JP2002193121A - 可変移動終端用の機構を組み込んだワイヤ操舵式ハンドルのアクチュエータ - Google Patents

可変移動終端用の機構を組み込んだワイヤ操舵式ハンドルのアクチュエータ

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JP2002193121A
JP2002193121A JP2001347456A JP2001347456A JP2002193121A JP 2002193121 A JP2002193121 A JP 2002193121A JP 2001347456 A JP2001347456 A JP 2001347456A JP 2001347456 A JP2001347456 A JP 2001347456A JP 2002193121 A JP2002193121 A JP 2002193121A
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motor
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feedback
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Scott A Millsap
スコット・エイ・ミルサップ
Chad D Bauer
チャド・デーヴィッド・バウアー
Michael J Cole
マイケル・ジェームズ・コール
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/001—Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup
    • B62D5/005—Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup means for generating torque on steering wheel or input member, e.g. feedback
    • B62D5/006—Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup means for generating torque on steering wheel or input member, e.g. feedback power actuated
    • 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
    • B62D6/008—Control of feed-back to the steering input member, e.g. simulating road feel in steer-by-wire applications

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両ダイナミックスに応答して全体的操舵比
を調整する。 【解決手段】 車両用のワイヤ式操舵ハンドルアクチュ
エータは、ワイヤ式操舵システムからのデータを入力と
して受け取り、制御信号を生成するように作動するコン
トローラ（４００）と、ドライバー入力シャフト（１０
２）と、該ドライバー入力シャフト（１０２）に接続さ
れたギアトレイン（１０４）と、コントローラ（４０
０）からの制御信号に応答し、且つ、該ギアトレイン
（１０４）に可変にギア連動された可変停止モータ（１
１４）と、該コントローラ（４００）からの制御信号に
応答し且つドライバー入力シャフト（１０２）及びギア
トレイン（１０４）のうち１つにギア連動されたフィー
ドバックモータ（１２０）と、ハウジング（１３０）に
取り付けられ且つフィードバックモータ（１２０）及び
ギアトレイン（１０４）のうち１つに連結された停止機
構（１２６）と、を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、可変移動終端（va
riable end-of-travel）用の機構を組み込んだワイヤ操
舵式ハンドルのアクチュエータ（steer-by-wire handwh
eel actuator）に関する。
【０００２】
【従来技術】現在のワイヤ式操舵ステアリングシステム
は、ドライバーからの操舵車輪角度コマンドと前部道路
車輪の位置との間の運動学的関係が、電子制御により調
整される場合、ドライバーへの操舵移動終端の触感的指
示を提供することができない。この運動学的関係は、一
般には、全体的操舵比と称される。従来の機械的にリン
クされたステアリングシステムは、操舵ギア比、操舵ア
ーム長さ、並びに、車両内の操舵ギア及び前部道路車輪
アセンブリの物理的方位によって決定される機械的に拘
束された操舵比を有する。現在のワイヤ操舵式ハンドル
アクチュエータは、操舵車輪の固定された角度移動のみ
を可能とする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、制御電子回
