JPH0624253A - 車両操縦制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 膨らんでいないとき、車両の計器盤の幅全体
にわたって広がるハウジング(13)の中に設置され、万一
事故が発生した場合に運転者およびその傍に坐っている
乗客を共に保護する一つのエアバッグを車両に設けるこ
とができるようにすること。 【構成】 ハンドルの代わりに、運転席の脇に一平面内
で動くことができる手作動制御スティック(11)を備え
た。電子回路で車両のホイールの角度位置をこの手作動
制御スティック(11)の位置に追随させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、旋回軸に対して角度的
に動き得て車両の進行の方向を決定する少なくとも一つ
の操縦可能なホイールを備えている車両の操縦を制御す
る装置であって、その装置は車両の運転者により手で作
動されて前記車両を操縦することができる制御手段と、
前記ホイールおよび前記制御手段に結合されて前記旋回
軸の周りの前記ホイールの角位置を前記制御手段の位置
まで追従させる追従装置とから成るものに関する。

【０００２】

【従来技術】現時製造され販売されている自動車または
トラックのようなすべての車両においては、運転者によ
り手で作動されて車両を操縦する制御手段はハンドルに
よって構成されている。このハンドルは操縦可能なホイ
ールに機械的に結合されている軸、通常ステアリングカ
ラムと呼ばれている、に取付けられている。万一事故が
あった場合に、たとえば固定障害物や他の車両と衝突し
たときに、車両の運転者は、ハンドルに向かって、また
はハンドルが変形するか破壊するかすれば、運転者の方
に客席の内側に突出しているステアリングカラムの先端
に向かって激しく突き当たる。したがって、重い怪我を
負い、または死に至ることさえある。同様に、運転者の
傍に坐っている乗客は、車両のダッシュボードまたは風
防ガラスに向かって激しく突き当たることにより、重い
怪我を負い、または死に至ることさえある。

【０００３】この危険を除くかまたは少なくとも軽減す
るよう提案され実施されている最も有効な手段の一つは
エアバッグである。これは通常は空で適切なハウジング
の中に折りたたまれており、衝突の場合には急速に膨張
するようになっている。エアバッグは、膨張したとき、
運転者のおよび乗客の、それぞれハンドルに対するおよ
びダッシュボードまたは風防ガラスに対する衝撃を弱め
るように構成され且つそのような大きさになっている。
通常使用中に、すなわちエアバッグが空で折りたたまれ
ているとき、運転者のエアバッグを収納しているハウジ
ングはハンドルのハブの中に設置されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】その結果、一方で、こ
のハブの寸法は比較的大きくなければならず、こうすれ
ばダッシュボードの計器の視界が減り、他方、このエア
バッグを大きな寸法まで膨らますことができず、このた
め事故の場合の有効性が制限される。更に別の結果とし
ては、運転者の保護エアバッグおよび乗客の保護エアバ
ッグを互いに分離しなければならず、このためその費用
が増大する。本発明の目的は、これらの欠点を除去し、
特に事故時に運転者に加えられる保護の有効性を増すこ
とができると共に運転者およびその乗客に対する保護装
置の費用を減らすことができる車両操縦制御装置を提案
することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的は、本発明によ
る装置により達成される。この装置は、車両を操縦する
手作動制御手段が一平面を動き得る少なくとも一つの手
作動制御スティックから構成されており、車両の操縦可
能ホイールの角位置を制御手段の位置まで追従させる手
段がこのホイールの角位置を前記平面内でこの手作動制
御スティックの位置まで追従させるようになっているこ
とを特徴とする。本発明の更に他の目的および長所は図
面を参照して行う次の説明から明らかになるであろう。

【０００６】

【実施例】平面図で図１に概略且つ部分的に図示した車
両は、各ホイールが、実質的に垂直な軸、すなわち、図
１の平面に実質的に垂直なそれぞれの旋回軸1a、2aの周
りに回転することができるように、車軸（図示せず）に
取り付けられた二つの操縦可能なホイール１および２を
備えている。ホイール１および２は共に参照番号４およ
び５で示した連節ロッドによりラック３に機械的に結合
されている。これは概要を図示しただけであり、またこ
のような要素は専門家には周知であるから詳細には説明
しないことにする。ラック３は、これを長さ方向にだけ
動かすスライド内を案内され、ロッド４および５はホイ
ール１および２がラック３のこの変位に応答して軸1aお
よび2aの周りを同じ方向に旋回するように設置されてい
る。ホイール１および２の旋回は、いずれの側でも、図
示しないアバットメントで制限されている。

【０００７】ラック３の歯はモータ７のロータに機械的
に結合されている歯車６自身と噛み合っている。このロ
ータは別々には図示してない。それぞれの場合の必要条
件に応じて、この歯車６をモータ７のロータ軸に直接固
定することができ、または図示しない歯車列を介してこ
の軸に接続することができる。モータ７は、その一例を
下に説明する電子回路８により制御される。この点でこ
の回路８が入力8aを備えており、モータ７のロータの角
位置、したがってホイール１および２のその旋回軸1aお
よび2aの周りの角位置を、入力8aに加えられる可変信号
に追従させるように配設されていることを簡単に述べる
ことにする。この可変信号は、現在の例では車両運転者
席10のひじ掛け10aに組込まれている装置９により供給
される。

【０００８】装置９は、ひじ掛け10aの上面から上方に
突出する手作動制御スティック11を備えており（図２を
参照）、このスティックは車両の運転者がこれを保持し
てこれを右にまたは左に、すなわち、車両の長手軸に少
なくとも実質上垂直な平面内を、図示してない二つの端
止めの間で、傾けやすいように配設されている。手作動
制御スティック11の上端の可能な動きを図１に破線の矢
ｇ（左）およびｄ（右）により示してある。装置９はま
た位置検出器を備えている。これは図１には図示してい
ないがその一例を後に説明することにする。この検出器
は、手作動制御スティック11に機械的に結合され、この
手作動制御スティック11の位置を表す電気信号を供給す
る。この検出器により供給される信号は、電子回路８の
入力8aに加えられ、電子回路８によりモータ７のロータ
の角位置を制御するのに使用される。

