JP2003529483A - 車両操舵装置及び車両操舵装置用車軸操舵モジュール - Google Patents
車両操舵装置及び車両操舵装置用車軸操舵モジュールInfo
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Abstract
Description
る。
の操舵装置の場合、ステアリングホイールが操舵可能な車輪に機械的に強制連結
されている。
ボモータは、操舵操作装置のその都度の操舵操作のために必要な手動の力を最小
限に抑えるために、ステアリングホイールと操舵される車輪の間で伝達される力
またはトクルに依存して制御される。
両操舵装置が知られている。この場合、ステアリングホイールと車輪はもはや機
械的に連結されない。
的な直結装置は完全に省略されない。その場合、制御系が故障しないで作動する
場合、機械的な直結装置が分離され、それによって働かなくなる。しかし、常時
故障を自己監視する制御系で機能不良が検出されると、機械的な直結装置が自動
的に作用するように切換えられる。従って、この機械的な直結装置は制御系の機
能不良時に“機械的な緊急時モード”を生じる。
ておらず、安全で確実な操舵機能を保証する、車両操舵装置と操舵可能な車軸の
ための有利な実施形を提供することである。
の特に有利な実施形は従属請求項に記載されている。
ールと、少なくとも1個の操作力シミュレータと、車体に設けられた、操舵可能
な車軸の車輪対の操舵可能な各々1個の右側と左側の車輪を制御するための各々
1個の電気機械式アクチュエータと、操舵可能な車軸に付設された両アクチュエ
ータの一方が故障したときまたは異常があるとき、正常に機能しているその都度
他方のアクチュエータによって、この車軸の両車輪の制御を保証するための手段
と、操舵操作装置によって操作可能である、調節すべき操舵角のための少なくと
も1個の目標値トランスデューサと、車輪の操舵角を感知する少なくとも1個の
実際値トランスデューサと、実際値トランスデューサの信号(実際値)と目標値
トランスデューサの信号(目標値)の比較に依存して電気機械式アクチュエータ
を制御する中央制御ユニットとを備えた車両操舵装置によって解決される。本発
明による車両操舵装置によって、比較的に短い調節変位と、高い調節速度が達成
可能である。
に直接連結されていないので、その都度の操舵状態に関する、従来は運転者に付
与されたフィードバックが生じなくなる。従って、操舵操作装置自体を積極的に
動かすことができるように形成された少なくとも1個の操作力シミュレータが設
けられている。操舵操作装置に作用する操作力が操舵角目標値設定に影響を及ぼ
し、1個または複数のドライビングダイナミックス変数の直感的なフィードバッ
クを行うことができる。
たエネルギー供給源からエネルギーが供給される。独立したエネルギー源は好ま
しくは独立した2個の車両バッテリである。この車両バッテリは好ましくは慣用
のバッテリ回路よりも高い電圧、特に約36〜42Vを有する。
従って形成され、かつ冗長プロセッサユニットを備えている。
て2個のプロセッサを有するプロセッサユニットであると理解される。用語“フ
ェイル−サイレント”はここでは、欠陥がある場合中央制御ユニットが静か(サ
イレント)であり、他のシステム構成要素に制御機能を及ぼさないことを意味す
る。その際、機能不良(欠陥)は中央制御ユニットの自動検査によって、特に欠
陥検出回路、例えばコンパレータによって検出される。このコンパレータは冗長
プロセッサユニットの両プロセッサから出力された値または信号を比較する。一
方のプロセッサが機能不良である場合、両値または信号の所定の偏差を生じるこ
とになり、その場合中央制御ユニットが自動的に遮断される(フェイル−サイレ
ント)。
の変数に依存してアクチュエータを制御する。そのために、一方のアクチュエー
タが車輪の操舵調節のために調節ストローク運動を行うように、中央制御ユニッ
トがアクチュエータを制御する。この場合、実際値トランスデューサによって感
知された操舵角の実際値が、操舵操作装置の操作によって設定された目標値トラ
ンスデューサによって設定された操舵角目標値に調節される。場合によっては、
この目標値は、例えば車両に作用する外乱力を少なくとも部分的に相殺するため
に、他の変数によって変更することができる。他の変数は好ましくは茶寮の速度
、ドライビングスタビリティ、特に車両のヨートルクまたは横滑り角度、道路の
状態およびまたは例えば横風のような他の影響要因である。更に、適当な制御機
能によって、運転者による操舵操作装置の激しすぎる操作を補償するための緩衝
機能が統合される。
、アクチュエータのための操舵角目標値は好ましくは少なくとも、操舵操作装置
に加えられる操作力と、瞬時の車両縦方向速度に依存して可変に設定される。そ
のために、中央制御ユニットは入力側がセンサに接続される。このセンサの信号
は操舵可能な車輪に発生する操舵力によって補正されている。例えばセンサはア
クチュエータの力を検出することができる。更に、中央制御ユニットは入力側を
、設定すべきパラメータ、例えば車両の横方向加速度およびまたはヨー速度を検
出するセンサに接続可能である。
に従って形成され、かつ少なくとも各々1個の電気機械式アクチュエータ要素と
各々1個の冗長電子モジュールユニットを備えている。
特に2個のプロセッサを備えたモジュールユニットであると理解される。用語“
フェイル−サイレント”はここでは、欠陥がある場合電子モジュールユニットが
静か(サイレント)であり、他のシステム構成要素に制御機能を及ぼさないこと
を意味する。その際、機能不良(欠陥)は電子モジュールユニットの自動検査に
よって検出される。この場合、欠陥検出回路、例えばコンパレータによって、冗
長プロセッサユニットの両プロセッサから出力された値または信号の間の偏差が
検出される。この偏差は電子モジュールユニットを自動的に遮断することになる
(フェイル−サイレント)。
た少なくとも4個のプロセッサと、中央制御ユニットに付設された2個のプロセ
ッサを備えている。
特にプロセッサユニットがアクチュエータ要素電流またはアクチュエータ要素位
置のようなアクチュエータ要素特有のローカル信号に基づいて欠陥を認識し、欠
陥が認識されたときに、車両操舵装置のシステムにメッセージを出力し、欠陥の
あるアクチュエータを遮断する。従って、アクチュエータは通電しないときに開
放している。これは、遮断されたアクチュエータがまだ正常に機能しているアク
チュエータによって操舵操作時に受動的に“連動する”ことを意味する。
目標値トランスデューサと、車輪の操舵角を感知する2個の実際値トランスデュ
ーサを備えている。それによって、一方の目標値トランスデューサおよびまたは
実際値トランスデューサの故障時に、まだ正常に機能している他方の目標値トラ
ンスデューサおよびまたは実際値トランスデューサによって、操舵装置を制御す
るための信号を発生することができる。
サと、車両の操舵角を感知する実際値トランスデューサが冗長的に形成されてい
る。
も2個の測定プローブと、少なくとも1個のアナログ−デジタル−変換器(A/
Dコンバータ)と、コンパレータを備えた目標値トランスデューサ、好ましくは
ステアリングホイールの回転角度用センサであると理解される。冗長目標値トラ
ンスデューサは好ましくは“フェイル−サイレント”に従って形成されている。
これは、欠陥がある場合目標値トランスデューサが静か(サイレント)であり、
他のシステム構成要素に制御機能を及ぼさないことを意味する。その際、機能不
良(欠陥)は目標値トランスデューサの自動検査によって検出される。この場合
、コンパレータによって、測定プローブによって検出された値または信号の間の
偏差が確認される。この偏差は目標値トランスデューサを自動的に遮断すること
になる(フェイル−サイレント)。まだ正常に機能している他方の目標値トラン
