JPH08507481A

JPH08507481A - 動力化ステアリング装置

Info

Publication number: JPH08507481A
Application number: JP6519414A
Authority: JP
Inventors: シマール，ジュリアン; クチュール，ピエール
Original assignee: イードロ−ケベック
Priority date: 1993-03-01
Filing date: 1994-03-01
Publication date: 1996-08-13
Anticipated expiration: 2018-06-03
Also published as: CN1118590A; TR28435A; DE69409637D1; CA2156841C; TW253876B; US5323866A; KR960700926A; KR100303588B1; EP0686111A1; JP3411922B2; CN1065490C; NZ262077A; DE69409637T2; AU6152094A; BR9406446A; EP0686111B1; AU676275B2; ATE165057T1; WO1994020353A2; CA2156841A1

Abstract

(57)【要約】別々に駆動される操向可能なホイール（３０）を有する陸上車両において使用されるパワーステアリング装置が開示されている。モータ（４０）によりデファレンシャルトルクを発生させることによってサーボ制御が行われる。ステアリングホイール（１０）にトルクが付与される時、モータ（４０）によりデファレンシャルトルクを発生させ、各ホイール（３０）の牽引中心部（３４）と、地面とホイール（３０）のステアリング軸（３２）の仮想延長線との仮想交点との間に画定される仮想応力中心距離（３９）に起因するサーボ制御力を生成することにより、サーボ制御が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】動力化ステアリング装置本発明は独立駆動式の動力化操向車輪を有する陸上用車両において使用される動力化ステアリング装置に関する。車両の操向車輪の角度を変化させるために車両において使用されるステアリング装置は主に３種類ある。第１のステアリング装置は運転者の人力のみにより力が伝達される。概して、このステアリング装置は小型車両にのみ見られる。運転者が大型車両を操縦するために必要なトルクは大部分の人には大きすぎる場合が多く、特に車両が停止したり、低速走行中には人力を上回るトルクが必要である。通常、ステアリングホイールにおける作動力が２５０Ｎを上回ると、この種のステアリング装置は使用不能であり、補助装置を付加する必要が生じる。第２のステアリング装置は車両の動力源からのみ力が伝達される。このステアリング装置は自動車のような高速車両には適さないが、大型機械に多く見られる。第３のステアリング装置は運転者の人力及び動力源の双方により同時に力が伝達される。一般的に、動力化ステアリング装置は車両のエンジンにより駆動されるポンプ、オイルリザーバ、対応するホース及びパイプ、コントロールバルブ並びにアクチュエータを備える。アクチュエータは運転者が付与するトルクを増大させるために、ステアリング装置に作用する作動力に油圧を変換する。動力化ステアリング装置には多くの部品が必要であるという問題点があり、車両の重量及びコストが増大してしまう。また、動力化ステアリング装置装置はポンプを駆動させるためにエンジンから多量の動力も必要とし、車両の消費動力が大きな要素である場合には、これは受け入れがたい。例えば、電気車両の場合、好適なレンジを得るために動力効率をできる限り高くせねばならない。他のステアリング装置にはコンピュータを備えた電気車両を開示している米国特許第５，０５８，０１６号がある。この装置では、全ての駆動動作は各駆動輪の回転速度及び角度を相対的に制御することにより実行され、こうした目的で通例設けられる機械手段を省略している。ホイールの角度の変化は一対の対向駆動輪にデファレンシャル回転速度が課される時に生じる。しかし、この種の車両を制御することは非常に困難である。米国再発行特許第１１，７８０号、米国特許第２，５７１，１８０号、第３，１５４，１６４号、第３，７５６，３３５号、第４，１９６，７８５号、第４，７５３，３０８号、第４，９０５，７８３号及び第４，９２６，９６０号に、従来技術のステアリング装置の更なる例が開示されている。本発明の目的は、少なくとも２つの独立操向駆動輪を有し、運転者による操向車輪の操縦を補う作動力を生成するために、モータにおいてデファレンシャルトルクを発生させることにより作動作用が生じる陸上車両用の動力化ステアリング装置を提供することにある。更に詳細には、本発明の目的は、ステアリングホイールと、ステアリングボックスと、ステアリングホイールをステアリングボックスに機械的に連結するステアリングシャフトと、タイロッドをほぼ横向きに移動させるためのステアリングボックスにより動作可能なタイロッドと、車両に連結され、各々がピボットを中心に操向可能であり、ピボットの仮想延長線の地面との交点に対して横切る方向に偏位された牽引中心部を有する２つのホイールとを備え、各牽引中心部と、これに対応するピボットの地面との交点との間に仮想応力中心距離が画定され、ホイールを常時互いにほぼ並行に維持するタイロッドをホイールに機械的に連結するステアリングリンケージと、２つのホイールのうちの１つにそれぞれ連結された機械的に独立した２つのモータと、ステアリングホイールに付与されるトルク及びその方向を示す第１の信号を得るための第１の検出手段と、モータにより発生させられるデファレンシャルトルクを示す２つの出力信号を生成するための第１の信号に応答する制御手段とを備え、ステアリングホイールにトルクが付与される時、モータにおいてデファレンシャルトルクを発生させ、応力中心距離に起因する作動力を生成することにより作動作用が生じる陸上車両用の動力化ステアリング装置を提供することにある。