JPH10138940A - 車両のかじ取り角の制御装置 - Google Patents

車両のかじ取り角の制御装置

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JPH10138940A
JPH10138940A JP9339243A JP33924397A JPH10138940A JP H10138940 A JPH10138940 A JP H10138940A JP 9339243 A JP9339243 A JP 9339243A JP 33924397 A JP33924397 A JP 33924397A JP H10138940 A JPH10138940 A JP H10138940A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steering
steering angle
vehicle
speed
reduction ratio
Prior art date
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Pending
Application number
JP9339243A
Other languages
English (en)
Inventor
Michael Boehringer
ミヒヤエル・ベーリンゲン
Lutz Eckstein
ルツツ・エツクシユタイン
Werner Dr Reichelt
ヴエルネル・ライヒエルト
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daimler Benz AG
Original Assignee
Daimler Benz AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Daimler Benz AG filed Critical Daimler Benz AG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/02Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to vehicle speed

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 走行運動において確実で人間工学的に有利な
車両のかじ取りを、特に従来のかじ取りハンドルの代り
に操縦杆状の操作素子によつても可能にする、かじ取り
角制御装置を提供する。 【構成】 操作素子の操作により操作素子操作量に関係
してかじ取り角を設定可能な車両のかじ取り角制御装置
において、かじ取り角の設定が操作素子操作量に関係し
て車両速度vに関係するかじ取り減速比LUで行われ、
このかじ取り減速比LUが下の速度範囲0〜vでは一
定であり、中間の速度範囲v〜vでは少なくとも一
次的に増大し、上の速度範囲v〜vmaxでは最大限
一次的に増大する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、操作素子を含み、この
操作素子の操作によりかじ取り角が、操作素子の偏位又
は操作素子へ及ぼされる力のような操作素子の操作量に
関係して設定可能である、車両のかじ取り角の制御装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】操作素子としてかじ取りハンドルを使用
するこのような従来の装置では、かじ取りハンドルの回
転運動を対応する車輪へ直接機械的に伝達することによ
つて、かじ取り角の設定が行われる。車輪のかじ取り運
動から機械的に切離されているかじ取りハンドル又は使
用者により異なるように操作可能な操作素子を設けるこ
とも既に公知であり、操作素子の操作によりかじ取り角
設定装盟が駆動されて、車輪の適当なかじ取り角設定を
行うことができる。手動操作可能な操作素子を持つこの
ような装置は、論文H.Bubb,″Arbeitsp
latz Fahrer−Eine ergonomi
sche Studie″,Automobil−In
dustrie3/83,Seite 265及び米国
特許第3,022,850号明細書に記載されている。
後者では、そこに使用されている操縦杆のかじ取り設定
に対応する偏位信号を速度に関係して増幅し、しかもな
るべく縦速度の2乗に反比例して増幅して、特定の操縦
杆偏位により車両縦速度に関係なくほぼ不変な横加速度
を生ずることが、提案されている。
【0003】論文P.Braenneby et a
l.,″Improved Active and P
assive Safety by Using Ac
tive Lateral Dynamic Cont
rol and an Unconventional
Steering Unit″,13th Inte
rnational Technical Confe
rence on Experimental Saf
ety Vehicles,Proceeding V
ol。1,4〜7。11.1991,Page 224
から公知のかじ取り角設定装置では、かじ取り角の非線
