JP2002502760A - トルク計を備えるステアリングコラム - Google Patents

トルク計を備えるステアリングコラム

Info

Publication number
JP2002502760A
JP2002502760A JP2000530416A JP2000530416A JP2002502760A JP 2002502760 A JP2002502760 A JP 2002502760A JP 2000530416 A JP2000530416 A JP 2000530416A JP 2000530416 A JP2000530416 A JP 2000530416A JP 2002502760 A JP2002502760 A JP 2002502760A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
outer ring
steering column
deformable
drive shaft
torque
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000530416A
Other languages
English (en)
Inventor
ニコ、クリストフ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN SNR Roulements SA
Original Assignee
Societe Nouvelle de Roulements SNR SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Societe Nouvelle de Roulements SNR SA filed Critical Societe Nouvelle de Roulements SNR SA
Publication of JP2002502760A publication Critical patent/JP2002502760A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/04—Hand wheels
    • B62D1/10—Hubs; Connecting hubs to steering columns, e.g. adjustable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16—Steering columns
    • 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
    • B62D6/08—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque
    • B62D6/10—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque characterised by means for sensing or determining torque
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/14—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/1407—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs
    • G01L3/1428—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element is other than a torsionally-flexible shaft involving springs using electrical transducers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/22—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
    • G01L5/221—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to steering wheels, e.g. for power assisted steering

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Steering Controls (AREA)
  • Air Bags (AREA)

