JPH09193821A - 車両の操舵角制御用の操作要素装置 - Google Patents
車両の操舵角制御用の操作要素装置Info
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- JPH09193821A JPH09193821A JP8356421A JP35642196A JPH09193821A JP H09193821 A JPH09193821 A JP H09193821A JP 8356421 A JP8356421 A JP 8356421A JP 35642196 A JP35642196 A JP 35642196A JP H09193821 A JPH09193821 A JP H09193821A
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- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
- B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G05B19/02—Program-control systems electric
- G05B19/04—Program control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
- G05B19/10—Program control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using selector switches
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 機械的に車輪の操舵運動から切り離された車
輪の操舵角調整のための操作装置は、操作要素に対する
車輪の操舵運動の作用力反動が欠ける。 【解決手段】 このような装置のために、操作要素作動
力に対抗して作用する作用力を操作要素に及ぼすような
作用力機構が提案され、この作用力は操舵角の増大と、
車両の縦方向および／または横方向運動と共に増加す
る。
輪の操舵角調整のための操作装置は、操作要素に対する
車輪の操舵運動の作用力反動が欠ける。 【解決手段】 このような装置のために、操作要素作動
力に対抗して作用する作用力を操作要素に及ぼすような
作用力機構が提案され、この作用力は操舵角の増大と、
車両の縦方向および／または横方向運動と共に増加す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の上位概
念に基づく車両の操舵角制御用の操作要素装置に関す
る。
念に基づく車両の操舵角制御用の操作要素装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】操舵角制御用の従来のステアリングホイ
ール装置では、操舵角調整はステアリング回転運動を関
連の車輪上に直接伝達することによって行われる。ステ
アリングホイールの代わりに、機械的に車輪の操舵運動
から切り離されまたその代わりに操作要素の作動によっ
て操舵角調整ユニットが制御可能で、使用者が操作可能
な操作要素を設ける方法が公知であり、操舵角調整ユニ
ットの側では対応する車輪の操舵角調整が行われる。手
動操作可能な操作要素を有するこのような装置は、Ｈ．
バブの論文、運転者の作業場所 −人間工学的研究、自
動車産業３／８５、２６５ページと、米国特許明細書第
３，０２２，８５０号と、Ｐ．ブレネビー等の会議報
告、アクティブ・ラテラル・ダイナミック・コントロー
ルおよび従来にないステアリング・ユニットを用いたア
クティブおよびパッシブ安全向上、安全試験車両に関す
る第１３回国際技術会議、議事録第１巻、１９９１年１
１月４日−７日と、に記述されている。
