(57)【要約】  本発明は、自動車用の接地システム（１）であって、接地システムが、操舵車輪（２）及び操舵車輪の懸架装置（３）を有し、非懸架要素が、車輪スピンドルに固定され、懸架要素が、車体に固定されるよう設計され、車輪の操舵は、電気アクチュエータ（９）によって直接制御され、アクチュエータは、懸架要素（８，１０）相互間で直接作用する、接地システムに関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用の接地システム（１）であって、前記接地システムは、操舵車輪（２）及び前記操舵車輪用の懸架装置（３）を有し、非懸架要素が、前記操舵車輪の軸線と一体であり、懸架要素が、前記自動車の車体と一体であるようになっており、前記車輪の操舵は、電気アクチュエータ（９）によって直接制御され、前記アクチュエータは、懸架要素（８，１０）相互間で作用することを特徴とする接地システム。
【請求項２】
前記電気アクチュエータは、伸縮式アクチュエータである請求項１記載の接地システム。
【請求項３】
前記自動車の垂直懸架装置は、前記車輪の体積内に配置されたスライド機構体（４）により影響され、前記スライド機構体は、前記車輪のキャリヤ（６）と一体の実質的に垂直なバー（５）と、前記バー上で摺動するスライダ（７）とを有し、前記スライダそれ自体は、前記自動車の前記車体に連結された支持アーム（８）に対して回転するよう設けられ、前記支持アームに対する前記スライダの回転は、実質的に垂直な軸線回りの前記車輪キャリヤの操舵運動を可能にする請求項１又は２記載の接地システム。
【請求項４】
前記電気アクチュエータ（９）は、前記支持アーム（８）と、前記スライダと一体のレバー（１０）との間で作用する請求項２又は３記載の接地システム。
【請求項５】
前記アクチュエータは、ナット（１９）の回転により軸方向に動かされるねじ（１８）を有し、前記ナットは、回転電気モータ（２１，２３）のシャフト（２０）と一体である、請求項２乃至４の何れか１項に記載の接地システム。
【請求項６】
前記アクチュエータは、２つの電気的に独立したモータを有し、前記シャフト（２０）は、前記２つのモータの２つのロータ（２１，２２）の各々と一体である請求項５記載の接地システム。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載の接地システムの操舵のための伸縮式電気ねじアクチュエータであって、前記アクチュエータは、本体（１６）と、ロッド（１７）と、少なくとも１つの回転電気モータとを有し、前記ロッドは、ねじ／ナットシステム（１８，１９）によって前記モータにより動かされ、前記ナットは、前記少なくとも１つの電気モータのシャフト（２０）によって回転駆動され、前記ねじの一端部は、前記本体と一体の管（３２）内で並進的に案内され、前記管は、前記シャフト内に設けられていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項８】
少なくとも２つの独立ロータ／ステータ組立体（２１，２３，２２，２４）を有し、前記ステータ（２３，２４）は、前記アクチュエータの前記本体と一体であり、前記ロータ（２１，２２）は、前記シャフトによって前記ナット（１９）と一体であり、前記ロッド（１７）は、前記ねじ（１８）と一体である請求項７記載のアクチュエータ。
【請求項９】
前記シャフトは、転がり軸受（２５，２６）によって前記本体に対して回転的に案内される請求項７又は８記載のアクチュエータ。
【請求項１０】
前記管は、更に、前記シャフト内で半径方向に支承状態にある、請求項７乃至９の何れか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項１１】
前記ロッドの移動に対する機械的停止部（３３，３４，３５）を更に有する請求項７乃至１０の何れか１項に記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路用自動車の操舵に関する。特に、本発明は、操舵車輪とステアリングホイールとの間の機械的リンク装置をもたない電気操舵システムに関し、この電気式操舵システムは、縮めて言って「エレクトリカル・ステアリング（electrical steering ）」と呼ばれる。この種の操舵は、極めて一般的には、「ステア・バイ・ワイヤ（steer by wire）」とも呼ばれる。
【背景技術】
【０００２】
エレクトリカル・ステアリングでは、ステアリングホイールと操舵車輪との間に存在すると共に補助される場合があったり補助されない場合があったりする伝統的な機械式制御装置に代えて以下の機構が用いられる。車輪の高さ位置には、好ましくは各車輪について１つずつ電気アクチュエータが設けられ、この電気アクチュエータの目的は、問題の１つ又は複数の車輪について適当な操舵角を設定することにある。自動車の運転手に利用できる操舵制御装置は、伝統的なステアリングホイール又はレバー、例えばジョイスティック又は任意他の適当な装置である。自動車の運転手により自分の制御装置に与えられる指令は、電気リンクを経由してアクチュエータに送られ、システム全体は、１つ又は複数のアクチュエータを正しくドライブするのに適したプログラムが入れられたコンピュータの監視下に置かれる。