Abstract

(57)【要約】 本発明は、コラム（２）の駆動軸（８）上にトルクを与えるための手動制御部材を含む車両用ステアリングコラム（２）に関し、前記コラムは前記駆動軸（８）に与えられたトルクを測定するための手段を備え、前記測定手段は駆動軸（８）の軸線に沿って配置され、その内部に遮断部を与えるトーションバーを有さずに、試験体を含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は車両用ステアリングコラムの技術分野に関する。 従来、ステアリングコラムとは、ダッシュボードの下方において車体に固定さ
れ、ステアリングホイールに連結された駆動軸を案内し支持する管状要素のこと
をいう。
【０００２】 またこのステアリングホイールは、操舵される車輪に連結され、車両を操舵す
るために運転手によって使用される、手動制御部材である。 本発明はまた分離型ステアリングコラムにも関する。従来のステアリングコラ
ムとは異なり、分離型ステアリングカラムは、ステアリングホイールの円運動を
、車輪の回転をもたらすステアリングロッドの角度変位に変換するステアリング
ボックスと連動していない。
【０００３】 これに対して上記分離型操舵装置の場合は、車両が実在のものか、シュミレー
ション装置に属するものであるかに関わらず、ステアリングホイールと地面上の
車輪との間に直接的機械的リンクが一切存在しない。
【０００４】 上記シュミレーションは、自動車教習所における訓練に関係するか、あるいは
おそらくは自動車製造業者の要求基準のための対話型運転シュミレーションに関
連した遊びを目的としたものでありうる。
【０００５】 そうしたシュミレーション装置においては、シュミレーションされる車両の種
類に応じてステアリングホイール上に負荷トルクを発生するメカニズムによる、
ステアリングホイールにおける力の限界は、動力援助式ステアリングに装着され
ているか否かに関わらず、再現すべき運転条件を考慮に入れなければならない。
【０００６】 したがって、ステアリングホイールに与えられるトルクの測定は、リアルタイ
ムで良好なシュミレーションを提供するために必要不可欠である。 ステアリングホイール軸上のトルクの測定は、サーボ式または動力援助式ステ
アリングにおいても非常に重要である。
【０００７】 これは援助の開始が、運転手によってステアリングホイールに与えられるトル
クに大きく依存しているためである。 サーボステアリングにおいて用いられるトルク計またはトルクセンサは、運転
手によってステアリングホイール、したがって車両用ステアリングコラムの駆動
軸に与えられた回転トルクを示す信号を出力する。
【０００８】 この信号は従来であればステアリング援助コンピュータに送られ、該コンピュ
ータが、たとえば電気サーボステアリングの場合には電気モータを制御すること
により援助を開始する。
【０００９】 大多数のトルク計はトーションバーを含んでいる。 等方性線形弾性下において、円形部分の中実の筒形バー上に及ぼされる純粋な
ねじりに関するトルクは、ある特定の材料に対しては、一定角度のねじりにおい
てバーの直径の４乗の関数として変化する。
【００１０】 したがって、ステアリングコラム内に断面を小さくした領域を作ることにより
、この領域内でねじり変形を集中および増幅させることができるという事実が、
前記トーションバーの剛性および機械的強度に悪影響を及ぼすトルクの測定のた
めに用いられていた。
【００１１】 サーボステアリングのためのトーションバートルク計の例は、本出願人による
ＷＯ−９７ ０８ ５２７、ＥＰ−４５３ ３４４、ＥＰ−３２５ ５１７、Ｆ
Ｒ−２ ７３８ ３３９、ならびに、以下の番号で公開された日本国特許出願、
ＪＰ−４３ １７ ８６２、ＪＰ−５０ ７７ ７４３、ＪＰ−５７ １９ ８
１ ７１、ＪＰ−５９ ０７ ５８ ６４、ＪＰ−５７ ０８ ７７ ６２、Ｊ
Ｐ−５９ １１ ８５ ７７、ＪＰ−６１ １４ ６７４、ＪＰ−６２ １３
４３ ７１、ＪＰ−６２ ０９ ４４ ７０、ＪＰ−６３ ２９ ０３７、ＪＰ
−６３ ０９ ３６ ７３、ＪＰ−３０ ７９ ４７３、以下の番号で公開され
た欧州特許、ＥＰ−３６９ ３１１、ＥＰ−３９６ ８９５、ＥＰ−４１８ ７
６３、ＥＰ−５１５ ０５２、ＥＰ−５５５ ９８７、ＥＰ−５６２ ４２６、
ＥＰ−５６６ １６８、ＥＰ−５６６ ６１９、ＥＰ−６５２ ４２４、ＥＰ−
６３８ ７９１、ＥＰ−６７３ ８２８、ＥＰ−６８１ ９５５、ＥＰ−７２８
６５３、ＥＰ−７３８ ６４７、ＥＰ−７６５ ７９５、ＥＰ−７３８ ６４
８、ＥＰ−７７０ ５３９、ＥＰ−８０２ １０７、以下の番号で公開されたＰ
ＣＴ国際特許出願、ＷＯ−８７／０２ ３１９、ＷＯ−９２／２０ ５６０、Ｗ
Ｏ−９５／１９ ５５７、ＷＯ−９６／０６ ３３０、フランス、英国および米
国において以下の番号で公開された特許出願、ＧＢ−２ ３０６ ６４１、ＦＲ
−２ ７０５ ４５５、ＵＳ−４ ８７４ ０５３、ＵＳ−４ ９０７ ６６８
、ＵＳ−４ ９８４ ４７４、ＵＳ−５ １２３ ２７９、ＵＳ−５ ３９４
７６０、ＵＳ−５ ５１５ ７３６、ＵＳ−５ ５７８ ７６７、ＵＳ−５ ５
８５ ５７３、ＵＳ−５ ６１６ ８４９、ＵＳ−５ ６４１ ９１６に記載さ
れている。
【００１２】 トーションバートルク計は大きな寸法を有する。トーションバートルク計の設
置には、見かけの屈曲効果を大幅に減少させるために更なる２つの軸受が必要で
ある。
【００１３】 文献ＦＲ−２ ７２４ ０１８は、伸び測定ゲージ装置を含むトルクセンサに
関するものである。このゲージ装置は、トルクの作用下において機械的張力がか
けられる測定体上に配置される。
【００１４】 文献ＥＰ−４４２ ０９１は、機械の回転または固定要素の回転角またはトル
クを測定するための装置を記載しており、この装置は多数の測定要素に連結され
たスポークホイールの形態をとるねじり要素を有し、このスポークホイールの少
なくとも１つのスポークは、他のスポークが所定の屈曲量だけ変位すると該スポ
ークの一部が互いに適合されるように切断されている。測定要素はうず電流を使
用する。
