(57)【要約】  ユーザによって操作される可動の入力装置と、前記可動の入力装置を介してもたらされる入力に応じて制御されるべき被制御可動装置とを備えているリモートコントロールシステム。このリモートコントロールシステムは、前記ユーザによって操作される可動の入力装置を介して前記ユーザへと触覚フィードバックをもたらすための手段を有している。触覚フィードバックをもたらすための手段は、前記被制御可動装置の実際の動きに応答して前記可動の入力装置を動かすように、前記可動の入力装置の動きを達成するためのセルフロック手段を備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザによって操作される可動の入力装置と、
前記可動の入力装置を介してもたらされる入力に応じて制御されるべき被制御可動装置と、
前記ユーザによって操作される可動の入力装置を介して前記ユーザへと触覚フィードバックをもたらすための手段と、
を有しているリモートコントロールシステムであって、
前記触覚フィードバックをもたらすための手段が、前記被制御可動装置の実際の動きに応答して前記可動の入力装置を動かすように、前記可動の入力装置の動きを達成するためのセルフロック手段を有していることを特徴とするリモートコントロールシステム。
【請求項２】
前記ユーザによって操作される可動装置が、ジョイスティック、ハンドル、およびペダルを含むグループから選択される、請求項１に記載のリモートコントロールシステム。
【請求項３】
前記被制御可動装置が、自動車両の車輪、あるいは航空機のフラップ、エルロン、昇降舵、または方向舵で構成されるグループから選択される、請求項１に記載のリモートコントロールシステム。
【請求項４】
前記可動の入力装置の動きを阻止するための前記手段が、セルフロックギアであり、前記阻止を解除するための前記手段が、前記セルフロックギアへと接続された電動モータである、請求項１に記載のリモートコントロールシステム。
【請求項５】
前記セルフロックギアが、ウォームギアである、請求項４に記載のリモートコントロールシステム。
【請求項６】
前記ウォームギアのウォームが、２つの電動モータへと接続されている、請求項５に記載のリモートコントロールシステム。
【請求項７】
セルフロック手段を備えているユーザによって操作される可動の入力装置と、前記可動の入力装置を介してもたらされる入力に応じて制御されるべき被制御可動装置と、を有しているリモートコントロールシステムにおいて、触覚フィードバックをもたらすための方法であって、
前記ユーザによって操作される入力装置へと加えられるユーザの入力を検出する工程、
前記ユーザの入力に応じて前記被制御装置を可能であれば動かす工程、および
前記被制御装置の実際の動きに応じて、前記ユーザの可動の入力装置を、前記セルフロック手段によって動かす工程
を含んでいる方法。
【請求項８】
前記ユーザの入力が、力またはトルクである、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記セルフロック手段が、電動モータによって動かされる、請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
前記被制御可動装置が、自動車両の車輪である、請求項７から９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記ユーザの入力が検出され、制御装置へと入力信号として伝達され、前記制御装置が、
前記被制御可動装置へと第１の制御信号をもたらし、
前記第１の制御信号に応答した前記被制御可動装置の動きが測定され、前記制御装置へとフィードバック信号としてフィードバックされ、
前記制御装置が、前記フィードバック信号に基づいて前記セルフロック手段へと第２の制御信号をもたらし、
前記セルフロック手段が、前記第２の制御信号に応じて動かされる、請求項７から１０のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザによって操作される可動の入力装置と、この可動の入力装置を介してもたらされる入力に応じて制御されるべき被制御可動装置と、前記ユーザによって操作される可動の入力装置を介して前記ユーザへと触覚フィードバックをもたらすための手段と、を有しているリモートコントロールシステムに関し、これに限られるわけではないが、特には自動車のステア・バイ・ワイヤシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車産業において、ステア・バイ・ワイヤシステムにますます関心が持たれるようになってきている。