(57)【要約】      （修正有）【課題】既知の車両を改良する。【解決手段】車両に関し、走行方向から見てシャーシを前側で移動可能に支持する２つの前輪を操舵するために、ステアリングコラム２６を回転軸２８周りに回転させるハンドル、及びステアリングコラム２６に固定されたエンコーダ３４と、回転軸２８上でエンコーダ３４から軸方向に離れた位置に配置された磁気センサ３６と、を有し、ステアリングコラム２６の回転軸２８を周回する回転角を計測する操舵角センサ３２を備え、エンコーダ３４は、磁気センサ３６に向けられた上面４８を有する第１の磁石３８と、第１の磁石３８の上面４８と反対側に取り付けられた第２の磁石４０とを有し、第１の磁石３８は、上面４８から少なくとも第２の磁石４０まで延びる凹部５０を有し、各磁石３８，４０は回転軸２８に直交して磁化され、磁化４２，４４について、第１の磁石３８と第２の磁石４０とは回転方向４６に互いにずれて設置される。【選択図】図３
2019131176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行方向（３）に移動可能なシャーシ（４）、
走行方向（３）から見て前記シャーシ（４）を後側で移動可能に支持する２つの後輪（６）、
走行方向（３）から見て前記シャーシ（４）を前側で移動可能に支持する２つの前輪（５）、
前記前輪（５）を操舵するために、ステアリングコラム（２６）を回転軸（２８）の周りに回転させるハンドル（７）、及び
前記ステアリングコラム（２６）に固定されたエンコーダ（３４）と、前記回転軸（２８）上で前記エンコーダ（３４）から軸方向にずらして（７２）配置された磁気センサ（３６）とを有し、前記ステアリングコラム（２６）の前記回転軸（２８）を周回する回転角（８）を計測する操舵角センサ（３２）
を備えた車両において、
前記エンコーダ（３４）は、前記磁気センサ（３６）に向けられた上面（４８）を有する第１の磁石（３８）と、前記第１の磁石（３８）の前記上面（４８）とは反対側に取り付けられた第２の磁石（４０）とを有し、前記第１の磁石（３８）は、前記上面（４８）から少なくとも前記第２の磁石（４０）まで延びる凹部（５０）を有し、各磁石（３８、４０）は前記回転軸（２８）に交差して磁化され、前記磁化（４２，４４）について、前記第１の磁石（３８）と前記第２の磁石（４０）とは回転方向（４６）に互いにずれている、
ことを特徴とする車両（２）。
【請求項２】
前記エンコーダ（３４）の前記第1及び第２の磁石（３８，４０）が円形形状を有する、請求項１に記載の車両（２）。
【請求項３】
前記凹部（５０）がスロットである、請求項１または２に記載の車両（２）。
【請求項４】
前記スロット（５０）がそれぞれ円弧状に形成された２つの長手方向端部（５２）を有する、請求項３に記載の車両（２）。
【請求項５】
前記長手方向端部（５２）の円弧が前記エンコーダ（３４）の外周に平行に形成される、請求項４に記載の車両（２）。
【請求項６】
前記エンコーダ（３４）が、円弧状の前記長手方向端部（５２）と前記エンコーダ（３４）の外周との間の長さ（５４）の９０％〜１１０％の厚さ（５６）を前記回転軸（２８）の方向に有する、請求項５に記載の車両（２）。
【請求項７】
前記スロット（５０）が、長手方向（５８）の長さ（６４）の７０％〜８５％の長さ（６６）を横方向（６０）に有する、請求項３〜６のいずれか１項に記載の車両（２）。
【請求項８】
前記スロット（５０）が、前記第1及び第２の磁石（３８，４０）の前記磁化（４２，４４）に対して垂直に配置される、請求項３〜７のいずれか１項に記載の車両（２）。
【請求項９】
前記磁気センサ（３６）が、前記エンコーダ（３４）から、前記回転軸（２８）に垂直な前記凹部（５０）の最小の長さ（６６）よりも小さく離れた位置（７２）に配置される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の車両（２）。
【請求項１０】