ステアリングホイールと、タイロッドと、車両に連結され、各々がピボットを中心に操向可能であり、ピボットの仮想延長線の地面との交点に対して横切る方向に偏位された牽引中心部を有する２つのホイールとを備え、各牽引中心部と、これに対応するピボットの地面との交点との間に仮想応力中心距離が画定され、ホイールを常時互いにほぼ並行に維持するタイロッドをホイールに機械的に連結するステアリングリンケージと、２つのホイールのうちの１つにそれぞれ連結された機械的に独立した２つのモータと、ステアリングホイールの位置を示す第１の信号を得るための第１の検出手段と、タイロッドの位置を示す第２の信号を得るための第２の検出手段と、モータにより発生させられるデファレンシャルトルクを示す２つの出力信号を生成するための第１の信号及び第２の信号に応答する制御手段とを備え、モータにおいてデファレンシャルトルクを発生させ、応力中心距離に起因する作動力を生成することにより作動作用が生じる低速陸上車両用の動力化ステアリング装置を提供することも本発明の目的である。ステアリングホイールと、ステアリングボックスと、ステアリングホイールをステアリングボックスに機械的に連結するステアリングシャフトと、タイロッドをほぼ横向きに移動させるためのステアリングボックスにより動作可能なタイロッドと、車両に連結され、各々がピボットを中心に操向可能であり、ピボットの仮想延長線の地面との交点に対して横切る方向に偏位された牽引中心部を有する２つのホイールとを備え、各牽引中心部と、これに対応するピボットの地面との交点との間に仮想応力中心距離が画定され、ホイールを常時互いにほぼ並行に維持するタイロッドをホイールに機械的に連結するステアリングリンケージと、２つのホイールのうちの１つにそれぞれ連結された機械的に独立した２つのモータとを備え、ステアリングホイールに付与されるトルク及びその方向を示す第１の信号を得る工程と、第１の信号に応答するとともに、モータにより発生させられるデファレンシャルトルクを示す２つの出力信号を生成する工程とを有し、ステアリングホイールにトルクが付与される時、モータにおいてデファレンシャルトルクを発生させ、応力中心距離に起因する作動力を生成することにより作動作用が生じる陸上車両の動力化ステアリング装置において作動作用を生じさせるための方法を提供することが本発明の更なる目的である。ステアリングホイールと、タイロッドと、車両に連結され、各々がピボットを中心に操向可能であり、ピボットの仮想延長線の地面との交点に対して横切る方向に偏位された牽引中心部を有する２つのホイールとを備え、各牽引中心部と、これに対応するピボットの地面との交点との間に仮想応力中心距離が画定され、ホイールを常時互いにほぼ並行に維持するタイロッドをホイールに機械的に連結するステアリングリンケージと、２つのホイールのうちの１つにそれぞれ連結された機械的に独立した２つのモータとを備え、ステアリングホイールの位置を示す第１の信号を得る工程と、タイロッドの位置を示す第２の信号を得る工程と、第１の信号及び第２の信号に応答するとともに、モータにより発生させられるデファレンシャルトルクを示す２つの出力信号を生成する工程とを有し、モータにおいてデファレンシャルトルクを発生させ、応力中心距離に起因する作動力を発生させることによって作動作用が生じる低速陸上車両用の動力化ステアリング装置において作動作用を生じさせるための方法を提供することが本発明の更なる目的である。本発明は操向可能なホイールが独立して駆動される陸上車両であればほぼ如何なる種類のものにも適している。後述の添付図面について示す好ましい実施の形態の以下の非限定的説明により、本発明を更に理解されよう。図１は本発明に基づく動力化ステアリング装置の第１の実施形態を示す斜視図である。図２は本発明に基づく動力化ステアリング装置の第２の実施形態を示す斜視図である。図３は本発明に基づく動力化ステアリング装置の第３の実施形態を示す斜視図である。図４は図２及び図３に概略的に示すモータホイール及び対応ステアリングナックルの断面図である。図５は図３に概略的に示すロック手段の断面図である。図６は本発明の一実施形態の動作を示すブロック図である。図７は図６に示すアンプリファイヤの車両速度を関数とする比例係数のグラフである。図８は本発明に基づく方法の主たる工程を示すフローチャートである。図１に示す本発明に基づく動力化ステアリング装置は、ステアリングシャフト１４（ステアリングコラムとも称する）によりステアリングボックス１６に機械的に連結されたステアリングホイール１０を備えている。ステアリングホイール１０、ステアリングシャフト１４及びステアリングボックス１６は従来型である。図１に示すステアリングボックス１６はラックアンドピニオン式であるが、ウォームアンドローラ式ステアリングボックス又はボール循環式ステアリングボックスのような他の方式のステアリングボックスを使用することも可能である。ステアリングボックス１６は、運転者がステアリングホイール１０を回転させると同時にタイロッド２０のほぼ横切る方向の移動を生じさせるために、タイロッド２０を動作させる。タイロッド２０はステアリングリンケージにより２つの操向前輪又は後輪に機械的に連結されている。各ホイール３０は車両に回転可能に連結され、ピボット３２を中心に操向可能である。ステアリングリンケージはタイロッド端部２２、ナックルアーム２４等の従来の部品を更に備えている。タイロッド２０はホイール３０を常時互いにほぼ並行状態に維持する。各ホイール３０は地面に接触し、仮想上の接触中心点である牽引中心部３４を有している。