路が車両ダイナミックスに応答して全体的操舵比を調整
することを可能とすることによって、ワイヤ式操舵シス
テムを改善する。制御ソフトウェアは、前部道路車輪
が、それらの最大角度移動に達したとき、ドライバーに
操舵移動の調整可能な終端指示も提供する。これは、前
部道路車輪移動終端指示、並びに、ドライバーに道路力
（road force）のフィードバックを提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】従って、本発明の目的
は、車両用のワイヤ式操舵ハンドルアクチュエータを提
供することである。本ハンドルアクチュエータは、ワイ
ヤ式操舵システムからのデータを入力として受け取り、
制御信号を生成するように作動するコントローラと、ド
ライバー入力シャフトと、ドライバー入力シャフトに接
続されたギアトレインと、コントローラからの制御信号
に応答し、且つ、ギアトレインに可変にギア連動された
可変停止モータと、コントローラからの制御信号に応答
し、且つ、ドライバー入力シャフト及びギアトレインの
うち１つにギア連動されたフィードバックモータと、ハ
ウジングに取り付けられ、且つ、フィードバックモータ
及びギアトレインのうち１つに連結された停止機構と、
を含む。
【０００５】また、本発明の目的は、ワイヤ式操舵ステ
アリングシステムのハンドルアクチュエータのギア比を
変化させる方法を提供することでもある。本方法は、ド
ライバー入力シャフトの位置を測定し、車両速度を測定
し、ドライバー入力シャフトの移動終端の所望位置を計
算する、各工程を更に含む。本方法は、停止機構の位置
を測定し、遊星ギアトレインへの可変停止モータの入力
を制御するため、該可変停止モータに第１の制御信号を
提供する、各工程を更に含む。
【０００６】本発明の更なる別の目的は、ワイヤ式操舵
ハンドルアクチュエータのドライバーに触感のある応答
を提供する方法を提供することである。本方法は、ワイ
ヤ式操舵システムに作用する道路力を測定し、ドライバ
ー入力シャフトの位置を測定し、車両速度を測定し、ド
ライバー入力シャフトの所望のフィードバックトルクを
計算する、各工程を更に含む。本方法は、ドライバー入
力シャフトのトルクを測定し、ドライバー入力シャフト
又はキャリアへのフィードバックモータのフィードバッ
クトルクを制御するため、該フィードバックモータに第
２の制御信号を提供する、各工程を更に含む。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１乃至図８を参照して、本発明
の好ましい実施形態を、これに限定されない例示として
以下に説明する。図１は、典型的なワイヤ式操舵ステア
リングシステム６００の概略表現図である。該ワイヤ式
操舵ステアリングシステム６００は、概して、コントロ
ーラ４００と、該コントローラ４００と各々伝達信号４
００ａ、４００ｂにより接続される、第１の電子機械式
アクチュエータ２０２、及び、第２の電子機械式アクチ
ュエータ３０２とから構成される。第１及び第２の電子
機械式アクチュエータ２０２、３０２は、典型的には、
モータ、クランクアーム、ステアリングアーム及びタイ
ロッドから構成され、第１の車輪２００及び第２の車輪
３００に各々接続され、これによって、コントローラ４
００のコマンド指令の下で、車輪２００、３００を回動
させるように作動する。図２は、図１のワイヤ式操舵ス
テアリングシステム６００のコントローラ４００と伝達
信号１００ａ、１００ｂ、１２６ｇを介して接続する本
発明のハンドルアクチュエータ１００の概略表現図であ
る。図２では、ハンドルアクチュエータ１００は、例え
ばドライバーなど、外部の運動源５００と更に接続され
ており、該ドライバーから、ハンドルアクチュエータ１
００は、ドライバーの入力シャフト１０２によって操舵
コマンドを受け取る。コントローラ４００は、車両速度
を示す信号７００、並びに、ドライバー入力シャフト１
０２の位置を示す信号５００ａ及びドライバーの入力シ
ャフト１０２のトルクを示す信号５００ｂを、該コント
ローラへの入力として受け取るように作動する。
【０００８】図３を参照すると、本発明のハンドルアク
チュエータ１００の第１の表現態様が表されている。ハ
ンドルアクチュエータ１００は、ハウジング１３０、ド
ライバー入力シャフト１０２、及び、該ドライバー入力
シャフト１０２に回転可能に取り付けられた遊星ギアト
レイン１０４から構成される。明瞭さの観点では、太陽
ギア１０６、複数の遊星ギア１０８、キャリア１１０及
び内部及び外部のギア歯１１２ａ、１１２ｂを有するリ
ングギア１１２を含む、遊星ギアトレイン１０４が図６
に示されている。図３のハンドルアクチュエータ１００
は、可変停止モータシャフト１１６を有する可変停止モ
ータ１１４を備えている。該可変停止モータシャフト１
１６は可変停止モータ１１４により回転駆動される。可
変停止モータシャフト１１６に取り付けられたものは、
遊星ギアトレイン１０４のリングギア１１２に可変にギ
ア連動された可変停止アシストギア１１８である。図３
を続いて参照すると、ハンドルアクチュエータ１００
