特表 2024-507204 ステアリング装置を備えた車両用の制御装置、ステアリング装置およびステアリング装置用の予熱フェーズにおいて作動媒体を加熱する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-02-16

(54)【発明の名称】ステアリング装置を備えた車両用の制御装置、ステアリング装置およびステアリング装置用の予熱フェーズにおいて作動媒体を加熱する方法

(51)【国際特許分類】

   B62D 6/00 20060101AFI20240208BHJP

   B62D 5/065 20060101ALI20240208BHJP

   B62D 5/18 20060101ALI20240208BHJP

   B62D 5/24 20060101ALI20240208BHJP

【ＦＩ】

B62D6/00

B62D5/065 B

B62D5/18

B62D5/24

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023549839

(86)(22)【出願日】2022-01-26

(85)【翻訳文提出日】2023-08-17

(86)【国際出願番号】 EP2022051792

(87)【国際公開番号】W WO2022175042

(87)【国際公開日】2022-08-25

(31)【優先権主張番号】102021103813.8

(32)【優先日】2021-02-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】597007363

【氏名又は名称】クノル－ブレムゼ ジステーメ フューア ヌッツファールツォイゲ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｋｎｏｒｒ－Ｂｒｅｍｓｅ Ｓｙｓｔｅｍｅ ｆｕｅｒ Ｎｕｔｚｆａｈｒｚｅｕｇｅ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｍｏｏｓａｃｈｅｒ Ｓｔｒａｓｓｅ ８０， Ｄ－８０８０９ Ｍｕｅｎｃｈｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】ベアンハート ミラー

【テーマコード（参考）】

3D232

3D333

【Ｆターム（参考）】

3D232CC50

3D232DA63

3D232DA64

3D232DB20

3D232EB30

3D232EC03

3D232EC04

3D232EC23

3D333EB02

3D333EB07

3D333ED01

3D333JA01

3D333JC06

3D333JC07

(57)【要約】

ステアリング装置（１０２）を備えた車両（１００）用の制御装置（１１０）であって、ステアリング装置（１０２）は、ポンプ（１１２）および電動モータ（１１８）を含むポンプ装置（１０４）と、伝動装置（１０６）と、バルブ（１０８）と、制御装置（１１０）とを備えており、制御装置（１１０）は、作動媒体を加熱するための予熱フェーズにおいて、ステアリング装置（１０２）の電動モータ（１１８）を作動させるためのモータ信号（１４０）を電動モータ（１１８）に供給し、ステアリング装置（１０２）のバルブ（１０８）を開放するためのバルブ開放信号（１４２）をバルブ（１０８）に供給するように構成されている。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ステアリング装置（１０２）を備えた車両（１００）用の制御装置（１１０）であって、前記ステアリング装置（１０２）は、
ポンプ装置（１０４）の第１吐出ポート（１１４）または第２吐出ポート（１１６）に作動媒体を圧送するためのポンプ（１１２）、および前記ポンプ（１１２）を駆動するための電動モータ（１１８）を備えたポンプ装置（１０４）と、
伝動装置（１０６）とを有し、前記伝動装置（１０６）は、ステアリングホイール（１１９）に連結可能な入力軸（１２０）およびピットマンアーム（１２２）に連結可能な出力軸（１２４）と、前記入力軸（１２０）から前記出力軸（１２４）にトルクを伝達するために第１方向（１２６）および第２方向（１２８）に移動する伝動要素（１３０）と、第１作動媒体ポート（１３２）および第２作動媒体ポート（１３４）とを備えており、前記第１作動媒体ポート（１３２）は、前記作動媒体を使用して前記第１方向（１２６）に前記伝動要素（１３０）を移動するために前記第１吐出ポート（１１４）に接続されており、前記第２作動媒体ポート（１３４）は、前記作動媒体を使用して前記第２方向（１２８）に前記伝動要素（１３０）を移動するために前記第２吐出ポート（１１６）に接続されており、前記制御装置（１１０）はさらに、
前記第１吐出ポート（１１４）と前記第２吐出ポート（１１６）との間に接続されているバルブ（１０８）を有し、
前記制御装置（１１０）は、前記作動媒体を加熱するための予熱フェーズにおいて、前記ステアリング装置（１０２）の前記電動モータ（１１８）を作動させるためのモータ信号（１４０）を前記電動モータ（１１８）に供給し、前記ステアリング装置（１０２）の前記バルブ（１０８）を開放するためのバルブ開放信号（１４２）を前記バルブ（１０８）に供給するように構成されている、制御装置（１１０）。