【０００９】勿論、図１に示す車両は運転用ホイールを
も備えており、このホイールは操縦可能ホイールそれ自
身でもよいが、少なくとも一つのモータがこれら運転用
ホイールおよび、運転者により車両を前進または後退さ
せまたはブレーキをかけるように作動されることができ
る、たとえばペダルで構成されている、手段に結合され
ている。これらの要素はすべて、車両が備えている他の
多数の通常の要素と共に、図１には図示しなかったが、
それらは本発明に直接関係しないからである。同じこと
は後に説明する他の図にも適用される。

【００１０】装置９は、手作動制御スイッチ11をその中
間位置すなわち静止位置に戻す手段をも備えているが、
これらも図１および図２には図示してない。運転者によ
り手で作動されて図１に示す車両を操縦する制御手段
は、この例では、手作動制御スティック11により構成さ
れていることが容易にわかる。動作中、車両運転者が手
作動制御スティック11を所望の位置におくごとに、装置
９はこの位置を表す電気信号を発生する。この信号に応
答して、電子回路８はモータ７のロータを回転させ、ロ
ータは手作動制御スティック11の位置で決まる角度位置
を取る。ホイール１および２は、歯車６、ラック３およ
びロッド４および５を介してモータ７のロータに接続さ
れているが、このようにしてそれぞれ旋回軸1aおよび2a
の周りを旋回して、やはり手作動制御スティック11の位
置により決まる角度位置を取る。

【００１１】図１の車両操縦装置はこのようにハンドル
を備えていない。その結果、ダッシュボードと車両運転
者との間にある空間は自由である。したがって事故の場
合に膨張して運転者およびその乗客を同時に保護する単
一のエアバッグを設けることが可能であり、このような
単一エアバッグの費用価格は二つの別々のエアバッグの
費用価格の和より少ないので安全装置の費用が減少す
る。その上、このエアバッグが空で折りたたまれると、
ダッシュボードの全長にわたって広がるハウジングに収
納することができる。このハウジングの寸法はしたがっ
て、エアバッグが膨張すると、エアバッグが占有してい
て、運転者をダッシュボードから隔てる空間の部分は既
存の車両の場合より大きく、これにより事故の場合の運
転者の保護が高まる。既に述べた要素の他に、図２は、
車両のダッシュボード12およびダッシュボード12に設け
られ、車両の運転者および乗客を保護するエアバッグを
受ける、ハウジング13を図示している。

【００１２】図３に示す例では、図１の手作動制御ステ
ィック11の位置検出器は、そのカーソル14aがこの手作
動制御スティック11に機械的に接続され、その端子14b
および14cがそれぞれ等しいが大地に対して反対の値で
ある正の電圧V+および負の電圧V-に接続されているポテ
ンショメータ14から構成されている。これら電圧V+ お
よびV- は図示しない電圧源により供給される。カーソ
ル14aは、手作動制御スティック11をその一方の端の位
置から他方の位置まで動かすとき、ポテンショメータ14
に沿って実質上始めから終わりまで動くように、手作動
制御スティック11に接続されている。従って、手作動制
御スティック11のこれら端位置の一方、たとえば、その
止めに対して左に押されたとき占有する位置において、
カーソル14a は実質上電圧V+にあり、他の端位置、この
例では完全に右に押されたとき、ではカーソル14aは実
質上電圧V-にある。手作動制御スティック11をその中間
位置に戻す手段は図では、各々がその第１の端が手作動
制御スティック11に接続され、第２の端が固定点に接続
されている二つの反対に動作するばね11aおよび11bによ
って表わされるている。

【００１３】ポテンショメータ14のカーソル14aは電子
回路８の入力8aに電気的に接続されており、その入力8a
はそれ自身電子回路８の一部を構成する差動増幅器15の
非反転入力15aに接続されている。この例では、回路８
は、一方で増幅器15の反転入力に接続され、他方で、そ
の端子16bおよび16cがそれぞれポテンショメータ14の端
子14bおよび14cと同じ電圧V+およびV-に接続されている
第２のポテンショメータ16のカーソル16a に接続されて
いる第２の入力8bを備えている。ポテンショメータのカ
ーソル16aは、 モータ７を歯車６に接続する歯車列の一
部となることができる歯車列を介して、モータ７に機械
的に接続され、図３には図示してないホイール１および
２がモータ７によりその一方の極限角位置から他方の位
置まで変位するとき、このポテンショメータ16に沿って
実質上全行程を動くようになっている。例として上に示
した車両については、ポテンショメータ14のカーソル14
aは、手作動制御スティック11を左に完全に押したとき
実質上電圧V+にあり、ポテンショメータ16のカーソル16
aは対応する仕方で、すなわち、カーソル16aもホイール
１および２が旋回軸1aおよび2aの周りを完全に左に回さ
れたとき実施上電圧V+にあり、またホイール１および２
を右に完全に回したとき実質上電圧V-にあるように、モ
ータ７に接続されている。

【００１４】周知の仕方で、差動増幅器15の出力15cの
電圧は、その入力15aの電圧がその入力15b の電圧より
正であるとき正であり、反対の場合には負であり、その
入力の電圧が等しいとき０である。電子回路８は更に、
その入力が差動増幅器15の出力15cに接続されその出力
がモータ７に接続されている電力増幅器16を備えてい
る。増幅器16の構造は明らかにモータの形式によって決
まり、この増幅器はモータ７の専門家によりなんらの問
題なしに設計され得るからここでは説明しないことにす
る。ここでは簡単に増幅器16は、その入力が正であるか
負であるかにより、モータ７のロータがホイール１およ
び２の左へのまたは右への旋回を生ずる方向に回転し、
増幅器16の入力電圧が０であるときロータが停止するよ
うに配設されているということを説明するにとどめる。