は、フィードバックモータ１２０により回転駆動される
フィードバックモータシャフト１２２を有するフィード
バックモータ１２０を更に備える。フィードバックモー
タシャフト１２２に取り付けられたものは、遊星ギアト
レイン１０４のキャリア１１０にギア連動されたフィー
ドバックアシストギア１２４である。更になお、ハンド
ルアクチュエータ１００は、第１の停止端部１２６ｂ及
び第２の停止端部１２６ｃを有する停止ガイド１２６ａ
を備えるハウジング１３０に接続された停止機構１２６
を含む。停止機構１２６は、フィードバックモータシャ
フト１２２に連結されたカラー１２６ｄ及び停止ガイド
１２６ａを備える。カラー１２６ｄは、例えば、フィー
ドバックモータシャフト１２２に沿ったカラー１２６ｄ
の軸運動の範囲が第１の停止端部１２６ｂ及び第２の停
止端部１２６ｃにより制限されるように、リードネジ
（lead screw）の態様で、フィードバックモータシャフ
ト１２２に連結される。停止機構１２６は、カラー１２
６ｄの位置を測定してカラー１２６ｄの位置を示す停止
信号１２６をそこからの出力として提供するように作動
するセンサー１２６ｆも備える。停止信号１２６ｇは、
可変停止モータ１１４を制御するための第１の制御信号
１００ａを決定するためコントローラ４００に提供され
る。
【０００９】図２と連係参照される図３では、ハンドル
アクチュエータ１００は、第１に、例えばドライバー５
００などの外部運動源からのドライバー入力シャフト１
０２による操舵コマンド、第２に、コントローラ４００
から可変速度モータ１１４への第１の制御信号１００
ａ、及び、第３に、コントローラ４００からフィードバ
ックモータ１２０への第２の制御信号１００ｂを、入力
として受け取るように作動する。操舵コマンドは、典型
的には、ドライバー入力シャフト１０２の時計回り又は
反時計回りの回転である。コントローラ４００から発し
た第１の制御信号１００ａは、可変停止モータ１１４の
遊星ギアトレイン１０４への入力を制御する。第２の制
御信号１００ｂは、フィードバックモータ１２０により
キャリア１１０に向けられるフィードバックトルクを制
御する。
【００１０】図３では、ドライバー入力シャフト１０２
の時計回り又は反時計回りの回転は、第１の組の車両作
動条件の下で、可変停止モータシャフト１１６及び可変
停止アシストギア１１８による、可変停止モータ１１４
の遊星ギアトレイン１０４への係合によってリングギア
１１２が当該場所に保持されるように、遊星ギアトレイ
ン１０４の作動を引き起こす。かかる係合は、遊星ギア
トレイン１０４の第１のギア比Ｒ1を生じさせる。車両
作動条件が変化するとき、例えば、車両速度又はドライ
バー入力シャフト１０２の位置が変化するとき、第１の
制御信号１００ａは、変化する作動条件に基づいて、遊
星ギアトレイン１０４に対して追加の度合いの自由度を
提供するように、可変停止モータ１１４を作動させる。
即ち、リングギア１１２を解放して、その制御された回
転を可能にする。可変停止モータ１１４の作動及びドラ
イバー５００からの操舵コマンドの組み合わせに起因し
たリングギア１１２の回転は、キャリア１１０において
正味の角度回転を生じさせ、かくして、遊星ギアトレイ
ン１０４のギア比において連続的且つ制御された変化を
提供する。前記した変化する作動条件に加えてワイヤ式
操舵システム６００に働く道路力の印加に基づいて、第
２の制御信号１００ｂは、フィードバックモータ１２０
の、フィードバックモータシャフト１２２及びフィード
バックアシストギア１２４を通したキャリア１１０への
係合によって、遊星ギアトレイン１０４に反対方向トル
クを提供するように、フィードバックモータ１２０を作
動させる。反対方向のトルクは、フィードバックトルク
を生じさせ、操舵コマンドに対して触感のある応答をド
ライバー５００に提供する。フィードバックモータ１２
０のトルクの一部分は、ドライバーの入力シャフト１０
２に戻り反射され、その残りは、リングギア１１２、可
変停止アシストギア１１８及び可変停止モータシャフト
１１６を通って可変停止モータ１１４に戻り反射され
る。
【００１１】ここで、図４を参照する。図４に表された
ものは、本発明のワイヤ式操舵ハンドルアクチュエータ
１００の第２の表現であり、ハンドルアクチュエータ１
００の同様のエレメント及び特徴は、図３と同様な番号
が付けられている。図４の実施形態では、カラー１２６
ｄは、遊星ギアトレイン１０４のキャリア１１０に直接
連結されており、これによって、該カラーは、キャリア
１１０がドライバー入力シャフト１０２におけるドライ
バー５００の操舵コマンド及び可変停止モータ１１４の
作用に応答して回転するとき、停止ガイド手段１２６ａ
の第１の停止端部１２６ｂ及び第２の停止端部１２６ｃ
の間でキャリア１１０に沿って移動するように作動す
る。第１及び第２の停止端部１２６ｂ、１２６ｃは、ハ
ウジング１３０に接続される。カラー１２６ｄは、カラ
ー１２６ｄの軸運動の範囲が、第１の停止端部１２６ｂ
及び第２の停止端部１２６ｃにより制限されるように、
例えばリードネジの態様で、キャリア１１０に連結され
