(57)【要約】本発明は、少なくとも１つの車輪を操舵するためのハンドルを備えた車両操舵装置に関する。車両操舵装置はモーメントをハンドルに加えるための装置と、車両を操舵する人間によってハンドルに加えられた操舵モーメントを求めるセンサとを有し、装置は操舵角の関数であるリセットモーメントを形成し、リセットモーメントはハンドルを中心位置に動かす。加えられた操舵モーメントが閾値を上回る第１の走行状態の間は、リセットモーメントの関数経過は単調に上昇し、操舵角が零度である場合にはリセットモーメントは形成されず、操舵モーメントが閾値を下回る第２の走行状態においては、装置は第１の走行状態におけるリセットモーメントの関数経過に比べ少なくとも、小さい操舵角に関してはより大きいリセットモーメントを形成する。
2005532206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの車輪を操舵するためのハンドルを備えた車両操舵装置であって、
該車両操舵装置はモーメントを前記ハンドルに加えるための装置と、車両を操舵する人間によって前記ハンドルに加えられた操舵モーメントＴｄｒｉｖｅｒを求めるセンサとを有し、前記装置は操舵角φｓｔｅｅｒの関数ｆ（φｓｔｅｅｒ）であるリセットモーメントＴｒｅｔｕｒｎを形成し、該リセットモーメントＴｒｅｔｕｒｎは前記ハンドルを中心位置（φｓｔｅｅｒ＝０°）に動かす形式の車両操舵装置において、
加えられた前記操舵モーメントＴｄｒｉｖｅｒが閾値Ｔｔｈｒｅｓｈｏｌｄを上回る第１の走行状態の間は、前記リセットモーメントＴｒｅｔｕｒｎの関数経過ｆ１（φｓｔｅｅｒ）は単調に上昇し、操舵角が零度（φｓｔｅｅｒ＝０°）である場合にはリセットモーメントは形成されず（Ｔｒｅｔｕｒｎ＝０）、
前記操舵モーメントＴｄｒｉｖｅｒが閾値Ｔｔｈｒｅｓｈｏｌｄを下回る第２の走行状態においては、前記装置は前記第１の走行状態におけるリセットモーメントの関数経過ｆ１（φｓｔｅｅｒ）に比べ少なくとも、小さい操舵角に関してはより大きいリセットモーメントＴｒｅｔｕｒｎを形成することを特徴とする、車両操舵装置。
【請求項２】
前記第２の走行状態の間の前記リセットモーメントの関数経過ｆ２（φｓｔｅｅｒ）は車両速度Ｖｖｅｈｉｃｌｅに依存する、請求項１記載の車両操舵装置。
【請求項３】
前記第２の走行状態に関して結果として生じるリセットモーメントＴｒｅｔｕｒｎはｆ１（φｓｔｅｅｒ）と付加モーメントＴｉｎｔとの和から合成ないし計算される、請求項１または２記載の車両操舵装置。
【請求項４】
前記付加モーメントＴｉｎｔは前記車両速度Ｖｖｅｈｉｃｌｅおよび／または前記操舵角φｓｔｅｅｒの関数である、請求項３記載の車両操舵装置。
【請求項５】
前記付加モーメントＴｉｎｔは積分
【数１】
2005532206.tif 000005
から計算され、ここでｍは定数である、請求項３または４記載の車両操舵装置。
【請求項６】
前記付加モーメントＴｉｎｔは積分
【数２】
2005532206.tif 000006
から計算され、ここでｋは速度に依存する定数またはＶｖｅｈｉｃｌｅの関数である、請求項３または４記載の車両操舵装置。
【請求項７】
ｋでもって積分速度が調整される、請求項６記載の車両操舵装置。
【請求項８】
関数ｋ（Ｖｖｅｈｉｃｌｅ）は単調に上昇する、請求項６または７記載の車両操舵装置。
【請求項９】
Ｔｉｎｔは最大値Ｔｉｎｔ，ｍａｘに制限されている、請求項３から８までのいずれか１項記載の車両操舵装置。
【請求項１０】
前記最大値Ｔｉｎｔ，ｍａｘはＶｖｅｈｉｃｌｅの関数である、請求項９記載の車両操舵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの車輪を操舵するためのハンドルを備えた車両操舵装置に関し、ここで車両操舵装置はモーメントをハンドルに加えるための装置と車両を操舵する人間によってハンドルに加えられた操舵モーメントＴｄｒｉｖｅｒを求めるためのセンサとを有し、装置は操舵角φｓｔｅｅｒの関数Ｆ（φｓｔｅｅｒ）であるリセットモーメントＴｒｅｔｕｒｎを形成し、またリセットモーメントＴｒｅｔｕｒｎはハンドルを中間位置（φｓｔｅｅｒ＝０°）に動かす。
【０００２】
車両操舵装置をリセットすることによって操舵されていた車両は直線走行に移行される。車両操舵装置自体による自動的で精確な中心合わせは殊に、車両を操舵する人間がステアリングホイールに接触しない場合、ないし非常に小さい力しか加えない場合であっても所望される。
【０００３】
