JP2999823B2 - 軌道に拘束されない車両 - Google Patents
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- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
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- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、それぞれ１つの右車輪と１つの左車輪を持
つ少なくとも２つの車輪対を有し、少なくとも１つの車
輪対はステアリングホイールによって操向可能であり、
少なくとも１つの車輪対は左右の車輪がそれぞれ個別駆
動部によって駆動される軌道に拘束されない車両に関す
る。本明細書および請求の範囲において、「操向」とい
う語と「操舵」という語は同じ意味であり、いすれも車
両の進行方向を制御することを意味する。
つ少なくとも２つの車輪対を有し、少なくとも１つの車
輪対はステアリングホイールによって操向可能であり、
少なくとも１つの車輪対は左右の車輪がそれぞれ個別駆
動部によって駆動される軌道に拘束されない車両に関す
る。本明細書および請求の範囲において、「操向」とい
う語と「操舵」という語は同じ意味であり、いすれも車
両の進行方向を制御することを意味する。
通常、内燃機関によって駆動される乗用車、トラッ
ク、バスなど、軌道に拘束されない車両においては、操
向補助手段（パワーステアリング）が一般的に使用され
ている。内燃機関によって駆動される油圧ポンプがエネ
ルギー源として使用され、このエネルギー源がステアリ
ングホイールを介して、運転者によって操向が行なわれ
た車輪にかかる力を増倍するために必要なエネルギーを
供給している。油圧ポンプのほかに、制御弁や操向弁、
操向シリンダ、オイルタンク、配管接続部が必要であ
る。これによって、従来の操向補助手段はかなりの費用
がかかるものとなる。
ク、バスなど、軌道に拘束されない車両においては、操
向補助手段（パワーステアリング）が一般的に使用され
ている。内燃機関によって駆動される油圧ポンプがエネ
ルギー源として使用され、このエネルギー源がステアリ
ングホイールを介して、運転者によって操向が行なわれ
た車輪にかかる力を増倍するために必要なエネルギーを
供給している。油圧ポンプのほかに、制御弁や操向弁、
操向シリンダ、オイルタンク、配管接続部が必要であ
る。これによって、従来の操向補助手段はかなりの費用
がかかるものとなる。
最近になって、何十年にもわたって一般に使われてき
た内燃機関による駆動方式とは著しく異なった、新しい
車両駆動方式が開発された。例えば、バッテリーによっ
て給電される電気モータ駆動部を有する、軌道に拘束さ
れない車両が提案された。その他に、ハイブリッド駆動
も提供された。ハイブリッド駆動の場合では、車両にお
いて内燃機関−ジェネレーターユニットが設けられてお
り、ジェネレータが供給する電気エネルギーが動力エレ
クトロニクス部を経由し、駆動される車輪と固定し連結
されている電気モータに供給される。このような駆動方
式は、純粋な内燃機関駆動方式に比べ、よりきめ細かな
制御が可能になるので、ある種の利点がある。
た内燃機関による駆動方式とは著しく異なった、新しい
車両駆動方式が開発された。例えば、バッテリーによっ
て給電される電気モータ駆動部を有する、軌道に拘束さ
れない車両が提案された。その他に、ハイブリッド駆動
も提供された。ハイブリッド駆動の場合では、車両にお
いて内燃機関−ジェネレーターユニットが設けられてお
り、ジェネレータが供給する電気エネルギーが動力エレ
クトロニクス部を経由し、駆動される車輪と固定し連結
されている電気モータに供給される。このような駆動方
式は、純粋な内燃機関駆動方式に比べ、よりきめ細かな
制御が可能になるので、ある種の利点がある。
少なくとも２つの車輪において電気モータ駆動部を有
する車両において、１つの重要な特徴は、駆動される車
輪がそれぞれ個別の駆動部を有していることである。
する車両において、１つの重要な特徴は、駆動される車
輪がそれぞれ個別の駆動部を有していることである。
単に内燃機関によって駆動される自動車から、電気自
動車への、もしくはハイブリッド駆動部を有する車両へ
のゆるやかな転換を考える場合に、これらの新しい車両
の操作を、内燃機関によって駆動される車両の取り扱い
に適合させることが関心の的になっている。このこと
は、車両の操向に関していえば、操向補助手段または操
向支援手段が用意されるべきことを意味している。なぜ
ならば特に、ゴムタイヤを有する重量の重い車両の場合
には、操向を行なう際に、著しい抵抗に打ち勝たなけれ
ばならないからである。そこでまず、操舵支援に対する
従来の技術の使用が考えられる。すなわち、電気で駆動
される油圧モータの場合には、通常のパワーステアリン
グを設けることが可能である。また、操向機構を電気モ
ータ方式にすることも可能である。すなわち、ステアリ
ングロッドアセンブリを動かすために、ステアリングホ
イールの位置に対応して電気モータを動かすことにな
る。しかしながら、このような操舵支援方式も、著しい
費用をともなうものになる。
動車への、もしくはハイブリッド駆動部を有する車両へ
のゆるやかな転換を考える場合に、これらの新しい車両
の操作を、内燃機関によって駆動される車両の取り扱い
に適合させることが関心の的になっている。このこと
は、車両の操向に関していえば、操向補助手段または操
