JP3869803B2

JP3869803B2 - かじ取り装置

Info

Publication number: JP3869803B2
Application number: JP2003018317A
Authority: JP
Inventors: ケネス・エイ・シャーウィン; ロバート・ティー・ドゥチャーメ
Original assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 2002-01-29
Filing date: 2003-01-28
Publication date: 2007-01-17
Anticipated expiration: 2023-01-28
Also published as: US20030141134A1; US6655709B2; BR0300026A; DE10256694A1; JP2003226251A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車のかじ取りハンドルの回転に応答して車のかじ取り可能な車輪を回すかじ取り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
動力かじ取り歯車装置は近代の車にて普通のものである。典型的に、１つ又はより多くの硬い軸が車のかじ取りハンドルを動力かじ取り歯車装置の入力軸に接続する。硬い軸は、車のかじ取りハンドルから動力かじ取り歯車装置の入力軸まで伸びなければならない。硬い軸がかじ取りハンドルとかじ取り歯車装置との間にて伸びるようにすることは、その他の車の構成要素が軸と干渉してはならないため、難しいことがしばしばである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
幾つかの既知の車のかじ取りシステムには、硬い軸を省略したものがある。かかるシステムは、商業的に「ステアバイワイヤー（ｓｔｅｅｒ−ｂｙ−ｗｉｒｅ）」システムと一般に称される。ステアバイワイヤーシステムにおいて、かじ取りハンドルとかじ取り歯車装置とは何ら機械的に接続されない。その代わり、かじ取りハンドルと関係した組立体がかじ取り歯車装置と関係した組立体に電子信号を送る。電子信号はかじ取り歯車装置を作動させる。ステアバイワイヤーシステムは機械的接続部が無いから、かじ取りハンドルとかじ取り歯車装置との間にて硬い軸が伸びるようにすることは不要である。しかし、機械的接続部が無いため、ステアバイワイヤーシステムが故障したならば、車のかじ取り制御は失われる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車のかじ取りハンドルの回転に応答して車のかじ取り可能な車輪を回すかじ取り装置である。装置は、第一の組立体と、第二の組立体と、機構とを備えている。第一の組立体は、かじ取りハンドルに作用可能に接続されている。第一の組立体は、かじ取りハンドルの付与されたトルク及び角度回転を監視すると共に、かじ取りハンドルの付与されたトルク及び角度回転を表わす第一の信号を伝送する構成要素を備えている。第二の組立体は、作動されたとき車のかじ取り可能な車輪を回すかじ取り歯車装置と、第一の信号を受け取り且つ第一の信号に応答してかじ取り歯車装置を作動させる構成要素とを備えている。機構は、第一及び第二の作動モードを有している。機構は、第一の作動モードにあるとき、かじ取りハンドルとかじ取り歯車装置とを機械的に接続し、かじ取り歯車装置を手動で作動させることを可能にする。機構が第二の作動モードにあるとき、かじ取りハンドル及びかじ取り歯車装置は機械的に接続されず、かじ取り歯車装置を手動で作動させることができない。
【０００５】
本発明の上記及びその他の特徴は、添付図面を参照しつつ以下の説明を読むことにより、本発明が関係する技術分野の当業者に明らかになるであろう。
【０００６】
【実施の形態の説明】
図１には、本発明による構造とされた車のかじ取り装置１０が概略図的に図示されている。車のかじ取り装置１０は、車のかじ取りハンドル１２を備えている。かじ取りハンドル１２は、既知の構造であり、車の運転者が手で回すことができる。