ステア・バイ・ワイヤシステムは、ハンドルと車輪との間にもはや機械的な接続が存在しないシステムとして理解される。代わりに、操舵の入力が、ハンドルに接続された電子センサへと与えられ、結果として車輪が、操舵の入力に応じて油圧式または電気式のサーボモータによって操作される。したがって、ステアリングコラムを介しての機械的な接続を省略することが可能である。ステアリングコラムの省略は、とりわけ、左ハンドルまたは右ハンドルのそれぞれに合わせた自動車の構成をより容易にするとともに、運転者にとっての安全性を向上させるため、きわめて有益である。後者については、衝突の際にもはやステアリングコラムが運転者に対する潜在的な危険を呈することがないという受動安全性に限られず、ＥＳＰ、衝突回避、駐車の補助、などといった能動安全性でもある。
【０００３】
ハンドルと車輪との間の機械的な接続を省略することの１つの主要な欠点は、車輪からハンドルを介しての運転者への直接のフィードバックが失われてしまう点にある。結果として、運転者が、例えば、滑りやすい路面で車輪がグリップを失ったためにハンドル操作が不可能になったか否か、もしくは車輪が縁石などの障害物に妨げられたために向きを変えることができず、あるいは向きを変えようとしてはならないか否か、など、車輪の挙動を感じ取ることができなくなる。また、ハンドルへと加えられる力に対する路面の速度依存性の反作用も失われる。
【０００４】
特には車輪の速度依存性の反作用の感触を運転者へと与えるべく、ハンドルへと反力を導入することによって、この欠点を克服しようとする試みがなされている。
【０００５】
そのような２つのシステムが、それぞれＥＰ−Ａ−１４４５１７１およびＵＳ−Ｂ−６６５９２１８から知られている。しかしながら、これら両方のシステムの重要な態様は、それらがステア・バイ・ワイヤシステムの故障の場合に備えてステアリングコラムを残している点にある。ステアリングコラムは、通常は切り離されているが、ステア・バイ・ワイヤシステムの故障の場合に従来からの操舵を可能にすべく係合することができる２つの部分に分割されている。ＥＰ−Ａ−１４４５１７１においては、操舵反力モータが、ハンドルへと操舵反力を付与するために、ウォームギア機構を介して一方の部分、すなわちハンドルの軸へと接続されている。他方の部分、すなわち出力軸には、別のウォームギア機構を介して操舵モータが接続されている。どちらのウォームギア機構も可逆であり、両方向に力を伝達することが可能である。ＵＳ−Ｂ−６６５９２１８においては、ウォームギア機構の可逆性については何ら述べられていない。しかしながら、当業者であれば、ウォームギア機構の可逆性が必須であると理解できるであろう。そうでなければ、ステア・バイ・ワイヤシステムの故障の場合にステアリングコラムの２つの部分が係合したときに、ウォームギア機構が従来からの操舵を損なってしまうと考えられるからである。
【０００６】
これらのシステムがステアリングコラムを残しており、したがって上述の問題のすべてを克服してはいないという事実に加え、導入される反力が、操舵輪の実際の挙動を反映していない点に留意されたい。したがって、特には、これらのシステムは、車輪が障害物によって阻止または妨害される上述のような状況に対応する反力を、必ずしも生成しないと考えられる。また、運転者による過度に大きなハンドル操作、または過度に素早いハンドル操作を防止できないと考えられる。さらには、このようなシステムは、生成された反力が、システムへの新たな操舵の入力をきわめて容易に生じさせうる点で望ましくないと考えられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、この問題および他の問題を克服するリモートコントロールシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、これらの問題が、ユーザによって操作される可動の入力装置と、前記可動の入力装置を介してもたらされる入力に応じて制御されるべき被制御可動装置と、前記ユーザによって操作される可動の入力装置を介して前記ユーザへと触覚フィードバックをもたらすための手段とを有しているリモートコントロールシステムであって、前記触覚フィードバックをもたらすための手段が、前記被制御可動装置の実際の動きに応答して前記可動の入力装置を動かすように、前記可動の入力装置の動きを達成するためのセルフロック（ｓｅｌｆ  ｌｏｃｋｉｎｇ）手段を有していることを特徴とするリモートコントロールシステムによって解決される。
【０００９】
