JP2000211544A - かじ取りシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 かじ取り装置において、軸線方向に調節可能
なかじ取りハンドルのための有利な構造を提供する。 【構成】 かじ取りシステムにおいて、通常の場合かじ
取りハンドルとかじ取りされる車輪は、制御系を介して
作用的にのみ互いに連結され、その際かじ取りハンドル
はかじ取り角目標値発信器を操作し、かじ取りされる車
輪と共にかじ取り角実際値発信器が操作されるので、制
御系は、かじ取り角の目標値−実際値比較に応じてかじ
取り調節を行うことができる。本発明によれば、かじ取
りハンドルが軸線方向に調節可能で、安定な支持により
かじ取りハンドルの振動及びそれに起因するかじ取り角
目標値発信器への反作用が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用かじ取り
システムであって、運転者側で操作可能なかじ取りハン
ドル、かじ取りされる車輪をモータでかじ取り調節する
かじ取り操作器、かじ取りハンドルにより操作されるか
じ取り角目標値発信器、かじ取りされる車輪により操作
されるかじ取り角実際値発信器、かじ取り角の目標値−
実際値比較に応じてかじ取り操作器を操作する制御系、
及びかじ取りされる車輪とかじ取り操作器との間に現わ
れる力に関連して反作用力及びかじ取りされる車輪のか
じ取り角に関連するかじ取りハンドルの操作行程をかじ
取りハンドルに生じる手動力操作器を有する、自動車に
設けられるかじ取りシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在前記の種類のかじ取りシステムが開
発されている。ここでは″ステア・バイ・ワイヤ″（Ｓ
ｔｅｅｒ ｂｙ ｗｉｒｅ）の構想が実現され、即ち従
来のかじ取りシステムとは異なり、通常の運転では、か
じ取りハンドルとかじ取りされる車輪との間に強制連結
は行われず、むしろかじ取りされる車輪とかじ取りハン
ドルは制御系のみを介して作用的に連結されている。手
動力操作器は、かじ取りハンドルにかじ取り抵抗を発生
し、外乱力に基いてかじ取りされる車輪により行なわれ
るかじ取り運動に対応してかじ取りハンドルを調節する
のに用いられる。こうして手動力操作器は、かじ取りさ
れる車輪に作用するかじ取り力又はこれらの車輪のかじ
取り運動を、かじ取りハンドルへフイードバツクする。

【０００３】制御系又はそれと共同作用するシステム部
分が故障する場合のために、又は機械的非常システムが
設けられて、故障の場合自動的に作用する結果、かじ取
りハンドルとかじ取りされる車輪との間に、液圧又は今
までのかじ取り装置のように機械的強制連結が行われ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】さて本発明の課題は、
最初にあげた種類のかじ取り装置において、軸線方向に
調節可能なかじ取りハンドルのための有利な構造を提供
することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
本発明によれば、 手動力操作器が、軸線方向に動かな
い軸部分を介して、かじ取りハンドルに伝動結合され、
この軸部分が、外被管内にかじ取りハンドル側端部を軸
線方向及び半径方向に支持される別の軸部分に軸線方向
に相対移動可能にかつ相対回転しないように結合され、
外被管が比較的動かないハウジング部分内に軸線方向調
節可能に案内され、ばね締付け装置により遊びなしに固
定されている。

【０００６】本発明は、かじ取りハンドルと手動力操作
器との間にあってかじ取りハンドルの軸線方向調節を可
能にする軸線方向調節可能な軸列のために、軸列の少な
くともかじ取りハンドル側部分を受入れるハウジングを
設け、このハウジングを軸列の軸線方向調節に関与さ
せ、その際軸列のかじ取りハンドル側部分をこのハウジ
ングによりかじ取りハンドルから常に不変な間隔で軸線
方向及び半径方向に支持し、互いに調節可能なハウジン
グ部分をばね締付け装置により互いに遊びなく固定する
ことによって、振動に対して高い強度をこの支持部に持
たせる、という一般的な考えに基いている。