ホイール３０はゴムタイヤ３１を備え、このタイヤ３１と地面との接触部は点接触というよりは面接触であるため、牽引中心部という概念は有用である。この概念により地面とタイヤ３１との間の牽引力が付与される点を選定できる。図４に示すように、牽引中心部３４と、これに対応するピボット３２の仮想延長線の地面との交点３８との間に仮想応力中心距離３９を画定すべく、牽引中心部３４は交点３８に対して横切る方向に偏位されねばならない。各ホイール３０は互いに機械的に独立したモータ４０に連結されているため、デファレンシャルトルクを発生させるために各ホイール３０に不同トルクを付与できる。デファレンシャルトルクはホイール３０のレベルにおいて、より詳細には対応する牽引中心部３４において付与される不同牽引力となり、応力中心距離３９の力の総合的効果により、ホイール３０はピボット３２を中心に回転させられる。応力中心距離３９が存在しないとすると、デファレンシャルトルクが付与された時にステアリング機能が実質的に存在しないことになる。使用にあたり、急旋回を所望する運転者はステアリングホイール１０にトルクを付与する。このトルクはステアリングシャフト１４に伝達され、次に前記のようにタイロッド２０に機械的に連結されたステアリングボックス１６に伝達される。トルクはトルクの強度及び方向を示す信号ΔＴを得るためのひずみゲージ５０のような好適な検出手段により計測される。図６に示すように、信号ΔＴは、モータ４０により生成されるデファレンシャルトルクΔＴ_DIFF.を示す２つの出力信号を生成するためのコンピュータ５２のような制御手段に送信される。デファレンシャルトルクΔＴ_DIFF.が２つのモータ４０の間で均等に分割され、信号がＴ_D＝ΔＴ_DIFF.／２と表示可能であることが好ましい。ここで、Ｔ_Dは各ホイール３０に送信される信号であり、一方の信号は＋Ｔ_Dであり、他方の信号は−Ｔ_Dである。信号Ｔ_Dは、アクセルペダルを動かすことにより運転者により選択される駆動トルク信号Ｔ_pに加算される。例えば、車両が停止すると、デファレンシャルトルクはモータ４０の一方を一方向に回転させ、他方のモータを逆方向に回転させる。車両が高速にて前方に走行する時は、各モータ４０により発生させられるトルクは同一方向に付与されるが、そのレベルは異なる。各ホイール３０の信号Ｔ_D及びＴ_pは加算器５４に加算される。ホイールは左右に存在するため、生成される信号はそれぞれＴ_RR及びＴ_RLである。これら信号の各々は対応するコンバータ５６に送信され、このコンバータ５６は対応するモータ４０に動力を供給する動力源に連結されている。好適なコンバータにより制御されるのであれば、この動力は電気、圧縮作動液、圧縮空気又は機械的動作という形態であってもよい。デファレンシャルトルクΔＴ_DIFF.及びこれとともに、運転者の人力に加え、運転者にとって有用な作動力を生成する仮想応力中心距離３９により、動力化ステアリング装置において作動力が生じる。図６において、１４′，１６′及び２０′と符号付けされた点線はそれぞれ図１及び図２に示すステアリングコラム１４、恥取歯車ボックス１６及びタイロッド２０を示し、従って異なる構成要素間の機械的連結を示している。線１４′は「＋」記号を備え、線１６′は「−」記号を備えて、例えば慣性、摩擦及びジャイロ力から均等に対向するトルクが発生する場合にのみトルクΔＴが存在することを示している。無論、ひずみゲージ５０は動力化ステアリング装置において、図面に示す位置以外の位置にも配置可能である。図１，図２及び図６に示すように、ホイール３０が好適に旋回させられる時、運転者はステアリングホイール１０にトルクを付与することを停止する。ひずみゲージ５０はトルクを全く計測せず、従って作動力を生成するためのデファレンシャルトルク信号Ｔ_Dを付与することを停止するようにコンピュータ５２に指示する。コンピュータ５２は信号ΔＴを濾波するとともに安定化させるレギュレータ５３を備えることが可能である。レギュレータは信号Ｔ_Nを生成する。加えて、動力化ステアリング装置は信号Ｔ_Nを単に増幅し、かつ分割するだけではなく、車両の走行速度を示す信号ωを得るための従来の速度計（図示せず）のような検出手段を更に備えることが可能である。これによりコンピュータ５２は車両速度に対する反応が強まるとともに、車両速度の関数であるデファレンシャルトルク信号Ｔ_Dを生成できる。これはコンピュータ５２のメモリにプログラムされた比例係数により信号Ｔ_Nを増幅することにより可能である。図７は車両の速度関数ωにおける比例係数ｋの曲線形状例を示している。比例係数を用いることにより運転者は旋回「感」をより強く体感できる。図からわかるように、比例係数は車両が停止する時に最大になり、車両が加速するにつれて小さくなる。車両のホイール３０を操向する力は高速時より停止時のほうが大きいため、これは有用である。無論、全く異なる曲線を有する別の比例係数を選択することも可能である。図３に示すように、２つのホイール３０に対向する２つの更なるホイールを操向することが可能である。例えば、ホイール３０が自動車のような４輪駆動車の前輪であれば、後輪を操向することが可能であり、この逆も可能である。これは駐車する時に特に有用である。ホイール３０と同様に、ナックルアーム１２４により車両に回転可能に連結された２つの付加ホイール（以降、「ホイール１３０」と称する）は、ピボット１３２を中心に操向可能であり、このピボット１３２の仮想延長線の地面との交点１３８に対して横切る方向に偏位された牽引中心部１３４を有している。各牽引中心部１３４とこれに対応する交点１３８との間に仮想応力中心距離が画定される。付加動力化ステアリング装置はタイロッド１２０と、このタイロッド１２０をホイール１３０に機械的に連結するステアリングリンケージと、２つのホイール１３０の１つにそれぞれ連結され、かつ機械的に独立したモータ１４０とを備えてもいる。