向支援手段が用意されるべきことを意味している。なぜ
ならば特に、ゴムタイヤを有する重量の重い車両の場合
には、操向を行なう際に、著しい抵抗に打ち勝たなけれ
ばならないからである。そこでまず、操舵支援に対する
従来の技術の使用が考えられる。すなわち、電気で駆動
される油圧モータの場合には、通常のパワーステアリン
グを設けることが可能である。また、操向機構を電気モ
ータ方式にすることも可能である。すなわち、ステアリ
ングロッドアセンブリを動かすために、ステアリングホ
イールの位置に対応して電気モータを動かすことにな
る。しかしながら、このような操舵支援方式も、著しい
費用をともなうものになる。
特開昭62−181918号によって周知なように、油圧式の
クラッチによって制御される機械式ギヤが、車両の後部
軸に対して設けられている車両駆動方式である。この機
械式ギヤにより、車両の速度と、ステアリングホイール
の角度と、ステアリングホイールの操作速度とに応じ
て、カーブの内側駆動輪よりもカーブの外側駆動輪の方
がより大きなトルクを受けるよう、後部軸の左右の２つ
の駆動輪の間でトルクの分配に影響を及ぼすことが可能
である。この構造に対して必要となる費用は非常に大き
なものである。また、トルクの調整に使われる制御方式
については、詳しい説明がない。
クラッチによって制御される機械式ギヤが、車両の後部
軸に対して設けられている車両駆動方式である。この機
械式ギヤにより、車両の速度と、ステアリングホイール
の角度と、ステアリングホイールの操作速度とに応じ
て、カーブの内側駆動輪よりもカーブの外側駆動輪の方
がより大きなトルクを受けるよう、後部軸の左右の２つ
の駆動輪の間でトルクの分配に影響を及ぼすことが可能
である。この構造に対して必要となる費用は非常に大き
なものである。また、トルクの調整に使われる制御方式
については、詳しい説明がない。
本発明の課題は、費用をほとんどかけることなく、高
い効率性の操舵支援を有する、冒頭に述べたような、軌
道に拘束されない車両を提供することである。この明細
書において、操舵支援とは、カーブするときに内輪の回
転速度と外輪の回転速度に差を与えることをいう。
い効率性の操舵支援を有する、冒頭に述べたような、軌
道に拘束されない車両を提供することである。この明細
書において、操舵支援とは、カーブするときに内輪の回
転速度と外輪の回転速度に差を与えることをいう。
本課題は、請求項１の特徴を有する車両によって解決
される。さらに、本発明の有利な発展形態は、請求項２
ないし請求項３に記載されている。
される。さらに、本発明の有利な発展形態は、請求項２
ないし請求項３に記載されている。
当然のことであるが、カーブを走行する場合におい
て、内輪よりも外輪の回転数の方が大きくなる。計算の
基礎となるのは、いわゆるシングルトラックモデルであ
り、添付の図１にしたがってこのモデルから、カーブの
目標半径がＲである場合には、ステアリングホイールの
回転角度であるステアリングホイール角度δに対応する
ステアリング角度δＡ（車両の進行方向とステアリング
車輪の進行方向のなす角度）は、アッカーマンにより、
以下のように計算される。
て、内輪よりも外輪の回転数の方が大きくなる。計算の
基礎となるのは、いわゆるシングルトラックモデルであ
り、添付の図１にしたがってこのモデルから、カーブの
目標半径がＲである場合には、ステアリングホイールの
回転角度であるステアリングホイール角度δに対応する
ステアリング角度δＡ（車両の進行方向とステアリング
車輪の進行方向のなす角度）は、アッカーマンにより、
以下のように計算される。
tanδＡ＝L/（R2−2 2）1/2 （１） ただし、 L2＝（mv/mg）・Ｌ （２） Ｌ＝軸間距離 L2＝後部軸からの重心SPまでの距離 Ｒ＝カーブの目標半径 δＡ＝ステアリング角度 mv＝前輪軸の重みつき負荷 mg＝車両の総重量 このシングルトラックモデルをもとにすれば、車両の
車輪距離2bを考慮に入れながら、車両の外輪と内輪との
間における車輪回転数差を求めることができる。すなわ
ち、図１に示すように、旋回中心Ｍから内輪６までの距
離は、直角三角形の一辺が（（R2−L2 2）1/2−ｂ）で他
辺がＬがあることから、三平方の定理により斜辺として
求めることができ、また、旋回中心Ｍから外輪４までの
距離は、直角三角形の一辺が（（R2−L2 2）1/2＋ｂ）で
他辺がＬがあり、同様に求めることができる。そして、
このように求めた各距離の比率差が車輪回転数差とな
る。なお、カーブの目標半径Ｒは、ステアリングホイー
ル角度δにより定まるものである。
車輪距離2bを考慮に入れながら、車両の外輪と内輪との
間における車輪回転数差を求めることができる。すなわ
ち、図１に示すように、旋回中心Ｍから内輪６までの距
離は、直角三角形の一辺が（（R2−L2 2）1/2−ｂ）で他
辺がＬがあることから、三平方の定理により斜辺として
求めることができ、また、旋回中心Ｍから外輪４までの
距離は、直角三角形の一辺が（（R2−L2 2）1/2＋ｂ）で
他辺がＬがあり、同様に求めることができる。そして、
このように求めた各距離の比率差が車輪回転数差とな
る。なお、カーブの目標半径Ｒは、ステアリングホイー
ル角度δにより定まるものである。
個別駆動の車輪を有する車両を運転する場合、駆動の
動力は、運転車がアクセルペダルを操作することによっ
て決定される。この駆動動力は、全体として駆動輪に伝
達されなければならない。つまり、運転者が決定する全
体の駆動動力は、個別車輪の駆動動力の和である。
動力は、運転車がアクセルペダルを操作することによっ