【０００７】
軸１４はかじ取りハンドル１２の中心すなわちハブに固定されている。かじ取りハンドル１２の角度回転により軸１４が同程度に角度回転する。軸１４は、かじ取りハンドル１２から第一の組立体１６を通って伸びる。
【０００８】
第一の組立体１６は、軸１４を介して車のかじ取りハンドル１２に作用可能に接続されている。第一の組立体１６は、トルク／位置センサ（トルク及び（又は）位置センサ）１８と、第一の電気モータ２０と、第一の電子制御装置２２とを備えている。第一の組立体１６は、単一の装置となるように一体化され、この単一の装置を通って軸１４が伸びる。
【０００９】
図１に概略図的に図示した第一の組立体１６のトルク／位置センサ（トルク及び（又は）位置センサ）１８は、運転者が付与したかじ取りハンドル１２のトルク及び角度回転を検知するよう作用可能である。トルク／位置センサ１８は、また、かじ取りハンドル１２の付与されたトルク及び角度回転を表わす信号も発生させる。トルク／位置センサ１８は、かじ取りハンドル１２の付与されたトルク及び角度回転を検知すると共に、検知されたパラメータを表わす信号を発生させる任意の既知のセンサ又はセンサ群とすることができる。１つの実施の形態において、トルク／位置センサ１８は、既知の構造の光センサである。
【００１０】
第一の電気モータ２０が軸１４に接続される。好ましくは、歯車組立体２４は第一の電気モータ２０の出力部を軸１４に接続する。第一の電気モータ２０は、かじ取りハンドル１２の回転に対する抵抗力を提供するように作動可能であり、このため、商業的に「かじ取り感知モータ（ｓｔｅｅｒｉｎｇｆｅｅｌ
ｍｏｔｏｒ）」と称される。
【００１１】
第一の電子制御装置２２は、トルク／位置センサ１８及び第一の電気モータ２０に作用可能に接続される。第一の電子制御装置２２は、かじ取りハンドル１２の付与されたトルク及び角度回転を表わす信号をトルク／位置センサ１８から受け取る。トルク／位置センサ１８からの信号に応答して、第一の電子制御装置２２は、トルク／位置センサ１８が検知したかじ取りハンドル１２の検知トルク及び角度回転に相応する第一の信号を伝送する。
【００１２】
第二の組立体２６は、第二の電子制御装置２８と、第二の電気モータ３０と、トルク／位置センサ３２と、車（図示せず）のかじ取り可能な車輪（図示せず）を回す液圧動力かじ取り歯車装置３４とを備えている。これと代替的に、電動のかじ取り歯車装置を使用してもよい。電動のかじ取り歯車装置が使用されるならば、第二の電気モータ３０は省略し、電動かじ取り歯車装置の電気モータは、第二の電子制御装置２８により制御されて車のかじ取り可能な車輪を回すことができる。第二の組立体２６の構成要素は、単一の装置となるように一体化することができる。
【００１３】
第二の電子制御装置２８は、第一の電子制御装置２２から第一の信号を受け取る。第二の電子制御装置２８は、第二の電気モータ３０に更に作用可能に接続される。第二の電子制御装置２８は、第一の信号に応答して第二の電気モータ３０の作動を制御する。
【００１４】
第二の電気モータ３０は、動力かじ取り歯車装置３４の入力軸４０と接続された出力軸を有している。第二の電気モータ３０の出力軸を動力かじ取り歯車装置３４の入力軸４０に接続するため歯車組立体３６を使用することができる。第二の電気モータ３０は、第二の電子制御装置２８から信号を受け取ったとき、動力かじ取り歯車装置３４を作動させるよう作用可能である。
【００１５】
動力かじ取り歯車装置３４は、一体型の液圧動力かじ取り歯車装置３４である。ラック及びかじ取りピニオン歯車及び電動かじ取り歯車装置のような、その他のかじ取り歯車装置が本発明により使用可能であると考えられえる。一体型の液圧動力かじ取り歯車装置３４が図３に図示されている。
【００１６】
動力かじ取り歯車装置３４は、ハウジング４２と、駆動機構４４とを備えている。駆動機構４４は、動力かじ取り歯車装置３４の入力軸４０の回転に応答して動く。駆動機構４４が動く結果、車のかじ取り可能な車輪が回る。
【００１７】
