JPH07315235A - Method of operating power steering system and power steeringsystem - Google Patents

Method of operating power steering system and power steeringsystem

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Publication number
JPH07315235A
JPH07315235A JP7118682A JP11868295A JPH07315235A JP H07315235 A JPH07315235 A JP H07315235A JP 7118682 A JP7118682 A JP 7118682A JP 11868295 A JP11868295 A JP 11868295A JP H07315235 A JPH07315235 A JP H07315235A
Authority
JP
Japan
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steering
transmission
ring gear
movement
servo
Prior art date
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Pending
Application number
JP7118682A
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Japanese (ja)
Inventor
Rolf Becker
ベッカー ロルフ
Matthias Hackl
ハックル マティアス
Wolfgang Kraemer
クレーマー ヴォルフガング
Rainer Muenz
ミュンツ ライナー
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH07315235A publication Critical patent/JPH07315235A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/008Changing the transfer ratio between the steering wheel and the steering gear by variable supply of energy, e.g. by using a superposition gear
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/001Mechanical components or aspects of steer-by-wire systems, not otherwise provided for in this maingroup
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/0481Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
    • B62D5/0484Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures for reaction to failures, e.g. limp home

Abstract

PURPOSE: To maintain a steering transmission rate at a proper value by switching the transmission device range of an actuator superimposing manual and automatic steering motions to the transmission direction for generating the initial steering required angle formed under the existence of a servo motion when the servo motion fails. CONSTITUTION: The input shaft 15 of a planetary gear dynamo-electric device 10 is engaged with the steering wheel of an automobile, a planetary gear 19 is revolved around a sun gear 18 on the input shaft 15, and an output shaft 16 is rotated by the revolution of the planetary gear 19 via a planetary carrier 16a. The ring gear of the planetary gear dynamo-electric device 10 is formed as a ring gear unit 11 constituted of a first ring gear 11a having inner tooth trains 20, 21 and a second ring gear portion having a spur gear 11b, and the spur gear 11b is driven by a servo motor via a tooth train. A slider 12 is provided between the input shaft 15 and the inner tooth trains 21, 22, and the mesh is controlled via a switching rod 27.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、パワーステアリングシ
ステムを運転する方法であって、伝動装置として形成さ
れたアクチュエータを介して、運転手の意志に対応した
第1の舵取り運動と、サーボ装置によって形成された第
2の舵取り運動とを重畳させてステアリング伝動装置に
供給し、しかもサーボ運動の故障時に伝動装置の切換を
行なう形式のものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for operating a power steering system, wherein a first steering motion corresponding to a driver's intention and a servo device are provided by an actuator formed as a transmission device. The present invention relates to a type in which the formed second steering movement is superposed and supplied to the steering transmission, and the transmission is switched when the servo movement fails.

【0002】さらに本発明は、モータ作動式のパワース
テアリングシステムであって、伝動装置として形成され
たアクチュエータを介して、運転手の意志に対応した第
1の舵取り運動と、サーボ装置によって形成された第2
の舵取り運動とが、重畳されてステアリング伝動装置に
供給されるようになっており、しかもサーボ運動の故障
時にサーボ運動の重畳入力側を遮断するための切換手段
が設けられている形式のものに関する。
Further, the present invention is a motor-operated power steering system, which is formed by a first steering motion corresponding to a driver's intention and a servo device via an actuator formed as a transmission device. Second
The steering movement of the servomotor is superposed and supplied to the steering transmission, and a switching means is provided for shutting off the superposition input side of the servo movement when the servo movement fails. .

【0003】[0003]

【従来の技術】このような形式のパワーステアリングシ
ステムでは、運転手からのステアリングホイール運動
と、サーボ装置によって形成された補助回転運動とを重
畳させるために、伝動装置が設けられている。この伝動
装置は、たとえば遊星歯車伝動装置として形成されてい
て、標準運転のためにはたしかにステアリングホイール
所要角度と、加えられるべきステアリングホイールモー
メントとを低減させるが、しかし補助運動の故障時では
衝撃的にステアリング伝達比の変化を生ぜしめてしま
う。
2. Description of the Related Art In such a type of power steering system, a transmission is provided to superimpose a steering wheel movement from a driver and an auxiliary rotary movement formed by a servo device. This transmission is designed, for example, as a planetary gear transmission and certainly reduces the steering wheel required angle and the steering wheel moment to be applied for normal operation, but is shockable in the event of an auxiliary movement failure. This causes a change in the steering transmission ratio.

【0004】公知のモータ作動式のパワーステアリング
システム(ドイツ連邦共和国特許出願公開第40313
16号明細書)では、アクチュエータを用いて、自動車
の運転者によって加えられたステアリングホイール出力
が、サーボ出力源、一般には電動モータの補助出力によ
って重畳され、この場合、運転者によって加えられるべ
きステアリングホイールモーメントの低減が行なわれ
る。それと同時に、これによって増大したステアリング
ホイール所要角度を補助運動の適当な重畳によって通常
の程度にまで減少させることができる。このときに、運
転者の舵取り意志は、運転者によって操作されたステア
リングホイールの運動を間接的または直接的に表わすス
テアリング角度信号またはステアリング角速度信号によ
って検出されて、制御装置に供給される。この制御装置
は対応する電動モータを制御する。この電動モータは伝
動装置として形成されたアクチュエータの一方の入力側
に回転運動を供給する。アクチュエータの他方の入力側
は運転者によって操作されるステアリングホイールに結
合されており、アクチュエータの出力側はステアリング
伝動装置に作用する。2つの回転運動の重畳を行なうこ
のようなアクチュエータは、一般に機械的な差動システ
ムとして形成されていて、たいていは遊星歯車伝動装置
の形で多数の実施例が実現されている。
Known motor-operated power steering systems (German Patent Application Publication No. 40313)
No. 16), the steering wheel output applied by the driver of the motor vehicle is superposed by means of an actuator by means of an auxiliary output of a servo output source, generally an electric motor, in which case the steering wheel to be applied by the driver. Wheel moment is reduced. At the same time, this allows the increased steering wheel required angle to be reduced to a normal degree by appropriate superposition of the auxiliary movements. At this time, the driver's intention to steer is detected by a steering angle signal or a steering angular velocity signal that indirectly or directly represents the movement of the steering wheel operated by the driver, and is supplied to the control device. This controller controls the corresponding electric motor. This electric motor supplies a rotary movement to one input side of an actuator designed as a transmission. The other input side of the actuator is connected to a steering wheel operated by the driver, and the output side of the actuator acts on the steering transmission. Such actuators, which provide a superposition of two rotary movements, are generally designed as mechanical differential systems, and many embodiments are realized, often in the form of planetary gear transmissions.

【0005】このような遊星歯車伝動装置、また入力出
力の加算重畳を可能に得する、多数の別の機械的装置
も、サーボ補助出力の故障時では既に安全性の理由だけ
でも次のように反応する。すなわちこの場合、運転者は
高められたステアリングホイール出力を加えなければな
らないが、しかしこのことはステアリングホイールモー
メントの増大により行なわれるのではなく、故障発生時
に、たとえばサーボ補助出力を出力する電動モータの停
止時に、たとえば同じステアリングロック角度を可能に
するためにステアリングホイール角度もしくはステアリ
ングホイール角速度が運転者自身によって高められなけ
ればならない。
Such a planetary gear transmission, as well as a number of other mechanical devices which enable the additive superposition of the inputs and outputs, react in the event of a servo-auxiliary output failure only for safety reasons as follows: To do. Thus, in this case, the driver has to apply an increased steering wheel power, but this is not done by an increase in the steering wheel moment, but in the event of a fault, for example of an electric motor which outputs a servo assist output. When stopped, the steering wheel angle or steering wheel angular velocity must be increased by the driver himself, for example, to allow the same steering lock angle.