て決定される。この駆動動力は、全体として駆動輪に伝
達されなければならない。つまり、運転者が決定する全
体の駆動動力は、個別車輪の駆動動力の和である。
本発明によれば、ステアリングホイール角度、したが
って車輪におけるステアリング角度に対応して、カーブ
の外輪に伝達されるトルク（ねじりモーメント）もしく
はカーブの外輪に伝達される出力（出力とトルクは、速
度を介して線形関係にある）が増大され、その一方で、
内輪のトルクもしくは出力が相応して減少される。
って車輪におけるステアリング角度に対応して、カーブ
の外輪に伝達されるトルク（ねじりモーメント）もしく
はカーブの外輪に伝達される出力（出力とトルクは、速
度を介して線形関係にある）が増大され、その一方で、
内輪のトルクもしくは出力が相応して減少される。
車両の運転者は、車両の操向性が軽いことから、外輪
と内輪の駆動トルクの変化をかならず感じる。
と内輪の駆動トルクの変化をかならず感じる。
本発明において特に有利な点は、駆動輪に対する個別
駆動部が電気モータで構成されており、この個別駆動部
がいずれにしても個別に制御されていることである。そ
のため、駆動用電気モータへの電流供給の制御に、ステ
アリング角度を非常に簡単に考慮に入れることができ
る。
駆動部が電気モータで構成されており、この個別駆動部
がいずれにしても個別に制御されていることである。そ
のため、駆動用電気モータへの電流供給の制御に、ステ
アリング角度を非常に簡単に考慮に入れることができ
る。
本発明の基本となる考えによると、駆動輪について行
なうトルクの増大もしくは減少は、ステアリング角度に
応じて、理論的に得られる車輪回転数差に合わせて行な
う。このことは特に、車両の速度が比較的小さい場合
（例えば、50km/h以下）に有効で、理論上の値が完全も
しくはほぼ完全に（例えば、80％または90％）守られ
る。
なうトルクの増大もしくは減少は、ステアリング角度に
応じて、理論的に得られる車輪回転数差に合わせて行な
う。このことは特に、車両の速度が比較的小さい場合
（例えば、50km/h以下）に有効で、理論上の値が完全も
しくはほぼ完全に（例えば、80％または90％）守られ
る。
しかしながら、一方では一般的な経験から、他方では
発明上の観点から、車両が高速である場合においては、
アッカーマンによる理論上の線形特性曲線からの偏差を
大きくする。以下、これについて詳しく説明する。
発明上の観点から、車両が高速である場合においては、
アッカーマンによる理論上の線形特性曲線からの偏差を
大きくする。以下、これについて詳しく説明する。
図３において、直線Ａにより、ステアリングホイール
角度δと、左車輪と右車輪との間の車輪回転数差との間
のアッカーマンによる理論上の線形関係が示されてい
る。その差は数％程度であるので、「車輪回転数」とし
て「一方の回転数」あるいは「外輪の回転数と内輪の回
転数の平均」を用いても大きな差は生じない。カーブを
走行する場合、運転者は車両のステアリングホイールを
切る。この場合に、ある一定の回転数と、それによって
生じる回転数差は、操向の行われる車輪において調整さ
れる。センサーにより、各車輪の回転数を把握すること
ができ、また、把握した各回転数から求めた差異に基づ
いて、図３のように、実際の差異と目標の差異との間の
偏差を計算することができる。この偏差は、カーブの外
側ないしは内側に位置する個々の駆動輪に対する駆動ト
ルクを、増大したり減少したりするための調整量として
使用される。
角度δと、左車輪と右車輪との間の車輪回転数差との間
のアッカーマンによる理論上の線形関係が示されてい
る。その差は数％程度であるので、「車輪回転数」とし
て「一方の回転数」あるいは「外輪の回転数と内輪の回
転数の平均」を用いても大きな差は生じない。カーブを
走行する場合、運転者は車両のステアリングホイールを
切る。この場合に、ある一定の回転数と、それによって
生じる回転数差は、操向の行われる車輪において調整さ
れる。センサーにより、各車輪の回転数を把握すること
ができ、また、把握した各回転数から求めた差異に基づ
いて、図３のように、実際の差異と目標の差異との間の
偏差を計算することができる。この偏差は、カーブの外
側ないしは内側に位置する個々の駆動輪に対する駆動ト
ルクを、増大したり減少したりするための調整量として
使用される。
車両の速度がきわめて遅い場合では、周知のように実
際の車輪回転数差は、理論上の値からわずかしかずれて
いない。車両の速度が速くなればなるほど、実際の車輪
回転数差は、理論上の値からますますずれることにな
る。このことは、図３において、車両速度ｖをパラメー
タとする特性曲線群によって示されている。
際の車輪回転数差は、理論上の値からわずかしかずれて
いない。車両の速度が速くなればなるほど、実際の車輪
回転数差は、理論上の値からますますずれることにな
る。このことは、図３において、車両速度ｖをパラメー
タとする特性曲線群によって示されている。
図３における曲線Ｂは、車両の速度が50km/hの場合に
おいて、ステアリングホイール角度に対応する実際の車
輪回転数差を定性的に示している。特性曲線ＣおよびＤ
は、車両の速度が100km/hおよび150km/hの場合に定性的
に有効な特性曲線である。
おいて、ステアリングホイール角度に対応する実際の車
輪回転数差を定性的に示している。特性曲線ＣおよびＤ
は、車両の速度が100km/hおよび150km/hの場合に定性的
に有効な特性曲線である。
外輪および内輪の異なる駆動トルクを調整するため
