JPH06504014A - 自動車を駆動するサーボ装置の作動−制御器、集成装置および方法 - Google Patents

自動車を駆動するサーボ装置の作動−制御器、集成装置および方法

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JPH06504014A JP3517770A JP51777091A JPH06504014A JP H06504014 A JPH06504014 A JP H06504014A JP 3517770 A JP3517770 A JP 3517770A JP 51777091 A JP51777091 A JP 51777091A JP H06504014 A JPH06504014 A JP H06504014A
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ヨハンソン,ペル
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 自動車を駆動するサーボ装置の作動− 制御器、集成装置および方法 本発明は、請求項1の前文に記載の如き自動車制置装置、請求項12の前文に記 載の如き前記装置を結合する車両制御集成装置、および請求項15の前文に記載 の如き前記集成装置に基づく車両制御方法に関する。前記の制御装置、集成装置 および方法は、望ましくは、加速および歯車変換両機能を操作する手動制御器か 安全且つ経済的な走行を助長すべく考えられる最も単純な形式であるへき、かじ 取ハンドルを取り付けた自動車用に意図されている。
技術の現状 自動車の加速装置、歯車箱および制動装置を操作する極めて多数の方法か周知さ れている。足踏みペダルは、機関か手動歯車箱または自動変速機の何れを介して 車輪を駆動するかに関わりなく、内燃機関により動力を供給される乗用車、トラ ックまたはハスを操作する最も一般的な方法である。若干の例にあっては、通常 かじ取柱上に取り付けられたレバーで操作される「巡行制御」(CC)機能の形 態で一定の路上速度を維持することにより、この制御を増大させることかてきる 。レバーの手動操作で作動される場合、絞り弁はこの機能により、それか操作の 瞬間に支配的な値で車両の速度を一定に維持すへく競合する様態で制御される。
若干の例にあっては、巡行制御レバーか、車両を減速し若しくは加速する絞り弁 制御機能を組み込むこともできる。減速は絞り弁の急速な閉鎖により、また加速 は予定された一定位置への絞り弁の急速な開放により、達成される。
主として下肢が麻ひした運転者の要求を満たすへく身体障害者のために修正され た自動車に、かじ取ハンドルに取り付けられ若しくはそれに統合された手動加速 装置制御器が用いられている。かじ取ハンドルに取り付けられた制御器の例か特 許出願DE、A、2841786およびEP、A、−69090に開示されてい る。
特許上#EP、A、200769および特許US、A。
4496018に開示されている如く、身体障害者のために修正された車両内の この形式の加速装置制御機能器に制動制御機能を組み込むこともてきる。
特許明細書US、A、4077487t:it、かじ取ハンドル車に取り付けら れた二次手動制動制御器を備え、制動装置の手動操作を可能にさせている変更態 様が開示されている。
今日までに案出された制御器の多くは、完全な腕や足の使用を必要とする大きな 動きを伴う制御作用を必要としているか、車両が制御された様態で運転されるこ とを保証するに要する制御作用の全てを考慮し得ないている。
一般に、身体障害者のために修正された車両に主として用いられるような、車輪 に取り付けられた制動装置および/または加速装置調整器は、自動変速機を備え た車両に取り付けられている。こうした情況の場合、自動変速機は、キックダウ ン機能により運転者によって開始される歯車変換か、機関速度か増大した際にし か生起されない、という固有の不利点をこうむる。また一方、歯車選択レバーの 手動操作により歯車を変換するには、運転者かその手をハンドルから離すことか 必要となる。
発明の目的 本発明の目的は、車両を運転するために必要な操作システムの制御を可能とする 、容易に近接でき且つ人間工学的に設計された制御装置を運転者へ提供すること により、主として機関および歯車箱を操作するために必要な、運転者に役立つ制 御機能を改善し且つ簡素化することにある。
加速装置および歯車変換制御器を同一ユニットに組み合わせること、各々を操作 するために別個のぼ指グリップを用いること、ならびに制御器をかし取ハンドル へ取り付けることにより、長距離運転にとり極めて実用的であり且つ運転者に、 制御器を操作するためにかし取ハンドルのそのグリップを離しあるいはその両足 の一方または双方をペダルからペダルへ移動することを必要とさせない制御シス テムかもたらされる。
従って、自動車を運転するためのサーボ装置を操作すへく本発明に使用される制 御器、集成装置および方法は、請求項1、請求項12および請求項15の特徴を 示す節にそれぞれ詳述された特定の諸特徴により特徴づけられている。
リムに近接してかし取ハンドル・スポークへ制御器を取り付けることにより、加 熱装置および制動装置は、ハンドル上のグリップを離すことを必要とせずに各機 能毎に分離した別個のは指グリップを用い、1回のは指の作用で操作されるよう に機能することかできる。
一実施例においては、制御装置に加えられる圧力に比例した加速装置制御機能が 制御器に織り込まれている。
これにより、M鵡器か大きな制御運動を要せずに絞り弁調節に対する微調整をな し得るようにユニットを設計することかできる。これは、それにより主要な加速 装置調整を遂行するためにかし取ハンドル上のグリップを離す必要性か除かれ且 つ運転者に、その眼を道路から離させずに加速装置の位置に関する直接のフィー ドバックかもたらされる、という点て有利である。
本発明に使用される制御器、それを用いるシステムおよび制御の方法により、運 転者に役立つ機関制御および歯車変換設備か簡素化される。通常左手でグリップ される点てリムに接合する左側かし取ハンドル・スポーク上に取り付けられた制 御器を備える左ハンドル乗用車の場合、運転者は上記の手を以て車両に対し完全 な制御を行うことかでき、必要に応してラジオや空気調和装置のような他の諸機 能を操作すべく、彼がその右手を用いることを可能にさせる。従って、正に在来 のペダルで行われる如き完全な加速装置制御のため、且つまた歯車交換を遂行す るために、は指を用いてかし取ハンドルをグリップすへく左手を使用することか できる。