【００１５】 本発明は、従来技術において知られる装置のステアリングコラムについての欠
点を有さず、ステアリングコラム上の任意の地点において場合により着脱可能に
設置可能なトルク測定装置に関し、該装置は電磁干渉の影響を受けず、剛直であ
り、単一の部品から成り、高い慣性および小さなサイズを有し、低価格である。
【００１６】 この目的のために、本発明はコラムの駆動軸にトルクを与えるための手動制御
部材を含む車両用ステアリングコラムに関し、前記コラムには前記駆動軸に与え
られるトルクを測定するための手段が設けられ、前記測定手段は駆動軸の軸沿い
に配置されその内部に中断を与えるトーションバーを有しない検知要素を含む。
【００１７】 １つの実施形態において、コラムは分離型のものである。 他の実施形態において、コラムは駆動軸の回転運動を車輪の回転をもたらすス
テアリングロッドの角度回転に変換するステアリングボックスを有する。 コラムは援助手段を有し、この援助手段の始動は制御部材の操作によって駆動
軸に与えられるトルクに大きく依存する。
【００１８】 駆動軸に与えられる回転トルクに応じて、援助手段を制御するための手段に信
号を送る、援助計算手段が設けられる。 駆動軸に与えられるトルクを測定するための手段は、一定の剛性を有する組立
体から成り、該組立体は、変形可能な第１の外側リングと、前記変形可能な外側
リングから間隔をおいて設けられた実質的に応力を受けない第２外側リングと、
測定すべきトルクが与えられるコラムに回転不能に取り付けられた内側リングと
を含み、変形可能な外側リングは、コラム上に測定すべきトルクを与える手段に
固定的に堅固に装着可能であり、変形可能な外側リングは、少なくとも１つの弾
性変形可能な手段によって内側リングと組み合わされ、前記実質的に応力を受け
ない外側リングは、少なくとも１つの応力を受けない手段によって内側リングと
組み合わされ、センサは、トルクが手段によってコラム上に与えられたときに、
実質的に応力を受けない外側リングに対する変形可能な外側リングの微小相対変
位を測定する手段を含む。
【００１９】 本発明の他の目的および利点は以下の実施形態の説明中に記載されるが、この
説明は添付の図面を参照して行う。 まず最初に図１を参照する。 図１にブロック図で示される操舵装置１は、車両、たとえば自動車に実装され
るように意図されている。
【００２０】 操舵装置１は、ステアリングコラム２を含む。ステアリングコラム２は、適用
可能な場合には伸縮式のものとすることもできるし、および／または車体および
運転手に対して傾きが可変のものであってもよい。
【００２１】 ステアリングホイール３は、上記ステアリングカラムと場合により着脱可能に
連結されている。 ステアリングホイールとは、運転手によって車両の操舵を行うために用いられ
る手動制御部材のことをいう。
【００２２】 １実施形態において、ステアリングコラム２は、ステアリングホイール３の円
運動を車輪５の回転をもたらすステアリングロッドの角度変位に変換する、ステ
アリングボックス４、たとえばラックに連結されている。
【００２３】 この実施形態は図１の略図ａ）に対応する。 別の実施形態において、車輪５はステアリングホイール３を有する一連の機械
的要素には連結されていない。この場合、ステアリングは分離されていると言え
る。
【００２４】 この実施形態は図１の略図ｂ）に対応する。 トルク測定装置６は操舵装置１に連結されている。このトルク測定装置は、操
舵装置１の任意の点において、場合により着脱可能に設置可能であるので、図１
の略図において、トルク測定装置６と操舵装置１の他の要素との間にはいかなる
一対一リンクも図示されていない。
【００２５】 ここで図２を参照するが、図２は、本発明の１つの実施形態に従う、ステアリ
ングホイールに付加された、屈曲検知要素を備えるトルクセンサを有するステア
リングコラムの拡大斜視図である。
【００２６】 図２に示される操舵装置１は、ステアリングホイールの下方に制御組立体７を
有している。 ステアリングホイール下方の制御組立体７は、貫通孔７ｂを有する中央ブロッ
クを含み、該貫通孔７ｂは組立体７がステアリングコラム２の駆動軸８に嵌合さ
れ得るような直径を有している。
【００２７】 本実施形態において、駆動軸の端部はほぼ円形の断面を有し、貫通孔７ｂもま
た断面、すなわち操舵装置１の主軸Ｄに垂直な断面が円形である。 操舵装置１は、２つのピンと中央貫通孔とを備える回転コネクタ９を含む。 操舵装置１は、トルク計をさらに含み、該トルク計の検知要素はステアリング
ホイール３のハブ１０に付加される。
【００２８】 適用可能な場合には、図１に示されるように、ステアリングホイール３はその
中央部にエアバッグ筐体１１を有する。 この場合、回転コネクタ９は、エアバック筐体１１との間の連結ならびにサー
ボステアリングトルク計の電子回路１２と援助手段との間の連結の両方を行う。
【００２９】 他の実施形態において、操舵装置１はエアバッグ筐体を有しない。 ステアリングホイール３は、リム１３とフレーム１４とを有する。 図示した実施形態において、フレーム１４は、４本の傾斜アーム１４ｃによっ
てリム１３に連結される横断アーチ１４ａの形態を呈する。 横断アーチ１４ａはその内部に貫通孔１４ｂを有し、該貫通孔１４ｂにハブ１
０をステアリングホイール３上に固定するためのスクリュ１５が通される。
【００３０】 ここで図３を参照してハブ１０について説明する。 図３に示される実施形態において、ハブ１０は屈曲検知要素を含んでいる。 円筒形の内側リング１６と２つの外側リング１７ａおよび１７ｂとが、屈曲変
形可能な弾性ブレース１８ａおよび非変形ブレース１９によって連結されている
。より精密には、貫通孔２０を通るスクリュ１５によってステアリングホイール
３のハブ１０に固定された後方外側リング１７ａが、屈曲変形可能な弾性ブレー
ス１８ａによって内側リング１６に連結されている。
【００３１】 図示した実施形態において、４本の変形可能ブレース１８ａが、主軸Ｄに対し
て垂直に、かつ均等に配置されている。 前方外側リング１７ｂは、非変形ラジアルブレース１９によって内側リング１