【請求項2】

前記制御装置（１１０）は、通常動作フェーズにおいて前記ピットマンアーム（１２２）を運動させるために、前記電動モータ（１１８）を作動させるための前記モータ信号（１４０）を前記電動モータ（１１８）に供給し、前記バルブ（１０８）を閉鎖するためのバルブ閉鎖信号（１４４）を前記バルブ（１０８）に供給するように構成されている、請求項１記載の制御装置（１１０）。

【請求項3】

前記制御装置（１１０）は、前記予熱フェーズにおいて、前記電動モータ（１１８）のモータ巻線（２０８）を流れる電流を引き起こす信号であって、前記電流から前記電動モータ（１１８）のローター（２０２）の回転を結果的に生じさせない信号として、前記モータ信号（１４０）を供給するように構成されている、請求項１または２記載の制御装置（１１０）。

【請求項4】

前記制御装置（１１０）は、前記予熱フェーズにおいて、前記モータ巻線（２０８）を流れる第１量の電流を引き起こす信号であって、前記電流から、第１回転数を有する、前記ローター（２０２）の回転を結果的に生じさせる信号として、前記モータ信号（１４０）を供給するように構成されており、前記通常動作フェーズにおいて、前記モータ巻線（２０８）を流れる前記第１量の電流を引き起こす信号であって、前記電流から、前記第１回転数よりも高い第２回転数を有する、前記ローター（２０２）の回転を結果的に生じさせる信号として、前記モータ信号（１４０）を供給するように構成されている、請求項３記載の制御装置（１１０）。

【請求項5】

前記制御装置（１１０）は、閾値を下回る温度を示す温度信号（１５２）に応じて前記予熱フェーズをアクティブにする、請求項１から４までのいずれか１項記載の制御装置（１１０）。

【請求項6】

前記制御装置（１１０）は、前記車両（１００）のコールドスタートを示すスタート信号（１６０）に応じて前記予熱フェーズをアクティブにする、請求項１から５までのいずれか１項記載の制御装置（１１０）。

【請求項7】

車両（１００）用のステアリング装置（１０２）であって、前記ステアリング装置（１０２）は、次の特徴、すなわち、
ポンプ装置（１０４）の第１吐出ポート（１１４）または第２吐出ポート（１１６）に作動媒体を圧送するためのポンプ（１１２）と、前記ポンプ（１１２）を駆動するための電動モータ（１１８）とを備えたポンプ装置（１０４）、および
伝動装置（１０６）という特徴を有し、前記伝動装置（１０６）は、ステアリングホイール（１１９）に連結可能な入力軸（１２０）およびピットマンアーム（１２２）に連結可能な出力軸（１２４）と、前記入力軸（１２０）から前記出力軸（１２４）にトルクを伝達するために第１方向（１２６）および第２方向（１２８）に移動する伝動要素（１３０）と、第１作動媒体ポート（１３２）および第２作動媒体ポート（１３４）とを備えており、前記第１作動媒体ポート（１３２）は、前記作動媒体を使用して前記第１方向（１２６）に前記伝動要素（１３０）を移動するために前記第１吐出ポート（１１４）に接続されており、前記第２作動媒体ポート（１３４）は、前記作動媒体を使用して前記第２方向（１２８）に前記伝動要素（１３０）を移動するために前記第２吐出ポート（１１６）に接続されており、
前記ステアリング装置（１０２）はさらに、前記第１吐出ポート（１１４）と前記第２吐出ポート（１１６）との間に接続されているバルブ（１０８）、および
請求項１から６までのいずれか１項記載の制御装置（１１０）という特徴を有する、ステアリング装置（１０２）。