【0006】しかし、機械的なアクチュエータのこのよ
うな特性は問題があり、また与えられた生理学的条件に
反する場合も稀ではない。この生理学条件とは、自動車
の走行時に時間と共に形成され、次いで常時反復される
経過として運転者の挙動に明確に作用し、この場合、運
転者が自動車で規定のカーブ半径を走行しなければなら
ない場合に、運転者はいわば自動的に規定のステアリン
グホイール角度を運転者自身の固有の大脳「計算システ
ム」において規定するか、もしくはルーチンワーク的に
選択する。
However, such characteristics of mechanical actuators are problematic, and it is not uncommon to violate given physiological conditions. This physiologic condition is clearly influenced by the behavior of the driver, which is formed over time when the vehicle is driven and then constantly repeated, in which case the driver must drive the vehicle in a defined curve radius. In this case, the driver automatically defines the specified steering wheel angle in the driver's own cerebral "calculation system", or selects routinely.

【0007】サーボ出力の故障が生じた場合、運転者は
たとえばステアリングホイール運動に突然発生したある
特定の抵抗においては、より大きな力を直ちに提供し
て、運転者にとって習慣となっている、規定のカーブ半
径のための回転角度線図を維持することができるが、し
かし運転者は、突発的により大きなステアリングロック
角度を調節することに対しては準備できていない。
In the event of a servo output failure, the driver will immediately provide more force, for example, at a certain resistance that suddenly occurs in the steering wheel movement, which makes it customary for the driver. The turning angle diagram for the curve radius can be maintained, but the driver is not prepared to adjust a suddenly larger steering lock angle.

【0008】このような場合、自動車の運転者の反応は
極めて緩慢となり、この場合、運転者にとって十分既知
であり、ひいては運転者の挙動にも記憶されている特定
のカーブに対して、ほぼ同じ所要モーメントにおいて突
然、著しく大きなステアリングロック角度を加えること
が運転者に要求されると、極めて危険な状況が生ぜしめ
られるおそれがある。
In such a case, the reaction of the driver of the motor vehicle becomes very slow, in this case almost the same for a particular curve which is sufficiently known to the driver and thus also stored in the driver's behavior. If the driver is suddenly required to apply a significantly large steering lock angle at the required moment, a very dangerous situation can result.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式の方法を改良して、サーボ出力の故障によ
り増大したステアリングホイール所要角度が生ぜしめら
れるようなパワーステアリングシステムにおいて、これ
まで故障のないサーボシステムで設定された、いわば運
転者の血となり肉となったステアリング伝達比が、サー
ボ出力の故障時でも確実に維持されるような方法を提供
することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the invention is to improve a method of the type mentioned at the outset in a power steering system in which an increased steering wheel required angle is produced by a fault in the servo output. (EN) It is possible to provide a method in which a steering transmission ratio set by a servo system free from failure, which is so-called blood and flesh of a driver, is reliably maintained even when a servo output fails.

【0010】さらに本発明の課題は、このような方法を
実施するための有利なパワーステアリングシステムを提
供することである。
A further object of the invention is to provide an advantageous power steering system for carrying out such a method.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の方法では、サーボ運動の故障時に前記両舵取
り運動を重畳させるアクチュエータの伝動装置範囲を、
ほぼサーボ運動存在時に形成される最初のステアリング
所要角度を生ぜしめる、より直接的な直接的な伝達の方
向へ切り換え、この場合、高められたステアリングホイ
ールモーメントを甘受するようにした。
In order to solve this problem, in the method of the present invention, the transmission range of the actuator for superimposing the both steering movements at the time of the servo movement failure is
Switching to a more direct and direct transmission direction, which gives rise to the initial steering required angle that is formed approximately in the presence of servo movements, is tolerated by the increased steering wheel moment.

【0012】さらに上記課題を解決するために本発明の
パワーステアリングシステムの構成では、サーボ運動の
故障時に前記アクチュエータに設けられた重畳入力側を
遮断する切換手段が、同時に前記アクチュエータの伝動
装置構成要素にも影響を与えて、ステアリングホイール
に結合された伝動装置入力軸と、ステアリング伝動装置
に結合された出力軸との間のアクチュエータ伝達比が、
サーボ運動存在時に形成される最初のステアリング所要
角度を少なくともほぼ維持する方向で低減されるように
した。
Further, in order to solve the above-mentioned problems, in the structure of the power steering system of the present invention, the switching means for shutting off the superimposed input side provided in the actuator at the same time when the servo motion fails, the transmission device component of the actuator at the same time. Also, the actuator transmission ratio between the transmission input shaft coupled to the steering wheel and the output shaft coupled to the steering transmission is
It is designed to be reduced in a direction that at least substantially maintains the initial required steering angle formed in the presence of servo movement.

【0013】[0013]

【発明の効果】本発明によれば、次のような利点が得ら
れる。すなわち、運転者によって導入された舵取り運動
と、サーボ装置によって出力された補助舵取り運動とを
加算重畳する、伝動装置として形成されたアクチュエー
タにおける伝達比の切換によって、舵取り角度伝達比は
全体的に補助運動の故障時でもほぼ不変のままとなるの
で、サーボ出力の故障時における大きなステアリング所
要角度を有する走行状況をも確実に支配することも可能
となる。
According to the present invention, the following advantages can be obtained. That is, the steering angle transmission ratio is wholly assisted by the switching of the transmission ratio in the actuator formed as a transmission, which adds and superimposes the steering movement introduced by the driver and the auxiliary steering movement output by the servo device. Since it remains almost unchanged even when a motion failure occurs, it is possible to reliably control a running situation having a large required steering angle when a servo output fails.

【0014】通常、加算による回転運動重畳のためのこ
のような伝動装置として形成されたアクチュエータは遊
星歯車伝動装置を有している。この場合、本発明は補助
運動故障の瞬間に遊星歯車伝動装置の伝達を直接伝達に
切り換えるので、場合によってはステアリングホイール
所要角度が極めて少ししか変化しない場合にステアリン
グホイールモーメントだけが自動的に遊星歯車伝動装置
の伝達に対応して増大する。このことは、ハイドロリッ
ク式のパワーステアリングまたは別の力助成式のパワー
ステアリングの故障と比較可能であって、許容し得るも
のとみなされる特性である。
Actuators designed as such a transmission for superimposing rotational movements by addition usually have a planetary gear transmission. In this case, since the present invention switches the transmission of the planetary gear transmission to the direct transmission at the moment of the auxiliary movement failure, in some cases, only the steering wheel moment is automatically changed when the steering wheel required angle changes very little. Increases in response to transmission of the transmission. This is a characteristic that is considered comparable and acceptable to the failure of hydraulic or other force assisted power steering.

【0015】本発明の別の利点は次の点に認められる。
すなわち、補助運動を生ぜしめる電動モータの機能が整
然としていない場合に、重畳入力側を遮断することがで
きるので、舵取可能な車輪における望ましくない舵取り
角度は生じない。
Another advantage of the present invention is recognized as follows.
In other words, if the function of the electric motor that produces the auxiliary movement is not well-ordered, the superimposing input side can be cut off, so that no undesired steering angle occurs in the steerable wheels.