駆動機構４４は、複数の歯４８を有するセクタ歯車４６を備えている。セクタ歯車４６は、動力かじ取り歯車装置３４のハウジング４２の開口部を通って外方に伸びる出力軸５０に固定されている。出力軸５０は、典型的に、車のかじ取り連結機構（図示せず）に接続されたピットマンアーム（図示せず）に接続される。このため、セクタ歯車４６が回転すると、出力軸５０は回転してかじ取り連結機構を作動させる。その結果、車のかじ取り可能な車輪が回る。
【００１８】
動力かじ取り歯車装置３４は、駆動機構４４を動かす液圧モータ５２を更に備えている。液圧モータ５２は、動力かじ取り歯車装置３４のハウジング４２内に配置されている。動力かじ取り歯車装置３４のハウジング４２は、チャンバ５６を画成する円筒状内面５４を有している。ピストン５８がチャンバ５６内に配置され且つチャンバ５６を対向するチャンバ部分６０、６２に分割する。１つのチャンバ部分６０は、ピストン５８の第一の側に配置され、他方のチャンバ部分６２は、ピストン５８の第二の側に配置される。ピストン５８は、それぞれのチャンバ部分６０、６２間にシールを形成し、チャンバ５６内で軸方向に動くことができる。
【００１９】
一連のラック歯６４がピストン５８の周縁に形成されている。ラック歯６４は、液圧モータ５２の出力部として作用し、駆動機構４４のセクタ歯車４６に形成された歯４８とかみ合う。ピストン５８が軸方向に動くと、ピストン５８のラック歯６４は、セクタ歯車４６の歯４８と相互作用して、セクタ歯車４６を回転させる。
【００２０】
ポンプ（図示せず）は液圧流体をリザーバ（図示せず）から液圧モータ５２に供給する。典型的に、車のエンジン（図示せず）がポンプを駆動する。しかし、ポンプは専用の電気モータのようなその他の方法で駆動してもよい。ポンプは液圧流体をハウジング４２の入口（図示せず）内に強制的に送る。入口は流体の流れを方向制御弁６６に向ける。
【００２１】
方向制御弁６６は、流体を液圧モータ５２の適宜なチャンバ部分６０又は６２に向ける。チャンバ部分６０又は６２の一方に向けた液圧流体の流れは、該チャンバ部分６０又は６２の圧力を上昇させる。１つのチャンバ部分６０又は６２の圧力が他方のチャンバ部分６０又は６２の圧力に対し上昇すると、チャンバ部分６０又は６２内の圧力が再度等しくなる迄、ピストン５８は軸方向に移動する。ピストン５８が軸方向に移動すると、１つのチャンバ部分６０又は６２内の容積は増大し、他方のチャンバ部分６０又は６２の容積が減少する。減少するチャンバ部分６０又は６２を排気して減少するチャンバ部分６０又は６２内の保持された流体の一部分が逃げるのを許容する。逃げる流体は戻し部（図示せず）を介してハウジング４２から出て且つリザーバ内に向けられる。
【００２２】
方向制御弁６６の１つの実施の形態が図４に図示されている。方向制御弁６６は、弁コア部分６８と、弁スリーブ部分７０とを保持している。弁コア部分６８の一部分は弁スリーブ部分７０内に保持され且つ該弁スリーブ部分７０に対し回転可能である。
【００２３】
弁スリーブ部分７０は、弁スリーブ部分７０の外周から弁スリーブ部分の内周まで伸びる３つの半径方向に方向決めした通路７２を有している。これらの半径方向通路７２の各々には入口を通ってハウジング４２に入る液圧流体が供給される。軸方向に伸びる２つの溝７４、７６は、半径方向通路７２の各々と関係している。軸方向に伸びる溝７４、７６は、弁スリーブ部分７０の内周に配置されている。図４に図示するように、１つの溝７６は、半径方向通路７２の各々から時計回り方向側に配置され、１つの溝７４が半径方向通路７２の各々から反時計回り方向側に配置される。溝７４、７６は、ぞれぞれの半径方向通路７２から等距離にある。溝７４の各々は、弁スリーブ部分７０を通って半径方向外方に伸びる通路７８に達している。溝７６の各々が弁スリーブ部分７０を通って半径方向外方に伸びる通路８０に達している。溝７４、７６及び関係した通路７８、８０の各々は、液圧モータ５２の特定のチャンバ部分６０、６２と関係している。例えば、図４を参照すると、半径方向通路７２の直ぐ時計回り方向側に配置された溝７６及び関係した通路８０の各々は液圧流体をチャンバ部分６２に供給する一方、半径方向通路７２から直ぐ反時計回り方向側に配置された溝７４及び関係した通路７８の各々は液圧流体をチャンバ部分６０に供給する。