【請求項8】

前記電動モータ（１１８）のモータ巻線（２０８）は、前記作動媒体によって取り囲まれている、請求項７記載のステアリング装置（１０２）。

【請求項9】

前記ポンプ（１１２）と前記電動モータ（１１８）とは、共通の軸を有し、共通のケーシング（２００）に配置されている、請求項７または８記載のステアリング装置（１０２）。

【請求項10】

前記ケーシング（２００）は、インレットから前記ケーシング（２００）の内壁に沿って、前記モータ巻線（２０８）に前記作動媒体を導くための通路（２０６）を有しており、前記通路（２０６）は、前記モータ巻線（２０８）の周りに前記作動媒体を導くように形成されている、請求項７から９までのいずれか１項記載のステアリング装置（１０２）。

【請求項11】

前記電動モータ（１１８）のローター（２０２）は、複数の永久磁石を有し、互いに隣接した永久磁石は、前記作動媒体を導くためのスリット（２０４）によって離隔されている、請求項７から１０までのいずれか１項記載のステアリング装置（１０２）。

【請求項12】

前記スリット（２０４）は、前記ローター（２０２）が回転する際に前記作動媒体を搬送するように形成されている、請求項１１記載のステアリング装置（１０２）。

【請求項13】

前記ポンプ（１１２）は、双方向液圧式ポンプとして形成されている、請求項７から１２までのいずれか１項記載のステアリング装置（１０２）。

【請求項14】

請求項７から１３までのいずれか１項記載のステアリング装置（１０２）用の予熱フェーズにおいて作動媒体を加熱する方法（３００）であって、前記方法（３００）には、次のステップ、すなわち、
前記ステアリング装置（１０２）の電動モータ（１１８）にモータ信号（１４０）を供給して前記電動モータ（１１８）を作動させるステップ（３０２）と、
前記ステアリング装置（１０２）のバルブ（１０８）にバルブ開放信号（１４２）を供給して前記バルブ（１０８）を開放するステップ（３０４）とが含まれる、方法（３００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本アプローチは、ステアリング装置を備えた車両用の制御装置、ステアリング装置およびステアリング装置用の予熱フェーズにおいて作動媒体を加熱する方法に関する。

【0002】

車両のステアリングシステム、特に、中荷重および重荷重の商用自動車の、パワーステアリングとも呼ばれるフロントアクスルステアリングシステムでは、例えばリサーキュレーティングボール式ステアリング伝動装置を、単方向の外部の液圧式ポンプによって作動させることができる。ポンプとステアリング伝動装置との間の接続は、例えば、外部の配管によって行うことができる。付加的には、外部のオイルリザーバが補償容器として必要になることがある。これにより、このようなステアリングシステムの個別の構成要素は、車両に分散して配置可能である。

【0003】

独国実用新案第２０２０１９１０１５２２号明細書には、車両用の、特に商用車用の対応するステアリングアシスト装置が開示されている。

【0004】

このような背景から、本アプローチの課題は、ステアリング装置を備えた車両用の改善された制御装置と、改善されたステアリング装置と、ステアリング装置用の予熱フェーズにおいて作動媒体を加熱する改善された方法とを創出することである。