【０００７】本発明により、一方では快適さの理由から
かじ取りハンドルの軸線方向調節可能性が望まれ、他方
では最初にあげた種類のかじ取りシステムにおいてかじ
取りハンドルの振動が特に高度の確実さで防止されねば
ならない、という事実が考慮される。なぜならば、これ
らの振動は、かじ取りハンドルにより操作されるかじ取
り角目標値発信器のかじ取り角目標値信号のそれに応じ
た変動を生じる可能性があるからである。その場合この
変動にかじ取り操作器のそれに応じた駆動が伴う結果、
かじ取り操作器はかじ取り角目標値の不断の変化に追従
しようとし、かじ取りハンドルの振動を一層強める可能
性がある。これは本発明により防止される。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施形態によれ
ば、ハウジングが、外被管用のハウジングに固定した案
内管を持ち、案内管が、軸線方向に互いに離れているば
ね付き押圧体用の半径方向凹所を持ち、このこれらの押
圧体が案内管内の外被管を半径方向に締付ける。

【０００９】その際本発明の特に有効な構成では、軸線
方向に互いに離れかつ案内管の周方向に互いにずれてい
るなるべく２つの押圧体又は凹所が、案内管の直径上に
対向して設けられている。

【００１０】この構造は、比較的大きい製造公差でも、
案内管と外被管との極めてしっかりした結合を保証す
る。このため押圧体用のばね力を十分強く定めさえすれ
ばよい。押圧体の前記の配置により、案内管内における
外被管のよろめき運動も確実に阻止されることが特に有
利である。

【００１１】手動力操作器が、ねじり棒を介してかじ取
りハンドルに結合され、このねじり棒が、軸線方向に動
かない第１の軸部分を軸線方向に動かない第２の軸部分
に結合し、この第２の軸部分が、軸線方向に相対移動可
能にかつ相対回転しないように別の軸部分に結合され、
第２の軸部分が管状に構成され、ねじり棒が大体におい
てこの第２の軸部分内に設けられ、第１の軸部分に近い
方にある第２の軸部分の端部が、第１の軸部分に結合さ
れるねじり棒の一方の端部片上に半径方向に支持され、
第２の軸部分の他方の端部が、ねじり棒の他方の端部片
に相対回転しないように又は固定的に結合されている
と、更に有利である。

【００１２】ここでねじり棒は、第１の軸部分及び第２
の軸部分の互いに向き合う端部を互いに半径方向に動か
ないように結合するためにも用いられ、場合によっては
第１の軸部分が動かないハウジングに付加的に半径方向
に支持されるようにすることができる。

【００１３】なお本発明の好ましい構成に関して、請求
項及び本発明の特に好ましい実施例を示す図面の以下の
説明が参照される。

【００１４】

【実施例】図１によれば、詳細には示してない自動車は
かじ取り可能な前輪１を持ち、これらの前輪１はタイロ
ツド２及び棒３を介してかじ取り調節可能に互いに連結
されている。棒３は、それぞれ複動装置として構成され
る２つの互いに並列に設けられるピストン−シリンダ装
置４及び５のピストン棒を形成し、ピストン−シリンダ
装置４の両方の室は、その間に設けられるピストン−シ
リンダ装置５の両方の室の両側に設けられている。

【００１５】ピストン−シリンダ装置４は、２つの液圧
導管６及び７を介して、複動ピストン−シリンダ装置８
の両方のピストン動作空間に接続され、このピストン−
シリンダ装置８のピストンはかじ取りハンドル９に機械
的に伝動結合されている。従ってかじ取りハンドル９が
時計方向又は反時計方向に回されると、装置８のピスト
ンは図１において右方又は左方へ移動する。装置８のピ
ストンの移動の際、かじ取りハンドル９がそれに応じて
回される。

【００１６】更にかじ取りハンドル８は可逆電動機１０
に伝動結合され、電動機軸が固定される際、この電動機
１０は純粋な力発生器として動作することができるが、
その目的は後述される。