阻止機構としてセルフロック手段を導入することで、入力装置そのものが、最初に、入力装置を動かそうとするあらゆる企てに、入力装置へと加えられる力に一致する反力にて対抗する。結果として、入力装置は、最初は動かないままである。しかしながら、入力装置へと加えられる力が検出され、システムはこれに応じて被制御装置を動かそうとする。被制御装置が動いたならば、セルフロック手段そのものが、前記被制御装置の動きに応じて入力装置被制御装置の動きを達成する。このようにして、被制御装置が動いたならば、それに応じて入力装置が追従し、ユーザに自身が入力装置を動かしている印象を与える。このようにして、被制御装置と入力装置との間のフィードバックリンクが実質的にもたらされ、ユーザに、従来からの機械的なリンクと同じ感触を与える。
【００１０】
本発明の第２の態様によれば、前記問題が、セルフロック手段を備えているユーザによって操作される可動の入力装置と、前記可動の入力装置を介してもたらされる入力に応じて制御されるべき被制御可動装置とを有しているリモートコントロールシステムにおいて、触覚フィードバックをもたらすための方法であって、前記ユーザによって操作される入力装置へと加えられるユーザの入力を検出する工程、前記ユーザの入力に応じて前記被制御装置を可能であれば動かす工程、および前記被制御装置の実際の動きに応じて、前記ユーザの可動の入力装置を、前記セルフロック手段によって動かす工程を含んでいる方法によって解決される。
【００１１】
この方法によれば、ユーザへのフィードバックが達成される。フィードバックは、被制御装置の実際の動きへの入力装置の直接の応答を含んでおり、ユーザに従来からの機械的な操舵システムから公知の感触を伝える。
【００１２】
好ましい実施形態によれば、前記ユーザによって操作される可動装置が、ジョイスティック、ハンドル、およびペダルを含むグループから選択される。ハンドルおよびジョイスティックの両方は、自動車、トラック、またはフォークリフトなどといった自動車両の操縦用としてすでに広く受け入れられており、ジョイスティックおよびペダルなどは、航空機の制御用として十分に受け入れられている。
【００１３】
さらなる好ましい実施形態によれば、前記被制御可動装置が、自動車両の車輪である。本発明は、自動車の車輪の制御によく適している。自動車は、ユーザが、通常は例えば航空機の操縦士のように高度に熟練してはいないため、関心の対象となり、したがって普通のユーザへと従来からの機械式の操舵システムにおいて慣れ親しんだ接地感を伝達することがより重要となる。
【００１４】
本発明の特に好ましい実施形態によれば、前記可動の入力装置の動きを阻止するための前記手段が、セルフロックギアであり、前記阻止を解除するための前記手段が、前記セルフロックギアへと接続された電動モータである。セルフロックギアおよびその特性は、一般的に知られている。したがって、そのようなギアを本発明による操舵システムに組み合わせることは複雑ではない。
【００１５】
この点に関し、特には、前記セルフロックギアがウォームギアであると好ましい。ウォームギアの使用は、冗長システムの使用を容易にする。
【００１６】
したがって、さらなる好ましい実施形態によれば、前記ウォームギアのウォームが、２つの電動モータへと接続される。２つの電動モータをウォームに関連して配置する（例えば、ウォームのそれぞれの端部に１つのモータを接続する）ことによって、一方のモータが故障した場合でも、車両を制御して適切なフィードバックを得ることが依然として可能である。
【００１７】
本発明による方法の好ましい実施形態においては、前記セルフロック手段が、電動モータによって動かされる。電動モータは、例えばコンピュータによって容易に制御することができるため、この方法においては、電動モータを使用することが好ましい。
【００１８】
本発明による方法のさらなる好ましい実施形態によれば、前記被制御可動装置が、自動車両の車輪である。この方法は、多数の操作の分野に適用可能であるが、主としてハンドルおよび車輪への機械的な接続の組み合わせがすでに幅広く、大部分の今日のユーザにとって非常に馴染みがあるため、自動車に特に適している。
【００１９】
この方法の特に好ましい実施形態においては、ユーザの入力が検出されて、入力信号として制御装置へと伝達され、この制御装置が、被制御可動装置へと第１の制御信号をもたらし、第１の制御信号に応答した被制御可動装置の動きが測定され、制御装置へとフィードバック信号としてフィードバックされ、制御装置が、このフィードバック信号に基づいて前記セルフロック手段へと第２の制御信号をもたらし、セルフロック手段が、第２の制御信号に応じて動かされる。
【００２０】
これにより、この方法を、自動車、航空機、およびリモートコントロール装置などといった実際の装置において、容易に実現することができる。
【００２１】