ール装置では、操舵角調整はステアリング回転運動を関
連の車輪上に直接伝達することによって行われる。ステ
アリングホイールの代わりに、機械的に車輪の操舵運動
から切り離されまたその代わりに操作要素の作動によっ
て操舵角調整ユニットが制御可能で、使用者が操作可能
な操作要素を設ける方法が公知であり、操舵角調整ユニ
ットの側では対応する車輪の操舵角調整が行われる。手
動操作可能な操作要素を有するこのような装置は、Ｈ．
バブの論文、運転者の作業場所 −人間工学的研究、自
動車産業３／８５、２６５ページと、米国特許明細書第
３，０２２，８５０号と、Ｐ．ブレネビー等の会議報
告、アクティブ・ラテラル・ダイナミック・コントロー
ルおよび従来にないステアリング・ユニットを用いたア
クティブおよびパッシブ安全向上、安全試験車両に関す
る第１３回国際技術会議、議事録第１巻、１９９１年１
１月４日−７日と、に記述されている。
【０００３】操作要素を所属の車輪の操舵運動から機械
的に切り離すことによって、当然、このような装置で
は、従来のステアリングホイール装置で一般の、操作要
素に対する車輪の操舵運動の作用力反動が欠けてしま
う。上述の米国特許明細書第３，０２２，８５０号で
は、比較的重い上部閉鎖ヘッドを有する操縦桿の形態で
操作要素を形成する代替的提案が行われ、その慣性力は
使用者が操縦桿に及ぼす操作力と反対方向であり、また
これによって大きくなるステアリング切れ角に対抗して
作用する。これによって操作者は、その都度要求される
ステアリング切れ角の強さに関してある程度の作用力応
答を受けるはずであり、また操舵はこの方法によって横
すべりの危険の際に若干安定化されるはずである。
的に切り離すことによって、当然、このような装置で
は、従来のステアリングホイール装置で一般の、操作要
素に対する車輪の操舵運動の作用力反動が欠けてしま
う。上述の米国特許明細書第３，０２２，８５０号で
は、比較的重い上部閉鎖ヘッドを有する操縦桿の形態で
操作要素を形成する代替的提案が行われ、その慣性力は
使用者が操縦桿に及ぼす操作力と反対方向であり、また
これによって大きくなるステアリング切れ角に対抗して
作用する。これによって操作者は、その都度要求される
ステアリング切れ角の強さに関してある程度の作用力応
答を受けるはずであり、また操舵はこの方法によって横
すべりの危険の際に若干安定化されるはずである。
【０００４】上述の会議報告でＰ．ブレネビー等は、操
作要素作動のために克服される作用力を操作要素に及ぼ
すように操作要素装置を設計することを提案し、この作
用力は操舵角の増大と共に好ましくは非直線的に、例え
ば区分直線的に遅れて上昇し、この場合操舵角調整の感
度は同時に車速に基づき縦方向車速の上昇と共に増すよ
うに選択される。
作要素作動のために克服される作用力を操作要素に及ぼ
すように操作要素装置を設計することを提案し、この作
用力は操舵角の増大と共に好ましくは非直線的に、例え
ば区分直線的に遅れて上昇し、この場合操舵角調整の感
度は同時に車速に基づき縦方向車速の上昇と共に増すよ
うに選択される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の技術的課題
は、使用者が操舵角に関連した走行状態の直感的把握の
ために可能な限り情報の豊富な操作要素に対する作用力
応答を獲得するような冒頭に述べた種類の操作要素装置
を提供することである。
は、使用者が操舵角に関連した走行状態の直感的把握の
ために可能な限り情報の豊富な操作要素に対する作用力
応答を獲得するような冒頭に述べた種類の操作要素装置
を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題は、請求項１の
特徴を有する操作要素装置によって解決される。この装
置は、アクティブ作用力を従来の種類の操作要素に及ぼ
