(57)【要約】自動車のステアリングシステム（１）であって、運転者により操作されるステアリング装置（４）と、ステアリング装置（４）に接続される駆動端（６）と車輌のステアリングホイール（２）のリンク装置（３）に接続可能な被動端（８）とを有する回転可能な接続手段（５）と、を備えている。回転可能な接続手段の駆動端に第一センサ（１０）が設けられ、回転可能な接続手段の被動端に第二センサ（１１）と電気ステアリングモータ（１６）が設けられ、第一そして第二センサが制御装置（１２）に接続され、該制御装置（１２）が第一そして第二センサからの信号にもとづいて電気ステアリングモータを制御する。
2004504207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車のステアリングシステム（１）であって、運転者により操作されるステアリング装置（４）と、ステアリング装置（４）に接続される駆動端（６）と車輌のステアリングホイール（２）のリンク装置（３）に接続可能な被動端（８）とを有する回転可能な接続手段（５）と、を備えるものにおいて、回転可能な接続手段（５）の駆動端（６）に第一センサ（１０）が設けられ、回転可能な接続手段（５）の被動端（８）に第二センサ（１１）と電気ステアリングモータ（１６）が設けられ、第一そして第二センサ（１０，１１）が制御装置（１２）に接続され、該制御装置（１２）が第一そして第二センサ（１０，１１）からの信号にもとづいて電気ステアリングモータ（１６）を制御することを特徴とする自動車のステアリングシステム。
【請求項２】
第一センサ（１０）が第一軸受に設けられ、第二センサ（１１）が第二軸受に設けられ、これらの軸受が、車輌に関して、回転可能な接続手段（５）を支持するために、回転可能な接続手段（５）に接続されていることとする請求項１に記載のステアリングシステム。
【請求項３】
回転可能な接続手段（５）がボーデンケーブルのような可撓トルクケーブルを有していることとする請求項２に記載のステアリングシステム。
【請求項４】
回転可能な接続手段（５）が軸体を有していることとする請求項２又は請求項３に記載のステアリングシステム。
【請求項５】
回転可能な接続手段（５）の駆動端（６）に加速ギアドライブ（７）が設けられ、接続手段（５）の被動端（８）に減速ギアドライブ（９）が設けられていることとする請求項１ないし請求項４のうちの一つに記載のステアリングシステム。
【請求項６】
センサ（１０，１１）は加速そして減速ギアドライブ（７，９）の間に位置づけられていることとする請求項５に記載のステアリングシステム。
【請求項７】
加速そして減速ギアドライブ（７，９）の組み合せギア比は約１であることとする請求項５又は請求項６に記載のステアリングシステム。
【請求項８】
電気ステアリングモータ（１６）が加速そして減速ギアドライブ（７，９）の間に位置づけられていることとする請求項６又は請求項７のうちの一つに記載のステアリングシステム。
【請求項９】
ステアリング装置が力フィードバックモータ（１８）に接続されていることとする請求項１ないし請求項８のうちの一つに記載のステアリングシステム。
【請求項１０】
力フィードバックモータ（１８）が制御装置（１２）によって制御可能となっていることとする請求項９に記載のステアリングシステム。
【請求項１１】
力フィードバックモータ（１８）が加速そして減速ギアドライブ（７，９）の間に位置づけられていることとする請求項９又は請求項１０に記載のステアリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
＜発明の属する技術分野＞
本発明は、運転者により操作されるステアリング装置と、ステアリング装置に接続される駆動端と車輌のステアリングホイールのリング装置に接続可能な被動端とを有する回転可能な接続手段と、を備える自動車のステアリングシステムに関する。
【０００２】
＜従来の技術及び発明が解決しようとする課題＞
このようなステアリングシステムは公知であって、通常、純機械的な回転可能な接続手段、例えば、管状軸体を有している。かかる軸体は前面衝突のときに運転者を保護するための緩衝機構をも設けられている。
【０００３】
かかる従来のステアリングシステムは満足に機能しているが、しかし、欠点ももっている。短い管状軸体は運転者にとっては危険物ともなり得る。さらには、車輌における周囲の構造に対し、この軸体の適用は、車輌の設計に際し、色々な制約をもたらす。ステアリングホイールからリング装置までの接続は直行的であって、これを変更したり異なる径路に沿うようにするということはきわめて困難である。
【０００４】
通常、パワ補助装置がステアリングシステムに接続されていて、ステアリングホイールで運転者にかかるステアリングトルクを軽減している。一般には、この接続手段には油圧式パワ補助装置が用いられているが、電気式パワ補助装置も提案されている。かかる電気式パワ補助装置は油圧を必要としないという利点がある。油圧用のオイルは環境に好ましくないし、そして施される油圧接続のレイアウトが面倒なものとなる。
【０００５】
＜課題を解決するための手段及び発明の効果＞