加速装置および歯車変換機能の制御に加えて、本発明の別の目的は、運転者か制 動装置を操作し得るようにさせることにある。適当な一方法の如く、車両を減速 すへく制御器に付加される圧力か、絞り弁か完全に閉鎖される予設定値を超える 場合に制動制御機能を作動させることもできる。付加される制動力は、予設定お よび実際圧力間の差に比例する。
従って加速装置制御器および、若し適用できれば、絞り弁の閉鎖に続く制動装置 制御器の双方は、運転者によって加えられる圧力と直接に関連づけられるので、 運転者はこれらの機能を充分に制御することになる。更にまた、制御器内の適切 な歯車変換は指グリップの操作により歯車変換か行われたという即時の確証を運 転者に提供するため、これらのは指グリツプ上で作用する圧点装置か制@器に組 み込まれている。運転者は指即ちは指に圧47、を直接に感知し、幾つかの歯車 変換を必要とする場合、彼か迅速に連続し5て操作を繰り返し得るようにする。
総合的な運転制御を更に強化すへく、予定された車両速度までの加速装置側−の ために同じ制御器が用いられる。この場合には、歯車変換および加速装置は指グ リップから離れた付加的なは指グリップの操作により、運転者は予選択された数 多くの速度の一つを選ぶことがてきる。その値は、便宜上、第一か最小速度限界 、第二か次に高い限界を表わすなとのように予選択することもてきる。望ましく は圧点装置に対し、1回の操作か第−値を、2回の操作か第二を選択するなとの 、ぼ指グリップの原本発明は、くつろいだ姿勢を維持しつつ最小の筋力を用い、 手動で運転者か車両を制御し得るようにさせる上での大きな改善を表示するもの である。何れか特定の瞬間に必要な歯車および絞り弁の設定点を運転者か迅速に 選択できるという事実により、快適性および安全性か高められる。
本発明は、運転者か、歯車変換または加速装置の操作かいつ必要とされるかを認 識する最初の人物であるという前提に基づいている。更に、第一に、(危機的情 況下で、特に追い越す際にしばしば生ずるように)必要性が生ずる前に歯車変換 を行うことと、第二に、運転者として、歯車変換の必要性や必要とされる加速装 置操作の程度に関わりなく決断することとか運転者にとって官用である。これに より、運転する楽しさか高められ且つ、長距離旅行の際の運転者の精神集中に悪 影響を及ぼす恐れのある、過度に自動化された機関や歯車箱/変速機制御システ ムを備えた乗用車を運転する際の固有の危険性か除去される。
本発明に用いられる、かじ取ハンドルに取り付けられた複合制御器は、より効率 的で更に信頼性かあり且つ整合された制i卸手順をもたらし、それにより運転者 は、必要にLLし且つ必要の際制御作用を行うために腕全体または下枝の一方性 しくは双方を用いることを必要とする在来の形式の制御器とは異なり、かし取ハ ンドルをグリップする手のは指のわずかな動きによって意図的な制御作用を行う ことかできる。
その他の特性を示す諸特徴および諸利点は、添付フレイムならびに、本発明によ る制御器、前記制御器か結合された集成装置および車両を運転するために前記集 成装置を用いる方法の一態様に関する以下の説明に詳述されている。
図面の簡単な説明 第1図は、運転制御の目的でハンドル・スポークの一つに取り付けられた制御器 を備える車両かし取ハンドルを示す。
第2図は、第1図に示す切断線■−■に沿い制御器を通る断面図である。
第3図は、第2図に示す切断線lll−Hに沿い制御器を通る部分断面図である 。
第4図は、第1図から第3図までに示されたような制御器により車両の加速装置 、歯車変換および制動の諸機能を制御する集成装置を示す。
一実施例の説明 第1図は、かじ取装置、望ましくはかし取ノ1ントル■1、に取り付けられた本 発明による制御器13の一態様を示す。かじ取りハンドルは通常、2組以上のス ポーク12によりハブへ連結されたリム15から成っている。
ハブは、押圧されると信号ホーンを作動させ得るばね荷重式カバー14を支えて いる。制御器は、リム15に直ぐ近接してスポー、り12の頂部に取り付けられ 、運転者かそのグリップをかし取ハンドル・リム上に維持している間に、例えば は指により、それ(制御器)か操作され得るようにする。図の態様においては、 制御器が左側スポークに取り付けられている。これは、乗用車か運転されている 間にしばしば右手で操作されることを必要とする変速レバー、ラジオ、空気調和 パネル等のようなその他各種の制御器か通常、計器板または中央コンソール上の かし取ハンドル11の右方の、それからのある距離に位置する左ハンドル車にお いては育利である。制御器13は、かじ取ハンドル11の平面に平行な平面内で 4方向41−44に傾動自在である。制御方向は、一つの対41.42ては第一 制御方向41か第二制御方向に対向し、別の対43.44ては第三制御方向43 か第四制置方向44に対向し、個々の対41.42および43.44か基本的に 互いに直角であるように、対向対をなして配列される。
制御方向41−44の各々における手動操作を可能にするため、制御器13の上 方アーム35の頂部に取り付けられた四面形のボタン34の側面のくほんだ凹所 から成るぼ指グリップ51〜54か制御器に設けられる。は指グリップ51への 圧力の付加により、制御方向41へ制御器か操作され得るようになる。同様に、 類似の様態で、圧力をは指グリップ52−54へそれぞれ付加することにより、 方向42−44への操作か達成される。
かくして運転制御の目的で、機関絞り弁を開閉するために方向41.42かそれ ぞれ用いられ、また特定の瞬間に係合された歯車に関連して歯車を上方および下 方へ変換するために方向43.44かそれぞれ用いられる。
制御器の適当な一態様においては、制御器13上の四面形のボタン34か切頭さ れ、切頭された部分内のくぼんだ凹所から成り且つかし取りハンドル11のそれ と平行な平面内に位置する第五ぼ指グリップ55を備えている。
この例の場合、制御器は、かじ取ハンドルの平面に垂直な第五制御方向45(第 2図および第3図参照)にも操作自在である。制御方向45てのぼ指グリップ5 5の操作は、運転制御の目的で巡行制御機能を作動させるために用いることかで きる。