すための構造を有することが可能な作用力機構を含み、
この場合その機構は、操作要素作動力に対抗して作用し
て操作要素に及ぼされる作用力が、操舵角の値の増加の
みならず、車両縦方向および／または横方向運動と共に
増加するようにそれ以降設計されている。この場合作用
力は最大力によって上方限界を設けることができる。必
要ならば、操作要素行程は類似して適切な大きさの作用
力によって限界を設けることができる。操舵角の値に基
づく作用力成分と、車両の縦方向および／または横方向
運動に基づく作用力成分を関連させることは、例えば加
法または乗法によって種々の方法で行うことができる。
このようにアクティブに操作要素に及ぼされる作用力
は、車輪の操舵運動から機械的に切り離した操作要素に
ついて、従来のステアリングホイール装置に一般の操舵
安定性を実際に近い方法でシミュレーションする。
特徴を有する操作要素装置によって解決される。この装
置は、アクティブ作用力を従来の種類の操作要素に及ぼ
すための構造を有することが可能な作用力機構を含み、
この場合その機構は、操作要素作動力に対抗して作用し
て操作要素に及ぼされる作用力が、操舵角の値の増加の
みならず、車両縦方向および／または横方向運動と共に
増加するようにそれ以降設計されている。この場合作用
力は最大力によって上方限界を設けることができる。必
要ならば、操作要素行程は類似して適切な大きさの作用
力によって限界を設けることができる。操舵角の値に基
づく作用力成分と、車両の縦方向および／または横方向
運動に基づく作用力成分を関連させることは、例えば加
法または乗法によって種々の方法で行うことができる。
このようにアクティブに操作要素に及ぼされる作用力
は、車輪の操舵運動から機械的に切り離した操作要素に
ついて、従来のステアリングホイール装置に一般の操舵
安定性を実際に近い方法でシミュレーションする。
【０００７】請求項２に基づく本発明の発展形態では、
縦方向車速に基づく作用力成分はある最低速度を越えた
場合に初めて、速度上昇と共に直線的に増加する。
縦方向車速に基づく作用力成分はある最低速度を越えた
場合に初めて、速度上昇と共に直線的に増加する。
【０００８】請求項３に基づく本発明の発展形態では、
操舵角の値に基づく作用力成分は車速に基づき、２つの
直線の特性曲線部分を結合する屈曲点でこの作用力成分
の値が縦方向速度の増加と共に下降するように選択さ
れ、これによってこの作用力成分の変化速度は、縦方向
車速の上昇と共により小さな操舵角の値の範囲では小さ
くなり、また大きな操舵角の値の範囲では上昇する。必
要ならば、作用力成分の特性曲線は複数のこのような屈
曲点を含むことができ、したがって異なった勾配の２つ
以上の直線部分から構成することができる。
操舵角の値に基づく作用力成分は車速に基づき、２つの
直線の特性曲線部分を結合する屈曲点でこの作用力成分
の値が縦方向速度の増加と共に下降するように選択さ
れ、これによってこの作用力成分の変化速度は、縦方向
車速の上昇と共により小さな操舵角の値の範囲では小さ
くなり、また大きな操舵角の値の範囲では上昇する。必
要ならば、作用力成分の特性曲線は複数のこのような屈
曲点を含むことができ、したがって異なった勾配の２つ
以上の直線部分から構成することができる。
【０００９】請求項４に基づく発展形態では、車両が走
行力学的限界に達したことについて使用者は、操作要素
を介して把握可能な直感的応答を利用することができ
る。この場合には、操作要素に対する作用力は振動力成
分を含み、また引き続く直感的走行力学情報のために、
走行状態がさらに危険になるにつれその振動周波数は低
下し、および／またはその振動振幅は増加する。
行力学的限界に達したことについて使用者は、操作要素
を介して把握可能な直感的応答を利用することができ
る。この場合には、操作要素に対する作用力は振動力成
