JP3008090B2 - 車両かじ取り装置 - Google Patents

車両かじ取り装置

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JP3008090B2
JP3008090B2 JP9366095A JP36609597A JP3008090B2 JP 3008090 B2 JP3008090 B2 JP 3008090B2 JP 9366095 A JP9366095 A JP 9366095A JP 36609597 A JP36609597 A JP 36609597A JP 3008090 B2 JP3008090 B2 JP 3008090B2
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ダイムラー−ベンツ・アクチエンゲゼルシヤフト
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、運転者により操作されるかじ取
りハンドル、かじ取り可能な車輪をかじ取りする動力操
作装置、かじ取りハンドルに結合される手動力操作器、
かじ取りハンドルにより操作される目標値発生器、かじ
取り可能な車輪により操作されるかじ取り角実際値発生
器、かじ取り可能な車輪に作用する力を検出するセンサ
装置、及びかじ取りハンドルとかじ取り可能な車輪とを
作用的に互いに結合する制御系を持つ車両かじ取り装置
であって、制御系の制御器が、入力側を目標値発生器及
び実際値発生器及びセンサ装置に接続され、出力側を操
作装置及び手動力操作器に接続され、制御器が、目標値
発生器及び実際値発生器の信号に応じて操作装置を制御
し、センサ装置の信号に応じて手動力操作器を制御する
ものに関する。
【０００２】
【従来の技術】現在乗用車及び類似の自動車は一般に液
圧動力かじ取り装置を備えており、かじ取りハンドルが
車両かじ取り車輪に機械的に強制連結されている。車両
かじ取り車輪は更に電動操作装置に伝動結合され、かじ
取りハンドルと車両かじ取り車輪との間に伝達される力
又はトルクに関係してこの操作装置が制御される。この
ためかじ取りハンドルと車両かじ取り車輪との間の機械
的伝動結合装置の部分例えば軸部分が互いに弾性的に結
合されているので、そのつど作用する力又はトルクに応
じてこれらの部分又は軸部分が、大きいか又は小さい操
作行程又は相対回転を行う。この操作行程又はこの相対
回転により、液圧操作装置を制御するサーボ弁が操作さ
れる。場合によつてはこの操作行程又は相対回転によ
り、電気操作装置も制御することができる。
【０００３】航空機において、尾翼、フラツプ等を、制
御系を介して操縦杆が目標値発生器を操作し、フラツプ
又は尾翼が実際値発生器を操作し、制御系の制御器が目
標値−実際値比較を行うように目標値発生器及び実際値
発生器の信号を処理し、この比較の結果に関係して尾翼
又はフラツプ用電動操作装置を制御する。この″フライ
・バイ・ワイヤ″とも称される構想は、その間に旅客機
にも適当に装備するように信頼性を持つている。
【０００４】原理的には、最初にあげた種類の車両かじ
取り装置を示すドイツ連邦共和国特許出願公開第４２３
２２５６号明細書からわかるように、車両かじ取り装置
に対比可能な装置を設けることも可能である。ドイツ連
邦共和国特許出願公開第４２３２２５６号明細書によれ
ば、例えば横風による外乱に対向するために、制御器は
自律的なかじ取り介入も行うことができる。
【０００５】最初にあげた種類の別のかじ取り装置はド
イツ連邦共和国特許出願公開第４２０７７１９号明細書
にも示されている。このようなかじ取り装置では、制御
器は手動力操作器も制御できるので、運転者は走行条件
に応じて変化するかじ取り抵抗をかじ取りハンドルの所
で感じる。ドイツ連邦共和国特許出願公開第４２３２２
５６号明細書により手動力操作器を電動機又は液圧装置
として構成することができる。このような液圧可能に関
連して、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４２０７７１
９号明細書からわかるように、液圧装置を制御する制御
器は制御弁を操作することができる。
【０００６】欧州特許出願公開第０５３９８２３号明細
書は最初にあげた種類のかじ取り装置を示しており、か
じ取りハンドルと車両かじ取り車輪との間の機械的伝動
装置が完全に省略されている。通常運転において機械的
伝動装置とは異なるパラメータ依存かじ取り装置を実現
するため、故障なしに動作する制御系における機械的伝