制御方向41−45の各々に対する制御信号か制御器を用いいかにして生成され るかを示すため、この設計の基本的なモデルか第2図および第3図に示されてい る。
図の場合、この装置の独特な設計の諸特徴は、その設計かより小形で更にコンパ クトな実際の制御器に比へて誇張されている。第2図は、かじ取ハンドルの左側 スポーク12を通る第1図の切断線I[−I[に沿った制御器の断面である。従 って加速装置制御に関しては、それぞれ絞り弁を開閉する制御方向41.42へ 制御器が移動可能である。は指グリップ51.52へ運転者によって加えられる 圧力に比例する制御信号を得るために、制!lI器の上方アーム35に取り付け られたひずみゲージGoのような装置を用いることもてきる。制御器13の下方 アーム36はハンドル・スポークI2の凹所内の滑り軸受37を支えることによ り横方向に位置決めされ且っ凹所の底部の(後段で更に詳細に説明する)装置6 3へ取り付けられるので、上方アーム35は、ぼ指グリップ51.52かそれぞ れ制御方向41.42へ操作されると曲げを受けることになる。制御器か解放さ れると、上方アーム35がその当初の形状を回復し、制御器は中立位置へ戻され る。制御器13の上方アーム35は、望ましくはある程度のたわみ性を有する高 分子材料がら製造されるへきであり、また、ハンドル・スポークの凹所内で生起 される曲げに備えた空間内で最小がら最大絞り弁開度までの加速装置制御を達成 するために必要なカに適した設計およびサイズであるへきである。上方アーム3 5は望ましくは、制御方向41.42に直角な平面内に位置する側面の一つのひ ずみゲージ6oを取り付けた方形断面であるべきである。方向41.42への上 方アーム35の曲げにより、ひずみゲージ6oはそれぞれ圧縮、延伸され、曲げ の程度および、従って、適切なほどにぼ指グリップ51または52へ加えられる 圧力に比例する信号を生成する。
一代替実施例(図示せず)においては、上方アーム35のひずみゲージ60と反 対側に第二ひすみゲージを付けることもてきる。この場合、伸びのみを検出する Tこめに各装置を使用でき、換言すれば、各制御方向において個々に上方アーム 35の曲げを検出するためにゲージをすることかできる。例えば、制御方向42 のみにおける曲げを検出すへくゲージ60を用い得ると共に、制御方向41にお ける曲げを検出すべく第二ゲージを用いることもてきる。また2組のひずみゲー ジの使用により、ひずみゲージからの制御信号か電気的に修正され、制御器か、 それか制御信号を送出してはならない中立/始動位置にある際に非支配的な信号 レベルを生成することかできる。この種の制御信号は、さもなければ、制御器か 中立位置にある際の、互いに異なった特性を存する個々の2組のケージの使用に よってもたらされる。池の代替的な聾様(図示せず)は、制一方向41.42に おける制御器)3の物理的位置に比例した制御信号を生成すべく、電位差計を利 用することもてき、上方アーム35は、別のはね荷重式装置と反対の方向に旋回 する如く設計されている。これらの場合において、制御器は、解放されるとはね 荷重式装置の使用により中立位置へ戻され、従ってそれか復帰機構を構成する。
巡行制御機能を制御するため、例えは接着により凹所の底部と制御器の下方アー ム36とに付着されたダイアフラム・スイッチ(63)と反対の制御方向45に 制御器13か移動可能である。第五は指グリップ5sが制御方向45に操作され ると、在来のダイアフラム・スイッチの使用により、画定された圧点を得ること ができる。
圧点を通過する際にダイアフラム・スイッチか作動して、巡行制御機能を作動さ せるために用いられる信号を生成する電気回路を閉しる。制御器か制御方向45 に操作されると、制御器の上方アーム35および下方アーム36かダイアフラム ・スイッチ63に抗して下方へ押圧され、支持滑り軸受37間を滑る。その結果 、制御器の頂部の四面形のボタン34は、圧点を通過する際にダイアフラム・ス イッチか圧縮され得る量をわずかに超える距離だけかし取ハンドル・スポークI 2の上面の上方へ取り付けられる。
制御器か方向43.44へ操作された場合、上方および下方への歯車変換に用い られる装置か第3図に示されている。制御器■3の上方アーム35は、ピボット 38により下方アーム36へ連結されている。この配置により上方アームは、第 一に制御方向43へ(第3図の左方へ且つ第1図のかし取ハンドル・ハブに向か い内方へ)傾けられて第二ダイアフラム・スイッチ61上に作用し、第二に制御 方向44へ(第3図の右方へ且つ第1図のハンドル・ハブから外方へ半径方向に )、そして第三ダイアプラム・スイッチ62上に作用することができる。ダイア フラム・スイッチ61.62は、望ましくはスポーり12の凹所の壁にのみ付け られるへきであるため、何れも、反対の制御方向へ制御器か操作された際に引張 力を受けることはない。ダイアフラム・スイッチ61.62により、第三および 第四は指グリップ53.54が制御方向43.44へそれぞれ操作された際、画 定された圧点を得ることかできる。ダイアフラム・スイッチ61は、制御器13 か制御方向43へ移動される時に作動される。圧点を通過する際にダイアフラム ・スイッチか作動し、上記の特定の瞬間に係合された歯車に関連して上方への歯 車変換を開始すへく用いられる信号を生成する電気回路を閉じる。ダイアフラム ・スイッチ62は、制御器13か制御方向44へ移動される時に作動される。
圧点を通過する際にダイアフラム・スイッチが作動し、上記の特定の瞬間に係合 された歯車に関連して下方への歯車変換を開始すべく用いられる信号を生成する 電気回路を閉じる。制御器の上方アーム35のみかそのピボット38の回りを回 動することを保証するため、滑り軸受37により、下方アーム37か定位置で横 方向に固定される。
信号導線39により、センサ(ひずみゲージ)6〇−63も制御ユニットへ接続 され、それにより各種サーボか適切に作動される。導線は、数多くの異なる様態 てかじ取柱上の伝達装置に向け、かじ取ハンドル11を貫通でき、それらはそこ から制御ユニットへ接続される。伝達装置は、かじ取ハンドルか回されるにつれ 巻き取られ且つ繰り出される付加的な長さの導線を備える多数の導線ループで構 成することもてき、代替的な形式には、ワイパ接点や光学的信号伝達装置か使用 されている。