【０００３】
この技術の利点の１つは、これがエレクトロニクスと理想的に適合性があるということであり、この技術の進歩は、ますます精巧複雑なフィードバック制御システムの実現を可能にしており、その結果、道路用車輪の操舵は、手動制御を受けるだけでなく、安全システムによる制御を受けることができるようになっている。かくして、例えば、操舵車輪は、自動車の運転手からの命令を考慮に入れるだけでなく、自動車について観察される動的パラメータを考慮に入れた操舵角に合わせて設定できる。
【０００４】
かかる電気式操舵システムの原理は、欧州特許第１，４２８，７４０号明細書に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】欧州特許第１，４２８，７４０号明細書
【発明の開示】
【０００６】
本発明は、特に、自動車の接地システム内におけるエレクトリカル・ステアリングの機械的レイアウトに関する。
【０００７】
本発明は、自動車用の接地システムであって、接地システムは、操舵車輪及び操舵車輪用の懸架装置を有し、非懸架要素が、操舵車輪の軸線と一体であり、懸架要素が、自動車の車体と一体であるようになっており、車輪の操舵は、電気アクチュエータによって直接制御され、アクチュエータは、懸架要素相互間で作用することを特徴とする接地システムを提案する。好ましくは、電気アクチュエータは、伸縮式アクチュエータである。
【０００８】
より好ましくは、自動車の垂直懸架装置は、車輪の体積内に配置されたスライド機構体により影響され、スライド機構体は、車輪のキャリヤと一体の実質的に垂直なバーと、バー上で摺動するスライダとを有し、スライダそれ自体は、自動車の車体に連結された支持アームに対して回転するよう設けられ、支持アームに対するスライダの回転は、実質的に垂直な軸線回りの車輪キャリヤの操舵運動を可能にする。好ましくは、電気アクチュエータは、支持アームと、スライダと一体のレバーとの間で作用する。
【０００９】
好ましくは、アクチュエータは、ナットの回転により軸方向に動かされるねじを有し、ナットは、回転電気モータのシャフトと一体である。好ましくは、アクチュエータは、２つの電気的に独立したモータを有し、シャフトは、２つのモータの２つのロータの各々と一体である。
【００１０】
本発明は又、かかる接地システムの操舵のための伸縮式電気ねじアクチュエータであって、アクチュエータは、本体と、ロッドと、少なくとも１つの回転電気モータとを有し、ロッドは、ねじ／ナットシステムによってモータにより動かされ、ナットは、少なくとも１つの電気モータのシャフトによって回転駆動され、ねじの一端部は、本体と一体の管内で並進的に案内され、管は、シャフト内に設けられていることを特徴とするアクチュエータを提案する。
【００１１】
好ましくは、アクチュエータは、少なくとも２つの独立ロータ／ステータ組立体を有し、ステータは、アクチュエータの本体と一体であり、ロータは、シャフトによってナットと一体であり、ロッドは、ねじと一体である。好ましくは、シャフトは、転がり軸受によって本体に対して回転的に案内される。好ましくは、管は、更に、シャフト内で半径方向に支承状態にある。
【００１２】
好ましくは、アクチュエータは、ロッドの移動に対する機械的停止部を更に有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を添付の図面を参照して説明する。
【００１４】
図１及び図２は、本発明の接地システム１を示している。この接地システムは、懸架装置３により車両（図示せず）の車体に連結された操舵車輪２を有している。懸架装置は、この場合、車輪キャリヤ６と一体のバー５及びスライダ７で構成されたスライド機構体４を有し、このスライダ内において、バー５は、車両の車体に対する車輪の実質的に垂直の懸架運動を可能にするよう動く。スライダは、車輪の操舵運動を可能にするために支持アーム８に対して回転するよう設けられている。支持アーム８は、車両（図示せず）と一体であるようになっている。
【００１５】
車輪の回転は、支持アーム８と、スライダ７と一体の操舵レバー１０との間で作用する電気アクチュエータ９によって制御される。
【００１６】
理解されるように、（自動車分野において認められている技術用語によれば）スライダ７、操舵レバー１０及び支持アーム８は、これらが懸架運動に関して車体と一体なので懸架要素であり、これに対し、車輪２、バー５及び車輪キャリヤ６は、これらが懸架運動に関し車輪軸線と一体なので、非懸架要素である。
【００１７】
かくして、車輪の操舵は、電気アクチュエータにより直接制御され、電気アクチュエータは、接地システムの懸架要素相互間で作用する。事実、アクチュエータの運動を車輪に伝えるのにクランク機構体又はリンクロッドは不要である。
【００１８】
接地システムは、電気トラクションモータ１１及び欧州特許第８７８，３７８号明細書又は仏国特許出願公開第０４／０９９８６号明細書に記載されているような懸架運動を制御する電気機械１２を更に有するのが良い。さらに、懸架ばね１３が、懸架装置の懸架要素と非懸架要素との間で作用するのが良い。電気機械１２は、図面を分かりやすくするために図１から省かれている。ばね１３は、好ましくは、下側ばね支承面１４及び上側ばね支承面１５によってそれぞれ車輪キャリヤ６とスライダ７との間で作用する。好ましくは、操舵レバー１０は、上側支承面１５を介してスライダ７と一体である。