前記回転軸（２８）に垂直な前記磁気センサ（３６）の最大の長さ（７４）が、前記回転軸（２８）に垂直な前記凹部（５０）の最小の長さ（６６）よりも小さい、請求項１〜９のいずれか１項に記載の車両（２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の安全運転支援システム（safety assistance system、ＳＡＳ）に関し、特に、スロット付磁石を有する車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
当該車両は、以下の特許文献１などから既知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許発明第１９７０３９０３号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２０１１０８０７８９号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１０２００５００７３０７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、既知の車両を改良することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、次のような手段によって解決される。好適な実施形態は、従属請求項の主題である。
【０００６】
本発明の一態様によれば、本発明の車両は、走行方向に移動可能なシャーシと、走行方向から見て前記シャーシを後側で移動可能に支持する２つの後輪と、走行方向から見て前記シャーシを前側で移動可能に支持する２つの前輪と、前記前輪を操舵するためにステアリングコラムを回転軸周りに回転させるハンドルと、前記ステアリングコラムに固定されたエンコーダ、及び前記回転軸上で前記エンコーダから軸方向にずらした位置に配置された磁気センサを有し、前記ステアリングコラムの前記回転軸を周回する回転角を計測する操舵角センサと、を備えている。前記エンコーダは、前記磁気センサに向けられた上面を有する第１の磁石と、前記第１の磁石の前記上面とは反対側に取り付けられた第２の磁石と、を有し、前記第１の磁石は、前記上面から少なくとも前記第２の磁石まで延びる凹部を有し、各磁石は前記回転軸に交差して磁化され、前記磁化について、前記第１の磁石と前記第２の磁石とが回転方向に互いにずれている。
【０００７】
本発明に係る車両の一実施形態では、前記エンコーダの前記第1及び第２の磁石は円形形状を有する。
【０００８】
本発明に係る車両の他の実施形態では、前記凹部はスロットである。
【０００９】
本発明に係る車両の別の実施形態では、前記スロットはそれぞれ円弧状に形成された２つの長手方向端部を有する。
【００１０】
本発明に係る車両の更に別の実施形態では、前記長手方向端部の円弧は前記エンコーダの外周に平行に形成される。
【００１１】
本発明に係る車両の好ましい実施形態では、前記エンコーダは、前記円弧と前記エンコーダの外周との間の長さの９０％〜１１０％、好ましくは９５％〜１０５％、最も好ましくは９９％〜１０１％の厚さを前記回転軸の方向に有する。
【００１２】
本発明に係る車両の追加の実施形態では、前記スロットは、長手方向の長さの７０％〜８５％、好ましくは７５％〜８０％、最も好ましくは７６％〜７８％の長さを横方向に有する。
【００１３】
本発明に係る車両の他の追加の実施形態では、前記スロットは前記第１及び第２の磁石の前記磁化に対して垂直に配置される。
【００１４】
本発明に係る車両の別の実施形態では、前記磁気センサは、前記エンコーダから、前記回転軸に垂直な前記凹部の最小の長さよりも小さく離れた位置に配置される。
【００１５】
本発明に係る車両の更に別の実施形態では、前記回転軸に垂直な前記磁気センサの最大の長さは、前記回転軸に垂直な前記凹部の最小の長さよりも小さい。
【００１６】
本発明に係る車両の追加の実施形態では、前記凹部は前記エンコーダを貫通する貫通孔である。
