JPH0616142A - 瞬間的かじ取比制御のためのかじ取システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 瞬間的なかじ取比制御のためのかじ取システ
ムを提供し、すべての運転条件下で例えば安全な、故障
のない車輌制御をなすように適切にかじ取比を変化させ
ることにある。 【構成】 かじ取ホイール（３）と、入力ピニオン
（５）をもつかじ取ボックス（４）と、車輌の速度と横
加速度と片揺れ速度の関数として全かじ取比（Ttot）を
変化させるためにかじ取ホイール（３）とかじ取ボック
ス（４）の間に配置した装置（７）を備え、装置（７）
は制御システム（１０）によって制御される電気モータ
（９）と、遊星齒車列（８）を含み、遊星齒車列はかじ
取ホイール（３）と角度的に一体結合された第１部材
（１８）と、かじ取ボックス（４）のピニオン（５）と
角度的に一体結合された第２部材（２０）と、電気モー
タ（９）と角度的に一体結合された第３部材（２２）を
もつ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は瞬間的なかじ取比制御の
ためのかじ取システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】かじ取ホイールと、かじ取ボックスと、
所定の“かじ取比”を得るためにかじ取ボックスと協働
するリンク機構を含む車輌の車輪かじ取システムは既知
である前記かじ取比はかじ取ホイールと、夫々の実質上
垂直軸線の回りの各ホイールの最大回転角度、即ちホイ
ールの最大かじ取角度を得るのに要するかじ取ホイール
のターン数との間の比を意味する。

【０００３】かじ取比は不可変であり、一定の値、通常
は３である。これは２つの矛盾する要件間の妥協の産物
を表す：

【０００４】第１に、例えば車輌を操縦するときに支障
のないかじ取をするために出来るだけ１に近い車輌かじ
取比（直接制御）を中間速度と低速度において必要とす
ること。

【０００５】第２に、車輌の安全制御を保証するため
に、ギヤ−ダウン、即ち高いかじ取比を高速度において
必要とすること。即ち車輌のかじ取応答を低下させるこ
と、従って使用者がかじ取ホイールを急激に動かした場
合の危険な横滑りを防止すること。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、瞬間
的なかじ取比制御のためのかじ取システムを提供し、す
べての運転条件下で例えば安全な、故障のない車輌制御
をなすようにかつ特に上記両要件に完全に満たすように
かじ取比を変化させることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明によ
り、かじ取ホイールと、かじ取ホイールと角度的に一体
結合されたピニオンをもつかじ取ボックスと、かじ取ホ
イールと車輌の１対の車輪間に予定のかじ取比を設定す
るためにかじ取ボックスと協働するリンク機構とを備え
た瞬間的かじ取比制御のためのかじ取システムにおい
て、前記かじ取比を連続的に変えるために、かじ取ホイ
ールとかじ取ボックス間に配置した角度連結手段を備え
たことを特徴とするかじ取システムによって達成され
る。以下、本発明を図示の実施例につき説明する。

【０００８】

【実施例】図１の数字１は瞬間的かじ取比制御のための
かじ取システムを示し、このシステムはかじ取ホイール
３、かじ取ホイール３と角度的に一体結合されたピニオ
ン５をもつかじ取ボックス４、全体を６で示すリンク機
構を備える。

【０００９】システム１はかじ取ホイール３とかじ取ボ
ックス４の間に配置した装置７を備え、この装置は遊星
齒車列８と、前記齒車列８の部材を制御するための電気
モータ９を備える。装置７はシステム１の全かじ取比
（Ttot）を連続変化させることができる。

【００１０】以下、用語“全かじ取比”は車輌（図示せ
ず）の車輪２の最大かじ取角度を得るのに必要なかじ取
ホイール３のターン数を意味するものとする。この特別
の場合に、全かじ取比は第１の一定値T と、遊星齒車列
８によって定義される第２の変数値を含み、前記一定値
は通常、かじ取ボックス４とリンク機構６によって定義
される如く３に等しい。

