JP2011502858A - スーパーインポーズド・ステアリングの作動方法 - Google Patents

Abstract

本発明はスーパーインポーズド・ステアリングシステム（１０）の作動方法、スーパーインポーズド・ステアリングシステム（２２）、コンピュータプログラム及びコンピュータプログラム製品に関する。本方法においてはステアリングギヤレシオが走行速度に応じて生じ、その際時間的遅れの度合いは走行速度に応じて調整される。

Description

本発明はスーパーインポーズド・ステアリングの操作方法、上記のスーパーインポーズド・ステアリング、上記のスーパーインポーズド・ステアリングで使用するための制御装置並びに上記の方法を実行するためのコンピュータプログラム及びプログラムコード媒体を含むコンピュータプログラム製品に関する。

スーパーインポーズド又は角重畳式ステアリングにおいては、状況に応じて運転者を支援するために、運転者が設定したステアリングホイール角と重畳角又は補助角の重ね合わせが行われる。その際いわゆるピニオン角が生じ、これが本来の舵取り角、それとともに被操縦輪の変位の度合いを決定する。

その場合スーパーインポーズド・ステアリングシステムのための速度依存性可変ギヤレシオの機能は、ステアリングホイール角とピニオン角の間の速度依存性可変ステアリングギヤレシオを車両の縦速度に応じて決定する。こうした関連から重畳角または補助角が発生され、この重畳角または補助角はスーパーインポーズド・ステアリングシステムの補助角調整装置によって調整される。

スーパーインポーズド・ステアリングの周知の操作方法では、舵取りハンドルにより設定されたステアリングホイール角がステアリングギヤによってピニオン角に変換され、このピニオン角が自動車の少なくとも1つの操縦可能な車輪ための車輪舵取り角度を決定する。その際補助角が発生され、ステアリングギヤで設定されたステアリングホイール角に重ね合わされる。こうして通常、走行速度に応じて発生される補助角によって、運転者が決定したステアリングホイール角との重ね合わせが行われる。

ステアリングホイールによって設定された舵取り角δ_Sに補助角δ_Mが重ね合わされてピニオン角δ_Gが生じ、ピニオン角δ_Gは前輪に働く舵取り角δ_Fに直接影響する。
ｉ_v ＝ δ_S / δ_F
が成り立つ。ここにｉ_vはギヤレシオと呼ばれ、ステアリングホイール角δ_Sと前輪角δ_Fの比を規定する。

ステアリングホイール角δ_Sとピニオン角δ_Gの比を決定するスーパーインポーズド・ステアリングのステアリングギヤレシオは、こうしギヤレシオｉ_vに直接影響する。

いわゆるアクティブ・ステアリングでは、ステアリングギヤレシオが走行速度と通常、切れ角に応じて変化される。高速の場合、例えば高速道路の出口では、速度がステアリングギヤレシオにごくゆるやかに作用すべきである。そのために速度信号が信号フィルタを通過する。そこでステアリングホイールを切るとともに車両に急ブレーキを掛けた場合、条件によっては信号フィルタの時間的遅れによって車両の停止の後にステアリングホイールの運動が起こることがある。この運動は有害である。

そこでこの不利な作用を回避するという課題が提起される。

ステアリングギヤレシオが走行速度に応じて変化され、ステアリングギヤレシオの決定の際に走行速度が時間的に遅れて考慮される、本発明に基づくスーパーインポーズド・ステアリングの作動方法は、時間的遅れが走行速度に応じて変化されるようになっている。

時間的遅れを変化することにより、又は時間的遅れの度合い変えることによって、特に車両に急ブレーキが掛けられる状況で、走行速度がステアリングギヤレシオ、それとともにモータ目標角の計算になるべく迅速に入り込み、車両の停止時にステアリングホイールに運動が生じないことが保証される。

その場合時間的遅れは少なくとも１個のフィルタによって調整することができる。例えば２個のフィルタ、通常ＰＴＩフィルタが使用される場合は、所定の値を下回る走行速度では時間的遅れが少ないフィルタが採用されるようになっている。それぞれ所定の速度範囲に割り当てられた複数個のフィルタを使用することが原則として可能である。

