(57)【要約】  特に自動車用の舵取り装置が、ステアリングホイールアクチュエータ（２）と結合されたステアリングハンドル（１）を有する。ステアリングホイールアクチュエータ（２）が差動伝達機構（１１）と対応し、この差動伝達機構が、ラック（１５）に結合された少なくとも１つのギヤ段（１３）を駆動するための少なくとも１つのサーボモータ（１２）を有する。ラックの動きを油圧で支援するために油圧装置（７）が設けられており、この油圧装置が舵取り弁（６）を有し、この舵取り弁が差動伝達機構（１１）によって操作可能である。制動可能なクラッチ（４）を閉じることによって舵取りハンドル（１）も舵取り弁（６）と結合可能である。
2005512892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に自動車用の舵取り装置であって、ステアリングホイールアクチュエータ（２）と結合された舵取りハンドル（１）を有し、ステアリングホイールアクチュエータ（２）が差動伝達機構（１１）と対応し、この差動伝達機構が、ラック（１５）と結合された少なくとも１つのギヤ段（１３）を駆動するための少なくとも１つのサーボモータ（１２）を有し、ラックの動きを油圧で支援するために油圧装置（７）が設けられており、この油圧装置が舵取り弁（６）を有し、この舵取り弁が差動伝達機構（１１）によって操作可能であり、制動可能なクラッチ（４）を閉じることによって舵取りハンドル（１）も舵取り弁（６）と結合可能となった舵取り装置。
【請求項２】
クラッチ（４）を閉じると舵取りハンドル（１）が舵取り伝達系（３）を介して舵取り弁（６）と直接結合されていることを特徴とする、請求項１に記載の舵取り装置。
【請求項３】
クラッチ（４）がハウジング（５）に対して制動可能であることを特徴とする、請求項１または２に記載の舵取り装置。
【請求項４】
クラッチ（４）が、舵取り伝達系（３）を分離するためのクラッチ・ブレーキ組合せ体として構成されていることを特徴とする、請求項２または３に記載の舵取り装置。
【請求項５】
ステアリングホイールアクチュエータ（２）が直接に舵取りハンドル（１）付近で舵取り伝達系（３）の表面もしくは内部に配置されていることを特徴とする、請求項２、３または４に記載の舵取り装置。
【請求項６】
ステアリングホイールアクチュエータ（２）が、舵取りハンドル（１）に舵取りモーメントを発生するための電動機を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の舵取り装置。
【請求項７】
車両エンジンのオフ状態のときクラッチ（４）が閉じられていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の舵取り装置。
【請求項８】
非常作動機能のときクラッチ（４）が閉じられていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の舵取り装置。
【請求項９】
クラッチ（４）が閉じているときステアリングホイールアクチュエータ（２）は受動的、サーボモータ（１２）は能動的であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の舵取り装置。
【請求項１０】
クラッチ（４）が閉じているときステアリングホイールアクチュエータ（２）とサーボモータ（１２）は受動的であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の舵取り装置。
【請求項１１】
特に自動車用の舵取り装置であって、ステアリングホイールアクチュエータ（２）と結合された舵取りハンドルを有し、ステアリングホイールアクチュエータ（２）が差動伝達機構（１１）と対応し、この差動伝達機構が、ラック（１５）に結合された少なくとも１つのギヤ段（１３）を駆動するための少なくとも１つのサーボモータ（１２）を有し、ラックの動きを電気的に支援するためにパワーステアリングモータ（１７）が設けられており、このモータがセンサ（１６）と接続されており、このセンサが差動伝達機構（１１）によって操作可能であり、制動可能なクラッチ（４）を閉じることによって舵取りハンドル（１）も差動伝達機構と結合可能となった舵取り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に自動車用舵取り装置であって、ステアリングホイールアクチュエータと結合された舵取りハンドルを有するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