【0005】

この課題は、装置に関する請求項１の特徴的構成を有する制御装置によって、請求項７記載のステアリング装置によって、また請求項１４記載の方法によって解決される。

【0006】

提示されるアプローチによって達成可能な利点は、例えば、車両のコールドスタート時におけるステアリング装置の始動特性が改善されることにある。

【0007】

本発明では、ステアリング装置を含む車両用の制御装置が提示される。ステアリング装置は、ポンプ装置の第１吐出ポートまたは第２吐出ポートに作動媒体を圧送するためのポンプを備えたポンプ装置と、ポンプを駆動するための電動モータとを有する。ステアリング装置はさらに、ステアリングホイールに連結可能な入力軸と、ピットマンアームに連結可能な出力軸と、入力軸から出力軸にトルクを伝達するために第１方向および第２方向に移動する伝動要素とを備えた伝動装置を有する。ステアリング装置にはさらに、第１作動媒体ポートおよび第２作動媒体ポートが含まれており、第１作動媒体ポートは、作動媒体を使用して第１方向に伝動要素を移動するために第１吐出ポートに接続されており、第２作動媒体ポートは、作動媒体を使用して第２方向に伝動要素を移動するために第２吐出ポートに接続されている。ステアリング装置はさらに、第１吐出ポートと第２吐出ポートとの間に接続されているバルブを有する。制御装置は、作動媒体を加熱するための予熱フェーズにおいて、ステアリング装置の電動モータを作動させるためのモータ信号を電動モータに供給し、ステアリング装置のバルブを開放するためのバルブ開放信号をバルブに供給するように構成されている。

【0008】

自動車は、例えば商用車、例えば貨物自動車またはバスとして実現される。ステアリング装置は有利には、車両の運転者のステアリング要求を実現して付加的に作動媒体を使用してアシストするために使用可能である。伝動装置は、例えば、ステアリングホイールを介して運転者のステアリング運動をピットマンアームに伝達し、結果的に例えば車両の車軸に伝達するように構成されている。ポンプは、例えば、液圧式ポンプとして実現可能であり、この液圧式ポンプは、作動媒体、例えば油圧油等をポンプ装置によって圧送可能である。例えば、バックアップバルブとしても使用可能なバルブにより、伝動装置のバイパスが可能である。バルブが開放されると、ポンプ装置によって圧送される作動媒体は、バルブを介して伝動装置を通過可能である。これにより、予熱フェーズでは、ポンプ装置を作動させることができるが、ステアリングアシストが提供されることがない。これにより、ステアリング運動を生じさせることなく、ポンプ装置を作動させることができる。この際にポンプ装置に発生する熱は、作動媒体を加熱するために使用可能である。有利にはこれにより、例えば、車両の走行前に作動媒体の粘度を改善することができる。予熱フェーズは、ステアリング装置が作動を開始した後、あらかじめ定めた作動温度に作動媒体が達するまで継続可能である。予熱フェーズには、ステアリングをアシストするためにステアリング装置が作動可能である通常動作フェーズが続くことができるか、または、例えば車両がまだ運動していないためにステアリングのアシストが必要でない場合には静止フェーズが続くことができる。制御装置は、ステアリング装置の実際の動作フェーズに依存して適切なモータ制御信号を供給するように構成可能である。

【0009】

１つの実施形態によると、制御装置は、通常動作フェーズにおいてピットマンアームを運動させるために、電動モータを作動させるためのモータ信号を電動モータに供給し、バルブを閉鎖するためのバルブ閉鎖信号をバルブに供給するように構成可能である。通常動作フェーズは、例えば、車両が運転されてステアリングアシストが提供される場合の状態を表していてよい。実施形態に応じて、バルブ開放信号およびバルブ閉鎖信号は、別の信号または１つの信号の異なる状態であってよい。

【0010】

１つの実施形態によると、制御装置は、予熱フェーズにおいて、電動モータのモータ巻線を流れる電流を引き起こす信号であって、この電流から電動モータのローターの回転が結果的に引き起こされることがないような信号として、モータ信号を供給するように構成可能である。例えば、モータ信号は、電動モータの始動を阻止する特性を有していてよい。電流が流れることにより、モータ巻線が加熱される。これにより、電動モータは、媒体を加熱するための加熱装置として使用可能であり、その際にポンプを駆動させる必要はない。

