JP4994223B2 - 一体形エアバッグモジュール付きステアバイワイヤ型ステアリングホイール - Google Patents

Description

本発明は、自動車のステアバイワイヤ（steer-by-wire ）型ステアリングシステム用のステアリングホイールユニットであって、ステアリングホイールと、エアバッグモジュールと、ステアリングホイール角度センサユニットと、力フィードバックユニットとから成るステアリングホイールユニットに関する。

上述の特性を持つステアリングホイールユニットは、独国登録特許第１０２００８２６号明細書に記載されている。ここでは、エアバッグモジュールが組み込まれているステアリングホイールを支持し、したがって、ステアリングホイールと一緒に回転可能なピストンロッドが、力制限装置を収納したハウジング内で案内され、力フィードバックユニット及びステアリングホイール角度センサユニットが、このハウジングに設置されている。

力フィードバックユニット及びステアリングホイール角度センサユニットの機能は、独国特許出願公開第１９９１２１６９号明細書に詳細に記載されている。この特許文献によれば、操舵されるフロントアクスルに剛結され、従来方式のステアリングでは、戻し力、即ち、ステアリングホイールを握っている運転手の手に加えられる力により伝達される路面感触は、例えば電気モータの形態をしている力フィードバックユニットの助けにより元の状態に戻される。この電気モータの電流供給、したがって、舵取り力としてステアリングホイールの回転運動に対抗するために用いられなければならない力の大きさは、電気モータの制御のために必要な電圧値が対応の影響力変数によって定められる制御ユニットによって制御される。これに対応して、運転手によって行われる或る特定の角度だけのステアリングホイールの旋回は、ステアリングホイール角度センサによって検出されて制御ユニットに伝えられ、この制御ユニットは、入力された舵取り運動を実行するステアリングアクチュエータの対応の作動を生じさせ、ステアリングアクチュエータは好ましくは、電気モータの形態をしている。

独国登録特許第１０２００８２６号明細書 独国特許出願公開第１９９１２１６９号明細書

上述の包括的なドイツ国登録特許第１０２００８２６号明細書から知られているエアバッグモジュールを含むステアリングホイールユニットには、ステアリングホイールを支持するピストンロッド並びに力フィードバックユニット及びステアリングホイール角度センサユニットを収容する別個のハウジングの構造は、多大なスペースを占め、しかもこれに対応して、多量の別々の部品を有するという欠点がある。

したがって、本発明は、一般的な特徴を持つステアリングホイールであって、車両内にスペースを節約した仕方で設置できるステアリングホイールのよりコンパクトな形態の実現を可能にする課題に基づいている。

有利な形態及びその改造例を含むこの課題の解決策は、本明細書に添付された特許請求の範囲の内容によって得られる。

本発明の基本的な原理は、ステアリングホイールが、車両に固定的に取り付けられたエアバッグモジュールのモジュールハウジングで回転可能であるように支持されているということにある。

エアバッグモジュールを固定的に取り付け、したがって、このエアバッグが常時、車両乗員に対して同一の位置を取るので、エアバッグの形態の設計に関して、ステアリングモジュールと一緒に旋回するエアバッグモジュールの場合に可能である自由度の大きさよりも大きな自由度が結果的に得られるので有利である。というのは、この場合、車両乗員に対するエアバッグの位置がステアリングホイールの角度位置で決まるからである。

本発明の一実施形態によれば、モジュールハウジングは、電気モータの形態をした力フィードバックユニットのステータを形成し、ステアリングホイールは、力フィードバックユニットのロータを形成する。これにより、二重機能がエアバッグモジュールのモジュールハウジングに割り当てられるという利点が得られる。というのは、モジュールハウジングは、このモジュールハウジングに回転自在な仕方で設置されたステアリングホイール用の回転支承体として且つ力フィードバックユニットの対応の部品用のキャリヤとして更に設計されているからである。この二重の機能により、一体形エアバッグモジュールを備えたステアリングホイールユニット一式のよりコンパクトな構成が結果として得られ、したがって、このステアリングホイールユニットを車両のインストルメントパネル（ダッシュボード）寄りにより短い距離のところで車両中に収納することができる。

本発明の一実施形態によれば、ステアリングホイール角度センサユニットは、固定状態のモジュールハウジングと、回転自在であるように該モジュールハウジング上に位置するステアリングホイールとの間に設けられ、したがって、全体として、部品数の減少は、ステアリングホイールユニットのかかる設計と関連しており、これは、ステアリングホイール角度ユニットの組立てが単純化されることを意味している。