【００１７】液圧導管６及び７の間には通常閉じている
遮断弁装置１１が設けられ、その操作電磁石の通電によ
り戻しばねの力に抗して開放位置へ切換えられる。操作
電磁石の通電が遮断されると、遮断弁装置１１はその戻
しばねにより図示した閉鎖位置へもたらされ、この位置
に保持される。

【００１８】ピストン−シリンダ装置５は、液圧導管１
３及び１４を介して制御弁１５の２つの接続口に接続さ
れ、この制御弁１５は、２つの別な接続口を介して、比
較的圧力のない液体だめ１６及び液圧源、図示した例で
は吸入側を液体だめに接続されるポンプ１７に接続され
ている。ポンプ１７は図示しない電動機又は自動車の同
様に図示しない機関により駆動される。

【００１９】液圧導管１３及び１４の間には通常開いて
いる遮断弁１８が設けられ、その操作電磁石の通電によ
り戻しばねの力に抗して図示した開放位置から閉鎖位置
へもたらされるか、又はこの閉鎖位置に保持される。

【００２０】電子調整兼制御装置１９は、入力側を前輪
１のかじ取り角の実際値発信器２０に接続されている。
この発信器２０は例えば前輪１のかじ取り調節の際かじ
取り角の実際値に対応する操作行程を実施する棒３と共
同作用することができる。

【００２１】更に調整兼制御装置１９は、かじ取りハン
ドル９により操作されるかじ取り角の目標値発信器２１
に接続されている。この目標値発信器２１は原理的に回
転角発信器として動作し、即ちその信号はかじ取りハン
ドル９又はかじ取りハンドル９と目標値発信器２１との
間のかじ取り軸部分のそれぞれの回転位置に関連してい
る。

【００２２】更に調整兼制御装置１９は、ねじり棒２３
を介してねじり弾性的に目標値発信器２１に伝動結合さ
れている回転角発信器２２に接続されている。このねじ
り棒２３は、従ってそれ以外ではねじり剛性のかじ取り
軸装置２４のねじり弾性部分を形成している。

【００２３】目標値発信器２１及び回転角発信器２２の
信号から、目標値発信器２１と回転角発信器２２との相
対ねじり、従ってねじり棒２３のねじりの程度が求めら
れる。これは、調整兼制御装置１９が発信器２１及び２
２の信号からかじ取りハンドル９に存在する手動力を検
出できることを意味している。

【００２４】図１のかじ取りシステムは通常の場合次の
ように動作する。通常の運転では、遮断弁装置１１及び
遮断弁１８が、調整兼制御装置１９による操作電磁石へ
通電されることによって、図示しない位置へもたらされ
て、これらの位置に保持される。従ってピストン−シリ
ンダ装置４はピストン−シリンダ装置８及びかじ取りハ
ンドル９から液圧的に切離されている。

【００２５】ピストン−シリンダ装置５の両方のピスト
ン−動作空間の間で、制御弁１５の操作により圧力差が
次のように制御される。

【００２６】調整兼制御装置１９は、発信器２０を介し
て前輪１のかじ取り角の実際値を検出する。かじ取りハ
ンドル９により操作される発信器２１を介して、かじ取
り角の目標値が規定される。調整兼制御装置１９により
行われる目標値−実際値比較に応じて、制御弁１５の操
作電磁石が制御される。目標値−実際値比較偏差が存在
しないと、制御弁１５は図示した中間位置に留まり、こ
の位置でピストン−シリンダ装置５は液圧的に惰行へ切
換えられ、液体だめ１６に接続されている。目標値−実
際値偏差が現われる場合、制御弁１５が図示した中間位
置から目標値−実際値偏差の方向に応じて右方又は左方
へ移動せしめられるので、ピストン−シリンダ装置５の
一方のピストン動作空間が制御弁１５の圧力接続口に、
ピストン−シリンダ装置５の他方のピストン動作空間が
液体だめ１６に制御可能に接続され、それによりピスト
ン−シリンダ装置５に制御可能な圧力差が作用する結
果、ピストン−シリンダ装置５はかじ取り角の目標値−
実際値偏差の方向により規定される方向に操作力を発生
する。こうしてかじ取り角の目標値−実際値偏差が短時
間になくされ、前輪１はかじ取りハンドル９のかじ取り
調節に従う。