従って、左側かし取ハンドル・スポーク12上に位置決めされた制御器13およ び制御方向41−45は、加速装置および歯車変換機能を次の通りに制御すへく 用いられ、加速の増大は左手のぼ指てぼ指グリップ51を上方へ押圧することに より達成できる。これは、左側スポークのそばで、自然の様態てかし取ハンドル のリム15をグリップする手から遠ざかる運動に該当する。上方への歯車変換は 、手から遠ざかる運動の中でハンドル・ハブの方向へぼ指を以てぼ指グリップ5 3を押圧することにより達成される。減速は、手に向かう運動の中では指を以て ぼ指グリップ52を下方へ押圧することにより行われ、下方への歯車変換は、ぼ 指グリップ54を手に向かい内方へ押圧することにより達成される。9時または 10時の位置は、2時または3時(12時かハンドルの頂部を示す)にある右手 と同様に、かし取ハンドル上への手の布置のための自然な、推奨される位置なの で、制御方向41−44は論理的な制御運動をもたらし、手に向かう引張り運動 により減速か行われ、手から遠ざかる押圧運動を増進させる。
ぼ指グリップ51−55に形成された凹所は、制御方向41−45における操作 を遂行するため、四面形の制御ボタン34上のは指に自然な位置を提供する。こ のボタンちまた限定されたサイズなので、運転者かかし取ノ\ントル・リム15 上てのその左手のグリップを変えることを必要とせずに、全ての方向へ操作する ことかできる。
従って、単には指で行われる比較的わずかで簡単な手動調整により制御器を操作 することかでき、手の自然な位置に近いその位置付けの故に、迅速な制御か容易 になり、交通事態か生起した際、運転者はそれに迅速に反応することかできる。
特定のダイアフラム・スイッチにおける圧点の通過はぼ指により明確に感知し得 るので、使用されるセンサにより運転者は、巡行制御、上方への歯車変換または 下方への歯車変換機能かは指グリップ43−45の操作により作動されたか否か をそのは指を介して直接に検出することかできる。ぼ指グリップ41−42の操 作によりもたらされる加速装置制御の程度は、加えられた圧力にこれか比例して いるので、は指により同様に検出する二とかできる。これにより、かじ取/Xン ドル・スポーク12を手て位置付は且つその瞬間に予想される制御の程度に対す る正しいは指グリップについて制御ボタン34を指て探ることしか必要かなくな るので、運転者は、その眼を道路から離すことを必要としなくなる。
ぼ指による制御器の自然的な操縦によっても、方向指示器、風防ワイパおよび、 ある場合には、照明制御器のような、かし取柱上の(若しあれば)その池の制御 突起の作動を独立に操作し得ることか保証される。(車両の実際の運転に影響を 及ぼさない)この形式の制御突起は、ぼ指以外の手の指で自然的に操作されるの で、それらを操作するために必要な諸作用は全く異なっている。柱に取り付けら れた運転制御レバーは、別の意図された制御器の代りに、容易に不注意に操作さ れる可能性かあるので、これにより運転の安全性か高められる。
第4図は、制御器13により供給される制御信号を使用する集成装置の構造図で 、本発明による制御方法を実施するに要するシステム構成諸要素を示している。
この集成装置は、内燃機関lおよび内燃機関lから駆動車輪6へ推進力を伝達す る伝動装置2−5を装備した自動車に用いられる。伝動装置は、歯車箱2、推進 軸3、差動装置4および、本例の場合後部の非かじ取車輪で表示される駆動車輪 6を駆動するハーフ・シャフト5から成る。
この特定の車両に取り付けられたかじ取前車輪は図示されていないか、言うまで もなく、本発明は前輪駆動車両にも適用し得るものである。
箱車箱2は、車両の中央コンソールまたばかじ取柱上に取り付けられた別の変速 レバー32により在来の様態て操作することもてき、また数多くの異なる諸形式 の−ってあっても良い。例えば変速レバー32を主要装置とする在来の機械的な 段階式歯車箱は、全ての歯車変換または低速歯車のみの選択を制御するために使 用されていた。本発明による制御器は、全ての歯車変換または高速歯車のみの選 択を制御する二次装置として使用てき、その場合、機械式歯車箱と直列に結合さ れた補助液圧式歯車箱内の固定さねた機械的歯車列またはその他の形式の歯車列 の何れかと係合すべく、計算機側m電気または液圧モータを用いることもてきる 。その他の場合、歯車箱2は、在来の典型的なP−R−N−D−2−1配列の選 択レバー32により操作される自動液圧伝動装置であっても良く、位i1Dはそ の第一、第二および第三歯車間の自動変換を可能としているが、恐らくは歯車1 −3よりも高い速度の数多くの速度の付加により歯車選択を補整すへく本発明に よる制卸器を用いている。在来のシフト配列P−R−N−D−2−1においては Pが駐車を、Rか後進を、Nか中立を、Dか運転(自動前進運転)を表わし、位 置2、lはぞれぞれ第二および第一歯車の恒久的な保合に用いられる。この配列 は主として3速自動変速装置に用いられるか、4速自動装置のような伝動装置に 対しては他の配列か利用可能であり、その場合には、3て表示される付加的な位 置により、第三歯車の恒久的な保合か可能である。若干の自動変速装置によって も代替歯車変換プログラムか提供されるか、その場合、特別位111Dは、より スポーティな性能、上方または下方への変換時の何れかにお(プる歯車係合点で のより高い機関速度、あるいは向上されたエンジンブレーキをもたらすべく用い ることかできる。しかし本発明による制御器は、これらの代替プログラムにおけ る歯車選択の手動補整に用いることもてきる。
車両の機関lは、サーボ装置8を介し、電気的に操作される絞り弁16により制 御される。サーボ装置8はまた在来の様態で、基本的に加速装置ペダル(図示せ ず)で制御される。
車両にはまた、フロント・ブレーキ31(図示せず)およびリヤブレーキ30を 作動の制御するブレーキ・サーボ10か装備されている。このブレーキ・サーボ は在来の様態で、基本的に足踏みブレーキ・ペダル(図示せず)で制御される。
多数のセンサ20−28により供給される一連の信号入力および手動切換装置1 7.18を用いて絞り弁16、歯車箱2および制動装置130−31(7)”l −−ボ装置8−10を制御するという、その二次機能を遂行する制御ユニット7 により、本発明による制御器による集成装置の制御か達成される。この制御ユニ ットには、少なくとも一組の車両速度設定点か記憶され得る記憶装置19も包含 されている。
