JP3339635B2 - 車両用パワーステアリングシステム - Google Patents
車両用パワーステアリングシステムInfo
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- B62D15/022—Determination of steering angle by measuring on the steering column on or near the connection between the steering wheel and steering column
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、車両用パワーステアリングシステムに係
り、請求項１において記述された一般的な車両用パワー
ステアリングシステムに関する。
り、請求項１において記述された一般的な車両用パワー
ステアリングシステムに関する。
この種のパワーステアリングは、ドイツ国特許公告第
DE−Ａ−3,824,424号によって知られている。このパワ
ーステアリングにおいてのサーボモータは、自動車のエ
ンジン室内で、ステアリングのカラムと、同軸あるいは
その近くに設置されている。
DE−Ａ−3,824,424号によって知られている。このパワ
ーステアリングにおいてのサーボモータは、自動車のエ
ンジン室内で、ステアリングのカラムと、同軸あるいは
その近くに設置されている。
これは、エンジン室の汚れやエンジン室内の高い温度
によって、そのエンジン室にある電気的なサーボモータ
に不都合な影響を与えるという問題があった。
によって、そのエンジン室にある電気的なサーボモータ
に不都合な影響を与えるという問題があった。
特に、例えば、土木車両や大型商用自動車において
は、そのエンジン室が、これの内部に収納される部品の
冷却上の理由から、開放されているため、そのエンジン
室に収納される機能部品は、極めて汚れ易い。汚れを防
止する予定の機能部品のための個々のプロテクターは、
一般に高価なものであるが、従来の構造にあっては、運
転条件上、その部品の機能を確実に維持するため、その
プロテクターを設けることはしばしば避けられない。
は、そのエンジン室が、これの内部に収納される部品の
冷却上の理由から、開放されているため、そのエンジン
室に収納される機能部品は、極めて汚れ易い。汚れを防
止する予定の機能部品のための個々のプロテクターは、
一般に高価なものであるが、従来の構造にあっては、運
転条件上、その部品の機能を確実に維持するため、その
プロテクターを設けることはしばしば避けられない。
従って、この発明の目的は、請求項１における前段に
おいて記載された一般的な車両用パワーステアリングに
おける前述の不具合を解消し、よって、電気的なサーボ
モータの汚れを防ぎ、かつ、その据付けが容易な構造の
ものを提供することにある。さらに加えて、この種のパ
ワーステアリングシステムにおいて、ステアリング方向
を検出するセンサユニットを合体するに適するものであ
る。また、前記センサユニットがコンパクトで容易に組
み付けることができるとともに、安全性が得られ、特
に、安価に作れるというものである。
おいて記載された一般的な車両用パワーステアリングに
おける前述の不具合を解消し、よって、電気的なサーボ
モータの汚れを防ぎ、かつ、その据付けが容易な構造の
ものを提供することにある。さらに加えて、この種のパ
ワーステアリングシステムにおいて、ステアリング方向
を検出するセンサユニットを合体するに適するものであ
る。また、前記センサユニットがコンパクトで容易に組
み付けることができるとともに、安全性が得られ、特
に、安価に作れるというものである。
これらの目的は、請求項１において記述された特徴に
よって達成される。
よって達成される。
この目的はサーボモータを乗員室内に設けることによ
って達成される。つまり、パワーステアリングシステム
のサーボモータが、エンジン室内に存するところのオイ
ル、燃料、エンジンクリーナ等による汚れ、さらには、
湿気や過度の温度から悪影響を受けないようになる。
って達成される。つまり、パワーステアリングシステム
のサーボモータが、エンジン室内に存するところのオイ
ル、燃料、エンジンクリーナ等による汚れ、さらには、
湿気や過度の温度から悪影響を受けないようになる。
さらに、本発明は、従前のパワーステアリングシステ
ムに比べて、より軽量化が図れ、かつ、より安価に作れ
るとともに、容易に組み込むことができる経済的なパワ
ーステアリングシステムを提供することにある。
ムに比べて、より軽量化が図れ、かつ、より安価に作れ
るとともに、容易に組み込むことができる経済的なパワ
ーステアリングシステムを提供することにある。
本発明の優れた展開例がそれぞれ従属請求項に挙げら
れてい。
れてい。
適当なものには、このパワーステアリングシステムに
おいて、サーボモータ用の電気的システムも、乗員室内
に備えれば、それらの組付け構造をより簡略化すること
ができる。
おいて、サーボモータ用の電気的システムも、乗員室内
に備えれば、それらの組付け構造をより簡略化すること
ができる。
特に、サーボモータおよびこれに関係する電気的なシ
ステムの好ましい構造としては、それらをステアリング
ホイールのすぐ近くに配置し、或いはステアリングホイ
ールにその少なくとも一方を一体的に取り付けることが
望ましい。このため、とりわけ小さくフラットなモータ
の形式のデスクロータ型モータ、或いは進行波型モータ
として構成するとよい。
ステムの好ましい構造としては、それらをステアリング
ホイールのすぐ近くに配置し、或いはステアリングホイ
ールにその少なくとも一方を一体的に取り付けることが
望ましい。このため、とりわけ小さくフラットなモータ
の形式のデスクロータ型モータ、或いは進行波型モータ
として構成するとよい。
前記サーボモータおよびその電気システムを保護する
ため、適当なハウジングを設けるとよい。このハウジン
グは、例えばステアリングホイールとステアリング軸の
下で、後者のガイドチューブに固定してもよい。それら
の配置は、それに容易にアクセスできるので、最初の組
み立てや修理作業を容易な方法で行うことができる。
ため、適当なハウジングを設けるとよい。このハウジン