る。停止機構１２６は、カラー１２６ｄの位置を測定し
て、該カラー１２６ｄの位置を示す停止信号１２６ｇを
そこから出力として提供するように作動するセンサー１
２６ｆも備える。停止信号１２６ｇは、可変停止モータ
１１４を制御するための第１の制御信号１００ａを決定
するためコントローラ４００に提供される。
【００１２】図２と連係参照される図４では、ハンドル
アクチュエータ１００は、第１に、例えばドライバー５
００などの外部運動源からのドライバー入力シャフト１
０２による操舵コマンド、第２に、コントローラ４００
から可変速度モータ１１４への第１の制御信号１００
ａ、及び、第３に、コントローラ４００からフィードバ
ックモータ１２０への第２の制御信号１００ｂを、入力
として受け取るように作動する。操舵コマンドは、典型
的には、ドライバー入力シャフト１０２の時計回り又は
反時計回りの回転である。コントローラ４００から発し
た第１の制御信号１００ａは、可変停止モータ１１４の
遊星ギアトレイン１０４への入力を制御する。第２の制
御信号１００ｂは、フィードバックモータ１２０により
ドライバー入力シャフト１０２に向けられるフィードバ
ックトルクを制御する。図４では、フィードバッグモー
タ１２０は、ドライバー入力シャフト１０２、フィード
バックアシストギア１２４及びフィードバックモータシ
ャフト１２２に接続されたドライバーフィードバックギ
ア１０２ａによりドライバー入力シャフト１０２に直接
連結される。
【００１３】図４では、ドライバー入力シャフト１０２
の時計回り又は反時計回りの回転は、第１の組の車両作
動条件の下で、可変停止モータシャフト１１６及び可変
停止アシストギア１１８による、可変停止モータ１１４
の遊星ギアトレイン１０４への係合によってリングギア
１１２が当該場所に保持されるように、遊星ギアトレイ
ン１０４の作動を引き起こす。かかる係合は、遊星ギア
トレイン１０４の第１のギア比Ｒ1を生じさせる。車両
作動条件が変化するとき、例えば、車両速度又はドライ
バー入力シャフト１０２の位置が変化するとき、第１の
制御信号１００ａは、変化する作動条件に基づいて、遊
星ギアトレイン１０４に対して追加の度合いの自由度を
提供するように、可変停止モータ１１４を作動させる。
即ち、リングギア１１２を解放して、その制御された回
転を可能にする。可変停止モータ１１４の作動及びドラ
イバー５００からの操舵コマンドの組み合わせに起因し
たリングギア１１２の回転は、キャリア１１０において
正味の角度回転を生じさせ、かくして、遊星ギアトレイ
ン１０４のギア比において連続的且つ制御された変化を
提供する。前記した変化する作動条件に加えてワイヤ式
操舵システム６００に働く道路力の印加に基づいて、コ
ントローラ４００からの第２の制御信号１００ｂは、フ
ィードバックモータ１２０の、フィードバックモータシ
ャフト１２２及びフィードバックアシストギア１２４を
通したドライバーフィードバックギア１０２ａへの係合
によって、ドライバー入力シャフト１０２に反対方向ト
ルクを提供するように、フィードバックモータ１２０を
作動させる。反対方向のトルクは、フィードバックトル
クを生じさせ、操舵コマンドに対して触感のある応答を
ドライバー５００に提供する。フィードバックモータ１
２０のトルクの一部分は、ドライバーの入力シャフト１
０２に戻り反射され、その残りは、リングギア１１２、
可変停止アシストギア１１８及び可変停止モータシャフ
ト１１６を通って可変停止モータ１１４に戻り反射され
る。
【００１４】ここで、図５を参照する。図５に表された
ものは、本発明のワイヤ式操舵ハンドルアクチュエータ
１００の第３の表現であり、ハンドルアクチュエータ１
００の同様のエレメント及び特徴は、図３及び４におい
てと同様な番号が付けられている。図５の実施形態で
は、停止機構１２６は、シャフト１１０ａを備え、該シ
ャフトは、それと共に回転するようにキャリア１１０に
接続される。シャフト１１０ａが回転するとき、バー１
２６ｅ及びかくしてシャフト１１０ａが、バー１２６ｅ
が第１の停止端部１２６ｂ及び第２の停止端部１２６ｃ
と同時接触するので機械的に拘束されるように、バー１
２６ｅはシャフト１１０ａに取り付けられている。第１
及び第２の停止端部１２６ｂ、１２６ｃは、ハウジング
１３０に接続される。ドライバー５００に供給される前
記フィードバックトルクは、ドライバーのフィードバッ
クギア１０２ａにより、フィードバックアシストギア１
２４を通ってドライバー入力シャフト１０２に印加され
る。停止機構１２６は、バー１２６ｅの位置を測定し
て、該バー１２６ｅの位置を示す停止信号１２６ｇをそ
こから出力として提供するように作動するセンサー１２
６ｆも備える。停止信号１２６ｇは、可変停止モータ１
１４を制御するための第１の制御信号１００ａを決定す
るためコントローラ４００に提供される。
【００１５】図２と連係参照される図５では、ハンドル
アクチュエータ１００は、第１に、例えばドライバー５
００などの外部運動源からのドライバー入力シャフト１
０２による操舵コマンド、第２に、コントローラ４００
から可変速度モータ１１４への第１の制御信号１００
