JP4404487B2 - 電気的に助成される自動車用パワーアシスト付きステアリング - Google Patents

Description

【０００１】
電気的に助成されるこのような形式のパワーアシスト付きステアリングは、例えばドイツ連邦共和国特許第４４０７７２９号明細書に基づき公知である。この公知のパワーアシスト付きステアリングの場合、電動モータが電子制御ユニットを介して回転トルクに関連して制御される。
【０００２】
従来の液圧式又は電気液圧式ステアリングシステムは、弁特性線の特性を用いて各個別車両構成に合わせられる。この弁特性の経過は、シャシコンセプト、軸運動学、弾性運動学及びシャシコンポーネントの設計（例えばばね特性、ダンパ特性等）に関連して、重要な構成部材について車両のステアリング特性及び走行特性を規定する。
【０００３】
従って各車両の開発段階において、理想的な弁特性線、即ち「公称特性線」が車両製造者及びステアリング製造者によって共同で求められる。
【０００４】
しかし、公知の液圧式ステアリングシステム及び電気液圧式ステアリングシステムの弁構成部材は製作誤差無しでは製作され得ない。従って、これらのシステムではやむを得ず、一般に「公称特性線」を取り囲んで配置されている弁特性線の製作ばらつき帯、即ち「製作誤差帯」が受け入れられる。
【０００５】
車両製造者は車両モデル用に、種々異なる装備バリエーションの広いパレットを提供する。その１つとして例えば、一般に著しく異なった前車軸負荷をもたらす様々なモータリゼーションが数えられる。このような異なる前車軸負荷は、理想的なケースではそれぞれ異なるステアリング公称特性線を生ぜしめる。しかし、このことは大抵、バリエーションの多様性及び高すぎるコストの理由に基づき変えられない。
【０００６】
パワーステアリングの公称特性線の過程の形成に対する別の影響は、車両のタイヤ特性から出発する。しかし、通常の場合、弁特性線は目下のタイヤタイプの平均的なタイヤ特性にしか合わされない。
【０００７】
例えば代替品を調達する場合、元のタイヤが別の特性を有するタイヤと交換されると、これによりステアリング特性が著しく変化する恐れがある。この場合、運転者はステアリング特性を満足のいかないものと感じる。
【０００８】
本発明の課題は、冒頭で述べた形式の電気的に助成されるパワーアシスト付きステアリングを改良して、車両の種々異なる装備バリエーションにおいて常に満足のゆくステアリング特性が得られるようにすることである。
【０００９】
この課題は、請求項１記載の電気的に助成されるパワーアシスト付きステアリングによって解決される。特に、発明の上位概念に記載のパワーアシスト付きステアリングに、各車両装備バリエーションに関する特性値を求めるための認識ユニットが設けられており、求められた特性値を、電動モータを適合させて制御するための電子機器ユニットに供給することによって解決される。
【００１０】
本発明の有利な構成は、従属請求項に記載されている。
【００１１】
各車両装備バリエーションに関する特性値が、車両固有の前車軸負荷に関する値を有している場合は、ステアリング特性を種々異なる車両エンジンに適合させることができる。
【００１２】
車両固有の前車軸負荷に関する特性値に加えて付加的に、又は択一的に、車両の各装備バリエーションに関する特性値は車両のタイヤ特性に関する値を含んでいてよい。これにより、種々異なるタイヤタイプ及びタイヤサイズを、ステアリング特性の設定時に考慮することができる。この場合、タイヤ特性に関する値は、タイヤスリップ剛性及び／又は力変形特性及び／又は特定のタイヤタイプに関する特性値についての情報を含んでいてよい。
【００１３】
各車両装備バリエーションに関する特性値は、例えばバーコード識別によって認識ユニットに読み込むことができる。有利には、この認識ユニットは車両製造者のところの組立てライン終端コンピュータ（組立てラインプログラミングユニット）に組み込まれており、付加的に、拠点工場テスター又は特別な場合には電子機器ユニットにも組み込まれている。
【００１４】
この電子機器ユニットには複数のステアリング特性が保存されていてよく、これらのステアリング特性の内、それぞれ適合する特性が、各車両装備バリエーションに関する特性値に基づいて活性化可能である。
【００１５】
以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１６】
電気的に助成されるパワーアシスト付きステアリングは、図示の実施例ではラックアンドピニオンステアリング１の形のステアリングギヤボックスを有している。このようなラックアンドピニオンステアリングは一般に公知であり、従って詳しくは説明しない。ラックアンドピニオンステアリングのピニオン（図示せず）は、−例えばユニバーサルジョイントの設けられたステアリングコラム３を介して−ステアリングホイール４と作用結合している入力軸２を支持している。ラックアンドピニオンステアリングの代わりに、例えばボールナットステアリング等の別のステアリングギヤボックスを使用することもできる。