【００１５】図３の装置の動作は、これまでの説明から
明かであるから、詳細には説明しない。この装置は車両
のホイール１および２の角位置を手作動制御スティック
11の位置まで効果的に追従せしめるということだけを注
記しておく。更に、図３の装置は、手作動制御スティッ
ク11が車両の長手軸に実質上垂直および平行の平面内
で、すなわち、前方にまたは後方に動くように設置され
ている場合に非常に良く使用することができることを記
しておく。このような場合には、ホイール１および２
が、手作動制御スティック11を前方に動かすとき第１の
方向に旋回し、手作動制御スティック11を後方に動かす
ときその第２の方向に旋回するように、装置を配設すべ
きである。

【００１６】図４に平面図で概略的且つ部分的に図示し
た車両は、図１の車両のように、連節ロッド４および５
によりラック３に結合された操縦可能ホイール１および
２を備えており、ラック３の歯はモータ７に機械的に結
合されている歯車６と噛み合っている。これら要素はす
べて図２で同じ参照番号が付いているものと同様か同一
であり、ここで再び説明することはしない。図３の場合
のように、モータ７はホイール１および２の角位置の検
出器と機械的に結合されており、この検出器は図４には
図示されていない。図４の車両は更にこの例ではそれぞ
れ運転者席33の右側のひじ掛け33aおよび左側のひじ掛
け33bに組込まれた二つの同一の装置31および32を備え
ている。装置31および32は各々それぞれ手作動制御ステ
ィック34、35を備えており、これらはそれぞれのひじ掛
けの上面から上向きに突出し、車両の運転者が容易に保
持して車両の長手方向の軸に実質上垂直および水平の平
面内を、図示してない止めで規定される二つの端位置の
間で前方または後方に手で動かすことができるように配
設されている。

【００１７】下に詳細に説明するように、これら装置31
および32の各々は更に、対応する手作動制御スティック
34または35の位置の検出器、およびロータがこの手作動
制御スティックに機械的に結合されているモータを備え
ている。これら位置検出器およびモータは、図４には図
示してないが、モータ７およびホイール１および２の角
位置の上述の検出器のように、電子回路36に電気的に接
続されている。電子回路36は、その一例を下に説明する
が、手作動制御スティック34および35の一つが一方の方
向または他の方向に変位すれば他方の手作動制御スティ
ックが振幅は同じであるが方向が反対の変位を生じる。
すなわち、手作動制御スティック34が前方に動くときま
たは手作動制御スティック35が後方に動くときホイール
１および２が左に旋回するような、および手作動制御ス
ティック34が後方に動くときまたは手作動制御スティッ
ク35が前方に動くときホイール１および２が右に旋回す
るような方向にモータ７の回転を生ずる。その上、たと
えば車両を運転している地面の凹凸によりホイール１お
よび２が左にまたは右に旋回を生ずれば、手作動制御ス
ティック34の前方への動きおよび手作業制御スティック
35の後方への動き、またはそれぞれ、手作動制御スティ
ック34の後方への動きおよび手作動制御スティック35の
前方への動きが発生する。

【００１８】このようにして回路36は、手作動制御ステ
ィック34および35を、手作動制御スティック34および35
におよびホイール１および２に機械的に結合されている
位置検出器およびモータにより、互いに且つホイール１
および２と電気的に結合させる。この結合は相反的であ
る。すなわち、三つの結合要素、すなわち手作動制御ス
ティック34、手作動制御スティック35、およびホイール
１および２、のいずれか１つが変位すると、他の二つの
要素の所定の変位が発生する。したがって、運転者が手
作動制御スティック34および35により車両を操縦するこ
とができるばかりでなく、手作動制御スティックが運転
者に自分が始めた方向の変更にまたは車両を運転してい
る地面の状態に対する車両の反作用を感じさせることが
できる。これにより安全運転の大きな感覚が引起こされ
る。

【００１９】図５に示した例では、装置31は、手作動制
御スティック34におよびこの手作動制御スティック34の
位置検出器を構成しているポテンショメータ52のカーソ
ル52a にロータが機械的に接続され且つその端子がそれ
ぞれ、図示してない電気エネルギ供給源から発生される
正の電圧V+および負の電圧V-に接続されているモータ51
を備えている。場合よっては、手作動制御スティック34
および／またはポテンショメータ52のカーソル52a を直
接モータ51のロータ軸に接続することができ、または適
切な歯車列を介してこの軸に接続することができる。同
様に、装置32は、直接または歯車列を介して手作動制御
スティック35におよびこの手作動制御スティック35の位
置検出器を構成しているポテンショメータ54のカーソル
54にロータが機械的に接続され且つその端子がそれぞれ
電圧V+およびV-に接続されているモータ53を備えてい
る。

【００２０】後にこの説明で明らかになる理由から、ポ
テンショメータ52および54およびこれらモータ、ポテン
ショメータ52および54のカーソル52a および 54a、およ
び手作動制御スティック34および35の間の機械的接続が
そうであるように、モータ51および53は同一であること
が望ましい。その上、これら機械的接続は好ましくは、
カーソル52aおよび54aが各々、対応する手作動制御ステ
ィック34、35がそれぞれその端位置の一方から他方へ動
くときそれぞれのポテンショメータ52、54の実質上全長
にわたり動くように設置すべきである。更に、モータ51
および53、それぞれの手作動制御スティック34、35との
機械的接続およびモータへの供給回路も、これらモータ
がその最大トルクを供給するとき、これら手作動制御ス
ティックの上端に加わる最大力が、パワー関連操縦によ
る従来の車両の運転者が車両の方向を変えるのにハンド
ルに加えなければならない力または車両のホイールが障
害物に接触するかまたは穴の上の通過するときハンドル
から運転者の手に加わる力とほぼ同等以下の大きさであ
るように大きさを決めるべきである。なおも図５の例に
おいて、モータ７のロータは、また先に述べたとおり歯
車６を介してホイール１および２に接続されているが、
ホイール１および２の角度位置の検出器を構成している
ポテンショメータ55のカーソル55a に機械的に接続され
ており、ポテンショメータの端子はやはり電圧V+および
V-にそれぞれ接続されている。この場合にも、モータ７
のロータ、歯車６および／またはポテンショメータ55の
カーソル55a の間の機械的接続は直接または間接でよ
い。

