(57)【要約】  運動学的アセンブリに加えられるトルクを測定する装置であって、前記運動学的アセンブリの第１要素の角度位置Ａ１を表す信号を提供することができる検出手段と、前記運動学的アセンブリの第２要素の角度位置Ａ２を表す信号を提供することができる検出手段と、補正値Ｃを記憶するためのメモリ１５ａと、補正値Ｃを一方の角度位置Ａ１またはＡ２に適用するための手段を備えた処理ユニット１５とを有し、前記運動学的アセンブリに加えられるトルクがゼロのときにＣ＝Ａ２−Ａ１であることを特徴とする装置。
2008538415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御軸を有する運動学的アセンブリに加えられるトルクを測定する装置であって、前記装置が、前記運動学的アセンブリの第１要素の角度位置Ａ１を表す信号を提供することができる検出手段と、前記運動学的アセンブリの第２要素の角度位置Ａ２を表す信号を提供することができる検出手段とを有し、前記検出手段の一方が、エンコーダと、補正値Ｃを記憶するためのメモリ（１５ａ）と、補正値Ｃを一方の角度位置Ａ１またはＡ２に適用するための手段を備えた処理ユニット（１５）とを有し、前記運動学的アセンブリに加えられるトルクがゼロのときにＣ＝Ａ２−Ａ１であることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記検出手段が、この検出手段から離間したトーションバーをさらに含んでいるステアリングコラムに装着されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
検出手段が前記運動学的アセンブリの操舵要素に装着され、前記操舵要素の角度位置が車輪の操舵角を表すことを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記操舵要素が、ラックピニオンの駆動軸であることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記操舵要素が、ステアリングモータ（１４）の回転部材であることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記検出手段が、トーションバー（３）の対向する端部の先に装着されたエンコーダを有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記検出手段が、絶対角度位置センサを有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
少なくとも１つの検出手段が、回転カウンタを有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記検出手段が、磁気感受性センサおよび多極磁気エンコーダを有することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
少なくとも１つの検出手段が、転がり軸受のレースに装着されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
制御軸を有する運動学的アセンブリに加えられるトルクを測定する方法であって、前記運動学的アセンブリの第１要素の角度位置Ａ１を第１検出測定手段で測定し、前記運動学的アセンブリの第２要素の角度位置Ａ２を第２検出測定手段で測定し、その際、前記要素の一方はシャフトであり、補正値Ｃを一方の角度位置Ａ１またはＡ２に適用し、前記運動学的アセンブリに加えられるトルクがゼロのときにＣ＝Ａ２−Ａ１であることを特徴とする方法。
【請求項１２】
ゼロまたは微小トルクでの運動学的アセンブリの作動中に２つの検出測定手段を相対的に較正することにより補正値Ｃを確定して、記録することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
計器付き転がり軸受を検出測定手段として用いることを特徴とする請求項１１または１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運動学的アセンブリ、特に、例えば自動車の操舵制御装置に加えられるトルクの測定分野に関する。
本発明は、自動車で使用されるパワーステアリング装置に関係し得る。