次に、本発明を、例示的な実施形態（ただし、本発明がこれに限られるわけではない）に基づき、概略図を参照しつつさらに詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の種々の実施形態についての以下の説明においては、別々の実施形態における類似の構成要素には、同じ参照符号が使用されている。また、破線で描かれている部品は、実線で描かれているシステムの部品に基本的に相当する冗長システムの部品を表している。不必要な繰り返しを避けるために、破線で描かれている部品は、それらへの言及が実線で描かれているシステムの部品の説明において必要な場合に限って、説明される。
【００２３】
図１は、自動車、フォークリフト、またはトラックなどの自動車両に組み合わせられた本発明によるステア・バイ・ワイヤシステムの概略図である。
【００２４】
自動車両は、ユーザによって操作される可動の入力装置１を、ハンドルの形態で有している。入力装置１は、ハンドル軸２に取り付けられている。ハンドル軸２に関連して、トルクセンサ３および位置センサ４が取り付けられている。また、ハンドル軸２に関連して、セルフロック手段５が取り付けられている。図示の実施形態においては、セルフロック手段は、ウォーム歯車６とウォーム７とを有するセルフロック式ウォームギアを含んでいる。ウォーム歯車６は、ハンドル軸２へと剛に接続されている。ウォームの一端が、モータ８、好ましくは電動モータへと、剛に接続されている。安全上の理由のため、ウォーム７の他端は、後述されるように、好ましくは冗長システムの一部を形成する別の電動モータ８’へと接続されている。
【００２５】
自動車両は、１対の車輪の形態の被制御可動装置９をさらに有している。ここで、自動車両は従来１つ、２つ、または４つの車輪によって操舵されているため、本発明にとって実際の車輪の数が重要でないことを、当業者であれば理解できるであろうということに留意されたい。図示の実施形態においては、車輪が、電動モータなどの操舵モータ１１によって、例えばモータ軸１３に取り付けられたピニオン１２を介し、従来からの操舵ラック１０を介して操作される。モータ軸１３に関連して、トルクセンサ１３および位置センサ１４もまた取り付けられている。
【００２６】
本発明によれば、ユーザによって操作される可動の入力装置１と被制御可動装置９との間に、機械的なリンクは不要である。代わりに、これら２つの部分が、制御装置１５のみを介して接続されている。制御装置１５が、トルクセンサ３、１３および位置センサ４、１４から信号を受信し、モータ８、１１のための制御信号を生成する。好ましくは、信号は電気信号であるが、少なくとも信号の一部は、光学信号であってもよい。
【００２７】
システムの動作が、図５に２つのフロー図によって示されている。図１および５を参照すると、システムの動作は以下のとおりである。最初に、運転者が自動車両の車輪を回転させることを望んでいると仮定すると、運転者は、自動車両のハンドル１へと力を加えることによって、ハンドル１を回転させようと試みる（図５のボックス１０１）。この点に関し、本明細書の全体を通して、「車輪９の回転」という表現が、操舵のための車輪９の側方への動きを指しており、車輪９の回転運動を指すものではないことに留意されたい。この場合には、力がハンドル軸２のトルク（以下では、ハンドル軸トルクと称する）へと変換される。このハンドル軸トルクが、トルクセンサ３によって測定され（図５のボックス１０２）、伝送線３０を介して入力信号として制御装置１５へと伝えられる。しかしながら、運転者は、ウォーム７がウォーム歯車６を妨げ、したがってハンドル軸２の回転運動を妨げるセルフロック手段５ゆえに、実際にハンドル１を回転させることはできない。好ましくは、測定されたハンドル軸トルクに基づき、制御装置１５が、ラック１０および操舵モータの軸１６に取り付けられたピニオン１２を介して車輪９を回転させるために、操舵モータ１１への第１の制御信号を計算する（図５のボックス１０３）。この第１の制御信号は、伝送線３１を介して操舵モータまたは操舵モータの駆動ユニット（図示せず）へと送信される（図５のボックス１０４）。操舵モータ１１は、好ましくは電動または油圧モータである。操舵モータ１１のモータ軸１６に生み出されたトルクが、トルクセンサ１３によって測定され、伝送線３２を介して制御装置１５へと伝えられる（図５のボックス１０５）。以下では、このトルクを操舵モータトルクと称する。
【００２８】
測定された操舵モータトルクが、制御装置１５へと送信され（図５の破線１０６）、制御装置１５が、ハンドル軸トルクに対応する操舵モータトルクが操舵モータによって生成されるように保証する（図５のボックス１０７）。このハンドルトルクと操舵モータトルクとの間の対応は、好ましくは比例的であるが、対数的であってもよく、指数的であってもよく、あるいは不連続な値をとってもよく、車輪の位置または車両の速度に依存してもよいことを、当業者であれば理解できるであろう。