【００２１】電子回路36は、これも図５に示してある
が、三つの差動増幅器61、62、および63を備えている。
＋符号で示してあるその非反転入力および−符号で示し
てあるその反転入力にポテンショメータ52、54、および
55のカーソル52a、54a、および55aが接続されているこ
の電子回路36はさらに三つの差動増幅器64、65、66を備
えている。それぞれ＋符号および−符号で示されている
その非反転入力および反転入力は図示のように増幅器6
1、62、および63の出力に接続されている。61から66ま
での差動増幅器はすべてポテンショメータ52、54、およ
び55の端子に加えられるものと同じ電圧V+およびV-によ
り給電される。その上、この説明の更に先で明らかにな
る理由で、これら増幅器61乃至66はすべて、その出力電
圧がその入力に加えられる電圧と可能な限り精密に等し
いように構成されている。この特性を増幅器61乃至66に
付与する手段は、専門家には周知であるから、ここでは
説明しない。

【００２２】電子回路36は更に、その入力がそれぞれ増
幅器64、65、および66の出力に接続されており且つその
出力がそれぞれモータ51、53、および７に接続されてい
る三つの電力増幅器67、68、および69を備えている。こ
れら三つの電力増幅器67乃至69は勿論それらを接続する
モータに適合しており、それらは更に好適にもこれらの
モータにより供給されるトルクがその入力に加えられる
電圧に少なくとも実質上比例するように構成されてい
る。以下の説明で、増幅器67、68、または69の入力に加
えられる電圧が正であるときモータが回転する方向を任
意に正方向と呼ぶことにし、逆も同様とする。以下の説
明から明らかになるように、図４の説明で示したように
動作する図５の装置については、増幅器67、68、および
69とモータ51、53、および７との間の電気的接続が、お
よびモータ51、53、および７とそれにより駆動される要
素、すなわちそれぞれ手作動制御スティック34およびカ
ーソル 52a、手作動制御スティック35およびカーソル 5
4a、および歯車６およびカーソル 55aとの間の機械的接
続が、モータ51、モータ53、またはモータ７のロータの
正方向の回転によりそれぞれ手作動制御スティック34の
前方変位、手作動制御スティック35の後方変位、および
歯車６の、操縦可能ホイール１および２の左方への旋回
を生ずる方向の、回転を生ずるように、およびこれらロ
ータの同じ回転がカーソル52a、54a、および55aの、電
圧V+およびその逆に接続されているポテンショメータ5
2、54、および55の端の方への変位をも生ずるように、
配設されなければならない。

【００２３】図５の回路の動作の以下の説明において、
ポテンショメータ52、54、および55のカーソル52a、54
a、および55aはそれぞれＵ１、Ｕ２、およびＵ３と名付
けてあり、増幅器61乃至66の出力電圧は文字Ｕの次に当
該増幅器の参照番号を付けて表してある。電圧Ｕ１、Ｕ
２、およびＵ３がどうであろうと、増幅器61乃至63の出
力電圧は方程式 Ｕ61＝Ｕ２−Ｕ１ Ｕ62＝Ｕ３−Ｕ２ およびＵ63＝Ｕ１−Ｕ３ で与えられることが容易にわかる。同様に、増幅器64乃
至66の出力電圧は次の方程式で与えられる。 Ｕ64＝Ｕ61−Ｕ63＝Ｕ２＋Ｕ３−２Ｕ１ （１） Ｕ65＝Ｕ62−Ｕ61＝Ｕ３＋Ｕ１−２Ｕ２ （２） およびＵ66＝Ｕ63−Ｕ62＝Ｕ１＋Ｕ２−２Ｕ３
（３）

【００２４】電圧Ｕ１、Ｕ２、およびＵ３が等しけれ
ば、電圧Ｕ64、Ｕ65、およびＵ65は０であり、モータ5
1、53、および７により供給されるトルクも０である。
システムは平衡状態にある。次に車両運転者がたとえば
手作動制御スティック34を前方に動かせば、カーソル52
aの電圧は増大し、Ｕ１＋ＤＵ１と名付けられる新しい
値を取る。増幅器67の入力に加えられる電圧Ｕ64が今は
負であるから、モータ51のロータは負方向に回転しよう
とし、したがって手作動制御スティック34をその前の位
置に戻そうとする。車両の運転者はしたがって手作動制
御スティック34をその新しい位置に維持するにはそれに
幾らかの力を加えなければならない。

【００２５】増幅器68の入力に加えられる電圧Ｕ65は今
は正であるから、モータ53のロータは正方向に回転しよ
うとし、したがって手作動制御スティック35を後方に動
かそうとする。車両の運転者がこの動きに対応しなけれ
ば、カーソル54aの電圧は正になる。この電圧は、手作
動制御スティック54aが動いている限り明らかに可変で
あり、Ｕ２＋ＤＵ２と呼ぶことにする。Ｕ２はその元の
値であり、ＤＵ２はその変動を表す。同様に、増幅器69
の入力に加えられる電圧Ｕ66は今は正であるから、モー
タ７はその正方向に回転しようとし、したがってホイー
ル１および２を左方に旋回しようとする。この旋回に抵
抗するものがなければ、カーソル55a の電圧も正にな
る。上述のように、この電圧はホイールが旋回する限り
可変であり、Ｕ３＋ＤＵ３と呼ぶことにする。Ｕ３もそ
の元の値であり、ＤＵ３はその変動を表す。