ステアリングリンケージはタイロッド端部１２２、ナックルアーム１２４等を備えている。ステアリングホイール１０の位置を示す信号θを生成するために、位置ゲージ１８０のような検出手段が設けられている。位置ゲージ１８０はステアリングシャフト１４に装着されることが好ましい。タイロッド１２０の位置を示す信号εを生成するために、位置ゲージ１８２のような別の検出手段が更に設けられている。θ及びε信号はコンピュータ１５２に送信されるが、ホイール３０及び１３０に関連する動作を処置できるのであれば、コンピュータ５２でもよい。コンピュータ１５２はモータ１４０により発生させられるデファレンシャルトルクを示す２つの出力信号＋Ｔ_D′及び−Ｔ_D′を生成する。モータ１４０によりデファレンシャルトルクを発生させることによって、ホイール１３０により作動力が生成され、従って応力中心距離に起因する作動作用を生成する。付加動力化ステアリング装置はステアリングホイール１０に直接的かつ機械的に連結されていないが、全ての構成要素は前記の動力化ステアリング装置における構成要素とほぼ同一である。コンピュータ１５２はコンピュータ５２に類似している。加算器１５４は加算器５４に類似し、コンバータ１５６に送信されるＴ_RR ′及びＴ_RL′信号を生成する。コンバータ１５６はコンバータ５６に類似し、動力源からの動力をモータ１４０に伝達する。図３及び図５に示すように、付加動力化ステアリング装置はロック手段１６０を更に備えることが可能であり、このロック手段１６０は、例えばタイロッド１２０がほぼ中心位置に維持される第１の位置と、プランジャ１６２によりタイロッド１２０の移動が阻止される第２の位置との間で移動可能なプランジャ１６２を備えている。プランジャ１６２は妥当な制御信号によって、コンピュータ１５２により制御される。図５に示すように、ロック手段１６０は、重力及びばね１６６の付勢力に逆らってタイロッド１２０に形成された穴部１６１の外部にプランジャ１６２を移動させるためのソレノイド1６４を備えている。付加動力化ステアリング装置がもはや必要ではなくなった時に、プランジャ１６２を確実に後退させるために、位置検出器１６８を設けることも可能である。プランジャ１６２を穴部１６１の外部に移動させる時期を正確に予測するために、コンピュータ１５２は車両の速度を示す信号ωを得るための検出手段に連結可能であり、従って、所望であれば比例係数を用いることが可能である。車両の速度が所定値以下である時、より詳細にはプランジャ１６２を解除しても安全が保証されるほどの低速度であるなら、信号ωにより付加動力化ステアリング装置を解除可能である。図１、図２及び図３に示すように、直接的な機械的連結を有する動力化ステアリング装置は前輪又は後輪に使用可能である。動力化ステアリング装置を後輪に用いることは低速車両に特に適しており、例えば倉庫におけるリフト付きトラックのような産業車両に適している。本発明はモータ４０又は１４０がそれぞれホイール３０又は１３０に組み込まれたモータホイールの使用にも好適である。本発明により、前記の装置にほぼ類似した装置を用いて、地面を走行する車両における動力化ステアリング装置において作動力を生成するための方法を用いることも可能になっている。図１，図２，図４及び図８に示すように、この方法は、ステアリングホイール１０に付与されるトルク及びその方向を示す信号ΔＴを得る工程と、同信号ΔＴに応答し、モータ４０により発生させられるデファレンシャルトルクを示す２つの出力信号を生成する工程とを有している。これにより、ステアリングホイール１０にトルクが付与される時、作動力を生成可能である。本発明の方法は車両の速度を示す信号ωを得る付加工程を更に有することも可能であり、前記２つの出力信号は信号ωに応答する。２つの出力信号の発生前に信号ΔＴにゲインを付与することからなる工程を付加することも可能である。加えて、本発明に基づく方法は図３に示すような付加動力化ステアリング装置に使用可能であり、ステアリングホイール１０の位置を示す第１の信号θを得る工程と、タイロッド１２０の位置を示す第２の信号εを得る工程と、モータにより発生させられるデファレンシャルトルクを双方ともに示し、θ及びε信号に応答する２つの出力信号＋Ｔ_D及び−Ｔ_Dを生成する工程とを有している。動力化ステアリング装置に関する方法は、ロック手段１６０を制御するための出力信号μを生成する工程を有することも可能である。車両の速度を示す信号ω を得る工程も存在し、信号μは信号ωに応答する。ロック手段１６０は、速度が所定値以下である時、第２の位置に存在する。同様に、本発明に基づく方法により、低速陸上車両を操縦することが可能である。この動力化ステアリング装置を図３に示している。この方法は、ステアリングホイール１０の位置に応答する信号ΔＴを得る工程と、タイロッド１２０の位置に応答する信号εを得る工程と、モータ１４０により発生させられるデファレンシャルトルクを示すとともにΔＴ及びε信号に応答する２つの出力信号を生成する工程とを有している。本発明の好ましい実施の形態を詳述し、かつ添付図面において図示したが、本発明はこれら緻密な実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲又は思想から逸脱することなく、当業者により種々の変形及び改変が可能である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８【提出日】１９９５年４月１９日【補正内容】請求の範囲１．