【００２９】
さらに、出力軸１６の回転位置が測定され（図５のボックス１０８）、フィードバック信号として伝送線３３を介して制御装置へと伝えられる。この回転位置は、操舵ラック１０の位置に対応し、したがって車輪の位置に対応している。したがって、操舵モータ１１の作用または外的影響のもとで車輪が回転しているか否か、またはどの程度回転しているのかを、割り出すことが可能である。例えば縁石によって妨げられて車輪が回転できない場合、これが制御装置１５によって検出される。さらに、車輪９が超えることができず、かつ超えてはならない極限位置に達した場合に、これを検出することができる。さらに、ハンドル軸２の回転角度と操舵モータの軸１６の回転角度との間に、例えば自動車の速度に依存する比例でない関係を得ることができる。そのような速度依存の関係によれば、低速時には、駐車の補助として、ハンドル軸２の小さな動きを車輪９の大きな動きへと変換でき、高速時には、ハンドル軸２の大きな動きを車輪のより小さな動きへと変換して、高速時の自動車の安定性を向上させることができる。このような場合には、ハンドルトルクと操舵モータトルクとの間の対応関係も、比例でなくてよい。
【００３０】
いずれの場合も、制御装置１５が、操舵モータ１１によって生み出される操舵モータトルクを監視し（図５の破線１０６）、運転者によってハンドル１へと加えられるハンドルトルクに対応する値を維持する。操舵モータ１１によって生み出されるトルクは、ユーザのハンドルへの入力に対応する値を超えてはならず、下回ってもならない。
【００３１】
車輪９が、ハンドル１への入力に基づき、あるいは外的な影響に起因して、左方または右方へと回転を開始すると（図５のボックス１０８）、これが位置センサ１４によって検出されて（図５のボックス１０９）、伝送線３３を介して制御装置１５へとフィードバック信号として伝えられる。次いで、制御装置が、ウォーム７へと接続されたモータ８への第２の制御信号を計算し、あるいは他の方法で生成する（図５のボックス１１０）。次いで、モータが、伝送線３４を介して制御装置１５から伝えられる第２の制御信号の作用のもとで、ウォーム７およびウォーム歯車６を介してハンドル軸２を、車輪９の動きに応じて回転させる（図５のボックス１１１）。ハンドル１がどこまで回転したかを検出するために、ハンドル軸２の位置が、位置センサ４によって測定され（図５のボックス１１２）、伝送線３５を介して制御装置１５へとフィードバックされ（図５の破線１１３）、制御装置１５が、ハンドル１が車輪９の回転に対応する角度だけ回転させられるように保証することができる。上述のように、ハンドル軸２と車輪９の実際の動きとの間の関係、すなわちハンドル軸２と操舵モータの軸１６との間の関係は、必ずしも線形でなくてもよい。このように、車輪９が回転するとき、ハンドル１がモータ８の作用のもとで動き（図５のボックス１１４）、運転者に、ハンドルが、運転者がハンドルへと加えたトルクの作用のもとで動いているという見掛けを与える。実際には、運転者は、ウォーム歯車６とウォーム７との間の遊びを取り除いて、ウォーム歯車６とウォーム７とを当接した状態に保つ（これが、運転者の加えるトルクに対抗する対抗トルクを生み出す）ために必要な範囲を除き、自身でハンドル１を実際に動かすことはできない。この点に関し、路面のグリップおよび路面の状況に関するフィードバックの感触の大部分が、ハンドル１の力および位置のきわめてわずかな変動に依存しているため、通常は、いかなる遊びもまったく存在してはならないことに留意されたい。
【００３２】
例えば車輪のうちの１つが縁石によって妨げられているなどの理由で、操舵モータ１１によってトルクが生み出されても車輪９が回転しない場合、位置センサが、制御装置へといかなる信号ももたらさず、あるいは車輪９が動いていないことを知らせる信号をもたらす。車輪９が動いていないという情報をどのように制御装置１５へと伝えるかは、単なる信号伝達の問題であって、当業者の領域の範疇である。好ましくは、システムが、位置センサ１４の実際の位置を連続的に測定し、この情報を制御装置１５へと伝える。車輪９が動いていない場合、電動モータ８へともたらされる制御信号はない。結果として、ウォーム７が動かずに、ウォーム歯車６の運動を阻止し、運転者によってハンドル１へと加えられるトルクに対抗する。当然ながら、ハンドル１、ハンドル軸２、ウォーム歯車７、およびウォーム６はすべて、運転者によって加えられ、あるいは他の原因で生じるトルクまたは力に、破損することなく耐えるように寸法付けられていなければならない。このように、車輪９が動かなくなったとき、その旨の感触が、運転者がハンドル１を回転させることができなくなることで、運転者へと伝えられる。