グは、例えばステアリングホイールとステアリング軸の
下で、後者のガイドチューブに固定してもよい。それら
の配置は、それに容易にアクセスできるので、最初の組
み立てや修理作業を容易な方法で行うことができる。
本発明の特に好ましい実施例において、サーボモータ
は、ステアリングホイールに一体的な歯付リムと噛み合
わせられる。この歯付リムの例によれば、所要な操作ス
ピードに減速する一方、同時に、所望の検出を可能なら
しめる。
は、ステアリングホイールに一体的な歯付リムと噛み合
わせられる。この歯付リムの例によれば、所要な操作ス
ピードに減速する一方、同時に、所望の検出を可能なら
しめる。
さらに、本発明のすぐれた利点は、後から取り付け、
あるいは従前のものと交換可能なユニットを構成するも
ので、このユニットは、例えばステアリングホイール、
電気モータ、一体の歯付リム、センサ装置を備えるのが
好ましい。この方法によれば、自動車は、古い形式のス
テアリングホイールを交換することにより、パワーステ
アリングユニットを装備した新しいパワーステアリング
システムを装備するものにすることができる。
あるいは従前のものと交換可能なユニットを構成するも
ので、このユニットは、例えばステアリングホイール、
電気モータ、一体の歯付リム、センサ装置を備えるのが
好ましい。この方法によれば、自動車は、古い形式のス
テアリングホイールを交換することにより、パワーステ
アリングユニットを装備した新しいパワーステアリング
システムを装備するものにすることができる。
この目的を直ちに実現するため、このステアリングホ
イールが、ステアリングギアと、所望の検出を行うため
のハンドホイールとに分かれていることが望ましい。
イールが、ステアリングギアと、所望の検出を行うため
のハンドホイールとに分かれていることが望ましい。
さらに、電気モータにコレクタ−フリーの整流モータ
を用いることが望ましい。この種の電気モータはジャム
を起さず、中間媒介物を用いずに直接に接続できる利点
がある。電気的メカニカルな補助動力の発生が必要な場
合、前記歯付リムとハンドホイールは、前記センサユニ
ットと相互に関係して、その回転方向と供給されたトル
クに依存して、前記サーボモータに補助パワーを発生さ
せる。
を用いることが望ましい。この種の電気モータはジャム
を起さず、中間媒介物を用いずに直接に接続できる利点
がある。電気的メカニカルな補助動力の発生が必要な場
合、前記歯付リムとハンドホイールは、前記センサユニ
ットと相互に関係して、その回転方向と供給されたトル
クに依存して、前記サーボモータに補助パワーを発生さ
せる。
例えば、電気的整流モータのようなコレクタ−フリー
（electronically commutated）の電気モータを用いれ
ば、そのモータが作動しない場合でも、サーボモータと
歯付リムの間の結合を予見し、ステアリングシステムの
ジャムのリスクがなくなる。
（electronically commutated）の電気モータを用いれ
ば、そのモータが作動しない場合でも、サーボモータと
歯付リムの間の結合を予見し、ステアリングシステムの
ジャムのリスクがなくなる。
この発明の最適な実施例は、従属形式の請求の範囲に
述べられている。この発明に関係する他の特徴や作用効
果についてのそれの詳細な内容は後述する説明及び図面
（図１〜６）の記載によってより良く理解されるであろ
う。
述べられている。この発明に関係する他の特徴や作用効
果についてのそれの詳細な内容は後述する説明及び図面
（図１〜６）の記載によってより良く理解されるであろ
う。
図面において、 図１は、本発明に係るパワーステアリングシステムの
一部分を少し簡略して表した概略図。
一部分を少し簡略して表した概略図。
図２は、図１中Ｘで示す細部の断面図。
図３は、図２で示したＸ部の細部を全面から見た図。
図４は、センサーユニットを示す斜視図。
図５は、図４におけるセンサーユニットからの回転信
号のモニタ波形を示す特性図。
号のモニタ波形を示す特性図。
図６は、前記パワーステアリングシステムにおいてセ
ンサーユニットを示した例の概略図。
ンサーユニットを示した例の概略図。
図１は、運転室２のある乗り物に適用した本発明の一
実施例に係るパワーステアリングシステム１を示す。こ
のパワーステアリングシステム１は、電気的ステアリン
グ方式で構成されており、これは、ステアリング軸４に
支持されたステアリングホイール３を備えている。
実施例に係るパワーステアリングシステム１を示す。こ
のパワーステアリングシステム１は、電気的ステアリン
グ方式で構成されており、これは、ステアリング軸４に
支持されたステアリングホイール３を備えている。
さらに、このパワーステアリングシステム１は、図１
で詳図しないステアリングギアを備え、このステアリン
グギアは、前記ステアリング軸４に接続されている。
で詳図しないステアリングギアを備え、このステアリン
グギアは、前記ステアリング軸４に接続されている。
言うまでもないが、このパワーステアリングシステム
１は、前記ステアリング軸４から前記ステアリングホイ
ール３に操作力へ伝達するため、及び、それらを連結す
るため、通常、想起されるところの部品を備える。
１は、前記ステアリング軸４から前記ステアリングホイ
ール３に操作力へ伝達するため、及び、それらを連結す
るため、通常、想起されるところの部品を備える。
さらに、図１において、サーボモータ制御用電気シス
テム６を備えた電気的サーボモータ５は、ステアリング
軸４とステアリングギアにトルクを発生させて、ステア
リングホイール３の回転を助けるものである。
テム６を備えた電気的サーボモータ５は、ステアリング
軸４とステアリングギアにトルクを発生させて、ステア
リングホイール３の回転を助けるものである。
この発明において、サーボモータ５、特に、図１にお
いて、示した実施例のものでは、そのモータ用電気シス
テム６の両者が、乗員室に設置される。図示した実施例
において、サーボモータ５とモータ制御用電気システム
６の両者は、ステアリングホイール３の近くで直接的に
備え付けられている。そこで、以下に示す例において、
ハウジング７は、適切な組付け固定方法、例えばフープ
９による方法で、ステアリング軸４の下側に位置してそ
のステアリング軸４のガイドチューブ８に固定されてい