本発明の一実施形態によれば、ステータとしてのモジュールハウジングは、ワイヤ巻線を備え、永久磁石が、ロータとして働くステアリングホイール内に設けられ、ステアリングホイールに、例えば関連の信号伝送が必要なラジオ、電話等の作動のための追加の機能ボタンが設けられていない限り、この実施形態は、回転式のステアリングホイールを車両に固定された制御部品に接続する必要なく、ステアリングホイールユニットの特に簡単な構造をもたらす。

本発明の他の実施形態では、ラジオ、電話等の作動のための別の機能ボタンが回転式ステアリングホイールに設置されている限り、したがって、対応の信号を伝送する必要がある限り、一実施形態によれば、螺旋ばねが、回転自在なステアリングホイールと、自動車に固定された制御ユニットとの間に設けられている。変形例として、ステアリングホイールに設けられたトランスミッタ−レシーバユニット及び制御ユニットに接続されると共に自動車に固定されたトランスミッタ−レシーバユニットを備えた無線装置を設けるのがよく、最後に、対応して発生した信号の伝送は、誘導によって行われる。

本発明の一実施形態によれば、モジュールハウジングを覆うエアバッグ用カバーキャップが、固定状態のモジュールハウジングに連結され、その結果、一般にエアバッグカバーキャップの開放のために設けられた規定の破断線が、これらの位置に関する限り一定であり、したがって、カバーキャップの部品の解放運動が計算でき且つ予測できるという利点が得られる。

エアバッグカバーキャップとステアリングホイールとの間に生じ、外観に対してマイナス効果をもたらす場合のある隙間を回避するために、又、モジュールハウジングを覆うエアバッグ用カバーキャップが、ステアリングホイールに連結され、従って固定状態のモジュールハウジングに対して回転自在に設けられている。

本発明の実施形態によれば、エアバッグモジュールのガス発生器をモジュールハウジングの内部か外部かのいずれかに設けることも可能であり、この結果、ステアリングホイールに対する設計上の自由度が大きくなるという利点が得られる。

本発明の実施形態が、後で説明される図面に示されている。

先ず最初に、図１から理解できるように、エアバッグモジュールのモジュールハウジング１０が、固定要素１１を介して図示していない車両インストルメントパネル（ダッシュボード）の領域に設けられた車両部品に連結され、モジュールハウジング１０が固定されるように設けられるようになっている。

ステアリンルホイール１２が、回転可能であるようにモジュールハウジング１０に設けられた軸受の場所１５上に位置決めされ、ステアリングホイール１２は、ステアリングホイールリム１３と、ステアリングホイールスポーク１４とから成っている。

図１に示す実施形態の場合、エアバッグ１６及びガス発生器１７は、モジュールハウジング１０の内部に配置され、これらを受け入れるモジュールハウジング１０のスペースは、エアバッグカバー１８によって閉鎖され、このエアバッグカバーは、図示の実施形態では、固定構造体１９によりモジュールハウジング１０に固定的に連結されていて、ステアリングホイール１２が、エアバッグカバー１８に対して回転するようになっている。

電気モータとして公知の仕方で設計された力フィードバックユニットを形成するため、ワイヤ巻線２０が、永久磁石２１がステアリングホイール１２に取り付けられた状態で割り当てられたモジュールハウジング１０の外方側部に取り付けられていて、電流がワイヤ巻線２０に送られてステアリングホイール１２が旋回されると、これに対応した旋回抵抗が生じるようになっている。ワイヤ巻線２０は、制御リード線２２を介して車両に固定されるよう構成された制御ユニット２６に接続されており、制御ユニット２６は、その一部が、制御リード線２３を介してエアバッグモジュールのガス発生器１７に接続されていて、エアバッグモジュールも又、制御ユニット２６によりトリガできるようになっている。最後に、ステアリングホイール角度センサ２４が、固定状態のモジュールハウジング１０と回転式ステアリングホイール１２との間に設けられ、このステアリングホイール角度センサも又、関連の制御リード線２５によって車両に固定された制御ユニット２６に接続されている。

上述のステアバイワイヤ（steer-by-wire）型ステアリングホイールの機能は、ドイツ国特許出願公開第１９９１２１６９号明細書に詳細に記載されており、したがって、本発明の目的ではなく、したがって、ここでは、この特許文献の公開に注意を向けられたい。

図２に示す実施形態は、ガス発生器１７が車両内部であってモジュールハウジング１０の外部に設置され、したがって、モジュールハウジング１０のフロア２７には、ガス発生器１７により生じたガスがモジュールハウジング１０の内部に折り畳まれたエアバッグ１６内に移送するための開口部２８が設けられるようになっている点においてのみ、図１を参照して説明した実施形態と異なっている。単純化のために、図２に示す実施形態の場合、関連の制御リード線を含む制御ユニットは、図示されていない。