動装置を不作用に切換えることのみが考慮されている。
これに反し制御系に故障があると、機械的伝動装置が作
用するようにしている。
【０００７】刊行物″測定技術書簡３１″（１９９
５），Ｈｅｆｔ １，Ｓｅｉｔｅｎ １３〜１８から走
行運転の際における車両の荷重を測定し、それによりシ
ヤシの設計及び新しい車両の開発における強度の検出を
援助するため、力センサを持つ車輪ボスが公知である。
【０００８】刊行物″Ａｕｔｏｍｏｂｉ１−ｌｎｄｕｓ
ｔｒｉｅ″（１９９１），Ｈｅｆｔ４／５，Ｓｅｉｔｅ
ｎ ３０３〜３０９から、商用車両用の電子特性マツプ
かじ取り装置が公知である。パラメータしかも特に車輪
の力及びトルクに関係して、サーボ補助力が変化され
る。
【０００９】更に最後にあげた両方の刊行物から、種々
の力成分を別々に検出することが公知である。
【００１０】ドイツ連邦共和国特許第４４２２３８６号
明細書はパラメータに関係して制御される反作用力を持
つ動力かじ取り装置に関し、この制御は、液圧サーボモ
ータに生ずる力を検出可能な圧力センサの信号に関係し
て行うことができる。
【００１１】刊行物″Ｋｒａｆｔｆａｈｒｚｅｕｇｔｅ
ｃｈｎｉｋ″（１９９４）Ｎｒ．１１，Ｓｅｉｔｅｎ
３６〜３８は能動シヤシを示しており、かじ取り操作の
際車両の安定性は、個々の車輪のブレーキの自動操作に
より、また制御可能なばね装置又は支持装置により高め
ることができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】さて本発明の課題は、
最初にあげた種類のかじ取り装置用の有利な装置を提示
することである。
【００１３】
【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、センサ装置が、かじ取り可能な車輪の
少なくとも１つの車輪保持体にある力又は応力のセンサ
を持ち、これらのセンサが車輪保持体に作用する力又は
機械的応力を検出する。
【００１４】本発明は、車両かじ取り車輪へ作用する力
をできるだけ直接検出し、それにより制御器が車道から
車両かじ取り車輪を介しての外乱量の導入を時間的遅れ
なしに記録し、別の入力量によりもつともらしさを検査
することができるようにする、という一般的考えに基い
ている。このようにして一方では、多重に冗長な系が可
能にされ、冗長な信号又はこれらの信号から求められる
冗長な情報が、異なる構造及び配置のセンサから生ず
る。更に車両かじ取り車輪へ作用する力に関係して制御
器が手動力操作器を遅れなしに制御し、かじ取りハンド
ルの所でこの手動力操作器が、そのつどの走行条件に関
係して運転者の感じる操作力を模擬又は調整する。
【００１５】全体として本発明により、例えば液圧操作
装置における大きい圧力変化又は電気操作装置における
大きい力変化が生ずるか、又は車両かじ取り車輪と操作
装置との間の伝動素子が記録可能な行程又は回転を行う
前に、車両かじ取り車輪へ作用するすべての力を、車輪
保持体側のセンサにより、できるだけ早い時点に″認め
る″ことができるので、極めて高い制御速度が得られ
る。
【００１６】なお本発明の好ましい特徴に関しては、他
の請求項及び図面の以下の説明が参照される。本発明の
特に好ましい実施例を、図面について以下に説明する。
【００１７】
【実施例】図１によれば、群細には示してない自動車
は、図示した例では２つの車両かじ取り車輪１を持ち、
これらの車両かじ取り車輪１は車体に弾性的に支持され
かつ車両かじ取り車輪１のかじ取りのため車両垂直軸線
の周りに旋回可能な車輪保持体２にそれぞれ設けられて
いる。車輪保持体２はタイロツド３を介して液圧操作装
置４に結合されている。図示した例ではこの液圧操作装
置４は複動ピストン−シリンダ装置として構成されてい
る。液圧操作装置４のピストンにより互いに分離される
液圧室５及び６は、電磁石で操作可能な制御弁７を介し
て、液圧の圧力源、図示した例では液圧ポンプ８の吐出
側に、又は比較的圧力のない液体タンク９に接続可能で
あり、この液体タンク９には液圧ポンプ８の吸入側も接
続されている。制御弁７の位置に応じて、液圧操作装置
４は一方又は他方の方向に操作力を発生するか、又は設
定された位置を変化又は保持する。
【００１８】運転者により操作されるかじ取りハンドル
１０は、一方では車両かじ取り車輪１のかじ取り角の目
標値従つてこれに関連する量を表わす電気信号を出力す
る目標値発生器１１に、またかじ取りハンドル１０の所
で感じられる操作力を制御可能に発生するか調整する手
動力操作器１２に、機械的に伝動結合されている。この