スデューサの信号は、操舵装置の制御のために使用される。
に操舵装置のタイロッドの変位のためのセンサを意味する。この冗長的なセンサ
は同様に、調節変位、特にタイロッド変位のための少なくとも2個の測定プロー
ブと、少なくとも1個のアナログ−デジタル−変換器(A/Dコンバータ)と、
コンパレータを備えている。冗長実際値トランスデューサは好ましくは“フェイ
ル−サイレント”に従って形成され、欠陥がある場合静か(サイレント)であり
、他のシステム構成要素に制御機能を及ぼさない。機能不良(欠陥)は実際値ト
ランスデューサの自動検査によって検出される。この場合、コンパレータによっ
て、測定プローブによって検出された値または信号の間の偏差が確認される。こ
の偏差は目標値トランスデューサを自動的に遮断することになる(フェイル−サ
イレント)。まだ正常に機能している他方の実際値トランスデューサの信号は、
操舵装置の制御のために使用される。
間に二重に形成されたデータバスが、データ伝送ユニットとして設けられている
。これは、各々のアクチュエータが2個のデータバスラインに接続され、それに
よって一方のバスに欠陥がある場合、他方のデータバスが操舵装置の制御のため
に供されることを意味する。
と中央制御ユニットの間にそれぞれ1つのデータバスが設けられている。それぞ
れ1個のアクチュエータがそれぞれ1個のバスに接続されるので、両アクチュエ
ータは基本的に他のバスに依存しない各々1個のデータバスを介して制御される
。両データバスは好ましくは、空間的に分離されて形成される。それによって例
えば、(共通の)1個のプラグ、例えば中央制御ユニットの入出力部の共通の1
個のプラグにおいて、電気的な短絡が生じない。この短絡はシステム全体の機能
を危険にさらす。この実施形の場合、両バスは好ましくは冗長的な別個の1つの
車両プロセッサ内で接続されている。これは、ブレーキシステムまたはエンジン
管理のような他の車両機能を制御することができるこの中央の車両プロセッサ内
で、操舵装置の両バスがまとめられ、両バスを経て供給される情報が評価および
交換されることを意味する。それによって、どの接続ユニットが存在し、場合に
よってこの接続ユニットがどのような状態にあるかが、バスに接続された各々の
接続ユニットに伝送される。それによって、接続ユニットの異常または故障の際
に、他の接続ユニットが応答可能である。
部である。
に、中央制御ユニットが車両バスシステム、特にCANに接続されている。
めに、操舵操作装置が機械式または機械油圧式の第1の操作力シミュレータに駆
動連結されていることと、操舵操作装置が電気的に操作可能で、特にパラメータ
に依存する第2の操作力シミュレータに作用連結され、操舵操作装置が、少なく
とも実際値およびまたは場合によっては他の信号、特に車速、車両ヨー角度、車
両縦補講加速度、車両横方向加速度または現在の静止摩擦のような道路状態信号
のごときダイナミックな車両状態信号に応じて、第2の操作力シミュレータを制
御する。それによって、操舵力シミュレータは“フェイル−セーフ”に従って形
成されている。第1の操作力シミュレータは第2の操作力シミュレータの故障時
のフォールバックとしての働きをする。第1の操作力シミュレータは好ましくは
、運転者にとってほぼ普通の操作力を操舵操作装置に加えるために、弾性手段を
備えている。第1の操作力シミュレータは、操舵操作装置が中央位置から離れる
、特に回転するにつれて、弾性的な抵抗が累進的に増大するように設計されてい
ると有利である。
、特に電気機械式ブレーキシステム(EMB)に接続されている。
の右側と左側にある、操舵可能な車軸の車輪対の操舵可能な車輪を制御するため
に、少なくとも1本の操舵ロッド(タイロッド)と関連して、車軸操舵モジュー
ルとして形成されている。
ブレーキシステムの中央制御ユニットが、個々のモジュールとして共通の1個の
ケーシング内に配置されている。
めに、共通の1個の中央制御ユニットが設けられている。
舵可能な各々1個の右側と左側の車輪を制御するためのそれぞれ2個の電気機械
式アクチュエータが、少なくとも1個の操舵ロッドと関連して、車軸操舵モジュ
ールとして形成されている。
それぞれ1個の電動機を備え、アクチュエータがそれぞれ、車体に設けられた、
操舵可能な車軸の車輪対の操舵可能な右側と左側の車輪に付設され、かつ連結装
置によって互いに連結可能であり、それによって操舵可能な両車輪が1個のアク
チュエータによって揺動可能である、車軸操舵モジュールによって解決される。
少なくとも1本の操舵ロッドを備え、この操舵ロッドの延長部が操舵可能な両車
輪のためのタイロッドに連結可能であり、2個の電動機が操舵ロッド軸線と同軸
に設けられ、この電動機がそれぞれ1個のロータを備え、電動機トルクを少なく
とも1本の操舵ロッドに伝達するために、ロータが伝達装置を介して回転−並進
変換装置に連結され、それによって少なくとも1個の電動機の操作時に少なくと
も1本の操舵ロッドを摺動させることにより、車軸操舵モジュールの操舵機能が
保証される。
るための手段を備えている。
るための手段を備えている。
ルねじ装置である。
または部分範囲にねじ付きロッド状に形成された少なくとも1本の操舵ロッド(
ねじ付きロッド)に駆動連結され、この操舵ロッドが少なくとも1個のねじ付き
ナットによって取り囲まれ、かつその間に配置された転動体によって前記ねじ付
きナットに連結され、この転動体が少なくとも1本のねじ付きロッドのねじに嵌
まる成形部を備えている。
車装置である。
ータと、このステータの周りに回転支承されたロータを備え、このロータが永久
磁石、特に希土類磁石、特にサマリウムコバルト磁石またはネオジウム磁石を備
えている。
として形成された電子的に整流される直流モータである。
のねじ付きナットに、遊びのないようにかつ形状拘束的に回転するように連結さ
れている。
置の一部として、特に遊星歯車装置の太陽歯車として形成されている。
ニットが付設され、電子ユニットの1個に欠陥がある場合に、正常に機能する他
方の電子ユニットがアクチュエータの制御を行う。
、まだ正常に機能するアクチュエータまたは電動機によって、車輪の揺動運動が
行われ、この場合欠陥のあるアクチュエータのモジュールユニットが、連結装置
、特に少なくとも1個のねじ付きナットと少なくとも1個のねじ装置を介して、
機械的なクラッチによって純機械的に連動させられる。
受け止めるために、少なくとも1個の軸受、特にアキシャルアンギュラ玉軸受が
設けられ、この軸受が、ねじ付きナットと伝達装置またはクラッチの少なくとも
1個の部品、特に遊星歯車装置の遊星キャリヤの部品を収容するために内側リン
グを備え、かつ調節力をケーシングまたはこのケーシングに摩擦連結された車軸
操舵モジュールの部品に伝えるために外側リングを備えている。
を手動操作装置、特に車両操舵装置のステアリングホイールにフィードバックす
るために、軸受の外側リングに少なくとも1個の力センサが付設されている。
かあるいはこのケーシングに摩擦連結された車軸操舵モジュールの部品に配置さ
れ、電動機のロータが、固定の軸受と可動の軸受を介してケーシングに連結され
た車軸操舵モジュールの部品またはケーシングに摩擦連結された車軸操舵モジュ
ールの部品に回転可能に支承されている。
装置を備え、この遊星歯車装置の太陽歯車がロータの部品として形成され、かつ
調節力を受け止めるための軸受の外側リングの一部である内歯歯車に支持されて
いる。
舵ロッドを摺動させることによって車軸操舵モジュールの操舵機能を保証するた
めに、スラストロッドとして形成された共通の1本の操舵ロッド、特に共通の1
本のねじ付きロッドと、共通の1個の回転−並進変換装置、特に共通の1個のね
じ付きナットとその間に配置された共通の転動体とが、2個のアクチュエータに
付設されている。