図３に示す実施形態は、図１と関連して説明した実施形態と形態が一致しており、ガス発生器１７がモジュールハウジング１０の内部に設置されている。加うるに、１２個の別の機能ボタン（図示せず）が、例えばラジオ、電話等の動作のためにステアリングホイール１２に設けられており、したがって、これに対応して、信号がこれら機能ボタン又は回転式ステアリングホイールから中央制御ユニットに送られるようになっている。図３に示す実施形態の場合、トランスミッタ−レシーバユニット３０が、これら信号の伝送のためにステアリングホイール１２に設置されており、このステアリングホイールには、車両に取り付けられたトランスミッタ−レシーバユニット３１が割り当てられており、このトランスミッタ−レシーバユニット３１は、その一部が、制御リード線３２によって中央制御ユニット２６（図示せず）に接続されている。

変形例として、図４によれば、信号又はエネルギーを回転式ステアリングホイール内に設けられた追加のコンポーネントに送るために螺旋ばね３５を設けてもよく、この螺旋ばねは、図示の実施形態では、制御リード線３６を介して力フィードバックユニットの電磁石の形態をした磁石３７に接続されている。

上記説明、特許請求の範囲、発明の概要及びこれら文書に含まれる図面に表された発明対象の特徴は、本発明を種々の実施形態で具体化するために個別的に且つ任意の組合せ、或いは相互の組合せにおいて重要である。

ステアリングホイールユニットの概略部分断面側面図である。 ガス発生器がモジュールハウジングの外部に設置された図１に示すステアリングホイールユニットを示す図である。 信号の無線伝送が更にステアリングホイールと自動車との間に行われる図１に示す本発明の実施形態を示す図である。 回転可能なステアリングホイールが螺旋ばねにより自動車に連結された状態の本発明の別の実施形態を示す図である。

Claims (9)

1. 自動車のステアバイワイヤ型ステアリングシステム用のステアリングホイールユニットであって、ステアリングホイール（１２）と、エアバッグモジュールと、ステアリングホイール角度センサユニット（２４）と、力フィードバックユニットとから成るステアリングホイールユニットにおいて、
   前記ステアリングホイール（１２）は、回転可能となるように前記自動車に固定されたモジュールハウジング（１０）で支持され、
   前記モジュールハウジング（１０）は、電気モータとして設計された前記力フィードバックユニットのステータを形成し、前記ステアリングホイール（１２）は、該力フィードバックユニットのロータを形成し、
   前記力フィードバックユニットの構成要素（２０、２１）及び前記ステアリングホイール角度センサユニット（２４）は、前記固定されたモジュールハウジング（１０）と前記回転するステアリングホイール（１２）との間に且つ前記モジュールハウジング（１０）の外周の側に配置される、ステアリングホイールユニット。
2. ステータとして働く前記モジュールハウジング（１０）は、ワイヤ巻線（２０）を備え、永久磁石（２１）が、ロータとして働く前記ステアリングホイール（１２）内に設けられている、請求項１に記載のステアリングホイールユニット。
3. 発生した信号の伝送のために機能ボタンが前記ステアリングホイール（１２）に設けられている場合、螺旋ばね（３５）が、回転自在な前記ステアリングホイール（１２）と、前記自動車に固定された制御ユニット（２６）との間に設けられている、請求項１又は２に記載のステアリングホイールユニット。
4. 機能ボタンが、前記ステアリングホイール（１２）に設けられている場合、前記ステアリングホイール（１２）に設けられたトランスミッタ−レシーバユニット（３０）及び制御ユニット（２６）に接続されると共に前記自動車に固定されたトランスミッタ−レシーバユニット（３１）を備えた無線装置が、設けられている、請求項１又は２に記載のステアリングホイールユニット。
5. 機能ボタンが、前記ステアリングホイール（１２）に設けられている場合、制御ユニット（２６）に対して発生した信号の伝送は、誘導によって行われる、請求項１又は２に記載のステアリングホイールユニット。
6. 前記モジュールハウジング（１０）を覆うエアバッグ用カバーキャップ（１８）が、前記固定されたモジュールハウジング（１０）に連結されている、請求項１〜５のうちいずれか一に記載のステアリングホイールユニット。
7. 前記モジュールハウジング（１０）を覆うエアバッグ用カバーキャップ（１８）が、前記ステアリングホイール（１２）に連結された状態で、前記固定されたモジュールハウジング（１０）に対して回転自在に設けられている、請求項１〜５のうちいずれか一に記載のステアリングホイールユニット。
8. 前記エアバッグモジュールのガス発生器（１７）は、前記モジュールハウジング（１０）の内部に設けられている、請求項１〜７のうちいずれか一に記載のステアリングホイールユニット。
9. 前記エアバッグモジュールのガス発生器（１７）が、前記モジュールハウジング（１０）の外部に設けられている、請求項１〜７のうちいずれか一に記載のステアリングホイールユニット。

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