形特性曲線が操作素子偏位に関係して規定されて、大き
いかじ取り角変化の設定が小さいかじ取り角変化の設定
より高い感度で行われ、即ち操作素子の与えられた偏位
変化が、小さいかじ取り角の範囲では、大きいかじ取り
角の範囲におけるより小さいかじ取り角変化を生ずる。
同時にかじ取り角設定の感度が、車両速度に関係して、
高い車両縦速度では増大するように、可変に選ばれる。
【0004】ドイツ連邦共和国特許出願公開第4403
379号明細書に記載されているかじ取り装置では、従
来のかじ取りハンドルの操作により、かじ取りハンドル
角に対して累増的に増大する関係に従つてかじ取り角の
設定が行われる。車両速度の増大と共に、車輪のかじ取
り角の一層ゆるやかになる特性曲線がかじ取りハンドル
の関数として選ばれるので、かじ取りの感度は一層小さ
くなる。
【0005】未公開のドイツ連邦共和国特許第1954
8713号明細書には、最初にあげた種類のかじ取り角
制御装置が記載されており、かじ取り角の設定は、操作
素子の操作量に関係して、摩擦係数の低下及び/又は車
両縦速度の増大と共に小さくなる感度で行われる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】走行運動において確実
で人間工学的に有利な車両のかじ取りを、特に従来のか
じ取りハンドルの代りに操縦杆状の操作素子によつても
可能にする、最初にあげた種類のかじ取り角制御装置を
提供することが、技術的問題として本発明の基礎になつ
ている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、請求項1の特
徴を持つ装置によつてこの問題を解決する。即ちこの装
置では、かじ取り角設定が、操作素子の操作量に関係し
て、車両速度に関係するかじ取り減速比で行われ、この
かじ取り減速比が下の速度範囲では一定であり、中間の
速度範囲では少なくとも一次的に増大し、上の速度範囲
では最大限一次的に増大する。ここでかじ取り減速比と
いう概念は、操作量の変化割合とかじ取り角の変化割合
との比を意味し、これはかじ取り角設定の感度の逆数に
相当する。かじ取り減速比は、中間の速度範囲では、一
次的より大きく累増的に増大し、上の速度範囲では一次
的より小さく累減的に増大するように推移するのがよ
い。
【0008】下の速度範囲におけるかじ取り減速比の一
定な推移により、これらの低い車両縦速度では、車輪の
全旋回角が、例えば駐車及び操車のため、及び問題にな
つている車両縦速度で物理的に最大に可能な横加速度を
利用するために、使用可能である。中間の速度範囲にお
けるかじ取り減速比の一次的又はそれより強い累増的推
移により、操作量の最大値に相当する車輪の最大に可能
な旋回角が、高くなる車両縦速度と共に漸次減少する。
このようにして、車両が特定の操作素子操作にあまり激
しく反応せず、それにより動的走行において制御可能な
状態に留まるようにすることができる。高い速度範囲で
は、かじ取り角における横滑り角の割合は、最小で走行
可能な曲腺路半径が増大するため、ますます大きくな
る。それによりそのつどの状況において最大横加速度で
曲線路を走行するのに必要なかじ取り角は、アンダステ
アの車両に対して、縦速度の増大と共に、車輪における
最大横力の確立を可能にする横滑り角の大きさの値の方
へ向かう。本発明により高くなる車両速度と共に一次的
に又は弱く累減的に増大するかじ取り減速比の推移が、
前述した挙動とよく関連していることは明らかである。
【0009】請求項2に従つて展開される装置では、か
じ取り減速比が車両縦速度の増大と共に、車輪における
最大の横力確立を可能にする横滑り角値に相当する最大
のかじ取り角値を持つ最大値へ収れんする。この手段に
より、アンダステアの車両のがじ取り角が、速度の増大
と共に、最大横力を可能にする横滑り角の値の方へ向か
つて、最大横加速度で曲腺路の通過を可能にするとい
う、上述した性質に装置が非常によく合わされる。
【0010】請求項3に従つて展開される装置では、か
じ取り角設定が、操作素子の操作量に対して二次的より
小さくかつ少なくとも一次的に増大する関係に従つて行
われる。操作素子の操作量に関係する設定すべきかじ取
り角の特性曲線のこの推移は、制御技術的かつ直観的な
走行動作へ有利に合わされる。
【0011】
【実施例】不発明の好ましい実施例が図面に示されてお
り、以下に説明される。
【0012】図1及び2は、自動車のかじ取り角を制御
するため適当に設計された装置の動作を示す種々の特性
曲線を示している。この制御装置の構造は従来の性質の
ものであり、従つて図示する必要がない。例えば最初に
あげた従来技術から公知の装置の構造を使用することが
でき、制御装置が図示した特性曲線に応じて設定指令を
それぞれのかじ取り角設定装置へ与えるように、それぞ
れ制御装置を設計するか又は変更しさえすればよい。装
置は、操作素子として、車輪のかじ取り運動からなるべ
く機械的に切離されたかじ取りハンドル又は操縦杆を含
むことができ、この操縦杆の偏位又はこの操縦杆へ及ば
される操作力が操作素子の操作量として用いられ、この
操作量の値が、図示した特性曲線から得られる関係に応