タを操作する際に、連結された2本の操舵ロッドを摺動させることによって車軸
操舵モジュールの操舵機能を保証するために、スラストロッドとして形成された
各々1本の操舵ロッド、特に各々1本のねじ付きロッドと、各々1個の回転−並
進変換装置、特に各々1個のねじ付きナットとその間に配置された共通の転動体
とが、両アクチュエータの各々に付設されている。
ッチがクラッチディスクを備え、このクラッチディスクが2個の軸受、特にアキ
シャルアンギュラ玉軸受の内側リングに摩擦的に連結され、この軸受が2本の操
舵ロッドで発生する調節力を受け止める働きをすることと、通電していない状態
で両クラッチディスクが弾性的な手段、特に圧縮ばねによって互いに押し付けら
れ、アクチュエータの2個の回転−並進変換装置を摩擦的に連結する。
機械的なストッパーによって設定され、このストッパーが2本の操舵ロッドの相
対的な所定の変位の差だけを許容する。
軸として形成され、この中空軸が2個のストッパーを備え、他方の操舵ロッドに
連結された連結棒が中空軸の中空室に挿入され、連結棒が中空軸側の端片を備え
、この端片が2個の内側のストッパーと2個の外側のストッパーを備え、このス
トッパーが、それに支持可能な2個の連動ディスクおよび連動ディスクに支持さ
れた圧縮ばねと協働して、2本の操舵ロッドの相対的な所定の変位の差だけを許
容する。
置を定め、この出発位置で圧縮ばねが最大長さを有し、かつ両連動ディスクによ
って連結棒の2個の外側ストッパーと中空軸の両ストッパーに支持されているこ
とと、電気機械式クラッチの開放時に、第1と第2の端位置が定められ、この端
位置が操舵ロッドの変位の最大の差を決定し、この場合第1の端位置において圧
縮ばねが最小の長さを有し、両連動ディスクによって一方では中空軸の第1のス
トッパーに支持され、他方では連結棒の第2の外側のストッパーに支持され、第
2の端位置において圧縮ばねが最小長さを有し、両連動ディスクによって一方で
は中空軸の第2のストッパーに支持され、他方では連結棒の第1の外側のストッ
パーに支持されている。
しく説明する。
グホイール1または運転者の意図する走行方向を設定可能である類似の操作要素
、例えばサイドスティックを操作する。この場合、運転者の意図する走行方向は
、ステアリングホイール1の回転角度として、2個のセンサ2,3によって冗長
的に検出され、データ伝送線5,6によって中央制御ユニット4に電子的に伝え
られる。運転者は操舵操作時に、第1の受動式操作力シミュレータ7によって触
覚的なリアクションを受ける。このリアクションは第2の電気機械式操作力シミ
ュレータ8によって、必要時に強められるかまたは弱められる。この第2の電気
機械式操作力シミュレータ8はデータ伝送線9を介して中央制御ユニット4によ
って制御される。中央制御ユニット4には好ましくは、車速検出装置10の信号
がデータ伝送線11を経て送られる。そして、中央制御ユニット4において、速
度に依存して操舵トルクを変更するアルゴリズムが実行される。運転者の意図は
中央制御ユニット4で評価され、2個のアクチュエータ12,13のための操舵
角(目標値)に換算され、データ伝送線14,15を経てアクチュエータ12,
13に供給される。操舵可能な車軸18の操舵可能な車輪16,17につき、各
々1個のアクチュエータ12,13が設けられているので、基本的には右側の車
輪16と左側の車輪17の独立した制御が可能である。操舵可能な車輪16,1
7の車輪位置の現在の実際値は、適切なセンサ19,20から各々1本のデータ
伝送線21,22を経て中央制御ユニット4に送られる。
的な機械的連結部材は設けられていない。操舵可能な車軸18からのステアリン
グホイール1の本発明によるこの機械的な切離しにより、ステアリングコラムを
省略することができる。それによって、車両前部の組み込み状況と車両のクラッ
シュ状態が改善される。運転者と車輪16,17の間の切離しによって、運転者
は車輪16,17によって励起されるステアリングホイール振動によってもはや
刺激されない。更に、この操舵装置は、操舵操作時の運転者による過剰リアクシ
ョンを補償するために、操舵アシスト機能を統合することを可能にする。アクチ
ュエータ16,17の電子的な制御により、ドライビングスタビリティコントロ
ール(ESP)を適当に設計して関連づけると、複合制御をきわめて有利に実現
することができる。そして、ドライビングスタビリティを高めるために操舵角を
変更可能である。本発明による操舵装置は更に、操舵可能な車軸18の右側と左
側の車輪16,17の間の切離しに基づいて、車両の比較的に小さな旋回半径が
達成され、同時に車両の比較的に高い方向安定性が達成されるという利点がある
。更に、本発明による操舵装置の組立ては公知の操舵装置と比べて簡単である。
というのは、操舵可能な車軸18とステアリングホイール1とを機械的に連結す
る必要がないからである。
置のシステム設計が示してある。この場合、この図と後続の図において、図1と
同じ操舵装置部品には同じ参照符号が付けられている。運転者はその意図する走
行方向を設定するためにステアリングホイール1を操作する。運転者のこの意図
は、それぞれ1個のA/Dコンバータ30,31と出力部32,33を有する2
個の冗長センサ2,3によって、冗長的に検出される。センサ2,3の信号は電
子的な方法で、特に冗長バスシステム34,35(2本のデータライン)を介し
て中央制御ユニット4に伝えられる。第2の電気機械式操作力シミュレータ8の
制御も行う中央制御ユニット4では、速度(パラメータステアリング)に依存し
て操舵トルクを変更するアルゴリズムが実行される。更に、運転者の強力な操舵
リアクションを強く緩衝することができる(操舵アシスト)。横風に基づくヨー
リアクションも、付加的な操舵角によって相殺することができる。というのは、
車両バスシステム、特にCAN36を介して、現在のドライビング状態に関する
情報を読み取ることができるからである。
運動を緩衝するトルクが、第1の受動式操作力シミュレータ7によって発生させ
られる。このリアクションは必要時に、第2の電気機械式操作力シミュレータ8
によって強めたり弱めたりすることができる。そのために、モータ37は伝動装
置38を経て、ステアリングホイール1に連結された軸39にトルクを発生する
。それによって、システムは、ハイドロプレーニング、縁石、低摩擦係数のよう
な道路の状況を運転者にフィードバックすることができる。
ための制御信号に換算される。本発明に従って基本的に独立しているアクチュエ
ータ12,13により、操舵可能な車軸18、特に前車軸18の右側と左側の車
輪16,17の間の操舵角度は少なくとも所定の限度内で互いに独立して調節可
能である。それによって、旋回半径、タイヤ摩耗および直進安定性を最適に実現
することができる。
に従って構成され、2個の冗長プロセッサ40,41を備えている。操作ユニッ
トは好ましくは“フェイル−セーフ−アーキテクチャ”を有する。これは、第2
の電気機械式操作力シミュレータ8が通電していないときに開放し、スイッチ4
2によって遮断可能であり、電気的なエネルギー源43の故障時にトルクを発生
しないことを意味する。故障の場合、運転者は第1の操作力シミュレータ7によ
って触覚的なリアクションを受ける。故障していないと、アクチュエータ12,
13によって供給される力が検出される。これは好ましくはアクチュエータ12
,13のモータ44,45の電流とアクチュエータ12,13の調節変位を測定
することによって行われる。中央制御ユニットは検出された力から、第2の電気
機械式操作力シミュレータ8のための制御信号を発生する。それによって、運転
者は、第1の受動式操作力シミュレータ7に重畳された、道路に作用する摩擦係
数に関する触覚的なフィードバックを得る。
動機は好ましくは1個のケーシング内に、冗長電子ユニット57,58を備えて