【背景技術】
【０００２】
パワーステアリング装置において、車のステアリングホイールと操舵可能な車輪との間にある機械的リンク機構は、運転者によって作動され得るステアリングホイールと、ステアリングホイールの角運動をトーションシャフトに伝達するステアリングコラムシャフトと、ステアリングコラムシャフトの角運動を、場合によってはリンクロッドを介して、車輪の向きを作動させるラックアンドピニオンシステムに伝達するトーションバーと、トーションバーに結合されたトルクセンサとを有する。トーションバーは、運転者がステアリングホイールに加えたトルクに比例する角度だけねじり変形し、またこの角度のねじり変形がセンサで検知できるほど十分大きくなるような寸法を有する。
【０００３】
運転者によってステアリングホイールシャフトに加えられたトルクの測定値は、パワーステアリングシステムの重要なパラメータである。何故ならば、操舵補助の開始は特に、このトルクに依存するからである。加えられたトルクを表す、センサによって発信された信号が操舵補助コンピュータに送信されると、前記コンピュータは、操舵補助機構、例えば電気サーボ式ステアリングシステムの場合は電気モータにその場限りの命令を出すことができる。
【０００４】
電気補助モータは、ステアリングコラムシャフトの延長上に位置して、このステアリングコラムシャフトに１つ以上のユニバーサルジョイントによって接続されたコラムシャフトまたは中間軸に結合することができる。モータは、ラックピニオン領域のステアリングコラムに結合することもできる。最後に、モータをラックに結合して、ラックに結合された機械部材を介してこのラックを直接作動させることができる。この点に関しては、特許文献１を参照されたい。
【０００５】
従来の装置では、トーションバーの両端間のねじれによる回転角度のずれを測定し、そのずれからトルクを導出するためのセンサおよびエンコーダディスクが、トーションシャフトの両端部に備わっている。特許文献２または特許文献３を参照。
【０００６】
しかしながら、上記装置では、トーションバーの構造に特別に適合させるために、コストのかかる特定要素を使用する必要がある。さらに、トルク値を付与する信号の精度は、使用するセンサの精度と直結している。
【０００７】
特許文献４は、被験体と、被験体に装着された２つのパルス発生器と、２つのアナログ式磁気センサとを有する、ステアリングコラムのアナログ式トルク測定装置を記載している。この装置は嵩張り、コストがかかる。
【特許文献１】欧州特許公開第１２９８７８４号
【特許文献２】フランス特許公開第２７３８３３９号
【特許文献３】フランス特許公開第２８２１９３１号
【特許文献４】欧州特許公開第１２３９２７４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記欠点を克服するために本発明を提案する。
本発明の目的は特に、経済的な部品を用いて特に精度の高いトルク測定を行うことである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
制御軸を有する運動学的アセンブリに加えられるトルクを測定する装置は、前記運動学的アセンブリの第１要素の角度位置を表す信号を提供することができる検出手段と、前記運動学的アセンブリの第２要素の角度位置を表す信号を提供することができる検出手段とを有し、前記検出手段の一方が、エンコーダと、補正値を記憶するためのメモリと、補正値を前記運動学的アセンブリの前記第１要素または第２要素の角度位置に適用するための手段を備えた処理ユニットとを有し、前記運動学的アセンブリに加えられるトルクがゼロのときに、補正値が、第２要素の角度位置と第１要素の角度位置との差に等しいことを特徴とする。従って、生産工場からの車両搬出時に行われる車両試験の際に、さらにはその後行われる車両の保守作業時に極めて簡単に補正値を較正することが可能である。検出手段は、空間の必要性の影響を最小限にしつつ、容易に収容できる場所に配置することができる。
【００１０】
制御軸は、ステアリングコラムシャフトであってもよい。
【００１１】
検出手段は、デジタル出力信号タイプであってもよい。出力信号を分析して、単一の固定ゲインではなく、複数の点を含む補正テーブルに情報を提供することができる。検出手段の出力信号は、処理ユニットが、メモリに記憶された補正テーブルによって補正可能とする重要な直線性の欠陥を示すことができる。このようにして、高精度にもかかわらず、機械的に単純な測定装置が利用可能になる。