本発明の目的は、もっと柔軟性をもって適用できそして従来の油圧式補助ステアリング装置の欠点をもたないステアリングシステムを提供することにある。この目的は、回転可能な接続手段の駆動端に第一センサが設けられ、回転可能な接続手段の被動端に第二センサと電気ステアリングモータが設けられ、第一そして第二センサが制御装置に接続され、該制御装置が第一そして第二センサからの信号にもとづいて電気ステアリングモータを制御することにより達成される。
【０００６】
電気モータは回転可能な接続手段の駆動端そして被動端を種々の方法で駆動できる。先ず第一には、電気モータは、油圧式補助装置のように、パワ補助装置として作用できる。この場合、回転可能な接続手段はステアリングの目的でいくらかのトルクを伝達する。しかし、電気モータで全ステアリングトルクを供給することも可能である。その場合、回転可能な接続手段は、例えば、電力に支障が生じたときの全ステアリングトルクシステムの機械的なバックアップとして機能するにすぎない。
【０００７】
好ましくは、第一センサが第一軸受に設けられ、第二センサが第二軸受に設けられ、これらの軸受が、車輌に関して、回転可能な接続手段を支持するために、回転可能な接続手段に接続されている。かかるセンサ付き軸受は、証明付きで標準品として入手可能で、ステアリングシステムへ簡単にそして信頼性をもって採用できる。
【０００８】
回転可能な接続手段が機械式パックアップドライブとして用いられる場合には、これは、例えばボーデンケーブルのような可撓トルクケーブルとすることができる。かかるケーブルは車輌内で拘束された空間にきわめて容易に適応する。それにも拘らず、かかるケーブルは軸体部分とも組み合わせることができる。
【０００９】
さらには、回転可能な接続手段の駆動端には加速ギアドライブが設けられ、接続手段の被動端には減速ギアドライブが設けられているようにすることができる。又、これに代え、標準のステアリングコラムを機械式バックアップドライブとして用いることもできる。
【００１０】
当該ギアドライブの結果として、回転可能な接続手段は比較的速い回転速度をもつ。これによって、ステアリングシステムの捩り剛性を損なうことなく、比較的小さな断面寸法のもとに、ボーデンケーブルあるいは軸体のような回転可能な接続手段を採用することが可能となる。
【００１１】
さらには、回転可能な接続手段の比較的高い回転数が、小さな分解能だけをもつ比較的単純なセンサの採用を可能とする。回転可能な接続手段を表わす比較的高い回転数は、単純なそして安価なセンサでも角度について要求された高い精度をもたらすことを可能とする。
【００１２】
センサは加速そして減速ギアドライブの間に位置づけられる。加速そして減速ギアドライブの組み合せギア比はステアリングの設計に適合するように選定できるが、しばしば１に選定される。
【００１３】
電気モータも加速そして減速ギアドライブの間に位置づけられるが、他の位置も可能であり、例えば、減速ギアの位置とすることができる。かくして、ギア減速なしの電気モータが直接に回転可能な接続手段そしてリンク装置に適用できる。
【００１４】
＜発明の実施の形態＞
本発明は図示された実施形態を参照しつつ、さらに詳細に説明される。
【００１５】
図は本発明による電気式ステアリングシステム１の概要構成を示し、このシステムは機械式リンク装置３を介して車輌の車輪２に接続されている。上記リンク装置自体は公知であり、これ以上は説明しない。
【００１６】
ステアリングシステム１は、可撓ケーブル５と共にステアリングホイール４をも有しており、該可撓ケーブルはステアリングホイール４とリンク装置３との間で延びている。このケーブルは、例えば、いわゆるボーデンケーブルで作ることができ、これは中空な非回転の管状をなす外側ケーブルを有し、該外側ケーブル内に堅牢で回転可能な内側ケーブルが組み込まれている。かかるボーデンケーブル自体は公知であり、これ以上は説明しない。
【００１７】
ボーデンケーブルはその駆動端６が加速ギアボックス７に接続されており、このギアボックスがステアリングホイール４に接続されている。
【００１８】
上記ボーデンケーブルは被動端８が減速ギアボックス９に接続されており、このギアボックスがリンク装置３に接続されている。加速ギアボックス７と減速ギアボックス９の組合せギア比は１となり得るが、他の比とすることも可能である。
【００１９】
加速ギアボックス７の出力端には、センサ付軸受１０が設けられており、同様のセンサ付軸受１１が減速ギアボックス９の入力端に設けられている。これらのセンサ付軸受１０，１１は制御ユニット１２に接続されている。
【００２０】
ステアリングホイール４を回転させると、センサ付軸受１０は加速ギアボックス７の出力端で加速回転を検知する。制御ユニット１２はセンサ付軸受１０からそして減速ギアボックス９の入力端でセンサ付軸受１１から信号を受ける。差が計測される場合、制御ユニットはライン１５を経て制御信号を電気ステアリングモータ１６へ伝達して該モータが減速ギアボックスの入力端で所望の回転速度とする。勿論、これはステアリングホイール４の回転に依存する。
【００２１】
好ましくは、電気ステアリングモータ１６はリンクシステムの駆動に要する全回転トルクを供する。その場合、ボーデンケーブル５は機械的バックアップとしてのみ機能し、電気動力に支障をきたしたときにステアリングコントロールを担う。
【００２２】