ステアリングホイール（１０）と、ステアリングボックス（１６）と、前記ステアリングホイール（１０）をステアリングボックス（１６）に機械的に連結するステアリングシャフト（１４）と、タイロッド（２０）をほぼ横向きに移動させるためのステアリングボックス（１６）により動作可能なタイロッド（２０）と、車両に連結され、各々がピボット（３２）を中心に操向可能であり、ピボット（３２）の仮想延長線の地面との交点（３８）に対して横切る方向に偏位された牽引中心部（３４）を有する２つのホイール（３０）とを備え、前記各牽引中心部（３４）と、これに対応するピボット（３２）の地面との交点（３８）との間に仮想応力中心距離（３９）が画定され、前記ホイール（３０）を常時互いにほぼ並行に維持するタイロッド（２０）をホイール（３０）に機械的に連結するステアリングリンケージと、前記２つのホイールのうちの１つにそれぞれ連結された機械的に独立した２つのモータ（４０）とを備え、前記ステアリングホイール（１０）に付与されるトルク及びその方向を示す第１の信号（ΔＴ）を得るための第１の検出手段と、前記モータ（４０）により発生させられるデファレンシャルトルクを示す２つの出力信号（＋Ｔ_D，−Ｔ_D）を生成するための第１の信号（ΔＴ）に応答する制御手段とを備えたことを特徴とし、前記ステアリングホイール（１０）にトルクが付与される時、モータ（４０）においてデファレンシャルトルクを発生させ、応力中心距離（３９）に起因する作動力を生成することにより作動作用が生じる陸上車両用の動力化ステアリング装置。２．車両の速度を示す第２の信号（ω）を得るための第２の検出手段を更に備えたことを特徴とし、前記制御手段が２つの出力信号（＋Ｔ_D，−Ｔ_D）を生成するための第２の信号（ω）に更に応答する請求項１に記載の動力化ステアリング装置。３．前記動力化ステアリング装置の２つのホイール（３０）に対向する２つの付加ホイール（１３０）を操向するための付加動力化ステアリング装置を更に備えたことを特徴とし、前記２つの付加ホイール（１３０）は車両に連結され、各々がピボット（１３２）を中心に操向可能であり、ピボット（１３２）の仮想延長線の地面との交点（１３８）に対して横切る方向に偏位された牽引中心部（１３４）を有し、前記付加ホイール（１３０）の各牽引中心部（１３４）と、これに対応するピボット（１３２）の地面との交点（１３８）との間に仮想応力中心距離（１３９）が画定され、付加タイロッド（１２０）と、前記付加ホイール（１３０）を常時互いにほぼ並行に維持する付加タイロッド（１２０）を付加ホイール（１３０）に機械的に連結する付加ステアリングリンケージと、前記２つの付加ホイール（１３０）のうちの１つにそれぞれ連結された機械的に独立した２つの付加モータ（１４０）と、前記ステアリングホイール（１０）の位置を示す第２の信号（θ）を得るための第２の検出手段と、前記付加タイロッド（１２０）の位置を示す第３の信号（ε）を得るための第３の検出手段と、前記付加モータ（１４０）により発生させられるデファレンシャルトルクを示す２つの付加出力信号（＋Ｔ_D′，−Ｔ_D′）を生成するための第２の信号及び第３の信号に応答する付加制御手段とを備え、前記付加モータ（１４０）によりデファレンシャルトルクを発生させ、付加ホイール（１３０）の牽引中心部（１３４）により生じる応力中心距離（１３９）に起因する付加タイロッド（１２０）における作動力を発生させることによって付加ホイール（１３０）の作動作用が得られる請求項１に記載の動力化ステアリング装置。４．ロック手段（１６０）が付加タイロッド（１２０）をほぼ中心位置に維持する第１の位置と、ロック手段（１６０）が付加タイロッド（１２０）の移動を阻止しない第２の位置との間を移動可能な可動部分を備えたロック手段（１６０）を更に備えたことを特徴とし、前記付加制御手段がロック手段（１６０）を制御するための付加出力信号（μ）を生成する請求項３に記載の動力化ステアリング装置。５．車両の速度を示す第４の信号（ω）を得るための第４の検出手段を更に備えたことを特徴とし、前記付加制御手段が付加出力信号（μ）を生成するための第４の信号（ω）に更に反応し、前記ロック手段（１６０）が所定値以下の速度である時に第２の位置に存在する請求項３に記載の動力化ステアリング装置。６．前記ロック手段の可動部分が付加タイロッド（１２０）に形成された穴部（１６１）の内外を移動可能なプランジャ（１６２）を備えたことを特徴とする請求項４に記載の動力化ステアリング装置。７．前記ホイール（３０）を前輪としたことを特徴とする請求項１に記載の動力化ステアリング装置。８．前記付加ホイール（１３０）を後輪としたことを特徴とする請求項３に記載の動力化ステアリング装置。９．対応するホイール（３０）を備えた各モータ（４０）をモータホイールとしたことを特徴とする請求項１に記載の動力化ステアリング装置。１０．ステアリングホイール（１０）と、タイロッド（１２０）と、車両に連結され、各々がピボット（１３２）を中心に操向可能であり、ピボット（１３２）の仮想延長線の地面との交点（１３８）に対して横切る方向に偏位された牽引中心部（１３４）を有する２つのホイール（１３０）とを備え、前記各牽引中心部（１３４）と、これに対応するピボット（１３２）の地面との交点（１３８）との間に仮想応力中心距離（１３９）が画定され、前記ホイール（１３０）を常時互いにほぼ並行に維持するタイロッド（１２０）をホイール（１３０）に機械的に連結するステアリングリンケージと、前記２つのホイール（１３０）のうちの１つにそれぞれ連結された機械的に独立した２つのモータ（１４０）とを備え、前記ステアリングホイール（１０）の位置を示す第１の信号（θ）を得るための第１の検出手段と、前記タイロッド（１２０）の位置を示す第２の信号（ε）を得るための第２の検出手段と、前記モータ（１４０）により発生させられるデファレンシャルトルクを示す２つの出力信号（＋Ｔ_D′，−Ｔ_D′）を生成するための第１の信号（θ）及び第２の信号（ε）に応答する制御手段とを備えたことを特徴とし、前記モータ（１４０）によりデファレンシャルトルクを発生させ、応力中心距離（１３９）に起因する作動力を生成することにより作動作用が生じる低速陸上車両用の動力化ステアリング装置。