【0016】さらに、重畳入力側がセルフロック式の伝
動装置段を(たとえば遊星歯車伝動装置に対応するウォ
ーム伝動装置を介して)必ずしも有しなくて済むことも
有利である。なぜならば、本発明により保証された非常
走行位置への切換によってステアリングホイールから操
舵可能な車輪への直接的な機械的作用を常時、実現する
ことができるからである。補助運動をウォーム伝動装置
を介して、駆動運動を重畳する遊星歯車伝動装置の範囲
に導入することは、ドイツ連邦共和国特許出願公開第4
031316号明細書に記載の構成では、電動モータの
故障時にこの電動モータが遊星歯車伝動装置を介して逆
回転させられないようにするために必要となる。このこ
とはサーボ出力の故障時における車両の舵取可能性の損
失を招いてしまう。
It is also advantageous that the superimposed input side does not necessarily have to have a self-locking transmission stage (for example via a worm transmission corresponding to a planetary gear transmission). The reason for this is that the direct mechanical action from the steering wheel to the steerable wheels can always be realized by switching to the emergency travel position guaranteed by the present invention. Introducing an auxiliary movement via a worm gear into the area of a planetary gear transmission that superimposes a driving movement is described in DE-A 4
The arrangement described in the specification 031316 is necessary in order to prevent the electric motor from rotating in the reverse direction via the planetary gear transmission when the electric motor fails. This leads to a loss of steerability of the vehicle when the servo output fails.

【0017】さらに本発明は別の利点として、通常では
50%よりも小さい効率しか有しない、このようなセル
フロック式の伝動装置段(ウォーム伝動装置)の代わり
に、95%の範囲の効率を有する、より廉価な平歯車段
を使用することを可能にするので、補助運動を形成する
ために著しく出力の弱い、ひいては構造の点でもより小
さくて軽量な、つまりより廉価な電動モータを使用する
ことも可能となる。
Yet another advantage of the present invention is that, instead of such a self-locking transmission stage (worm transmission), which normally has an efficiency of less than 50%, an efficiency in the range of 95% is used. The use of a less expensive spur gear, which has a significantly lower power output and thus a smaller and lighter in construction, i.e. a cheaper electric motor, to enable the use of less expensive spur gear stages. It is also possible.

【0018】本発明はさらに次のような利点を持ってい
る。すなわち、ステアリングホイールにおいて高いトル
クが乱用的に導入されると、伝動装置出力側には、遊星
歯車伝動装置の伝達比に基づき極めて高いトルクが作用
する。この高いトルクにより、標準の特性のために十分
に過剰寸法設定されたステアリング伝動装置の設計が必
要となる。このような状況においても本発明によれば非
常走行位置への切換が可能となることに基づき、ステア
リング伝動装置で作用するトルクを著しく減少させるこ
とができるので、ステアリング伝動装置構成部分の汎用
の寸法設定を維持することができる。
The present invention further has the following advantages. That is, when a high torque is abusively introduced into the steering wheel, an extremely high torque acts on the output side of the transmission based on the transmission ratio of the planetary gear transmission. This high torque requires the design of a steering transmission that is sufficiently oversized for standard performance. Even in such a situation, according to the present invention, since it is possible to switch to the emergency traveling position, the torque acting on the steering transmission can be remarkably reduced. The setting can be maintained.

【0019】さらに、比較的大きな付加的な構成手間を
かけることなく、本発明により改良された伝動装置の別
の切換により、いわゆる「ステア・バイ・ワイヤ」舵取
りまたは自動的なトラッキングを実現することが可能と
なる。
Furthermore, the so-called "steer-by-wire" steering or automatic tracking is realized by another switching of the transmission improved according to the invention without a comparatively large additional construction effort. Is possible.

【0020】また、本発明の別の有利な構成では、特に
コンパクトな構造の切換可能なステアリング伝達が可能
となり、この場合、切換機構自体が遊星歯車伝動装置に
組み込まれている。すなわち、切換機構はサンギヤに設
けられた孔と、さらに対応して改良されたプラネタリキ
ャリヤに設けられた隣接の孔とに組み込まれている。
A further advantageous design of the invention also makes possible a particularly compact switchable steering transmission, in which case the switching mechanism itself is integrated in the planetary gear transmission. That is, the switching mechanism is incorporated into the hole provided in the sun gear and the adjacent hole provided in the correspondingly improved planetary carrier.

【0021】[0021]

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく
説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0022】本発明の種々の実施例を説明する前に、も
う一度強調したいことは、本発明はドイツ連邦共和国特
許出願公開第4031316号明細書によるモータ作動
式のパワーステアリングシステムの改良を目標としてい
る。したがって、この公知のパワーステアリングシステ
ムの説明内容は全体にわたって本発明を説明する上でも
採用される。ただし、上記ドイツ連邦共和国特許出願公
開明細書に記載の種々の装置およびシステムを詳細にわ
たって繰り返し説明することは省略する。上記ドイツ連
邦共和国特許出願公開第4031316号明細書に記載
の構成では、舵取り運動の加算的な重畳のために遊星歯
車伝動装置が使用される。この場合、この遊星歯車伝動
装置のサンギヤに結合されている中心の入力軸は、車両
の使用者によって、使用者自身により形成された舵取り
角度でステアリングホイールの回転によって負荷され、
それに対してリングギヤ(このリングギヤでプラネタリ
ギヤが公転する)はサーボ補助角度を形成する電動モー
タによって、ウォーム伝動装置を介して駆動され、出力
軸はプラネタリキャリヤに相対回動不能に結合されてい
る。
Before describing the various embodiments of the invention, it should be emphasized once again that the invention aims at an improvement of the motor-operated power steering system according to DE 40 31 316 A1. . Therefore, the description of this known power steering system is also adopted in describing the present invention throughout. However, detailed description of various devices and systems described in the above-mentioned German Patent Application Publication will be omitted. In the arrangement described in DE 40 31 316 A1, a planetary gear transmission is used for the additive superposition of the steering movements. In this case, the central input shaft, which is connected to the sun gear of this planetary gear transmission, is loaded by the user of the vehicle by the rotation of the steering wheel at a steering angle formed by the user himself,
On the other hand, the ring gear (the planetary gear revolves around this ring gear) is driven by the electric motor forming the servo assist angle via the worm transmission, and the output shaft is coupled to the planetary carrier in a non-rotatable manner.

【0023】このように形成されたアクチュエータで
は、電動モータの故障時にリングギヤのロック、ひいて
は舵取り伝達比の増大が自動的に生ぜしめられる。
In the actuator thus formed, the ring gear is locked and the steering transmission ratio is automatically increased when the electric motor fails.

【0024】したがって、以下に説明する実施例では、
補助モータ故障時に遊星歯車伝動装置の伝達比(たとえ
ばi=2.5)を、直接的な伝達比(たとえばi=1.
0)に切り換えるという基本思想を基礎にしている。こ
れにより、たしかにステアリングホイールモーメントは
遊星歯車伝動装置の伝達比に相応して増大させられる
が、しかし最初のステアリングホイール所要角度はほぼ
維持される。
Therefore, in the embodiment described below,
When the auxiliary motor fails, the transmission ratio of the planetary gear transmission (for example, i = 2.5) is changed to the direct transmission ratio (for example, i = 1.
It is based on the basic idea of switching to 0). As a result, the steering wheel moment is increased correspondingly to the transmission ratio of the planetary gear transmission, but the initial steering wheel required angle is substantially maintained.

【0025】図1に示した実施例による、改良された遊
星歯車伝動装置10では、入力軸15が、対応するパワ
ーステアリングシステムを備えた自動車のステアリング
ホイールに結合されている。この入力軸15はサンギヤ
18に移行している。このサンギヤ18を中心にしてプ
ラネタリギヤ19が公転する。このプラネタリギヤ19
はプラネタリキャリヤ16aに支承されている。このプ
ラネタリキャリヤ16aは出力軸16に結合されてい
る。この出力軸16は固有のステアリング伝動装置(図
示しない)に結合されている。
In the improved planetary gear transmission 10 according to the embodiment shown in FIG. 1, the input shaft 15 is connected to the steering wheel of a motor vehicle with a corresponding power steering system. The input shaft 15 is transferred to the sun gear 18. The planetary gear 19 revolves around the sun gear 18. This planetary gear 19
Is supported by the planetary carrier 16a. The planetary carrier 16 a is connected to the output shaft 16. The output shaft 16 is connected to its own steering transmission (not shown).