【００１２】
好適には、少なくとも１つの検出手段が、運動学的アセンブリのステアリングコラムに装着されている。運動学的アセンブリは、検出手段から離間したトーションバーを含んでいてもよい。
【００１３】
一実施形態において、検出手段が運動学的アセンブリの操舵要素に装着されており、この操舵要素の角度位置は、車輪、特に前輪の操舵角を表す。運動学的アセンブリは、車両に装着するために使用してもよい。操舵要素は、制御軸であってもよいし、ラックピニオンの駆動軸であってもよいし、操舵モータの回転部材、例えばシャフトまたはロータであってもよい。前記検出手段が運動学的アセンブリの操舵要素に装着され、この操舵要素の角度位置が車輪の操舵角を直接または直線的に表すことが好ましい。検出手段は、トーションバーの対向する端部に装着されたエンコーダを有し得る。
【００１４】
一実施形態において、検出手段は、トーションバーから離間して配置される。
【００１５】
一実施形態において、検出手段は、トーションバーの対向する端部の先に装着されたエンコーダを有する。
【００１６】
好適には、検出手段は絶対角度位置センサを有する。
本発明の一実施形態において、少なくとも１つの検出手段が回転カウンタを有する。
【００１７】
一実施形態において、検出手段は、磁気感受性センサおよび多極磁気エンコーダを有する。センサは、ホール効果セルを備えることができる。エンコーダは、磁化したプラストフェライト（ｐｌａｓｔｏ-ｆｅｒｒｉｔｅ）またはエラストフェライト（ｅｌａｓｔｏ-ｆｅｒｒｉｔｅ）製リングを含むことができる。
【００１８】
一実施形態において、少なくとも１つの検出手段は、転がり軸受のレースに装着される。
【００１９】
一実施形態において、検出手段は、回転しない転がり軸受レースに装着されたセンサと、回転する転がり軸受レースに装着されたエンコーダとを有することができる。従って、回転要素支持および角度位置検出の両方の機能を有する計器付き転がり軸受を使用することができる。
【００２０】
制御軸を有する運動学的アセンブリに加えられるトルクを測定する方法は、
−前記運動学的アセンブリの第１要素の角度位置を第１検出測定手段で測定する工程と、
−前記運動学的アセンブリの第２要素の角度位置を第２検出測定手段で測定する工程（ここで前記要素の一方はシャフトであり、第２検出手段は前記シャフトに装着されたエンコーダを有する）と、
−補正値を、機械アセンブリの第１または第２要素の角度位置に適用する工程と、を有する。
【００２１】
補正値は、運動学的アセンブリに加えられるトルクがゼロのときの、機械アセンブリの第２要素の角度位置と、機械アセンブリの第１要素の角度位置との差に等しい。
【００２２】
一実施形態において、補正値は、ゼロまたは微小トルクでの運動学的アセンブリの作動中に２つの検出測定手段を相対的に較正することにより確定され、記録される。計器付き転がり軸受を検出測定手段として使用することができる。
【００２３】
好適には、運動学的アセンブリの第１要素および第２要素の角度位置は、絶対角度位置である。従って、ステアリングコラムの絶対角度位置およびトーションバーのねじれ、ならびに場合によっては２つの検出アセンブリ間に配置された全ての要素のねじれの合計を、本質的に各検出アセンブリの測定解像度および繰り返し性に依存する精度でもって知ることができる。
【００２４】
本発明は、トーションバーを有するステアリングシステムに適用してもよいし、トーションバーのないステアリングシステムに適用してもよい。計器付き転がり軸受または検出アセンブリを運動リンク機構の両端に設ける、即ち一方を車輪にできるだけ近接して、他方をステアリングホイールにできるだけ近接して設置するだけでよい。測定されるトルクは、ステアリングシステムの全ての運動部材のトルクであり、目標値、即ちステアリングホイールの角度位置と、車輪の操向位置との差を示す。
【００２５】