分を含み、また引き続く直感的走行力学情報のために、
走行状態がさらに危険になるにつれその振動周波数は低
下し、および／またはその振動振幅は増加する。
【００１０】請求項５に基づく本発明の発展形態による
車両運転場所の片側に配設された横方向に手動操作可能
な操作要素では、操作要素に対する作用力を非対称的
に、すなわち縦方向車速が同一の場合および操舵角が同
一の場合に、車両運転場所方向への作用力がその反対方
向への作用力よりも大きく設計することが好適である。
このことは、車両運転場所にいる使用者が車両運転場所
から遠い方向への操作要素の作動を、ほぼ親指を押すこ
とによってのみ行えることを意味し、一方使用者は車両
運転場所方向への操作要素の作動のために操作要素を握
る手の残りの４本の指すべてを利用できる。
車両運転場所の片側に配設された横方向に手動操作可能
な操作要素では、操作要素に対する作用力を非対称的
に、すなわち縦方向車速が同一の場合および操舵角が同
一の場合に、車両運転場所方向への作用力がその反対方
向への作用力よりも大きく設計することが好適である。
このことは、車両運転場所にいる使用者が車両運転場所
から遠い方向への操作要素の作動を、ほぼ親指を押すこ
とによってのみ行えることを意味し、一方使用者は車両
運転場所方向への操作要素の作動のために操作要素を握
る手の残りの４本の指すべてを利用できる。
【００１１】
【実施例】図面を参考にして本発明の好適な実施形態を
以下に説明する。
以下に説明する。
【００１２】図示した作用力特性曲線は、例えば車両の
操舵角を制御するための操作要素装置の手動操作可能な
操縦桿として形成される操作要素に対して、手動操作可
能な作用力機構によって及ぼされ、操作要素から機械的
に切り離された車輪の操舵角を調整するために、前記操
作要素の作動によって操舵角調整ユニットが制御可能で
ある。車輪の操舵運動を生じる操舵角調整ユニットから
操作要素を機械的に切り離して操舵角を制御するための
この種の操作要素装置は、またその都度の走行状態に典
型的で使用者が操作要素作動の際に直感的に感じ得る応
答を操作要素に対する対応作用力の形態で発生するよう
な作用力機構を有するこのような操作要素装置は、その
構造において従来技術の構造と同じである。したがって
このような構造についてはここで詳述する必要はなく、
むしろ例えば冒頭に述べたこの種の操作要素装置を示唆
することができる。本発明の操作要素装置の本質的新奇
性は、操舵角の値と縦方向車速とに基づいてその都度操
作要素に及ぼされる作用力の強さに関する本発明の設計
にある。これについては以下に詳述する。
操舵角を制御するための操作要素装置の手動操作可能な
操縦桿として形成される操作要素に対して、手動操作可
能な作用力機構によって及ぼされ、操作要素から機械的
に切り離された車輪の操舵角を調整するために、前記操
作要素の作動によって操舵角調整ユニットが制御可能で
ある。車輪の操舵運動を生じる操舵角調整ユニットから
操作要素を機械的に切り離して操舵角を制御するための
この種の操作要素装置は、またその都度の走行状態に典
型的で使用者が操作要素作動の際に直感的に感じ得る応
答を操作要素に対する対応作用力の形態で発生するよう
な作用力機構を有するこのような操作要素装置は、その
構造において従来技術の構造と同じである。したがって
このような構造についてはここで詳述する必要はなく、
むしろ例えば冒頭に述べたこの種の操作要素装置を示唆
することができる。本発明の操作要素装置の本質的新奇
性は、操舵角の値と縦方向車速とに基づいてその都度操
作要素に及ぼされる作用力の強さに関する本発明の設計
にある。これについては以下に詳述する。
【００１３】記述した実施例では、システムから操作要
素に及ぼされる作用力は、図１に示した、操舵角の値
（α）に基づく力成分（Ｆα）から、また図３に示した