場合手動力操作器は例えば制御可能な電動機により形成
可能で、走行状況に応じてかじ取りハンドル１０を操作
しようとするか、又は運転者による操作に対して抵抗を
及ぼそうとする。
【００１９】手動力操作器１２及び制御弁７は一種の制
御器のように動作する計算機１３により制御され、その
ため計算機１３は、入力側で、かじ取りハンドル１０に
より操作される目標値発生器１１及び車両かじ取り装置
の系部分の実際状況を記録する別のセンサに接続されて
いる。
【００２０】図示した例では、変位センサ１４は液圧操
作装置４の操作行程を検出する。圧力センサ１５は、液
圧室５及び６の圧力又はこれらの液圧室５及び６の圧力
の圧力差の大きさ及び方向を検出する。更に車輪保持体
２にはそれぞれセンサ装置１６が設けられて、それぞれ
の車輪保持体２に作用する力又は機械的応力を記録す
る。この場合各センサ装置１６はなるべく複数のセンサ
素子を含み、これらのセンサがそれぞれ力成分又は応力
成分のみに反応し、例えば車両縦方向の力及び車両横方
向の力従つて相関する量を検出する。
【００２１】各センサ装置１６は、力の三次元方向を検
出できるように構成することができる。例えばセンサ装
置１６は、車輪保持体２に設けられて車両の縦方向、横
方向及び鉛直方向の力を別々に検出できる歪み計の
３軸配置により形成することができる。それによりあ
らゆる走行状態において、車輪接地力を大きさ及び方向
に関して求めることができる。
【００２２】センサ及びセンサ装置１４ないし１６の信
号は多重に冗長な情報を供給するので、計算機１３は場
合によつては欠陥をもつて動作する個々のセンサを検出
することができる。更にセンサ装置１６のため、例えば
変位センサ１４が液圧操作装置４の移動を検出するか、
又は圧力センサ１５が圧力差従つて液圧操作装置４に作
用する操作力を検出することができる前に、車両かじ取
り車輪１における運動が極めて早く検出される。
【００２３】適当なセンサ装置により検出可能な危険な
走行状態、例えば横風、路面凍結、回避操縦において、
計算機１３は制御弁７の適当な駆動を介してかじ取り装
置に影響を及ぼすことができる。場合によつては計算機
１３が車両の個々の車輪又は車輪の制御可能なばね装置
及び支持装置における制動介入も行うように、考慮する
ことができる。その際センサ装置１６により検出される
車輪接地力のほかに、適当なセンサ装置が存在して計算
機１３に接続されている場合、別の量例えば個々の車輪
の回転数、かじ取り車輪のかじ取り角又は液圧操作装置
４のピストンの変位、車両横加速度又は懸架装置のはず
み行程も考慮することができる。かじ取り装置、ブレー
キ及びばね装置又は支持装置の互いに整合されて計算機
により制御される同時の操作によつて、最大の安全性及
び運転者にとつての快適さを得ることができる。
【００２４】図２の実施例は大体において、液圧操作装
置４の代りに電気サーボモータ１７が設けられ、伝動装
置１８例えばピニオン及びラツクを介してタイロツド３
従つて車輪保持体２に伝動結合されているという点での
み、図１による実施例と相違している。液圧操作装置４
において設けられる圧力センサ１５の代りに、トルクセ
ンサ１９が設けられて、電気サーボモータ１７の出力軸
に作用するトルクを検出する。その代りに、ピニオン又
は伝動装置１８のトルクを介してラツクにおける力を求
めるか、又は電気サーボモータ１７としての電動機の消
費電流も求めることができる。
【００２５】図２の例において計算機１３は、図１によ
つても考慮されているように手動力操作器１２のほか
に、目標値発生器１１及びセンサ又はセンサ装置１５，
１６及び１９の信号に関係して電気サーボモータ１７を
制御する。
【００２６】図３によれば、計算機１３の出力信号によ
り、それぞれ直接に又は間接に液圧操作装置４又は電気
サーボモータ１７が操作され、この操作が車両かじ取り
車輪１を動かし、また液圧操作装置４又は電気サーボモ
ータ１７と車両かじ取り車輪１又はその車輪保持体２と
の間に設けられる伝達素子例えばタイロツドを動かす。
これは変位及び力に関係して動作する多様なセンサによ
り″認められ″かつ計算機１３へ″通報される″。
【００２７】センサ装置１６は例えば歪み計のように構
成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】液圧操作装置を持つ本発明による車両かじ取り
装置の構成図である。
【図２】電気サーボモータを持つ車両かじ取り装置の構
成図である。
【図３】かじ取りハンドルと車両かじ取り車輪との間に
作用する制御系の概略図である。