る。前記ハウジング７は、ダメージ等からサーボモー
タ、及びそのサーボモータ用電気システム６を保護する
ことができる。
いて、示した実施例のものでは、そのモータ用電気シス
テム６の両者が、乗員室に設置される。図示した実施例
において、サーボモータ５とモータ制御用電気システム
６の両者は、ステアリングホイール３の近くで直接的に
備え付けられている。そこで、以下に示す例において、
ハウジング７は、適切な組付け固定方法、例えばフープ
９による方法で、ステアリング軸４の下側に位置してそ
のステアリング軸４のガイドチューブ８に固定されてい
る。前記ハウジング７は、ダメージ等からサーボモー
タ、及びそのサーボモータ用電気システム６を保護する
ことができる。
図１で明らかなように、サーボモータとそのサーボモ
ータ制御用電気システムとは、前記ステアリング軸４の
下側に位置して配置する構造になっている。これによる
と、運転室内に、たやすく装備できるため、その組み立
てや修理作業を容易に行うことができる。
ータ制御用電気システムとは、前記ステアリング軸４の
下側に位置して配置する構造になっている。これによる
と、運転室内に、たやすく装備できるため、その組み立
てや修理作業を容易に行うことができる。
図１に示されない他の実施例として、サーボモータ、
及び必要ならば、そのモータの電気的なシステムも、ス
テアリングホイール３内に組み込むものでもよい。この
場合、前記サーボモータを、とりわけフラットなモー
タ、例えばデスクロータ型モータや進行波型モータとし
て構成する。
及び必要ならば、そのモータの電気的なシステムも、ス
テアリングホイール３内に組み込むものでもよい。この
場合、前記サーボモータを、とりわけフラットなモー
タ、例えばデスクロータ型モータや進行波型モータとし
て構成する。
しかしながら、図示された実施例において、サーボモ
ータ５は、ステアリング軸４の下側に配置されており、
そのステアリングホイール３は、図２で示したような歯
付リム10を一体に設けてなり、前記歯付リム10は内歯11
が形成されている。前記リム10は、ステアリング軸４に
対して回転しない固定的な関係で取り付けられている。
歯付リム10を嵌め込むため、前記ステアリングホイール
３には、その歯付リム10に適合する凹部からなる受け部
12が形成されている。つまり、受け部12は、前記歯付リ
ム10が入り込むに適合する断面形状が略Ｕ字状に形成さ
れている。図２および図３に示されるように、前記受け
部12内において、これに適合する前記歯付リム10は、ベ
アリング13を介してステアリングホイール３に連結され
る。このため、前記ベアリング13は、内輪15を備えてお
り、この内輪15は、ステアリングホイール３の壁部14に
位置してそれに取り付けられている。一方、前記歯付リ
ム10において、内周面側に前記内歯11を有した円環状の
カラー16の外周面には、ベアリング13の回転体18を受け
る凹部17が形成されている。また、回転体18は、保持器
19によって回転自在に保持されながらガイドされる。
ータ５は、ステアリング軸４の下側に配置されており、
そのステアリングホイール３は、図２で示したような歯
付リム10を一体に設けてなり、前記歯付リム10は内歯11
が形成されている。前記リム10は、ステアリング軸４に
対して回転しない固定的な関係で取り付けられている。
歯付リム10を嵌め込むため、前記ステアリングホイール
３には、その歯付リム10に適合する凹部からなる受け部
12が形成されている。つまり、受け部12は、前記歯付リ
ム10が入り込むに適合する断面形状が略Ｕ字状に形成さ
れている。図２および図３に示されるように、前記受け
部12内において、これに適合する前記歯付リム10は、ベ
アリング13を介してステアリングホイール３に連結され
る。このため、前記ベアリング13は、内輪15を備えてお
り、この内輪15は、ステアリングホイール３の壁部14に
位置してそれに取り付けられている。一方、前記歯付リ
ム10において、内周面側に前記内歯11を有した円環状の
カラー16の外周面には、ベアリング13の回転体18を受け
る凹部17が形成されている。また、回転体18は、保持器
19によって回転自在に保持されながらガイドされる。
図３から明らかな如く、ステアリングホイール３は、
２つのストップ20,21が形成されている。この各ストッ
プ20,21は、前記歯付リム10に形成した２つのストップ2
2,23にそれぞれ対応して向かい合っている。この場合、
互いに向き合うストップ20,22の組と、同じく互いに向
き合うストップ21,23の組は、サーボモータ５が故障
し、ステアリングホイール３が回転するとき、互いに突
き当たり、回転トルクを伝達する作用をなす構成となっ
ている。
２つのストップ20,21が形成されている。この各ストッ
プ20,21は、前記歯付リム10に形成した２つのストップ2
2,23にそれぞれ対応して向かい合っている。この場合、
互いに向き合うストップ20,22の組と、同じく互いに向
き合うストップ21,23の組は、サーボモータ５が故障
し、ステアリングホイール３が回転するとき、互いに突
き当たり、回転トルクを伝達する作用をなす構成となっ
ている。
さらに、図１から明らかに理解されるように、サーボ
モータ５は駆動軸24を備え、この駆動軸24には回転しな
い状態で駆動ピニオン25が取り付けている。前記駆動ピ
ニオン25は、常に、歯付リム10の内歯11に噛み合う。
モータ５は駆動軸24を備え、この駆動軸24には回転しな
い状態で駆動ピニオン25が取り付けている。前記駆動ピ
ニオン25は、常に、歯付リム10の内歯11に噛み合う。
操作中において、そのステアリングホイール３が、回
転可能な一方の向きに回転したとき、ステアリング軸４
と歯付リム10に関係して、そのステアリングホイール３
は回転する。この回転は、それに適切なセンサによって
モニターされる。そして、センサは、ステアリング信号
を発信する。このセンサは、前記サーボモータ５及びそ
の電気システムを収容するハウジング７内に、適当な省
スペース方式で直接かつ一体的に設けられている。
転可能な一方の向きに回転したとき、ステアリング軸４
と歯付リム10に関係して、そのステアリングホイール３
は回転する。この回転は、それに適切なセンサによって
モニターされる。そして、センサは、ステアリング信号