６に連結されている。
【００３２】 図示した実施形態において、屈曲変形可能な弾性ブレース１８ａと同数の非変
形ブレース１９が設けられ、これらのブレース１８ａ、１９は主軸Ｄに垂直な２
つの径方向平面内にほぼ配置されている。
【００３３】 図示されていない他の実施形態において、２本、３本または４本のブレース１
９が存在する。 図示されていない他の実施形態において、外側リング１７ｂは板または環状壁
によって内側リングに連結される。
【００３４】 ハブ１０の変形可能な外側リング１７ａは、ステアリングホイール３のアーチ
１４ａに堅固に連結され、スクリュ１５は、外側リング１７ａの固定用突耳２１
に設けられた孔２０に達するように、アーチ１４ｃの孔１４ｂを通過する。
【００３５】 同時に、スクリュ２２はステアリングホイール３をコラム２上に固定し、ステ
アリングホイール下方の制御組立体７、回転コネクタ９およびハブ１０は、コラ
ム２の駆動軸８の端部に相当する長さに亘って、ステアリングホイール３のアー
チ１４ａとステアリングコラムとの間に挟まれる。
【００３６】 電子回路１２がハブ１０上に付加または固定される。 運転手がステアリングホイール３のリム１３に力を加えると、ステアリングホ
イール３に固定された後方外側リング１７ａがブレース１８ａの屈曲変形をもた
らし、この変形はコラム２上の負荷トルクが大きいほど大きくなる。
【００３７】 前方外側リング１７ｂについては、実質的に応力を受けないままである。 したがって、その位置は後方外側リング１７ａの変位を測定するための基準の
役割を果たす。 前方外側リング１７ｂは、微小変位用のセンサ２３を保持している。これらの
センサは局所的検知を行い、その設置数は変更可能である。
【００３８】 図示した実施形態においては、２つの上記センサ２３が、前方リング１７ａと
同一線上に配される後方リング１７ｂ内に形成されたハウジング２４内に配置さ
れている。
【００３９】 これらのセンサ２３は、光学、容量、電磁、磁気抵抗などの任意の適切な方式
のセンサとすることができる。 １つの実施形態において、上記センサ２３はホール効果センサである。したが
って、磁界発生器は１つの実施形態において逆平行磁化方向を有する磁化構造を
有し、ステアリングコラムの駆動軸に固定されている。ホールプローブは、該プ
ローブに対する磁界発生器の相対角度変位の結果であるねじりトルクに比例した
信号を伝達する。
【００４０】 各磁界発生器は、その側面の一方に沿った２つの平行六面体磁石から構成する
ことができ、各誘導ベクトルは反対向きであるとともに、前記装着面に対して平
行である。
【００４１】 他の実施形態において、これらのセンサは磁気抵抗（ＭＲ）または巨大磁気抵
抗（ＧＭＲ）センサである。 微小の変位を測定するためには単一のホール効果プローブ２３だけでも十分で
はあるが、信頼性の観点から冗長度を生み出すために多数のプローブを測定空隙
２５内に設けることもできる。
【００４２】 各ホール効果プローブ２３はそれぞれに関連する電子回路を有していてもよい
。 ２個、３個または４個の異なるプローブから送られる信号を比較または組み合
わせることによって、どのプローブにおけるエラーも検出することができ、トル
ク計に優れた信頼性を与える。
【００４３】 ブレースの厚み、長さおよび幅、ならびにブレースの数、配置角度、および製
造材料は、当業者によって明らかであるように、以下の特性の影響を受ける。す
なわち、慣性モーメント；一定の最大トルク、たとえば破断応力に対する、ブレ
ース内の最大応力；一定の微小変位の測定技術に対する、最小測定可能トルク値
。
【００４４】 適用可能な場合には、リング１７ａの変位を制限するための手段を設けること
もできる。たとえば、内側リング１６から変形可能なリング１７にかけて横断方
向に放射状に延びる２つのリミットストップブレースを設けることができる。
【００４５】 このリミットストップは、適用可能な場合には、ブレース１８ｃのプラスチッ
ク変形を防ぐことができる。 検知要素は、鋼、鋳鉄、アルミニウム合金、マグネシウム合金から成る群より
選択される材料から製造することができる。
【００４６】 たとえば、３５ＮＣＤ１６鋼、球状黒鉛鉄、または７０００系アルミニウムが
考えられる。 検知要素は、当業者によって明らかなように、使用される材料、ブレースの形
状寸法および特に許容コストに応じて鋳造品または機械加工されたもののいずれ
であってもよい。
【００４７】 検知要素がアルミニウムまたはマグネシウム合金の鋳造品である場合には、鋳
造は、駆動軸８に検知要素を取り付けるための溝を有する金属インサートを用い
て行ってもよい。
【００４８】 ここでねじり検知要素ハブの１つの実施形態を示す図５を参照する。 ハブ１０は、ほぼ円筒形の外周面を有する応力を受けない外側リング１７ｂを
有する。 このリング１７ｂには、径方向において対向して配される２つの厚みを増した
領域２６内に２つのハウジング２４が設けられている。
【００４９】 これらの厚みを増した領域２６間において、リング１７ｂの内表面はほぼ円筒
状である。 リング１７ｂは、少なくとも１つのブレース１９、板または均等物によって内
側リング１６に組み合わされる。
【００５０】 図示した実施形態において、内側リング１６および応力を受けない外側リング
１７ｂと一体化して製造される２本のラジアルブレース１９が、これらの２つの
リング１６、１７ｂを連結する。
【００５１】 これらのブレース１９は、図示した実施形態においては、脚部２７から頭部２
８にかけてほぼ一定の正方形の断面を有し、かつほぼ一直線上に並んでいる。 内側リング１６は、検知要素を駆動軸８の端部に組み付けることを意図する場
合には、溝付固定用スリーブ２９を規定する貫通孔と、その対向側に駆動軸８の
端部を載置するための表面３０を有している。
【００５２】 ねじり変形可能なチューブ１８ｂは、内側リング１６を変形可能な外側リング
１７ａに連結する。 適用可能な場合には、このチューブに対して軸方向に穿孔することもでき、こ
のようにして形成された軸線方向開口部は軸方向ねじりで変形したブレースを分