【００１１】換言すれば、下記の方程式が成立する： （１） Ttot＝T(nv/nu) ここで、nvとnuは夫々かじ取ホイール３のターン数と、
かじ取ボックス４のピニオン５のターン数を表し、T は
上述の如く、一定のかじ取比を表す。

【００１２】図１を参照すれば、装置７は電気モータ９
を制御するためのユニット９′を備え、このモータは電
気モータ９に少なくとも速度センサー１１によって供給
される信号に応答して制御信号を供給するための制御シ
ステム１０を含む。前記センサーも装置７の一部を構成
し、これは車輌の速度を検出するために備え、制御シス
テム１０に信号Ｖを供給する。

【００１３】装置７はまた、制御システム１０に連結さ
れた幾つかの他のセンサーを含み、詳細には、かじ取ホ
イール３とかじ取ボックス４のピニオン５の回転角度を
夫々検出し、夫々の信号β１、β２を供給するための１
対のセンサー１２、１３と、車輌の横加速度ay を検出
するためのセンサー１４と、車輌の片揺れ速度Vim を検
出するためのセンサー１５と、電気モータ９の速度Vme
を検出するためのセンサー１６を含む。

【００１４】システム１０は電子配電盤１７を経て電気
モータ９の速度を制御する。前記配電盤はシステム１０
によって可能化信号S1と、モータ９の基準速度とセンサ
ー１６によって検出されるモータ９の実速度に夫々比例
する２つの信号S2、S3を供給される。配電盤１７は制御
システム１０にエラー信号Seを供給し、制御信号S4を電
気モータ９に供給する。

【００１５】図１、特に図２に示すように、遊星齒車列
８は第１シャフト１９によってかじ取ホイール３に角度
的に一体結合されたリング齒車１８と、第２シャフト２
１によってかじ取ボックス４のピニオン５と角度的に一
体結合された遊星齒車支持台２０を含む。

【００１６】遊星齒車列８はまた、幾つかの遊星齒車２
３（図２には唯１つを示す）と噛み合いかつ不可逆の齒
車機構２５によって電気モータ９の出力シャフト２４と
角度的に一体結合された太陽齒車２２を含む。詳細に
は、前記機構２５は好適には齒車比Tm＝２５で、運動を
電気モータ９から太陽齒車２２に伝達するがその逆には
伝達しないように備え、かつ電気モータ９の出力シャフ
ト２４に取付けられたウオームねじ２７を含むウオーム
ねじ−螺旋齒車システムと、太陽齒車２２と一体であり
かつ第２シャフト２１と同軸である齒車２８によって構
成される。

【００１７】図２を参照すれば、遊星齒車列８と電気モ
ータ９は外部ケーシング２９内に収容され、第１と第２
のシャフト１９と２１及び電気モータ９の出力シャフト
２４は夫々軸受３０、３１、３２によって外部ケーシン
グ２９に連結される。

【００１８】実際の使用では、センサー１１、１４、１
５は夫々車輌の速度、横加速度及び片揺れ速度を検出
し、制御システム１０に伝達する。

【００１９】この時点で、車輌の速度が所定の最大限界
値に及びそれより上に留まる限り、制御システム１０は
配電盤１７を可能化することができず、従って電気モー
タ９は附勢されない。太陽齒車２２は、機構２５によっ
て不可逆状に電気モータ９に角度的に結合されているた
めに、モータ９によって不動状に保たれる。システム１
はそれ故、好適にはTtot＝4.2 程度の全かじ取比に一致
する最大のダウン−ギヤリングを提供する。

【００２０】使用者がかじ取ホイール３を回転させると
リンク齒車１８が回転し、従って遊星齒車２３が固定し
た太陽齒車２２の回りを回転し、最期に遊星齒車支持台
２０が回転し、これがかじ取ボックス４のピニオン５を
作動させる。