制御ユニット7へ信号を供給するセンサ20−28の全てか第4図の単一ブロッ ク内に示されている。センサ20は車両の速度に比例する信号、センサ21は機 関速度に比例する信号を供給する。センサ22は通常の加速装置ペダルか操作さ れてその中立位置にないか否かを表示する信号を供給し、センサ23は通常のブ レーキ・ペダルについて同じ機能を果たす。センサ24およびセンサ25は、運 転者により制御器13を用いて生起された際の上方および下方への歯車変換を表 示する信号を供給するダイアフラム・スイッチ61.62にそれぞれ対応する。
センサ2Gは、それぞれ第三または第四は指グリクブ53または54に付加され た圧力に応した制御器13の上方アーム35の曲げの程度により加速度または減 速度に比例する信号を供給するひずみゲージ60に対応する。センサ27は、巡 行制御機能か運転者により作動された際に信号を供給するダイアフラム・スイッ チ63に対応する。センサ28は、まっすぐ前の中立位置からのかし取ハンドル IIの瞬間的な角度のふれを表示する信号を供給する。
記載の集成装置は、クラッチのない、自動液圧変速装置または完全に自動化され た機械的な段階式歯車箱を使用する本発明の典型的なt’!様なので、クラッチ ・ペダル・センサは不要である。
制御ユニットの機能を制御し修正すへく、2組の手動切換装置も用いられている 。一つの装置18には、制御器13の作動に対する制御ユニットの制御応答を作 動、停止させるスイッチ49か組み込まれている。このスイッチ49はなるへく なら、例えば車両の点火のスイッチか切られた場合に休止位置へ切り換わり、点 火が通電されたままで意図的に作動された際にのみ作動モードに入り得る機械的 または電気的単安定フリップ・プロット形式であることか望ましい。第二切換装 置17は、制御ユニット記憶装置19内に種々の車両速度制御設定点を登録する ために用いられる。制御スイッチ40により、運転者は、手動で種々の車両速度 制御設定点を予選択し且つ設定することかできる。この制御スイッチは、制御ノ ブの単純な押下げ、それに続く第一制御設定点に対応する位置へのノブの回転、 およびその上の最後の押下げにより、制御ユニット記憶装置内の第一記憶アドレ ス46内へ、切換装置17を介し、設定点か伝送され、入れられるように設計す ることができる。ノブの急速な二重押下げ、それに続く第二制御設定点への回転 、およびその上の最後の押下げにより、記憶アドレス47内へ第二設定点か伝送 され、登録される。急速な3回のノブの押下げを実施し且つ前述の手順の残部を 反復することにより、第三記憶アドレス48内へ第三制御設定点を登録すること かできる。プログラミング可能な設定点の数は、利用可能な記憶容量、および運 転者によって処理可能且つ利用可能と考えられる数のみに限定される必要がある 。第−設定点は50km/hのような低い速度限界、第二は701an/hのよ うな更に高い速度限界であれば良く、以下同様である。現に巡行制御に用いられ ている設定点の値およびシーケンスを示すある形式の表示か、望ましくは、計器 板上に表示されるべきである。この表示は主として、燃料消費量のような、他の 機関パラメタを表示するために利用でき、設定点か登録されている間、若しくは 巡行制御機能の作動に続く限定された期間にのみ、巡行制御システムの制御され た速度または速度設定点を示す。
制御器13は、新しい車両速度制御設定点を登録するため、切換装置t17の代 りに用いることもできる。これは、普通よりも長い間、制御方向45に圧力を加 えることにより達成され、それにより、車両の瞬間速度に対応する新しい値か登 録される。この場合、変更されるへき第一、第二および第三の速度制御設定点は 先ず、制御器13を制御方向45・\適切な回数だけ押し下げることにより表示 されるべきである。
制御ユニット7にはある機能が組み込まれており、それにより、絞り弁サーボ8 、歯車変換サーボ9およびブレーキ・サーボ10か、他の若干の条件も満足され るとすれば、制御器I3の作動に応答して二次的にのみ作動される。第一条件は 、スイッチ49の作動により切換袋zisかスイッチを入れられ、同時に点火3 3もスイッチを入れられるということである。従って前述の制御ユニットの機能 は車両が始動されると自動的に断たれ、運転者は、制御器13によるサーボ装置 8−10の作動を始動しないか、完全に無力化するかの選択が可能となる。
第二条件は、通常の加速装置およびブレーキのペダルか作動されてはならず、換 言すればペダルは、センサ22.23て検出された中立位置になければならない 、ということである。これにより運転者は、例えばペダルを用いて強力に制動し 若しくは急速に加速することを必要とする緊急交通事態に際し、制御器13の作 動に応答して、制御ユニットによりサーボ8−1Oの作動を直ちに無力化するこ とかできる。
第三条件は、かじ取ハンドルの動きが、ハンドルかまっすぐ前の位置にある際、 当初左方に置かれた右手のハンドル・スポーク12に向かうあり得へき移動によ り制御器13が不用意に作動されるようなことであってはならない、ということ である。これを防止するため、当初の位置から90°ないし180°の限界位置 を超えるハンドルの回転に際し、制御器13の作動に応答する制御ユニットによ るサーボ8−10の作動を抑制し、要すれば無力化するかじ数位置センサ28に より、かじ取ハンドル11の位置か検出される。
第四条件は、機関か、機関速度センサ21により検出された如くに回転しなけれ ばならない、ということである。
安全性のために適用し得る第五条件は、車両速度設定点、例えばそれ未満では制 御ユニット7の制御機能が無力化される20ないし401an/hの限界値から 成り得るものである。これにより、制御器13か始動に際し直ちに不用意に作動 された場合、または一般的な交通状態の故に車両が遅く且つ極度の注意を要して いる場合の突然の加速や偶発的な歯車変換が防止される。車両速度センサ20は 、制御ユニット7に信号を供給して、第五条件が満足されていることを立証し得 るようにするために用いられる。
サーボ装置8−1Oか制御ユニット7により単に二次的に制御されている場合、 これらにより若干の安全条件を監視することかできる。例えば歯車変換サーボ9 による制御ユニットからの二次的制御信号の受信は、変速レバー32による歯車 の手動係合、または自動変速装置における後進若しくはD以外の位置の保合によ り完全に抑制てきる。それ以上に高められた安全性については、制御ユニット7 およびサーボ装置8−10の各々の双方により諸条件を立証することかできる。