離する。
【００５３】 この変形可能な外側リング１７ａは、駆動軸８にトルクを与えるハブ、すなわ
ちステアリングホイール３と堅固に組み合わされている。 スクリュ１５は、孔２０を介して、ハブ１０をステアリングホイール３のフレ
ーム１４の横断中央板３１上に固定する。
【００５４】 この板３１には、ハブ１０内の孔２０に対応する孔１４ｂが設けられている。 ステアリングホイールのフレーム１４は、図２に示した実施形態におけるもの
と同様に、横断中央板３１をステアリングホイール３のリム１３に連結するため
の複数の傾斜アーム１４ｃを有している。
【００５５】 ハブ１０が、図示した方法によってステアリングホイール３に取り付けられる
場合、板３１に、従ってステアリングホイール３のリム１３に固定的に装着され
た変形可能な外側リングは、応力を受けない外側リング１７ｂに関して回転変位
される。
【００５６】 たとえばハウジング２４内に配置されたホールプローブ２３および板３１上に
対向固定された磁石２３’によってこの微小変位を測定することにより、運転手
によって与えられたトルクの測定が可能になるとともに、電子回路１２による信
号処理後の援助の制御も可能になる。
【００５７】 この電子回路１２は、１つの実施形態において、ホールプローブに電力を供給
する電流入力と、バックグラウンドノイズを除去するために、プローブから到来
する信号を濾波するための回路と、シグナルのアナログからデジタルへの変換を
行うモジュールと、検定を行い、ホールプローブによって発せられた信号のドリ
フトを、たとえば−４０℃〜＋８０℃までの温度の関数として補償するためのモ
ジュールと、各プローブの正確な動作を定期的にテストする安全モジュールとを
含む。
【００５８】 適用可能な場合には、電子回路１２は、所定のトルク値に対応する操舵援助の
ための開始閾値の固定を可能にするモジュールを有するか、あるいはワイヤレス
または非接触信号伝達モジュールを有している。
【００５９】 図２に示されるトルクセンサは、他の実施形態においては、ステアリングホイ
ールに付加するかステアリングホイールと一体化するのではなく、ステアリング
ホイールとステアリングコラム自在継手の間の任意の点に配置することもできる
。
【００６０】 当業者にとっては明らかなことであるだろうが、当業者は以下の要素を特に考
慮しなければならない。 −すべての電気補助モータはステアリングコラムロックの前に配置しなければ
ならない。
【００６１】 −圧潰試験（模擬事故試験または衝撃試験）によって潰された体積および運転
姿勢の人間工学が、ステアリングコラム２の全体的大きさに影響する。 本発明に基づくトルク測定装置は、場合により着脱可能にステアリングコラム
上の任意の点に設置することができる。このトルク測定装置は、頑丈、強靱かつ
寸法が小さく、コラムの外形寸法から分離可能な検知要素を有している。
【００６２】 したがって高い標準化の可能性を有する。このトルクセンサの構造により、考
慮されるコラムの種類に応じた、トルク計に対する一体化の研究を繰り返す必要
がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】本発明に従うトルク測定装置を含む車両用操舵装置の略図。
【図１ｂ】本発明に従うトルク測定装置を含む車両用操舵装置の略図。
【図２】本発明の１つの実施形態に従う、ステアリングホイールと一体化さ
れた、屈曲検知要素を備えたトルクセンサを有するステアリングコラムの拡大斜
視図。
【図３】図２に示される検知要素の斜視図。
【図４】図１および図２に示される屈曲検知要素の代用となり得る屈曲検知
要素の前面図。
【図５】図１〜４に示された検知要素の代用となり得るねじり検知要素の図
。
【図６】図５に示されるような検知要素を含む車両用ステアリングコラムの
拡大斜視図。
【図７】図６の線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿った断面図。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１１年１２月１５日（１９９９．１２．１５）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】 駆動軸に与えられる回転トルクに応じて、援助手段を制御するための手段に信
号を送る、援助計算手段が設けられる。 駆動軸に与えられるトルクを測定するための手段は、一定の剛性を有する組立
体から成り、該組立体は、変位可能な第１の外側リングと、前記変位可能な外側
リングから間隔をおいて設けられた実質的に応力を受けない第２外側リングと、
測定すべきトルクが与えられるコラムに回転不能に取り付けられた内側リングと
を含み、変位可能な外側リングは、コラム上に測定すべきトルクを与える手段に
固定的に堅固に装着可能であり、変位可能な外側リングは、少なくとも１つの弾
性変形可能な手段によって内側リングと組み合わされ、前記実質的に応力を受け
ない外側リングは、少なくとも１つの応力を受けない手段によって内側リングと
組み合わされ、センサは、トルクが手段によってコラム上に与えられたときに、
実質的に応力を受けない外側リングに対する変位可能な外側リングの微小相対変
位を測定する手段を含む。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５２】 ねじり変形可能なチューブ１８ｂは、内側リング１６を変位可能な外側リング
１７ａに連結する。 適用可能な場合には、このチューブに対して軸方向に穿孔することもでき、こ
のようにして形成された軸線方向開口部は軸方向ねじりで変形したブレースを分
離する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５３】 この変位可能な外側リング１７ａは、駆動軸８にトルクを与えるハブ、すなわ
ちステアリングホイール３と堅固に組み合わされている。 スクリュ１５は、孔２０を介して、ハブ１０をステアリングホイール３のフレ
ーム１４の横断中央板３１上に固定する。