いる。この電子ユニットは特にパワー出力段とロジックユニットを備えている。
この場合、各々の電子ユニット57,58のためにそれぞれ2個のプロセッサ4
6〜49が設けられている。電子ユニット57,58はアクチュエータを駆動す
る。動力取り出しはギヤユニット50,51を介して行われる。このギヤユニッ
トは必要な変速に応じて、回転/回転ギヤと回転/並進ギヤを含むことができる
(図示していない)。両アクチュエータ、すなわち電動機44,45とギヤユニ
ット50,51は、共通の1個のケーシング内に配置可能である。この場合、ケ
ーシング半部の間に隔壁を配置することができる。それによって、漏れるシール
を通って侵入する水が両アクチュエータを破壊することがない。アクチュエータ
の間にはクラッチ52が設けられている。このクラッチは被駆動側で両ギヤ44
,45を接続し、個々のアクチュエータ間の所定のねじれ角を許容する。ねじれ
角は右側と左側のタイロッド53,54のために異なる調節変位を生じる。その
際、ねじれ角は機械的に制限される。というのは、故障時に、一方のアクチュエ
ータ12または13が両アクチュエータ12,13の操舵の役目をするからであ
る。
ット4の電子機器40,41はそれぞれ、操舵バスシステムの2本のデータ伝送
線34,35のための入出力部55〜58を備えている。中央制御ユニット4は
更に、CANのような車両バスシステムのデータ伝送線のための入出力部59を
備えることができる。操舵バスシステムのデータ伝送線34,35は、エネルギ
ー源43,60に付設された電子モジュールユニット61,62に接続されてい
る。この電子モジュールユニットは特に電圧コンバータおよびコントローラと入
出力部63,64を備えている。独立した2個のエネルギー源、特に2個の車両
バッテリ65,66がそれぞれ、ライン67,68を経て、各々1個のアクチュ
エータ12,13と中央制御ユニット4の各々1個の電子ユニット40,41に
電気エネルギーを供給するので、故障時に少なくとも1個のアクチュエータ12
または13の制御と機能が保証される。好ましくは通電していないときに開放す
るクラッチ52によって、1個のアクチュエータ12または13の故障時にも、
その都度他方のアクチュエータ12または13が操舵の機能を保証し、その都度
機能しないアクチュエータ12または13が通電していないときに開放するスイ
ッチ69,70によって遮断される。2個の車両バッテリ63,64は車両ジェ
ネレータ71を介して充電される。
車両操舵装置の他の実施の形態が示してある。図2に示した実施の形態と異なり
、アクチュエータ12,13は1個ずつのバス34,35に接続されている。ア
クチュエータの入出力部での短絡が、全体システムの機能の損失を生じないとい
う利点がある。バス34,35はここでも空間的に分離されている。更に、好ま
しくは中央の車両プロセッサ119が設けられている。それによって、基本的に
独立したバス34,35の情報が互いに伝えられる。それによって、バスシステ
ムの各々の接続ユニットは、どの接続ユニットがまだ使用可能であるかという情
報を得ることができる。例えば接続ユニットが他の接続ユニットの故障に適切に
応答し、例えばその機能を代わりに発揮することができる。ここでも同様に、機
械式操作力シミュレータ7が設けられている。このシミュレータは電気機械式操
作力シミュレータ7の故障時に“フォールバックモード”としての働きをする(
“フェイル−セーフ”)。この電気機械式操作力シミュレータは、同様に冗長的
におよび“フェイル−サイレント”として形成された中央制御ユニット4によっ
て制御される。
)が接続されているシステムが示してある。車両操舵装置のシステムは図2に示
したシステムとほぼ同じである。この場合、中央制御兼調整ユニット(中央ユニ
ット)80は車両操舵装置と車両ブレーキ装置の制御と調整を行う。
動機を備えている。この電動機は伝動装置89〜92を介して所定のブレーキ力
を発生し、特にブレーキパッドを介してブレーキディスクに伝達する。車輪ブレ
ーキモジュール81〜84はそれぞれ2個のプロセッサ93〜100を備えてい
る。このプロセッサの入出力部101〜104は組み合わせられたブレーキ兼操
舵バスシステム105,106に接続されている。運転者のブレーキングの意図
はブレーキペダルと操作装置変位シミュレータ109を備えたブレーキ操作装置
107によって伝達され、冗長変位センサおよびまたは力センサ110,111
によって検出され、出力部112,113からバスシステム105,106を経
て中央制御兼調整ユニット80の2個の冗長中央プロセッサ114,115に伝
えられる。更に、駐車ブレーキ操作装置116が設けられている。この駐車ブレ
ーキ操作装置によって同様に、2個の冗長変位センサおよびまたは力センサ11
0,111を経て運転者のブレーキング意図を伝えることができる。
13と車輪ブレーキモジュール81〜84の制御と操作力シミュレータ8の制御
のほかに、操舵装置、ブレーキおよび駐車ブレーキのための操作センサ装置の評
価を行う。信号に対応して、操作命令が車輪ブレーキモジュール81〜84およ
びまたはアクチュエータ12,13に供給される。中央ユニット80が故障する
と、操作センサ装置の情報は両バスシステムでも入手可能である。なぜなら、各
々のアクチュエータ12,13と車輪ブレーキモジュール81〜84がそれらの
ための情報を有し、この情報から自動的に操作量を発生するからである。更に、
エネルギー源43または60の故障時にも、操舵装置とブレーキの機能が保証さ
れる。なぜなら、各々1個のエネルギー源が分離され独立した2本の給電線11
7,118を経て、各々1個のアクチュエータと、2個の車輪ブレーキモジュー
ルと、操舵およびブレーキングのための操作センサ装置の各々1個の冗長ユニッ
トにエネルギーを供給するからである。それによって、システムは全体として、
故障に対する大きな安全性と、欠陥がある場合の充分な“緊急時機能”を有する
。
置の制御または調整への積極的な介入が可能である。その際、本発明では、例え
ばドライビングダイナミクスコントロール(ESP)またはトラクションスリッ
プコントロール(TCS)の場合に既に実施可能であるようなエンジン管理への
付加的な介入も行われる。本発明によるシステムは全体として運転者を補助し、
最大限の安全性および走行快適性の観点から車両を操舵し、車輪毎に制動または
加速する。従って、システムは自動速度コントロール(クルーズコントロール、
CC)または衝突回避および車間コントロール(ACC、AICC)のような運
転者アシストシステムのために適している。
14)に基づいて詳しく説明する。
してある。この場合、2個のアクチュエータ12,13が配置されている。この
アクチュエータは中央制御ユニット4によって制御される。所定の調節変位20
4だけ操舵ロッドを調節することによって、所定の操舵角205が生じる。
操舵モジュール201は図5,6に横断面が示してある。
個の電動機44,45を備えている。この2個の電動機44,45によって冗長
的な駆動装置設計が実現される。両電動機44,45は伝達ユニット、ここでは
特に2個の遊星歯車装置50,51と、中央に装着されたナット206とによっ
て、ボールねじ装置207と、少なくとも伝動装置または電動機モジュールの範
囲にボールねじロッドとして形成された操舵ロッド203を駆動する。操舵ロッ
ド203はここでは連続して延びるように形成されている。それによって、車輪
16,17は運動力学的に互いに直接連結されている。駆動トルクを調節力と、
2本のタイロッド53,54を介して連結される車輪16,17の操舵運動とに
変換するのに適した伝達ユニットのために、他の伝動構造形態を使用可能である
。同様に本発明では、伝動装置50,51を、伝達ユニットとしての2個のクラ
ッチによって置き換えることができる。