制御器13は、前述の諸条件が満足されているとの前提て、制御ユニット7を介 し、次の様態でサーボ装置8−10を作動させる。即ち、制御器のぼ指グリップ 51に制御方向41へ圧力か加えられると、その圧力に比例する加速信号をセン サ60か送出する。この信号は制御ユニット7により検出され、加速装置サーボ を作動させて相当量たけ絞り弁を開くために用いられる。速度の所望の上昇か達 成された後に運転者か制御器を離すと、車両の瞬間速度か制御ユニット7内の記 憶装置に一時的設定【、気として自動的に記憶され、次いてそれか、車両の速度 をこの値に維持すべく加速装置サーボを制御する。制1allI器のは指グリッ プ52に制御方向42へ圧力か加えられると、その圧力に比例する減速信号をセ ンサ26.60か送出する。この信号は制御ユニット7により検出され、加速装 置サーボを作動させて相当量たけ絞り弁を閉じるために主として用いられる。し かしセンサ26.60からの信号は既に、制御器13の中立位置と制御方向42 における全行程との間の中間位置における完全に閉じられた絞り弁に対応してい る。次いで制御ユニット7は、センサ26.60からの電流信号を、それ自体の 記憶装置に記憶された、閉鎖絞り弁に対応する予設定基準信号と比較する。セン サ26.60からの信号か基準値を超えると、制御ユニット7はまた、車両の前 および後車輪31.30へそれぞれ制動力か付加されるようにブレーキ・サーボ lOを作動させる。制御ユニット7は、付加される制動力か、センサ26.60 からの信号およびそれか基準信号を超える量に比例するようにブレーキ・サーボ IOを制御する。速度の所望の上昇が達成された後に運転者が制御器を離すと、 車両の瞬間速度か制御ユニット7内の記憶装置に一時的設定点として自動的に記 憶され、次いてそれか、車両の速度をこの値に維持すべく加速装置サーボを制御 する。この一時的側固設定点を用いる巡行制御は、加速装置もしくはブレーキの ペダルの作動または制御器13もしくは変速レバー32による別の歯車変換作動 のような制御作用が遂行される場合、あるいは一般的な負荷条件の下で機関か速 度を維持し得ない場合には、一時的に無効化される可能性かある。しかし、この 一時的速度制御設定点は、例えば制御方向45への単純な押下げにより制御器1 3か作動されると再作動させることかできる。
制御器13における加速装置制御機能は、従って、車両速度の微調整に利用でき る。この場合、用語「微調整」は、他の関連諸条件が満足されているという条件 で、運転者か、制御器を継続的に操作することを要せずに、機能の作動後車両の 速度を調整し且つ維持し得ることを意味する。単一の上方への歯車変換を開始す る信号に対応してダイアフラム・スイッチ61の圧点を通過した場合、制御器1 3のぼ指グリップ53の制御方向43への1回の押下げにより、センサ24.6 1が信号ノくルスを送出する。センサ24からの信号を検出する際、制御ユニッ ト7は、特定の瞬間に係合されたそれに関連して次の最高速歯車を選択すべく、 歯車変換サーボ9を作動させる。制御方向43への2回の急速な押下げにより、 制御ユニット7は、2組の歯車を高速に変換すべく歯車変換サーボ9を作動させ る。同様な様態で、制御器のぼ指グリップ54に制御方向44へ圧力を加えるこ とにより、下方への歯車変換か達成される。
予設定された速度設定屯での巡行制御を開始する信号に応答してダイアフラム・ スイッチ63の圧点を通過した場合、制御器13のは指グリップ55の制御方向 45への1回の押下げにより、センサ27.63か信号ノ々ルスを送出する。セ ンサ27からの信号および信号1<ルスの数を検出する際、制御ユニット7はサ ーボ開始を定めるへく、1組の信号パルスか検出された場合には第−予設定速度 制御設定点、2組の信号パルスか検出された場合には第二予設定設定点を用いて 加速装置サー・ボ8を作動させる。速度制御設定点は制御ユニット7の記憶装置 19内に記憶され、そこでそれらを、例えば切換装置17.40を用いて登録す ることもてきる。
制御ユニットは、CPU (中央処理装置)を含めて特にそのために設計された マイクロプロセッサ、入力/出力信号かCPUやサーボ8−10と直ちには両立 しない場合に必要なインタフェースならびにROM(固定記憶装置)およびRA M (ランダム・アクセス記憶装置)画形式の記憶装置から成っている。制御ユ ニット7の制御機能は、プログラムの形で持久記憶装置内に記憶される。
このプログラムには、制御ユニットの諸制御状態を継続的に監視し得るようにさ せる割込み機能か織り込まれている。制御器13内の加速装置制御器か制御方向 41.42へ離された際に自動的に選ばれる一時的速度設定点は、持久記憶装置 内へ理想的に記憶され、点火がスイッチを切られた際に消去/除去される。切換 装置40.17を用いて登録された速度設定点は、望ましくは、点火かスイッチ を切られた際に消去されない記憶装置内に記憶される。ソフトウェアにはまた、 機関lを空転または停止させる恐れのある歯車の係合を抑制する安全機能、なら びに、車両の一般的な速度、選択された歯車およびその作動をたどる巡行制御機 能に利用される制御設定点からの車両速度の瞬間的な振れの大きさによって定め られる通りに利用できる各種の加速装置制御機能が織り込まれている。
制御ユニット7によりサーボ装置5−ioへ供給される制御信号はまた、系統的 な用語で二義的なものとして処理され、加速装置やブレーキのペダルまたは変速 レバーのような適切な一次制御器によって制御されるサーボ制御機能を兼効化す ることはできない。
実際上、本発明は、運転制御器の在来の装備と組み合わせて便利に利用でき、そ の主要な用途は、最小限の制御作用を用い、全く運転者の願望に従い、且つ一般 の交通状懸へ容易に適応できる長距離運転にあることかわかる。
本発明による、自動車の運転を制御する制御器、集成装置および方法の一態様に ついての上記の説明は、添付フレイムに開示された本発明の基本的概念を限定す るものと見なされるへきてはない。本発明には、前記フレイムの精神または範囲 を侵害することなく、四面形のボタンに代わり限定されたかし取ハンドル上の操 作領域内に配置された一群のスイッチを使用することもでき、スイッチは互いに 隣接して取り付けられ、恐らくは知覚される程の物理的移動を伴わずに加速装置 および歯車変換機能ならびに幾つかの巡行制御機能の作動についての対応的な制 御信号を提供する。