【００２１】車輌速度が低下するにつれて、センサー１
１、１４、１５は夫々信号V 、ay及びVim を制御システ
ム１０に供給する。このシステムは適切なプロセスを処
理して配電盤１７を可能化し、この配電盤は太陽齒車２
２を回転させるように電気モータ９を附勢させる。車輌
速度の関数としての太陽齒車２２の可変速度は比nv／nu
を連続的に変化させ、従って全かじ取比Ttotを連続変化
させる。

【００２２】詳細には、太陽齒車列８の設計は、すべて
の低速度車輌について、例えば車輌を操縦する時に全か
じ取比Ttotがほぼ１の値をとるようになす。

【００２３】限定条件を１つのものから他のものに切り
換えるとき、電気モータ９の速度は車輌速度に応じて異
なり、全かじ取比の、従って関係するトルクが連続変化
するにも拘わらず、かじ取ホイール３に要求されるトル
クの対応する変化は使用者にって識別されない。事実、
Ttotの減少と共に、例えばかじ取ホイールに要求される
増大したトルクは以下の方程式から明らかなように、電
気モータ９によってシステム１に及ぼされるトルクによ
ってバランスさせられる。

【００２４】既知の如く、遊星齒車列には、ウイルス
（Willis）方程式が適用される。それは当該特別の場
合、次ぎのように表される： （２） ro＝−（ns−nu) ／ (nv−nu） ここで、ns、nv及びnuは夫々太陽齒車２２；かじ取ホイ
ール３又はリング齒車１８；ピニオン５又は遊星齒車支
持台２０のターン数を表す。当該特別の場合、以下の方
程式も適合する： （３） Mv＋Ms＝Mu （４） Mv nv + Ms ns = Mu nu ここで、Mv、Ms、Muは夫々かじ取ホイール３又はリング
齒車１８；太陽齒車２２；及びピニオン５又は遊星齒車
支持台２０に加わるトルクを表す。上記方程式の適当な
組合せは以下を与える： （５） Mv＝ro Mu ／(1 + ro ） （６） Ms＝Mu／(1 + ro ) （７） nv＝−nme ／Tm ro + nu(1 + ro)／ro ここで、nme は電気モータ９の回転数を表す。以下の方
程式が適合することも記憶しておく： Ms＝Tm Mme ここで、 Mmeは電気モータ９のシャフト２４に加わるト
ルクを表す。これは下記の方程式を与える： Mv + Tm Mme ＝ Mu

【００２５】従って、電気モータ９は即ち齒車列８の入
力時のかじ取ホイール３のターン数と即ち齒車列８の出
力時のピニオン５のターン数の間の比を変えるために備
える。更に、方程式（８）によって示されるように、電
気モータ９はまた、追加のトルク（Tm Mme）を与える。
これは使用者によってかじ取ホイール３に加えられるト
ルクに追加される。従ってその使用者は: 前述の如く低
い車輌速度でかつほぼ１の全かじ取比でかじ取ホイール
に加わる追加の作用力を認識しない。

【００２６】更に、電気モータ９による上記トルクの貢
献は即ち設定された全かじ取比にも拘わらず、方程式
（５）と（６）に示す如く、好適にはro＝2.5 とする齒
車列に専ら依存するトルク比によって、あらゆる作用条
件の下でなされる。

【００２７】従って上記の如きかじ取システム１は、第
１に、太陽齒車２２と電気モータ９の不可逆の連結によ
って高い信頼性を与える。これは運動を前記モータ９か
ら太陽齒車２２に伝達するが、しかしその逆には伝達し
ないようになす。

【００２８】第２に、かじ取システム１の、詳細には、
制御システム１０と配電盤１７の特性は装置７に故障が
生じた場合、ダウン−ギヤシステム１（Ttot＝4.2)にな
るようなものとする。

【００２９】当業者には明らかな如く、かじ取システム
１には本発明の範囲内で種々の変更を加えることができ
る。

【００３０】詳細には、齒車列８とかじ取ホイール３と
の連結及びかじ取ボックス４のピニオン５との連結は変
更が可能であり、また、電気モータ９は他の部品、例え
ば齒車列８の２つの部材を連結する他の部品で置き換え
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のかじ取システムの好適実施例をブロッ
ク図と共に示す概略図である。