縦方向車速（Ｖ）に基づく力乗法係数（ＦV ）から乗法
的に構成される。操舵角の値に基づく作用力成分（Ｆ
α）の推移については種々の代替法が考えられる。１つ
には、鎖線の特性曲線（１）から分かるように例えば０
°の操舵角の場合の値２０Ｎの最小作用力から、例えば
２０°の最大操舵角の値の場合の最大力の値例えば８０
Ｎまで直線的増加が可能である。従来のステアリングホ
イールで普通の作用力特性には、破線の特性曲線（３）
から分かるようにもちろん非直線的な特に凸の、最大に
達する推移が類似している。実線の特性曲線（２）はこ
の凸の特性曲線推移によく類似しており、この場合この
特性曲線（２）は屈曲点（Ｋ）で交差する２つの直線部
分（２ａ、２ｂ）からなる。この区分直線的特性曲線
（２）は比較的簡単な方法でパラメータ化可能であり、
したがって相対的に廉価な計算費用で処理できる。これ
によって、この特性曲線は操舵角の値に基づく作用力成
分（Ｆα）の好適な推移を示している。０°から屈曲点
の操舵角の値（αK ）の間のより小さな操舵角の値の直
線部分（２ｂ）における特性曲線の推移は、屈曲点の操
舵角の値（αK ）から最大操舵角の値の間のより大きな
操舵角の値の直線部分（２ａ）における特性曲線の推移
よりも平坦である。
素に及ぼされる作用力は、図１に示した、操舵角の値
（α）に基づく力成分（Ｆα）から、また図３に示した
縦方向車速（Ｖ）に基づく力乗法係数（ＦV ）から乗法
的に構成される。操舵角の値に基づく作用力成分（Ｆ
α）の推移については種々の代替法が考えられる。１つ
には、鎖線の特性曲線（１）から分かるように例えば０
°の操舵角の場合の値２０Ｎの最小作用力から、例えば
２０°の最大操舵角の値の場合の最大力の値例えば８０
Ｎまで直線的増加が可能である。従来のステアリングホ
イールで普通の作用力特性には、破線の特性曲線（３）
から分かるようにもちろん非直線的な特に凸の、最大に
達する推移が類似している。実線の特性曲線（２）はこ
の凸の特性曲線推移によく類似しており、この場合この
特性曲線（２）は屈曲点（Ｋ）で交差する２つの直線部
分（２ａ、２ｂ）からなる。この区分直線的特性曲線
（２）は比較的簡単な方法でパラメータ化可能であり、
したがって相対的に廉価な計算費用で処理できる。これ
によって、この特性曲線は操舵角の値に基づく作用力成
分（Ｆα）の好適な推移を示している。０°から屈曲点
の操舵角の値（αK ）の間のより小さな操舵角の値の直
線部分（２ｂ）における特性曲線の推移は、屈曲点の操
舵角の値（αK ）から最大操舵角の値の間のより大きな
操舵角の値の直線部分（２ａ）における特性曲線の推移
よりも平坦である。
【００１４】さらに好適なことは、図２に示されている
ように操舵角の値に基づく作用力成分（Ｆα）の強さ
（ＦK ）が屈曲点（Ｋ）において特性曲線（４）の縦方
向車速（Ｖ）に基づき可変選択されることによって、両
方の直線的特性曲線部分（２ａ、２ｂ）の勾配が車速に
依存して影響を受けることである。この特性曲線（４）
は、ゼロから最大速度（ＶM ）まで上昇する縦方向車速
（Ｖ）と共に、最大力の値（Ｆ1 ）から最小力の値（Ｆ
2 ）まで直線的に下降推移する。これによって、操舵角
の値に基づく作用力特性曲線（２）の屈曲点（Ｋ）は縦
方向車速（Ｖ）の上昇と共に横座標上に移動することに
なり、これによってより小さな操舵角の値の特性曲線部
分（２ｂ）はより平坦になり、またより大きな操舵角の
値の特性曲線部分（２ａ）はより急勾配になる。したが
って縦方向車速（Ｖ）の上昇と共に、操舵角の値に基づ
く作用力成分（Ｆα）の非直線性の程度は増し、すなわ
ち特性曲線は操舵角の値の増加と共に最初は非常に緩慢
に上昇し、またより大きな操舵角の値の範囲において初
めて急激に上昇する。
ように操舵角の値に基づく作用力成分（Ｆα）の強さ
（ＦK ）が屈曲点（Ｋ）において特性曲線（４）の縦方