に、理論的な特性曲線Ａにのみしたがって対応させると
すれば、車両が高速である場合、駆動トルクの差異が大
きくなりすぎ、操舵支援が非常に強力となって、運転者
にとっては過剰なステアリングとして感じられる。
に、理論的な特性曲線Ａにのみしたがって対応させると
すれば、車両が高速である場合、駆動トルクの差異が大
きくなりすぎ、操舵支援が非常に強力となって、運転者
にとっては過剰なステアリングとして感じられる。
そのため、本発明においては、少なくとも車両が低速
である場合には、個別駆動部の調整が、外輪と内輪との
間の車輪回転数差がアッカーマンによる理論的な幾何学
的な関係を満たすよう行なわれる。この場合、個別駆動
部の調整のための調整量として、実際の車輪の回転数差
と理論的な目標の車輪回転数差との間の差異が使用され
る。その一方で、車両が高速である場合に、外輪と内輪
との間の目標の車輪回転数差は、このアッカーマンの幾
何学的な関係による数値からのかたより（偏差）が大き
い。
である場合には、個別駆動部の調整が、外輪と内輪との
間の車輪回転数差がアッカーマンによる理論的な幾何学
的な関係を満たすよう行なわれる。この場合、個別駆動
部の調整のための調整量として、実際の車輪の回転数差
と理論的な目標の車輪回転数差との間の差異が使用され
る。その一方で、車両が高速である場合に、外輪と内輪
との間の目標の車輪回転数差は、このアッカーマンの幾
何学的な関係による数値からのかたより（偏差）が大き
い。
本発明の有利な発展形態では、カーブの外側の車輪と
カーブの内側の車輪との間のトルク差は、以下の場合
に、より大きくする。
カーブの内側の車輪との間のトルク差は、以下の場合
に、より大きくする。
ａ）ステアリングホイール角速度が速い場合および／ま
たは ｂ）ステアリングホイール角度が大きい場合。
たは ｂ）ステアリングホイール角度が大きい場合。
車両がより大きな速度である場合で、比較的小さなト
ルク差による小さな車輪回転数差の調整は、図３におけ
る特性曲線群に相当している。その結果、図４において
示されているごとく、車両駆動部の制御装置によって調
整される、理論的な目標車輪回転数差の成分すなわち理
論値に対する調整量の比率が得られる。運転速度が０の
近くの領域では、車輪回転数差の調整は、理論的な特性
曲線Ａに100％したがって行なわれるか、または、例え
ば特性曲線Ａからわずかしかずれていない図３の特性曲
線Ａ′にしたがって行なわれる。車両の速度が大きくな
れはなるほど、理論的な特性曲線からより大きな偏差を
許容する。したがって、そのときどきの車輪回転数差
は、ますます小さくなる。すなわち、理論上の目標回転
数差のごく一部しか調整されないことになる。したがっ
て、車両が高速である場合には、操舵支援は事実上もは
や行なわれることなく、操向はほぼ“直接的”に車輪の
方向によって行なわれる。
ルク差による小さな車輪回転数差の調整は、図３におけ
る特性曲線群に相当している。その結果、図４において
示されているごとく、車両駆動部の制御装置によって調
整される、理論的な目標車輪回転数差の成分すなわち理
論値に対する調整量の比率が得られる。運転速度が０の
近くの領域では、車輪回転数差の調整は、理論的な特性
曲線Ａに100％したがって行なわれるか、または、例え
ば特性曲線Ａからわずかしかずれていない図３の特性曲
線Ａ′にしたがって行なわれる。車両の速度が大きくな
れはなるほど、理論的な特性曲線からより大きな偏差を
許容する。したがって、そのときどきの車輪回転数差
は、ますます小さくなる。すなわち、理論上の目標回転
数差のごく一部しか調整されないことになる。したがっ
て、車両が高速である場合には、操舵支援は事実上もは
や行なわれることなく、操向はほぼ“直接的”に車輪の
方向によって行なわれる。
この関連性において、低速というのは40km/h以下の速
度である。この速度までは、目標とされている回転数差
（目標車輪回転数差）は、アッカーマンによる理論的な
回転数差よりも20％以上小さくなってはならない。例え
ば25km/hよりも低速である場合には、アッカーマンによ
る理論的な回転数差からの偏差は10％以下でなければな
らない。速度が10km/h以下の場合では、アッカーマンに
よる回転数差をできる限り守るべきである。これとは反
対に、車両がより大きな速度である場合では、アッカー
マンによる理論的な差異の一部しか調整されないことに
なる。例えば100km/h以下では、アッカーマンによる理
論的な差異の60％以下である。
度である。この速度までは、目標とされている回転数差
（目標車輪回転数差）は、アッカーマンによる理論的な
回転数差よりも20％以上小さくなってはならない。例え
ば25km/hよりも低速である場合には、アッカーマンによ
る理論的な回転数差からの偏差は10％以下でなければな
らない。速度が10km/h以下の場合では、アッカーマンに
よる回転数差をできる限り守るべきである。これとは反
対に、車両がより大きな速度である場合では、アッカー
マンによる理論的な差異の一部しか調整されないことに
なる。例えば100km/h以下では、アッカーマンによる理
論的な差異の60％以下である。
上記のａ）の場合、ステアリングホイール角速度が速
い場合には、個々の駆動輪について行なわれる駆動トル
クの差異が大きくなる。すなわち、ステアリングホイー
ルを非常に速く回転した場合には、非常に強力な操舵支
援が行なわれる。この関係は、図６において概略的に示
されている。図６ではトルク差が、ステアリングホイー
ル角速度δの定性的な関数として現わされている。ま