ａ、及び、第３に、コントローラ４００からフィードバ
ックモータ１２０への第２の制御信号１００ｂを、入力
として受け取るように作動する。操舵コマンドは、典型
的には、ドライバー入力シャフト１０２の時計回り又は
反時計回りの回転である。コントローラ４００から発し
た第１の制御信号１００ａは、可変停止モータ１１４の
遊星ギアトレイン１０４への入力を制御する。第２の制
御信号１００ｂは、フィードバックモータ１２０により
ドライバー入力シャフト１０２に向けられるフィードバ
ックトルクを制御する。
【００１６】図５では、ドライバー入力シャフト１０２
の時計回り又は反時計回りの回転は、第１の組の車両作
動条件の下で、可変停止モータシャフト１１６及び可変
停止アシストギア１１８による、可変停止モータ１１４
の遊星ギアトレイン１０４への係合によってリングギア
１１２が当該場所に保持されるように、遊星ギアトレイ
ン１０４の作動を引き起こす。かかる係合は、遊星ギア
トレイン１０４の第１のギア比Ｒ1を生じさせる。車両
作動条件が変化するとき、例えば、車両速度又はドライ
バー入力シャフト１０２の位置が変化するとき、第１の
制御信号１００ａは、変化する作動条件に基づいて、遊
星ギアトレイン１０４に対して追加の度合いの自由度を
提供するように、可変停止モータ１１４を作動させる。
即ち、リングギア１１２を解放して、その制御された回
転を可能にする。可変停止モータ１１４の作動及びドラ
イバー５００からの操舵コマンドの組み合わせに起因し
たリングギア１１２の回転は、キャリア１１０において
正味の角度回転を生じさせ、かくして、遊星ギアトレイ
ン１０４のギア比において連続的且つ制御された変化を
提供する。前記した変化する作動条件に加えてワイヤ式
操舵システム６００に働く道路力の印加に基づいて、コ
ントローラ４００からの第２の制御信号１００ｂは、フ
ィードバックモータ１２０の、フィードバックモータシ
ャフト１２２、フィードバックアシストギア１２４及び
ドライバーフィードバックギア１０２ａを通したドライ
バー入力シャフト１０２への係合によって、遊星ギアト
レイン１０４に反対方向トルクを提供するように、フィ
ードバックモータ１２０を作動させる。反対方向のトル
クは、フィードバックトルクを生じさせ、操舵コマンド
に対して触感のある応答をドライバー５００に提供す
る。フィードバックモータ１２０のトルクの一部分は、
ドライバーの入力シャフト１０２に戻り反射され、その
残りは、リングギア１１２、可変停止アシストギア１１
８及び可変停止モータシャフト１１６を通って可変停止
モータ１１４に戻り反射される。
【００１７】ここで、図７を参照する。図７は、コント
ローラ４００への入力データ及び該コントローラからの
結果として生成された出力の流れの概略表現である。特
に、コントローラ４００への入力は、ドライバー入力シ
ャフト１０２によりコントローラ４００に伝達されたド
ライバー入力シャフト５００ａの位置、車両速度７０
０、第１及び第２の道路車輪２００、３００を通してワ
イヤ式操舵システム６００に作用する道路力４００ａ、
４００ｂ、停止機構の位置１２６ｇ、並びに、ドライバ
ー入力シャフト上のトルク５００ｂを含む。従って、本
発明は、ワイヤ式操舵ステアリングシステムのハンドル
アクチュエータのギア比を変化させる方法を提供するよ
うに作動する。ギア比を変化させる方法は、ドライバー
入力シャフト１０２の位置を測定し、車両速度を測定
し、図７のブロック４０２で、測定結果に基づいて、ド
ライバー入力シャフト１０２の移動終端の所望位置を計
算する、各工程を含む。ギア比を変化させる方法は、停
止機構１２６の位置を測定し、前記したドライバー入力
シャフト１０２の移動終端の計算された所望位置に基づ
いて、遊星ギアトレイン１０４への可変停止モータ１１
４の入力を制御するため可変停止モータ１１４に第１の
制御信号１００ａをブロック４０４で提供する、各工程
を更に含む。
【００１８】本発明は、ワイヤ式操舵ハンドルアクチュ
エータのドライバーに触感のある応答を与える方法を提
供するようにも作動する。触感のある応答を提供する方
法は、ワイヤ式操舵システム６００に作用する道路力を
測定し、ドライバー入力シャフト１０２の位置を測定
し、車両速度を測定し、これらの測定値に基づいて、図
７のブロック４０６で、ドライバー入力シャフト１０２
の所望のフィードバックトルクを計算する、各工程を含
む。本方法は、ドライバー入力シャフト１０２のトルク
を測定し、前記したドライバー入力シャフトの計算され
た所望フィードバックトルクに基づいて、ドライバー入
力シャフト１０２又はキャリア１１０へのフィードバッ
クモータのフィードバックトルクを制御するためフィー
ドバックモータ１２０にブロック４０８で第２の制御信
号１００ｂを提供する、各工程を更に含む。
【００１９】図８は、遊星ギアトレイン１０４に対す
る、可変停止モータ１１４及びドライバー入力シャフト
１０２の運動学的関係の概略表現であり、該関係によれ
ば、停止機構１２６により制限されるキャリア１１０の
変化を与える、その正味の出力を生じさせる。