【００１７】
ラックアンドピニオンステアリング１のラック（図示せず）は、２本のステアリング摺動ロッド５，６と一緒に、操舵しようとする車輪（図示せず）と作用結合状態にある出力部材を形成している。更に、ラックはステアリングの被駆動部分を形成している。
【００１８】
このようなパワーアシスト付きステアリングにより、ステアリングトルクをステアリングホイール４から操舵しようとする車輪へ伝達することができる。
【００１９】
電動モータ７によって補助力を入力軸２に加えることができる。図１に示した実施例では、電動モータ７は、この電動モータ７の軸線が入力軸２延いてはピニオンの軸線に対して垂直方向で位置するように配置されている。電動モータ７の軸線は入力軸の軸線に対して別の角度、例えば６０°〜１３０°の角度で位置していてもよい。
【００２０】
同様の又は類似の作用を伴って電動モータ７は、この電動モータ７の軸線が入力軸２延いてはピニオン又はステアリングコラム３の別の部分の軸線に対して平行に配置されているように配置されてもよい。
【００２１】
今まで説明した電動モータ７の２つの配置形式では、この電動モータ７は入力軸２及びラックアンドピニオンステアリング１のピニオンに作用する。同様に電動モータ７は、この電動モータ７の軸線がラックアンドピニオンステアリング１のラックの軸線に対して平行に、又は所定の角度で、或いは同軸的に位置するように配置されてもよい。
【００２２】
検出ユニット８は、入力軸２に作用するステアリングトルクの方向と大きさ及びステアリング固有の別のパラメータを検出するために働く。図示の実施例では、検出ユニット８は入力軸２に配置されている。しかし、前記検出ユニット８はステアリングの別の位置に設けられてもよい。
【００２３】
ステアリング固有のパラメータを処理して電動モータ７を制御するためには、電子機器ユニット９が働く。
【００２４】
本発明では、車両の各装備バリエーションに関する特性値を求めるために働く認識ユニット１０が設けられている。求められた前記特性値は、電動モータ７を適合させて制御するための電子機器ユニット９に供給される。これにより、ステアリング特性を対応する車両装備バリエーションに適合させることができる。このようにして、電子機器ユニット９のソフトウェアにセットされた制御アルゴリズムを介しただけで、「公称特性線」に正確に対応するステアリング特性の経過が得られる。この場合、公知の液圧式ステアリングシステムとは異なり、識別に関する製作ばらつき帯を甘受せずに済む。
【００２５】
有利には、車両の各装備バリエーションに関する特性値は、例えば種々異なるモータ構造を考慮することのできる車両固有の前車軸負荷に関する値を含んでいる。
【００２６】
車両の耐用年数の経過中に同一車両に組み込まれる、種々異なるタイヤタイプを考慮するためには、タイヤ特性に関する値が検出される。これらの値は、例えばタイヤスリップ剛性、力変形特性及び／又は特定のタイヤタイプに関する特性値についての情報を含んでいる。この場合、最も重要な走行特性が比較可能な複数の様々なタイヤ構成は、それぞれ特性グループにまとめられてよい。
【００２７】
車両の各装備バリエーションに関する特性値は、例えばバーコード識別によって認識ユニットに読み込まれてよい。この場合、例えば種々異なるバーコード識別が、それぞれ種々異なるモータ構成又はタイヤタイプに対応している。
【００２８】
認識ユニット１０は、有利には車両製造者のところのライン終端コンピュータ（組込みラインプログラミングユニット）に組み込まれており、付加的に拠点工場テスター又は特別な場合には電子機器ユニット９にも組み込まれている。この場合、特性値は、これらの特性値のために設けられた車両インタフェースを介して電子機器ユニット９に読み込まれる。
【００２９】
電子機器ユニット９には複数のステアリング特性が読み込まれていてよく、これらのステアリング特性の内の適合する特性が、その都度車両の各装備バリエーションに関する特性値に基づいて活性化可能である。
【００３０】
本発明による構成に基づき、車両及びステアリング製造者のエキスパートによって理想的に合わされた車両のステアリング特性が、車両の耐用年数中にシャシ特性を（例えばタイヤ交換、ショックアブソーバ交換等によって）変化させようとする場合でも、永続的に保持され続けるということが保証される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 電気的に助成されるパワーアシスト付きステアリングの概略図である。
【符号の説明】
１ ラックアンドピニオンステアリング、２ 入力軸、３ ステアリングコラム、４ ステアリングホイール、５，６ ステアリング摺動ロッド、７ 電動モータ、８ 検出ユニット、９ 電子機器ユニット、１０ 認識ユニット