【００２４】
弁コア部分６８の外周縁の周りには、６つの溝８２が配置されている。弁コア部分６８は、６つの突起８４すなわちランド部を備えている。突起８４は、弁コア部分６８の外周の隣接する溝８２を分離させる。突起８４の側壁は、溝８２の側壁を形成する。
【００２５】
弁コア部分６８の突起８４の各々の中心が弁スリーブ部分７０のぞれぞれの溝７４又は７６に対し設定されるように、弁コア部分６８が弁スリーブ部分７０に対し配置されたとき、方向制御弁６６は中立位置にある。図４には、中立位置にある方向制御弁６６が図示されている。中立位置にあるとき、液圧モータ５２のチャンバ部分６０、６２の各々内の圧力は等しく、このため、ピストン５８は静止している。弁コア部分６８が弁スリーブ部分７０に対して回転したとき、弁スリーブ部分７０の２つの関係した溝７４又は７６の一方への接続は弁コア部分６８の突起８４により制限される一方、２つの関係した溝７４又は７６の他方への接続は増大する。このことは、より多量の液圧流体が開放した溝７４又は７６に向けて流れるのを許容し、その結果、その溝７４又は７６と関係したそれぞれのチャンバ部分６０又は６２の圧力が上昇する。それぞれのチャンバ部分６０又は６２の圧力が上昇する結果、液圧モータ５２のピストン５８は移動する。例えば、弁コア部分６８が図４に示すように、時計回り方向に回転するならば、半径方向通路７２の反時計回り側に配置された弁スリーブ部分７０の溝７４は塞がり、半径方向通路７２の時計回り側に配置された溝７６は開放状態になる。このように、より多量の液圧流体が開放した溝７６に向けられる。開放した溝７６と関係した液圧モータ５２のチャンバ部分６２内の圧力は、チャンバ部分６０内の圧力に比して上昇する。その結果、ピストン５８は軸方向に動き且つセクタ歯車４６を回転させ、かじ取り可能な車輪を適正な方向に回す。
【００２６】
液圧モータ５２のピストン５８は方向制御弁６６に向けて開放した穴８６を有している。弁スリーブ部分７０及び従動部材８８は、複数のボール９０によりピストン５８に対し回転し得るように支持された一体型の単一体ユニットを形成する。従動部材８８の外周にはねじが設けられている。複数のボール９０は従動部材８８のねじ付き外周をピストン５８の穴８６に形成された内ねじ部９２と相互に接続する。複数のボール９０のこの相互接続の結果、ピストン５８の軸方向への動きにより従動部材８８及び弁スリーブ部分７０は回転する。従動部材８８及び弁スリーブ部分７０の回転により方向制御弁６６は中立位置に戻る。
【００２７】
方向制御弁６６の弁コア部分６８は、入力軸４０に固定状態に接続されている（図３）。捩れバー９４の第一の端部９６は、入力軸４０及び弁コア部分６８に対し固定されている。捩れバー９４の第二の端部９８は、弁スリーブ部分７０及び従動部材８８に対し固定されている。捩れバー９４の少なくとも一部分は、図３乃至図５に図示するように、弁コア部分６８の軸方向に伸びる穴１００を通って伸びている。
【００２８】
車のかじ取り可能な車輪の回転に対する抵抗が所定の値以下であるとき、動力かじ取り歯車装置３４の入力軸４０の回転は、捩れバー９４を介して伝達され、従動部材８８を回転させる。その結果、方向制御弁６６は中立位置に止まっている。従動部材８８の回転によりピストン５８が動き且つかじ取り可能な車輪が回る。
【００２９】
車のかじ取り可能な車輪の回転に対する抵抗が所定の値以上であるとき、従動部材８８の回転は抵抗を受ける。その結果、動力かじ取り歯車装置３４の入力軸４０の回転により捩れバー９４の第一の端部９６は、捩れバーの第二の端部９８に対し回転する。捩れバー９４の第一の端部９６が捩れバー９４の第二の端部９８に対し回転する結果、捩れバー９４を渡って捩れ力が加えられ、また、弁コア部分６８は弁スリーブ部分７０に対し回転する。
【００３０】