検出アセンブリまたは計器付き転がり軸受によって与えられる絶対位置情報を、ステアリングホイールの角度位置と関連する他のシステム、例えば車の進路制御システムのために使用することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明により、車輪をステアリングホイールに接続する機械的ステアリングリンク機構の多くの箇所に統合できる検出アセンブリの使用が可能となる。絶対角変位値を検出するための検出アセンブリは従来の計器付き転がり軸受に統合することができ、個々に過剰なまでの精度を必要とはせず、個々の精度レベルに起因する測定誤差は、一方の検出アセンブリについて、他方の検出アセンブリに対し記憶された較正により補正される。従って、本発明では、コンパクトで、信頼性があり、ステアリング機構に配置しやすい装置を最小限のコストで得ることが可能になる。
【００２７】
非限定的な例として記載し、添付図面に示す幾つかの実施形態の詳細な説明を読めば、本発明がさらによく理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１から分かるように、ステアリングシステムは、車の運転者によって操作され得るステアリングホイール１と、ステアリングホイール１を支持し、ステアリングホイール１に回転可能に連結されたステアリングシャフト２と、ステアリングシャフト２に回転可能に連結され、ステアリングシャフト２の、ステアリングホイール１とは反対側の延長上にあるトーションバー３と、トーションバー３に回転可能に連結され、ラック機構５に係合するピニオン機構４とを有する。ステアリングシャフト２の軸に実質的に垂直なラック機構５は２つの制御バー６および７を有し、その自由端部は、ボールジョイントによってリンクロッド８、９に接続されている。リンクロッド８、９のバー６、７とは反対側の端部は、他のボールジョイントによって、車の操舵を受ける車輪１２、１３、例えば前輪のハブ１０、１１に接続される。ステアリングアセンブリはさらに、車輪１２、１３の向きを変えるために運転者がステアリングホイール１に加えなければならないトルクを低減するための電気補助モータ１４を有する。電気モータ１４は、メモリ１５ａと関連する制御ユニット１５によって制御される。
【００２９】
ステアリングシャフト２は、管状であり得るステアリングシャフトハウジング１８に装着された２つの転がり軸受１６、１７によって支持されている。ピニオン機構４はピニオン１９を有し、トーションバー３のステアリングホイール１とは反対側に延伸するシャフト２０がこのピニオン１９を貫通している。シャフト２０はピニオン１９から突き出て、ピニオン機構４のケーシング内に配置された転がり軸受２１によって支持される。ステアリングシャフト２、トーションバー３およびピニオン２０は回転可能に連結されており、１つの部品として形成され得る。あるいは、ピニオンシャフト２０がピニオン１９と一体成形される。
【００３０】
転がり軸受１７は従来型のものであってもよい。転がり軸受１６および２１は、それぞれ角度検出アセンブリ２２、２３を備えている。角度検出アセンブリ２２および２３の出力端子は制御ユニット１５に接続され、かくして制御ユニット１５は、転がり軸受１６がその間近に配置されているステアリングホイール１の角度位置に関する情報、およびピニオン１９の角度位置に関する情報を受取り、検出アセンブリに結合された２つの転がり軸受の回転部分間の角度オフセットに応じて、補助モータ１４に送る制御命令を生成することができる。換言すれば、各検出アセンブリ２２、２３はトーションバー３から離間している。
【００３１】
検出アセンブリ２２および２３は同様の構造を有し、その構造を図２および図３により詳細に示す。簡略化のため、検出アセンブリ２２についてのみ説明する。検出アセンブリ２２は、全体形状が環状のセンサブロック２４を有し、センサブロック２４によって形成されたリングに対して半径方向外側に突出するワイヤ出力２６の端子２５を備える。端子２５は、センサブロック２４と一体の合成材料製部品として好適に形成される。センサブロック２４は、センサブロックの穴と同一面上にある、角度のずれた２つのセンサ２７、２８を支持する。センサ２７および２８は、９０度ずれている。センサブロック２４は、２つの半径方向面の間に画定される平坦形状を有し、従って軸方向にコンパクトである。
【００３２】