【００３３】
走行中に車輪９がより小さな障害物に衝突した場合、そのような衝突は、懸架装置の備える自動整列によって車輪９の向きが整えられるまで、車輪９を一時的に回転させる可能性がある。この動きは、位置センサ１４によって検出されて、伝送線３３を介して制御装置１５へと伝えられる。次いで、制御装置１５が、モータ８のための制御信号を計算し、これが伝送線３３を介してモータ８へと伝えられる。結果として、モータ８がセルフロック機構を動かして、ハンドル１を回転させる。このようにして、運転者へのフィードバックが生み出される。車輪９の向きが再び整えられるとき、新たな位置信号が測定され、制御装置１５が、ハンドル１を車輪の向きの変化に従わせ、運転者へと連続的なフィードバックをもたらす。
【００３４】
同様に、運転者によってハンドル１へと加えられるトルクが、操舵モータ１１によって車輪９を所与の速度で回転させることができるよう、操舵モータ１１の生み出すトルクへと変換されるとき、モータ８が、対応する速度でハンドル１を動かす。このようにして、ハンドル１は、車輪９（運転者によってハンドル１へと加えられるトルクに応答して動く）の実際の動きの速度に対応する速度でのみ動くことができる。運転者がハンドル１へと加えるトルクによって、運転者は自身がハンドル１を動かしている印象を得るが、実際には、自身でハンドルを動かすことは全く不可能である。
【００３５】
ハンドル１を運転者の入力に対応してモータ８によって動かすことができる場合、モータ８が線３４の制御信号に応答して実際にハンドル１をどれだけ動かしたのかを、制御装置１５にて把握することができるよう、位置センサ４が動きを検出し、伝送線３５を介して制御装置１５へと伝える。
【００３６】
システムをフェイルセーフにするために、上述した全システムを、自動車の構成ゆえに両方のシステムに共通である必要がある部分、すなわちハンドル１、ハンドル軸２、車輪９、および操舵ラック１０を除いて、二重化することができる。そのような部分は、破線にて示されており、詳しくは説明しない。しかしながら、モータ８およびモータ８の相方であるモータ８’の両者が、１つの同じウォーム７へと接続されており、ウォーム歯車６に係合するウォームをそれぞれに有しているわけではないことに留意されたい。なお、後者も可能であるが、前者が好ましい。その理由は、モータ８、８’のうちの一方が自身またはそれを制御する装置が原因で故障した場合に、依然として機能している方のモータが、ウォーム７を介して故障したモータを回転させることができるため、ウォーム７によってウォーム歯車６がロックされてしまうことがないからである。
【００３７】
このようにして、動作時に一方のシステムが故障しても、操舵が妨げられることがない。当然ながら、故障の場合には、安全上の予防措置が講じられなければならない。そのような予防措置として、システムの冗長性が回復されるまで、自動車をきわめて遅い速度でのみ運転可能にすることが挙げられる。好ましくは、冗長システムの両方が同時かつ別個独立に動作することに留意されたい。
【００３８】
以上の説明においては、阻止手段をセルフロック式ウォームギアとして説明したが、例えばＵＳ−Ａ−２９０６１４３から公知のような調和駆動（ｈａｒｍｏｎｉｃ  ｄｒｉｖｅ）など、他の手段も使用可能である。
【００３９】
図２は、特には航空機の昇降舵２９を制御するために、航空機に組み合わせられた本発明を示している。
【００４０】
ここで、入力装置は操縦桿２１である。簡単にするため、操縦桿２１が、航空機の水平尾翼２８の昇降舵２９に対応するただ１つの回転軸２４を備えて示されている。当業者であれば、操縦桿２１が通常は交差の方向にも可動であることを理解でき、この交差の方向についてどのように本発明を実現するのかを理解できるであろう。
【００４１】
操縦桿２１は、ヒンジ機構２４によってねじスピンドル２７へと接続されている。ねじスピンドルを、例えばウォームギアによって駆動される遊動ナット（ｗａｎｄｅｒｉｎｇ  ｎｕｔ）機構によって往復運動させることができ、遊動ナットが、ウォームギアのウォーム歯車７を形成する外側のねじ山を有している。遊動ナットが、スピンドル２７に対してのみ移動することに留意されたい。遊動ナットが、回転運動を除き、実際には静止している一方で、ねじスピンドルが移動する。ねじスピンドル２７に関連して、制御装置１５へと必要な情報をもたらす力センサ３および位置センサ４が取り付けられている。制御装置１５が、好ましくは電動モータであるモータ２２のための第１の制御信号を供給する。