上述したように、弁コア部分６８が弁スリーブ部分７０に対し回転すると、液圧流体がチャンバ部分６０、６２の一方に向けられる。その結果、ピストン５８はチャンバ５６内で動く。ピストン５８が動く結果、車のかじ取り可能な車輪は回り且つ従動部材８８が回転する。上述したように、従動部材８８の回転により方向制御弁６６が再度、中立位置となる迄、弁スリーブ部分７０が回転する。方向制御弁６６が中立位置にあるとき、捩れバー９４における捩れは除去され、捩れバー９４の第一の端部９６は最早、捩れバーの第二の端部９８に対し回転しない。
【００３１】
図５に図示するように、弁スリーブ部分７０は、弁コア部分６８の直径方向に対向した切欠き１０４内に配置された第一及び第二の突出部１０２を有している。弁コア部分６８が弁スリーブ部分７０に対し２°乃至８°の範囲で回転すると、弁スリーブ部分７０の突出部１０２は、弁コア部分６８の切欠き１０４と係合し、弁スリーブ部分７０が弁コア部分６８と共に回転するようにする。弁スリーブ部分７０のかかる回転によりピストン５８は、チャンバ５６内で移動し、従って、動力かじ取り歯車装置３４の入力軸４０の回転により車のかじ取り可能な車輪を回すことを許容する。このように、液圧流体の圧力が損失した場合でも、動力かじ取り歯車装置３４の入力軸４０が回転することで、車のかじ取り可能な車輪を回すことを可能にする。
【００３２】
図１及び図２に概略図で示すように、第二の組立体２６は、また、動力かじ取り歯車装置３４の駆動機構４４の出力軸５０の回転を検知する少なくとも１つの位置センサ３２も備えている。位置センサ３２は、非接触型位置センサであることが好ましい。出力軸５０の回転を検知したとき、位置センサ３２は出力軸５０の回転を表わす信号を発生させる。
【００３３】
第二の電子制御装置２８は、位置センサ３２から位置信号を受け取る。第二の電子制御装置２８は、位置センサ３２が検知した、動力かじ取り歯車装置３４の駆動機構４４の出力軸５０の位置に相応する第二の信号を発生させ且つ伝送するよう作用可能である。
【００３４】
図示した実施の形態において、第一の電子制御装置２２は、通信線１０６により第二の電子制御装置２８に電気的に接続される。通信線１０６は、第一の電子制御装置２２により発生された第一の信号を第二の電子制御装置２８に伝送し、また、第二の電子制御装置２８により発生された第二の信号を第一の電子制御装置２２にも伝送する。１つの実施の形態において、通信線１０６は、光ファイバケーブルであり、第一及び第二の信号は光信号である。これと代替的に、本発明により、第一の電子制御装置２２と第二の電子制御装置２８との間にその他の通信形態を使用することも考えられる。例えば、第一及び第二の電子制御装置２２、２８間に無線通信又は導線接続を使用することができる。
【００３５】
第一の電子制御装置２２は第二の信号を受け取る。該第一の電子制御装置２２は、第二の信号に応答して、第一の電気モータ２０を制御して、かじ取りハンドル１２に付与されるかじ取り抵抗力を制御する。第一の電子制御装置２２は、かじ取りハンドル１２に付与される抵抗量を決定するためのパラメータとして、第二の信号及び車速度を使用する既知のアルゴリズムを作動させることができる。第一の電気モータ２０は、歯車組立体２４を介してかじ取りハンドル１２の回転に抵抗する力を軸１４に付与する。
【００３６】
かじ取り装置１０は、また、機構１０８も備えている。機構１０８は、図１及び図２に図示するように、クラッチ１１０と、可撓性ケーブル１１２とを備えている。機構１０８は、また、２つの作動モードを有している。図１に図示した第一の作動モードにあるとき、機構１０８は、かじ取りハンドル１２を動力かじ取り歯車装置３４の入力軸４０に機械的に接続する。図２に図示した、第二の作動モードにあるとき、機構１０８は、かじ取りハンドル１２を動力かじ取り歯車装置３４の入力軸４０に機械的に接続せず、このため、かじ取りハンドル１２と動力かじ取り歯車装置３４とは機械的に接続されない。
【００３７】
機構１０８のクラッチ１１０は、部材に係合し且つ係合解除する既知の装置である。図１及び図２に概略図的に示したクラッチ１１０は、第一の部材１１４及び第二の部材１１６をそれぞれ有している。第一の部材１１４は上面１１８及び下面１２０を有している。第一の部材１１４の上面１１８はかじ取りハンドル１２と対向して軸１４に対し固定されている。第一の部材１１４の下面１２０は複数の歯１２２を有している。