代案として、走行速度に応じて時定数を変えることができる適応性フィルタを使用することもできる。

従ってこの適応性フィルタは可変フィルタ定数を有する。即ち低速では走行速度に関する情報を担う信号の遅れが高速の場合より小さい。こうして車両の急ブレーキの際のステアリングギヤレシオの調整を、すでに車両の減速時に終了することができる。ステアリングホイールは車両の停止時にもはや動かない。

改善策として、ステアリングギヤレシオがさらに切れ角に応じて変化されるようにした。

本発明に基づく自動車のスーパーインポーズド・ステアリングは自動車の少なくとも1個の操縦可能な車輪のための所望の舵取り角の尺度としてステアリングホイール角を設定するための舵取りハンドルと、走行速度に応じて補助角又は重畳角を発生する補助角調整装置と、ステアリングホイール角と補助角を重ね合わせることによってステアリングホイール角をピニオン角に変換するステアリングギヤとを有する。その場合走行速度は時間的に遅れて考慮され、時間的遅れ又はその度合いは走行速度に応じて変化される。

スーパーインポーズド・ステアリングにおいて、改善策として補助角調整装置は制御装置によって制御される電気モータを有する。

本発明に基づく制御装置は特に上記の方法を行うために用いられ、上述のスーパーインポーズド・ステアリングで使用される。この制御装置は走行速度に応じて補助角を決定し、その際走行速度が時間的に遅れて考慮されるように設計されている。また時間的遅れは走行速度に応じて変化される。

本発明に基づくコンピュータプログラムは、コンピュータプログラムがコンピュータのマイクロプロセッサ、特にスーパーインポーズド・ステアリングの制御装置で実行されるときに、上記の種類のスーパーインポーズド・ステアリングの操作方法を行うために、プログラムコード媒体を含む。

このコンピュータプログラムはコンピュータ読取り可能なデータ媒体、例えばフロッピーディスク、ＣＤ、ＤＶＤ、ハードディスク、ＵＳＶメモリー・スティック等又はインタネットサーバにコンピュータプログラム製品として保存することができる。そこからコンピュータプログラムを制御装置の記憶素子に転送することができる。

発明のその他の利点と改善策は明細書及び添付の図面で明かである。

上記の、及び以下でさらに説明する特徴は、それぞれ挙げられた組合せだけでなく、本発明の範囲を逸脱しない限り他の組合せでも又は単独でも使用できることはもちろんである。

本発明を実施例に基づき図面に概略図で示し、以下で図面を参照しつつ詳述する。

図１は本発明に基づくスーパーインポーズド・ステアリングの実施形態を示す。 図２は本発明に基づく方法の説明のために車速の関数としてのギャレシオの一例を示す。

全体を１０で示した本発明に基づくスーパーインポーズド・ステアリングの実施形態が図１に示されている。図に舵取りハンドル１２、この場合ステアリングホイール、ステアリングギヤ１４、補助角調整装置１６及び前車軸１８によって連結され、車両の操縦のために操作される２個の前輪２０が示されている。

さらに制御装置２２が設けられている。制御装置２２は補助角調整装置１６の電気モータ２４の制御のために設けられている。

舵取りハンドル１２によって設定された舵取り角δ_Sにステアリングギヤ１４で補助角調整装置１６の電気モータ２４の補助角又はモータ舵取り角δ_Mが重ね合わされて、ピニオン角δ_Gが生じる。ピニオン角δ_Gは前輪に働く舵取り角δ_Fに直接影響する。
ｉ_V ＝ δ_S / δ_F
及び
δ_M × ｉ_M ＋ δ_S × ｉ_D = δ_G
が成り立つ。ここにｉ_M及びｉ_Dは設定される係数である。