検出アセンブリ２２は、例えばプラストフェライトからなり、円周上に交互に配置された複数のＮ極およびＳ極を有する多極エンコーダリング２９により補完される。センサは、エンコーダリング２９が、センサブロック２４に固定されたセンサ２７および２８に対して回転するときに、センサ２７および２８から発せられた正弦波電気信号の位相が９０度ずれるように、エンコーダリングの極と角度をなすように配置されている。センサ２７および２８の出力端子は、制御ユニット１５につながるワイヤ２６に接続される。センサ２７および２８は、マグネトレジスタであってもよいし、ホール効果セルであってもよい。
【００３３】
センサアセンブリ２２は、端子２５と一体化されており、センサ２７および２８からの信号を受信する信号処理カード３０を有し得る。カード３０は、図４に示す処理作業を行う。あるいは、これらの処理作業は、ユニット１５により行われる。
【００３４】
図４から分かるように、処理カード３０はまず、センサ２７および２８から受信した信号の処理作業を行う。これらの信号は一般にサインおよびコサインに近い信号である。処理作業は、フィルタリング作業からなり得る。第２の工程で、カード３０は、処理された信号に対しアナログ／デジタル変換を行う。第３の工程で、処理カード３０は、エンコーダ２９と、センサブロック２４の所定の基準との間の変位角に関する信号を提供するために、逆正接演算子（ｏｐｅｒａｒｅｕｒ  Ａｒｃｔａｎｇｅｎｔｅ）を変換信号に適用する。第４の工程で、角度信号をインターフェースにより成形し、次いでワイヤ２６に向けて出力する。勿論、カード３０は、計器付き転がり軸受の外部に位置していてもよい。
【００３５】
転がり軸受１６の構造を図５により詳細に示す。転がり軸受１６は、ステアリングシャフト２と管状ハウジング１８との間に装着され、ハウジング１８と係合する軸方向外面と、２つの半径方向端面と、内面とを備えた外側レース３１を有する。上記内面には、外側レース３１の実質的に中央部にトロイダル状の凹部のレースウェイ３２が形成され、またレースウェイ３２の中心を通る半径方向面に対して対称な２つの溝３３および３４が、外側レース３１の端面付近に配置される。
【００３６】
転がり軸受１６は、シャフト２と嵌合する穴部と、外側レース３１の端面と実質的に整列する２つの半径方向端面と、環状のレースウェイ３６が形成されている軸方向外面とを備えた内側レース３５を有する。転動体３７、この場合ボールは、レースウェイ３２とレースウェイ３６との間に配置され、板金製保持器３８によって外周上に均一間隔で保持されている。外側レース３１および内側レース３５は、管の一部を機械加工することにより製造することができる。外側レース３１は、溝３３に嵌入されるシール３９を支持し、シール３９の小径内側縁部は唇部を形成し、この唇部が内側レース３５の軸方向外面に擦れて、接触封止する。シール３９は、金属補強材と、封止用唇部を形成する可撓性部分とを有する。
【００３７】
軸方向から見て外側レース３１のシール３９と反対側には、検出アセンブリ２２が転がり軸受１６に結合されている。検出アセンブリ２２は、全体形状が環状のカップ４０を有し、このカップ４０は、外側レース３１の溝３４に突き出たリムと、外側レース３１の対応する端面とセンサブロック２４との間に配置される半径方向部４０ｂと、センサブロック２４を包囲しかつワイヤ出力端子２５を挿入させる開口部を有する軸方向部４０ｃと、軸方向部４０ｃに対し僅かに内側に曲がり、実質的に半径方向のフランジ４１を、センサブロック２４の半径方向外壁と当接させる短い傾斜リム４０ｄとを有する。カップ４０の軸方向部４０ｃは、外側レース３１の外径よりもごく僅かに小さい外径を有する。環状のフランジ４１は、内側レース３５の外径と同程度の内径を有する。
【００３８】
検出アセンブリ２２はさらに、環状で、矩形断面を有し、同様に環状のカップ４２によって支持されるエンコーダ２９を有する。上記カップは、エンコーダ２９の穴に配置され、一部が内側レース３５の外面と係合する軸方向部と、内側に配向され、実質的に軸方向部４２ａの中央に位置し、かつ内側レース３５の対応する端面と接触する半径方向部４２ｂとでＴ字状断面を有する。半径方向部４２ｂは、内側レース３５よりも半径方向の寸法が小さい。従って、エンコーダ２９は内側レース３５上に精度良く軸方向に配置され、支持体４２の半径方向部４２ｂは、軸方向部４２ａを内側レース３５と係合させることにより内側レース３５に当接し、内側レース３５に好適に固定される。
【００３９】