１１．ステアリングホイール（１０）と、ステアリングボックス（１６）と、前記ステアリングホイール（１０）をステアリングボックス（１６）に機械的に連結するステアリングシャフト（１４）と、タイロッド（２０）をほぼ横向きに移動させるためのステアリングボックス（１６）により動作可能なタイロッド（２０）と、車両に連結され、各々がピボット（３２）を中心に操向可能であり、ピボット（３２）の仮想延長線の地面との交点（３８）に対して横切る方向に偏位された牽引中心部（３４）を有する２つのホイール（３０）とを備え、前記各牽引中心部（３４）と、これに対応するピボット（３２）の地面との交点（３８）との間に仮想応力中心距離（３９）が画定され、前記ホイール（３０）を常時互いにほぼ並行に維持するタイロッド（２０）をホイール（３０）に機械的に連結するステアリングリンケージと、前記２つのホイール（３０）のうちの１つにそれぞれ連結された機械的に独立した２つのモータ（４０）とを備えたことを特徴とし、前記ステアリングホイール（１０）に付与されるトルク及びその方向を示す第１の信号（ΔＴ）を得る工程と、前記第１の信号（ΔＴ）に応答するとともに、モータ（４０）により発生させられるデファレンシャルトルクを示す２つの出力信号（＋Ｔ_D，−Ｔ_D）を生成する工程とを備えたことを特徴とし、前記ステアリングホイール（１０）にトルクが付与される時、モータ（４０）においてデファレンシャルトルクを発生させ、応力中心距離（３９）に起因する作動力を生成することにより作動作用が生じる陸上車両の動力化ステアリング装置において作動作用を生成するための方法。１２．車両の速度を示す第２の信号（ω）を得る工程を更に備えたことを特徴とし、前記２つの出力信号（＋Ｔ_D，−Ｔ_D）が第２の信号（ω）に更に応答する請求項１１に記載の方法。１３．前記２つの出力信号（＋Ｔ_D，−Ｔ_D）の生成前に第１の信号（ΔＴ）にゲイン（ｋ）を付与する工程を更に備えたことを特徴とし、同ゲイン（ｋ）を第２の信号（ω）の関数とした請求項１２に記載の方法。１４．車両が動力化ステアリング装置の２つのホイール（３０）に対向する２つの付加ホイール（１３０）を更に備えたことを特徴とし、前記２つの付加ホイール（１３０）は車両に連結され、各々がピボット（１３２）を中心に操向可能であり、ピボット（１３２）の仮想延長線の地面との交点（１３８）に対して横切る方向に偏位された牽引中心部（１３４）を有し、前記付加ホイール（１３０）の各牽引中心部（１３４）と、これに対応するピボット（１３２）の地面との交点（１３８）との間に仮想応力中心距離（１３９）が画定され、前記付加動力化ステアリング装置が付加タイロッド（１２０）と、前記付加ホイール（１３０）を常時互いにほぼ並行に維持する付加タイロッド（１２０）を付加ホイール（１３０）に機械的に連結する付加ステアリングリンケージと、前記２つの付加ホイール（１３０）のうちの１つにそれぞれ連結された機械的に独立した２つの付加モータ（１４０）とを備え、前記ステアリングホイール（１０）の位置を示す第２の信号（θ）を得る工程と、前記付加タイロッド（１２０）の位置を示す第３の信号（ε）を得る工程と、前記第２の信号（θ）及び第３の信号（ε）に応答するとともに、付加モータ（１４０）により発生させられるデファレンシャルトルクを示す２つの付加出力信号（＋Ｔ_D′，−Ｔ_D′）を生成する工程とを更に備え、前記付加モータ（１４０）によりデファレンシャルトルクを発生させ、付加タイロッド（１２０）において応力中心距離（１３９）に起因する作動力を発生させることによって付加ホイール（１３０）の作動作用が得られる請求項１１に記載の方法。１５．前記ロック手段（１６０）が付加タイロッド（１２０）をほぼ中心位置に維持する第１の位置と、ロック手段（１６０）が付加タイロッド（１２０）の移動を阻止しない第２の位置との間でロック手段を移動させるための付加出力信号（μ）を生成する工程を更に備えたことを特徴とする請求項１４に記載の方法。１６．車両の速度を示す第４の信号（ω）を得る工程を更に備えたことを特徴とし、前記付加出力信号（μ）が第４の信号（ω）に更に反応し、前記ロック手段（１６０）が所定値以下の速度である時に第２の位置に存在する請求項１５に記載の方法。１７．ステアリングホイール（１０）と、タイロッド（１２０）と、車両に連結され、各々がピボット（１３２）を中心に操向可能であり、ピボット（１３２）の仮想延長線の地面との交点（１３８）に対して横切る方向に偏位された牽引中心部（１３４）を有する２つのホイール（１３０）とを備え、前記各牽引中心部（１３４）と、これに対応するピボット（１３２）の地面との交点（１３８）との間に仮想応力中心距離（１３９）が画定され、前記ホイール（１３０）を常時互いにほぼ並行に維持するタイロッド（１２０）をホイール（１３０）に機械的に連結するステアリングリンケージと、前記２つのホイール（１３０）のうちの１つにそれぞれ連結された機械的に独立した２つのモータ（１４０）とを備え、前記ステアリングホイール（１０）の位置を示す第１の信号（θ）を得る工程と、前記タイロッド（１２０）の位置を示す第２の信号（ε）を得る工程と、前記第１の信号（θ）及び第２の信号（ε）に応答するとともに、モータ（１４０）により発生させられるデファレンシャルトルクを示す２つの付加出力信号（＋Ｔ_D′，−Ｔ_D′）を生成する工程とを更に備えたことを特徴とし、前記モータ（１４０）によりデファレンシャルトルクを発生させ、タイロッド（１２０）において応力中心距離（１３９）に起因する作動力を生成することによってホイール（１３０）の作動作用が生じる低速陸上車両の動力化ステアリング装置において作動作用を生じさせるための方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩＢ６２Ｄ 137:00