実用から知られている舵取り装置では舵取り運動がステアリングホイールから舵取り弁に、そして次に差動伝達機構へと伝達される。差動伝達機構はピニオンを介してラックと結合されている。舵取り弁は油圧装置の一部を成し、シリンダへの圧媒流を制御し、これによりラックの運動が油圧で支援される。こうしてステアリングホイールの回転運動は油圧で支援されてピニオンによってラックの軸線方向運動に変換される。ラックのこの軸線方向運動はタイロッドによってホイール舵取りレバーに伝達される。差動伝達機構および舵取り弁の操作はステアリングホイールと結合された舵取り伝達系によって行われる。制御された電動機によって重なり合って舵取り係合するための作動器をステアリングホイールと舵取り歯車装置との間に配置した車両用舵取り装置が独国特許公報ＤＥ１９８２７８６９Ａ１により公知である。
【０００３】
実用から知られている他の舵取り装置はいわゆるパワーステアリングもしくはステア・バイ・ワイヤ・ステアリングである。これらの舵取り装置ではステアリングホイールを舵取り歯車装置から分離するクラッチが設けられている。運転者もしくはステアリングホイールから設定される舵取り要求がステアリングホイールアクチュエータによって把握されて調整装置に伝達され、この調整装置はサーボモータと伝動装置とによって油圧装置の舵取り弁を適宜に調整する。弁領域内でピニオンが支承されており、このピニオンはラックの歯にかみ合う。舵取り弁もしくは油圧装置は調整装置とラックもしくはピニオンとの間に配置されている。それとともに調整装置は舵取り歯車装置に向き合うクラッチ末端に直接配置されている。これは不可欠である。というのも、舵取り弁を変位させることができるように、調整装置の制御パルスに対する反力が舵取り弁によって加えられねばならないからである。この反力は舵取り弁もしくは油圧装置が結合されているラックもしくはピニオンによって発生される。
【０００４】
不利なことにクラッチを閉じるとき調整装置もしくはギヤ段によってトルク変動が現れ、このトルク変動はステアリングホイールにも舵取り弁にも駆動に関して否定的に影響することがある。ステアリングホイールに作用するトルク変動は運転者が不快と感じ、乗り心地を損なう。
【０００５】
従来公知のステア・バイ・ワイヤ・システムではクラッチを閉じると舵取り弁と平行に弁アクチュエータはギヤ段を介してステアリングホイールの方から一緒に駆動される。これは弁駆動に否定的に影響する。
【０００６】
従来公知の舵取り装置ではステア・バイ・ワイヤ・コンセプトの場合差動伝達機構の付加的で無制限な利用は可能でない。さらに、単に油圧パワーステアリングの無制限な利用も可能でない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明の課題は、技術の現状の前記欠点を取り除き、設計上簡単に製造可能、追加装備可能、かつ十分にモジュール原理によって実現できる有利な、単純かつ安価な舵取り装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題が本発明によれば請求項１の特徴によって解決される。この課題は請求項１１の特徴によっても解決される。
【０００９】
本発明に係る舵取り装置は有利なことに既存の舵取り装置と組合せることができ、もしくは他の構成要素との追加装備を可能とする。ステアリングハンドルを舵取り歯車装置から分離するクラッチが制動可能であることによって、調整装置はステアリングホイールアクチュエータによって設定されたパルスに従って舵取り弁を適宜に操作することができる。調整装置が舵取り弁を変位させることができるようにするのに不可欠な負荷モーメントは単純かつ有利なことに、制動されたクラッチから加えられる。ステアリングホイールと舵取り歯車装置との分離後もしくは分離過程中のクラッチの制動は障害パルスの発生をも妨げる。
【００１０】
本発明に係る舵取り装置は有利なことにモジュール原理でシリーズ生産部品を使って構成することができる。というのも、簡単な１実施形態において舵取り装置は設計がほぼ同一であり、ステア・バイ・ワイヤ・コンセプト用に不可欠な要素なしに実現できるからである。それとともにモジュール構造様式は差動伝達機構を有する舵取り装置用とステア・バイ・ワイヤ・舵取り装置用に同一部品の利用を可能とする。
【００１１】
従来公知のステア・バイ・ワイヤ・コンセプトに比べてさまざまな変更態様が無制限に利用可能である。すなわち、その都度の走行状況にとって最適な走行モードを作動させることができる。従来公知のステア・バイ・ワイヤ・コンセプトに比べて付加的に差動伝達機構でのステアリングが無制限に可能である。舵取り装置はこのため、クラッチが閉じられ、ステアリングホイールアクチュエータが受動、差動伝達機構が能動となるように接続することができる。技術の現状から知られているステア・バイ・ワイヤ・コンセプトとは異なり、付加的に「油圧パワーステアリング」モードが無制限に利用可能である。このため舵取り装置は、クラッチが閉じるとステアリングホイールアクチュエータと差動伝達機構が受動となるように接続される。