フランジ４１およびセンサブロック２４の薄い部分が、エンコーダ２９の半径方向外面を覆い、エンコーダ２９と共に、隘路による封止を提供する。転がり軸受またはエンコーダにとって有害な異物の侵入はこのようにして回避される。さらに、磁化による磁気材料粒子のエンコーダ２９への吸着も回避される。エンコーダ２９の大径側の軸方向面とセンサブロック２４の穴との間に小さな半径方向間隙が残り、センサブロックの表面にセンサが面一に配置される。図５ではセンサ２７のみ図示する。
【００４０】
ハウジング１８は、ステアリングホイール１に近接して自由端部１８ａを有する。この自由端部は、検出アセンブリ２２に向かう側で、外側レース３１および内側レース３５の端面と半径方向に実質的に整列している。
【００４１】
このようにして、検出測定手段を構成する計器付き転がり軸受が利用可能になる。センサは回転しないレースに装着され、エンコーダは回転するレースに装着される。
【００４２】
図６は、ピニオン機構４の下端部をより詳細に示す。ピニオン１９はその外面上に形成された１組の歯４３を有し、これらの歯は、ラック４５の対応する組の歯４４に係合して、ラック装置５の一部を構成する。ピニオン１９はシャフト２０に装着され、このシャフトに回転可能に連結される。ピニオン１９とシャフト２０は、検出アセンブリ２３に結合された転がり軸受２１が配置されている半径方向部４８を備えたケーシング４７内に配置される。半径方向部４８は開口部４９を有し、この開口部にはワイヤ出力２６の端子２５が突き出ている。転がり軸受２１および検出アセンブリ２３はそれぞれ、図５を参照して説明した転がり軸受１６および検出アセンブリ２２と同一である。従って、参照符号はそのままとする。転がり軸受２１の内側レース３５は、シール３９側にあるシャフト２０のショルダ５０に当接するまでシャフト２０端部に嵌入される。転がり軸受２２の外側レース３１は、ハウジング４７の半径方向部４８に嵌入される。
【００４３】
このようにして、ステアリングホイール１に近接して角度検出手段を有し、反対端部、即ちラック４５と相互作用するピニオン１９の先に角度検出手段を有するシステムが利用可能となることから、角度を表す出力信号を比較することにより２つの転がり軸受１６および２１の回転部分間の角度のずれを検出することが可能になる。
【００４４】
図７から分かるように、検出アセンブリ２２により測定された角度Ａ１および検出アセンブリ２３により測定された角度Ａ２の値は、実際の角度に対し厳密には線形に推移していない。
【００４５】
従って、Ａ１およびＡ２の測定値の曲線は、完全にまっすぐである理論曲線からはずれている。
【００４６】
これは、種々の要素の製造公差に固有の避けられない精度欠如によるものである。従って、補正値を取り入れた角度の比較を用いてトルク測定を行うことが特に有利であることが分かる（図８参照）。当然のことながら、ステアリングホイール１を回転させたときに、角度Ａ１と角度Ａ２との差から、２つの転がり軸受１６、２１の間に、即ちステアリングコラムシャフトの上端部と、トーションバーの下端部との間に位置する機械要素にかかる全ねじれの角度の理論値が得られる。従って、角度Ａ１と角度Ａ２との差を用いて、この差に比例する、適用されるトルク値を導出し、ステアリングシステムの補助モータ１４に命令を出すことができる。このモータは測定されたトルク値に比例して駆動される。
【００４７】
しかしながら、大量生産された計器付き転がり軸受を使用する際に、この種の適用に十分なレベルの精度と妥当な製造コストとの両方を満たすために、転がり軸受に特定の較正を行うことが必要である。何故なら、ねじれ角、従ってトルクの測定値は２つの計器付き転がり軸受によって提供される角度位置間の差によって得られるために、測定精度は各計器付き転がり軸受が１回転する際の絶対位置測定の精度に依存するからである。一方の計器付き転がり軸受を他方の計器付き転がり軸受に対して較正することにより、計器付き転がり軸受によって提供される測定値の精度の問題を克服することが可能になる。「測定精度」という用語は、装置によって提供されるパラメータの測定値と、パラメータの実際の値とのずれを意味する。製造公差および精度欠如のために、実際の角度値と検出アセンブリによる測定値との間にはずれがある。
【００４８】