【００３８】
第二の部材１１６はまた、上面１２４及び下面１２６も備えている。第二の部材１１６の上面１２４は、第一の部材１１４の歯１２２とかみ合い係合する複数の歯１２８を備えている。第二の部材１１６の下面１２６は、可撓性ケーブル１１２に対し固定されている。
【００３９】
クラッチ１１０の第二の部材１１６は、第一の部材１１４に対し支持され且つ該第一の部材１１４に向けて偏倚されている。クラッチ１１０の一部を形成する装置（図示せず）が第二の部材１１６を第一の部材１１４から係合解除するように動かすべく第二の部材１１６に接続されている。該装置は、第二の部材１１６を第一の部材１１４から係合解除し得るように動かす電気ソレノイド、空圧シリンダ又は任意のその他の既知の装置とすることができる。クラッチ１１０は通常接続されており、このことは、第二の部材１１６を係合解除すべく動かす装置が作動されないとき、第一の部材１１４が第二の部材１１６とかみ合い係合していることを意味する。
【００４０】
クラッチ１１０は、動力源（図示せず）に接続されている。好ましくは、動力源は車のバッテリ又は空気供給源であるようにする。クラッチ１１０が動力源から電気、空圧又はその他のエネルギを受け取るとき、第二の部材１１６を第一の部材１１４から係合解除させる装置が作動され、第二の部材１１６は第一の部材１１４と非かみ合い係合状態となるように移動する。
【００４１】
クラッチ１１０が係合したとき、かじ取りハンドル１２を回すと、第二の部材１１６が回転する。クラッチ１１０が係合解除されると、第二の部材１１６はかじ取りハンドル１２の回転により回転されない。
【００４２】
図６には、第一の部材１１４が第二の部材１１６と係合した状態でクラッチ１１０の一部分が概略図的に図示されている。クラッチ１１０が係合したとき、第一の部材の歯１２２の角度付き部分は、第二の部材１１６の角度付き部分に受け入れられ、第二の部材の歯１２８の角度付き部分は、方向Ｒに向けて回転する間、図６に図示するように、第一の部材の角度付き部分内に受け入れられる。この第一及び第二の部材１１４、１１６の係合は、第二の組立体２６のかじ取り歯車装置３４を作動させるのに十分である。例えば、第一の組立体１６の一部分が適正に作動せず、第二の組立体２６が適正に作動するとき、このクラッチ１１０の状態が生じる。
【００４３】
しかし、第二の組立体２６が適正に作動し得ないならば、かじ取り可能な車輪を回すためには過剰なトルクレベルが必要となるであろう。その結果、クラッチ１１０を介して伝達しなければならないトルク力が増大する。この増大したトルク力の結果、クラッチ１１０の第一及び第二の部材１１４、１１６は互いに回転し、回転方向Ｒに対し垂直に伸びる歯１２２、１２８の部分が図７に図示するように互いに接触する。この相対的な回転の結果、かじ取りハンドル１２は緩さすなわち遊びがあると感じられる。この緩さは、運転者に対し装置１０のメンテナンス又は修理が必要であることを物理的に表示する。
【００４４】
機構１０８の可撓性ケーブル１１２は、第一の端部分１３０と、第二の端部分１３２とを有している。可撓性ケーブル１１２の第一の端部分１３０は、クラッチ１１０の第二の部材１１６に固定され且つ第二の部材１１６の回転と共に回転可能である。可撓性ケーブル１１２の第二の端部分１３２は、かじ取り歯車装置３４の入力軸４０に固定されている。
【００４５】
可撓性ケーブル１１２は、編組スチールケーブルであることが好ましい。可撓性ケーブル１１２は、半径方向に可撓性ではあるが、捩れ剛さは大きい。この可撓性は、確実な接続を妨害するであろう車の構成要素の周り及びその構成要素を介して可撓性ケーブル１１２が伸びることを許容することにより、可撓性ケーブル１１２が第一の組立体１６と第二の組立体２６との間にて容易に伸びることを許容する。可撓性ケーブル１１２はまた、かじ取り歯車装置３４をかじ取りハンドル１２に対し可動である車の一部分に取り付けることも許容する。可撓性ケーブル１１２の高捩れ剛さは、可撓性ケーブル１１２の第一の端部分１３０が回転したとき、可撓性ケーブル１１２の第二の端部分１３２を回転させる。