を発信する。このセンサは、前記サーボモータ５及びそ
の電気システムを収容するハウジング７内に、適当な省
スペース方式で直接かつ一体的に設けられている。
前記センサが発するステアリング信号は、図において
示さないラインを通じて前記モータの電気システム６に
伝送される。従って、前記モータの電気システム６は、
所望の操作方向と操作トルクに応じて前記サーボモータ
５を動作させ、このため、サーボモータ５はアナロク的
な補助トルクを発生し、これを駆動ピニオン25を介して
歯付リム10に伝達する。このトルクは、歯付リム10を介
してステアリング軸４に伝達され、ステアリングホイー
ル３を操作したときの補助パワーとなり、この発明にお
けるパワーステアリングシステム１のサーボ機構を示す
ものである。
示さないラインを通じて前記モータの電気システム６に
伝送される。従って、前記モータの電気システム６は、
所望の操作方向と操作トルクに応じて前記サーボモータ
５を動作させ、このため、サーボモータ５はアナロク的
な補助トルクを発生し、これを駆動ピニオン25を介して
歯付リム10に伝達する。このトルクは、歯付リム10を介
してステアリング軸４に伝達され、ステアリングホイー
ル３を操作したときの補助パワーとなり、この発明にお
けるパワーステアリングシステム１のサーボ機構を示す
ものである。
この発明のパワーステアリングシステム１は、既に述
べた効果に加えて、以下の特有の効果を奏する。すなわ
ち、従前のパワーステアリングシステムを容易に改造す
ることにより、この発明に係るパワーステアリングシス
テム１の構造にすることができる。そして、この改造は
従前のステアリングホイールユニットを、前述したユニ
ット（ステアリングホイール３、歯付リム10、モータ、
及び電気システム）に置き替えることにより簡単に行う
ことが可能である。その上、サーボモータ５とこれの電
気システムとを前記運転室２の中に簡単な方法で取り付
けることができる。しかも、これは、従前のステアリン
グシステムに構成上の変更を加えることなく行うことが
できる。
べた効果に加えて、以下の特有の効果を奏する。すなわ
ち、従前のパワーステアリングシステムを容易に改造す
ることにより、この発明に係るパワーステアリングシス
テム１の構造にすることができる。そして、この改造は
従前のステアリングホイールユニットを、前述したユニ
ット（ステアリングホイール３、歯付リム10、モータ、
及び電気システム）に置き替えることにより簡単に行う
ことが可能である。その上、サーボモータ５とこれの電
気システムとを前記運転室２の中に簡単な方法で取り付
けることができる。しかも、これは、従前のステアリン
グシステムに構成上の変更を加えることなく行うことが
できる。
図４はセンサユニット31の全体的な配置構造を示す。
このセンサユニット31は、冗長（redundant）ダブルの
センサS1,S2を備え、このセンサS1,S2の両者は合わせて
グループ化され、かつ馬蹄形状に配置されている。さら
に、センサS1,S2の両者はペアーとして、互いに向き合
って配置されるとともに、後述するように回転操作方向
を知るための伝達要素として作用するセンサデスクと、
同心的に配置されている。センサデスクは第１のセンサ
デスク33と第２のセンサデスク32とを有し、第１のセン
サデスク33は第２のセンサデスク32の内側に配置されて
いる。前記第２のセンサデスク32の内周部には、信号用
ピッチＴで等間隔の複数の凹部34が設けられ、同じく第
１のセンサデスク33の外周部にも、信号用ピッチＴで等
間隔の複数の凹部34が設けられている。前記各凹部34
は、例えば歯間スペースを形成し、図４で示すように、
ステアリングホイールのニュートラルポジションにおい
ては、センサデスク32の歯間スペースは、他のセンサデ
スク33の歯スペースにそれぞれ対応して整列する。ま
た、ダブルセンサS1,S2の各組は上下に配置されるとと
もに、これに関係するセンサデスク32,33に対応して配
置されている。そこで、ステアリングホイール３が回転
すると、これに取り付けられた第２のセンサデスク32が
回転し、ステアリングホイール３は、第１のセンサデス
ク33に対して回転する。一方、パワーステアリングシス
テムの歯付リム10を備えた内側に位置する第２のセンサ
デスク33は、図６で示すように原位置で休止状態にあ
る。前記ダブルセンサS1,S2により、凹部34の相対的な
回転からステアリングホイール３の反時計方向あるいは
時計方向を表し、その回転する向きに応じてパワーステ
アリングシステムを作動させる操作回転角信号を発生さ
せる。そして、サーボモータ５は、図６で示す歯付リム
10を介して、２つのセンサデスク32,33の凹部34が再び
整位されるまで、手動操作のステアリング動作に伴う第
１のセンサデスク33を調整し直す。
このセンサユニット31は、冗長（redundant）ダブルの
センサS1,S2を備え、このセンサS1,S2の両者は合わせて
グループ化され、かつ馬蹄形状に配置されている。さら
に、センサS1,S2の両者はペアーとして、互いに向き合
って配置されるとともに、後述するように回転操作方向
を知るための伝達要素として作用するセンサデスクと、
同心的に配置されている。センサデスクは第１のセンサ
デスク33と第２のセンサデスク32とを有し、第１のセン
サデスク33は第２のセンサデスク32の内側に配置されて
いる。前記第２のセンサデスク32の内周部には、信号用
ピッチＴで等間隔の複数の凹部34が設けられ、同じく第
１のセンサデスク33の外周部にも、信号用ピッチＴで等
間隔の複数の凹部34が設けられている。前記各凹部34
は、例えば歯間スペースを形成し、図４で示すように、
ステアリングホイールのニュートラルポジションにおい
ては、センサデスク32の歯間スペースは、他のセンサデ
スク33の歯スペースにそれぞれ対応して整列する。ま
た、ダブルセンサS1,S2の各組は上下に配置されるとと
もに、これに関係するセンサデスク32,33に対応して配
置されている。そこで、ステアリングホイール３が回転
すると、これに取り付けられた第２のセンサデスク32が
回転し、ステアリングホイール３は、第１のセンサデス
ク33に対して回転する。一方、パワーステアリングシス
テムの歯付リム10を備えた内側に位置する第２のセンサ