【００２７】導管１３及び１４の圧力を検出する圧力セ
ンサ２５及び２６の信号から、又は制御弁１５の操作電
磁石の電圧及び電流から、調整兼制御装置１９は、ピス
トン−シリンダ装置５に作用する圧力差を直接又は間接
に求めることができる。この圧力差の程度は、かじ取り
可能な前輪１とピストン−シリンダ装置５との間で伝達
される力又はモーメントに関連している。この力又はモ
ーメントに関連して、調整兼制御装置１９により、かじ
取りハンドル９の所で感知可能な手動力の目標値が求め
られ、電動機１０の適当な制御により設定され、手動力
の実際値は発信器２１及び２２の信号から求められる。
その結果電動機１０が、手動力の目標値−実際値比較に
応じて調整される。こうして運転者は、かじ取りハンド
ル９の所で、かじ取りされる前輪１とピストン−シリン
ダ装置５との間に作用する力の触覚的フイードバツクを
受ける。これらの力によりかじ取り可能な前輪１のかじ
取り調節が行われる場合、電動機１０によってかじ取り
ハンドル９が同じように調節される。

【００２８】調整兼制御装置１９は正しい動作を常に監
視する。故障が起こると、システムは次のように動作す
る。

【００２９】このような場合遮断弁１１の操作電磁石が
無電流へ切換えられる結果、遮断弁装置１１は図１に示
す閉鎖位置へ切換えられ、ピストン−シリンダ装置４と
８従ってかじ取り可能な前輪１とかじ取りハンドル９
が、液圧により互いに強制連結される。

【００３０】調整兼制御装置１９の充分な残存機能及び
これと共同作用するセンサ装置が存在する限り、かじ取
りハンドル９とかじ取りされる前輪１との間に強制連結
が行われていると、本発明によるかじ取りシステムは従
来の動力かじ取り装置のように動作する。これは、かじ
取りハンドル９とかじ取りされる前輪１との間で伝達さ
れる力及びモーメントに応じて調整兼制御装置１９が制
御弁１５を制御して、ピストン−シリンダ装置５がかじ
取りハンドル９に加えられるべき手動力を減少するサー
ボ力を発生することを意味する。その際かじ取りハンド
ル９とかじ取りされる前輪１との間で伝達される力及び
モーメントは、この力及びモーメントにより生じるねじ
り棒２３のねじりを検出する発信器２１及び２２の信号
から求めることができる。

【００３１】従来の動力かじ取り装置に対応する非常運
転が不可能になるようなことがあると、遮断弁１８の操
作電磁石１８の通電が遮断されるので、遮断弁１８は図
１に示す開放位置をとり、ピストン−シリンダ装置５制
御弁１５の位置に関係なく惰行に切換えられる。

【００３２】図２によれば、かじ取り軸装置２４は第１
のかじ取り軸部分２７を持ち、このかじ取り軸部分２７
の図２において右の端部は、図２には示していないかじ
取りハンドル９を持つか又はこれに結合されている。か
じ取り軸部分２７は中空軸として構成されて、軸線方向
内歯２７′を備えており、ぴったり合う外歯２８′を持
つ第２のかじ取り軸部分２８が内歯２７′内に軸線方向
移動可能に設けられている。

【００３３】かじ取り軸部分２８も同様に中空軸として
構成されて、その内部空間にねじり棒２３を収容し、こ
のねじり棒２３の図２において右の端部片は、かじ取り
軸部分２８の中間範囲に相対回転しないように固定され
ている。