た、その他の連続増加関数（２回微分が正または負の単
調増加関数）も適用可能である。
い場合には、個々の駆動輪について行なわれる駆動トル
クの差異が大きくなる。すなわち、ステアリングホイー
ルを非常に速く回転した場合には、非常に強力な操舵支
援が行なわれる。この関係は、図６において概略的に示
されている。図６ではトルク差が、ステアリングホイー
ル角速度δの定性的な関数として現わされている。ま
た、その他の連続増加関数（２回微分が正または負の単
調増加関数）も適用可能である。
さらに、トルク差はステアリングホイール角度にも対
応している。ステアリングホイールをより大きく切った
場合、つまりステアリングホイール角度がより大きい場
合には、上記のｂ）によって、外輪と内輪との間のトル
ク差がより大きくなければならない。この場合では図７
からわかるように、対応関係は線形的なものでなく、よ
り大きなステアリングホイール角度の場合には、曲線が
やや平らになっている。これにより、例えば車両の車庫
入れ等の操車する場合に、ステアリングホイールを大き
く切った場合には非常に強力な操舵支援が行なわれると
いう利点が得られる。それによって例えば、駐車作業が
非常に快適なものになる。さらにステアリングホイール
を非常に速く回転すると、カーブの外側の駆動輪と内側
の駆動輪との間の短時間でのより大きなトルク差に起因
して、非常に短い時間だけ極めて大きい操舵支援がおこ
り、これにより操舵支援について高い反応感度が達成さ
れる。
応している。ステアリングホイールをより大きく切った
場合、つまりステアリングホイール角度がより大きい場
合には、上記のｂ）によって、外輪と内輪との間のトル
ク差がより大きくなければならない。この場合では図７
からわかるように、対応関係は線形的なものでなく、よ
り大きなステアリングホイール角度の場合には、曲線が
やや平らになっている。これにより、例えば車両の車庫
入れ等の操車する場合に、ステアリングホイールを大き
く切った場合には非常に強力な操舵支援が行なわれると
いう利点が得られる。それによって例えば、駐車作業が
非常に快適なものになる。さらにステアリングホイール
を非常に速く回転すると、カーブの外側の駆動輪と内側
の駆動輪との間の短時間でのより大きなトルク差に起因
して、非常に短い時間だけ極めて大きい操舵支援がおこ
り、これにより操舵支援について高い反応感度が達成さ
れる。
図７においては、車両の速度に対するトルクの変化も
示されている。曲線Ｘは車両が低速である場合に対する
もので、曲線Ｙは車両が中速度である場合に対するもの
で、曲線Ｚは車両が高速である場合に対するものであ
る。
示されている。曲線Ｘは車両が低速である場合に対する
もので、曲線Ｙは車両が中速度である場合に対するもの
で、曲線Ｚは車両が高速である場合に対するものであ
る。
以上の考察を要約すれば、ステアリングホイール角度
δの時間的な変化に対し、図５において具体的に即して
示されているように、カーブの外輪とカーブの内輪との
間のトルク差ΔＭが得られる。車両が一定の中速度であ
ることを仮定した場合、最初、ステアリングホイール角
度δを連続的にゆっくり変化させると、それに合わせ
て、トルク差、すなわち、操舵支援の程度も変化する。
セクションΔｔでは、ステアリングホイールの回転運動
が加速される。そのため、図６に示したように、ステア
リングホイールの角速度が大きくなるため、トルク差Δ
Ｍが大きくなり、したがって操舵支援も大きくなる。さ
らに、ステアリングホイールをより大きく切ったため、
図７により、操舵支援はさらに増加される。図５におい
て、トルク差ΔＭは、増加の大きいセクションによって
示されている。図５において曲線δのゆっくりとした漸
増によって示されているように、ステアリングホイール
の運動を再度遅くすると操舵支援がやや減少する。図７
に示されている特性曲線群により、ステアリングホイー
ル角度δをさらに一様に連続的に増加しても、操舵支援
はあまり増大しない。これは、図７における曲線群が、
δの値が大きい場合には、平坦になるためである。
δの時間的な変化に対し、図５において具体的に即して
示されているように、カーブの外輪とカーブの内輪との
間のトルク差ΔＭが得られる。車両が一定の中速度であ
ることを仮定した場合、最初、ステアリングホイール角
度δを連続的にゆっくり変化させると、それに合わせ
て、トルク差、すなわち、操舵支援の程度も変化する。
セクションΔｔでは、ステアリングホイールの回転運動
が加速される。そのため、図６に示したように、ステア
リングホイールの角速度が大きくなるため、トルク差Δ
Ｍが大きくなり、したがって操舵支援も大きくなる。さ
らに、ステアリングホイールをより大きく切ったため、
図７により、操舵支援はさらに増加される。図５におい
て、トルク差ΔＭは、増加の大きいセクションによって
示されている。図５において曲線δのゆっくりとした漸
増によって示されているように、ステアリングホイール
の運動を再度遅くすると操舵支援がやや減少する。図７
に示されている特性曲線群により、ステアリングホイー
ル角度δをさらに一様に連続的に増加しても、操舵支援
はあまり増大しない。これは、図７における曲線群が、
δの値が大きい場合には、平坦になるためである。
したがって、本発明により、個別車輪駆動の場合にお
いて、操舵支援をきわめて少ない費用で実現できる。ま
た、同様に費用をあまりかけることなく、事実上すべて
状況において車両の軽くかつより安全な操向を可能にす
る措置を講じることができる。
いて、操舵支援をきわめて少ない費用で実現できる。ま