じて、設定すべきかじ取り角を決定する。
【0013】かじ取り角制御装置は、そのかじ取り減速
比LUが、図1に定性的に示されている特別な特性曲線
K1に従つて、車両縦速度vに関係するように、特有の
やり方で設計されている。かじ取り減速比LUは、操作
素子操作量の変化率と対応するかじ取り角の値の変化率
との比として、即ちかじ取り角設定の感度に対する逆の
量として定義されている。かじ取り減速比LUが更に操
作素子操作量自体に関係して変化できることは明らかで
ある。
【0014】図1からわかるように、速度値0と所定の
下の速度閾値vとの間にある下の速度範囲において、
かじ取り減速比LUは車両縦速度vに関係して所定の最
小値Lminに一定に留まる。この最小かじ取り減速比
minは、操作素子が操作素子操作量の最大として定
義される値で操作される時に、車輪の全旋回角が設定さ
れるように、選ばれている。従つてこの下の速度範囲0
〜vに対して駐車及び操車のため及び物理的に最大に
可能な横加速度を利用するために、車輪の全旋回角が使
用可能であるようにすることができる。
【0015】下の速度閾値vと所定の上の速度閾値v
との間にある中間の速度範囲において、かじ取り角制
御装置のかじ取り減速比LUは、特性曲線k1に従つて
累増的に、即ち少なくとも一次的になるべく一次的より
強く、車両縦速度vの増大と共に増大する。この手段に
より、この中間の速度範囲v〜vにおいて操作素子
の最大操作の際、車輪の物理的に最大に可能な旋回角の
速度に関係して速度の増大と共に減少する割合のみが、
それぞれ最大に得られるかじ取り角値として設定される
ようにすることができる。従つて車両が車両縦速度の増
大と共に特定の強さの操作素子操作に意に反して激しく
反応するのを防止される。それにより車両は、走行運動
に関して確実にかじ取り可能な状態を保ち、この速度範
囲においても運転者により横動特性をよく制御されるこ
とができる。
【0016】上の速度範囲vより上にあつて車両最大
速度vmaxまで延びる上の速度範囲において、かじ取
り減速比LUは特性曲線K1に従つて累減的に増大する
推移を持ち、即ちかじ取り減速比LUは車両縦速度の増
大と共に一次的より弱い程度で増大する。車両最大速度
maxに達すると、かじ取り減速比LUは、次の考察
により規定されている最大かじ取り減速比値Lmax
収れんする。この上の速度範囲v〜vmaxでは、そ
れぞれまだ走行可能な曲線路半径が車両縦速度vの増大
と共に増大するので、かじ取り角における横滑り角の割
合はますます大きくなる。これは次のことを意味する。
即ち最大横加速度で曲線路を走行するために必要なかじ
取り角は、アンダステアの車両に対しては、速度の増大
と共に、車輪における最大横力の確立を可能にする横滑
り角の大きさの値の方へほぼ向かう。この事実を、上の
速度範囲v〜vmaxにあるかじ取り減速比特性曲線
K1は、この特性曲線の累減的推移によつて、また最大
かじ取り減速比Lmaxに属する最大かじ取り角値が最
大の操作素子操作の際最大の車輪横力を可能にするこの
横滑り角の値をほぼとることによつて、考慮する。
【0017】制御技術的な直観的な運転者かじ取り挙動
を考慮する別の手段として、かじ取り角制御装置では、
設定すべきかじ取り角LWが、一次的に又は2より小さ
い累乗指数で弱く累増的に即ち二次的より弱く、操岸素
子操作量BGの値の増大と共に増大する。例として使用
可能な特性曲線が図2に定性的に示されている。
【0018】実線で示す第1の特性曲線L1によれば、
かじ取り角LWと操作素子操作量BGの値との一次的な
関係が選ばれている。この特性曲線L1は、速度に関係
する上述のかじ取り減速比LUに基いて、それぞれ特定
の速度値に対してのみ当てはまる。図2に示す速度矢印
は、特定の速度値に対して当てはまるかじ取り角待
性曲線が車両縦速度vと共にどのように変化するかを示
している。これから明らかなようにそれぞれのかじ取り
角特性曲線は、車両縦速度の増大と共に、増大するかじ
取り減速比に従つて一層ゆるやかに推移する。例として
図2には、前述した一次的持性曲線L1から始まつてこ
れより高い速度値に属する一次的特性曲線L1′が示さ
れている。同じように別の可能な例として、1より大き
く2より小さい指数で弱く累増的に増大するかじ取り角
持性曲線L2が図2に破線で示され、第1の一次的特性
曲線L1と同じ速度値に相当している。一次的待性曲線
L1′の一層高い速度値においてこの弱く累増的に増大
する特性曲線L2に属しかつ一層弱く増大する特性曲線
L2′も、同様に図2に破線で示されている。
【0019】かじ取り角LWと操作素子操作量BGとの
一次的又は一次的より僅か強い関係は、主として制御及
び調整の課題を片付ける際制御及び調整装置の操作者が
使用する一次的モデルに有利に対応している。
【0020】かじ取り角制御装門は更に従来の従つて図
示しない安定化装置を持つているのがよく、この安定化
装置は走行運動の限界範囲において安定化を行う車両ト
ルクを発生することができる。これは次のことを考慮す
る。即ち速度に関係する上述した可変かじ取り減速比
が、走行運動限界範囲において行程による目標値規定の
際、制限された車輪旋回角に基いて現在最大に設定可能