に検出可能である。妥当性チェックの後で、操舵ロッド203の検出された変位
(実際値)に応じて、調節する操舵角(目標値)のための目標値が中央制御ユニ
ット4によって決定される。中央制御ユニット4は好ましくはステアリグホイー
ル1の範囲に配置されている(図4参照)。その代わりに、中央制御ユニットを
車軸操舵モジュール1に統合してもよい。要求される目標値、すなわち調節すべ
き車輪16,17の操舵角205が達成されると、作用するタイロッド力に応じ
て、車輪を安定させる保持トルクが電動機44,45で生じる。
1が、ボールねじ装置207のねじ付きナット206を備えた両遊星歯車装置5
0,51を介して、遊びのないようにかつ形状拘束的に回転するように互いに連
結されている。すなわち、上記の作用では、両電動機44,45は互いに連結さ
れ、操舵ロッド203を平行に連結駆動する(普通操舵機能)。
常に機能している電動機が駆動を行う。そのために、電動機制御装置272,2
73を介して電動機44,45を制御するアクチュエータ12,13の電子ユニ
ット46〜49も冗長的に形成されている。まだ正常に機能している電動機によ
って、ボールねじ装置207はボール274を介して操舵ロッド203の調節運
動を行うことができる。そして、欠陥のあるアクチュエータのアセンブリはねじ
付きナット206とボールねじ装置207を介して機械的なクラッチによって純
機械的に一緒に移動させられる。
置の重要な利点として、例えば電気的なエネルギー供給部の故障または中央制御
ユニット4またはアクチュエータの電子アセンブリの故障による電動機、例えば
電動機44の故障の際、運転者が操舵するときに、まだ正常に機能しているアク
チュエータが、正常に機能している他の電動機、この例では電動機45と共に、
冗長的に形成した電動機制御装置と関連して、車軸操舵モジュール201の操舵
機能全体を実施する。他の利点は、ボールねじ装置207の駆動されるナット2
06によって両車輪が操舵ロッド203を介して遊びのないように互いに直接連
結されることによって得られる。力の伝達は操舵ロッド203とタイロッド53
,54を経て車輪16,17に直接的に行われる。従って、両車輪16,17は
遊びのないように互いに連結されている。
44,45の遊星キャリヤ212,213の収容部としてあるいはクラッチ(図
7参照)を備えた実施の形態の場合クラッチの収容部として、アキシャルアンギ
ュラ玉軸受215の内側リング214が設けられている。それによって、アキシ
ャルアンギュラ玉軸受がねじ付きナット206と遊星キャリヤ212,213ま
たはクラッチ(図7参照)の収容部として、ボールねじ装置207と伝動装置4
4,45と共に機能的なアセンブリを形成する。その際、アキシャルアンギュラ
玉軸受215は操舵ロッド203の発生する調節力を受け止め、アキシャルアン
ギュラ玉軸受215の外側リング218を経て車軸操舵モジュール201のケー
シング219に案内する。
力を検出するための少なくとも1個の力センサ220を配置することができる。
測定された力に応じて、運転者のために、ステアリングホイール1の所定の手動
の力が第2の電気機械式操作力シミュレータ8を介して調節可能である(力のフ
ィードバック)。同時に、力センサ220は妥当性チェックおよびシステム検査
のために利用可能である。
23,224を介してケーシング219に支承されている。それによって、横方
向力を生じないロータ210,211の支承が達成可能である。電動機44,4
5に付設されたステータ225,226はケーシング219内に保持される。そ
れによって更に、ロータ210,211とステータ225,226の間の小さな
空隙を実現することができる。これは全体効率を高めることになる。同時に、遊
星歯車装置50,51の太陽歯車227,228はロータ210,211の部品
として形成されている。太陽歯車227,228は遊星歯車229,230を介
して遊星キャリヤ212,213を駆動する。太陽歯車227,228はアキシ
ャルアンギュラ玉軸受215の外側リング218に一体化された内歯歯車231
,232に支持されている。ボールねじ装置207と操舵ロッド203の駆動ト
ルクは、ケーシング219に一体化された2個の回転防止機構233,234を
介して行われる。この場合、回転防止機構233,234は操舵ロッド203の
直線軸受機能を有する。片側の回転防止機構233または234が省略可能であ
ると有利である。
ある。この場合、伝動装置50,51は伝達要素としてのクラッチ235,23
6によって置き換えられている。すなわち、タイロッドはここでは2個のクラッ
チ235,236を介して直接駆動される(直接駆動装置)。この“直接駆動装
置”は特に、前車軸の荷重が小さい、比較的に軽量で小型の車両のために設けら
れる。この場合、車輪を操舵するために比較的に小さな操作力しか必要としない
。従って、構造的コストが低減されるという利点がある。これは信頼性を高め、
製作コストを低減することになる。
い。それによって、車輪16,17はタイロッド112,113を介して直接的
に連結されている。しかし本発明では同様に、ドライビングダイナミクス的な制
御介入のための片側の操舵角調節を可能にするために、少なくとも部分連結され
た特に電気機械式タイロッド112,113を備えた電気機械式車軸操舵モジュ
ール210が設けられている。
しい実施の形態の一例が図8,9に示してある。
置された2個の電動機44,45を備えている。操舵ロッド237,238はボ
ールねじロッドとして形成されている。両電動機44,45によって冗長的な駆
動装置設計が実現される。両電動機44,45は2個の遊星歯車装置50,51
を介して、2個のボールねじ装置241,242の2個のナット239,240
を駆動し、駆動トルクを、操作力と、両タイロッド53,54を介して連結され
た車輪16,17の操舵運動に変換する。
位センサ243,244がそれぞれ1個のアクチュエータ12,13に設けられ
ている。検出された操舵ロッド変位に応じて、操舵角205と第2の操作力シミ
ュレータ8の調整のための目標値が中央制御ユニット4によって求められる。中
央制御ユニット4はステアリングホイール1の範囲または車軸操舵モジュール2
10内に一体化可能である。要求された目標値が達成されると、すなわち車輪1
6,17の操舵角205が達成されると、作用するタイロッド力に応じて、車輪
安定保持トルクが電動機44,45で生じる。
設けられた分離範囲245を備えている。操舵ロッド237,238は1本の連
結棒246によって連結されている。この連結棒は両操舵ロッドの一方(ここで
は操舵ロッド237)に固定連結され、そして予圧縮され変位を制限される圧縮
ばね247を介して他方の操舵ロッド(ここでは操舵ロッド238)内に部分弾
性的に配置されている。従って、他方の操舵ロッド238は少なくとも連結棒2
46の運動の区間において、中空シリンダとして形成されている。両操舵ロッド
237,238は調節されたばね圧縮の下方で、操舵ロッド変位204の移動方
向において(並進的に)、連続する1本の剛性操舵ロッドのように作用する。
アキシャルアンギュラ玉軸受250,251の2個の内側リング248,249
と、通電していないときに閉じる電気機械式クラッチ254の2個のクラッチデ
ィスク252,253を介して、遊びのないようにかつ形状拘束的に回転するよ
うに互いに連結されている。普通の操舵機能では、両電動機44,45はクラッ
チ254を介して互いに連結され、それによって操舵ロッド237,238を平
行に駆動することができる。欠陥がある場合、すなわち1個の電動機44,45
の故障時に、正常な電動機は冗長的に形成された電動機制御装置によって、両操
舵ロッド237,238の全体の調節運動を行う(冗長的な駆動装置設計)。そ