補助角δ_Mを決定するときに自動車の走行速度が考慮され、これが時間的に遅れて行われる。本発明に基づき今や時間的遅れは走行速度に応じて変化され、即ち時間的遅れの度合いは走行速度に応じて変化されるようになっている。こうしてステアリングホイールを切るとともに車両に急ブレーキが掛けられる状況で、車両の停止時にステアリングホイールに動きを生じないために、速度ができるだけ迅速に補助角δ_Mの計算に入り込むようになる。

図２では本発明に基づく方法の説明のために、一例のギヤレシオｉ_vが車速の関数としてグラフに描かれている。

図示のグラフで横軸１５０に車速、縦軸２５０にギヤレシオｉ_vをとった。こうしてグラフはギヤレシオｉ_vを車速の関数として説明し、その際ギヤレシオｉ_vはステアリングホイール角と前輪角の比と定義される。即ち
ｉ_v ＝ 目標ギヤレシオ ＝ ステアリングホイール角／前輪角

ギヤレシオｉvは低速、即ち直接操作又は直結の場合のｉ_{v min}350と高速、即ち間接操作の場合のｉ_{v max}450の間を推移する。60km/hの速度では純機械的ステアリングが行われ、補助角調整装置が介入しないことが明かである。低速ではアシストが介入し、高速ではカウンターステアが行われる。

その場合例えば車速に関する情報を担う信号の経路のフィルタが原因で、車両の速度が時間的に遅れて入ってくることを考慮しなければならない。本発明に基づき今やこの時間的遅れは車速に応じて確定されるようになっている。

このことは、低速走行時には車速の値が高速走行時より急速に補助角の決定に影響することを意味する。こうして車両の停止時にステアリングホイールがもはや動かないことが保証される。

Claims (9)

1. ステアリングギヤレシオが走行速度に応じて変化され、その際走行速度が時間的に遅れて考慮されるスーパーインポーズド・ステアリング（１０）の作動方法において、
   時間的遅れが走行速度に応じて変化されることを特徴とする方法。
2. 時間的遅れが少なくとも１個のフィルタにより調整される、請求項１に記載の方法。
3. 適応性フィルタが使用される、請求項２に記載の方法。
4. ステアリングギヤレシオがさらにステアリングホイール角（δ_S）に応じて変化される、請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の方法。
5. ステアリングホイール角（δ_S）を設定するための舵取りハンドル（１２）と、走行速度に応じて補助角（δ_M）を発生し、その際走行速度が時間的に遅れて考慮される補助角調整装置（１６）と、ステアリングホイール角（δ_S）と補助角（δ_M）を重ね合わせることによってステアリングホイール角（δ_S）をピニオン角（δ_G）に変換するステアリングギヤ（１４）とを有する自動車のスーパーインポーズド・ステアリングにおいて、
   時間的遅れが走行速度に応じて変化されることを特徴とするスーパーインポーズド・ステアリング。
6. 補助角調整装置（１６）が電気モータ（２４）を備えおり、電気モータ（２４）が制御装置（２２）によって制御される、請求項５に記載のスーパーインポーズド・ステアリング。
7. 請求項６に記載のスーパーインポーズド・ステアリング（１０）で使用され、走行速度に応じて補助角（δ_M）を決定し、その際走行速度が時間的に遅れて考慮されるように設計されている、特に請求項１から５のうちのいずれか一項に記載の方法を行うための制御装置において、時間的遅れが走行速度に応じて変化されることを特徴とする制御装置。
8. コンピュータプログラムがコンピュータのマイクロプロセッサ、特に請求項５に記載のスーパーインポーズド・ステアリング（１０）の請求項７に記載の制御装置（２２）で実行されるときに、請求項１から５のうちのいずれか一項に記載の方法を行うための、プログラムコード媒体を含むコンピュータプログラム。
9. コンピュータプログラムがコンピュータのマイクロプロセッサ、特に請求項５又は６に記載のスーパーインポーズド・ステアリング（１０）の請求項７に記載の制御装置（２２）で実行されるときに、請求項１から５のうちのいずれか一項に記載の方法を行うための、プログラム読取り可能なデータ媒体に保存されたプログラムコード媒体を含むコンピュータプログラム製品。

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