向車速（Ｖ）に基づき可変選択されることによって、両
方の直線的特性曲線部分（２ａ、２ｂ）の勾配が車速に
依存して影響を受けることである。この特性曲線（４）
は、ゼロから最大速度（ＶM ）まで上昇する縦方向車速
（Ｖ）と共に、最大力の値（Ｆ1 ）から最小力の値（Ｆ
2 ）まで直線的に下降推移する。これによって、操舵角
の値に基づく作用力特性曲線（２）の屈曲点（Ｋ）は縦
方向車速（Ｖ）の上昇と共に横座標上に移動することに
なり、これによってより小さな操舵角の値の特性曲線部
分（２ｂ）はより平坦になり、またより大きな操舵角の
値の特性曲線部分（２ａ）はより急勾配になる。したが
って縦方向車速（Ｖ）の上昇と共に、操舵角の値に基づ
く作用力成分（Ｆα）の非直線性の程度は増し、すなわ
ち特性曲線は操舵角の値の増加と共に最初は非常に緩慢
に上昇し、またより大きな操舵角の値の範囲において初
めて急激に上昇する。
【００１５】操作要素に及ぼされる全作用力を獲得する
ために、上述の操舵角の値に基づく作用力成分（Ｆα）
は車速に基づく力乗法係数（ＦV ）によって乗算され、
この係数は例えば図３に示した特性曲線（５）に従って
縦方向車速（Ｖ）に基づき推移する。図３から分かるよ
うに、車速に基づく作用力成分であるこの力乗法係数
（ＦV ）は、例えば５０ｋｍ／ｈの設定しきい値（Ｖ
G ）下方の速度において値１に一定に留まり、次に例え
ば最大車速（ＶM ）で最大値、例えば値３に達するまで
縦方向車速（Ｖ）の上昇と共に直線的に増加する。した
がって所定の操舵角では、操作要素に対する作用力は車
速（Ｖ）の上昇と共に増加する。
ために、上述の操舵角の値に基づく作用力成分（Ｆα）
は車速に基づく力乗法係数（ＦV ）によって乗算され、
この係数は例えば図３に示した特性曲線（５）に従って
縦方向車速（Ｖ）に基づき推移する。図３から分かるよ
うに、車速に基づく作用力成分であるこの力乗法係数
（ＦV ）は、例えば５０ｋｍ／ｈの設定しきい値（Ｖ
G ）下方の速度において値１に一定に留まり、次に例え
ば最大車速（ＶM ）で最大値、例えば値３に達するまで
縦方向車速（Ｖ）の上昇と共に直線的に増加する。した
がって所定の操舵角では、操作要素に対する作用力は車
速（Ｖ）の上昇と共に増加する。
【００１６】これによってシステムは全体として、操舵
角の値に基づく力成分（Ｆα）と、車速に基づく力乗法
係数（ＦV ）との乗法的結合によって生じる作用力を操
作要素に対して及ぼし、この作用力によって、使用者は
操作要素作動の際に操舵角の値（α）と、縦方向車速
（Ｖ）と共に増加する作動抵抗を操作要素に感じ、これ
によってその都度の走行状態において不安定な走行挙動
に至るかもしれない過度の操舵運動が防止される。これ
によって、操舵角の値（α）の増加と縦方向車速（Ｖ）
の上昇と共に、車輪の操舵運動から機械的に切り離され
た操作要素についてシミュレーションされる操舵安定性
が上昇する。運転者はこれによって例えば操作要素を作
動する手を介して、その都度の走行力学的状態、特に操
舵角に関係した走行状態について非常に情報の豊富な直
感的作用力応答を獲得する。
角の値に基づく力成分（Ｆα）と、車速に基づく力乗法
係数（ＦV ）との乗法的結合によって生じる作用力を操
作要素に対して及ぼし、この作用力によって、使用者は
操作要素作動の際に操舵角の値（α）と、縦方向車速
（Ｖ）と共に増加する作動抵抗を操作要素に感じ、これ
によってその都度の走行状態において不安定な走行挙動
に至るかもしれない過度の操舵運動が防止される。これ
によって、操舵角の値（α）の増加と縦方向車速（Ｖ）
の上昇と共に、車輪の操舵運動から機械的に切り離され
た操作要素についてシミュレーションされる操舵安定性
が上昇する。運転者はこれによって例えば操作要素を作
動する手を介して、その都度の走行力学的状態、特に操
舵角に関係した走行状態について非常に情報の豊富な直