【００２６】手作動制御スティック35およびホイール１
および２がそれぞれＤＵ２およびＤＵ３がＤＵ１に等し
い位置に到達すると、電圧Ｕ64、Ｕ65、およびＵ66がも
う一度０になることが容易にわかる。システムはしたが
ってもう一度平衡状態になり、ホイール１および２は、
車両運転者により与えられた手作動制御スティック34の
前方変位によって決まる角度だけ左に旋回しており、手
作動制御スティック35は手作動制御スティック34と同じ
距離だけ動いている。車両運転者が手作動制御スティッ
ク34を動かした場合の図５の装置の動作は上に示した説
明から容易に推論することができ、ここでは詳細には説
明しない。同じことは、車両運転者が手作動制御スティ
ック35を前方または後方に動かしたとき、またはホイー
ル１および２が、車両運転者が手作動制御スティック34
または35を動かさないでも、たとえば車両を運転してい
る地面の凹凸のために、左または右に旋回するときの図
５の装置の動作に適用される。図５の装置はこのように
して手作動制御スティック34および35およびホイール１
および２の位置の総合追従および逆追従を行う。装置の
この特殊性のために、車両運転者は、車両を操縦するこ
とができるばかりでなく、手作動制御スティック34およ
び35を通して、彼がそれに加えた方向の変化に対するお
よび車両が運転される地面の凹凸に対する車両の反作用
を絶えず感じ取ることもできる。その結果、運転者は車
両を安全に運転しているという感覚を得る。

【００２７】車両のこのような安全運転は、図５の電子
回路36に別の適切な補償回路を、たとえばそれぞれ増幅
器64乃至66の出力と増幅器67乃至69の入力との間に配置
しておよび装置の発振の危険を排除するような仕方で配
置して、組込むことにより更に高めることができる。こ
のような補償回路はたとえば周知の比例微分形式のもの
でよい。これら補償回路はまたたとえばモータ51、53、
および７により供給されるトルクと増幅器64、65、およ
び66の出力信号との間のそれぞれの比を、車両の速さの
および／または手作動制御スティック34および35の変位
の大きさのまたはホイール１および２の旋回の、関数と
して修正するように構成することもできる。これら補償
回路は、その構造が明らかにそれらが行われなければな
らない機能によって変わり、またこの機能を知っても当
業者はその生産時に解決する特定の問題を得ることがな
いので、ここでは詳細な説明をしないことにする。

【００２８】図５の装置の原理は、図１のものと同様
の、すなわち、車両運転者が右にまたは左に動かして車
両をそれらの方向に操縦する手作動制御スティックを一
つだけしか備えていない車両の操縦を制御するのにも適
用することができる。このような場合には、勿論装置32
は存在せず、回路36は増幅器62、65、および68を備え
ず、増幅器63の反転入力は増幅器61の非反転入力に接続
され、増幅器61の出力は増幅器66の反転入力に接続され
る。その上、各構成要素の間の電気的および機械的接続
は勿論、手作動制御スティック34を左方または右方に変
位させればホイール１および２が対応して旋回し、逆も
また同様であるように構成しなければならない。

【００２９】同じ原理は、４個の操縦可能なホイールを
備えている現在入手可能な幾つかの車のように、また
は、極めて多数のこれら操縦可能のホイールを備えるこ
とができる非常に長い荷を輸送するよう設計されている
或る特別の車両のように、二つより多い操縦可能ホイー
ルを備えている車両の操縦を制御するのにも適用するこ
とができる。このような場合には、各対の操縦可能ホイ
ールを、モータ７と同様のモータおよびポテンショメー
タ55と同様の角位置検出器を備えたユニットに結合しな
ければならない。その上、制御回路の電子回路は、各対
の操縦可能ホイールに、これらの操縦可能ホイールの旋
回を制御するモータに接続されている図５の増幅器69と
同様の電力増幅器、および各々が図５の増幅器61および
64、62および65、および63および66により形成されてい
る回路と同様の計算回路を備えなければならない。

【００３０】自動車の部材、すなわち、互いに追従しな
ければならない手作動制御スティックおよび操縦可能ホ
イール対、の全数をＮとすれば、各計算回路は、それに
関連する電力増幅器に、一方において、Ｎ個の自動車部
材の位置検出器から発生されるすべての信号の和と、他
方において、この電力増幅器により制御されるモータに
関連する位置検出器から発生される信号のＮ倍と、の差
に等しい信号を加えるように構成されなければならない
ことがわかる。上の（１）から（３）までの方程式が書
かれた仕方に対応する同等の仕方で、各計算回路はそれ
に関連する電力増幅器に、一方において、この増幅によ
り制御されない(N-1)個のモータに関連する(N-1)個の位
置検出器により供給される信号の和と、他方において、
この増幅器により制御されるモータに関連する位置検出
器により供給される信号の(N-1) 倍との間の差に等しい
信号を供給しなければならないと言うことができる。

【００３１】互いに追従する手作動制御スティックおよ
び操縦可能ホイール対を制御する三つ以上の自動車部材
を備えた車両のこのような操縦制御装置の例について
は、その構造が上に示した説明から容易に作られるの
で、ここでは説明しない。上に説明した装置に対して本
発明の範囲内で行い得る修正案は非常に多数であり、そ
れらのほんの幾つかを非限定の例を用いて下に説明す
る。このように、上述の装置で、自動車要素の位置検出
器を構成する各種ポテンショメータは、機械的接触の無
い容量性または誘導性の検出器にような位置検出器で有
利に置き換えて、カーソルの、またはこのカーソルが摩
擦する抵抗性要素の摩耗による、ポテンショメータに生
じ得る問題を除去することができる。これら位置検出器
は、アナログ信号を発生するが、数値形式の信号、すな
わち１本の導体に沿って伝達される一連のパルスから形
成される信号、または複数の導体に沿って並列に伝達さ
れ、各々が２進数のビットを表す複数の信号、を発生す
る位置検出器で有利に置き換えることもできる。上述の
計算回路は、やはりアナログ形式のものであり、上述の
各種差動増幅器により形成されているが、もちろん、そ
の構成が当業者に問題を生ずることがないのでここでは
説明しないことにする適切な数値計算回路で置き換えな
ければならない。

【００３２】同様に、手作動制御スティック11、34、お
よび35は図面に示したものとは異なる形態とすることが
できる。これら手作動制御スティック11、34、および35
は、互いに平行に移動し、図面に示してあるようには軸
の周りを旋回しないように、それぞれの装置９、31、お
よび32に機械的に接続することもできる。本発明による
装置は、等しくなく且つ大地に対して反対の二つの電圧
により、または大地に対して正または負の一つの電圧に
よってさえ、給電されることができるように、困難なく
構成することもできる。この後者の仕方で構成される装
置の長所は、この単一電圧を供給する回路が二つの別個
の電圧を供給しなければならない回路よりかなり簡単で
あるという点にある。