【００２０】様々な変形を上述した発明になすことがで
きることは当業者には明らかであろう。従って、請求の
範囲は、本発明の真の精神及び範囲内に包含されるかか
るすべての変形を含むことが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、典型的なワイヤ式操舵ステアリングシ
ステムの概略図である。
【図２】図２は、図１のワイヤ式操舵ステアリングシス
テムと信号伝達する、本発明のワイヤ式操舵ハンドルア
クチュエータの概略図である。
【図３】図３は、本発明のワイヤ式操舵ハンドルアクチ
ュエータの第１態様の表現図である。
【図４】図４は、本発明のワイヤ式操舵ハンドルアクチ
ュエータの第２態様の表現図である。
【図５】図５は、本発明のワイヤ式操舵ハンドルアクチ
ュエータの第３態様の表現図である。
【図６】図６は、本発明の遊星ギアトレインの表現図で
ある。
【図７】図７は、可変停止モータ及び本発明に係るフィ
ードバックモータの電子制御の概略表現図である。
【図８】図８は、本発明のハンドルアクチュエータの運
動学的作動の概略表現図である。
【符号の説明】
１００ ハンドルアクチュエータ １００ａ 第１の制御信号 １００ｂ 第２の制御信号 １０２ ドライバー入力シャフト １０２ａ ドライバーフィードバックギア １０４ ギアトレイン １０６ 太陽ギア １０８ 遊星ギア １１０ キャリア １１０ａ シャフト １１２ リングギア １１２ａ 内部ギア歯 １１２ｂ 外部ギア歯 １１４ 可変停止モータ １１６ 可変停止モータシャフト １１８ 可変停止アシストギア １２０ フィードバックモータ １２２ フィードバックモータシャフト １２４ フィードバックモータアシストギア １２６ 停止機構 １２６ａ 停止ガイド手段 １２６ｂ 第１の停止端部 １２６ｃ 第２の停止端部 １２６ｄ カラー １２６ｅ バー １２６ｆ センサー １２６ｇ 停止機構の位置 １３０ ハウジング ２００ 第１の車輪 ２０２ 第１の電子機械式アクチュエータ ３００ 第２の車輪 ３０２ 第２の電子機械式アクチュエータ ４００ コントローラ ４００ａ、４００ｂ 伝達信号 ５００ 外部の運動源 ５００ａ ドライバー入力シャフト１０２の位置を示す
信号 ５００ｂ ドライバーの入力シャフト１０２のトルクを
示す信号 ６００ ワイヤ式操舵ステアリングシステム ７００ 車両速度を示す信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル・ジェームズ・コール アメリカ合衆国ミシガン州48604，サギノ ー，アーウィン・ストリート 3466 Ｆターム(参考） 3D033 CA03 CA04 CA13 CA17 CA18 CA20 CA22

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両用のワイヤ式操舵ハンドルアクチュ
    エータであって、 ワイヤ式操舵システムからのデータを入力として受け取
    り、制御信号を生成するように作動するコントローラ
    （４００）と、 ドライバー入力シャフト（１０２）と、 前記ドライバー入力シャフト（１０２）に接続されたギ
    アトレイン（１０４）と、 前記コントローラ（４００）からの制御信号に応答し、
    且つ、前記ギアトレイン（１０４）に可変にギア連動さ
    れた可変停止モータ（１１４）と、 前記コントローラ（４００）からの制御信号に応答し、
    且つ、前記ドライバー入力シャフト（１０２）及び前記
    ギアトレイン（１０４）のうち１つにギア連動されたフ
    ィードバックモータ（１２０）と、 ハウジング（１３０）に取り付けられ、且つ、前記フィ
    ードバックモータ（１２０）及び前記ギアトレイン（１
    ０４）のうち１つに連結された停止機構（１２６）と、 を含む、前記ワイヤ式操舵ハンドルアクチュエータ。
  2. 【請求項２】 前記ギアトレイン（１０４）は遊星ギア
    トレイン（１０４）であり、該遊星ギアトレイン（１０
    ４）は、 前記ドライバー入力シャフト（１０２）に接続された太
    陽ギア（１０６）と、 内部ギア歯（１１２ａ）及び外部ギア歯（１１２ｂ）を
    有するリングギア（１１２）と、 前記太陽ギア（１０６）及び前記リングギア（１１２）
    の前記内部ギア歯（１１２ａ）に連結された、複数の遊
    星ギア（１０８）と、 前記複数の遊星ギア（１０８）に接続されたキャリア
    （１１０）と、 を含む、請求項１に記載のワイヤ式操舵ハンドルアクチ
    ュエータ。
  3. 【請求項３】 前記可変停止モータ（１１４）は、 前記可変停止モータにより駆動される可変停止モータシ
    ャフト（１１６）と、 前記可変停止モータシャフト（１１４）に接続され、且
    つ、前記リングギア（１１２）の前記外部ギア歯（１１
    ２ｂ）に連結された、可変停止アシストギア（１１８）
    と、 を備える、請求項２に記載のワイヤ式操舵ハンドルアク
    チュエータ。
  4. 【請求項４】 前記フィードバックモータ（１２０）