感的作用力応答を獲得する。
【００１７】既述の乗法的結合とならんで、操舵角の値
に基づく力成分と、車速に基づく力成分とを全体の作用
力成分に結合する他の方法も、特に加法結合が考慮可能
であることが理解される。操作要素が手動操作可能であ
り、また車両運転場所の片側に例えば車両内のセンタコ
ンソール領域の運転者席の右側にそれが配設されるとす
れば、例えば作動方向に基づく力乗法成分を乗法的に追
加することによって作用力を非対称的に設計し、車両運
転場所からしたがって操作者の身体から遠くなるに従っ
て操作要素作動時の作用力が、その反対方向の操作要素
の作動の際よりも、例えば係数２から３だけ小さくなる
ように選択形成することが有効である。このことは、操
作者の必要な操作力をまかなうには、体から離れるに従
って親指だけでは押すことが、体の方に向かって押すよ
りも困難になり、このため操作者は操作要素を握る手の
残りの４本の指すべてを利用できることを意味する。
に基づく力成分と、車速に基づく力成分とを全体の作用
力成分に結合する他の方法も、特に加法結合が考慮可能
であることが理解される。操作要素が手動操作可能であ
り、また車両運転場所の片側に例えば車両内のセンタコ
ンソール領域の運転者席の右側にそれが配設されるとす
れば、例えば作動方向に基づく力乗法成分を乗法的に追
加することによって作用力を非対称的に設計し、車両運
転場所からしたがって操作者の身体から遠くなるに従っ
て操作要素作動時の作用力が、その反対方向の操作要素
の作動の際よりも、例えば係数２から３だけ小さくなる
ように選択形成することが有効である。このことは、操
作者の必要な操作力をまかなうには、体から離れるに従
って親指だけでは押すことが、体の方に向かって押すよ
りも困難になり、このため操作者は操作要素を握る手の
残りの４本の指すべてを利用できることを意味する。
【００１８】作用力成分を追加することによって、必要
な場合には従来のステアリング装置の作用力特性を一層
実際に近くなるようにシミュレーションすることができ
る。このために特に、運転状態に基づく約２Ｎから５Ｎ
の各点におけるスリップ力に応じて摩擦力成分を、最高
２ｋｇの典型的な仮定操作要素質量に応じて慣性力成分
を、および／または復元力に対抗して作用するような約
２Ｎから５Ｎの操舵角変化速度に基づく減衰力成分を、
その他の作用力成分としてシミュレーションすることが
できる。さらに有効なのは、車両内に設けられた走行力
学調整装置が走行力学上の限界状態を認識した場合にシ
ステムから操作要素に及ぼされる振動力成分をシミュレ
ーションに付け加えることである。これによって誘発さ
れる操作要素の振動運動により、車両運転者はこのよう
な限界状態の存在について触覚的応答を獲得する。走行
状態の危険度の増加と共に振動周波数が例えば８０Ｈｚ
から２０Ｈｚに低下し、および／または操作要素の振動
振幅が、旋回運動する操縦桿の場合に０．１°の旋回角
度から１°の旋回角度に増加するように、振動周波数
と、振動力成分から生じる最大操作要素行程とを互いに
調整することが好ましい。
な場合には従来のステアリング装置の作用力特性を一層
実際に近くなるようにシミュレーションすることができ
る。このために特に、運転状態に基づく約２Ｎから５Ｎ
の各点におけるスリップ力に応じて摩擦力成分を、最高
２ｋｇの典型的な仮定操作要素質量に応じて慣性力成分
を、および／または復元力に対抗して作用するような約
２Ｎから５Ｎの操舵角変化速度に基づく減衰力成分を、
その他の作用力成分としてシミュレーションすることが
できる。さらに有効なのは、車両内に設けられた走行力
学調整装置が走行力学上の限界状態を認識した場合にシ
ステムから操作要素に及ぼされる振動力成分をシミュレ
ーションに付け加えることである。これによって誘発さ
れる操作要素の振動運動により、車両運転者はこのよう