モータ２２が、歯車列２３、２５（歯車２５が、昇降舵２９へと接続されている）を介して昇降舵２９を上下に動かす。この動きが、例えば歯車２３に関連付けて配置されている位置センサ１４によって検出される。この位置センサ１４が、伝送線３１を介して制御装置１５のためのフィードバック信号をもたらす。制御装置１５が、電動モータ８のための第２の制御信号を生成し、電動モータ８が、ウォーム６によってウォーム歯車７すなわち遊動ナットを駆動する。このようにして、操縦桿２１が、昇降舵２９の動きに応じて動かされる。この操縦桿２１の動きは、操縦桿２１への所望の入力にモータ２２が応答した結果として昇降舵が動いたのか、あるいは風圧などの外力によって昇降舵２９が動かされたのかに、無関係である。
【００４２】
図３は、特には航空機の昇降舵２９を油圧手段によって制御するために、航空機に組み合わせられた本発明を示している。
【００４３】
この実施形態においては、昇降舵２９が、レバー４１によって動かされ、レバー４１には、レバー４１へと接続された直線油圧アクチュエータ４０によって力が加えられる。図示はされていないが、昇降舵２９の動きの各方向について、直線油圧アクチュエータを１つずつ使用することが好ましいと考えられる。直線油圧アクチュエータのための油圧は、制御装置１５からの第１の制御信号によって制御される弁４３を介して、圧力源４２から供給される。直線油圧アクチュエータに関連して、力センサ１３および位置センサ１４が取り付けられている。やはり、先の実施形態と同様に、位置センサが制御装置１５へとフィードバック信号をもたらし、制御装置１５が、フィードバックをもたらすために被制御装置の実際の動きに応じて入力装置を動かす。スピンドルと遊動ナットとからなる構成ゆえに、パイロット自身は、操縦桿２１を動かすことができない。
【００４４】
電動および油圧の手段、別の種類の阻止機構、一般的に使用されている別の種類の入力装置の使用など、上記実施形態の各特徴の組み合わせが可能であることを、当業者であれば理解できるであろう。
【００４５】
また、上記の実施形態が、そのようなシステムをどのように実現できるのかについての簡単な例にすぎず、被制御装置の実際の動きに応答してのみ入力装置の動きを許すという本発明の考え方から外れることなく、実際の自動車用の操舵ギアおよび航空機の制御面が、上述の説明よりもはるかに複雑な様相で構成されてもよいことに留意されたい。この点に関し、被制御装置の実際の動きが、必ずしも被制御装置が物理的な存在であることを意味しない点に、さらに留意されたい。本発明は、例えばシミュレータまたはコンピュータゲームにおける仮想の障害物からの仮想の影響にも適用可能である。
【００４６】
このように、本発明は、被制御装置の実際の動きのみが入力装置の動きをもたらすフィードバック方法を提供する。換言すると、セルフロック機構が、ユーザ自身による上記可動の入力装置の動きを阻止するために使用される。しかしながら、セルフロック手段は、前記被制御可動装置の実際の動きに応答して上記の阻止を解除するために、このセルフロック手段を操作する手段と組み合わせて使用されている。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】自動車においてステア・バイ・ワイヤとして実現された本発明の概略図である。
【図２】電動モータを使用する航空機においてフライ・バイ・ワイヤとして実現された本発明の概略図である。
【図３】油圧モータを使用する航空機においてフライ・バイ・ワイヤとして実現された本発明の概略図である。
【図４】図１〜図３において使用した記号の凡例である。
【図５】本発明による方法を２つのフロー図によって説明している。
【符号の説明】
【００４８】
１  ハンドル
２  ハンドル軸
３  トルクセンサ
４  位置センサ
５  セルフロック手段
６  ウォーム歯車
７  ウォーム
８、８’  モータ
９  被制御可動装置
１０  操舵ラック
１１  操舵モータ
１２  ピニオン
１３  トルクセンサ
１４  位置センサ
１５  制御装置
１６  操舵モータの軸
２１  操縦桿
２２  モータ
２３、２５  歯車列
２４  回転軸
２６  ねじスピンドル
２８  水平尾翼
２９  昇降舵
３０  伝送線
３１  伝送線
３２  伝送線
３３  伝送線
３４  伝送線
３５  伝送線
４０  レバー
４１  直線油圧アクチュエータ
４２  油圧源
４３  弁
【図１】
2009517746.tif 000003
【図２】
2009517746.tif 000004
【図３】
2009517746.tif 000005
【図４】
2009517746.tif 000006
【図５】