既に説明した実施例における第三および第四制御方向と平行な軸線の回りに回転 すべく設計された回転制御器は、四面形のボタン34の代りとして利用できる。
この形式の制御器は、(望ましくは刻みを付した)周囲の面の一部分をスポーク の上面から上方へ突出させて、かじ取ハンドル・スポーク内へ基本的に取り付け られた短い円筒の形状をなすこともてきる。加速度を制御するには、ばね荷重式 装置と反対の第一および第二制御方向の、その軸線の回りに制御器か回転すれば 良い。歯車変換および巡行制御機能を制御するには、圧点生成装置と反対の、第 三、第四および第五制御方向において制御器全体か操作可能であれば良い。要す れば、制御器の周囲の面の一部分もハンドル・スポークの裏側の下方へ突出して 、は指以外の指による操作を可能にさせることかできる。
説明した態様において提案したような、かじ取ハンドルのリムをハブと連結する スポーク上への制御器の位置決めの代りに、ハブと一緒に回転し且つリムに向け て外方へ延びるスポークの外端部へ制御器を取り付けることもできるか、それは 実際にはリムに連結されていない。
この特別のスポークは、個々の運転者の要求に適応すべく、リムの平面に対して 種々の回転および垂直位置へ調整自在にすることもてきる。更にまた、前記に説 明した本発明の態様において提案された構成以外の制御方向も、ホイール・スポ ーク12かりム15へ連結される点によっては更に自然的と考えることもてきる 。
国際調査報告 Il、17.1o−1−1泊/SE 91100689国際調査報告 フロントページの続き (72)発明者 ヨハンソン、ベル スウェーデン国ニス −66200オーマール、コルンベーゲン 43 (72)発明者 エルグ、ベングト スウェーデン国ニス −66200オーマール、ケムペンスコールドスガタン  3

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.運転者が車両のかじ取装置(11)のグリップを維持しながら操作のため指 を用いて近接し得る車両のかじ取装置に取り付けられた、自動車の運転用サーボ 装置(8−10)を作動させる制御器(13)において、運転者の指の一つで制 御器が操作された際に車両の機関(1)に加速装置制御用サーボ装置(8)を作 動させるべく信号導線(39)を経て制御信号を伝送する第一信号発生装置(6 0)と、運転者の指の一つで制御器が操作された際に車両の伝動装置の一部分を 構成する歯車箱(2)内での歯車変換の開始および遂行用サーボ装置(9)を作 動させるべく信号導線(39)を経て制御信号を伝達する第二信号発生装置(6 1、62)とが制御器(13)に結合されていることを特徴とする制御器。 2.請求項1に記載の制御器にて、前記かじ取装置がリム(15)およびスポー ク(12)を備えたかじ取ハンドル(11)から成る制御器において、制御器( 13)が、リム(15)へ直ぐ隣接してスポーク(12)の少なくとも一つへ取 り付けられることを特徴とする制御器。 3.請求項1または請求項2に記載の制御器において、運転者の指の一つで制御 器が操作された際に信号導線(39)を経て制御ユニット(7)へ制御信号を伝 達し、それが、特定の設定による車両の速度を達成し維持すべく機関絞り弁(} 6)を制御するサーボ装置(8)を作動させるようにする第三信号発生装置(6 3)が制御器に包含されていることを特徴とする制御器。 4.請求項3に記載の制御器において、第一および第二制御方向(それぞれ41 および42)へ操作可能な制御要素(34−36)により第一信号発生装置(6 0)が作動されることと、第一および第二方向と全く別の第三および第四制御方 向(それぞれ43および44)へ操作可能な制御要素(34−36)により第二 信号発生装置(61、62)が作動されることと、第一および第二方向と全く別 の第五制御方向(45)へ操作可能な制御要素により第三信号発生装置(63) が作動されることとを特徴とする制御器。 5.請求項4に記載の制御器において、第一(60)、第二(61、62)およ び第三(63)信号発生装置が同一制御要素(34−36)により作動されるこ とを特徴とする制御器。 6.請求項4または請求項5に記載の制御器において、第一および第二制御方向 (それぞれ41および42)がかじ取ハンドル(11)の回転方向にほぼ平行で あることを特徴とする制御器。 7.請求項4、請求項5、請求項6のうちのいずれか一項に記載の制御器におい て、第三および第四制御方向(それぞれ43および44)が第一および第二方向 に対しほぼ直角をなし且つ、かじ取ハンドルのハブ(11)からリム(15)へ 延びる半径に対しほぼ平行であることを特徴とする制御器。 8.請求項4または請求項5に記載の制御器において、第五制御方向(45)が ほぼ、かじ取ハンドル(11)を取り付けるコラムの軸線と平行し、またはハン ドルの平面と直角をなすことを特徴とする制御器。 9.請求項4または請求項6に記載の制御器において、制御要素(34−36) が、解放される際にそれが復帰機構により戻される中立位置から離れて第一およ び第二制御方向(それぞれ41および42)へ、望ましくは無段階に、運転者に より操作自在であることを特徴とする制御器。 10.請求項4、請求項5、請求項7のうちのいずれか一項に記載の制御器にお いて、制御要素(34−36)が、圧点形成装置(61、62)に対向し、中立 位置から離れて第三および第四制御方向(それぞれ43および44)へ傾動自在 であることを特徴とする制御器。 11.請求項5に記載の制御器において、制御要素が、くぼんだ4側面を備える ほぼ四面形のボタン(34)から成り、反対側の面がそれぞれ、第一および第二 制御方向(それぞれ41および42)ならびに第三および第四制御方向(それぞ れ43および44)と平行に対をなして配置され、それにより、かじ取ハンドル (11)の平面にほぼ平行な平面内で、これらの方向(41−44)に四面形ボ タン(34)が操作自在であることと、望ましくは四面形ボタン(34)が切頭 され、くぼんだ凹所を第三制御方向(45)に備えていることとを特徴とする制 御器。 12.