デスク33は、図６で示すように原位置で休止状態にあ
る。前記ダブルセンサS1,S2により、凹部34の相対的な
回転からステアリングホイール３の反時計方向あるいは
時計方向を表し、その回転する向きに応じてパワーステ
アリングシステムを作動させる操作回転角信号を発生さ
せる。そして、サーボモータ５は、図６で示す歯付リム
10を介して、２つのセンサデスク32,33の凹部34が再び
整位されるまで、手動操作のステアリング動作に伴う第
１のセンサデスク33を調整し直す。
図５は、回転する向きを検出する動作を説明するため
の線図であって、ステアリングホイールに固定された外
側のセンサデスク33によって生成されるデジタル信号の
一例を、時間に対する電圧信号の波形で表している。こ
の際、以下の事項との関連で注意すべきである。つま
り、回転角の正確な検出を確保するため、前記ダブルセ
ンサの２つのセンサエレメントS1,S2は、軌道上におい
て互いに近くに配置され、かつ、そのセンサエレメント
間の距離Ａは、前記凹部34、或いは歯間スペースに対応
したそれぞれの信号距離ピッチＴより大きい。その結
果、信号パターンの異なる時系列により、ステアリング
ホイール３の回転状態が、第１及び第２のセンサエレメ
ントS1,S2間の信号列に基づいて検出される。
の線図であって、ステアリングホイールに固定された外
側のセンサデスク33によって生成されるデジタル信号の
一例を、時間に対する電圧信号の波形で表している。こ
の際、以下の事項との関連で注意すべきである。つま
り、回転角の正確な検出を確保するため、前記ダブルセ
ンサの２つのセンサエレメントS1,S2は、軌道上におい
て互いに近くに配置され、かつ、そのセンサエレメント
間の距離Ａは、前記凹部34、或いは歯間スペースに対応
したそれぞれの信号距離ピッチＴより大きい。その結
果、信号パターンの異なる時系列により、ステアリング
ホイール３の回転状態が、第１及び第２のセンサエレメ
ントS1,S2間の信号列に基づいて検出される。
サーボステアリング装置に同期して連動する前記第１
の、つまり、内側のセンサデスク33の再調整とモニタ動
作は、前述した動作に続けて起こり、それは、第２の冗
長ダブルセンサS1,S2を通じてサーボステアリング装置
は、ステアリング動作の同期に対して信号シーケンスパ
ターンを随時比較を可能とし、第２のセンサデスクに関
しての相対的な位置は、コントロールユニットのコンピ
ュータ援用のマスタースレブシステムの機構内の所要の
ステアリングサーボ特性に適した演算手段によって同時
にモニタされる。
の、つまり、内側のセンサデスク33の再調整とモニタ動
作は、前述した動作に続けて起こり、それは、第２の冗
長ダブルセンサS1,S2を通じてサーボステアリング装置
は、ステアリング動作の同期に対して信号シーケンスパ
ターンを随時比較を可能とし、第２のセンサデスクに関
しての相対的な位置は、コントロールユニットのコンピ
ュータ援用のマスタースレブシステムの機構内の所要の
ステアリングサーボ特性に適した演算手段によって同時
にモニタされる。
図６は、図１を参照して既に述べたセンサ測定装置の
構造に関する他の実施例を示すものである。前記外側、
つまり、第２のセンサデスク32は、ステアリングホイー
ル３に配設され、前記内側、つまり、第１のセンサデス
ク33は、前記歯付リム10の一部に一体的に取り付けられ
ている。前記センサエレメントS1,S2は、それぞれセン
サデスク32,33から数mmのオーダーでの距離をあけて配
置され、かつ、そのセンサユニット31は、好ましくはス
テアリングカラムに固定的に取り付けるとよい。前記セ
ンサユニット31の検出方式としては、例えばホール効
果、あるいは磁気抵抗の原理による。前記サーボモータ
の制御用電気システム６は、そのサーボモータ５に対し
て直接に取り付けられている。前記サーボモータ５は、
前記ステアリングホイール３の回転を補助するため、前
記ステアリング軸４を回転するトルクを発生する。前記
サーボモータ５とその電気システム６の両方は、前記ス
テアリングホイール３に直接的に取り付けられている。
この図６に示す実施例において、前記サーボモータ５
は、前記ステアリング軸４の真下近くに配置され、前記
ステアリングホイール３は、内歯を備えた歯付リム10に
一体的になっている。前述した歯付リム10は、軸受13を
介して前記ステアリングホイール３に連結されている。
図２および図３から知れるように、前記軸受13を設ける
箇所には回止め手段が配設されている。このため、所定
の回転角範囲を越えると、前記ステアリングホイール３
と歯付リム10との間には、ロック係合が行われる。前記
サーボモータ５は、ドライブシャフト24を有し、このド
ライブシャフト24には非回転的にドライブピニオン25が
取り付けられている。このドライブピニオン25は、歯付
リム10の内歯に対して常に噛合している。
構造に関する他の実施例を示すものである。前記外側、
つまり、第２のセンサデスク32は、ステアリングホイー
ル３に配設され、前記内側、つまり、第１のセンサデス
ク33は、前記歯付リム10の一部に一体的に取り付けられ
ている。前記センサエレメントS1,S2は、それぞれセン
サデスク32,33から数mmのオーダーでの距離をあけて配
置され、かつ、そのセンサユニット31は、好ましくはス
テアリングカラムに固定的に取り付けるとよい。前記セ
ンサユニット31の検出方式としては、例えばホール効
果、あるいは磁気抵抗の原理による。前記サーボモータ
の制御用電気システム６は、そのサーボモータ５に対し
て直接に取り付けられている。前記サーボモータ５は、
前記ステアリングホイール３の回転を補助するため、前
記ステアリング軸４を回転するトルクを発生する。前記
サーボモータ５とその電気システム６の両方は、前記ス
テアリングホイール３に直接的に取り付けられている。
この図６に示す実施例において、前記サーボモータ５
は、前記ステアリング軸４の真下近くに配置され、前記
ステアリングホイール３は、内歯を備えた歯付リム10に
一体的になっている。前述した歯付リム10は、軸受13を
介して前記ステアリングホイール３に連結されている。
図２および図３から知れるように、前記軸受13を設ける
箇所には回止め手段が配設されている。このため、所定
