JP3725174B2 - 遠隔操作模型車両の車両操縦特性に作用するためのデバイス - Google Patents

Description

説明
本発明は、遠隔操作模型車両の車両操縦特性に作用するためのデバイスに関する。
現在の模型車両、すなわち模型自動車または模型船において、車両を操作する人が過度の速度で車両をカーブに導いてしまうという問題に頻繁に出くわしている。この結果として、車両が不安定な走行状態に陥り、すなわちその車両はそのカーブの外へ滑るように進むか、またはそれ始める（オーバーステアリングまたはアンダステアリング）。
上記に鑑み、本発明はこれを防ぐ目的に基づいている。
この目的を果たすため、本発明によれば、車両を操作する人に特定され得る第１コマンド変数を表す第１制御信号のための第１入力端子と、模型車両の回転速度または横方向の加速度と相関される外乱変数を表す第２制御信号を出力するセンサ手段と、第１制御信号を受けるための第１入力端子と接続され、かつ第２制御信号を受けるための第２入力端子を有し、第１コマンド変数及び外乱変数の関数である第１操作量を表す第１出力信号を生成する処理手段を含み、処理手段により生成される第１操作量が、外乱変数の関数として予め決められ得る度合に制限または変更されるコマンド変数である、デバイスが提供される。
このデバイスは、車両を操作する人により過度の舵取り角または過度の速度に特定されたにも係わらず、車両がそれるのを効率良く防ぐことを可能にする。
車両を操作する人により特定され得る第１コマンド変数は、好ましくは操舵装置駆動信号であり、処理手段により生成される第１操作量は、制限された及び／または反転された操舵装置駆動信号である。しかしながら、車両を操作する人によって特定され得る第１コマンド変数が、加速度または速度信号であり、また処理手段により生成される第１操作量が制限された加速度または速度信号であることも可能である。
さらに、車両を操作している人により特定され得るさらなるコマンド変数を表すさらなる制御信号のために、第３入力端子が提供されることもでき、そして処理手段により生成される第１出力信号は、第１及びさらなるコマンド変数、並びに外乱変数の関数である第１操作量を表す。
この目的のために、デバイスは、車両を操作している人により特定され得るさらなるコマンド変数を表すさらなる制御信号のための第３入力端子を含む。さらに、処理手段は、第１及び／またはそのさらなるコマンド変数、並びに外乱変数の関数であるさらなる操作量を表す第２出力信号を生成する。
操舵装置駆動信号の制御及び／または反転の上に、加速度または速度信号の制限も、その際処理手段によって行われることも好ましい。
さらに、その加速度または速度信号の制限の度合は、操舵装置駆動信号の制限及び／または反転の関数として処理手段により作用される。
本発明の好ましい態様においては、調整手段が、処理手段により提供される加速度または速度信号の制限の度合と率、及び／または操舵装置駆動信号の制限及び／または反転により提供される。
その処理手段は、車両が角を曲がる間にセンサ信号の関数として予め決められた度合に操舵装置駆動信号を変化し、制限し、または反転するように適合されている。
本発明によるデバイスのある態様では、第１センサ手段がジャイロスコープ、好ましくは圧電気振動ジャイロスコープにより形成される。
選択的に、第１センサ手段は、車両内に互いに離れて配置されている２つの加速度センサによって形成されることも可能である。
従来の遠隔操作ユニットと調和させるため、処理手段は、予め決められた形態の信号を処理及び／または出力するように適合されている。特に、第１制御信号、操舵装置駆動信号、及び／または加速度または速度信号のそれぞれが、好ましくは０．５から２．６ｍｓｅｃの継続時間を有するパルス−タイプ信号である。
本発明による上記デバイスは、好ましくは構造的に、遠隔操作受信機、模型車両サーボ駆動、及び／または模型車両巡航操作（速度制御）にある。
デバイスは、模型車両に対して説明されるが、本発明は同じものに限定されない。本発明によるデバイスは、乗用車またはトラックにも使用できる。
本発明によるデバイスのさらに有利な態様、発展、性質、及び特徴は、以下の構成の説明から明らかになるであろう。
図１は、模型車両における本発明によるデバイスの略ブロック図を示している。
図２は、本発明によるデバイスの略ブロック図を詳細に示している。
図３は、本発明による一態様の回路図を示している。
図１において、本発明によるデバイス１０は、車両を操作する人により特定され得る操舵入力信号の形で第１コマンド変数ｗａを表す第１制御信号１４のための第１入力端子１２を有する評価回路として示されている。
ジャイロセンサまたは２つの加速度センサは、模型車両の回転速度または横方向の加速度と相関されている外乱変数ｚを表す第２制御信号１８を出力するセンサ手段１６を形成している。