な車輪旋回角がいずれにせよ安定化のためにのみには充
分でないようにする。例えば車両後部が今にもコースか
ら逸脱しそうな場合、安定化装置により車両垂直軸線の
周りに安定化トルクを確立され、固定的なかじ取り減速
比を持つ従来のかじ取り角制御装置とは異なり本発明に
よる装置では、最大に設定可能なかじ取り角が速度の増
大と共にますます小さくさるという効果を、この安定化
トルクが補償することができる。可能な安定化装置とし
て、個々の車輪における制動介入を伴う安定化トルクを
確立するような装置、例えばESP(電子安定化制御)
装置として知られている装置を用いることができる。
【0021】このような安定化装置の代りに又はこれに
加えて、操作素子操作量の値範囲を車両縦速度の増大と
共に増大させることも考えられるので、それぞれの車両
縦速度に関係なく常にほぼ物理的に最大に可能なかじ取
り角を設定することができる。これは、例えば操作素子
へ及ぼされる力が設定すべきかじ取り角を決定する操作
量として用いられるような等長操作素子の場合に、速度
に関係して一層大きい最大操作力を許容することによつ
て行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】自動車用の適当な操作素子を持つかじ取り角制
御装置の車両縦速度に関係するかじ取り減速比の特性曲
線の推移を示す図である。
【図2】図1による装置の操作素子操作量に関係する設
定すべきかじ取り角の可能な種々の特性曲線を示す図で
ある。
【符号の説明】
LU かじ取り減速比 v 車両縦速度 LW かじ取り角 BG 操作素子操作量 K1,L1,L1′,L2,L2′ 特性曲線
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成9年12月22日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0020
【補正方法】変更
【補正内容】
【0020】かじ取り角制御装置は更に従来の従つて図
示しない安定化装置を持つているのがよく、この安定化
装置は走行運動の限界範囲において安定化を行う車両
ーメントを発生することができる。これは次のことを考
慮する。即ち速度に関係する上述した可変かじ取り減速
比が、走行運動限界範囲において行程による目標値規定
の際、制限された車輪旋回角に基いて現在最大に設定可
能な車輪旋回角がいずれにせよ安定化のためにのみには
充分でないようにす。例えば車両後部が今にもコースか
ら逸脱しそうな場合、安定化装置により車両垂直軸線の
周りに安定化モーメントを確立され、固定的なかじ取り
減速比を持つ従来のかじ取り角制御装置とは異なり本発
明による装置では、最大に設定可能なかじ取り角が速度
の増大と共にますます小さくされるという効果を、この
安定化モーメントが補償することができる。可能な安定
化装置として、個々の車輪における制動介入を伴う安定
モーメントを確立するような装置、例えばESP(電
子安定化制御)装置として知られている装置を用いるこ
とができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ルツツ・エツクシユタイン ドイツ連邦共和国シユトウツトガルト・ヴ イースバーデネル・シユトラーセ33 (72)発明者 ヴエルネル・ライヒエルト ドイツ運邦共和国エスリンゲン・シユタイ ンハルデ30

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両のかじ取り角の制御装置が操作素子
    を持ち、この操作素子の操作によりかじ取り角(LW)
    が、操作素子の操作量(BG)に関係して設定可能であ
    るものにおいて、かじ取り角の設定が、操作素子の操作
    量(BG)に関係して、車両速度に関係するかじ取り減
    速比(LU)で行われ、このかじ取り減速比(LU)
    が、下の速度範囲(0−v)では一定であり、中間の
    速度範囲(v−v)では少なくとも一次的に増大
    し、上の速度範囲(v−vmax)では最大限一次的
    に増大することを特徴とする、車両のかじ取り角の制御
    装置
  2. 【請求項2】 かじ取り減速比(LU)が、車両縦速度
    (v)の増大と共に、車輪における最大の横力確立を可
    能にする横滑り角値に相当する最大のかじ取り角値を持
    つ最大値(Lmax)へ収れんすることを特徴とする、
    請求項1に記載の装置。
  3. 【請求項3】 かじ取り角設定が、操作素子の操作量
    (BG)に対して二次的より小さくかつ少なくとも一次
    的に増大する関係に従つて行われることを特徴とする、
    請求項1又は2に記載の装置。
JP9339243A 1996-11-06 1997-11-05 車両のかじ取り角の制御装置 Pending JPH10138940A (ja)

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GB (1) GB2319007B (ja)
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