して、欠陥のあるアクチュエータ12,13は純機械的に一緒に動かされる。
ましくは、ねじ付きナット239,240の収容部として、両遊星キャリヤ21
2,216の収容部としておよび両クラッチディスク252,253の収容部と
して形成され、一緒に機能的な1個のアセンブリを形成する。その際、アキシャ
ルアンギュラ玉軸受250,251は操舵ロッド237,238の発生する調節
力を受け止め、両アキシャルアンギュラ玉軸受250,251の2個の外側リン
グ255,256を経てケーシング219に導く。外側リング255,256に
は、調節力を検出するためおよび第2の操作力シミュレータ8で作用する調節力
をフィードバックするための2個の力センサ357,358を統合することがで
きる。同時に、力センサ357,358を妥当性チェックおよびシステム検査の
ために使用することができる。
222と可動の軸受223,224を介して、横方向力を生じないようにケーシ
ング219に支承されている。このケーシングは同時にステータ225,226
を収容する働きをする。それによって、ロータとステータの間の小さな空隙が達
成される。これは全体効率を高めるように作用する。同時に、遊星歯車装置50
,51の太陽歯車227,228はロータ210,211の構成要素であり、遊
星歯車229,230によって遊星キャリヤ212,213を駆動する。この遊
星歯車はアキシャルアンギュラ玉軸受250,251の外側リング139,14
0内にある内歯歯車231,232に支持されている。操舵ロッド237,23
8のスピンドル状範囲における、発生する駆動トルクの支持は、ケーシング21
9に統合された両回転防止機構233,234を介して行われる。この回転防止
機構は操舵ロッド237,238の直線軸受機能を発揮する。
ッド237,238に基づいて、その都度他方の車輪に依存してないで片側の操
舵角調節を行うことができる。これは図10に示してある。左側の車輪16は右
側の車輪17に対して角度の差259だけ揺動している。
わりに、回転するボールねじ装置ロッドを設けることができる(図示していない
)。この場合、力は例えば1個の遊星歯車装置150,151とプロペラシャフ
トとを介して、タイロッド53,54に連結されたボールねじ装置ロッドに伝達
される。その際、ケーシングも二分割可能であるので、各アクチュエータ12,
13がケーシング部分に付設されている。両アクチュエータは好ましくはクラッ
チ52によって連結されている。このクラッチは少なくとも所定の範囲において
車輪16,17を個別的に調節することができる。
,238の直線運動を互いに分離し、片側の車輪の操舵角調節を実現するために
、クラッチ254が設けられている。これは電気機械式クラッチ254の開放、
すなわち通電によって行われる。クラッチ254が開放すると、両ナット239
,240は回転運動的に互いに分離され、各々の電動機44,45は要求される
操舵角の差359を、機械的に制限された許容される調節範囲260に調節する
ことができる。この場合、調節は力センサと冗長的な変位センサによって検出さ
れた値に応じて行われる。クラッチ254はクラッチディスク252,253の
ほかに、極要素261、圧縮ばね262、クラッチセンサ263およびコイル2
64を備えている。両クラッチディスク252,253は確実で大きなトルクの
伝達のために、好ましくはそのクラッチ面265で互いに形状拘束的に連結可能
である。更に、クラッチ面265は所定の形状付与によって、1カ所で、特に両
操舵ロッド237,238の普通の位置でのみロックされるように形成可能であ
る。ケーシング219に固定連結された極261のコイル264に通電すると、
一方のクラッチディスク253は圧縮ばね262に抗して引っ張られ、クラッチ
254を開放する。クラッチの切離しと接続はクラッチセンサ263によって感
知および監視される。クラッチディスク252はアーマチュアとして形成され、
一方のアキシャルアンギュラ玉軸受250の内側リング248上に軸方向に摺動
可能である。トルクの伝達はクラッチディスク252とアキシャルアンギュラ玉
軸受250との成形部によって行われる。操舵角の差の操舵調整が終了すると、
両電動機44,45によって操舵ロッド237,238がその普通位置または出
発位置に戻され、コイル電流が低下し、両クラッチディスク252,253が圧
縮ばね262によってその普通位置または出発位置にロックされる。このクラッ
チ接続はクラッチセンサ262によって感知される。そして、操舵角205の他
の調整は普通操舵機能によって行われる。
ある。モータモジュールが故障すると、安全設計により、車輪16,17の両操
舵ロッド237,238が補助作用するばね力272によって出発位置に機械的
に戻され、両ねじ付きナット239,240は好ましくは形状拘束的に形成され
たクラッチ254によてその普通位置でロックされる(図12,12a参照)。
圧縮ばね247は最大長さを有し、両連動ディスク266,267によって連結
棒270,271の外側の2つのストッパーと中空軸275,276の両ストッ
パーに支持される。正常なアクチュエータは電動機が正常に機能する普通操舵機
能を発揮する。
8を連結する構成要素の形状および構造、特に連結棒246と圧縮ばね247と
それらに隣接する部品によって設定される(図13,14a参照)。操舵角の差
の調整中の両操舵ロッド237,238の許容される機械的調節範囲260は、
2個の連動ディスクに関連しておよび連結棒の内側のストッパー268,269
および外側のストッパー270,271と操舵ロッド中空軸238のストッパー
275,276を介して、統合、拘束および予圧縮された圧縮ばね247によっ
て実現される。ストッパーによるこの制限によって、操舵角の差は純機械的に調
節不可能である。これは、両車輪16,17がこの範囲の上方で互いに固定連結
されることを意味する(安全設計)。操舵角の差の調整の際、両操舵ロッド23
7,238は互いに摺動する。この場合、圧縮ばね247は連結棒246または
その端片277と2個の連動ディスク266,267によって機械的なストッパ
ー270,271まで更に予圧縮可能である。この機能は操舵ロッド238内の
圧縮ばね247の外側の拘束部と、連結棒246による圧縮ばね247の内側の
拘束部とによって、両方向で保証される。操舵角の差の機械的な制限は第1の端
位置(図13,13a参照)と第2の端位置(図14,14a参照)によって与
えられる。
し、操舵ロッド246が移動しないと、中空軸238の第1のストッパー275
によって、左側の連動ディスク266が右側に摺動し、ばねが、図13,13a
に示した第1の端位置に達するまでばね力に抗して圧縮される。このばねはその
右側で右側の連動ディスク267を介して、連結棒246の定置された端片27
7の第2の外側のストッパー271によって定置保持される。第1の端位置(図
13,13a)において、圧縮ばね247は最小の長さを有し、両連動ディスク
266,267によって一方では中空軸238の第1のストッパー275に支持
され、他方では連結棒246の端片277の第2の外側のストッパー271に支
持される。
し、操舵ロッド246が移動しないと、中空軸238の第2のストッパー276
によって、右側の連動ディスク267が左側に摺動し、ばね247が、図14,
14aに示した第2の端位置に達するまでばね力に抗して圧縮される。このばね
はその左側で左側の連動ディスク266を介して、連結棒246の定置された端
片277の第1の外側のストッパー270によって定置保持される。第2の端位
置(図14,14a)において、圧縮ばね247は同様に最小の長さを有し、両
連動ディスク266,267によって一方では中空軸276の第2のストッパー
に支持され、他方では連結棒246の端片277の第1の外側のストッパー27