さらに、本発明によるデバイスは、さらに以下において、より詳細に説明され、第１制御信号１４を受けるための第１入力端子１４と接続され、かつ第２制御信号１８を受けるための第２入力端子２０を含む処理手段を有する。
この処理手段は、第１コマンド変数ｗａ及び外乱変数ｚの関数である第１操作量ｙ１を表す第１出力信号２２を生成し、処理手段により生成されるその第１操作量ｙ１は、外乱変数ｚの関数として予め決められ得る度合に制限または変更されたコマンド変数ｗである。
図１に示される態様では、車両を操作する人により特定され得る第１コマンド変数ｗは、操舵装置駆動信号Ｌであり、また処理手段により生成される第１操作量ｙは、制限された及び／または反転された操舵装置駆動信号Ｌ′である。この操舵装置駆動信号Ｌ′は、ドライバーステージ２４内で増幅され、操舵装置のサーボモータ２６に供給される。
図２は、第２態様の本発明によるデバイスを説明している。ここでは操舵に加え、さらなる信号「加速度信号」Ｇが処理される。この目的のために、車両を操作している人により特定され得るさらなるコマンド変数ｗｂを表すさらなる制御信号Ｇのための第３入力端子３０が備えられている。この制御信号Ｇは、速度特定信号である。
さらに、処理手段により生成される第１出力信号は、第１及び第２コマンド変数ｗａ、ｗｂ、並びに外乱変数ｚの関数である第１操作量ｙ１を表すように作用される。言いかえれば、サーボモータによる操舵装置に供給される操舵信号Ｌ′は、第１センサ１６により影響されるだけでなく、車両を操作している人により特定される速度特定信号Ｇによっても影響される。
図２に示される態様においては、第２出力信号Ｇ′は、処理手段により生成され、これは第１及び他のコマンド変数ｗａ、ｗｂ、並びに外乱変数ｚの関数であるさらなる操作量ｙ２を表す。このことは、操舵装置のサーボモータに供給される信号に加え、舵取り角特定及び速度特定、並びにセンサ手段１６からの信号の関数として処理手段により生成される、駆動モータの速度に対するさらなる制御信号（例えば、燃焼エンジンの場合ではエンジンスロットル位置）が提供されることを意味している。
処理手段は、操舵装置駆動信号の制限及び／または反転の上に、加速度または速度信号Ｇ′の制限も行われるように出力信号のそれぞれを形成するように適合されている。
この目的のために、処理手段は、加速度または速度信号Ｇ′の制限の度合と率を確立するための調整手段４２、４４、並びに処理手段による操舵装置駆動信号の制限及び反転の度合と率を確立するための調整手段４６、４８を含んでいる。
図示されている態様においては、調整手段はトリミングポテンショメータにより説明されている。これは、本発明によるデバイス及び処理手段がアナログ回路である場合に、特に当てはまる（以下の図３の説明も参照のこと）。しかしながら、マイクロコントローラによって本発明を実行することもできる。この場合、調整手段は、そのスイッチ位置がマイクロコントローラによって検知され、操作プログラムの実行中に考慮される８ＤＩＰスイッチ（eightfold DIP switches）によりそれぞれ実行され得る。
アナログ回路またはマイクロコントローラの何れが使用されるにせよ、処理手段は、センサ信号の関数として、車両が角を曲がる間に予め決められた度合に操舵装置駆動信号Ｌ及び／または速度特定信号を変化し、制限し、または反転し、またそれぞれ、好ましくは０．５から２．６ｍｓｅｃの継続時間で、対応するパルス−タイプ信号Ｇ′またはＬ′として同じものを出力する。
図３は、本発明の本質的な特徴を具体化している単純なアナログ回路を示している。ジャイロセンサ１６によって生成される２．３Ｖ±１．０Ｖの基準電圧が、比較器として接続されている第１演算増幅器ＯＰ１により入力信号１４と比較される。比較器の出力信号は、積分器として接続されている演算増幅器ＯＰ２の反転入力に供給され、一方ジャイロセンサからの信号は、前記積分器の非反転入力に供給される。積分器の出力信号は、比較器として作動する演算増幅器ＯＰ３の非反転入力に供給され、一方ジャイロセンサにより生成される５０Ｈｚの帯域幅を持つパルス信号は、演算増幅器ＯＰ４内で増幅されて演算増幅器ＯＰ３の反転入力に供給される。演算増幅器ＯＰ３の出力信号は、図１の最終段に供給される。演算増幅器ＯＰ４は、そのフィードバックブランチ内にトリミングポテンショメータＫ１を有し、これにより利得が調整できる。
ジャイロセンサは、車両の回転に対応する信号（１．１１ｍＶ／ＤＥＧ／ｓｅｃ）を出力する。車両の回転速度に対応するこの変数は、反対操舵（countersteering）が行われることになる範囲を決定するために利用される。角を曲がる際、舵取り角はトリマー位置Ｋ１の関数として変形される。
舵取りサーボ位置は、舵取り入力信号及び／または加速度／ブレーキ信号に加え、他の因子に依存して作られることもできる。