【図２】図１の細部を示す断面図である。

【符号の説明】

１ かじ取システム ３ かじ取ホイール ４ かじ取ボックス ５ ピニオン ６ リンク機構 ８ 遊星齒車列 ９ 電気モータ １０ 制御システム １１ 速度センサー １２、１３、１４、１５ センサー １７ 配電盤 １８ リング齒車 １９、２１ 出力シャフト ２２ 太陽齒車 ２３ 遊星齒車 ２４ 出力シャフト ２５ 齒車機構 ２７ ウオームねじ ２８ 齒車 ２９ 外部ケーシング ３０、３１、３２ 軸受

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ギオルギオ ルポ イタリア国 10040 リヴァルタ ヴィラ ジーオ オウロラ ヴィア ドモドソーラ 10 (72)発明者 マリオ パラツェティ イタリア国 10051 アヴィグリアーナ ヴィア ドン バルビアーノ 14／ア

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 かじ取ホイール（３）と、かじ取ホイー
   ル（３）と角度的に一体結合されたピニオン（５）をも
   つかじ取ボックス（４）と、かじ取ホイール（３）と車
   輌の１対の車輪（２）間に予定のかじ取比を設定するた
   めにかじ取ボックス（４）と協働するリンク機構（６）
   とを備えた瞬間的かじ取比制御のためのかじ取システム
   （１）において、前記かじ取比を連続的に変えるため
   に、かじ取ホイール（３）とかじ取ボックス（４）間に
   配置した角度連結手段（８）を備えたことを特徴とする
   かじ取システム。
2. 【請求項２】 前記角度連結手段はかじ取ホイール
   （３）と角度的に一体結合された第１部材（１８）と、
   前記かじ取ボックス（４）のピニオン（５）と角度的に
   一体結合された第２部材（２０）と、前記第１と第２の
   部材（１８と２０）に角度的に固定された第３の部材
   （２２）をもつ遊星齒車列（８）を含み、該システム
   （１）は更に、前記第３部材（２２）を制御するための
   第１手段（９）と、前記第１手段を少なくとも車輌速度
   の関数として駆動するための第２手段（９′）を含むこ
   とを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 【請求項３】 前記第１手段は前記第３部材（２２）と
   角度的に一体結合された出力シャフト（２４）をもつ電
   気モータ（９）を含むことを特徴とする請求項２に記載
   のシステム。
4. 【請求項４】 前記第２手段（９′）は車輌の速度を検
   出するためのセンサー（１１）と、前記かじ取ホイール
   （３）と前記ピニオン（５）の角度位置を夫々検出する
   ための１対のセンサー（１２）、（１３）と、前記電気
   モータ（９）の速度を検出するためのセンサー（１６）
   と、前記センサー（１１）、（１２）、（１３）、（１
   ６）によって出される信号に応答して前記電気モータ
   （９）のための制御信号を出すための制御システム（１
   ０）を含むことを特徴とする請求項３に記載のシステ
   ム。
5. 【請求項５】 前記第２手段（９′）はまた、車輌の横
   加速度を検出するためのセンサー（１４）と、車輌の片
   揺れ速度を検出するための他のセンサー（１５）を含む
   ことを特徴とする請求項４に記載のシステム。
6. 【請求項６】 前記遊星齒車列（８）は前記かじ取ホイ
   ール（３）と角度的に一体結合されたリング齒車（１
   ８）と、前記かじ取ボックス（４）のピニオン（５）と
   角度的に一体結合された遊星齒車支持台（２０）と、齒
   車機構（２５）によって前記電気モータ（９）と角度的
   に一体結合された太陽齒車（２２）を含むことを特徴と
   する請求項３から５の何れか１項に記載のシステム。
7. 【請求項７】 前記機構（２５）ウオームねじ−螺旋齒
   車対によって構成される不可逆の機構とすることを特徴
   とする請求項６に記載のシステム。