【００３４】ねじり棒２３の図において左の端部は、第
２の軸部分２８の左の端部内に針軸受２９により半径方
向に支持されている。第２の軸部分２８の左の端部から
突出するねじり棒２３の左の端部片は、第３の軸部分３
０に固定的に結合され、この結合部はねじり棒２３と第
２の軸部分２８との結合部と同じように構成されること
ができる。第２の軸部分２８の左の端部におけるねじり
棒２３の半径方向固定支持のため、軸部分２８及び３０
は半径方向に運動しない。

【００３５】第２の軸部分２８の左の端部の外周上に
は、この軸部分２８と共に回転するかじ取角センサ発信
器２１の部分が設けられている。第３の軸部分３０の対
向する端部は、この軸部分３０と共に回転可能な回転角
発信器２２の部分を持っている。

【００３６】発信器２１及び２２は、図２において右方
へ案内管３２に続くハウジング３１内に一緒に収容され
ている。この案内管３２は、外被管３３を軸線方向移動
可能に受入れている。外被管３３は、案内管３２内で２
つの押圧体３４により固定され、これらの押圧体３４は
案内管３２の半径方向ブシユ部分内に移動可能に案内さ
れ、皿ばね積層体３５により外被管３３の外周壁へ押付
けられている。案内管３２の軸線方向に押付体３４は互
いに大きく離れている。案内管３２の軸線方向に見て、
押圧体３４は直径方で対向している。場合によっては押
圧体３４は、案内管３２の周方向に互いにずれて設けら
れて、各押圧体３４の中心軸線が案内管３２の別の軸線
面内にあるようにすることもできる。

【００３７】押圧体３４のこの配置のため、比較的大き
い製造公差でも、即ち案内管３２の内径が外被管３３の
外形に比較して大きい過大寸法を持っていても、外被管
３３の特にしっかりした固定が保証される。

【００３８】外被管３３の右の端部内に、第１の軸部分
２７例えば深溝玉軸受３６により軸線方向及び半径方向
に固定的に支持される。

【００３９】案内管３２と外被管３３との間には図示し
ない調節駆動装置が設けられ、この調節駆動装置によ
り、外被管３３が押圧体３４により生じる保持力に打勝
って、案内管３２に対して軸線方向に移動せしめられ
る。この調節駆動装置は、図２において外被管３３に固
定的に結合されるスリーブに右端を取付けられる棒３７
を移動させる。

【図面の簡単な説明】

【図１】かじ取りシステムの概略構成図である。

【図２】軸線方向に調節可能なかじ取り軸の軸線に沿う
断面図である。

【符号の説明】

１ かじ取りされる車輪 ４，５ かじ取り操作器 ９ かじ取りハンドル １０ 手動力操作器 １９ 調整兼制御装置 ２０ かじ取り角実際値発信器 ２１ かじ取り角目標値発信器 ２７，２８ 軸部分 ３２ ハウジング部分 ３３ 外被管 ３４，３５ ばね締付け装置