【００１２】
有利にはさまざまな変更態様によって、個々の部材の故障時に確実な非常舵取り装置を実現することができる。
【００１３】
クラッチを閉じて舵取りハンドルが舵取り伝達系を介して舵取り弁と直接結合されていると有利である。
【００１４】
技術の現状から知られている舵取り装置とは異なり、舵取りハンドルと舵取り弁との直接的結合は舵取り弁の円滑な開閉を可能とし、障害となるパルスまたはトルク変動が舵取り歯車装置から舵取りハンドルもしくは運転者に伝達されるのを防止する。有利には本発明に係る舵取り装置によって弁駆動は直接に舵取りハンドルの方から、差動伝達機構を介装することなく可能である。
【００１５】
本発明によればさらに、車両エンジンがオフ状態のときクラッチが閉じているようにすることができる。
【００１６】
有利なことにクラッチを閉じることによって舵取りハンドルの空転が防止される。クラッチが開いていると舵取りハンドルは電動機が操作されないとき、すなわち車両エンジンがオフであるとき、抵抗なしに回転可能であろう。
【００１７】
非常舵取り機能のときクラッチが閉じていると有利である。
【００１８】
差動伝達機構の故障時または油圧装置の故障時、クラッチを閉じることによって舵取り装置の継続運転は古典的ラック油圧ステアリングにおけるように可能である。
【００１９】
サーボモータが非常舵取り機能を実現できるように構成されると、システム全体の信頼性もしくは冗長性が高まる。その際、サーボモータが車両を制御下に停止させるように設計されていれば十分であろう。サーボモータが安価に製造可能であるように、停止状態での車両ホイールの転向は設けておいてはならない。
【００２０】
本発明の有利な諸展開、諸構成はその他の従属請求項と図面を基に以下で原理的に示す実施例とから明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
自動車用舵取り装置とこのために不可欠な構成要素は基本的に既に久しく知られており、もしくは公知のステア・バイ・ワイヤ・コンセプトおよび公知の差動伝達機構から明らかとなる。それゆえに以下では本発明にとって重要な特徴にのみ詳しく言及する。
【００２２】
図１と図２による本発明に係る舵取り装置はステアリングホイールアクチュエータ２を操作するためのステアリングホイール１を有する。ステアリングホイールアクチュエータ２は設定された舵取り角を把握するための公知装置を有することができる。さらにステアリングホイールアクチュエータ２は図示しない仕方で電動機を備えておくことができ、この電動機は舵取りモーメントを発生してこれをステアリングホイール１に、従って運転者に伝達する。これにより運転者は、従来の舵取り装置からなじみのある走行感覚を受け取ることになる。
【００２３】
ステアリングホイールアクチュエータ２はステアリングホイール１として構成される舵取りハンドルの直接的背後で舵取り伝達系３の表面もしくは内部に配置されている。ステアリングホイールアクチュエータ２のステアリングホイール１から離れた方の側で舵取り伝達系３にクラッチ４が取付けられている。クラッチ４は舵取り伝達系３を分離するためのクラッチ・ブレーキ組合せ体として構成されている。図示実施例においてクラッチ側４は詳しくは図示しないハウジング５に対して制動される。
【００２４】
舵取りハンドル１はクラッチ４が閉じているとき油圧装置７の舵取り弁６（図１）もしくは舵取りモーメントセンサ１６（図２）と直接結合されている。
【００２５】
油圧装置７は周知の如くにポンプ８とシリンダ９とピストン１０とを有する。シリンダ９の動作室は周知の如くにポンプ８から作動油を供給される。油圧装置７の構造は基本的に公知の構造様式および機能のものであり、以下ではその点に詳しくは言及しない。
【００２６】
図１と図２から明らかとなるように、本発明に係る舵取り装置は両方の構成において差動伝達機構１１を有する。差動伝達機構１１は少なくとも１つのサーボモータ１２と１つのギヤ段１３とを有する。ギヤ段１３によってピニオン１４がラック１５とかみ合い、このラック上に周知の如くにピストン１０が固着されている。
【００２７】
サーボモータ１２は詳しくは図示しない制御装置によってステアリングホイールアクチュエータ２と対応する。ステアリングホイールアクチュエータ２によって設定された値に従ってサーボモータ１２がギヤ段１３、従って舵取り弁６（図１）もしくは舵取りモーメントセンサ１６（図２）を操作する。図示しない車両ホイールの転向を最終的に生じるラック１５の軸線方向運動は一方でピニオン１４によって、他方で油圧装置７（図１）もしくは舵取りモーメントセンサ１６に接続されたパワーステアリングモータ１７（図２）によって加えられる。差動伝達機構１１による油圧装置７の舵取り弁６もしくは舵取りモーメントセンサ１６の操作は簡単に可能である。というのも、転向に不可欠な負荷トルクはハウジング５で制動されたクラッチ側４によって加えられるからである。