【0011】

１つの実施形態によると、制御装置は、予熱フェーズにおいて、モータ巻線を流れる第１量の電流を引き起こす信号であって、この電流から、第１回転数を有する、ローターの回転を結果的に生じさせる信号として、モータ信号を供給するように構成可能である。さらに、制御装置は、通常動作フェーズにおいて、モータ巻線を流れる第１量の電流を引き起こす信号であって、この電流から、第１回転数よりも高い第２回転数を有する、ローターの回転を結果的に生じさせる信号として、モータ信号を供給するように構成可能である。これにより、予熱フェーズにおいて、電動モータが、この電動モータによって供給されるトルクについて、通常動作フェーズよりも低い効率を有するように電動モータを作動させることができる。これにより、有利には、予熱フェーズでは、通常動作フェーズよりも大きな割合の電気エネルギが熱エネルギに変換される。

【0012】

制御装置は、閾値を下回る温度を示す温度信号に応じて予熱フェーズをアクティブにするように構成可能である。この閾値は、作動媒体の特定の粘度に対応付け可能である。この閾値は、最適な作動温度を下回ってよいか、または作動媒体の最適な作動温度にあってよい。この温度は、例えば、温度センサによって検出可能である。これにより、作動媒体の加熱が有利である場合にのみ、予熱フェーズを実行することができる。例えば、温度信号が、あらかじめ定めた作動媒体の温度を示す場合に予熱フェーズを終了させることができる。

【0013】

１つの実施形態によると、制御装置は、車両のコールドスタートを示すスタート信号に応じて予熱フェーズをアクティブにするように構成可能である。このことが意味するのは、スタート信号は、例えば、比較的長い停止状態の後、車両を最初にスタートする際に供給されることである。このような場合には、作動媒体がまだ所望の作動温度にないと仮定することができる。例えば、温度信号が、あらかじめ定めた作動媒体の温度を示す場合に同様に予熱フェーズを終了させることもできる。

【0014】

さらに車両用のステアリング装置が提示され、このステアリング装置は、ポンプ装置の第１吐出ポートまたは第２吐出ポートに作動媒体を圧送するためのポンプと、ポンプを駆動するための電動モータとを備えたポンプ装置を有する。ステアリング装置はさらに、ステアリングホイールに連結可能な入力軸およびピットマンアームに連結可能な出力軸と、入力軸から出力軸にトルクを伝達するために第１方向および第２方向に移動する伝動要素と、第１作動媒体ポートおよび第２作動媒体ポートとを備えた伝動装置を有する。第１作動媒体ポートは、作動媒体を使用して第１方向に伝動要素を移動するために第１吐出ポートに接続されており、第２作動媒体ポートは、作動媒体を使用して第２方向に伝動要素を移動するために第２吐出ポートに接続されている。ステアリング装置はさらに、第１吐出ポートと第２吐出ポートとの間に接続されているバルブおよび前に示した変形形態のうち１つの制御装置を有する。

【0015】

ステアリング装置は、例えば、例えば商用車に使用可能であるようなステアリング伝動装置として実現可能である。有利には、これによって運転者のステアリング運動がアシストされる。

【0016】

１つの実施形態によると、電動モータのモータ巻線は作動媒体によって取り囲まれていてよい。これによって有利には、モータ巻線によって作動媒体を直接に加熱できるため、良好な熱結合が可能になる。

【0017】

１つの実施形態によると、ポンプと電動モータとは、共通の軸を有し、共通のケーシングに配置可能である。これによって有利には、２つのケーシングではなくただ１つのケーシングが取り付けられるため、車両内の設置スペースを節約することができる。

【0018】

ケーシングは、インレットからケーシングの内壁に沿って、モータ巻線に作動媒体を導くための通路を有していてよい。この際に通路は、モータ巻線の周りに作動媒体を導くように形成可能である。有利にはこれにより、作動媒体が均等に加熱される。この通路は、例えばケーシング要素における溝または凹部として、またはチューブ状にも形成可能である。インレットは、例えばポンプと通路との間の界面を表してよく、または択一的にはストック容器とポンプ装置との間の界面を表していてよい。有利には、通路を配置することにより、作動媒体を用いてモータ巻線を冷却することができる。