【符号の説明】
１ 車両かじ取り車輪 ２ 車輪保持体 ４，１７ 操作装置 １０ かじ取りハンドル １１ 目標値発生器 １４，１５，１９ センサ １６ センサ装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−291268（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−185612（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B62D 6/00 ＰＣＩ（ＤＩＡＬＯＧ)

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 運転者により操作されるかじ取りハンド
    ル（１０）、 かじ取り可能な車輪（１）をかじ取りする動力操作装置
    （４，１７）、 かじ取りハンドル（１０）に結合される手動力操作器
    （１２）、 かじ取りハンドル（１０）により操作される目標値発生
    器（１１）、 かじ取り可能な車輪（１）により操作されるかじ取り角
    実際値発生器（１４）、 かじ取り可能な車輪（１）に作用する力を検出するセン
    サ装置（１５，１６）、及びかじ取りハンドル（１０）
    とかじ取り可能な車輪（１）とを作用的に互いに結合す
    る制御系を持つ車両かじ取り装置であって、 制御系の制御器（１３）が、入力側を目標値発生器（１
    １）及び実際値発生器（１４）及びセンサ装置（１５，
    １６）に接続され、出力側を操作装置（４，１７）及び
    手動力操作器（１２）に接続され、 制御器（１３）が、目標値発生器（１１）及び実際値発
    生器（１４）の信号に応じて操作装置（４，１７）を制
    御し、センサ装置（１５，１６）の信号に応じて手動力
    操作器（１２）を制御するものにおいてセンサ装置（１
    ５，１６）が、かじ取り可能な車輪（１）の少なくとも
    １つの車輪保持体（２１）にある力又は応力のセンサ
    （１６）を持ち、 これらのセンサ（１６）が車輪保持体（２）に作用する
    力又は機械的応力を検出する ことを特徴とする、車両か
    じ取り装置。
  2. 【請求項２】 センサ装置（１５，１６）が、操作装置
    （４，１７）に作用する力又はトルクを検出する別のセ
    ンサ（１５）を持っていることを特徴とする、請求項１
    に記載の車両かじ取り装置。
  3. 【請求項３】 制御器（１３）が出力側で、かじ取りハ
    ンドル（１０）の所で感じられるかじ取り抵抗を発生又
    は調整する手動力操作器（１２）も制御することを特徴
    とする、請求項１又は２に記載の車両かじ取り装置。
  4. 【請求項４】 車輪保持体（２）にある力又は応力のセ
    ンサ（１６）が、車輪接地力、走行方向の力又は車両横
    方向の力のような種々の力成分又は応力成分を別々に検
    出することを特徴とする、請求項１ないし３の１つに記
    載の車両かじ取り装置。
  5. 【請求項５】 液圧操作装置（４）が設けられ、制御器
    （１３）がこの操作装置を制御する制御弁を操作するこ
    とを特徴とする、請求項１ないし４の１つに記載の車両
    かじ取り装置。
  6. 【請求項６】 制御器（１３）が電気サーボモータを制
    御することを特徴とする、請求項１ないし５の１つに記
    載の車両かじ取り装置。
  7. 【請求項７】 制御器（１３）が車輪ブレーキも制御す
    ることを特徴とする、請求項１ないし６の１つに記載の
    車両かじ取り装置。
  8. 【請求項８】 制御器（１３）が車輪の制御可能なばね
    装置又は支持装置も制御することを特徴とする、請求項
    １ないし７の１つにに記載の車両かじ取り装置。
  9. 【請求項９】 制御器（１３）が自律的なかじ取りを行
    うことができることを特徴とする、請求項１ないし８の
    １つに記載の車両かじ取り装置。
JP9366095A 1996-12-05 1997-12-04 車両かじ取り装置 Expired - Lifetime JP3008090B2 (ja)

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JPH10226353A JPH10226353A (ja) 1998-08-25
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