【0026】遊星歯車伝動装置10のリングギヤは2つ
の部分から成るリングギヤユニット11として構成され
ている。このリングギヤユニット11は第1のリングギ
ヤ部分として固有のリングギヤ11aを有しており、こ
のリングギヤ11aの直径は段付けされた形状を有して
いる。このリングギヤ11aはそれぞれ内歯列20,2
1を備えている。リングギヤユニット11はさらに第2
のリングギヤ部分として、内歯列22と、外歯列23と
を備えた平歯車11bを有している。リングギヤユニッ
ト11の平歯車11bは外径に配置された歯列を介して
サーボ電動モータ(図示しない)によって適宜に駆動さ
れ、したがって重畳入力側を成している。このサーボ電
動モータは、ドイツ連邦共和国特許出願公開第4031
316号明細書の図1に図示された制御回路によって規
定されているように制御することができる。
The ring gear of the planetary gear transmission 10 is constructed as a ring gear unit 11 having two parts. The ring gear unit 11 has a unique ring gear 11a as the first ring gear portion, and the diameter of the ring gear 11a has a stepped shape. The ring gear 11a has internal tooth rows 20, 2 respectively.
1 is provided. The ring gear unit 11 has a second
The spur gear 11b having the internal gear train 22 and the external gear train 23 is provided as the ring gear portion of the. The spur gear 11b of the ring gear unit 11 is appropriately driven by a servo electric motor (not shown) via a tooth row arranged on the outer diameter, and thus constitutes a superposition input side. This servo electric motor is disclosed in German Patent Application Publication No. 4031.
It can be controlled as defined by the control circuit illustrated in FIG.

【0027】さらに、サンギヤ18の入力軸15と、リ
ングギヤユニットの内歯列21;22との間には、スラ
イダ12が設けられている。このスライダ12は有利に
はリングシリンダとして形成されていて、部分的に内歯
列と外歯列とを有している。両歯列はスライダ12の軸
方向位置に応じて、リングギヤユニット11および入力
軸15に設けられた同じく部分的な内歯列と外歯列とに
噛み合うことができる。
Further, the slider 12 is provided between the input shaft 15 of the sun gear 18 and the internal tooth rows 21 and 22 of the ring gear unit. The slider 12 is preferably embodied as a ring cylinder and partially has an internal tooth row and an external tooth row. Both tooth rows can mesh with the same partial inner tooth row and outer tooth row provided on the ring gear unit 11 and the input shaft 15 depending on the axial position of the slider 12.

【0028】スライダ12は外歯列24を有している。
この外歯列24はリングギヤ11aと平歯車11bとに
設けられた両内歯列21,22に跨がることができる。
このことは図1に示したスライダ軸方向位置に相当して
いる。この場合、スライダ12の部分的な内歯列25は
入力軸15に設けられた第1の部分的な外歯列26との
噛み合いを解除されている。同様のことは、スライダ1
2に軸方向でずらされて設けられた別の部分的な内歯列
25′に関しても言える(下で詳しく説明する)。この
内歯列25′は図1に示したスライダ軸方向位置におい
て、入力軸15に設けられた別の部分的な内歯列26′
とは噛み合っていない。この個所では付加的なカップリ
ングリング14に関しても詳しくは説明しない。このカ
ップリングリング14は内歯列を備えたケーシング範囲
17(部分的にしか図示しない)と共に、差し当たり本
発明を理解し易くする目的でのみ図示されており、あと
で詳しく説明する「ステア・バイ・ワイヤ」スライダ位
置のためにしか重要とならない。この「ステア・バイ・
ワイヤ」スライダ位置に関しては、図3につき詳しく説
明する。
The slider 12 has an external tooth row 24.
The outer tooth row 24 can straddle both inner tooth rows 21 and 22 provided on the ring gear 11a and the spur gear 11b.
This corresponds to the slider axial position shown in FIG. In this case, the partial internal tooth row 25 of the slider 12 is disengaged from the first partial external tooth row 26 provided on the input shaft 15. The same applies to slider 1
The same applies to another partial internal tooth row 25 ', which is axially offset in 2 (described in detail below). This internal tooth row 25 'is another partial internal tooth row 26' provided on the input shaft 15 at the slider axial position shown in FIG.
Is not in mesh with. The additional coupling ring 14 is not described in detail here either. This coupling ring 14 is shown with a casing area 17 (only partly shown) with an internal toothing for the purpose of facilitating the understanding of the invention for the moment only, and will be explained in more detail later on in the section "Steering. Only important for "by-wire" slider position. This "Steer by
The "wire" slider position will be described in detail with reference to FIG.

【0029】図1を見てみると、スライダ12は、この
スライダ12に設けられた環状溝12a内に自由に回転
可能に係合した球形の端部分27aを有する任意の切換
ロッド27を介して軸方向に移動させることができるこ
とが判かる。このことは、それぞれ3つの図面全てに図
示した遊星歯車伝動装置10の別の基本機能を生ぜしめ
る。
Referring to FIG. 1, the slider 12 is via an optional switching rod 27 having a spherical end portion 27a rotatably engaged in an annular groove 12a provided in the slider 12. It turns out that it can be moved in the axial direction. This gives rise to another basic function of the planetary gear transmission 10 which is illustrated in all three drawings.

【0030】こうして図1に示したように、スライダ1
2の外歯列24はリングギヤユニット11の両構成部分
を互いに結合しているので、リングギヤユニット11の
平歯車11bの外歯列23を介して回転運動を導入する
ことにより、電動モータの補助運動も、使用者によって
加えられたステアリングホイール角度も受け止められ
て、重畳の目的で出力軸16に伝達される。したがっ
て、図1に示した状態では遊星歯車伝動装置10がステ
アリング助成位置に、つまりパワーステアリングの標準
の運転位置に位置している。この標準の運転位置では、
リングギヤ11aと平歯車11bとが形状接続的に互い
に結合されており、この場合、スライダ12はリングギ
ヤユニット11と一緒に回転する。
Thus, as shown in FIG. 1, the slider 1
Since the outer tooth row 24 of No. 2 connects both constituent parts of the ring gear unit 11 to each other, the rotary movement is introduced through the outer tooth row 23 of the spur gear 11b of the ring gear unit 11 to assist the movement of the electric motor. Also, the steering wheel angle applied by the user is also received and transmitted to the output shaft 16 for the purpose of superposition. Therefore, in the state shown in FIG. 1, the planetary gear transmission 10 is in the steering assist position, that is, in the standard operating position of the power steering. In this standard operating position,
The ring gear 11a and the spur gear 11b are connected to each other in a form-fitting manner, in which case the slider 12 rotates together with the ring gear unit 11.

【0031】図2(図1、図2および図3において、同
一の構成部分は同じ符号を備えている)に示した非常走
行位置は、電動モータの故障時もしくは誤機能時に切換
えが行なわれなければならない場合に生ぜしめられる。
電動モータの故障もしくは誤機能は任意の形式のセンサ
によって検出することができる。これにより、スライダ
12は図1および図2の図平面において左側に向かう軸
方向運動時に外歯列24で平歯車11bの内歯列22と
の噛合いを解除されるので、この平歯車11bは伝動機
能に対して影響を与えなくなる。この場合、スライダ1
2の前記軸方向位置において、スライダ12の部分的な
内歯列25は入力軸15の外歯列26に整合して噛み合
うので、リングギヤユニット11の1:1の連行が生ぜ
しめられる。これによって、ステアリングホイールと伝
動装置の出力軸16との間の伝達比i=1.0が生ぜし
められる。すなわち、重畳入力側は連結解除されてい
る。
The emergency traveling position shown in FIG. 2 (in FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 3, the same components are provided with the same reference numerals) must be switched when the electric motor fails or malfunctions. It is created when it must be.
Failure or malfunction of the electric motor can be detected by any type of sensor. As a result, the slider 12 is disengaged from the internal gear train 22 of the spur gear 11b by the external gear train 24 during the axial movement toward the left side in the planes of FIGS. It does not affect the transmission function. In this case, slider 1
2, the partial internal tooth row 25 of the slider 12 aligns with and meshes with the external tooth row 26 of the input shaft 15, so that 1: 1 entrainment of the ring gear unit 11 occurs. This results in a transmission ratio i = 1.0 between the steering wheel and the output shaft 16 of the transmission. That is, the superposition input side is disconnected.