能動的なリセットを行う車両操舵装置が実現される際、今日の実現状態によれば、リセットモーメントの形成に関連する２つの矛盾する目標が常に生じる。つまり車両操舵装置は一方では最小の残り角度でもって良好な中心合わせを示さねばならず、他方では例えば中心位置を通過する操舵において調和の取れた操舵感覚を伝達しなければならない。
【０００４】
最小の残り角度でもって非常に良好な中心合わせを達成するために、例えば図１に破線の曲線によって示されているようなリセット力についての関数経過が前提となる。０°（零度）のステアリングホイール角度まではリセットモーメントＴｒｅｔｕｒｎが形成されるので、操舵された車輪は緩慢な走行においても中心位置に調節される。しかしながら曲線経過における不連続性によって、車両を操舵する人間がその手をハンドルないしステアリングホイールに置いている場合に、中心を通過する操舵において不快な操舵感覚が生じる。
【０００５】
しかしながらゼロ位置（中心位置）を通過する操舵時の調和の取れた操舵感覚は、図１の実践の曲線でもって示されているようなリセットモーメントＴｒｅｔｕｒｎについてのモーメント経過ｆ１（φｓｔｅｅｒ）でもってのみ達成される。しかしながらこのようなリセットモーメントＴｒｅｔｕｒｎでは精確な中心合わせは達成されない。何故ならば、リセットモーメントの減少により例えば車両速度が遅い場合および／または摩擦モーメントが高い場合には残り角度が残ったままだからである。
【０００６】
したがって本発明の課題は、車両速度が遅い場合であっても精確に中心が合わせられているのと同時に、調和の取れた操舵感覚がもたらされる車両操舵装置を提供することである。
【０００７】
この課題は請求項１の要件を有する操舵装置でもって解決される。別の有利な本発明の構成は従属請求項の要件により生じる。
【０００８】
本発明によって有利には、中心位置を通過する際の調和の取れた操舵感覚と同時に傑出した中心合わせが達成される。このことは車両の異なる走行状態ないし動作状態において、車両操舵装置によって異なる大きさのリセットモーメントＴｒｅｔｕｒｎが設定ないし調節されることによって達成される。つまりこのような場合には、車両を操舵する人間が閾値Ｔｔｈｒｅｓｈｈｏｌｄを上回るハンドモーメントをステアリングホイールに加えた場合には、図１において実線で示されているようなモーメント経過ｆ１（φｓｔｅｅｒ）が設定される。このことは通常の場合ドライバによるハンドルへの介入操作が能動的である場合にもたらされる。ハンドモーメントが閾値を下回ると、すなわちドライバがステアリングホイールを離すと直ぐに、最も簡単な場合にはリセットモーメントについての経過が例えば図１において破線の曲線で示されているように設定される。しかしながら本発明の枠内においては、それぞれ任意の曲線経過または第２の走行状態におけるリセットモーメントに関する任意の他の関数も設定ないし選択することができる。十分に大きなリセット力ないし十分に大きなリセットモーメントが、例えば操舵角が小さい場合において形成され、その結果中心位置から逸れている車輪が中心位置へと移動されることのみが保証されればよい。
【０００９】
中心位置から逸れるように操舵された車輪を中心位置に移動させるために、車両速度に応じて異なる大きさの力が必要である。つまりこのために必要とされる力は車両速度が遅い場合には車両速度が速い場合よりもより大きなものである。したがって同様に本発明の範囲においては、事前に設定ないし形成されるリセットモーメントは操舵角が等しい場合、第２の動作状態ないし走行状態においては車両速度に依存する。
【００１０】
考えられる全ての実施形態においては、ハンドモーメントに対する閾値を一定の値にすることが可能である。しかしながら同様に、本発明にとって重要な２つの走行状態を区別するハンドモーメントに関する閾値を車両速度と共に変化させることができる。
【００１１】
もっとも簡単な実施形態では、上述したように、また図２に示されているように、第１の走行状態には図２においては実線によって表されているようなリセットモーメント経過ｆ１（φｓｔｅｅｒ）が対応付けられる。第２の走行状態には、すなわちハンドモーメントが閾値を下回る場合には、図２においては破線によって示されているようなリセットモーメント経過が割り当てられる。四角い部分は２つの走行状態がφｔｈｒｅｓｈｏｌｄよりも小さい操舵角φｓｔｅｅｒに関してのみ区別されることを表している。しかしながら走行状態の区別はφｔｈｒｅｓｈｏｌｄに依存しなければならないものではない。
【００１２】