0に支持される。これは、操舵角の差の調整のために、圧縮ばね247による既
存の増大するばね力によって、電動機44,45の追加モータトルクを加えなけ
ればならないことを意味する。
9,240が直接駆動可能であり、それによって両車輪16,17が操舵ロッド
237,238に統合された連結棒246と、統合され予圧縮された圧縮ばね2
47によって遊びのないように互いに連結可能であるという利点がある。これに
より、ばね予圧縮の下方では両操舵ロッド237,238が機能的には一体であ
ると見なすことができる。このシステムは更に、1つの位置に形状拘束的にロッ
クされたクラッチ254と、機械的に制限された調節範囲260と、連結棒24
6によって作用する予圧縮された圧縮ばね247とによって、操舵角の差の調整
のための安全なクラッチ設計を有する。
ロッド237,238を備えた車軸操舵モジュールが示してある。両アクチュエ
ータ12,13が共通の1個のケーシング219内に配置された前述の実施形と
異なり、ここでは両アクチュエータがそれぞれ1個のケーシング280,281
内に配置され、クラッチ282を介して互いに連結されている。
回路図である。
。
操舵装置を示す図である。
る車軸操舵モジュールの断面図である。
。
ッチを備えた本発明による車軸操舵モジュールの断面図である。
よる車軸操舵モジュールの断面図である。
。
ールを備えた本発明による車両操舵装置を示す図である。
ある。
。 図12aは図12に示した車軸操舵モジュールの拡大図である。
。 図13aは図13に示した車軸操舵モジュールの拡大図である。
。 図14aは図13に示した車軸操舵モジュールの拡大図である。
Claims (36)
- 【請求項1】 運転者によって操作可能である操舵操作装置、特にステアリ
ングホイールと、 少なくとも1個の操作力シミュレータと、 車体に設けられた、操舵可能な車軸の車輪対の操舵可能な各々1個の右側と左
側の車輪を制御するための各々1個の電気機械式アクチュエータと、 操舵可能な車軸に付設された両アクチュエータの一方が故障したときまたは異
常があるとき、正常に機能しているその都度他方のアクチュエータによって、こ
の車軸の両車輪の制御を保証するための手段と、 操舵操作装置によって操作可能である、調節すべき操舵角のための少なくとも
1個の目標値トランスデューサと、 車輪の操舵角を感知する少なくとも1個の実際値トランスデューサと、 実際値トランスデューサの信号(実際値)と目標値トランスデューサの信号(
目標値)の比較に依存して電気機械式アクチュエータを制御する中央制御ユニッ
トと、 中央制御ユニットと電気機械式アクチュエータとの間でデータ通信を行うデー
タ伝送ユニットとを備えている車両操舵装置。 - 【請求項2】 各電気機械式アクチュエータにそれぞれ、独立したエネルギ
ー供給源からエネルギーが供給されることを特徴とする請求項1記載の車両操舵
装置。 - 【請求項3】 中央制御ユニットが“フェイル−サイレント”に従って形成
され、かつ冗長プロセッサユニットを備えていることを特徴とする請求項1また
は2記載の車両操舵装置。 - 【請求項4】 アクチュエータが“フェイル−サイレント”に従って形成さ
れ、かつ少なくとも各々1個の電気機械式アクチュエータ要素と各々1個の冗長
電子モジュールユニットを備えていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか
一つに記載の車両操舵装置。 - 【請求項5】 アクチュエータの電子モジュールユニットがアクチュエータ
要素電流またはアクチュエータ要素位置のようなアクチュエータ要素特有のロー
カル信号に基づいて欠陥を認識し、欠陥が認識されたときに、車両操舵装置のシ
ステムにメッセージを出力し、欠陥のあるアクチュエータを遮断することを特徴
とする請求項4記載の車両操舵装置。 - 【請求項6】 車両操舵装置が調節すべき操舵角のための2つの目標値トラ
ンスデューサと、車輪の操舵角を検知する2個の実際値トランスデューサを備え
ていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の車両操舵装置。 - 【請求項7】 調節すべき操舵角のための目標値トランスデューサと、車両
の操舵角を感知する実際値トランスデューサが冗長的に形成されていることを特
徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の車両操舵装置。 - 【請求項8】 少なくともアクチュエータと中央制御ユニットの間に二重に
形成されたデータバスが、データ伝送ユニットとして設けられていることを特徴
とする請求項1〜7のいずれか一つに記載の車両操舵装置。 - 【請求項9】 データ伝送ユニットとして、アクチュエータと中央制御ユニ
ットの間にそれぞれ1つのデータバスが設けられていることを特徴とする請求項
1〜7のいずれか一つに記載の車両操舵装置。 - 【請求項10】 特に現在の車両状態に関する情報を受信するために、中央
制御ユニットが車両バスシステム、特にCANに接続されていることを特徴とす
る請求項1〜9のいずれか一つに記載の車両操舵装置。 - 【請求項11】 設定された所定の操作抵抗をシミュレートするために、操
舵操作装置が機械式または機械油圧式の第1の操作力シミュレータに駆動連結さ
れていることと、操舵操作装置が電気的に操作可能で、特にパラメータに依存す
る第2の操作力シミュレータに作用連結され、操舵操作装置が、少なくとも実際
値およびまたは場合によっては他の信号、特に車速、車両ヨー角度または道路状
態信号のようなダイナミックな車両状態信号に応じて、第2の操作力シミュレー
タを制御することを特徴とする請求項1〜10のいずれか一つに記載の車両操舵
装置。 - 【請求項12】 中央制御ユニットが電子式車両ブレーキシステム、特に電
気機械式ブレーキシステム(EMB)に接続されていることを特徴とする請求項
1〜11のいずれか一つに記載の車両操舵装置。 - 【請求項13】 車両操舵装置の中央制御ユニットと、電子式車両ブレーキ
システムの中央制御ユニットが、個々のモジュールとして共通の1個のケーシン
グ内に配置されていることを特徴とする請求項12記載の車両操舵装置。 - 【請求項14】 車両操舵装置と電子式車両ブレーキシステムのために、共
通の1個の中央制御ユニットが設けられていることを特徴とする請求項13記載
の車両操舵装置。 - 【請求項15】 車体に設けられた、操舵可能な車軸の車輪対の操舵可能な
各々1個の右側と左側の車輪を制御するためのそれぞれ2個の電気機械式アクチ
ュエータが、少なくとも1個の操舵ロッドと関連して、車軸操舵モジュールとし
て形成されていることを特徴とする請求項1〜14のいずれか一つに記載の車両
操舵装置。 - 【請求項16】 2個の電気機械式アクチュエータを備え、このアクチュエ
ータがそれぞれ1個の電動機を備え、アクチュエータがそれぞれ、車体に設けら
れた、操舵可能な車軸の車輪対の操舵可能な右側と左側の車輪に付設され、かつ
連結装置によって互いに連結可能であり、それによって操舵可能な両車輪が1個
のアクチュエータによって揺動可能であることを特徴とする、特に請求項1〜1
5のいずれか一つに記載の車両操舵装置のための車軸操舵モジュール。 - 【請求項17】 車両操舵装置がスラストロッドとして形成された少なくと
も1本の操舵ロッドを備え、この操舵ロッドの延長部が操舵可能な両車輪のため
のタイロッドに連結可能であり、2個の電動機が操舵ロッド軸線と同軸に設けら
れ、この電動機がそれぞれ1個のロータを備え、電動機トルクを少なくとも1本
の操舵ロッドに伝達するために、前記ロータが伝達装置を介して回転−並進変換
装置に連結され、それによって少なくとも1個の電動機の操作時に少なくとも1
本の操舵ロッドを摺動させることにより、車軸操舵モジュールの操舵機能が保証