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両用のステアリングコラムであって、該コラムの駆動軸に
    トルクを与えるための手動制御部材を有し、該コラムには前記駆動軸に与えられ
    たトルクを測定するための手段が設けられる車両用ステアリングコラムにおいて
    、前記測定手段は、駆動軸の中心軸に沿って配置されその内部に中断を与えるト
    ーションバーを有しない検知要素を含むことを特徴とする車両用ステアリングコ
    ラム。
  2. 【請求項２】 分離型であることを特徴とする請求項１に記載の車両用ステ
    アリングコラム。
  3. 【請求項３】 駆動軸の回転運動を車輪の回転をもたらすステアリングロッ
    ドの角度変位に変換するステアリングボックスを有することを特徴とする請求項
    １に記載の車両用ステアリングコラム。
  4. 【請求項４】 援助手段を有し、該援助手段の始動が制御部材の操作によっ
    て駆動軸に与えられたトルクに特に依存することを特徴とする請求項３に記載の
    車両用ステアリングコラム。
  5. 【請求項５】 駆動軸に与えられる回転トルクに応じて、援助手段を制御す
    るための手段に信号を送出する援助計算手段を有することを特徴とする請求項４
    に記載の車両用ステアリングコラム。
  6. 【請求項６】 駆動軸に与えられたトルクを測定するための手段は一定の剛
    性を有する組立体から成り、該組立体は、 変形可能な第１の外側リング（１７ａ）と、 変形可能な外側リング（１７ａ）から間隔をおいて配置される、実質的に応力
    を受けない第２の外側リング（１７ｂ）と、 測定すべきトルクが与えられるコラム（２）に回転不能に取り付けられた内側
    リング（１６）とを含み、変形可能な外側リング（１７ａ）は、コラム上に測定
    すべきトルクを与える手段（５）に固定的に堅固に装着可能であり、変形可能な
    外側リング（１７ａ）は、少なくとも１つの弾性変形可能な手段（１８ａ，１８
    ｂ）によって内側リング（１６）と組み合わされ、 前記実質的に応力を受けない外側リング（１７ｂ）は、少なくとも１つの応力
    を受けない手段によって内側リング（１６）と組み合わされ、 センサは、トルクが手段（５）によってコラム（２）に与えられたときに、実
    質的に応力を受けない外側リング（１７ｂ）に対する変形可能な外側リング（１
    ７ａ）の微小相対変位を測定する手段（２３）を含むことを特徴とする請求項１
    乃至５のいずれか１項に記載の車両用ステアリングコラム。
  7. 【請求項７】 変形可能な第１の外側リング（１７ａ）と内側リング（１６
    ）とを連結する弾性変形可能な手段が、内側リング（１６）から変形可能な外側
    リング（１７ａ）にかけて径方向に延びるブレース（１８ａ）であることを特徴
    とする請求項６に記載の車両用ステアリングコラム。
  8. 【請求項８】 内側リング（１６）から変形可能な外側リング（１７ａ）に
    かけて径方向に延びる多数のブレース（１８ａ）を有することを特徴とする請求
    項７に記載の車両用ステアリングコラム。
  9. 【請求項９】 実質的に応力を受けない第２の外側リング（１７ｂ）と内側
    リング（１６）とを連結する実質的に応力を受けない手段は、内側リング（１６
    ）から実質的に応力を受けない第２の外側リング（１７ｂ）にかけて径方向に延
    びるブレース（１９）であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に
    記載の車両用ステアリングコラム。
  10. 【請求項１０】変形可能な外側リング（１７ａ）を内側リング（１６）に連
    結する弾性変形可能な手段は、ねじり変形可能なチューブ（１８ｂ）であること
    を特徴とする請求項６に記載の車両用ステアリングコラム。
  11. 【請求項１１】第２の外側リング（１７ｂ）を内側リング（１６）に連結す
    る実質的に応力を受けない手段は、内側リング（１６）から変形可能な外側リン
    グ（１７ａ）にかけて径方向に延びるブレース（１９）であることを特徴とする
    請求項１０に記載の車両用ステアリングコラム。
  12. 【請求項１２】実質的に応力を受けない外側リング（１７ｂ）の直径に沿っ
    て設けられた２つのブレース（１９）は、該外側リング（１７ｂ）を内側リング
    （１６）に連結することを特徴とする請求項１１に記載の車両用ステアリングコ
    ラム。
  13. 【請求項１３】変形可能なリング（１７ａ）、実質的に応力を受けない外側
    リング（１７ｂ）および内側リング（１６）は、それらの連結要素（１８ａ，１
    ８ｂ，１９）によって一体化されていることを特徴とする請求項６乃至１２のい
    ずれか１項に記載の車両用ステアリングコラム。
  14. 【請求項１４】実質的に応力を受けない第２の外側リング（１７ｂ）に対す
    る変形可能な第１の外側リング（１７ａ）の微小な相対変位を測定する手段は、
    光学検出器、電磁検出器、容量検出器および均等物から成る群より選択されるこ
    とを特徴とする請求項６乃至１３のいずれか１項に記載の車両用ステアリングコ
    ラム。
  15. 【請求項１５】測定手段は、実質的に応力を受けない第２の外側リング（１
    ７ｂ）内のハウジング内に配置された少なくとも１つのホール効果プローブ（２
    ３）を含むことを特徴とする請求項１４に記載の車両用ステアリングコラム。
  16. 【請求項１６】駆動軸に与えられるトルクを測定するための手段が、手動制
    御部材のフレーム内に、着脱可能に配設されることを特徴とする請求項１乃至１
    ５のいずれか１項に記載の車両用ステアリングコラム。
  17. 【請求項１７】手動制御部材は、応力測定手段におけるリムが設けられたス
    テアリングホイールであることを特徴とする請求項１５に記載の車両用ステアリ
    ングコラム。
  18. 【請求項１８】伝導軸に与えられるトルクを測定するための手段は、手動制
    御部材のフレームとの一体物を構成することを特徴とする請求項１乃至１５のい
    ずれか１項に記載の車両用ステアリングコラム。
  19. 【請求項１９】コラムの駆動軸上に嵌合された回転コネクタを有し、前記回
    転コネクタはトルクセンサの電子回路（１２）とステアリング援助手段との連結
    を可能にすることを特徴とする請求項６至１８のいずれか１項に記載の車両用ス
    テアリングコラム。
  20. 【請求項２０】エアバッグをさらに有し、回転コネクタがエアバッグ筐体の
    ための連結器として機能することを特徴とする請求項１９に記載のステアリング
    コラム。
JP2000530416A 1998-02-04 1999-02-03 トルク計を備えるステアリングコラム Pending JP2002502760A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR98/01292 1998-02-04
FR9801292A FR2774349B1 (fr) 1998-02-04 1998-02-04 Colonne de direction a couplemetre
PCT/FR1999/000228 WO1999039965A1 (fr) 1998-02-04 1999-02-03 Colonne de direction a couplemetre