【００４６】
かじ取り装置１０の通常の作動中、動力がクラッチ１１０に供給される。その結果、クラッチ１１０の第二の部材１１６は、図２に図示するように、クラッチの第一の部材１１４から係合解除され、機構１０８は第二の作動モードにある。機構１０８が第二の作動モードにあるとき、かじ取り装置１０はワイヤーかじ取り状態とされ、かじ取りハンドル１２とかじ取り歯車装置３４とは何ら機械的に接続されない。クラッチ１１０が係合解除されたとき、動力かじ取り歯車装置３４の入力軸４０の回転によりクラッチ１１０の第二の部材１１６が回転することが理解される。しかし、クラッチ１１０は係合解除されているから、第二の部材１１６の回転によりかじ取りハンドル１２が回転することはない。
【００４７】
かじ取り装置１０のステアバイワイヤー作動が自動的に停止する故障が生じた場合、又はステアバイワイヤー作動が意図的に係合解除された場合、クラッチ１１０の第二の部材１１６はクラッチの第一の部材１１４とかみ合い係合する。このように、機構１０８は第一の作動モードにあり、図１に図示するように、かじ取りハンドル１２とかじ取り歯車装置３４とが機械的な接続される。機構１０８が第一の作動モードにあるとき、かじ取りハンドル１２の回転はクラッチ１１０及び可撓性ケーブル１１２を介してかじ取り歯車装置３４の入力軸４０に伝達されて、動力かじ取り歯車装置３４の手動による作動を可能にする。機械的な接続はまた、弁スリーブ部分７０の突出部１０２が弁コア部分６８に接触するならば、車のかじ取り可能な車輪を手動で回すことも可能にする。
【００４８】
これと代替的に、クラッチ１１０は、第一の電子制御装置２２に作用可能に接続してもよい。第一の電子制御装置２２は、第二の電子制御装置２８からの第二の信号に応答して機構１０８の作動モードを制御することができる。例えば、第一の電子制御装置２２が第二の信号に応答して、かじ取り歯車装置３４が第一の信号に応答して適正に作動されていないと決定したならば、第一の電子制御装置は、ステアバイワイヤー作動を停止し且つクラッチ１１０の第一の部材１１４及び第二の部材１１６を係合させてかじ取り歯車装置３４の手動による作動を可能にする。
【００４９】
本発明の上記の説明から、当該技術分野の当業者は、改良、変更及び改変例が認識されよう。例えば、かじ取り歯車装置３４内で液圧力が失われた結果、クラッチ１１０が係合状態で作動するとき、電気モータ２０、３０は、それらの力を組み合わせて冗長動力支援作用を実現する。これと代替的に、モータ３０又はモータ２０の何れか一方を作動させて動力支援作用を実現してもよい。
【００５０】
また、電気モータ２０は、かじ取り歯車装置３４がその機械的移動終端に近付いたとき、その抵抗トルクが大幅に増大するように作動させることができる。この増大した抵抗は、運転者に対し、弁６６への流体が遮断される前に、かじ取りハンドル１２を回すことを停止し、これによりかじ取り歯車装置３４内で冷却流体の流れが保されるようにするよう警告することになる。当該技術分野の当業者の範囲に属するかかる改良、変更及び改変例は、特許請求の範囲に包含することを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】かじ取りハンドルとかじ取り歯車装置とを機械的に接続する状態における本発明による構造とされた車のかじ取り装置の概略図である。
【図２】かじ取りハンドルとかじ取り歯車装置とが機械的に接続しない状態における本発明による構造とされた車のかじ取り装置の概略図である。
【図３】図１の車のかじ取り装置におけるかじ取り歯車装置の部分断面図とした概略図である。
【図４】図３のほぼ線４−４に沿った断面図である。
【図５】図１のほぼ線５−５に沿った断面図である。
【図６】第一の係合状態にて示した図１の車のかじ取り装置のクラッチの一部分の概略図である。
【図７】第二の係合状態にて示した図１の車のかじ取り装置のクラッチの一部分の概略図である。
【符号の説明】
１０かじ取り装置１２かじ取りハンドル
１４軸１６第一の組立体
１８トルク／位置センサ２０第一の電気モータ
２２第一の電子制御装置２４歯車組立体
２６第二の組立体２８第二の電子制御装置