【００１７】
本発明の上記の特性、特徴及び利点、並びにそれらの達成方法は、以下の図面を参照しながら詳細に説明する実施形態の記載から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】走行ダイナミック制御を備えた自動車の原理図である。
【図２】図１の自動車の原理図を斜視図で示したものである。
【図３】図１及び図２の自動車内の操舵角センサの原理図を斜視図で示したものである。
【図４ａ】図３の操舵角センサの断面図である。
【図４ｂ】図３の操舵角センサの底面図である。
【００１９】
図面において、同一の技術的要素には同一の符号を付し、反復説明は行わない。図は単に概略的なものであり、特に実際の幾何学的寸法は開示していない。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１を参照すると、基本的に既知の走行ダイナミック制御を備えた車両２の概略図を示す。この走行ダイナミック制御の詳細は、上掲の特許文献３から得ることができる。
【００２１】
車両２は、走行方向３に移動可能であり、２つの前輪５と２つの後輪６により走行方向３に移動可能に支持されたシャーシ４を備えている。各車輪５，６は、図示されていない道路上での車両の移動を減速させるためにシャーシ４に固定されたブレーキ１１を介して減速可能である。
【００２２】
車両２の移動中の走行方向３は、図１に象徴的に示されるハンドル７を操舵角８に位置決めすることで、車両２の運転者によって制御され得る。ハンドル７自体は、操舵角８に基づいてステアリングギヤ９を制御する。ステアリングギヤ９は、操舵角８に基づいて前輪５の車輪角１０を調整する。車両２は、操舵角８の時間変化に基づいて、車両の運転者によって決められる道路上の軌跡を走行する。
【００２３】
車両２の移動中、車輪５，６が路面と接触せず、運転者によって決められた軌跡からずれることは、当業者に基本的に知られている態様で起こり得る。このような状況を防止するため、車両２には、前述した車両ダイナミック制御が設けられている。
【００２４】
車両ダイナミック制御は、各車輪５，６にあるブレーキ１１および車輪速度センサ１２を含む。車輪速度センサ１２は、各車輪の車輪速度１３を測定し、コントローラ１４に送信する。コントローラ１４はさらに慣性センサ１８から車両２のギヤ比等慣性データ１６を受信し、これらのデータに基づいて、測定された走行方向を計算する。そして、コントローラ１４は、測定された走行方向が運転者によって決められた操舵角８に該当するか否かを判断する。偏差がある場合、コントローラ１４は制御信号２０をアクチュエータ２２に出力し、アクチュエータ２２は適切なアクチュエータ信号２４でブレーキ１１を個別に制御して車両の走行方向３を補正する。
【００２５】
以下、図２を参照して、車両２の操舵機構を概略的に説明する。以下の説明を必要以上に複雑にしないために、アクティブ・ステアリング要素等多くの技術的要素は省略されている。ステアリング機構を理解するための詳細は、上掲の特許文献３等から得ることができる。
【００２６】
運転者がハンドル７を操舵角８に位置決めする場合、ハンドル７は、ステアリングコラム２６を回転軸２８の回りに回転させ、ステアリングコラム２６自体がステアリングロッド３０を動かして前輪を回転させる。すなわち、ステアリングコラム２６の回転軸２８を周回する回転角が操舵角８に相当する。従って、ステアリングコラム２６の回転角を計測すれば、ハンドル７の操舵角８が分かる。
【００２７】
本実施形態では、ステアリングコラム２６のハンドル７とは反対側の軸方向端部に操舵角センサ３２が取り付けられている。この操舵角センサ３２は、ステアリングコラム２６の回転角および操舵角８を計測する。
【００２８】
この操舵角センサ３２の詳細について、図３〜図４ｂを参照してより詳細に説明する。
【００２９】