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002502760A true JP2002502760A (ja) 2002-01-29

Family

ID=9522583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000530416A Pending JP2002502760A (ja) 1998-02-04 1999-02-03 トルク計を備えるステアリングコラム

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6517113B1 (ja)
EP (1) EP1053163B1 (ja)
JP (1) JP2002502760A (ja)
AU (1) AU762324B2 (ja)
BR (1) BR9909741A (ja)
DE (1) DE69920176T2 (ja)
FR (1) FR2774349B1 (ja)
WO (1) WO1999039965A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005075950A1 (ja) * 2004-02-04 2005-08-18 Ono Sokki Co.,Ltd. トルク計
JP2007238055A (ja) * 2006-03-13 2007-09-20 Tokai Rika Co Ltd レバー装置
WO2014080456A1 (ja) * 2012-11-20 2014-05-30 株式会社安川電機 モータ駆動システムおよびモータ制御装置

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7950690B2 (en) * 2001-03-23 2011-05-31 Leopold Kostal Gmbh & Co. Kg Steering wheel for a motor vehicle
US6948384B2 (en) * 2002-09-10 2005-09-27 Siemens Vdo Automotive Corporation Coupler for torque sensor
DE102005053181A1 (de) * 2005-11-03 2007-05-10 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Vorrichtung für ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs
EP1990244A1 (en) * 2007-05-09 2008-11-12 Key Safety Systems, Inc. Steering wheel assembly with stationary central portion
US7665373B2 (en) * 2008-06-18 2010-02-23 Kop-Flex Inc. Torque measuring device with redundant torque transmission paths and fail-safe mechanism
DE102008032898A1 (de) 2008-07-14 2010-01-21 Werner M. Bless Lenkbaugruppe für eine Fahrzeuglenkung und Montageverfahren
DE102009032991A1 (de) 2009-06-23 2010-12-30 Bless, Werner M. Lenkwellenbauteil, Lenkwelle und Herstellungsverfahren
DE102009057361A1 (de) 2009-12-08 2011-06-09 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Drehmomentsensoranordnung
DE102009057810A1 (de) * 2009-12-10 2011-06-16 Leopold Kostal Gmbh & Co. Kg Torsionsmodul
DE102010017850B4 (de) * 2010-04-22 2017-09-14 Leopold Kostal Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur Anordnung an der Lenksäule eines Kraftfahrzeugs
DE102010020088B4 (de) * 2010-05-10 2013-06-27 Thyssenkrupp Presta Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Regelung eines steuerbaren Energieabsorbers
JP6092326B2 (ja) * 2015-07-29 2017-03-08 株式会社トライフォース・マネジメント トルクセンサ
JP6300383B2 (ja) * 2016-06-23 2018-03-28 本田技研工業株式会社 車両用ステアリングホイール
DE102020129080A1 (de) * 2020-09-25 2022-03-31 Joyson Safety Systems Germany Gmbh Steer-by-Wire-Lenksystem

