペダル素子１との間に、機械的又は他の類似な固定結合部はない。それにより、操作突き棒４が１つの方向にのみペダル素子１へ復帰力を及ぼすことができ、しかも速度減少の方向へのみ復帰力を及ぼすことができる。

例えば速度限界値の限定動作の際速度が限界値に達するか又は超過すると、復帰装置がペダル素子１に反力を生じる。この状態はペダル素子１を介して運転者に通報される。反力の結果、速度上昇の中断、又は減度限界値超過の場合速度減少が行われる。

しかし運転者は、復帰装置の機能を無効にすることができる。特定の走行状態例えば街路上における追い越し過程において、運転者は選ばれた速度限界値を短時間超過せざるを得ない。この場合復帰装置により及ぼされる復帰力に抗して復帰装置を移すことができる。運転者のこの希望は、例えばペダル素子１の位置によって認識され、それによりコイルを通る電流が減少又は遮断される。

復帰装置の摩耗及び騒音発生を最小にするため、可動操作部材用の支持装置９，１０が操作突き棒４の両側に設けられている。好ましい実施形態によれば、ペダル素子１に近い方の側で、支持装置１０が、鉢状コイル担体８の底にあるなるべく円形の開口内に軸線方向に取付けられている。

ペダル素子１から遠い方の側にある操作突き棒４用の支持装置９は、なるべく復帰装置のハウジング１１に設けられている。この支持装置は更に密封機能を果たすことができる。支持装置９，１０として、例えば滑り支持体又はテフロンブシュを使用することができる。

支持装置９を同様にコイル担体８に統合することも考えられる。例えばコイル担体８の軸線方向に延びる部分を中空円筒として構成することができる。その場合支持装置９は、例えばペダル素子１から遠い方にある中空円筒の端部に設けることができる。

特にペダル素子１に近い方の側にある支持装置１０は、コイル担体８内ではなく、ハウジング１１に統合されて、ハウジング１１のこの個所で更に密封機能を引受けることができる。

復帰装置の反応時間従って装置の応答特性を最適化するため、有利なように操作突き棒４がペダル素子１に当接している。それにより装置は常に予荷重をかけられた状態にある。この目的のため機械的ばね１３が、ハウジング１１と、可動操作部材として作用する継鉄６との間に設けられて、操作突き棒４の操作行程が、ペダル素子１から遠い方の側でばね１２内で生じるようにしている。

コイル７を通して常に電流を流すことによっても、操作突き棒４をペダル素子１に当接させることができる。

操作突き棒４が特定の力でペダル素子１に当接する前記両方の場合、運転者がペダル素子１により復帰力を感じないように、この力が設定される。

図２は、ペダル素子１およびペダル保持体１３を持つ復帰装置のハウジング１１の正面図を示している。

車両速度を制御するための本発明による装置は簡単かつコンパクトな構造を可能にするので、材料費及び製造費も必要な構造空間も少なくすることができる。コイル７の簡単な駆動、力転向装置及び伝動装置の省略，有利な力−行程特性、及び操作突き棒４の最少偏位の精確な実現が、この装置の別の利点である。

ペダル素子及び保持体を持つ装置の断面図を示す。 図１による組立てられた装置の正面図を示す。

符号の説明

１ ペダル素子
２ 磁石装置
３ コイル装置
４ 操作突き棒
５ 磁石
６ 継鉄
７ コイル
８ コイル担体
９ ペダル素子から遠い側の支持装置
１０ ペダル素子側の支持装置
１１ ハウジング
１２ 機械的ばね
１３ ペダル保持体

Claims (9)

1. 車両の速度を制御する装置であって、車両の速度を変化するペダル素子（１）、及びペダル素子（１）に作用する操作突き棒（４）を持つ可動操作部材（２，３）を含む電流力復帰装置を有するものにおいて、電流力復帰装置が可動コイル操作器であることを特徴とする装置。
2. 可動コイル操作器が磁石装置（２）及びコイル装置（３）を含み、磁石装置（２）又はコイル装置（３）が操作部材（２，３）として設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 操作突き棒（４）が磁石装置（２）の継鉄（６）又はコイル装置（３）のコイル担体（８）に設けられていることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
4. 復帰装置が操作部材（２，３）の直線運動のために構成されていることを特徴とする、請求項１〜３の１つに記載の装置。
5. 操作突き棒（４）が１つの方向にのみペダル素子（１）へ復帰力を及ぼし、逆の方向にはペダル素子（１）が戻し力に打勝つことができるように、操作突き棒（４）とペダル素子（１）との相互作用が行われることを特徴とする、請求項１〜４の１つに記載の装置。
6. 可動操作部材（２，３）の支持装置（９，１０）の少なくとも一部が、復帰装置の動かない部分に設けられていることを特徴とする、請求項１〜５の１つに記載の装置。
7. 可動操作部材（２，３）の少なくとも一部が、復帰装置を受入れるハウジング（１１）に設けられていることを特徴とする、請求項１〜６の１つに記載の装置。
8. 操作突き棒（４）がペダル素子（１）当接するように、機械的ばね（１２）がハウジング（１１）と可動操作部材（２，３）との間に設けられていることを特徴とする、請求項１〜７の１つに記載の装置。
9. コイル装置（３）のコイル（７）を通る電流は、少なくとも操作突き棒（４）がペダル素子（１）に当接するような大きさであることを特徴とする、請求項１〜７の１つに記載の装置。

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