た、同様に費用をあまりかけることなく、事実上すべて
状況において車両の軽くかつより安全な操向を可能にす
る措置を講じることができる。
以下、図に基づいて、本発明の実施例を詳しく説明す
る。
る。
図１は、カーブを走行する車両において車輪回転数差
の計算を具体的に説明するための図、 図２は、内燃機関−ジェネレーターユニット（VGE）
が装備されている、本発明による操舵支援付きの車両の
概略図、 図３は、ステアリングホイール角度に対する車輪回転
数差をグラフ表示した図、 図４は、車両の速度に対応して車輪回転数差の補正を
グラフ表示した図、 図５は、図２による車両の個別駆動輪において、操舵
支援のために発生されるトルク差と、ステアリングホイ
ール角度との間に関係を時間に対してグラフ表示した
図、 図６は、個別駆動される車輪に対し、ステアリングホ
イール角速度とトルク差との間の関係をグラフ表示した
図、 図７は、車両の速度をパラメータとして、個別駆動さ
れる車輪において発生するトルク差をステアリングホイ
ール角度に対応してグラフ表示した図である。
の計算を具体的に説明するための図、 図２は、内燃機関−ジェネレーターユニット（VGE）
が装備されている、本発明による操舵支援付きの車両の
概略図、 図３は、ステアリングホイール角度に対する車輪回転
数差をグラフ表示した図、 図４は、車両の速度に対応して車輪回転数差の補正を
グラフ表示した図、 図５は、図２による車両の個別駆動輪において、操舵
支援のために発生されるトルク差と、ステアリングホイ
ール角度との間に関係を時間に対してグラフ表示した
図、 図６は、個別駆動される車輪に対し、ステアリングホ
イール角速度とトルク差との間の関係をグラフ表示した
図、 図７は、車両の速度をパラメータとして、個別駆動さ
れる車輪において発生するトルク差をステアリングホイ
ール角度に対応してグラフ表示した図である。
図２は、駆動されない後輪対と駆動される前輪対とを
有する乗用車２を概略的に示すものである。この図にお
いて駆動される前輪対は、左方向へのカーブを走行する
ため、ステアリング角度δＡに調整されている。
有する乗用車２を概略的に示すものである。この図にお
いて駆動される前輪対は、左方向へのカーブを走行する
ため、ステアリング角度δＡに調整されている。
カーブに対して外側となる前輪４は、この前輪と連結
されている電気モータ８によって駆動され、内側となる
前輪６は、この前輪と連結されている電気モータ10によ
って駆動されている。従来のように構成されているステ
アリングロッドアセンブリは、ステアリングギヤ12とス
テアリングシャフト22を経由し、ステアリングホイール
20と連結されている。ステアリングホイールを角度δ回
転した場合に、前輪４と前輪６のステアリング角度δＡ
が得られる。
されている電気モータ８によって駆動され、内側となる
前輪６は、この前輪と連結されている電気モータ10によ
って駆動されている。従来のように構成されているステ
アリングロッドアセンブリは、ステアリングギヤ12とス
テアリングシャフト22を経由し、ステアリングホイール
20と連結されている。ステアリングホイールを角度δ回
転した場合に、前輪４と前輪６のステアリング角度δＡ
が得られる。
車両２は、エネルギー源として内燃機関−ジェネレー
ターユニット（VGE）16を有している。ジェネレータ部
は、動力エレクトロニクス部が装備されているエネルギ
ーディストリビュータ14に電流を供給し、このエネルギ
ーディストリビュータ14が、２つの電気モータ８と10へ
の電流供給を電線L1とL2を経由し、個別に制御する。エ
ネルギーディストリビュータ14と内燃機関−ジェネレー
ターユニット16の制御、さらに、ここでは関心の対象外
である車両２のその他のコンポーネントの制御は、マイ
クロプロセッサが装備されている制御装置18によって行
なわれる。制御のために、制御装置18は、さまざまなセ
ンサーからセンサー信号を受信する。
ターユニット（VGE）16を有している。ジェネレータ部
は、動力エレクトロニクス部が装備されているエネルギ
ーディストリビュータ14に電流を供給し、このエネルギ
ーディストリビュータ14が、２つの電気モータ８と10へ
の電流供給を電線L1とL2を経由し、個別に制御する。エ
ネルギーディストリビュータ14と内燃機関−ジェネレー
ターユニット16の制御、さらに、ここでは関心の対象外
である車両２のその他のコンポーネントの制御は、マイ
クロプロセッサが装備されている制御装置18によって行
なわれる。制御のために、制御装置18は、さまざまなセ
ンサーからセンサー信号を受信する。
制御装置18は特に、前輪４と前輪６とに連結されてい
る電気モータ８と電気モータ10において測定される車輪
回転数信号を受信する。信号路は、図２において点線で
示されている。
る電気モータ８と電気モータ10において測定される車輪
回転数信号を受信する。信号路は、図２において点線で
示されている。
制御装置18はさらに、操向機構の領域に取り付けられ
ているセンサー24によって位置信号を受信する。この位
置信号は、ステアリングホイール角度、つまりステアリ
ングホイールを切った角度δを表わすものである。
ているセンサー24によって位置信号を受信する。この位
置信号は、ステアリングホイール角度、つまりステアリ
ングホイールを切った角度δを表わすものである。
制御装置18は、ここでは図示されていないアクセルペ
ダルから、運転者が要求する動力に特徴的な信号を受信
する。制御装置18は、この信号に応じて内燃機関−ジェ
ネレーターユニット16およびエネルギーディストリビュ