【００１９】
図３は、本発明の操舵アクチュエータの好ましい一実施形態の軸方向断面図である。アクチュエータ９は、この場合、その完全引っ込み位置で示されている。図４は、図３のＡ−Ａ平面矢視断面図であり、ロッドの後端部が管３２内でどのように案内されるかを拡大した尺度で示している。
【００２０】
図３及び図４では、伸縮式電気アクチュエータ９は、主要構成要素として、本体１６及びロッド１７を有し、ロッドは、本体に対して並進運動状態で駆動されることが理解できる。ロッド１７は、モータシャフト２０と一体のナット１９と協働するねじ１８と一体である。第１のロータ２１及び第２のロータ２２は、シャフト２０と一体であり、それぞれ、第１のステータ２３及び第２のステータ２４と協働する。かくして、２つの電気的に独立したモータが、共通シャフトで作用する。好ましくは、モータは、ブラシの無い（「ブラシレス」）の同期電動機である。
【００２１】
シャフトとナットの組立体は、リヤ転がり軸受２５及びフロント転がり軸受２６によって本体１６に対して回転的に案内される。ロッド１７は、フロントジャーナル軸受２７によって本体１６のフロント部分３６に対して並進的に案内される。ロッドの後（リヤ）端部は、管３２内に設けられた溝３０，３１内で転動するローラ２８，２９によって本体に対して案内される。管３２は、モータシャフト２０の内部に配置されている。案内の剛性を高めるため、管の前（フロント）端部は、滑りジャーナル軸受又は例えば針状ころ軸受４０によってシャフトの内部で半径方向に支承状態にあるのが良い。
【００２２】
ロッドの位置は、好ましくは、専用のセンサを除きモータ用の制御装置によって制御される。好ましくは、停止部が、ロッドの伸縮の際の移動を制限する。アクチュエータの伸長方向では、ローラ２８，２９は、管３２のための停止部３３，３４に当接する。アクチュエータの収縮方向では（即ち、図３に示すロッド位置では）、ロッドの後端部は、本体１６の底部３５に当接する。これら停止部の当たりは、モータ用の電気制御装置によって検出でき、それにより、電気式操舵システムが、その位置の計算を初期化し又は再初期化することができる。
【００２３】
本体１６のフロント部分３６は、接地システムの懸架要素への連結のための手段（ブラケット３７，３８）を有している。同様に、ロッド１７の遠位端部３９は、これら懸架要素への連結のための手段を有している。これら連結部（図１では一層良く理解できる）は、意図した操舵運動のための十分な振動を可能にしなければならない。コンパクトな自動車の場合、一般に、操舵前輪は、外側に向かって（トーアウト）少なくとも３５°だけ向くことができ、内側に向かって（トーイン）２５°だけ向くことができることが望ましい。
【００２４】
かくして、本発明のアクチュエータは、その動作距離に関して極めてコンパクトである。さらに、このアクチュエータが２つの電気的に独立したモータから成るということにより、車輪の操舵に関するデータの冗長性の実現及び出力減少時における単一のモータによる劣化モードでの作動が可能になる。
【００２５】
本発明の接地システム及びアクチュエータは、２つ、３つ又は４つ或いはそれ以上の車輪を有する車両内に使用でき、操舵車輪は、これら車両のフロント及び（又は）リヤのところに配置される。
【００２６】
本発明の接地システムの一利点は、操舵を制御する手段が懸架状態のままであるが、この接地システムが、機能の全てを車輪内又は車輪のすぐ近くに１つにまとめているということにある。車両が例えば仏国特許出願第０４／０７８９７号明細書に記載されている高さ制御手段を更に有する場合、即ち、車両の車体に対する支持アームの位置を変えて車両の車高を変化させることができる場合、本発明によれば、伸縮式操舵アクチュエータを例えば上側ばね支持体と懸架装置支持体４との間又は操舵レバー１３とテークアップレバー１２（ブラケット１４）との間、若しくは懸架装置支持体４と操舵レバー１３との間に配置するよう選択することが可能である（なお、部材番号は、この場合、仏国特許出願第０４／０７８９７号明細書の部材番号であり、これについては、特に図１及び図３を参照されたい）。支持アーム（本明細書では部材番号８）は、仏国特許出願第０４／０７８９７号明細書の部材番号４が付けられた「懸架装置支持体」の機能と同一の機能を有している。
【００２７】
仏国特許出願第０４／０９９８６号明細書は、本発明の接地システムの懸架手段、トラクション手段及び制動手段の好ましい実施形態を詳細に記載している。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の接地システムの好ましい実施形態の斜視図である。
【図２】本発明の接地システムの好ましい実施形態の斜視図である。
【図３】本発明の接地システム用の伸縮式電気アクチュエータの好ましい実施形態の断面図である。
【図４】本発明の接地システム用の伸縮式電気アクチュエータの好ましい実施形態の断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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