JP2000510627A - 少なくとも１つの操作レバーを介して制御可能な少なくとも１つの部分を有する自動車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 制御可能な部分としてとくに車両のかじ取り可能な車輪が取扱われる、いわゆるサイドスティックの形の少なくとも１つの操作レバーを介して制御可能な少なくとも１つの部分を有する自動車に対して、操作装置が提案され、この操作装置を介して操作レバーは、制御可能な部分のそれぞれの位置に帰還連結されて調節される。

Description

【発明の詳細な説明】 少なくとも１つの操作レバーを介して制御可能な少なくとも１つの部分を有する 自動車 現代の構造様式の自動車は、操作要素として通常かじ取りハンドル車及び種々 のペダルを有し、とくにブレーキ及びアクセルペダルを有する。これらの操作要 素は、これらを介して制御される部分とのその連結によって、それぞれの部分の 操作位置又は車両の走行状態に関する帰還通知を与えることにも適している。と りわけこのことは、かじ取りに対して不活性状態を与えず、かつかじ取りハンド ル車と車輪位置との間に直接の感知可能な相互関係が存在するので、かじ取りハ ンドル車に当てはまる。 しかしながらまさしくかじ取りハンドル車は、車両において、とくに乗用車に おいて、そのかなりの空間需要のためだけでなく、操作者としての運転者の前の その取扱いによって生じる所定の位置決めのためにも、しばしば邪魔な要素でも ある。 それ故に擬似的に航空機構成に類似して、いわゆるサイドスティックの形の操 作レバーを介して自動車のためにも舵取りを実現するという試みが不足している わけではない。その点において操作状態は、決して直接比較できず、しかも空間 的にも操作に関する飛行装置においてずっと高度な計器の配向のためにも比較す ることはできない。加えて自動車におけるかじ取りハンドル車は、しばしば十分 に手のための支持する置き場、下車補助等としても利用され、このことは、操作 レバーを介した部分の操作に関連して同様に、車輪とかじ取りハンドル車の機械 的な結合の際に存在するようなそれぞれの位置の直接の対応を結果として生じ、 したがって操作レバーの位置から制御すべき部分の位置への逆推論を可能にする 操作レバーと制御すべき部分との間の強制的な連結が存在しないとき、とくに困 難を引起こす。 本発明は、自動車のための、とくに制御すべき部分と操作レバーのこのような 強制的な連結が、したがって例えばいわゆるステアバイワイヤかじ取りの場合の ように機械的又は液圧的な方法で位置の対応が存在しない自動車のかじ取りされ る車輪のための、したがって操作要素、したがって操作レバー又はかじ取りハン ドル車と相応するかじ取りすべき車輪との間に電気的な方法で制御命令が伝達さ れるかじ取りのための操作レバー操作に関する。操作レバーがその運動について 擬似的にそれぞれ制御すべき部分に無関係である操作レバー操作に関して、本発 明の課題は、それぞれ制御可能な又は調節すべき部分の位置に対して操作レバー の位置が対応し、しかも本来の操作機能によって何もすることがない操作レバー に場合によっては及ぼされる力にもかかわらず対応する帰還連結を保証すること にある。 このことは、特許請求の範囲第１項の特徴によって達成され、ここでは制御命 令が、操作レバーの所属のセンサ解析を介して検出され、このセンサ解析は、操 作及び／又は配置に関して、制御のためにセンサ解析に及ぼされる力を意図的に 見積もらなければならないように、かついずれにせよ通常の場合、支持のためで あれ又はその他の目的のためであれ別の理由により操作レバーに及ぼされる力に よって引起こされることがあるように、構成されかつ／又は形成されている。そ れに相応して操作レバーは、帰還連結の経路においてのみその基本位置からかつ それぞれ制御される部分の位置に整合して調節可能であり、その際、この調節を 引起こすサーボモータは、変速機を介して操作レバーに結合されており、この変 速機は、必要な細かい段階のかつ操作レバーの小さな操作経路を考慮して細かく 感応する調節も保証するだけでなく、モータの保持力に関連して帰還連結によら ずに引起こされる力の結果、操作レバーの運動を排除するために、十分に大きな 保持モーメントも保証する。そのために適したかつ本発明により使用すべき変速 機として、変速機、とくにハーモニックドライブ変速機が設けられており、この 変速機は、比較的小 さな駆動出力を有する通常市販の小さな構成のかつ高速回転する電動機によって 駆動する際、相応して大きな変速比を可能にし、かつこれに関連して逆方向にも 相応して大きな保持モーメントを可能にする。 