Claims (9)

1. 電気的に助成される自動車用パワーアシスト付きステアリングであって、
   イ）入力軸（２）が、操舵しようとする車輪のステアリングのために必要とされるステアリングトルクを伝達するためにステアリングホイール（４）と作用結合しており、
   ロ）出力部材が、操舵しようとする車輪と作用結合しており、
   ハ）電動モータ（７）によって補助力を入力軸（２）又は出力部材に加えることができ、
   ニ）検出ユニット（８）が、入力軸（２）に作用するステアリングトルクの方向と大きさ並びにステアリング固有の別のパラメータを検出するために働き、
   ホ）電子機器ユニット（９）が、ステアリング固有のパラメータを処理して電動モータ（７）を制御するために働く形式のものにおいて、
   ステアリング特性に影響を及ぼす、車両の各装備バリエーションに関する特性値を求めるための認識ユニット（１０）が設けられており、求められた特性値が、電動モータ（７）を適合させて制御するために電子機器ユニット（９）に供給され、
   車両の各装備バリエーションに関する特性値が、車両固有の前車軸負荷に関する値を有していることを特徴とする、電気的に助成される自動車用パワーアシスト付きステアリング。
2. 車両の各装備バリエーションに関する特性値が、その都度異なる前車軸負荷に対応したシャシスプリングに関する値を有している、請求項１記載の電気的に助成される自動車用パワーアシスト付きステアリング。
3. 車両の各装備バリエーションに関する特性値が、車両のタイヤ特性に関する値を有している、請求項１又は２記載の電気的に助成される自動車用パワーアシスト付きステアリング。
4. 車両のタイヤ特性に関する値が、殊にタイヤスリップ剛性及び／又は力変形特性及び／又は特定のタイヤタイプの特性値についての情報を有している、請求項３記載の電気的に助成される自動車用パワーアシスト付きステアリング。
5. 最も重要な走行特性が比較可能な、複数の種々様々なタイヤ構成が特性グループにまとめられている、請求項４記載の電気的に助成される自動車用パワーアシスト付きステアリング。
6. 特性値が認識ユニット（１０）にバーコード識別によって読込み可能である、請求項１から５までのいずれか１項記載の電気的に助成される自動車用パワーアシスト付きステアリング。
7. 電子機器ユニット（９）が、車両外の認識ユニット（１０）を接続することのできる車両インタフェースに関連している、請求項１から６までのいずれか１項記載の電気的に助成される自動車用パワーアシスト付きステアリング。
8. 認識ユニット（１０）が電子機器ユニット（９）に組み込まれている、請求項１から６までのいずれか１項記載の電気的に助成される自動車用パワーアシスト付きステアリング。
9. 電子機器ユニット（９）に複数のステアリング特性が組み込まれており、これらのステアリング特性の内の適合する特性が、その都度車両の各装備バリエーションに関する特性値に基づいて活性化可能である、請求項１から８までのいずれか１項記載の電気的に助成される自動車用パワーアシスト付きステアリング。

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