ダイナミックステアリングレスポンス

ダイナミックステアリングレスポンス（DSR ）は、強い横風や凹凸のある道路などの外力によって引き起こされる不安定なステアリングや難しいステアリングに対抗できる、車両の安全性と高度なパワーステアリングシステムです。 ^[1] DSRは、車両のパワーステアリングシステムで正しいステアリング比を決定し、ステアリング修正を提供して車両を安定させ、安全性を高めることでドライバーを支援します。システムは、現在の道路状況や車速などの要素に基づいて、ステアリング比（ステアリングホイールの回転量と車輪の回転量）を決定します。このシステムは、車両のステアリングギアに取り付けられた電気モーターが、状況に応じてステアリングに必要なトルクを減らしたり増やしたりすることで機能します。^[1]したがって、ドライバーからの物理的な入力が少なくなり、全体的に快適な運転体験が生まれます。^[2]

DSRは、2002年にセアトのレオン・クプラRに初めて実装されました。^[3]しかし、アキュメン・リサーチ・アンド・コンサルティングによると、2020年2月4日現在、DSRシステムを製造している企業の中で、「主要な競合企業は、BMW、フォード・モーター、ボルボ、ZF-TRW、アウディ、ボッシュ、デンソー、ダンフォス、クノールブレムゼです。」^[4]しかし、DSRの実装は商用車に限定されず、バスや産業車両もこの技術を活用しています。

自動車のダイナミック・ステアリング・レスポンス・システムの主な構成要素は、コントロールユニット、センサー、および電気モーターである。^[5]コントロールユニットは DSR ユニットのコンピューターとして機能し、電気モーターに指示を出す。指示は、センサーからのデータの評価によって決定され、適切なステアリング補正が計算される。^[5]センサーは、現在の車速、旋回角度、地形条件、横風加速度、ステアリングホイールに加えられたトルクなどのデータを収集する。^{[5] [6] [7]}電気モーターは、電気で駆動する装置であり、ステアリングギア（ステアリングホイールの回転を車両の実際の旋回に変換する役割を担うギア）に機械的エネルギーの形でトルクを加える。必要なステアリング補正を計算した後、コントロールユニットは電気モーターに、車両の油圧ステアリングギアに必要なトルクを加えるよう指示する。^[5]モーターの制御については、ドライバーからの入力と車載センサーに基づいて、1 秒間に 2000 回（ボルボ トラック FM シリーズの場合）でデータを取得する。その目的は、あらゆる状況で正確なステアリング制御を提供することです。

ダイナミックステアリングレスポンスシステムは、ステアリングアシストを必要とするさまざまな環境に適応できます。センサーが道路状況と車速を常に監視し、この情報を制御ユニットに中継します。制御ユニットから電気モーターへの指示は、車両が直面している現在の環境状況によって異なります。^{[1] [2] [5]}

横風が検出されると、DSRシステムのセンサーは、横風加速度（車両に対して垂直な横風の力）、タイヤ摩擦（タイヤと路面の間のタイヤの滑りを防ぐ力）、車両の慣性（車両が安定した方向に走行する傾向）、現在のステアリング角度などのデータを取り込みます。運転行動やオフセットステアリングバイアスなどの観測データも考慮されます。運転行動は、上記のデータのようにセンサーによってリアルタイムで収集されるデータではなく、より長い期間にわたるデータの蓄積によって決定されます。オフセットステアリングバイアスも、直進時にドライバーがステアリングホイールをオフセンターに回転させる傾向が記録されるより長い期間にわたって決定されます。コントロールユニットは、上記のデータを利用して、車両の質量中心に作用する横風の力を計算し、ステアリングホイールを適切な量だけ硬くするために電動モーターがステアリング油圧に及ぼすべきトルクを決定します。^[7]

DSRシステムのセンサーは、路面の凹凸や穴などの障害物を検知するために、常に道路状況を監視します。道路状況により車両が進路から外れた場合、DSRは自動的にステアリングコラムに必要なトルクを適用して進路を修正します。 ^[1]ドライバーは、DSRが路面の凹凸によるステアリングホイールの振動を打ち消すため、手動でステアリングホイールを安定させる必要はありません。^[6]

車両が高速で走行している状況では、DSRシステムはステアリングホイールを引き締め、ステアリング比を下げて、車両が安定した方向に走行できるようにします。^{[1] [2]}ドライバーがステアリングホイールをしっかりと握って揺れを防ぐのではなく、ステアリングホイールを所定の位置に固定します。低速では、DSRシステムは電動モーターが油圧ステアリングシステムにさらに補助を提供することで、ステアリング比を上げます。^[2]そのため、急な旋回時にステアリングホイールに適用するトルクが少なくて済みます。これにより、ステアリング操作がより軽く、より制御された感じになります。^[5]

車両の操縦性が向上し、運転が快適になります。システムによる継続的なフィードバックと感知により、低速でも、負荷がどれだけ重いかに関係なく、ステアリングの物理的な負担が軽減されます。高速での方向安定性が向上し、ステアリングの微調整が不要になります。コックピットのステアリングホイールに対する、路面の凹凸や穴などの外乱の影響が軽減されます。ホイールの不要な偏差を検出し、電動サーボモーターでバランスを取ります。

ダイナミックステアリングレスポンスシステムは、ドライバーが旋回して車両を安定させるために必要なトルクを低減します。2018年に国際労働安全衛生人間工学ジャーナルが行った研究では、ダイナミックステアリングにより旋回時の全体的な筋肉活動が平均で15〜25％減少したことが判明しました。また、ドライバーの完全な可動域を必要とするステアリング操作では、筋肉活動が68％減少したと報告されています。^[8]ダイナミックステアリングにより、筋肉活動による痛みや怪我のリスクが大幅に軽減されるため、運転がより快適になります。^[2]

DSR システムは、車両の安定性とステアリング制御が大幅に改善されるため、運転をより安全にします。路面の凹凸や穴などの障害物は、不安定な運転を引き起こす可能性があります。しかし、DSR を使用すると、車両の方向安定性が向上し、凹凸や穴の力に対抗できるため、事故が減少します。運転疲労の軽減に加えて、DSR の実装により、旋回を正確に制御し、高速での安定性を確保することで、最終的に安全性が向上します。DSR の電気またはセンサーの故障の可能性も考慮されています。このイベントの場合、DSR は自動的に停止し、電気モーターをオフにして、車両を油圧ステアリング (DSR の支援なしのステアリング) に戻すようにプログラムされています。^{[5] [9]}

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