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動車用かじ取りシステムであって、 運転者側で操作可能なかじ取りハンドル、 かじ取りされる車輪をモータでかじ取り調節するかじ取
   り操作器、 かじ取りハンドルにより操作されるかじ取り角目標値発
   信器、 かじ取りされる車輪により操作されるかじ取り角実際値
   発信器、 かじ取り角の目標値−実際値比較に応じてかじ取り操作
   器を操作する制御系、及びかじ取りされる車輪とかじ取
   り操作器との間に現われる力に関連して反作用力及びか
   じ取りされる車輪のかじ取り角に関連するかじ取りハン
   ドルの操作行程をかじ取りハンドルに生じる手動力操作
   器を有するものにおいて、 手動力操作器（１０）が、軸線方向に動かない軸部分
   （２８）を介して、かじ取りハンドル（９）に伝動結合
   され、この軸部分（２８）が、外被管（３３）内にかじ
   取りハンドル側端部を軸線方向及び半径方向に支持され
   る別の軸部分（２７）に軸線方向に相対移動可能にかつ
   相対回転しないように結合され、 外被管（３３）が比較的動かないハウジング部分（３
   ２）内に軸線方向調節可能に案内され、ばね締付け装置
   （３４，３５）により遊びなしに固定されていることを
   特徴とする、かじ取りシステム。
2. 【請求項２】 ハウジング（３１）が軸線方向に固定し
   て車両のコンソール又は計器担体に設けられていること
   を特徴とする、請求項１に記載のかじ取りシステム。
3. 【請求項３】 ハウジング（３１）が、外被管（３３）
   用のハウジングに固定した案内管（３２）を持っている
   ことを特徴とする、請求項１又は２に記載のかじ取りシ
   ステム。
4. 【請求項４】 案内管（３２）が、軸線方向に互いに離
   れているばね付き押圧体（３４）用の半径方向凹所を持
   ち、これらの押圧体（３４）が案内管（３２）内の外被
   管（３３）を半径方向に締付けることを特徴とする、請
   求項３に記載のかじ取りシステム。
5. 【請求項５】 軸線方向に互いに離れかつ案内管（３
   ２）の周方向に互いにずれている２つの押圧体（３４）
   又は凹所が設けられていることを特徴とする、請求項４
   に記載のかじ取りシステム。
6. 【請求項６】 押圧体（３４）又は凹所が直径上で互い
   に対向していることを特徴とする、請求項５に記載のか
   じ取りシステム。
7. 【請求項７】 手動力操作器（１０）が、ねじり棒（２
   ３）を介してかじ取りハンドル（９）にねじり弾性をも
   って結合され、このねじり棒（２３）が、軸線方向に動
   かない第１の軸部分（３０）を軸線方向に動かない第２
   の軸部分（２８）に結合し、この第２の軸部分（２８）
   が、軸線方向に相対移動可能にかつ相対回転しないよう
   に別の軸部分（２７）に結合され、 第２の軸部分（２８）が管状に構成され、ねじり棒（２
   ３）が大体においてこの第２の軸部分（２８）内に設け
   られ、第１の軸部分（３０）に近い方にある第２の軸部
   分（２８）の端部が、第１の軸部分（３０）に結合され
   るねじり棒（２３）の一方の端部片上に半径方向に支持
   され、第２の軸部分（２８）の他方の端部が、ねじり棒
   （２３）の他方の端部片に相対回転しないように又は固
   定的に結合されていることを特徴とする、請求項１〜６
   の１つに記載のかじ取りシステム。
8. 【請求項８】 第１の軸部分（３０）に近い方にある第
   ２の軸部分（２８）の端部が第１の角センサ（２１）を
   持ち、第２の軸部分（２８）に近い方にある第１の軸部
   分（３０）の端部が第２の角センサ（２２）を持ってい
   ることを特徴とする、請求項７に記載のかじ取りシステ
   ム。
9. 【請求項９】 かじ取り角目標値を規定する第１の角セ
   ンサ（２１）の信号が、手動力操作器（１０）により発
   生される手動力を検出する第２の角センサ（２２）の信
   号と共に評価されることを特徴とする、請求項７又は８
   に記載のかじ取りシステム。
10. 【請求項１０】 第１の軸部分（３０）と第２の軸部分
    （２８）との間に、ねじり振動減衰器が作用するか又は
    設けられていることを特徴とする、請求項７〜９の１つ
    に記載のかじ取りシステム。
11. 【請求項１１】 第１の軸部分（３０）が、第１の軸部
    分（３０）に近い方にある第２の軸部分（２８）のラジ
    アル軸受（２９）の近くで、又は軸線方向に第１の角セ
    ンサ（２１）と第２の角センサ（２２）との間で、動か
    ないハウジング部分（３２）に半径方向に支持されてい
    ることを特徴とする、請求項７〜１０の１つに記載のか
    じ取りシステム。