の回転角範囲を越えると、前記ステアリングホイール３
と歯付リム10との間には、ロック係合が行われる。前記
サーボモータ５は、ドライブシャフト24を有し、このド
ライブシャフト24には非回転的にドライブピニオン25が
取り付けられている。このドライブピニオン25は、歯付
リム10の内歯に対して常に噛合している。
ステアリングホイール３を操作して回転可能な２方向
の一方の向きに回転すると、このステアリングホイール
３に関係するステアリング軸４と歯付リム10が回転し、
この回転はセンサユニット31によって認知される。この
操作信号は、図示しない信号ラインを通じて前記モータ
制御用電気システムへ伝送される。すると、前記電気シ
ステムは、前記回転操作方向とそのときの操作トルクに
相応して前記サーボモータ５を駆動する。この結果、前
記サーボモータ５は、それに応じた補助トルクが発生
し、この補助トルクは駆動ピニオン25を介して歯付リム
10に伝達される。また、このトルクは、前記歯付リム10
を介して前記ステアリング軸４に伝達される。つまり、
本発明のパワーステアリングシステム１におけるサーボ
アシスタンスを行って、ステアリングホイール３の操作
を行う際の補助パワーを誘起して操作性を高める。
の一方の向きに回転すると、このステアリングホイール
３に関係するステアリング軸４と歯付リム10が回転し、
この回転はセンサユニット31によって認知される。この
操作信号は、図示しない信号ラインを通じて前記モータ
制御用電気システムへ伝送される。すると、前記電気シ
ステムは、前記回転操作方向とそのときの操作トルクに
相応して前記サーボモータ５を駆動する。この結果、前
記サーボモータ５は、それに応じた補助トルクが発生
し、この補助トルクは駆動ピニオン25を介して歯付リム
10に伝達される。また、このトルクは、前記歯付リム10
を介して前記ステアリング軸４に伝達される。つまり、
本発明のパワーステアリングシステム１におけるサーボ
アシスタンスを行って、ステアリングホイール３の操作
を行う際の補助パワーを誘起して操作性を高める。
１ パワーステアリングシステム ２ 運転室 ３ ステアリングホイール ４ ステアリング軸 ５ サーボモータ ６ 電気システム ７ ハウジング ８ ガイドチューブ ９ フープ 10 歯付リム 11 内歯 12 受け部 13 ベアリング 14 壁部 15 内輪 16 カラー 17 凹部 18 回転体 19 保持器 20 ストップ 21 ストップ 22 ストップ 23 ストップ 24 駆動軸 25 駆動ピニオン 31 センサユニット 32 センサデスク 33 センサデスク 34 凹部 Ａ センサエレメント間の距離 S1,S2 センサ Ｔ 信号距離ピッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バルツ、ユールゲン ドイツ連邦共和国、デー ― 6200 ビ ースバーデン、ニーデルバルト シュト ラーセ 16 (56)参考文献 特開 平２−124364（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−36567（ＪＰ，Ａ) 英国特許出願公開2230749（ＧＢ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B62D 5/04 H02K 37/12 H02N 2/00
Claims (17)
- 【請求項１】運転室を有する車両用パワーステアリング
システムにおいて、 ステアリング軸４と、 このステアリング軸４の端部に回転可能に配置されたス
テアリングホイール３と、 前記ステアリング軸４に対して接続されたステアリング
ギアと、 運転室２でステアリング軸４に隣接して配置され、ステ
アリングギアとステアリング軸４とを介して前記ステア
リングホイール３にトルクを与えて前記ステアリングホ
イール３の回転運動を補助する電気サーボモータ５と、 運転室２に配置された電子システムとを具備し、 前記電子システムは、センサエレメントと、互いに対し
て回転可能で内外に同心的に配置された２つの伝達用要
素とを有し、前記ステアリングホイール３に与えられた
回転を検知し、前記ステアリング軸４を中心にして配置
されたセンサユニット31を備えてなり、 このセンサユニット31の第１の伝達用要素は、前記ステ
アリングギア側に装着され、外周に複数の凹部34または
開口が設けられており、前記センサユニット31の第２の
伝達用要素は、前記ステアリングホイール３側に装着さ
れ、前記第１の伝達用要素の外周に向けて位置した内周
が設けられ、さらに、この内周には前記凹部34または開
口に対応して向き合う複数の凹部34または開口が設けら
れ、前記センサエレメントによって前記第１の伝達用要
素の凹部34または開口と前記第２の伝達用要素の凹部34
または開口を検出するようにしたことを特徴とするパワ
ーステアリングシステム。 - 【請求項２】請求の範囲第１項に記載の車両用パワース
テアリングシステムにおいて、 前記サーボモータ制御用の電気的システムは、電気サー
ボモータ５を覆うハウジング７内に設置したことを特徴
とするものである。 - 【請求項３】請求の範囲第１項または第２項に記載の車
両用パワーステアリングシステムにおいて、 前記サーボモータ５とサーボモータ制御用電気的システ
ムは、前記ステアリングホイール３の直ぐ近くに設置さ
れていることを特徴とするものである。 - 【請求項４】請求の範囲第１項または第２項に記載の車
両用パワーステアリングシステムにおいて、 前記サーボモータ５とサーボモータ制御用電気的システ
ムは、前記ステアリングホイール３に一体的に組み込ま
れて設置され、前記サーボモータ５は、デスクロータ型
モータ、あるいは進行波型モータで構成されることを特
徴とするものである。 - 【請求項５】請求の範囲第１項、第２項または第３項に
記載の車両用パワーステアリングシステムにおいて、 前記サーボモータ５とそれの電気的システム、さらに加
えてセンサーは、前記ステアリング軸４の下に設置した
ハウジング７内に１つのユニットとして組み込まれたこ
とを特徴とするものである。 - 【請求項６】請求の範囲第１項、第２項または第３項に
記載の車両用パワーステアリングシステムにおいて、 前記サーボモータ５とそれの電気的システム６は、前記