【0032】さらに、図1および図2に示した実施例
は、コスト的に見ても有利な僅かな改良を行うだけで、
付加機能、つまり既に上で述べた「ステア・バイ・ワイ
ヤ」機能を実現するためにも適している。この「ステア
・バイ・ワイヤ」機能のためには、図3に示したような
軸方向のスライダ位置が生ぜしめられる。
Furthermore, the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 requires only a slight improvement in terms of cost,
It is also suitable for implementing an additional function, the "steer-by-wire" function already mentioned above. This "steer-by-wire" function results in the axial slider position as shown in FIG.

【0033】この切換位置では、さらに前で説明したカ
ップリングリング14が使用される。このカップリング
リング14はその内歯列25′で、完全に右側に引き出
されたスライダ位置において入力軸15の部分的な外歯
列26′に噛み合い、その外歯列14aで入力軸15を
位置固定のケーシング17の内歯列17aに位置固定す
る。入力軸15はこの場合、ロックされたサンギヤ18
において定置に保持されており、スライダ12と、サー
ボモータによって駆動される、リングギヤ11aを備え
た平歯車11bとの形状接続的な結合に基づき、専ら重
畳入力側を介して導入された舵取り運動しか伝達するこ
とができなくなる。したがってこの切換位置において
は、電動モータによってしか舵取りが行なわれない。た
だし当然ながら、このような「ステア・バイ・ワイヤ」
機能が必要とされない場合には、カップリングリング1
4と、ケーシング17の内歯列17aとを不要にするこ
とができる。
In this switching position, the coupling ring 14 described further above is used. The coupling ring 14 engages with its internal tooth row 25 ', a partial external tooth row 26' of the input shaft 15 in the slider position which is completely extended to the right side, and positions the input shaft 15 with its external tooth row 14a. The inner casing 17a of the stationary casing 17 is fixed in position. The input shaft 15 is in this case a locked sun gear 18
In accordance with the form-locking connection between the slider 12 and the spur gear 11b with the ring gear 11a, which is held stationary in the, and is driven by the servomotor, only the steering movement introduced exclusively via the superposition input side. It becomes impossible to communicate. Therefore, in this switching position, steering is performed only by the electric motor. But, of course, this kind of "steer-by-wire"
Coupling ring 1 if no function is required
4 and the internal tooth row 17a of the casing 17 can be omitted.

【0034】また、図1および図2につき機能原理を説
明した切換機構を択一的に、たとえば図4および図5に
符号10′で示したような引張楔体伝動装置の形式で構
成することも可能である。この場合、「ステア・バイ・
ワイヤ」機能は組み込まれていない。
Alternatively, the switching mechanism whose functional principle has been described with reference to FIGS. 1 and 2 may alternatively be constructed, for example, in the form of a tension wedge transmission device as shown at 10 'in FIGS. Is also possible. In this case, "Stair-by-
The "wire" function is not incorporated.

【0035】図4および図5に示したように、改良され
たスライダ12′の構成に基づき、図4に示したステア
リング助成位置において、連行エレメント、有利にはロ
ックボール28が平歯車11b′とリングギヤ11a′
との間の形状接続的な連行位置に押圧されるようにな
る。ロックボール28は平歯車11b′の軸方向の延長
部30に嵌め込まれており、しかもスライダ12′の半
径方向外側に被せられた外縁部32によって、図4の図
平面で見て右側に引き戻されたスライダ12′の位置に
おいて、リングギヤ11a′に設けられた軸方向に延び
る連行溝31に押圧される。
Due to the improved construction of the slider 12 ', as shown in FIGS. 4 and 5, in the steering assisted position shown in FIG. 4, the entraining element, preferably the lock ball 28, engages the spur gear 11b'. Ring gear 11a '
It becomes to be pushed to the entrainment position of the shape connection between and. The lock ball 28 is fitted into the axial extension 30 of the spur gear 11b ', and is pulled back to the right side in the plan view of FIG. 4 by the outer edge 32 of the slider 12' which is covered on the outer side in the radial direction. At the position of the slider 12 ′, the slider 12 ′ is pressed by the entrainment groove 31 provided in the ring gear 11 a ′ and extending in the axial direction.

【0036】それに対して図5に示したように、非常走
行位置を取るためにスライダ12′が左側の当接位置に
移動させられると、図4から明らかなように入力軸1
5′に設けられた半径方向外側に向かって上昇する、ロ
ックボール転動路を形成する軸方向溝33から別のロッ
クボール28′が外方に向かって押し出されて、入力軸
15′によりリングギヤ11a′を直接的に形状接続的
に連行する目的でリングギヤ11a′の内側の軸方向の
連行溝34に進入する。したがって、図5に示した非常
走行位置では、平歯車11b′による重畳入力が遮断さ
れており、この場合にも入力軸15′とリングギヤ11
a′との間の形状接続的な結合が生ぜしめられ、この形
状接続的な結合は出力軸16の直接的な連行を生ぜしめ
る。
On the other hand, as shown in FIG. 5, when the slider 12 'is moved to the abutting position on the left side to take the emergency traveling position, the input shaft 1 becomes clear as shown in FIG.
Another lock ball 28 'is pushed outward from the axial groove 33 forming a lock ball rolling path, which is provided on the ring gear 5'and rises outward in the radial direction. 11a 'is inserted into the axial entrainment groove 34 inside the ring gear 11a' for the purpose of directly carrying the shape-connecting shape. Therefore, in the emergency traveling position shown in FIG. 5, the superimposing input by the spur gear 11b 'is blocked, and in this case as well, the input shaft 15' and the ring gear 11 'are blocked.
A form-locking connection with a'is produced, which form-connecting the output shaft 16 directly.

【0037】さらに、図6および図7に示した本発明の
別の実施例では、切換機構を遊星歯車伝動装置の内部に
組み込むことが可能となる。これにより、特にコンパク
トな構造が得られ、同じく伝動装置位置としてステアリ
ングホイール助成位置と非常走行位置とが可能となる。
Further, in another embodiment of the present invention shown in FIGS. 6 and 7, the switching mechanism can be incorporated inside the planetary gear transmission. This results in a particularly compact structure, which also enables the steering wheel assistance position and the emergency travel position as transmission positions.

【0038】この実施例では、ステアリングホイールが
入力軸15′′に結合されており、ステアリングギヤ
(図示しない)は出力軸16を介してプラネタリキャリ
ヤ16a′に結合されている。図6および図7に示した
遊星歯車伝動装置10′′のリングギヤ11′′は、そ
の外径の段付けされた任意の範囲に、外側に位置する平
歯車歯列35を有している。既に前で説明した実施例の
場合と同様に、この平歯車歯列35を介して、補助電動
モータ(図示しない)はそのサーボ助成を導入すること
ができる。すなわち、この場合にもリングギヤの外側の
平歯車歯列が重畳入力側を形成している。
In this embodiment, the steering wheel is connected to the input shaft 15 ″, and the steering gear (not shown) is connected to the planetary carrier 16a ′ via the output shaft 16. The ring gear 11 ″ of the planetary gear transmission 10 ″ shown in FIGS. 6 and 7 has a spur gear tooth row 35 located outside in an arbitrary stepped range of its outer diameter. Through this spur gear toothing 35, an auxiliary electric motor (not shown) can introduce its servo assistance, as in the previously described embodiment. That is, also in this case, the spur gear tooth row on the outer side of the ring gear forms the superimposed input side.