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1143933B (it) * 1980-03-17 1986-10-29 Magneti Marelli Spa Servosterzo elettrico per autoveicoli
US4532567A (en) * 1983-02-18 1985-07-30 General Motors Corporation Electric power steering stall protection circuit
DE3802684A1 (de) * 1987-02-03 1988-08-11 Zahnradfabrik Friedrichshafen Drehmomentsensor, insbesondere fuer elektrische lenkungen
DE3830735A1 (de) * 1988-09-09 1990-03-22 Bosch Gmbh Robert Messeinrichtung zur bestimmung des drehmoments eines rotierenden maschinenteils
US4984474A (en) * 1988-09-30 1991-01-15 Copal Company Limited Torque sensor
JP2884768B2 (ja) * 1989-12-08 1999-04-19 株式会社デンソー 操舵トルク検出装置
DE4004590A1 (de) * 1990-02-15 1991-08-22 Bosch Gmbh Robert Messeinrichtung zur bestimmung des drehmoments eines rotierenden oder feststehenden maschinenteils
FR2692986B1 (fr) * 1992-06-26 1994-08-19 Roulements Soc Nouvelle Dispositif de mesure d'un couple de torsion sur un arbre tournant.
US5419585A (en) * 1994-04-13 1995-05-30 Breed Automotive Technology, Inc. Retrofit vehicular steering wheel assembly having an air bag assembly
US5450761A (en) * 1994-07-01 1995-09-19 Kop-Flex, Inc. Torque meter
FR2738339B1 (fr) * 1995-08-31 1997-10-17 Roulements Soc Nouvelle Dispositif de mesure de couple de torsion d'un arbre tournant
JP3521249B2 (ja) * 1995-11-24 2004-04-19 光洋精工株式会社 自動車の舵取り装置
US6190264B1 (en) * 1999-04-21 2001-02-20 Bi Technologies Corporation Low-hysteresis coupling for angular-position and torque sensor

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005075950A1 (ja) * 2004-02-04 2005-08-18 Ono Sokki Co.,Ltd. トルク計
US7520182B2 (en) 2004-02-04 2009-04-21 Ono Sokki Co., Ltd Torque meter
JP2007238055A (ja) * 2006-03-13 2007-09-20 Tokai Rika Co Ltd レバー装置
WO2014080456A1 (ja) * 2012-11-20 2014-05-30 株式会社安川電機 モータ駆動システムおよびモータ制御装置
JPWO2014080456A1 (ja) * 2012-11-20 2017-01-05 株式会社安川電機 モータ駆動システムおよびモータ制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
US6517113B1 (en) 2003-02-11
WO1999039965A1 (fr) 1999-08-12
EP1053163A1 (fr) 2000-11-22
DE69920176T2 (de) 2005-09-22
FR2774349B1 (fr) 2000-03-03
EP1053163B1 (fr) 2004-09-15
AU762324B2 (en) 2003-06-26
FR2774349A1 (fr) 1999-08-06
DE69920176D1 (de) 2004-10-21
AU2170999A (en) 1999-08-23
BR9909741A (pt) 2001-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2002502760A (ja) トルク計を備えるステアリングコラム
EP1291264B1 (en) Apparatus and method for detecting absolute position
US9346489B2 (en) Steering system with magnetic torque overlay
JP2002195897A (ja) トルクを測定するための装置及び該装置を備えるモジュール
US6427542B1 (en) Torque sensor and steering column provided with such a sensor
EP1967444B1 (en) Electric power steering apparatus
US6402196B1 (en) Steering wheel armature with integrated or directly mounted torque sensor for vehicle steering device
JP2002350251A (ja) トルク測定装置、同装置によるトルク測定方法、ならびに同装置を備えたステアリングコラムおよびモジュール
US20070175696A1 (en) Motor-driven steering apparatus
JP2002502962A (ja) 回転シャフトのためのトルクセンサ
JP2001521163A (ja) 自動車用電動パワーステアリング
US9296413B2 (en) Electric power steering device
US20090032328A1 (en) Torque sensor type power steering system with solid steering shaft and vehicle therewith
EP1918174B1 (en) Electric power steering system
JP2006232243A (ja) 電動舵取補助装置
US7249527B2 (en) System for sensing absolute torque and a module comprising it
JPH04500556A (ja) 回転する機械部分のトルクを測定するための測定装置
JP2011148494A (ja) 電動パワーステアリング装置
JP2005055392A (ja) 回転角およびトルク検出装置
JP2011099831A (ja) パワーステアリング装置用のトルク測定装置の固定構造
WO2000075618A1 (en) Method and device for determining during driving the friction between the road and the wheel of a vehicle
JP2019124526A (ja) トルクセンサ及び電動パワーステアリング装置
JP2007022165A (ja) ケーブル式操舵装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060124

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080715

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20081010

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20081020

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090310