【0019】

１つの実施形態によると、電動モータのローターは、複数の永久磁石を有していてよく、互いに隣接した永久磁石は、作動媒体を導くためのスリットによって離隔されている。

【0020】

１つの実施形態によると、スリットは、ローターが回転する際に作動媒体を搬送するように形成可能である。したがってスリットにより、永久磁石の間で作動媒体の循環利用を行うことができる。

【0021】

１つの実施形態によると、ポンプは双方向液圧式ポンプとして形成可能である。有利にはこれにより、作動媒体の所望の搬送方向に応じて、作動媒体の容易な出力が実現可能である。

【0022】

さらに、前に挙げた複数の変形形態の１つにおけるステアリング装置用の予熱フェーズにおいて作動媒体を加熱する方法が提示される。この方法には、ステアリング装置の電動モータにモータ信号を供給して電動モータを作動させるステップと、ステアリング装置のバルブにバルブ開放信号を供給してバルブを開放するステップとが含まれる。

【0023】

この方法は、例えば、ステアリング装置において、前に挙げた複数の変形形態のうちの１つの制御装置を用いて実施可能である。有利には、電動モータの作動時に発生する熱により、ステアリング装置のステアリングロッドにトルクを作用させることなく、作動媒体の粘度を低下させることができる。開放されたバルブにより、ステアリング装置の管路において作動媒体を循環させることができ、これにより、作動媒体の可能な限りに大きな割合を加熱することができる。

【0024】

この方法は、例えばソフトウェアもしくはハードウェアで、またはソフトウェアおよびハードウェアから成る混合形態で、例えば制御装置において実装可能である。この制御装置は、本発明で提示した方法の変形形態のステップを、対応する装置において実行する、駆動制御する、もしくは実現するように構成可能である。装置の形態の、本アプローチのこの変形実施形態により、本アプローチの根底にある課題を迅速かつ効率的に解決することもできる。

【0025】

この制御装置は、信号またはデータを処理するための少なくとも１つの計算ユニットと、信号またはデータを記憶するための少なくとも１つの記憶ユニットと、センサからセンサ信号を読み込むか、またはアクチュエータにデータ信号もしくは制御信号を出力するための、センサまたはアクチュエータに至る少なくとも１つのインタフェース、および／または通信プロトコルに埋め込まれているデータを読み込むかまたは出力するための少なくとも１つの通信インタフェースとを有していてよい。計算ユニットは、例えば、シグナルプロセッサ、マイクロコントローラまたはこれらに類するもの等であってよく、記憶ユニットは、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭまたは磁気式記憶ユニットであってよい。通信インタフェースは、無線および／または有線でデータを読み込むかまたは出力するように構成されていてよく、有線のデータを読み込むかまたは出力することができる通信インタフェースは、これらのデータを、例えば電気的または光学的に、対応するデータ伝送路から読み込むか、または、対応するデータ伝送路に出力することができる。

【0026】

本発明において制御装置とは、センサ信号を処理し、これに依存して制御信号および／またはデータ信号を出力する電気装置のことであると理解可能である。制御装置は、ハードウェア的にかつ／またはソフトウェア的に構成可能なインタフェースを有していてよい。ハードウェア的に構成される場合、インタフェースは、例えば、制御装置の大きく異なる複数の機能を含む、いわゆるシステムＡＳＩＣの一部であってよい。しかしながら、インタフェースが、固有の集積回路であるか、または少なくとも部分的に、ディスクリート素子から構成されることも可能である。ソフトウェア的に構成される場合、インタフェースは、例えば、別のソフトウェアモジュールに加えてマイクロコントローラに設けられているソフトウェアモジュールであってよい。

【0027】

以下の説明では図に関連して、本発明で提示されるアプローチの複数の実施例を詳述する。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】１つの実施例によるステアリング装置を備えた車両の概略図である。

【図2】１つの実施例によるポンプ装置の概略断面図である。

【図3】１つの実施例によるステアリング装置用の予熱フェーズにおいて作動媒体を加熱する方法の流れ図である。

【0029】

本アプローチの有利な複数の実施例の以下の説明では、種々異なる図に示されかつ同じように作用する要素には、同じまた同じような参照符号が使用され、これらの要素の繰り返しの説明を割愛する。