【００３３】本発明は、車両の操縦可能ホイールがその
後部に設置されている場合にも困難無く適用される。こ
のような場合には、上述の例のモータに対応するモータ
はその制御回路またはそれらホイールに、あらゆる状況
において、これらホイールがここに示した例でその旋回
方向とは反対の方向に旋回するように接続しなければな
らないことが明かである。本発明は、車両の前部または
後部の中間に設置された操縦可能ホイールを一つしか備
えていない車両の場合に変更を加えることなしに適用さ
れることを更に記しておく。この一つのホイールをモー
タに機械的に接続してホイールを左にまたは右に旋回さ
せる手段だけが、恐らく、二つの操縦可能ホイールを持
つ車両の場合に説明したものと異なることになろう。

【００３４】図５に示した車両操縦制御装置の構成要素
はすべて、図６に示す装置に、同じ参照番号で、再び存
在しているのでここでは再び説明することはしない。こ
れら構成要素も図５の装置の場合のように互いに接続さ
れているが、増幅器66および69の出力および入力がそれ
ぞれ下に説明するようにもはや直接接続されていない点
が異なる。これら構成要素に加えて、図６の装置は、各
々が、車両運転者によりそれぞれ手作動制御スティック
34および手作動制御スティック35に、図４の矢印ｄまた
はｇの方向に加えられて車両を操縦する力を表す値を有
する電気信号を発生する二つのセンサ71および72を備え
ている。この例では、これらセンサ71および72の各々
は、該当する増幅器に関連し且つそれぞれの手作動制御
スティック34、35に直接固定されたストレーンゲージか
ら作られている。このストレーンゲージおよびこの増幅
器は別々に図示されてはいない。センサ71および72の各
々は、それぞれの手作動制御スティック34、35の反対側
に取付けられて差動増幅器と関連している二つのストレ
ーンゲージにより周知の仕方で構成することもできる。
各センサ71および72のストレーンゲージはそれぞれモー
タ51のまたはモータ53のロータの軸に、またはこれら二
つのモータ51および53が歯車列により手作動制御スティ
ック34および35に接続されていれば、これら歯車列を構
成するいずれか一つの歯車の軸に、取付けることもでき
る。

【００３５】このような実施例では、それを製作するの
に当業者には問題が生じないから説明しなかったが、各
センサ71および72から発生する信号の値はストレーンゲ
ージが取付けられている軸によって伝えられるトルクを
表している。しかし、このトルクは明らかに対応する手
作動制御スティック34または35に加えられる力に比例し
ているので、センサ71または72により伝えられる信号の
値もこの力を表している。図６の装置は、車両のホイー
ル１および２をその旋回軸1aおよび2a（図４を参照）の
周りに旋回させようとするトルクを表す値を有する電気
信号を発生するセンサ73をも備えている。このセンサ73
はたとえば、モータ７のロータ軸に固定され且つ該当す
る増幅器に関連しているストレーンゲージから構成する
ことができる。モータ７が歯車列により歯車６（図４）
に接続されていれば、センサ73のストレーンゲージは明
らかにこの歯車列を形成するいずれか一つの歯車の軸に
固定することができる。このストレーンゲージは、ラッ
ク３をホイール１および２に接続する操縦ロッド４およ
び５のいずれかに、またはこのラック３に固定すること
もできる（図４を参照）。

【００３６】このような実施例では、それを作るのに当
業者に問題を生ずることがないから説明しなかったが、
センサ73が発生する信号の値はストレーンゲージが固定
されている要素に加わる力を表している。しかしこの力
は明らかにホイール１および２をその旋回軸1aおよび2a
の周りに旋回させようとするトルクに比例しているか
ら、センサ73から発生される信号もこのトルクを表して
いる。以下の説明では、センサ71、72、および73により
発生される信号は、それぞれ参照記号Ｕ71、Ｕ72、およ
びＵ73で表された電圧と仮定する。図６の装置の計算回
路36は更に、それぞれセンサ71、72、および73におよび
増幅器66の出力に接続された四つの入力の他に増幅器69
の入力に接続された一つの出力を備えている加算回路74
を備えている。この加算回路74は専門家に周知の回路で
あり、したがって詳細についてはここでは説明しないこ
とにするが、この回路がその出力に、したがって増幅器
69の入力に供給する電圧Ｕ74は方程式 Ｕ74＝Ｕ66＋Ｕ71＋Ｕ72＋Ｕ73 （４） で与えられることだけを記しておく。

【００３７】ここで図５の装置の動作を関連して上に記
した方程式（１）、（２）、および（３）は図６による
装置の場合にも等しく有効であることに注目すべきであ
る。何故なら、これら二つの装置において、増幅器61乃
至66、およびポテンショメータ52、54、および55により
形成される位置検出器は同一であり且つ互いに同じよう
に接続されているからである。上の方程式（４）のＵ66
の項はしたがって方程式（３）で与えられるその値で置
き換えて次の方程式を得ることができる。 Ｕ74＝Ｕ１＋Ｕ２−２Ｕ３＋Ｕ71＋Ｕ72＋Ｕ73 （５） また、センサ71および72は、車両の運転者がそれぞれ手
作動制御スティック34および手作動制御スティック35に
この手作動制御スティック34または35を図４にｇで示し
た矢印の方向に動かそうとする力を加えるとき、すなわ
ち運転者が車両を左方に回したとき、および対応するモ
ータ51または53がこの動きに対抗するトルク、すなわ
ち、手作動制御スティックを図４の矢印ｄの方向に動か
そうとするトルクを発生するとき、電圧Ｕ71およびＵ72
が正であるように設置されていると仮定する。図５の場
合におけると同じ慣例を使用することにより、モータ51
および53は、電圧Ｕ64およびＵ65がそれぞれ負であると
きこのようなトルクを発生することが想起される。更
に、センサ73は、ホイール１および２が、例えばそれら
が転動する大地の反作用のため、それらをその旋回軸1a
および2a（図４）の周りに左方に旋回させようとするト
ルクを受けるとき電圧Ｕ73が正であるように、およびモ
ータ７がこの旋回に対抗するトルクを発生するように、
設置されていると仮定する。図５の場合におけると同じ
慣例をもう一度使用すると、モータ７は、増幅器69の入
力に加えられる電圧が負であるときこのようなトルクを
発生する。