【0039】入力軸15′′は孔36を有しており、こ
の孔36は孔36′として段付けされてプラネタリキャ
リヤ16a′に続いている。両孔36,36′には、切
換スライダ37が支承されており、この切換スライダ3
7は外方に向かって案内された切換ロッド37aを介し
て軸方向で、ストッパによって規定された両切換位置に
摺動させることができる。
The input shaft 15 '' has a hole 36, which is stepped as a hole 36 'and leads to the planetary carrier 16a'. A switching slider 37 is supported in both holes 36, 36 ', and the switching slider 3 is
7 can be slid axially via a switching rod 37a guided outwards to both switching positions defined by a stopper.

【0040】この場合に、ステアリングホイールに結合
された入力軸15′′とサンギヤ18′は互いに相対的
に回転可能に構成されており、この場合にも、やはり切
換ボールが設けられている。この切換ボールは切換スラ
イダ37の位置に応じて、この切換スライダ37によっ
て移動させられて、入力軸15′′をサンギヤ18′に
形状接続的に結合させるか、またはプラネタリキャリヤ
16′に形状接続的に結合させる。
In this case, the input shaft 15 ″ connected to the steering wheel and the sun gear 18 ′ are constructed so as to be rotatable relative to each other, and in this case also, a switching ball is provided. Depending on the position of the changeover slider 37, this changeover ball is moved by this changeover slider 37 so that the input shaft 15 ″ is connected to the sun gear 18 ′ in a form-fitting manner or to the planetary carrier 16 ′. Bind to.

【0041】このためには、入力軸の管状の範囲が、全
周にわたって分配された半径方向の複数の孔38を有し
ており、これらの孔38は第1の切換ボール39を収容
する。
For this purpose, the tubular region of the input shaft has a plurality of radial holes 38 distributed over its entire circumference, which holes 38 accommodate a first switching ball 39.

【0042】入力軸15′′はさらにその管状の部分
で、プラネタリキャリヤ16a′に配置された孔に突入
しているので、この入力軸管片には半径方向の別の孔3
8′が設けられており、この孔38′は対応する切換ボ
ール39′を収容している。この場合に、サンギヤ1
8′に設けられた、入力軸15′を収容する孔に、第1
の切換ボール39を収容するための軸方向の半円形の第
1の溝40が加工成形されており、それと同時に入力軸
管片を収容する、プラネタリキャリヤ16a′に設けら
れた隣接した孔には、軸方向の半円形の第2の溝40′
が加工成形されている。両切換ボールは切換スライダ3
7の位置に応じて、半径方向の隆起部41によって前記
溝に半径方向外側に向かって押圧されて、入力軸1
5′′とサンギヤ18′との形状接続的な結合を形成す
るか、または直接に入力軸15′′とプラネタリキャリ
ヤ16a′との形状接続的な結合を形成する。これによ
り、両切換位置、つまり「ステアリング助成」位置と
「非常走行」位置とが得られる。
Since the input shaft 15 '' is a tubular portion thereof and projects into a hole arranged in the planetary carrier 16a ', another radial hole 3 is formed in this input shaft tube piece.
8'is provided, which hole 38 'accommodates a corresponding switching ball 39'. In this case, sun gear 1
In the hole for accommodating the input shaft 15 'provided in 8', the first
An axial semi-circular first groove 40 for accommodating the switching ball 39 of FIG. 1 is machined and at the same time an adjacent hole provided in the planetary carrier 16a 'for accommodating the input shaft tube piece is formed. , Axial semicircular second groove 40 '
Is processed and molded. Both switching balls are switching slider 3
7, the radial ridge 41 presses the groove outward in the radial direction, so that the input shaft 1
A form-locking connection between the 5 ″ and the sun gear 18 ′ is formed or a form-locking connection between the input shaft 15 ″ and the planetary carrier 16a ′ is directly formed. This results in both switching positions, a "steering aid" position and an "emergency travel" position.

【0043】したがって、この場合にも入力軸15′′
とサンギヤ18′との間か、または入力軸15′′とプ
ラネタリキャリヤ16a′との間で選択的な形状接続的
結合が得られるので、ステアリング補助運動の故障時で
は使用者にとって舵取り動作はたしかに比較的難動性と
なるが、しかし使用者の意志に反して全く変化したとは
思われない。
Therefore, also in this case, the input shaft 15 ''
A selective form-fitting connection is obtained between the sun gear 18 'and the sun gear 18' or between the input shaft 15 '' and the planetary carrier 16a ', so that in the event of a failure of the steering assistance movement the steering movement is certainly for the user. It is relatively immobile, but it does not appear to have changed at all, contrary to the will of the user.

【0044】対応する切換ロッドを介した切換操作は適
当な信号により問題なく作動させることができる。この
信号は補助運動を提供する電動モータの故障を検知し
て、たとえば電磁的に変換されて切換運動を実施する。
The switching operation via the corresponding switching rod can be operated without problems by means of suitable signals. This signal detects a failure of the electric motor providing the auxiliary movement and is, for example, electromagnetically converted to carry out the switching movement.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】遊星歯車伝動装置の基本原理を示す部分横断面
図である。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing the basic principle of a planetary gear transmission.

【図2】図1に示した遊星歯車伝動装置を非常走行位置
で示す横断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the planetary gear transmission shown in FIG. 1 in an emergency traveling position.

【図3】図1に示した遊星歯車伝動装置を、「ステア・
バイ・ワイヤ」運転を可能にする第3の位置で示す横断
面図である。
FIG. 3 shows the planetary gear transmission shown in FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view shown in a third position to enable “by wire” operation.

【図4】引張楔体伝動装置の形式でステアリング助成位
置への切換が実現される、遊星歯車伝動装置の変化実施
例を示す横断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a modified embodiment of the planetary gear transmission in which the switching to the steering assisted position is realized in the form of a tension wedge transmission.

【図5】引張楔体伝動装置の形式で非常走行位置への切
換が実現される、遊星歯車伝動装置の変化実施例を示す
横断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a modified embodiment of the planetary gear transmission in which switching to an emergency travel position is realized in the form of a tension wedge transmission.

【図6】引張楔体原理による切換可能なステアリング伝
達のための伝動装置の別の実施例を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing another embodiment of a transmission device for switchable steering transmission according to the tension wedge principle.

【図7】図6のVII−VII線に沿った横断面図であ
る。
7 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,10′′ 遊星歯車伝動装置、 10′ 引張楔
体伝動装置、 11,11′′ リングギヤユニット、
11a,11a′ リングギヤ、 11b,11b′
平歯車、 12,12′ スライダ、 12a 環状
溝、 14 カップリングリング、 14a 外歯列、
15,15′,15′′ 入力軸、16,16a′
出力軸、 17 ケーシング範囲、 17a ケーシン
グ歯列、 18,18′ サンギヤ、 19 プラネタ
リギヤ、 20,21,22内歯列、 23,24 外
歯列、 25,25′,26,26′ 内歯列、 27
切換ロッド、 27a 端部分、 28,28′ ロ
ックボール、 29半径方向切欠き、 30 延長部、
31 連行溝、 32 外縁部、 33軸方向溝、
34 連行溝、 35 平歯車歯列、 36 孔、 3
6′ 孔、37 切換スライダ、 37a 切換ロッ
ド、 38,38′ 孔、 39,39′ 切換ボー
ル、 40,40′ 溝、 41 隆起部
10, 10 ″ planetary gear transmission, 10 ′ tension wedge body transmission, 11, 11 ″ ring gear unit,
11a, 11a 'ring gear, 11b, 11b'
Spur gear, 12, 12 'slider, 12a annular groove, 14 coupling ring, 14a external tooth row,
15, 15 ', 15 "input shaft, 16, 16a'
Output shaft, 17 casing range, 17a casing tooth row, 18, 18 'sun gear, 19 planetary gear, 20, 21, 22 inner tooth row, 23, 24 outer tooth row, 25, 25', 26, 26 'inner tooth row, 27
Switching rod, 27a end portion, 28, 28 'lock ball, 29 radial notch, 30 extension,
31 entrainment groove, 32 outer edge portion, 33 axial groove,
34 entrainment groove, 35 spur gear tooth row, 36 hole, 3
6'hole, 37 switching slider, 37a switching rod, 38,38 'hole, 39,39' switching ball, 40,40 'groove, 41 raised portion