な限界状態の存在について触覚的応答を獲得する。走行
状態の危険度の増加と共に振動周波数が例えば８０Ｈｚ
から２０Ｈｚに低下し、および／または操作要素の振動
振幅が、旋回運動する操縦桿の場合に０．１°の旋回角
度から１°の旋回角度に増加するように、振動周波数
と、振動力成分から生じる最大操作要素行程とを互いに
調整することが好ましい。
【図１】使用者が操作可能な操舵角制御装置の操作要素
に及ぼされる操舵角の値に基づく作用力成分の特性曲線
を示すためのグラフである。
に及ぼされる操舵角の値に基づく作用力成分の特性曲線
を示すためのグラフである。
【図２】図１に示した特性曲線の屈曲点関数値の車速に
基づく推移に関する特性曲線グラフである。
基づく推移に関する特性曲線グラフである。
【図３】図１に示した操舵角の値に基づく作用力成分に
対して乗法的に加えられる作用力成分の推移に関する特
性曲線グラフである。
対して乗法的に加えられる作用力成分の推移に関する特
性曲線グラフである。
１ 鎖線の特性曲線 ２ 実線の特性曲線 ２ａ ２ｂ ２つの直線部分 ３ 破線の特性曲線 ４ 特性曲線 ５ 特性曲線 α 操舵角の値 αK 屈曲点の操舵角の値 Ｆα 作用力成分 ＦK 作用力成分の強さ ＦV 力乗法係数 Ｆ1 最大力の値 Ｆ2 最小力の値 Ｋ 屈曲点 Ｖ 縦方向車速 ＶG 設定しきい値 ＶM 最大速度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴエルナー ライヒエルト ドイツ連邦共和国 73728 エスリンゲン ハイルブロナーシユトラーセ 30 (72)発明者 ペーター フランク ドイツ連邦共和国 70567 シユツツトガ ルト アイゼシユトラーセ 34
Claims (5)
- 【請求項１】 車両の操舵角制御用の操作要素装置であ
って、 − 使用者が操作自在な操作要素であって、該操作要素
の作動によって機械的に操作要素から切り離された車輪
の操舵角調整のために操舵角調整ユニットが制御可能で
あるような操作要素を有する操作要素装置において、 −操作要素作動力に対抗して作用する作用力を操作要素
に及ぼす作用力機構であって、該作用力が操舵角（α）
の増大と、車両の縦方向および／または横方向運動と共
に増加するような作用力機構を特徴とする操作要素装
置。 - 【請求項２】 前記作用力が縦方向車速に基づく作用力
成分（ＦV ）を有し、該作用力は設定可能な速度しきい
値（ＶG ）の下方で一定でありまた該しきい値から最大
速度（ＶM ）まで上昇することをさらに特徴とする、請
求項１に記載の操作要素装置。 - 【請求項３】 前記操舵角に基づく作用力成分（Ｆα）
が屈曲点の操舵角の値（αK ）の下方で第１の勾配と共
に直線的に推移し、また屈曲点の操舵角の値の上方で第
１の勾配に較べより大きな第２の勾配と共に直線的に推
移し、この場合屈曲点（Ｋ）における前記作用力成分の
強さ（ＦK ）は、縦方向車速（Ｖ）の上昇と共に下降す
るように選択されることをさらに特徴とする、請求項の
第１項または第２項に記載の操作要素装置。 - 【請求項４】 前記作用力が、走行力学調整用装置によ
って認識される走行力学上の限界状態に達した場合に開
始する振動力成分を含み、この場合限界状態がより危機
的になるにつれ、振動力成分の振動周波数が小さくな
り、および／または振動力成分の振動振幅が大きくなる
ことをさらに特徴とする、請求項の第１項から第３項の
１項に記載の操作要素装置。 - 【請求項５】 車両運転場所方向への操作要素の作動の
際の作用力が、車両運転場所方向から遠い方向への反対
操作の際の作用力よりも大きく、非対称的に設計される
ことをさらに特徴とする、請求項の第１項から第４項の
１項に記載の操作要素装置。
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