操舵角センサ３２は、ステアリングコラム２６に固定されたエンコーダ３４と、車両２のシャーシ４に固定された磁気センサ３６とを備える。車両２内へのこれらの構成要素の固定は、図３〜図４ｂにおいて矢印で示されている。
【００３０】
エンコーダ３４は、第１の磁石３８および第２の磁石４０を備える。両磁石３８，４０は、回転軸に垂直な方向に磁化された円形ディスクとして形成されている。磁石３８，４０のそれぞれの一方のディスク半部はＮ極４２、他方のディスク半部はＳ極４４とされる。両磁石３８，４０は互いに積み重ねられ、回転軸２８に整列している。磁石３８，４０の一方のＮ極４２は、両磁石３８，４０が回転軸２８を周回する回転方向４６にずれるように、他方の磁石４０，３８のＳ極４４上に配置され、逆も同様である。
【００３１】
２つの分離した磁石３８，４０から構成されたエンコーダ３４に関する説明は、エンコーダ３４の構造を包括的に説明するためのものに過ぎない。エンコーダ３４は、Ｎ極４２とＳ極４４が適切な磁化方法で磁化される磁化可能な単体であってもよい。
【００３２】
第１の磁石３８は、磁気センサ３６に向けられた上面４８を有する。第１の磁石３８の上面４８は、図４ｂの視点からは見えない。第２の磁石４０は、第１の磁石３８の上面４８とは反対側に取り付けられている。
【００３３】
回転軸２８から見ると、エンコーダ３４の少なくとも第１の磁石３８には貫通孔５０が形成されている。この貫通孔５０は、本実施形態ではエンコーダ３４全体を貫通した貫通孔５０として形成されている。
【００３４】
貫通孔５０は、本実施形態では、円弧状に形成された２つの長手方向端部５２を有するスロットとして形成されている。ここで、円弧状の長手方向端部５２は、エンコーダ３４の外周から円弧までの円弧距離５４がこの領域で一定に保たれるように、エンコーダ３４の外周に平行になっている。エンコーダ３４は、円弧距離５４の間の長さの９０％〜１１０、好ましくは９５％〜１０５％、最も好ましくは９９％〜１０１％の厚さ５６を回転軸２８の方向に有する。
【００３５】
スロット状の貫通孔５０は、長手方向端部５２が互いに対向するように長手方向５８に延びている。スロット状の貫通孔５０はさらに、長手方向５８に対して垂直で、かつ回転軸２８に対して垂直である横方向６０に延びている。横方向６０において、スロット状の貫通孔５０は、長手方向５８の長手方向長さ６４の７０％〜８５％、好ましくは７５％〜８０％、最も好ましくは７６％〜７８％の横方向長さ６６を有する。この場合、長手方向長さ６４は、回転軸に垂直なエンコーダ３４の直径６８よりも大きくすることができる。
【００３６】
スロット状の貫通孔５０は、磁石３８，４０の磁化に対して垂直に配置される。すなわち、スロット状の貫通孔５０は、Ｎ極４２とＳ極４４とを隔てる分離線７０に沿って配置される。
【００３７】
磁気センサ３６は、エンコーダ３４から軸方向に距離７２だけ離れた位置に配置される。この軸方向の距離７２は、回転軸２８に垂直なスロット状の貫通孔５０の最小の長さよりも小さい。本実施形態では、この最小の長さは、横方向長さ６６となる。
【００３８】
最後に、磁気センサ３６は、磁気センサの最大の長さを有する。本実施形態では、磁気センサ３６が円形であるので、磁気センサの最大の長さはセンサ直径７４である。このセンサ直径は、回転軸２８に垂直なスロット状の貫通孔５０の最小の長さ、すなわち、本実施形態において横方向の長さ６６よりも小さい。
【符号の説明】
【００３９】
２…車両
３…走行方向
４…シャーシ
５…前輪
６…後輪
７…ハンドル
２６…ステアリングコラム
２８…回転軸
３２…操舵角センサ
３４…エンコーダ
３６…磁気センサ
３８…第１の磁石
４０…第２の磁石
４６…回転方向
４８…第１の磁石の上面
５０…凹部（スロット）
【図１】
2019131176.tif 000003
【図２】
2019131176.tif 000004
【図３】
2019131176.tif 000005
【図４ａ】
2019131176.tif 000006
【図４ｂ】
2019131176.tif 000007