Claims

【特許請求の範囲】１．ステアリングホイール（１０）と、ステアリングボックス（１６）と、前記ステアリングホイール（１０）をステアリングボックス（１６）に機械的に連結するステアリングシャフト（１４）と、タイロッド（２０）をほぼ横向きに移動させるためのステアリングボックス（１６）により動作可能なタイロッド（２０）と、車両に連結され、各々がピボット（３２）を中心に操向可能であり、ピボット（３２）の仮想延長線の地面との交点（３８）に対して横切る方向に偏位された牽引中心部（３４）を有する２つのホイール（３０）とを備え、前記各牽引中心部（３４）と、これに対応するピボット（３２）の地面との交点（３８）との間に仮想応力中心距離（３９）が画定され、前記ホイール（３０）を常時互いにほぼ並行に維持するタイロッド（２０）をホイール（３０）に機械的に連結するステアリングリンケージと、前記２つのホイールのうちの１つにそれぞれ連結された機械的に独立した２つのモータ（４０）と、前記ステアリングホイール（１０）に付与されるトルク及びその方向を示す第１の信号（ΔＴ）を得るための第１の検出手段と、前記モータ（４０）により発生させられるデファレンシャルトルクを示す２つの出力信号（＋Ｔ_D，−Ｔ_D）を生成するための第１の信号（ΔＴ）に応答する制御手段とを備え、前記ステアリングホイール（１０）にトルクが付与される時、モータ（４０）においてデファレンシャルトルクを発生させ、応力中心距離（３９）に起因する作動力を生成することにより作動作用が生じる陸上車両用の動力化ステアリング装置。２．車両の速度を示す第２の信号（ω）を得るための第２の検出手段を更に備え、前記制御手段が２つの出力信号（＋Ｔ_D，−Ｔ_D）を生成するための第２の信号（ω）に更に応答する請求項１に記載の動力化ステアリング装置。３．前記動力化ステアリング装置の２つのホイール（３０）に対向する２つの付加ホイール（１３０）を操向するための付加動力化ステアリング装置を更に備え、前記２つの付加ホイール（１３０）は車両に連結され、各々がピボット（１３２）を中心に操向可能であり、ピボット（１３２）の仮想延長線の地面との交点（１３８）に対して横切る方向に偏位された牽引中心部（１３４）を有し、前記付加ホイール（１３０）の各牽引中心部（１３４）と、これに対応するピボット（１３２）の地面との交点（１３８）との間に仮想応力中心距離（１３９）が画定され、付加タイロッド（１２０）と、前記付加ホイール（１３０）を常時互いにほぼ並行に維持する付加タイロッド（１２０）を付加ホイール（１３０）に機械的に連結する付加ステアリングリンケージと、前記２つの付加ホイール（１３０）のうちの１つにそれぞれ連結された機械的に独立した２つの付加モータ（１４０）と、前記ステアリングホイール（１０）の位置を示す第２の信号（θ）を得るための第２の検出手段と、前記付加タイロッド（１２０）の位置を示す第３の信号（ε）を得るための第３の検出手段と、前記付加モータ（１４０）により発生させられるデファレンシャルトルクを示す２つの付加出力信号（＋Ｔ_D′，−Ｔ_D′）を生成するための第２の信号及び第３の信号に応答する付加制御手段とを備え、前記付加モータ（１４０）によりデファレンシャルトルクを発生させ、付加ホイール（１３０）の牽引中心部（１３４）により生じる応力中心距離（１３９）に起因する付加タイロッド（１２０）における作動力を発生させることによって付加ホイール（１３０）の作動作用が得られる請求項１に記載の動力化ステアリング装置。４．ロック手段（１６０）が付加タイロッド（１２０）をほぼ中心位置に維持する第１の位置と、ロック手段（１６０）が付加タイロッド（１２０）の移動を阻止しない第２の位置との間を移動可能な可動部分を備えたロック手段（１６０）を更に備え、前記付加制御手段がロック手段（１６０）を制御するための付加出力信号（μ）を生成する請求項３に記載の動力化ステアリング装置。５．車両の速度を示す第４の信号（ω）を得るための第４の検出手段を更に備え、前記付加制御手段が付加出力信号（μ）を生成するための第４の信号（ω）に更に反応し、前記ロック手段（１６０）が所定値以下の速度である時に第２の位置に存在する請求項３に記載の動力化ステアリング装置。６．前記ロック手段の可動部分が付加タイロッド（１２０）に形成された穴部（１６１）の内外を移動可能なプランジャ（１６２）を備えた請求項４に記載の動力化ステアリング装置。７．前記ホイール（３０）を前輪とした請求項１に記載の動力化ステアリング装置。８．前記付加ホイール（１３０）を後輪とした請求項３に記載の動力化ステアリング装置。９．対応するホイール（３０）を備えた各モータ（４０）をモータホイールとした請求項１に記載の動力化ステアリング装置。１０．ステアリングホイール（１０）と、タイロッド（１２０）と、車両に連結され、各々がピボット（１３２）を中心に操向可能であり、ピボット（１３２）の仮想延長線の地面との交点（１３８）に対して横切る方向に偏位された牽引中心部（１３４）を有する２つのホイール（１３０）とを備え、前記各牽引中心部（１３４）と、これに対応するピボット（１３２）の地面との交点（１３８）との間に仮想応力中心距離（１３９）が画定され、前記ホイール（１３０）を常時互いにほぼ並行に維持するタイロッド（１２０）をホイール（１３０）に機械的に連結するステアリングリンケージと、前記２つのホイール（１３０）のうちの１つにそれぞれ連結された機械的に独立した２つのモータ（１４０）と、前記ステアリングホイール（１０）の位置を示す第１の信号（θ）を得るための第１の検出手段と、前記タイロッド（１２０）の位置を示す第２の信号（ε）を得るための第２の検出手段と、前記モータ（１４０）により発生させられるデファレンシャルトルクを示す２つの出力信号（＋Ｔ_D′，−Ｔ_D′）を生成するための第１の信号（θ）及び第２の信号（ε）に応答する制御手段とを備え、前記モータ（１４０）によりデファレンシャルトルクを発生させ、応力中心距離（１３９）に起因する作動力を生成することにより作動作用が生じる低速陸上車両用の動力化ステアリング装置。