Claims (10)

1. 車両を操作する人により特定され得る第１コマンド変数（ｗａ）を表す第１制御信号（１４）のための第１入力端子（１２）と、
   模型車両の回転速度または横方向の加速度と相関した外乱変数（ｚ）を表す第２制御信号（１８）を出力するセンサ手段（１６）と、
   車両を操作する人により特定され得るさらなるコマンド変数（ｗｂ）を表すさらなる制御信号（Ｇ）のための第３入力端子（３０）、及び
   第１制御信号（１４）を受けるための第１入力端子（１２）と接続され、かつ、さらなる制御信号（Ｇ）を受けるための第３入力端子（３０）と接続され、第２制御信号（１８）を受けるための第２入力端子（２０）を有し、第１及びさらなるコマンド変数（ｗａ、ｗｂ）、並びに外乱変数（Ｚ）の関数である第１操作量（Ｙ１）を表す第１出力信号（２２）を生成する処理手段とを含み、
   車両を操作する人により特定され得る第１コマンド変数（ｗａ）が、操舵装置駆動信号（Ｌ）であり、また処理手段により生成される第１操作量（Ｙ）が、制限された及び／または反転された操舵装置駆動信号（Ｌ′）であるか、または、
   車両を操作する人により特定され得る第１コマンド変数（ｗａ）が、加速度または速度信号であり、また処理手段により生成される第１操作量（Ｙ１）は、制限された加速度または速度信号である、遠隔操作模型車または模型船の操縦特性に作用するためのデバイス。
2. 処理手段が、第１及び／またはさらなるコマンド変数（ｗａ、ｗｂ）、並びに外乱変数（Ｚ）の関数である、さらなる操作量（Ｙ２）を表す第２出力信号（Ｇ′）を生成する、請求項１に記載の遠隔操作模型車両の操縦特性に作用するためのデバイス。
3. 第１コマンド変数（ｗａ）が操舵装置駆動信号（Ｌ）であり、またさらなるコマンド変数（ｗｂ）が加速度または速度信号であり、
   操舵装置駆動信号の制限及び／または反転の上に、加速度または速度信号の制限も、処理手段によって行われる、請求項１または２に記載の遠隔操作模型車両の操縦特性に作用するためのデバイス。
4. 加速度または速度信号の制限の度合が、操舵装置駆動信号の制限及び／または反転の関数として処理手段によってもたらされる、前記請求項１ないし請求項３のうちのいずれか一項に記載の遠隔操作模型車両の操縦特性に作用するためのデバイス。
5. 調整手段（４２、４４）によって、加速度または速度信号の制限の度合と率、及び／またはその制限、並びに操舵装置駆動信号の制限及び／または反転の度合と率（４６、４８）が、処理手段に対して特定され得る、前記請求項１ないし請求項４のうちのいずれか一項に記載の遠隔操作模型車両の操縦特性に作用するためのデバイス。
6. 車両が角を曲がる際、操舵装置駆動信号が、センサ信号の関数として予め決められる度合に変化、制限、または反転される、前記請求項１ないし請求項５のうちのいずれか一項に記載の遠隔操作模型車両の操縦特性に作用するためのデバイス。
7. センサ手段（１６）が、ジャイロスコープ、好ましくは圧電気振動ジャイロスコープである、前記請求項１ないし請求項６のうちのいずれか一項に記載の遠隔操作模型車両の操縦特性に作用するためのデバイス。
8. センサ手段（１６）が、車両内で互いに離れて配置されている２つの加速度センサにより形成されている、前記請求項１ないし請求項７のうちのいずれか一項に記載の遠隔操作模型車両の操縦特性に作用するためのデバイス。
9. 第１制御信号、操舵装置駆動信号、及び／または加速度または速度信号が、０．５から２．６ｍｓｅｃの継続時間を有するパルス−タイプ信号である、前記請求項１ないし請求項８のうちのいずれか一項に記載の遠隔操作模型車両の操縦特性に作用するためのデバイス。
10. 遠隔操作受信機、模型車両サーボ駆動、及び／または模型車両巡航操作（速度操作）内で、前記デバイスが構造的に組織化されている、前記請求項１ないし請求項９のうちのいずれか一項に記載の遠隔操作模型車両の操縦特性に作用するためのデバイス。

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