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マティアス ハックル ドイツ連邦共和国 ファイヒンゲン ロー ゼンヴェーク 15 (72)発明者 ヴォルフガング クレーマー ドイツ連邦共和国 シュツットガルト ビ ルケンヴァルトシュトラーセ 133 (72)発明者 ライナー ミュンツ ドイツ連邦共和国 ディツィンゲン ゲル リンガー ヴェーク 4アー ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Matthias Huckle Feijingen Rosenberg, Germany 15 (72) Inventor Wolfgang Kramer Germany Stuttgart Wilkenwaldstraße 133 (72) Inventor Reiner Muenz Germany Dezingen Gel Ringer Wake 4

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 パワーステアリングシステムを運転する
方法であって、伝動装置として形成されたアクチュエー
タを介して、運転手の意志に対応した第1の舵取り運動
と、サーボ装置によって形成された第2の舵取り運動と
を重畳させてステアリング伝動装置に供給し、しかもサ
ーボ運動の故障時に伝動装置の切換を行なう形式のもの
において、サーボ運動の故障時に前記両舵取り運動を重
畳させるアクチュエータの伝動装置範囲を、ほぼサーボ
運動存在時に形成される最初のステアリング所要角度を
生ぜしめる、より直接的な直接的な伝達の方向へ切り換
え、この場合、高められたステアリングホイールモーメ
ントを甘受することを特徴とする、パワーステアリング
システムを運転する方法。
1. A method of operating a power steering system, comprising: a first steering movement corresponding to a driver's will, via a actuator formed as a transmission, and a second steering movement formed by a servo device. Supplying to the steering transmission by superimposing the steering movement, and in the type of switching the transmission when the servo movement fails, the transmission range of the actuator that superposes both steering movements when the servo movement fails, Power steering, characterized in that it switches to a more direct direct transmission direction that gives rise to the first steering required angle that is formed almost in the presence of servo movements, in which case it accepts increased steering wheel moments How to drive the system.
【請求項2】 伝動装置として形成されたアクチュエー
タに遊星歯車伝動装置を装備し、該遊星歯車伝動装置の
リングギヤを介して重畳入力を行ない、サーボ運動の故
障時に該リングギヤに設けられた、サーボ運動によって
使用される重畳入力側を連結解除し、該リングギヤとサ
ンギヤとを直接に入力軸に結合させるか、または前記リ
ングギヤを完全に連結解除して入力軸を、出力軸に結合
されたプラネタリキャリヤに直接に形状接続的に接続さ
せる、請求項1記載の方法。
2. An actuator formed as a transmission is equipped with a planetary gear transmission, and superimposed input is performed via a ring gear of the planetary gear transmission, and a servo movement provided in the ring gear when the servo movement fails. The coupling input side used by is disconnected and the ring gear and the sun gear are directly coupled to the input shaft, or the ring gear is completely decoupled so that the input shaft becomes a planetary carrier coupled to the output shaft. The method according to claim 1, wherein the connection is made by direct form connection.
【請求項3】 前記両舵取り運動を重畳するアクチュエ
ータの伝動装置範囲での付加的な切換により、「ステア
・バイ・ワイヤ」運転を行ない、該「ステア・バイ・ワ
イヤ」運転時に、運転者の意志に対応した第1の舵取り
運動と、ステアリング伝動装置に供給される第2の舵取
り運動との間の作用結合を解離し、第1の舵取り運動を
伝動装置として形成されたアクチュエータに供給する入
力軸のロックにより第1の舵取り運動を遮断し、しかも
サーボ運動をステアリング伝動装置と作用結合させ、ひ
いてはステアリング運転をサーボ運動を介してのみ行な
う、請求項1記載の方法。
3. A "steer-by-wire" operation is performed by additional switching in the transmission range of an actuator that superimposes the two steering movements, and when the "steer-by-wire" operation is performed, Input for disengaging the working connection between the first steering movement corresponding to the will and the second steering movement supplied to the steering transmission and supplying the first steering movement to an actuator formed as a transmission. 2. The method as claimed in claim 1, wherein the locking of the shaft interrupts the first steering movement and the servo movement is operatively coupled with the steering transmission, and thus the steering operation is carried out only via the servo movement.
【請求項4】 モータ作動式のパワーステアリングシス
テムであって、伝動装置として形成されたアクチュエー
タ(10,10′,10′′)を介して、運転手の意志
に対応した第1の舵取り運動と、サーボ装置によって形
成された第2の舵取り運動とが、重畳されてステアリン
グ伝動装置に供給されるようになっており、しかもサー
ボ運動の故障時にサーボ運動の重畳入力側を遮断するた
めの切換手段(12,12′,37)が設けられている
形式のものにおいて、サーボ運動の故障時に前記アクチ
ュエータ(10,10′,10′′)に設けられた重畳
入力側を遮断する切換手段が、同時に前記アクチュエー
タの伝動装置構成要素にも影響を与えて、ステアリング
ホイールに結合された伝動装置入力軸(15,15′,
15′′)と、ステアリング伝動装置に結合された出力
軸(16)との間のアクチュエータ伝達比が、サーボ運
動存在時に形成される最初のステアリング所要角度を少
なくともほぼ維持する方向で低減されるようになってい
ることを特徴とする、モータ作動式のパワーステアリン
グシステム。
4. A motor-operated power steering system, wherein a first steering movement corresponding to a driver's intention is provided via an actuator (10, 10 ', 10'') formed as a transmission device. And a second steering motion formed by the servo device, which is superimposed and supplied to the steering transmission device, and moreover, switching means for shutting off the superimposed input side of the servo motion when the servo motion fails. In the type in which (12, 12 ', 37) is provided, the switching means for shutting off the superimposed input side provided at the actuator (10, 10', 10 '') at the same time when the servo movement fails Also affecting the transmission components of the actuator, the transmission input shaft (15, 15 ', coupled to the steering wheel,
15 '') and the actuator transmission ratio between the output shaft (16) coupled to the steering transmission are reduced in a direction that at least substantially maintains the initial steering required angle formed in the presence of servo movement. The motor-operated power steering system is characterized by:
【請求項5】 ステアリングホイール運動と補助運動と
の重畳を生ぜしめるアクチュエータが遊星歯車伝動装置
(10,10′,10′′)として形成されていて、サ
ーボモータに結合された重畳入力が、遊星歯車伝動装置
(10,10′,10′′)のリングギヤ(11,1
1′,11′′)の範囲で行なわれるようになってお
り、サーボ運動の故障時に切換手段が、重畳入力側を有
するリングギヤ範囲を遮断して、入力軸(15,1
5′,15′′)を形状接続的にリングギヤに連結させ
るか、または出力軸(16)に結合されたプラネタリキ
ャリヤ(16a′)に直接に連結させるようになってい
る、請求項4記載のモータ作動式のパワーステアリング
システム。
5. An actuator for producing a superposition of a steering wheel movement and an auxiliary movement is formed as a planetary gear transmission (10, 10 ', 10''), the superposition input coupled to a servomotor being a planetary gear. Ring gears (11, 1) of gear transmissions (10, 10 ', 10'')
1 ', 11''), the switching means shuts off the ring gear range having the superimposed input side when the servo movement fails, and the input shaft (15, 1'').
5 ', 15'') is adapted to be connected in a form-locking manner to a ring gear or directly to a planetary carrier (16a') connected to an output shaft (16). Motor operated power steering system.