ータ14を制御し、電気モータ８と電気モータ10を経由
し、運転者が要求する動力が車輪４と車輪６で得られる
ようにする。制御装置18は、ステアリング角度δＡ、す
なわちステアリングホイール角度δに対応し、エネルギ
ーディストリビュータ14を経由し、外輪４と内輪６との
間の車輪走行差に相当する駆動トルク差を生じさせる。
全体的な駆動動力を基準に、外輪４に連結されている電
気モータ８の動力またはトルクが一定量増加され、ま
た、内輪６に連結されている電気モータ10の動力が（例
えば同一分）減少される。
ダルから、運転者が要求する動力に特徴的な信号を受信
する。制御装置18は、この信号に応じて内燃機関−ジェ
ネレーターユニット16およびエネルギーディストリビュ
ータ14を制御し、電気モータ８と電気モータ10を経由
し、運転者が要求する動力が車輪４と車輪６で得られる
ようにする。制御装置18は、ステアリング角度δＡ、す
なわちステアリングホイール角度δに対応し、エネルギ
ーディストリビュータ14を経由し、外輪４と内輪６との
間の車輪走行差に相当する駆動トルク差を生じさせる。
全体的な駆動動力を基準に、外輪４に連結されている電
気モータ８の動力またはトルクが一定量増加され、ま
た、内輪６に連結されている電気モータ10の動力が（例
えば同一分）減少される。
別の実施例（図示省略）では、車両の４つの車輪にそ
れぞれ独自の電気モータを備え付けることが可能であ
る。これによってカーブを走行する場合に、すべての車
輪を個別に制御することができる。
れぞれ独自の電気モータを備え付けることが可能であ
る。これによってカーブを走行する場合に、すべての車
輪を個別に制御することができる。
さらに別の実施例（図示省略）では、車両の後輪を駆
動し、その一方、前輪は単に追従するだけであり、ま
た、操向機構と連結されている。駆動される個々の車輪
は、操向が行なわれる車輪と同一とすることが可能であ
るが、かならずしも同一でなければならないというわけ
ではない。
動し、その一方、前輪は単に追従するだけであり、ま
た、操向機構と連結されている。駆動される個々の車輪
は、操向が行なわれる車輪と同一とすることが可能であ
るが、かならずしも同一でなければならないというわけ
ではない。
図２において、ステアリングホイールに簡略的に示さ
れているセンサー24は、ステアリングギヤ12またはステ
アリングロッドアセンブリに配置することが実用的であ
る。
れているセンサー24は、ステアリングギヤ12またはステ
アリングロッドアセンブリに配置することが実用的であ
る。
以上に説明したように、カーブを走行する場合に車輪
回転数差は、理論上は、図３における直線Ａに相当して
いる。速度が非常に低い場合には、ステアリングホイー
ル角度δに対応し、トルクの分配は、個別に駆動される
それぞれの車輪に対して行なわれる駆動トルクにより、
図３の直線Ａに相当する目標の車輪回転数差が達成され
るよう行なわれる。換言すれば、図３の直線Ａによる目
標の車輪回転数差と、電気モータ８と電気モータ10にお
けるセンサーによって制御装置18が把握する実際の車輪
回転数差との間の差異が制御される量である。
回転数差は、理論上は、図３における直線Ａに相当して
いる。速度が非常に低い場合には、ステアリングホイー
ル角度δに対応し、トルクの分配は、個別に駆動される
それぞれの車輪に対して行なわれる駆動トルクにより、
図３の直線Ａに相当する目標の車輪回転数差が達成され
るよう行なわれる。換言すれば、図３の直線Ａによる目
標の車輪回転数差と、電気モータ８と電気モータ10にお
けるセンサーによって制御装置18が把握する実際の車輪
回転数差との間の差異が制御される量である。
カーブを走行する場合に、駆動トルク差を調整するこ
とにより、車両の外側が内側よりも強く駆動される。極
端な場合では、トルクのこのような分配により、内側の
２つの車輪もしくは内側の１本の車輪の制動が引き起こ
される。トルクの分配により、操向が積極的に支援され
るものとなる。なぜならば、カーブを走行する場合に、
トルク差を調整しない場合に比べ、ステアリングロッド
アセンブリを動かすために必要な力が著しく少なくなっ
ているからである。
とにより、車両の外側が内側よりも強く駆動される。極
端な場合では、トルクのこのような分配により、内側の
２つの車輪もしくは内側の１本の車輪の制動が引き起こ
される。トルクの分配により、操向が積極的に支援され
るものとなる。なぜならば、カーブを走行する場合に、
トルク差を調整しない場合に比べ、ステアリングロッド
アセンブリを動かすために必要な力が著しく少なくなっ
ているからである。
以上、すでに説明したように、トルク差は車両の速度
に対応して調整される。車両の速度が大きければ大きい
ほど差が小さくなる。このことは、図３と図４において
概略的に示されている。
に対応して調整される。車両の速度が大きければ大きい
ほど差が小さくなる。このことは、図３と図４において
概略的に示されている。
さらに、図６と図７において示されているように、操
舵支援の程度、つまりトルク差の程度は、ステアリング
ホイールの位置とステアリングホイールの角速度に対応
して行なわれる。
舵支援の程度、つまりトルク差の程度は、ステアリング
ホイールの位置とステアリングホイールの角速度に対応
して行なわれる。
本発明はいうまでもなく、例えば、前部軸と後部軸の
操向が行なわれる乗用車など、操向が行なわれる複数の
車輪対を有する車両にも適用可能である。
操向が行なわれる乗用車など、操向が行なわれる複数の