【００２８】
パワーステアリングモータ１７は知られていない仕方で、図２からわかるように、ギヤ段１３とピニオン１４との間でかみ合う歯車を備えている。差動伝達機構１１によって有利なことに変速比は高めまたは下げることができる。それとともに、車両の低速走行時または停止時、例えばステアリングホイールの半回転または１回転で総行程を行うことが可能である。速度が高まると変速比は相応に下げることができ、こうして快適な舵取りが可能であり、ごく僅かな舵取り運動で既に不安定な車両状態が現れることはない。回転運動が再モデリング(ummodeliert)されるこのようなオーバラップステアリングの原理は基本的に既に知られており、それゆえにこれに関連した設計実施には詳しくは言及しない。
【００２９】
公知のステア・バイ・ワイヤ・コンセプトとは異なり、付加的にさまざまな調整もしくは変更態様が利用可能である。その都度の走行状況に依存して例えば、クラッチ４が閉じ、ステアリングホイールアクチュエータ２が受動的となるようにすることができる。その際、差動伝達機構１１は能動としておくことができ、そのことから帰結する諸利点は完全に利用することができる。他の構成において、既存部材を変更する必要なしに、舵取り装置はモジュール状に構成し、基本モデルがステア・バイ・ワイヤ・コンセプトを予定するのでなくこれを装備変種として補充できるようにすることもできる。このために必要なのは舵取り伝達系３を分離し、制動可能なクラッチ４を配置することだけである。
【００３０】
他の走行モードにおいて、クラッチ４を閉じているときステアリングホイールアクチュエータ２と差動伝達機構１１が受動であるように予定することもできる。このモードのとき本発明に係る舵取り装置は「油圧パワーステアリング」もしくは「電気パワーステアリング」として制約無く利用することができる。
【００３１】
ステア・バイ・ワイヤ・モードで走行するために、有利には車両点火装置の始動時に舵取り伝達系３はクラッチ４によって分離することができ、その際、ステアリングホイール１から離れた方のクラッチ側４ａはハウジング５に対して制動される。従来の差動伝達機構１１よりも性能の高いサーボモータ１２が舵取り過程を引き受ける。サーボモータはステアリングホイールアクチュエータ２によって図示しない制御装置を介して駆動もしくは制御される。運転者に対してステアリングホイールアクチュエータ２によって発生される舵取りモーメントは自由にプログラミング可能としておくことができる。
【００３２】
クラッチ半片４ａが制動されていると、サーボモータ１２は非常舵取り機能を引き受けることができる。
【００３３】
図示してはいないが、クラッチ４がステアリングホイール１もしくはステアリングの端止めで閉じ、部材の破損もしくは過負荷が避けられるように予定することができる。それとともに、本来なら手間をかけて捕捉されねばならないような過度に高いモーメントが間違って導入されることが簡単に避けられる。
【００３４】
本発明に係る舵取り装置は、図１と図２に示すように油圧支援式または電気支援式の両方のパワーステアリング装置に利用することができる。有利な諸構成および特徴は両方のシステムに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る油圧支援式舵取り装置の略図である。
【図２】本発明に係る電気支援式舵取り装置の略図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  ステアリングハンドル
２  ステアリングホイールアクチュエータ
３  舵取り伝達系
４  クラッチ
４ａ  クラッチ側
５  ハウジング
６  舵取り弁
７  油圧装置
８  ポンプ
９  シリンダ
１０  ピストン
１１  差動伝達機構
１２  サーボモータ
１３  ギヤ段
１４  ピニオン
１５  ラック
１６  舵取りモーメントセンサ
１７  パワーステアリングモータ
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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2005512892.tif 000009
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