【請求項6】 遊星歯車伝動装置(10)のリングギヤ
が2つの部分から成るリングギヤユニット(11)とし
て形成されており、両部分が、内歯列でプラネタリギヤ
(19)と噛み合う第1のリングギヤ部分(11a)
と、外歯列(23)を介して重畳入力を受け止める第2
のリングギヤ部分(11b)とから成っており、両リン
グギヤ部分(11a,11b)が、リングギヤユニット
(11)と入力軸(15)との間に配置されたスライダ
(12)を用いて、該スライダ(12)の軸方向の位置
に応じて互いに互いに部分的に噛み合う外歯列および内
歯列(21,22,24,25,26)を介して機械的
に互いに結合可能であり、前記スライダ(12)が第1
の位置では前記両リングギヤ部分(11a,11b)を
互いに結合させていて、重畳入力がリングギヤユニット
(11)に作用しており、それに対して第2のスライダ
位置では、平歯車(11b)として形成された第2のリ
ングギヤ部分が、自由に回転可能に遮断されており、入
力軸(15)が、プラネタリギヤ(19)と噛み合う残り
の第1のリングギヤ部分(11a)と形状接続的に直接
に結合されており、しかも遊星歯車伝動装置(10)
の、ステアリングホイールに結合された入力軸(15)
の回転運動の直接的な接続時にサンギヤ(18)と入力
軸(15)との間の標準の結合が維持された状態で、ス
テアリングホイールにサーボ運動作用時の運転と比べて
ほぼ同じステアリング所要角度が生ぜしめられるように
遊星歯車伝動装置(10)全体の伝達比が形成されてい
る、請求項4または5記載のモータ作動式のパワーステ
アリングシステム。
6. A ring gear unit of a planetary gear transmission (10) is formed as a ring gear unit (11) consisting of two parts, both parts of which mesh with a planetary gear (19) in an internal gear train. (11a)
And a second for receiving the superimposed input via the external tooth row (23)
And a ring gear portion (11b) of the ring gear unit (11a, 11b), wherein both ring gear portions (11a, 11b) are provided by using a slider (12) arranged between the ring gear unit (11) and the input shaft (15). The slider (12) can be mechanically coupled to each other via an external tooth row and an internal tooth row (21, 22, 24, 25, 26) which partially mesh with each other in accordance with the axial position of the slider (12). 12) is the first
In the position (2), the ring gear parts (11a, 11b) are connected to each other, and the superimposed input acts on the ring gear unit (11), while in the second slider position, the spur gear (11b) is formed. The second ring gear portion thus cut off is rotatably blocked, and the input shaft (15) is directly and formally connected to the remaining first ring gear portion (11a) meshing with the planetary gear (19). And planetary gear transmission (10)
Input shaft (15) connected to the steering wheel
With a standard connection between the sun gear (18) and the input shaft (15) maintained during the direct connection of the rotational movement of the steering wheel, the steering required angle is almost the same as in the case where the steering wheel is actuated by the servo movement. Motor-operated power steering system according to claim 4 or 5, characterized in that the transmission ratio of the entire planetary gear transmission (10) is formed such that
【請求項7】 前記スライダ(12)が、「ステア・バ
イ・ワイヤ」運転を可能にする付加的な切換位置に軸方
向で摺動可能であり、該切換位置で前記スライダ(1
2)が、ケーシング歯列(17a)に対して入力軸(1
5)の回転運動、ひいてはステアリングホイールの回転
運動をロックするカップリングリング(14)を移動さ
せて、前記切換位置で、重畳入力側を介してのみ舵取り
運転を可能にし、ひいては専らサーボ運転の影響を受け
てのみ舵取り運転を可能にする目的で、前記両リングギ
ヤ部分(11a,11b)の形状接続的な連行結合が確
保されている、請求項6記載のモータ作動式のパワース
テアリングシステム。
7. The slider (12) is axially slidable into an additional switching position that enables "steer-by-wire" operation, in which switching position the slider (1)
2) is connected to the casing tooth row (17a) by the input shaft (1
5) By moving the coupling (14) that locks the rotational movement of the steering wheel and the rotational movement of the steering wheel, the steering operation can be performed only through the superposition input side at the switching position, and the effect of the servo operation is exclusively exerted. 7. The motor-operated power steering system according to claim 6, wherein the form-locking connection of the two ring gear parts (11a, 11b) is ensured for the purpose of enabling the steering operation only when receiving the steering force.
【請求項8】 入力軸(15′)と、両リングギヤ部分
(11a′,11b′)との間に配置されたスライダ
(12′)が、貫通孔もしくは長手方向連行溝(31)
内へのカップリングボール(28)の、半径方向におけ
る選択的な押込みによって、択一的にステアリング助成
位置における両リングギヤ部分(11a′,11b′)
の間の形状接続的な回転結合もしくは重畳入力側に結合
された第2のリングギヤ部分(11b′)の遮断と、入
力軸(15′)と、プラネタリギヤに噛み合う遮断され
た第1のリングギヤ部分(11a′)との間での、ロッ
クボール(28′)を介した形状接続的な結合を生ぜし
めるようになっている、請求項4または5記載のモータ
作動式のパワーステアリングシステム。
8. A slider (12 ') arranged between the input shaft (15') and both ring gear parts (11a ', 11b') has a through hole or a longitudinal entrainment groove (31).
By selectively pushing the coupling ball (28) inward in the radial direction, both ring gear parts (11a ', 11b') are alternatively in the steering assisted position.
Of the second ring gear portion (11b ') connected to the shape-connecting rotary coupling or the superimposing input side, the input shaft (15'), and the blocked first ring gear portion meshing with the planetary gear ( Motor-operated power steering system according to claim 4 or 5, characterized in that it forms a form-locking connection with the locking ball (28 ') with respect to 11a').
【請求項9】 選択的に入力軸(15′′)とサンギヤ
(18′)との間もしくは入力軸(15′′)と、出力
軸(16)に結合されたプラネタリキャリヤ(16
a′)との間での、切換ボール(39,39′)を介し
た連結結合を生ぜしめる切換スライダ(37)が、入力
軸に設けられた孔(36)に、ひいては遊星歯車伝動装
置(10′′)の内部に組み込まれており、前記切換ボ
ール(39,39′)の各半径方向位置によって生ぜし
められる連結過程が、前記切換スライダ(37)の対応
する軸方向の摺動位置によって規定されており、前記切
換スライダ(37)が、前記切換ボールを半径方向で拡
径された隆起部(41)によって各連行位置に移動させ
るようになっている、請求項4または5記載のモータ作
動式のパワーステアリングシステム。
9. A planetary carrier (16) selectively connected between the input shaft (15 ″) and the sun gear (18 ′) or between the input shaft (15 ″) and the output shaft (16).
A switching slider (37), which causes a coupling connection with a ') via a switching ball (39, 39'), is provided in a hole (36) provided in the input shaft, and thus a planetary gear transmission (37). 10 ″) incorporated into the interior of the switching ball (39, 39 ′) by the respective radial positions of the switching ball (39, 39 ′) depending on the corresponding axial sliding position of the switching slider (37). Motor as defined in claim 4 or 5, characterized in that the switching slider (37) is adapted to move the switching ball to each entrainment position by means of a radially enlarged ridge (41). Actuated power steering system.
JP7118682A 1994-05-19 1995-05-17 Method of operating power steering system and power steeringsystem Pending JPH07315235A (en)

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