車輪対を有する車両にも適用可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドレクスル，ハンス−ユルゲン ドイツ連邦共和国、デー 8724 ショー ヌンゲン／メンヒェングラートバッハ、 カルテンヘーファー・シュタイゲ 11 (72)発明者 ルッツ，ディーター ドイツ連邦共和国、デー 8720 シュヴ ァインフルト、シュペッサートシュトラ ーセ 12 (72)発明者 ナグラー，フランツ ドイツ連邦共和国、デー 8729 オッテ ンドルフ、アム・ツェーントグラーフェ ン 12 (72)発明者 オッホス，マルティン ドイツ連邦共和国、デー 8720 シュヴ ァインフルト、エーバースベルクシュト ラーセ 10 (72)発明者 シーボルト，シュテファン ドイツ連邦共和国、デー 8720 シュヴ ァインフルト、ギムナジウムシュトラー セ ４ (72)発明者 シュミット−ブリュッケン，ハンス−ヨ アヒム ドイツ連邦共和国、デー 8712 ゲルダ ースハイム、ゾンネンシュトラーセ ９ (72)発明者 ティーラー，ヴォルフガンク ドイツ連邦共和国、デー 8728 ハスフ ルト、カスタニエンヴェーク １ (72)発明者 ヴァークナー，ミヒャエル ドイツ連邦共和国、デー 8721 ニーダ ーヴェルン、オットーシュトラーセ ３ (72)発明者 ヴェステンドルフ，ホルガー ドイツ連邦共和国、デー 8721 ハンバ ッハ、ゲンゼライテ ８ (72)発明者 ヴィヒナネック，ライナー ドイツ連邦共和国、デー 8721 マーデ ンハウゼン、エアレンブルンシュトラー セ 13 (72)発明者 レーダー，マンフレート ドイツ連邦共和国、デー 8721 シュヴ ェープハイム、ミットレレ・ハイデ 30 (56)参考文献 特開 平１−101236（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】それぞれ１つの右車輪と１つの左車輪
（４、６）を持つ少なくとも２つの車輪対を有し、該車
輪対のうち少なくとも１つの車輪対はステアリングホイ
ール（20）によって操向可能であり、上記車輪対のうち
少なくとも１つの車輪対は左右の車輪がそれぞれ個別駆
動部（８、10）によって駆動され、カーブを走行する場
合の操舵支援のため、ステアリングホイール角度（δ）
に応じて、カーブ時における外側の車輪（４）の個別駆
動部が相対的に大きなトルクに、また、内側の車輪
（６）の個別駆動部が相対的に小さなトルクに調整され
る、軌道に拘束されない車両において、 上記個別駆動部が電気モータ（８、10）であり、車両の
速度が遅い場合においては、外輪と内輪との間の車輪回
転数差がステアリングホイール角度（δ）に正比例する
ものであり、車両の速度が速い場合においては、速度が
増加するのに伴い、上記ステアリングホイール角度
（δ）に正比例する車輪回転数差よりも外輪と内輪との
間の車輪回転数差が小さくなるように上記個別駆動部が
調整され、実際の車輪回転数差と目標の車輪回転数差と
の間の差異が上記個別駆動部の調整のための制御量とし
て使用されることと、ステアリングホイール角速度また
はステアリングホイール角度、もしくはその両者が大き
ければ大きいほど外輪と内輪との間のトルク差が大きく
なるよう、上記個別駆動部の調整が行なわれることを特
徴とする軌道に拘束されない車両。 - 【請求項２】内燃機関−ジェネレーターユニット（16）
が車両に装備されており、また、ジェネレータ部が供給
する電力が、動力エレクトロニクス部・エネルギーディ
ストリビュータ（14）を経由して制御された形で、電気
モータ（８、10）へ分配されることを特徴とする請求項
１に記載の軌道に拘束されない車両。 - 【請求項３】ステアリングホイールの位置が、ステアリ
ングホイールセンサー（24）によって把握されることを
特徴とする請求項１又は２に記載の軌道に拘束されない
車両。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4134240A DE4134240C2 (de) | 1991-10-16 | 1991-10-16 | Lenkungsunterstützung bei einem nicht-spurgebundenen Fahrzeug |
| DE4134240.2 | 1991-10-16 | ||
| PCT/DE1992/000859 WO1993008063A1 (de) | 1991-10-16 | 1992-10-06 | Lenkungsunterstützung bei einem nicht-spurgebundenen fahrzeug |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07500069A JPH07500069A (ja) | 1995-01-05 |
| JP2999823B2 true JP2999823B2 (ja) | 2000-01-17 |
Family
ID=6442803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5507341A Expired - Lifetime JP2999823B2 (ja) | 1991-10-16 | 1992-10-06 | 軌道に拘束されない車両 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
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