考えられる第２の実施形態においては、同様に第１の走行状態には図１において実線によって示されているようなリセットモーメント経過ｆ１（φｓｔｅｅｒ）が対応付けられ、これによって操舵角φｓｔｅｅｒがゼロ位置通過する操舵時の調和の取れた操舵感覚が実現されまた伝達される。第２の走行状態には、すなわちハンドモーメントが閾値を下回る場合には、図１において実線で示されているようなリセットモーメント経過ｆ１（φｓｔｅｅｒ）が対応付けられるが、ここではこのモーメント経過に付加モーメントＴｉｎｔが加算される。この付加モーメントＴｉｎｔを一定の値にすることができる。しかしながら同様に、付加モーメントＴｉｎｔは操舵角および／または車両速度の関数であることも可能である。
【００１３】
２つの走行状態に関するリセットモーメントを以下のように表せる：
走行状態  Ｉ：      Ｔｒｅｔｕｒｎ＝ｆ１（φｓｔｅｅｒ）
走行状態ＩＩ：      Ｔｒｅｔｕｒｎ＝ｆ２（φｓｔｅｅｒ）＝ｆ１（φｓｔｅｅｒ）＋Ｔｉｎｔ    または
Ｔｒｅｔｕｒｎ＝ｆ１（φｓｔｅｅｒ）＝Ｔｉｎｔ（φｓｔｅｅｒ）        または
Ｔｒｅｔｕｒｎ＝ｆ１（φｓｔｅｅｒ）＝Ｔｉｎｔ（φｓｔｅｅｒ,Ｖｖｅｈｉｃｌｅ）
殊に有利な実施形態においては付加モーメントＴｉｎｔが操舵角を時間にわたり積分することによって計算される。
【００１４】
つまり論理的にはＴｉｎｔを計算するための複数の可能性が存在する。もっとも簡単な場合には操舵角が時間にわたり積分される：
【００１５】
【数１】
2005532206.tif 000003
【００１６】
したがって付加モーメントＴｉｎｔは操舵角が一定のままである場合には時間と共に大きくなる。付加モーメントＴｉｎｔが大きくなり過ぎないようにするために、Ｔｉｎｔが最大値Ｔｉｎｔ，ｍａｘに制限されることが好適である。Ｔｉｎｔ，ｍａｘを例えば速度および／または操舵角に依存させることができる。この積分形成において積分速度は定数ｍにのみ依存する。
【００１７】
積分速度が同様に車両速度に依存する場合にはより快適な操舵を実現できることが判明した。つまり以下の積分形成を使用することにより傑出した走行快適性を達成することができる：
【００１８】
【数２】
2005532206.tif 000004
【００１９】
関数ｋ（Ｖｖｅｈｉｃｌｅ）は原則として任意に選択することができる。しかしながら、積分速度が車両速度の上昇と共に増すことは好適であることが判明した。積分速度を相応に選択することによって、零位置を通り過ぎる急速な操舵の場合にはリセットモーメントＴｉｎｔは形成されない、または無視できる小さい付加的なリセットモーメントＴｉｎｔしか形成されないことが保証される。付加的なリセットモーメントＴｉｎｔはステアリングホイールが零位置の領域にあり、かつドライバが手をステアリングホイールに置いていない場合にのみ生じる。図３には最後に説明した実施形態に関するフローチャートが示されている。
【００２０】
この明細書に記載した全ての実施形態に関しては、操舵角が小さい場合のみ２つの走行状態がハンドルないしステアリングホイールに加えられるハンドモーメントに基づき区別され、また操舵角φｓｔｅｅｒが閾値φｔｈｒｅｓｈｏｌｄを上回る場合にはリセットモーメント経過ｆ１（φｓｔｅｅｒ）のみが全てのハンドモーメントについて存在することが考えられる。これによって有利には（ドライバによって所望される）小さい操舵角での積分が回避される。したがって積分器はドライバによって加えられたモーメントＴｄｒｉｖｅｒが所定の値Ｔｔｈｒｅｓｈｏｌｄを下回り、かつ操舵角φｓｔｅｅｒが閾値φｔｈｒｅｓｈｏｌｄを下回る場合にのみ応答する。
【００２１】
さらには前述した全ての実施形態において、残り角度φｔｈｒｅｓｈｏｌｄも車両速度に依存することが可能である。つまり、車両速度が増すと共に残り角度φｔｈｒｅｓｈｏｌｄが小さくなることが良好な走行快適性にとって重要である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】リセットモーメント経過を示す。
【図２】リセットモーメント経過を示す。
【図３】本発明の実施形態を説明するフローチャートである。
【図１】
2005532206.tif 000007
【図２】
2005532206.tif 000008
【図３】
2005532206.tif 000009
【国際調査報告】
2005532206.tif 000010
2005532206.tif 000011
2005532206.tif 000012
2005532206.tif 000013