３０第二の電気モータ３２トルク／位置センサ
３４液圧動力かじ取り歯車装置４０動力かじ取り歯車装置の入力軸
４２ハウジング４４駆動機構
４６セクタ歯車４８セクタ歯車の歯
５０出力軸５２液圧モータ
５４チャンバの円筒状内面５６チャンバ
５８ピストン６０、６２チャンバ部分
６４ラック歯６６方向制御弁
６８弁コア部分７０弁スリーブ部分
７２半径方向通路７４、７６溝
７８、８０通路８２溝
８４突起８６穴
８８従動部材９０ボール
９２内ねじ部９４捩れバー
９６捩れバーの第一の端部９８捩れバーの第二の端部
１００穴１０２突出部
１０４弁コア部分の切欠き１０６通信線
１０８機構１１０クラッチ
１１２可撓性ケーブル１１４クラッチの第一の部材
１１６クラッチの第二の部材１１８第一の部材の上面
１２０第一の部材の下面１２２、１２８歯
１２４第二の部材の上面１２６第二の部材の下面
１３０可撓性のケーブルの第一の端部分
１３２可撓性のケーブルの第二の端部分

Claims

車のかじ取りハンドルの回転に応答して車のかじ取り可能な車輪を回すかじ取り装置において、
かじ取りハンドルに作用可能に接続された第一の組立体であって、かじ取りハンドルの付与されたトルク及び角度回転を監視すると共に、かじ取りハンドルの付与されたトルク及び角度回転を表わす第一の信号を伝送する構成要素を備える第一の組立体と、
作動されたとき、車のかじ取り可能な車輪を回すかじ取り歯車装置であって、入力軸、入力軸の回転に応答して動作されてかじ取り可能な車輪を回転する駆動機構及び駆動機構を動かす液圧モータを有するかじ取り歯車装置と、第一の信号を受け取り且つ第一の信号に応答してかじ取り歯車装置を作動させる構成要素とを有する第二の組立体と、
第一及び第二の作動モードを有する機構であって、第一の作動モードにあるとき、かじ取り歯車装置の手動の作動を可能にし得るようにかじ取りハンドルとかじ取り歯車装置の入力軸とを機械的に接続し、機構が第二の作動モードにあるとき、かじ取りハンドル及びかじ取り歯車装置の入力軸が、かじ取り歯車装置の手動の作動を可能にし得るよう機械的に接続されない機構とを備え、
機構が、第一の部材及び第二の部材を有するクラッチを有し、入力軸の回転が液圧モータへの流体の流れ方向を決め、
第二の組立体の構成要素が電子制御装置と、電気モータとを備え、電子制御装置が第一の信号を受け取り且つかじ取り歯車装置を作動させ得るように電気モータを制御する、かじ取り装置。
請求項１に記載のかじ取り装置において、第二の部材が、機構が第一の作動モードにあるとき、第一の部材とかみ合い係合し、第二の部材が、機構が第二の作動モードにあるとき、第一の部材から係合解除される、かじ取り装置。
請求項１又は２に記載のかじ取り装置において、前記機構が、クラッチの第二の部材に接続された可撓性ケーブルを備え、可撓性ケーブルがかじ取り歯車装置の入力軸に取り付けられている、かじ取り装置
請求項３に記載のかじ取り装置において、可撓性ケーブルが、第一の端部分と、第二の端部分とを有し、可撓性ケーブルの第一の端部分の回転の結果、可撓性ケーブルの第二の端部分が回転する、かじ取り装置。
請求項３又は４に記載のかじ取り装置において、可撓性ケーブルが、編組ワイヤーケーブルである、かじ取り装置。
請求項１ないし５のいずれかに記載のかじ取り装置において、第二の組立体の電気モータがかじ取り歯車装置を作動させて車のかじ取り可能な車輪を回すように動作可能である、かじ取り装置。
請求項１ないし６のいずれかに記載のかじ取り装置において、第一の組立体の構成要素が、トルク／位置センサと、電子制御装置とを備える、かじ取り装置。
請求項７に記載のかじ取り装置において、第一の組立体が、かじ取りハンドルの回転に抵抗する電気モータを更に備える、かじ取り装置。
請求項８に記載のかじ取り装置において、第一の組立体の電気モータにより提供される抵抗力が、第二の組立体のかじ取り歯車装置の機械的な移動端付近にて増大する、かじ取り装置。
請求項１ないし９のいずれかに記載のかじ取り装置において、クラッチの第一の部材と第二の部材とのかみ合い係合が、装置の第二の組立体の不適正な作動を物理的に表示する、かじ取り装置。