ステアリング軸４側の部位に設けられたことを特徴とす
るものである。 - 【請求項７】請求の範囲第１項ないし第６項のいずれか
１つの項に記載の車両用パワーステアリングシステムに
おいて、 前記サーボモータ５は、前記ステアリング軸４に一体的
に取り付けられた有歯リム10に連結されたことを特徴と
するものである。 - 【請求項８】請求の範囲第７項に記載の車両用パワース
テアリングシステムにおいて、 前記有歯リム10は、前記ステアリング軸４に対して回転
することなく固定的な関係で取り付けられていることを
特徴とするものである。 - 【請求項９】請求の範囲第７項に記載の車両用パワース
テアリングシステムにおいて、 前記ステアリングホイール３は、軸受13を介して前記有
歯リム10に支持され、かつ、前記有歯リム10と前記ステ
アリング軸４とに関して回転できる関係で取り付けられ
ている。 - 【請求項１０】請求の範囲第７項、第８項または第９項
のいずれか１つの項に記載の車両用パワーステアリング
システムにおいて、 前記ステアリングホイール３と前記有歯リム10とは、ス
テアリング軸４に回転トルクを伝達するための対のスト
ップ20,22または21,23を備えることを特徴とするもので
ある。 - 【請求項１１】請求の範囲第10項に記載の車両用パワー
ステアリングシステムにおいて、 前記モータ制御用電気システムを通じて前記ステアリン
グホイール３の回転方向及びサーボモータ５を始動する
トルクをモニタするためのセンサ装置を有することを特
徴とするものである。 - 【請求項１２】前記請求の範囲のいずれか１つの項に記
載の車両用パワーステアリングシステムにおいて、 前記サーボモータは、コレクターフリーの電気モータで
あることを特徴とするものである。 - 【請求項１３】前記請求の範囲のいずれか１つの項に記
載の車両用パワーステアリングシステムにおいて、 前記センサユニット31は、少なくとも４つのセンサエレ
メントを備え、前記第１の伝達用要素に設けられた凹部
34または開口と前記第２の伝達用要素に設けられた凹部
34または開口はそのピッチが等しいことを特徴とするも
のである。 - 【請求項１４】前記請求の範囲第13項に記載の車両用パ
ワーステアリングシステムにおいて、 前記伝送用要素32,33は、異なる半径の２つのセンサデ
スクからなることを特徴とするものである。 - 【請求項１５】前記請求の範囲13の項に記載の車両用パ
ワーステアリングシステムにおいて、 前記センサユニット31は、冗長な前記ダブルセンサS1,S
2からなることを特徴とするものである。 - 【請求項１６】前記請求の範囲のいずれか１つの項に記
載の車両用パワーステアリングシステムにおいて、 前記ダブルセンサユニットは、第１及び第２のセンサエ
レメントS1,S2からなり、その間の距離Ａは、前記伝送
用要素32,33における前記凹部34によって形成されるピ
ッチＴより、1.5倍大きいことを特徴とするものであ
る。 - 【請求項１７】前記請求の範囲のいずれか１つの項に記
載の車両用パワーステアリングシステムにおいて、 前記ステアリングホイール３の一部に第２の伝送用要素
32を構成し、有歯リムに第１の伝送用要素33を有するこ
とを特徴とするものである。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19914101810 DE4101810A1 (de) | 1991-01-23 | 1991-01-23 | Hilfskraftlenkung fuer fahrzeuge |
| DE4101810.9 | 1991-01-23 | ||
| DE4142992A DE4142992A1 (de) | 1991-01-23 | 1991-12-24 | Hilfskraftlenkung fuer fahrzeuge |
| DE4142992.3 | 1991-12-24 | ||
| PCT/EP1992/000101 WO1992012885A1 (de) | 1991-01-23 | 1992-01-20 | Hilfskraftlenkung für fahrzeuge |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05505371A JPH05505371A (ja) | 1993-08-12 |
| JP3339635B2 true JP3339635B2 (ja) | 2002-10-28 |
Family
ID=25900425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50289592A Expired - Lifetime JP3339635B2 (ja) | 1991-01-23 | 1992-01-20 | 車両用パワーステアリングシステム |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5330021A (ja) |
| EP (1) | EP0521121A1 (ja) |
| JP (1) | JP3339635B2 (ja) |
| DE (1) | DE4142992A1 (ja) |
| WO (1) | WO1992012885A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| DE19739105C2 (de) * | 1997-09-06 | 2001-02-22 | Trw Automotive Safety Sys Gmbh | Lenkvorrichtung mit Betätigungsring |
| DE19816683A1 (de) * | 1998-04-15 | 1999-10-21 | Linde Ag | Vorrichtung zum Erfassen der Drehstellung eines Lenkrads |
| US10378896B2 (en) * | 2006-02-27 | 2019-08-13 | Trimble Inc. | Method and system for planning the path of an agricultural vehicle |