    は、 前記フィードバックモータにより駆動されるフィードバ
    ックモータシャフト（１２２）と、 前記フィードバックモータシャフト（１２２）に接続さ
    れ、且つ、前記キャリア（１１０）に連結された、フィ
    ードバックモータアシストギア（１２４）と、 を備える、請求項２に記載のワイヤ式操舵ハンドルアク
    チュエータ。
  5. 【請求項５】 前記ドライバー入力シャフト（１０２）
    は、該シャフトに連結されたドライバーフィードバック
    ギア（１０２ａ）を備える、請求項２に記載のワイヤ式
    操舵ハンドルアクチュエータ。
  6. 【請求項６】 前記フィードバックモータ（１２０）
    は、 前記フィードバックモータにより駆動されるフィードバ
    ックモータシャフト（１２２）と、 前記フィードバックモータシャフト（１２２）に接続さ
    れ、且つ、前記ドライバーフィードバックギア（１０２
    ａ）に連結された、フィードバックモータアシストギア
    （１２４）と、 を備える、請求項５に記載のワイヤ式操舵ハンドルアク
    チュエータ。
  7. 【請求項７】 前記フィードバックモータ（１２０）
    は、 前記フィードバックモータにより駆動されるフィードバ
    ックモータシャフト（１２２）と、 前記フィードバックモータシャフト（１２２）と連続
    し、且つ、前記ドライバーフィードバックギア（１０２
    ａ）に連結された、フィードバックモータアシストギア
    （１２４）と、 を備える、請求項５に記載のワイヤ式操舵ハンドルアク
    チュエータ。
  8. 【請求項８】 前記停止機構（１２６）は、 第１の停止端部（１２６ｂ）及び第２の停止端部（１２
    ６ｃ）を有する、停止ガイド手段（１２６ａ）と、 前記フィードバックモータシャフト（１２２）及び前記
    停止ガイド手段（１２６ａ）に連結され、且つ、これに
    よって、前記第１の停止端部（１２６ｂ）及び前記第２
    の停止端部（１２６ｃ）の間を前記フィードバックモー
    タシャフト（１２２）に沿って移動するように作動す
    る、カラー（１２６ｄ）と、を備える、請求項２に記載
    のワイヤ式操舵ハンドルアクチュエータ。
  9. 【請求項９】 前記停止機構（１２６）は、 第１の停止端部（１２６ｂ）及び第２の停止端部（１２
    ６ｃ）を有する、停止ガイド手段（１２６ａ）と、 前記キャリア（１１０）及び前記停止ガイド手段（１２
    ６ａ）に連結され、且つ、これによって、前記第１の停
    止端部（１２６ｂ）及び前記第２の停止端部（１２６
    ｃ）の間を前記キャリア（１１０）に沿って移動するよ
    うに作動する、カラー（１２６ｄ）と、を備える、請求
    項２に記載のワイヤ式操舵ハンドルアクチュエータ。
  10. 【請求項１０】 前記停止機構（１２６）は、 前記キャリア（１１０）に接続されたシャフト（１１０
    ａ）と、 第１の停止端部（１２６ｂ）及び第２の停止端部（１２
    ６ｃ）を有する、停止ガイド手段（１２６ａ）と、 前記シャフト（１１０ａ）に接続され、且つ、前記第１
    の停止端部（１２６ｂ）及び前記第２の停止端部（１２
    ６ｃ）の間を該シャフトと共に回転するように作動す
    る、バー（１２６ｅ）と、を備える、請求項２に記載の
    ワイヤ式操舵ハンドルアクチュエータ。
  11. 【請求項１１】 ワイヤ式操舵ステアリングシステムの
    ハンドルアクチュエータのギア比を変化させる方法であ
    って、 ワイヤ式操舵システムからのデータを入力として受け取
    り、制御信号を生成するように作動するコントローラ
    （４００）を設け、 ドライバー入力シャフト（１０２）を設け、 前記ドライバー入力シャフト（１０２）に接続されたギ
    アトレイン（１０４）を設け、 前記コントローラ（４００）からの制御信号に応答し、
    且つ、前記ギアトレイン（１０４）に可変にギア連動さ
    れた可変停止モータ（１１４）を設け、 ハウジング（１３０）に取り付けられ、且つ、前記ギア
    トレイン（１０４）に連結された停止機構（１２６）を
    設ける、各工程を含む方法。
  12. 【請求項１２】 前記ドライバー入力シャフト（１０
    ２）の位置を測定し、 車両速度を測定し、 前記ドライバー入力シャフト（１０２）の移動終端の所
    望位置を計算する、各工程を更に含む、請求項１１に記
    載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記停止機構（１２６）の位置を測定
    し、 前記遊星ギアトレイン（１０４）への前記可変停止モー
    タ（１１４）の入力を制御するため、該可変停止モータ
    （１１４）に第１の制御信号を提供する、各工程を更に
    含む、請求項１２に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 ワイヤ式操舵ハンドルアクチュエータ
    のドライバーに触感のある応答を提供する方法であっ