加えてこの構成の操作ユニットは、自動車における狭い場所状態において重要 な意味を有するように、きわめてわずかな空間需要の点で傑出しており、かつこ れは、目的に合うように、組立ユニットをも形成しており、ここでは調節可能な 部分に所属の位置信号発生器への帰還連結においてサーボモータを制御する制御 装置、及び場合によっては追加的なブレーキを、同軸的に配置することができる 。 このような操作ユニットは、総合構成に対して、高度な操作安全性を保証しか つ達成された小さな構造容積のために場合によっては冗長に使用することもでき る通常市販の要素に頼ることができるだけになおさらのこと、自動車におけるす でに述べたいわゆるステアバイワイヤかじ取りにおいてとくに有利である。 次に本発明を実施例により詳細に説明する。 ここでは： 図１は、操作装置を有するサイドスティックの形の操作レバーの概略的な総合 表示を示し、かつ 図２は、操作装置に使用されかつ出力側においてサイドスティックにまとめら れる変速機を示している。 図１による概略的な総合表示において、全体的に１で示した操作装置が示され ており、この操作装置を介して、ここには図示しない調節可能な部分、例えば自 動車のかじ取り可能な車軸の車輪に帰還連結されたサイドスティックの形の操作 レバー２は、これらの車輪の調節位置に相応して、かじ取り可能な車輪において 直線走行に相当する基本又は通常位置から調節されるので、それぞれの操作者は 、サイドスティック２の位置を介して擬似的に車輪の調節位置を、したがって車 輪旋回角を把握すことができる。調節可能な部分としてかじ取り可能な車輪の場 合にそれ ぞれ調節すべき部分のための制御命令は、したがってそれぞれのかじ取り旋回角 のための制御命令は、その際、なるべく操作レバー側において力に依存しかつセ ンサによって検出されて、操作レバー２に設けられた制御摺動体３を介して与え られ、かつそれ以上図示しない様式で、かじ取り命令として車輪に所属の操作装 置に供給され、この操作装置を介して車輪は、相応して駆動される。それぞれの 旋回角は、再び検出され、かつ相応する信号が目標値発生器に供給され、この目 標値発生器は、ここでは４で示されており、かつこの目標値発生器は、増分発生 器として、又はなるべくレゾルバとして形成されている。制御手段としてこの目 標値発生器４を介して、サーボモータ５が制御され、それにより変速機６を介し て、サイドスティックとして形成された操作レバー２は、これに帰還連結された それぞれの車輪の調節位置に相応して調節される。 小さな構成の操作装置にするために、サーボモータ５として、なるべく電動機 が利用され、この電動機は、比較的高速回転し、これは、ここではとくに１５０ ０ｒ／ｍより上の範囲における回転速度という意味である。 高いモータ回転速度に相応して、変速機６は、大きな減速比を持たなければな らず、これは、ここでは少なくとも５０：１の減速比という意味である。変速機 の出力軸を介して操作レバー２が調節され、その際、変速機の出力軸は、同時に 操作レバー２の支持軸を形成することができる。 とくに自動車における用途において操作レバー２に力が及ぼされ、又は及ぼさ れることがあり、これらの力は、制御命令のトリガのためには使われないので、 かつこのような力を介して、それぞれ調節すべき部分、したがって例えば車輪へ の帰還連結を介して調節される操作レバーの位置が変わることがないようにする ために、変速機６及びモータ５の保持力を介して、比較的大きな保持モーメント を加えなければならない。これは、変速機６及びサーボモータ５の相応する構成 及び選択の際に、広 い限界内において可能である。例えば自動車における緊急ブレーキの場合におけ る操作レバー２への意図しない支持によるそれを越える極端な負荷を防止できる ようにするために、本発明の枠内において追加的にブレーキ７が設けられており 、このブレーキは、直接又は変速機被駆動軸を介して操作レバー２と共同動作す る。その際、定置のブレーキ７は、操作レバー２に関して変速機６に対向して配 置することができるが、又はこのことは図示しないが、変速機６とサーボモータ ５との間に組込まれていてもよい。 本発明による操作装置において、目標値発生器４、サーボモータ５、変速機６ 、操作レバー２及びブレーキ７は、同軸的に配置されており、かつ小さな構成の ユニットを形成しており、このユニットは、かなりの程度まで通常市販の構成要 素から構成することができる。