車両の機関(1)と駆動車輪(6)との間に歯車箱(2)を取り付けた自 動車を制御する集成装置にして、機関絞り弁(16)を制御し且つ歯車箱(2) 内での歯車の変換を開始し遂行すべく作動可能なサーボ装置(8−9)が前記集 成装置に包含され、運転者が車両のかじ取装置(11)の把持を維持しながら操 作のため指を用いて近接し得る車両のかじ取装置に取り付けられた、手動で操作 し得る少なくとも1組の制御装置(13)が前記サーボ装置(8−9)に包含さ れる集成装置において、前記かじ取装置(11)に取り付けられた操作ユニット (34−39、60−62)内に組み立てられた数多くの圧力センサ(60−6 2)が制御器(13)によって結合され、センサ(60−62)が定まった操作 領域内に布置され、運転者の手のグリップがかじ取装置(11)に維持されてい る間に前記手の一方の少なくとも1つの指で加えられる圧力による操作のために 操作ユニット(34−39、60−62)が近接自在であり、圧力センサ(60 −62)のうち第一センサ(60)が、機関絞り弁(16)を制御するサーボ装 置(8)を作動させるべく、信号導線(39)により制御ユニット(7)へ接続 され、センサ(60)からの信号に応じて機関絞り弁(16)を制御するサーボ 装置(8)を作動させる装置が前記制御ユニット(7)に包含されることと、歯 車箱(2)の作動を制御するサーボ装置(9)を作動させるべく第二センサ(6 1、62)が信号導線(39)により制御ユニット(7)へ接続され、歯車変換 を開始し遂行するためにサーボ装置(9)を作動させる装置が前記制御ユニット (7)に包含されることとを特徴とする集成装置。 13.請求項12に記載の集成装置において、運転者によりプログラミングがで き且つ制御ユニット(7)の一部分を構成すス加速装置制御ユニット(17、1 9)を結合し、且つ機関絞り弁(16)を制御するサーボ装置(8)を作動させ るために使用される制御ユニット(7)へ信号導線(39)で接続される第三セ ンサ(63)が制御器(13)に結合され、前記加速装置調整ユニット(17) が切換装置(40)を包含し、それにより運転者は数多くの車両速度制御設定点 を手動で登録することができ、前記速度制御設定点は制御ユニット(7)の記憶 ユニット(19)内に記憶され、運転者はその速度制御設定点のうちで、各速度 制御設定点(46−48)にとって独特の第三センサ(63)の作動の順序によ り、機関絞り弁(16)を制御する何れのサーボ装置(8)が作動するかに従っ て速度制御設定点(46−48)を自由に選定し得ることを特徴とする集成装置 。 14.請求項13に記載の集成装置において、第三センサ(63)からの信号を 検出し且つ、前記信号の形式に応じ、制御ユニット記憶装置(19)内にある数 多くの車両速度制御設定点(46−48)の一つを選定すべく機能する信号解析 器が制御ユニット(7)に結合されることを特徴とする集成装置。 15.機関絞り弁ならびに歯車箱内での歯車変換の開始および遂行を制御するサ ーボ装置を用いて制御が行われる、機関と駆動車輪との間に歯車箱を取り付けた 自動車を制御する方法にして、かじ取装置上での運転者の手のグリップが維持さ れている間の前記手の指の一つに直ぐ近接して車両のかじ取装置に取り付けられ 且つそれによる操作のために近接し得る少なくとも1組の制御装置(13)によ り前記サーボ装置が作動可能である方法において、制御装置(13)上の相互に 無関係な第一および第二ぼ指グリップ(51、52)への操作圧力の付加により 、機関絞り弁(16)を制御するサーボ装置(8)へ、付加された圧力の程度に 比例した補正信号が伝送され、第一ぼ指グリップ(51)の操作により瞬間値と 相対的な加速度の増大がもたらされることと、第二ぼ指グリップ(52)の操作 により瞬間値と相対的な加速度の減少がもたらされることと、制御装置(13) 上の、相互に且つまた第一および第二ぼ指グリップに対して無関係な第三および 第四ぼ指グリップ(それぞれ53および54)への圧力の付加により、歯車箱( 2)内での歯車変換の開始および遂行を制御すべく信号が伝送され、個々の多数 の段階における第三ぼ指グリップ(53)の操作により前記数の段階に対応する 瞬間に選定された歯車に対する上方への歯車変換がもたらされ、また個々の多数 の段階における第四ぼ指グリップ(54)の操作により前記数の段階に対応する 瞬間に選定された歯車に対する下方への歯車変換がもたらされることとを特徴と する方法。 16.請求項15に記載の方法において、運転者による第一または第二ぼ指(そ れぞれ51または52)の解放と同時に制御ユニット(7)に組み込まれた巡行 制御機能が作動され、それにより、望ましくは通常のブレーキ、クラッチまたは 加速装置のペダルの操作により、運転者が巡行制御機能を解除する時期まで車両 の瞬間速度を維持すべく、機関絞り弁(16)を制御するサーボ装置(8)が制 御ユニット(7)により作動されることを特徴とする方法。 17.請求項15または請求項16に記載の方法において、限界値を更に上回る 第二ぼ指グリップ(52)への圧力の付加と同時に、車両制動システムを制御す るサーボ装置(10)も作動され、結果として生ずる制動力は、付加された圧力 がそれにより前記限界値を超える程度に対応することを特徴とする方法。 18.請求項15、請求項16、請求項17のうちのいずれか一項に記載の方法 において、制御装置(13)上の、第一、第二、第三および第四ぼ指グリップ( 51−54)、制御ユニット(7)によるサーボ装置(8)の作動を開始する信 号、とは別の第五ぼ指グリップ(55)の操作により、指定された、運転者が選 定できる車両速度制御設定点に従い機関絞り弁(16)が制御されることを特徴 とする方法。 19.請求項18に記載の方法において、第五ぼ指グリップ(55)の1回の押 下げにより第一巡行制御設定点が所望制御出力として指定されることおよび第五 ぼ指グリップ(55)の2回の押下げにより第二巡行制御設定点が所望制御出力 として指定されること、などを特徴とする方法。 20.請求項15から請求項19までのいずれか一項に記載の方法において、制 御装置(13)によりもたらされる制御機能が、かじ取装置(11)の中立(直 立)位置から90ないし180°の間のセクタ内の限界位置を超える前記かじ取 装置の回転を伴うかじ取運動により自動的に無力化されることを特徴とする方法 。 21.請求項20に記載の方法において、制御器(13)によりもたらされる制 御機能を、運転者が手動で無力化させ得ることを特徴とする方法。
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