【００３８】図６の装置の動作は非常に複雑であり、且
つその各構成要素のそれぞれの特性によって変わるの
で、ここでは非常に一般的に説明することにする。その
上、この説明を簡単にするため、車両を操縦するのに、
この装置を備えている車両の運転者は手作動制御スティ
ック34でだけ動作し、したがって手作動制御スティック
35には力が加わらないと仮定する。この例では電圧Ｕ72
はしたがって常に０である。車両が完全に平らな地面上
の直線をたどるとき、電圧Ｕ１からＵ３、およびＵ71か
らＵ73は勿論０である。上の方程式（１）、（２）、お
よび（５）は電圧Ｕ64、Ｕ65、およびＵ74もしたがって
０であることを示す。それ故モータ51、53、および７は
トルクを発生しない。車両の運転者がたとえば左に回り
たいとすれば、彼は手作動制御スティック34を操作し
て、図４のこの手作動制御スティック34から突出する矢
印ｇの方向にそれを動かす。それぞれ電圧Ｕ１が正にな
ろうとするので、方程式（１）で示すように、電圧Ｕ64
は負になろうとする。モータ51はしたがって手作動制御
スティック34の変位に対抗するトルクを発生する。増幅
器67のゲインが高ければ、このことは後に示す理由で望
ましいが、このトルクも高くなるので、手作動制御ステ
ィック34は実際上動かず、電圧Ｕ１はしたがって非常に
低いままである。

【００３９】しかし、同時に、車両運転者が手作動制御
スティックに加える力、および今丁度説明したようにモ
ータ51により発生されるトルクの結果、センサ71により
発生される電圧Ｕ71は正になる。方程式（５）からそれ
にしたがって電圧Ｕ74も正になることがわかる。次にモ
ータはホイール１および２をその旋回軸1aおよび2a（図
４）の周りに左方に旋回させる方向に回転し始める。こ
のようにして電圧Ｕ３は正になり、これにより方程式
（１）が示すように、電圧Ｕ64があまり負にならず、ま
たは正にさえなる。モータ51により発生され、かつ手作
動制御スティック34の変位に対抗するトルクはこのよう
にして減少し、または方向を変えさえするから、手作動
制御スティック34は今度は車両運転者により加えられる
力に応答して動くことができる。しかし手作動制御ステ
ィック34のこの変位に追随して、電圧Ｕ１が一層正にな
るので、電圧Ｕ64は一旦益々負になり、モータ51により
この変位に対抗する方向に発生されるトルクはもう一度
増大する。

【００４０】電圧Ｕ１が一層正になるため電圧Ｕ74も一
層正になろうとするが、この電圧Ｕ74の変化は電圧Ｕ３
の増大によりおよび同時に、ホイール１および２の左方
への旋回の結果、センサ73により発生される電圧Ｕ73
が、ホイール１および２が転動する地面がその旋回に対
抗する無効トルクを発生するため負になるという事実に
より相殺される。車両運転者が手作動制御スティック34
を操作し始めてから所定のむしろ短い時間に、装置は安
定状態を取るということを理解することができる。ここ
に示さない理論的考察から、この安定状態では電圧Ｕ74
が常に正であり、その値はモータ７により発生されるト
ルクがホイール１および２にかかる地面の反作用により
加えられるトルクと正確に釣合うものである。その上、
この無効トルクによりホイール１および２が、電圧Ｕ３
が電圧Ｕ１に等しくなる角位置に達しなくなる。したが
ってこの電圧Ｕ３は電圧Ｕ１より小さい。その他に、こ
の例では、車両の運転者は手作動制御スティック35を操
作しないから、手作動制御スティック35は電圧Ｕ65が０
になる位置を取る。

【００４１】方程式（２）から、この場合には、電圧Ｕ
２が電圧Ｕ１とＵ３との平均値に等しいこと、換言すれ
ば、 Ｕ２＝（Ｕ１＋Ｕ３）／２ であることがわかる。この値を方程式（１）に入れて、 Ｕ64＝（３Ｕ３−３Ｕ１）／２ であることがわかる。電圧Ｕ１およびＵ３は共に正であ
り、且つ電圧Ｕ１は上で見たようにＵ３より大きいか
ら、電圧Ｕ64は負である。すなわち、モータ51は手作動
制御スティック34を図４でこの手作動制御スティック34
から突出する矢印ｄの方向に変位させようとするトルク
を発生する。車両の運転者はしたがって手作動制御ステ
ィック34に絶えず力を加えてこれを所定位置に保たなけ
ればならず、電圧Ｕ71は正のままである。

【００４２】方程式（５）において、項（Ｕ１＋Ｕ２−
２Ｕ３）は正であることが容易にわかる。また、上でわ
かったように、電圧Ｕ71は正であり、電圧Ｕ72は０であ
り、電圧Ｕ73は負である。方程式（５）の項（Ｕ71＋Ｕ
72＋Ｕ73）はしたがって、電圧Ｕ73の絶対値が電圧71よ
りそれぞれ小さいかまたは大きいかにより正または負で
ある。しかし、図６の装置は平衡状態にあり、電圧Ｕ74
は必然的に負であるから、この項（Ｕ71＋Ｕ72＋Ｕ73）
が負であれば、その絶対値は項ｎ（Ｕ１＋Ｕ２−２Ｕ
３）の値より小さいことがわかる。図６の装置のこの状
態は、車両の運転者が手作動制御スティック34を同じ位
置に保持している限り、およびホイール１および２が転
動する地面が完全に平らである限り、安定したままであ
る。運転者が手作動制御スティック34の位置を変えて車
両の軌道を修正すれば、装置は、手作動制御スティック
34の新しい位置に応じて他の安定状態を取ることが容易
にわかる。その上、ホイール１および２にかかる反作用
により地面から加えられる旋回トルクが、たとえば車両
の速さの変化により、修正されれば、装置もこのトルク
の新しい値に応じて新しい安定状態を取る。特に、運転
者が車両を同じ軌道上に保ちたければ、彼はしたがって
手作動制御スティック34に加える力を修正しなければな
らない。