2009517746.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成20年4月30日(2008.4.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザによって操作される可動の入力装置（１、２１）と、
前記ユーザによって操作される可動の入力装置（１、２１）へと入力される力またはトルクを検出するための手段（３）と、
前記ユーザによって操作される可動の入力装置（１、２１）を介してもたらされる入力に応じて制御されるべき被制御可動装置（９、２９）と、
前記被制御可動装置（９、２９）の動きを検出するための手段（１４）と、
前記ユーザによって操作される可動の入力装置（１、２１）を介して前記ユーザへと触覚フィードバックをもたらすための手段と
を有しているリモートコントロールシステムであって、
前記触覚フィードバックをもたらすための手段が、
前記ユーザによって操作される可動の入力装置の動きを達成するためのセルフロック手段（５、２５）、および
前記被制御可動装置（９、２９）の動きを検出するための前記手段（１４）によって検出される前記被制御可動装置（９、２９）の実際の動きに応答して前記ユーザによって操作される可動の入力装置（１、２１）を動かすように、前記セルフロック手段（５）を制御するための制御手段（１５）を有していることを特徴とする、リモートコントロールシステム。
【請求項２】
前記ユーザによって操作される可動の入力装置が、ジョイスティック（２１）、ハンドル（１）、およびペダルを含むグループから選択される、請求項１に記載のリモートコントロールシステム。
【請求項３】
前記被制御可動装置が、自動車両の車輪（９）、あるいは航空機のフラップ、エルロン、昇降舵（２９）、または方向舵で構成されるグループから選択される、請求項１に記載のリモートコントロールシステム。
【請求項４】
前記ユーザによって操作される可動の入力装置の動きを達成するための前記セルフロック手段が、セルフロックギア（５）であり、前記動きの前記達成を解除するための前記手段が、前記セルフロックギア（５）へと接続された電動モータ（８、８’）を含んでいる、請求項１に記載のリモートコントロールシステム。
【請求項５】
前記セルフロックギア（５）が、ウォームギアである、請求項４に記載のリモートコントロールシステム。
【請求項６】
前記ウォームギア（５）のウォーム（６）が、２つの電動モータ（８、８’）へと接続されている、請求項５に記載のリモートコントロールシステム。
【請求項７】
セルフロック手段（５）を備えているユーザによって操作される可動の入力装置（１、２１）と、前記可動の入力装置（１、２１）を介してもたらされる入力に応じて制御されるべき被制御可動装置（９、２９）と、を有しているリモートコントロールシステムにおいて、触覚フィードバックをもたらすための方法であって、
前記ユーザによって操作される可動の入力装置（１、２１）へと加えられる力またはトルクであるユーザの入力を検出する工程、
前記ユーザの入力に応じて前記被制御装置（９、２９）を可能であれば動かす工程、
前記被制御可動装置（９、２９）の動きを検出するための手段（１４）を使用して、前記被制御装置（９、２９）の動きを検出する工程、および
前記被制御可動装置（９、２９）の動きを検出するための手段（１４）によって測定された前記被制御装置（１、２１）の実際の動きに応じて、前記ユーザの可動の入力装置（１、２１）を、前記セルフロック手段（５）によって動かす工程
を含んでいる方法。
【請求項８】
前記セルフロック手段（５）が、電動モータ（８、８’）によって動かされる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記被制御可動装置が、自動車両の車輪（９）である、請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ユーザの入力が検出され、制御装置（１５）へと入力信号として伝達され、前記制御装置（１５）が、前記被制御可動装置（９、２９）へと第１の制御信号をもたらし、
前記第１の制御信号に応答した前記被制御可動装置（９、２９）の動きが測定され、前記制御装置（１５）へとフィードバック信号としてフィードバックされ、
前記制御装置（１５）が、前記フィードバック信号に基づいて前記セルフロック手段（５）へと第２の制御信号をもたらし、
前記セルフロック手段（５）が、前記第２の制御信号に応じて動かされる、請求項７から９のいずれかに記載の方法。
【国際調査報告】
2009517746.tif 000008
2009517746.tif 000009
2009517746.tif 000010