２つの計器付き転がり軸受の較正は以下のように行う。計器付き転がり軸受をステアリングシステムに装着すると、荷重をかけない状態のステアリングシステムを、ステアリングホイールに作用することによりその偏向（ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）域全てにおいてゼロまたは微小トルクで操作し、検出アセンブリ２２の各角度位置Ａ１に対して、第２の検出アセンブリ２３の角度位置Ａ２を記録し、角度Ａ１と角度Ａ２との差に等しい補正値Ｃを示す補正テーブルをメモリ１５ａに記憶し、次いで測定した角度Ａ１に前記補正値Ｃを適用する。
【００４９】
従って、図８から分かるように、メモリ１５ａは角度Ａ１に応じて補正値Ｃを記憶し、処理ユニット１５は、測定角度Ａ１とメモリ１５ａから提供された補正値Ｃとを合算し、合計Ａ１＋Ｃと測定角度Ａ２との差を計算して、Ｔ＝Ａ１−Ａ２＋Ｃを得る。この値はトルクを表すものであり、処理ユニット１５はこの値を用いて、補助モータ１４に送る制御命令を生成することができる。
【００５０】
従って、補正係数Ｃが測定精度欠如に起因する、角度Ａ１と角度Ａ２との間のずれを取り込むので、補正係数Ｃによって補正された、角度Ａ１と角度Ａ２との差に基づくトルク測定は、計器付き転がり軸受の個々の測定の精度欠如の悪影響を受けない。各計器付き転がり軸受の角度測定精度の如何を問わず、係数Ｃによって補正された、２つの計器付き転がり軸受によって提供された角度測定値間の差は、トーションシャフトにねじれが加えられない限り、常にゼロである。
【００５１】
加えられるトルクがゼロではなく、トーションシャフトにねじれを発生させるとき、Ｔ＝Ａ１−Ａ２＋Ｃの値は正または負であり、補助モータ１４を駆動して車輪の向きを変える命令が出される。トーションシャフトのねじれ角がゼロに近い値に戻って、Ａ１−Ａ２＋Ｃ＝０度が得られると、制御ユニットは補助モータを停止させる。
【００５２】
換言すれば、角度Ａ１が、ステアリングホイールを回転させるときに運転者が求める目標値であるならば、較正により、システムは、車輪の最終的な操舵が正しく行われるために角度Ａ２の角度測定値がどうなるべきかを習得することができる。
【００５３】
図９に示す実施形態では、検出アセンブリ２３を備えた転がり軸受２１が、補助モータ１４の一部を構成する。モータ１４の速度とステアリングコラムシャフト２の速度との間には減速比があってもよい。この場合、補正係数Ｃは、各転がり軸受の測定精度欠如だけでなく、減速比も考慮する。測定した角度Ａ１は尚、ステアリングホイールの回転角度に対応する目標角度位置にあり、角度Ａ２は補助モータ１４の回転部の角度であり、角度Ａ２は車輪１２および１３の操舵角を表す。
【００５４】
従って、この装置により、ステアリングコラムの絶対角度位置およびトーションシャフトのねじれ、ならびに場合によっては２つの検出アセンブリ間に配置された全ての要素のねじれの合計を、本質的に各検出アセンブリの測定解像度および繰り返し性に依存する精度でもって知ることができる。
【００５５】
勿論、ステアリングシステムは、トーションシャフトを有さなくてもよい。検出アセンブリは、運動リンク機構の両端部に、検出アセンブリ２２の場合はステアリングホイールにできるだけ近接して、検出アセンブリ２３の場合は車輪１２および１３にできるだけ近接して配置される。従って、測定されたねじれは、ステアリングシステムの全ての部材のねじれであり、ステアリングホイールの角度位置目標と車輪の操向位置との差を示す。
【００５６】
従って、特に経済的で、精度の高いトルク測定装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】自動車のステアリングシステムの概略図である。
【図２】検出アセンブリの正面図である。
【図３】図２に示すアセンブリの軸方向断面図である。
【図４】検出アセンブリを用いた角度計算方法の工程概略図である。
【図５】ステアリングシステムに装着された計器付き転がり軸受の軸方向断面図である。
【図６】計器付き転がり軸受を有するトーションシャフトの下端部の軸方向断面図である。
【図７】実際の角度に対する測定角度の変化を示す曲線である。
【図８】トルク計算方法の工程を示すフローチャートである。
【図９】他の実施形態を示す、図１と同様の図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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