【００４３】類似の考え方が、運転者が車両を右に回し
て手作動制御スティック34に図４でこの手作動制御ステ
ィック34から突出する矢印ｄの方向の力を加えたい場
合、および運転者が単に手作動制御スティック35を操作
するだけで車両を操縦する場合、または運転者が二つの
手作動制御スティック34および35を同時に操作する場合
に適用されることは明かである。実際上は、上に説明し
たような安定状態は、一方で、車両の軌道が実際には比
較的長時間正確に円形であることは決してなく、他方
で、車両のホイールが転動する地面が終始完全に平らで
あることはほとんどないので、達成されることは稀であ
る。しかし、あらゆる状況において、運転者は、手作動
制御スティック34および／または手作動制御スティック
35の位置を修正するごとに対応してホイール１および２
の角位置が逆に修正されるので、車両の操縦を非常に良
く制御し続ける。

【００４４】図５の装置の動作を説明するのに使用した
方程式は、前に記したとおり、自動車部材の一つ、すな
わち手作動制御スティック34または35またはホイール１
および２が変位すれば、電圧Ｕ64、Ｕ65、またはＵ66が
この自動車部材と関連しているモータ51、53、または７
に制御信号を供給する増幅器67、68、または69の入力に
加えられ、その値はこのモータ51、53、または７が自動
車部材のこのような変位に対抗するトルクを発生するよ
うな値を取ることを示している。図５の装置の場合に
は、増幅器67乃至69のゲインは、そうでない場合どの自
動車部材の動きも絶対に不可能になり、したがって装置
が実際上閉塞されるから、あまり大き過ぎてはならな
い。しかし増幅器67乃至69のゲインが図５の装置を動作
させるのに充分低ければ、各自動車部材の位置の他の自
動車部材の位置への追従が、これら自動車部材間の接続
が或る程度弾性的であっても、不精密になる。

【００４５】図６の装置では、他方、力またはトルクセ
ンサ71乃至73が存在すること、およびこれらセンサによ
り供給される信号Ｕ71乃至Ｕ73が加算回路74により上述
のように信号Ｕ66と組合わされてモータ７の制御信号を
供給するということから、増幅器67乃至69のゲインが非
常に高くなることがあり、これにより装置を閉塞するこ
となく異なる自動車部材の逆追従について高い精度が得
られる。それで、増幅器67乃至69のこのゲインがたとえ
非常に高くても、自動車部材の一つに加えられる力また
はトルクの変動があれば電圧Ｕ74の変動を、および直列
に、ホイール１および２の角位置の、電圧Ｕ３の、電圧
Ｕ64およびＵ65の、および手作動制御スティック34およ
び35の位置の変動を生ずる。

【００４６】本発明による装置と他の実施例では、装置
は図６の装置と正確に同じ装置から構成されているが、
増幅器66の出力は増幅器69の入力に直接接続されてい
る。その上、加算回路74の出力は、これら他の実施例の
第１のものにおいては、増幅器67の入力に、およびこれ
ら他の実施例の第２のものにおいては、増幅器68の入力
に接続されている。更に、この加算回路の入力のうち三
つはそれぞれ力またはトルクセンサ71、72、および73に
接続されており、その第４の入力は、上の第１の他の実
施例では増幅器64の出力に、および上の第２の他の実施
例では増幅器65の出力に接続されている。これら他の実
施例は、図示はしなかったが、二つとも図６の装置と非
常に似た仕方で動作し、同じ長所を備えていることが容
易にわかるであろう。図５の装置において行うことがで
きるすべての修正およびその装置の説明で記してきたも
のの幾らかは図６に装置にも行うことができる。したが
ってこれら修正についてはここでは記述しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による操縦制御装置を備えた車両の概略
部分平面図である。

【図２】図１の車両の概略部分側面図である。

【図３】図１の車両の操縦制御装置を概略示すものであ
る。

【図４】本発明による他の操縦制御装置を備えた車両の
概略部分平面図である。

【図５】図４の車両に対する操縦制御装置を概略示すも
のである。

【図６】図４の車両に対する他の操縦制御装置を概略示
すものである。

【符号の説明】

１、２ ホイール ８ 電子回路 ７、５１、５３ モータ １０ 車両運転者席 １１、３４、３５ スティック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジャック・ミュラー スイス国 ツエーハー2732 レコヴィリ ア・レ ウーシェッツ・18 (72)発明者 レミイ・ヘーエナー スイス国 ツエーハー2000 ヌーシャテ ル・リュ デ ベルトーズ・72 (72)発明者 マルク・フレーナー スイス国 ツエーハー4125 リーエン・イ ンツリンガーシュトラーセ・276 (72)発明者 クロード・ベロー スイス国 ツエーハー2738 クール・レ コイラード・14

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 旋回軸（1a、2a）を中心として旋回して
   車両の進行の方向を決定する少なくとも一つの操縦可能
   なホイール（１、２）を備えている車両の操縦を制御す
   る装置であって、車両の運転者により手で作動されてそ
   の車両を操縦する制御手段（11；34；34、35）と、前記
   ホイール（１、２）および前記制御手段（11；34；34、
   35）に結合されて前記旋回軸（1a、2a）の周りの前記ホ
   イール（１、２）の角度位置を前記制御手段（11；34；
   34、35）の位置まで追従させる追従装置とを有する車両
   操縦制御装置において、前記制御手段（11；34；34、3
   5）は第１の平面内で動き得る少なくとも一つの手作動
   制御スティック（11；34）を備え、かつ前記追従手段は
   前記ホイール（１、２）の角度位置を前記平面内の前記
   手作動制御スティック（11；34）の位置まで追従させる
   ように構成されていること、を特徴とする車両操縦制御
   装置。