    て、 ワイヤ式操舵システムからのデータを入力として受け取
    り、制御信号を生成するように作動するコントローラ
    （４００）を設け、 ドライバー入力シャフト（１０２）を設け、 前記ドライバー入力シャフト（１０２）に接続されたギ
    アトレイン（１０４）を設け、 前記ドライバー入力シャフト（１０２）及び前記ギアト
    レイン（１０４）のうち１つにギア連動されるフィード
    バックモータ（１２０）を設ける、各工程を含む方法。
  15. 【請求項１５】 前記ワイヤ式操舵システムに作用する
    道路力を測定し、 前記ドライバー入力シャフト（１０２）の位置を測定
    し、 車両速度を測定し、 前記ドライバー入力シャフト（１０２）の所望のフィー
    ドバックトルクを計算する、各工程を更に含む、請求項
    １４に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記ドライバー入力シャフト（１０
    ２）のトルクを測定し、 前記ドライバー入力シャフト（１０２）又は前記キャリ
    ア（１１０）への前記フィードバックモータ（１２０）
    のフィードバックトルクを制御するため、該フィードバ
    ックモータ（１２０）に第２の制御信号を提供する、各
    工程を更に含む、請求項１５に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 車両用のワイヤ式操舵ハンドルアクチ
    ュエータであって、 ドライバー入力シャフト（１０２）と、 前記ドライバー入力シャフト（１０２）に接続されたギ
    アトレイン（１０４）と、 制御信号に応答し、且つ、前記ギアトレイン（１０４）
    に可変にギア連動された可変停止モータ（１１４）と、 ハウジング（１３０）に取り付けられ、且つ、前記ギア
    トレイン（１０４）に連結された停止機構（１２６）
    と、 を含む、前記ワイヤ式操舵ハンドルアクチュエータ。
  18. 【請求項１８】 前記ギアトレイン（１０４）は遊星ギ
    アトレイン（１０４）であり、該遊星ギアトレイン（１
    ０４）は、 前記ドライバー入力シャフト（１０２）に接続された太
    陽ギア（１０６）と、 内部ギア歯及び外部ギア歯を有するリングギア（１１
    ２）と、 前記太陽ギア（１０６）及び前記リングギア（１１２）
    の前記内部ギア歯（１１２ａ）に連結された、複数の遊
    星ギア（１０８）と、 前記複数の遊星ギア（１０８）に接続されたキャリア
    （１１０）と、 を含む、請求項１７に記載のワイヤ式操舵ハンドルアク
    チュエータ。
  19. 【請求項１９】 前記可変停止モータ（１１４）は、 前記可変停止モータにより駆動される可変停止モータ
    （１１４）のシャフトと、 前記可変停止モータ（１１４）のシャフトに接続され、
    且つ、前記リングギア（１１２）の前記外部ギア歯に連
    結された、可変停止アシストギア（１１８）と、 を備える、請求項１８に記載のワイヤ式操舵ハンドルア
    クチュエータ。
  20. 【請求項２０】 車両用のワイヤ式操舵ハンドルアクチ
    ュエータであって、 ドライバー入力シャフト（１０２）と、 前記ドライバー入力シャフト（１０２）に接続されたギ
    アトレイン（１０４）と、 制御信号に応答し、且つ、前記ドライバー入力シャフト
    （１０２）及び前記ギアトレイン（１０４）のうち１つ
    にギア連動されたフィードバックモータ（１２０）と、 ハウジング（１３０）に取り付けられ、且つ、前記フィ
    ードバックモータ（１２０）及び前記ギアトレイン（１
    ０４）のうち１つに連結された停止機構（１２６）と、 を含む、前記ワイヤ式操舵ハンドルアクチュエータ。
  21. 【請求項２１】 前記ギアトレイン（１０４）は遊星ギ
    アトレイン（１０４）であり、該遊星ギアトレイン（１
    ０４）は、 前記ドライバー入力シャフト（１０２）に接続された太
    陽ギア（１０６）と、 内部ギア歯（１１２ａ）及び外部ギア歯（１１２ｂ）を
    有するリングギア（１１２）と、 前記太陽ギア（１０６）及び前記リングギア（１１２）
    の前記内部ギア歯（１１２ａ）に連結された、複数の遊
    星ギア（１０８）と、 前記複数の遊星ギア（１０８）に接続されたキャリア
    （１１０）と、 を含む、請求項２０に記載のワイヤ式操舵ハンドルアク
    チュエータ。
  22. 【請求項２２】 前記フィードバックモータ（１２０）
    は、 前記フィードバックモータにより駆動されるフィードバ
    ックモータシャフト（１２２）と、 前記フィードバックモータシャフト（１２２）に接続さ
    れ、且つ、前記キャリア（１１０）に連結された、フィ
    ードバックモータアシストギア（１２４）と、 を備える、請求項２１に記載のワイヤ式操舵ハンドルア
    クチュエータ。
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