されることを特徴とする請求項16記載の車軸操舵モジュール。 - 【請求項18】 伝達装置が回転−並進変換装置に直接的に連結するための
手段を備えていることを特徴とする請求項16または17記載の車軸操舵モジュ
ール。 - 【請求項19】 回転−並進変換装置がねじ伝動装置、特にボールねじ装置
であることを特徴とする請求項16〜18のいずれか一つに記載の車軸操舵モジ
ュール。 - 【請求項20】 回転−並進変換装置が車軸操舵モジュールの範囲または部
分範囲にねじ付きロッド状に形成された少なくとも1本の操舵ロッド(ねじ付き
ロッド)に駆動連結され、この操舵ロッドが少なくとも1個のねじ付きナットに
よって取り囲まれ、かつその間に配置された転動体によって前記ねじ付きナット
に連結され、この転動体が少なくとも1本のねじ付きロッドのねじに嵌まる成形
部を備えていることを特徴とする請求項16〜19のいずれか一つに記載の車軸
操舵モジュール。 - 【請求項21】 伝達装置が歯車装置またはクラッチ、特に遊星歯車装置で
あることを特徴とする請求項16〜20のいずれか一つに記載の車軸操舵モジュ
ール。 - 【請求項22】 電動機が操舵ロッドと同軸のコイルを有するステータと、
このステータの周りに回転支承されたロータを備え、このロータが永久磁石、特
に希土類磁石、特にサマリウムコバルト磁石またはネオジウム磁石を備えている
ことを特徴とする請求項16〜21のいずれか一つに記載の車軸操舵モジュール
。 - 【請求項23】 電動機のロータが伝達装置を介してねじ伝動装置のねじ付
きナットに、遊びのないようにかつ形状拘束的に回転するように連結されている
ことを特徴とする請求項16〜22のいずれか一つに記載の車軸操舵モジュール
。 - 【請求項24】 電動機のロータの少なくとも一部範囲が、伝達装置の一部
として、特に遊星歯車装置の太陽歯車として形成されていることを特徴とする請
求項16〜23のいずれか一つに記載の車軸操舵モジュール。 - 【請求項25】 各々のアクチュエータに少なくとも2個の電子ユニットが
付設され、電子ユニットの1個に欠陥がある場合に、正常に機能する他方の電子
ユニットがアクチュエータの制御を行うことを特徴とする請求項16〜24のい
ずれか一つに記載の車軸操舵モジュール。 - 【請求項26】 アクチュエータまたは電動機に欠陥がある場合に、まだ正
常に機能するアクチュエータまたは電動機によって、車輪の揺動運動が行われ、
この場合欠陥のあるアクチュエータのモジュールユニットが、連結装置、特に少
なくとも1個のねじ付きナットと少なくとも1個のねじ装置を介して、機械的な
クラッチによって純機械的に連動させられることを特徴とする請求項16〜25
のいずれか一つに記載の車軸操舵モジュール。 - 【請求項27】 少なくとも1本の操舵ロッドに作用する調節力を受け止め
るために、少なくとも1個の軸受、特にアキシャルアンギュラ玉軸受が設けられ
、この軸受が、ねじ付きナットと伝達装置またはクラッチの少なくとも1個の部
品、特に遊星歯車装置の遊星キャリヤの部品を収容するために内側リングを備え
、かつ調節力をケーシングまたはこのケーシングに摩擦連結された車軸操舵モジ
ュールの部品に伝えるために外側リングを備えていることを特徴とする請求項1
6〜26のいずれか一つに記載の車軸操舵モジュール。 - 【請求項28】 作用する調節力を検出し、この検出された調節力を手動操
作装置、特に車両操舵装置のステアリングホイールにフィードバックするために
、軸受の外側リングに少なくとも1個の力センサが付設されていることを特徴と
する請求項27記載の車軸操舵モジュール。 - 【請求項29】 電動機のステータがケーシングに配置されているかあるい
はこのケーシングに摩擦連結された車軸操舵モジュールの部品に配置され、電動
機のロータが、固定の軸受と可動の軸受を介してケーシングに連結された車軸操
舵モジュールの部品またはケーシングに摩擦連結された車軸操舵モジュールの部
品に回転可能に支承されていることを特徴とする請求項16〜28のいずれか一
つに記載の車軸操舵モジュール。 - 【請求項30】 各々のアクチュエータが伝達装置として遊星歯車装置を備
え、この遊星歯車装置の太陽歯車がロータの部品として形成され、かつ調節力を
受け止めるための軸受の外側リングの一部である内歯歯車に支持されていること
を特徴とする請求項18〜29のいずれか一つに記載の車軸操舵モジュール。 - 【請求項31】 少なくとも1個のアクチュエータの操作時に、操舵ロッド
を摺動させることによって車軸操舵モジュールの操舵機能を保証するために、ス
ラストロッドとして形成された共通の1本の操舵ロッド、特に共通の1本のねじ
付きロッドと、共通の1個の回転−並進変換装置、特に共通の1個のねじ付きナ
ットとその間に配置された共通の転動体とが、2個のアクチュエータに付設され
ていることを特徴とする請求項16〜30のいずれか一つに記載の車軸操舵モジ
ュール。 - 【請求項32】 両アクチュエータを連結し、1個のアクチュエータを操作
する際に、連結された2本の操舵ロッドを摺動させることによって車軸操舵モジ
ュールの操舵機能を保証するために、スラストロッドとして形成された各々1本
の操舵ロッド、特に各々1本のねじ付きロッドと、各々1個の回転−並進変換装
置、特に各々1個のねじ付きナットとその間に配置された共通の転動体とが、両
アクチュエータの各々に付設されていることを特徴とする請求項16〜31のい
ずれか一つに記載の車軸操舵モジュール。 - 【請求項33】 連結装置が電気機械式クラッチを備え、このクラッチがク
ラッチディスクを備え、このクラッチディスクが2個の軸受、特にアキシャルア
ンギュラ玉軸受の内側リングに摩擦的に連結され、この軸受が2本の操舵ロッド
で発生する調節力を受け止める働きをすることと、通電していない状態で両クラ
ッチディスクが弾性的な手段、特に圧縮ばねによって互いに押し付けられ、アク
チュエータの2個の回転−並進変換装置を摩擦的に連結することを特徴とする請
求項32記載の車軸操舵モジュール。 - 【請求項34】 2本の操舵ロッドの相互の所定の最大調節範囲が機械的な
ストッパーによって設定され、このストッパーが2本の操舵ロッドの相対的な所
定の変位の差だけを許容することを特徴とする請求項32または33記載の車軸
操舵モジュール。 - 【請求項35】 両操舵ロッドの一方の少なくとも一部範囲が中空軸として
形成され、この中空軸が2個のストッパーを備え、他方の操舵ロッドに連結され
た連結棒が前記中空軸の中空室に挿入され、連結棒が中空軸側の端片を備え、こ
の端片が2個の内側のストッパーと2個の外側のストッパーを備え、このストッ
パーが、それに支持可能な2個の連動ディスクおよび連動ディスクに支持された
圧縮ばねと協働して、2本の操舵ロッドの相対的な所定の変位の差だけを許容す
ることを特徴とする請求項34記載の車軸操舵モジュール。 - 【請求項36】 電気機械式クラッチの閉鎖時に、連結棒が出発位置を定め
、この出発位置で圧縮ばねが最大長さを有し、かつ両連動ディスクによって連結
棒の2個の外側ストッパーと中空軸の両ストッパーに支持されていることと、電
気機械式クラッチの開放時に、第1と第2の端位置が定められ、この端位置が操
舵ロッドの変位の最大の差を決定し、この場合第1の端位置において圧縮ばねが
最小の長さを有し、両連動ディスクによって一方では中空軸の第1のストッパー
に支持され、他方では連結棒の第2の外側のストッパーに支持され、第2の端位
置において圧縮ばねが最小長さを有し、両連動ディスクによって一方では中空軸
の第2のストッパーに支持され、他方では連結棒の第1の外側のストッパーに支
持されていることを特徴とする請求項35記載の車軸操舵モジュール。
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