１１．ステアリングホイール（１０）と、ステアリングボックス（１６）と、前記ステアリングホイール（１０）をステアリングボックス（１６）に機械的に連結するステアリングシャフト（１４）と、タイロッド（２０）をほぼ横向きに移動させるためのステアリングボックス（１６）により動作可能なタイロッド（２０）と、車両に連結され、各々がピボット（３２）を中心に操向可能であり、ピボット（３２）の仮想延長線の地面との交点（３８）に対して横切る方向に偏位された牽引中心部（３４）を有する２つのホイール（３０）とを備え、前記各牽引中心部（３４）と、これに対応するピボット（３２）の地面との交点（３８）との間に仮想応力中心距離（３９）が画定され、前記ホイール（３０）を常時互いにほぼ並行に維持するタイロッド（２０）をホイール（３０）に機械的に連結するステアリングリンケージと、前記２つのホイール（３０）のうちの１つにそれぞれ連結された機械的に独立した２つのモータ（４０）とを備え、前記ステアリングホイール（１０）に付与されるトルク及びその方向を示す第１の信号（ΔＴ）を得る工程と、前記第１の信号（ΔＴ）に応答するとともに、モータ（４０）により発生させられるデファレンシャルトルクを示す２つの出力信号（＋Ｔ_D，−Ｔ_D）を生成する工程とを備え、前記ステアリングホイール（１０）にトルクが付与される時、モータ（４０）においてデファレンシャルトルクを発生させ、応力中心距離（３９）に起因する作動力を生成することにより作動作用が生じる陸上車両の動力化ステアリング装置において作動作用を生成するための方法。１２．車両の速度を示す第２の信号（ω）を得る工程を更に備え、前記２つの出力信号（＋Ｔ_D，−Ｔ_D）が第２の信号（ω）に更に応答する請求項１１に記載の方法。１３．前記２つの出力信号（＋Ｔ_D，−Ｔ_D）の生成前に第１の信号（ΔＴ）にゲイン（ｋ）を付与する工程を更に備え、同ゲイン（ｋ）を第２の信号（ω）の関数とした請求項１２に記載の方法。１４．車両が動力化ステアリング装置の２つのホイール（３０）に対向する２つの付加ホイール（１３０）を更に備え、前記２つの付加ホイール（１３０）は車両に連結され、各々がピボット（１３２）を中心に操向可能であり、ピボット（１３２）の仮想延長線の地面との交点（１３８）に対して横切る方向に偏位された牽引中心部（１３４）を有し、前記付加ホイール（１３０）の各牽引中心部（１３４）と、これに対応するピボット（１３２）の地面との交点（１３８）との間に仮想応力中心距離（１３９）が画定され、前記付加動力化ステアリング装置が付加タイロッド（１２０）と、前記付加ホイール（１３０）を常時互いにほぼ並行に維持する付加タイロッド（１２０）を付加ホイール（１３０）に機械的に連結する付加ステアリングリンケージと、前記２つの付加ホイール（１３０）のうちの１つにそれぞれ連結された機械的に独立した２つの付加モータ（１４０）とを備え、前記ステアリングホイール（１０）の位置を示す第２の信号（θ）を得る工程と、前記付加タイロッド（１２０）の位置を示す第３の信号（ε）を得る工程と、前記第２の信号（θ）及び第３の信号（ε）に応答するとともに、付加モータ（１４０）により発生させられるデファレンシャルトルクを示す２つの付加出力信号（＋Ｔ_D′，−Ｔ_D′）を生成する工程とを更に備え、前記付加モータ（１４０）によりデファレンシャルトルクを発生させ、付加タイロッド（１２０）において応力中心距離（１３９）に起因する作動力を発生させることによって付加ホイール（１３０）の作動作用が得られる請求項１１に記載の方法。１５．前記ロック手段（１６０）が付加タイロッド（１２０）をほぼ中心位置に維持する第１の位置と、ロック手段（１６０）が付加タイロッド（１２０）の移動を阻止しない第２の位置との間でロック手段を移動させるための付加出力信号（μ）を生成する工程を更に備えた請求項１４に記載の方法。１６．車両の速度を示す第４の信号（ω）を得る工程を更に備え、前記付加出力信号（μ）が第４の信号（ω）に更に反応し、前記ロック手段（１６０）が所定値以下の速度である時に第２の位置に存在する請求項１５に記載の方法。１７．ステアリングホイール（１０）と、タイロッド（１２０）と、車両に連結され、各々がピボット（１３２）を中心に操向可能であり、ピボット（１３２）の仮想延長線の地面との交点（１３８）に対して横切る方向に偏位された牽引中心部（１３４）を有する２つのホイール（１３０）とを備え、前記各牽引中心部（１３４）と、これに対応するピボット（１３２）の地面との交点（１３８）との間に仮想応力中心距離（１３９）が画定され、前記ホイール（１３０）を常時互いにほぼ並行に維持するタイロッド（１２０）をホイール（１３０）に機械的に連結するステアリングリンケージと、前記２つのホイール（１３０）のうちの１つにそれぞれ連結された機械的に独立した２つのモータ（１４０）とを備え、前記ステアリングホイール（１０）の位置を示す第１の信号（θ）を得る工程と、前記タイロッド（１２０）の位置を示す第２の信号（ε）を得る工程と、前記第１の信号（θ）及び第２の信号（ε）に応答するとともに、モータ（１４０）により発生させられるデファレンシャルトルクを示す２つの付加出力信号（＋Ｔ_D′，−Ｔ_D′）を生成する工程とを更に備え、前記モータ（１４０）によりデファレンシャルトルクを発生させ、タイロッド（１２０）において応力中心距離（１３９）に起因する作動力を生成することによってホイール（１３０）の作動作用が生じる低速陸上車両の動力化ステアリング装置において作動作用を生じさせるための方法。