ステアリング装置は力フィードバックモータ１８に接続されていて、運転中に車輌の車輪に作用する力をシュミレートする。この力フィードバックモータはライン１７を経て制御ユニット１２と接続されている。力フィードバックモータ１８はステアリングモータ１６の駆動に必要なパワーに関連した信号を得る。車輪２のステアリング動作のためにステアリングモータ１６によってパワーが多く供されるほど、力フィードバックモータ１８によってステアリングホイール４へ大きなトルクが伝達される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す概要構成図である。
【国際公開パンフレット】
2004504207.tif 000003
2004504207.tif 000004
2004504207.tif 000005
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2004504207.tif 000008
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【手続補正書】
【提出日】平成14年7月16日(2002.7.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
自動車のステアリングシステム（１）であって、運転者により操作されるステアリング装置（４）と、ステアリング装置（４）に接続される駆動端（６）と車輌のステアリングホイール（２）のリンク装置（３）に接続可能な被動端（８）とを有する回転可能な接続手段（５）と、を備え、回転可能な接続手段（５）の駆動端（６）に第一センサ（１０）が設けられ、回転可能な接続手段（５）の被動端（８）に第二センサ（１１）と電気ステアリングモータ（１６）が設けられ、第一そして第二センサ（１０，１１）が制御装置（１２）に接続され、該制御装置（１２）が第一そして第二センサ（１０，１１）からの信号にもとづいて電気ステアリングモータ（１６）を制御するものにおいて、回転可能な接続手段（５）の駆動端（６）には加速ギアドライブ（７）が設けられ、接続手段（５）の被動端（８）には減速ギアドライブ（９）が設けられていることを特徴とする自動車のステアリングシステム。
【手続補正書】
【提出日】平成14年7月24日(2002.7.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車のステアリングシステム（１）であって、運転者により操作されるステアリング装置（４）と、ステアリング装置（４）に接続される駆動端（６）と車輌のステアリングホイール（２）のリンク装置（３）に接続可能な被動端（８）とを有する回転可能な接続手段（５）と、を備え、回転可能な接続手段（５）の駆動端（６）に第一センサ（１０）が設けられ、回転可能な接続手段（５）の被動端（８）に第二センサ（１１）と電気ステアリングモータ（１６）が設けられ、第一そして第二センサ（１０，１１）が制御装置（１２）に接続され、該制御装置（１２）が第一そして第二センサ（１０，１１）からの信号にもとづいて電気ステアリングモータ（１６）を制御するものにおいて、回転可能な接続手段（５）の駆動端（６）には加速ギアドライブ（７）が設けられ、接続手段（５）の被動端（８）には減速ギアドライブ（９）が設けられていることを特徴とする自動車のステアリングシステム。
【請求項２】
第一センサ（１０）が第一軸受に設けられ、第二センサ（１１）が第二軸受に設けられ、これらの軸受が、車輌に関して、回転可能な接続手段（５）を支持するために、回転可能な接続手段（５）に接続されていることとする請求項１に記載のステアリングシステム。
【請求項３】
回転可能な接続手段（５）がボーデンケーブルのような可撓トルクケーブルを有していることとする請求項２に記載のステアリングシステム。
【請求項４】
回転可能な接続手段（５）が軸体を有していることとする請求項２又は請求項３に記載のステアリングシステム。
【請求項５】
センサ（１０，１１）は加速そして減速ギアドライブ（７，９）の間に位置づけられていることとする請求項１ないし請求項４のうちの一つに記載のステアリングシステム。
【請求項６】
加速そして減速ギアドライブ（７，９）の組み合せギア比は約１であることとする請求項１ないし請求項５のうちの一つに記載のステアリングシステム。
【請求項７】
電気ステアリングモータ（１６）が加速そして減速ギアドライブ（７，９）の間に位置づけられていることとする請求項６に記載のステアリングシステム。
【請求項８】
ステアリング装置が力フィードバックモータ（１８）に接続されていることとする請求項１ないし請求項７のうちの一つに記載のステアリングシステム。
【請求項９】
力フィードバックモータ（１８）が制御装置（１２）によって制御可能となっていることとする請求項８に記載のステアリングシステム。
【請求項１０】
力フィードバックモータ（１８）が加速そして減速ギアドライブ（７，９）の間に位置づけられていることとする請求項８又は請求項９に記載のステアリングシステム。
【国際調査報告】
2004504207.tif 000012
2004504207.tif 000013
2004504207.tif 000014