その際、操作レバー２に所属の操作装置１の要素 の小さな構造大きさは、もっとも簡単な形において操作レバー２に対して鏡像的 な配置によりこれを場合によっては冗長に配置することも可能にするので、きわ めて高い安全度を達成することができ、その際、前記の冗長度は、冗長な操作レ バー２に所属の操作要素を、通常一緒に動作し、かつ一方のユニットの故障の際 に他方のユニットが相応して減少した能力で緊急機能を受持つように構成すると いう趣旨でも利用することができる。 とくに小さな構成のかつきわめて大きな減速比を可能にしかつそれにより本発 明による使用目的にとくに適した変速機６として、とくにハーモニックドライブ 変速機が考慮されるが、サイクロ変速機も使用可能である。 図２は、ハーモニックドライブ変速機の横断面をきわめて概略的に示しており 、その際、再び全体として６で示されたこの変速機は、入力軸８を有し、この入 力軸を介してだ円偏心ディスク９が駆動される。これに、軸受１０を介して外歯 を有する弾性的なブシュ１１が、回転可能に支持されており、その際、支持は、 だ円長軸の範囲において行なわれ、 かつその際、このだ円長軸は、外歯を有する弾性的なブシュ１１が、それぞれの 支持範囲において内歯車１２、１３の内側歯部に噛み合うように決められている 。その際、外歯を有する弾性的なブシュ１１の歯数は、内歯車１２、１３の歯数 より少ない。弾性ブシュ１１のｎの歯数の際、内歯車１２、１３は、ｎ＋２の歯 を有する。内歯車のうち内歯車１２は、ハウジングに固定されており、したがっ て回転不可能であるが、一方被駆動側においてこれに並べられた内歯車１３は、 ハウジング内に回転可能に支持されており、かつ被駆動軸に結合されている。被 駆動軸は１４で示されている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．制御命令が、操作レバー側において力に依存しかつセンサによって検出さ れて入力可能であり、かつ操作レバー（２）が、制御命令を介して取扱われかつ 制御命令に相応して調節可能な部分に帰還連結されて、制御手段（目標値発生器 ４）を介して制御されて、部分の調節位置に相応して制御手段を介して制御され れるサーボモータ（５）が調節変速機（６）を介して操作レバー（２）を駆動す ることによって、この部分のそれぞれの調節位置に対応する位置に調節可能であ り、この調節変速機が、とくにハーモニックドライブ変速機の形の大きな変速比 を有する遊星状の変速機として形成されている、いわゆるサイドスティックの形 の少なくとも１つの操作レバー（２）を介して制御可能な少なくとも１つの部分 を有する自動車。 ２．調節可能な部分の調節に相応してサーボモータ（５）を制御するために設 けられた制御手段が、目標値発生器（４）によって形成されていることを特徴と する、請求項１に記載の自動車。 ３．目標値発生器（４）が、増分発生器として形成されていることを特徴とす る、請求項２に記載の自動車。 ４．目標値発生器（４）が、レゾルバとして形成されていることを特徴とする 、請求項２に記載の自動車。 ５．変速機（６）、サーボモーが（５）及び目標値発生器（４）が、同軸的に 配置されていることを特徴とする、前記請求項の１つに記載の自動車。 ６．入力側においてサーボモータ（５）に結合された変速機（６）が、出力側 において操作レバー（２）に結合されていることを特徴とする、請求項５に記載 の自動車。 ７．操作レバー（２）が、変速機（６）の出力軸上に配置されていることを特 徴とする、請求項６に記載の自動車。 ８．変速機（６）に対して同軸的にブレーキ（７）が配置されていることを特 徴とする、前記請求項の１つに記載の自動車。 ９．ブレーキ（７）が、変速機とサーボモータとの間に配置されていることを 特徴とする、請求項８に記載の自動車。 １０．ブレーキ（７）が、変速機（６）に対向する操作レバー（２）の側に配 置されていることを特徴とする、請求項８に記載の自動車。 １１．変速機（６）が、周知のように入力軸（８）に結合されただ円偏心ディ スク（９）、ここにおいて偏心ディスク（９）の長軸の範囲に軸受（１０）を介 して回転可能に支持された弾性的な外側に歯部を有するブシュ(１１)、及び内側 に歯部を有する内歯車（１２，１３）を有し、これらの内歯車のうち一方がハウ ジングに固定されており、かつこれらの内歯車のうち他方が駆動装置を形成して いることを特徴とする、前記請求項の１つに記載の自動車。 １２．制御可能な部分として、自動車の少なくとも１つの車軸のかじ取り可能 な車輪が設けられていることを特徴とする、前記請求項の１つに記載の自動車。