| DE102016106785B4 (de) * | 2016-04-13 | 2022-09-22 | Robert Bosch Gmbh | Lenkmoment-Einstellungsverfahren in einem Lenksystem |
| KR20190028949A (ko) * | 2017-09-11 | 2019-03-20 | 주식회사 만도 | 후륜 조향 시스템 및 그 제어방법 |
| DE102019216413B4 (de) * | 2019-10-24 | 2021-10-14 | Joyson Safety Systems Germany Gmbh | Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug und Fahrzeug mit einer Lenkvorrichtung |
| JP7332485B2 (ja) * | 2020-01-06 | 2023-08-23 | 和樹 角 | 遠隔操舵装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1542815A (fr) * | 1967-09-27 | 1968-10-18 | Bristol Siddeley Engines Ltd | Transmetteur perfectionné d'impulsions électriques |
| DE2839121A1 (de) * | 1978-09-08 | 1980-03-27 | Bosch Gmbh Robert | Elektro-hydraulische servolenkung |
| GB2050623A (en) * | 1979-05-16 | 1981-01-07 | Sangamo Weston | Torque sensing apparatus |
| DE2925156C2 (de) * | 1979-06-22 | 1981-05-14 | Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart | Kraftfahrzeug mit Lenkhandrad und einer Antriebseinheit dafür |
| SE435754B (sv) * | 1980-08-11 | 1984-10-15 | Skf Nova Ab | Planetvexel i servostyrningsanordning |
| DE3106088C2 (de) * | 1981-02-19 | 1986-04-30 | Jungheinrich Unternehmensverwaltung Kg, 2000 Hamburg | "Lenkhilfe-Anordnung" |
| GB8313533D0 (en) * | 1983-05-17 | 1983-06-22 | Wiles J | Vehicle steering system |
| GB8512057D0 (en) * | 1985-05-13 | 1985-06-19 | Lotus Car | Vehicle power assisted steering systems |
| US4694925A (en) * | 1986-05-30 | 1987-09-22 | Trw Inc. | Steering apparatus |
| JPH0194061A (ja) * | 1987-10-05 | 1989-04-12 | Toyota Motor Corp | ステアリング中立位置決定方法 |
| JPH0725311B2 (ja) * | 1987-10-20 | 1995-03-22 | 光洋精工株式会社 | 動力舵取装置 |
| KR890006471A (ko) * | 1987-10-21 | 1989-06-13 | 미다 가쓰시게 | 전동 파워 스티어링 장치 |
| JPH02124365A (ja) * | 1988-10-31 | 1990-05-11 | Mazda Motor Corp | 電動式パワーステアリング装置 |
| US5010970A (en) * | 1988-05-27 | 1991-04-30 | Mazda Motor Corporation | Power-assisted steering system |
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| DE3905102A1 (de) * | 1989-02-20 | 1990-08-23 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Verfahren und vorrichtung zur lenkwinkelerfassung im lenkungsstrang von fahrzeugen |
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| JPH03159872A (ja) * | 1989-11-17 | 1991-07-09 | Toyo Eitetsuku Kk | 電動式パワーステアリング装置 |
-
1991
- 1991-12-24 DE DE4142992A patent/DE4142992A1/de not_active Ceased
-
1992
- 1992-01-20 JP JP50289592A patent/JP3339635B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1992-01-20 EP EP92902850A patent/EP0521121A1/de not_active Withdrawn
- 1992-01-20 US US07/927,301 patent/US5330021A/en not_active Expired - Lifetime
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| JPH05505371A (ja) | 1993-08-12 |
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