【0030】

図１には、１つの実施例によるステアリング装置１０２を備えた車両１００の概略図が示されている。車両１００は、例えば、商用車として実現されている。ステアリング装置１０２は、車両１００の運転者のステアリング過程をアシストするように構成されている。ステアリング装置１０２はこのために、ポンプ装置１０４と、伝動装置１０６と、バルブ１０８と、制御装置１１０とを有する。

【0031】

ポンプ装置１０４には、ポンプ装置１０４の第１吐出ポート１１４または第２吐出ポート１１６に作動媒体を圧送するためのポンプ１１２が含まれている。さらにポンプ装置１０４には、ポンプ１１２を駆動するように構成されている電動モータ１１８が含まれている。このために電動モータ１１８とポンプ１１２とは、軸を介して互いに連結されている。ポンプ１１２は、例えば、双方向液圧式ポンプとして実現されている。

【0032】

伝動装置１０６は、ステアリングホイール１１９に連結可能な入力軸１２０と、ピットマンアーム１２２に連結可能な出力軸１２４とを有する。さらに伝動装置１０６は、入力軸１２０から出力軸１２４にトルクを伝達するために第１方向１２６および第２方向１２８に移動する伝動要素１３０を有する。さらに伝動装置１０６には、第１作動媒体ポート１３２および第２作動媒体ポート１３４が含まれており、第１作動媒体ポート１３２は、作動媒体を使用して第１方向１２６に伝動要素１３０を移動するために第１吐出ポート１１４に接続されており、第２作動媒体ポート１３４は、作動媒体を使用して第２方向１２８に伝動要素１３０を移動するために第２吐出ポート１１６に接続されている。作動媒体を使用して伝動要素１３０を移動するために、１つの実施例によると、少なくとも１つのシリンダが設けられており、このシリンダは、伝動要素１３０を移動するために作動媒体の圧力を使用するように形成されている。

【0033】

この実施例によると、入力軸１２０は、ステアリングシステムのステアリングコラムを介し、車両１００のステアリングホイール１１９に接続されているかもしくは機械的に連結されている。１つの実施例によると、ステアリングホイール１１９に連結されている、車両１００のステアリングコラムのトルクをステアリング装置１０２に導入するように入力軸１２０が構成されている。入力軸１２０を介して導入されるトルクを入力トルクと称することも可能である。この実施例によると、出力軸１２４は、ステアリング装置１０２からこのトルクを外部に導くために、もしくはこのトルクをピットマンアーム１２２に出力するために構成されている。出力軸１２４を介して外部に導かれるトルクを出力トルクまたは出力力と称することも可能である。この実施例によると、伝動要素１３０は、入力軸１２０から出力軸１２４に機械的にトルクを伝達するように、かつ／または入力トルクを出力トルクに変換するように構成されている。車両１００の運転者によって行われるステアリング運動をアシストするために、作動媒体を使用して、伝動要素１３０の移動がアシストされる。これに対応して、伝動要素１３０は、自動ステアリング車両１００では、作動媒体の圧力を使用することによってのみ移動させることができる。

【0034】

ステアリング装置１０２のバルブ１０８は、第１吐出ポート１１４と第２吐出ポート１１６との間に接続されている。この実施例によると、バルブ１０８の第１バルブポート１３６は第１吐出ポート１１４および第１作動媒体ポート１３２に流体的に接続されている。この実施例によると、これに類似して、バルブ１０８の第２バルブポート１３８は第２吐出ポート１１６および第２作動媒体ポート１３４に流体的に接続されている。

【0035】

ステアリング装置１０２はさらに、制御装置１１０を有し、この制御装置１１０は、ステアリング装置１０２の実際の動作フェーズを特定してこの実際の動作フェーズに依存して、電動モータ１１８を作動させるための適切なモータ信号１４０と、バルブ１０８を制御するための適切なバルブ信号１４２，１４４とを供給するように構成されている。１つの実施例によると、制御装置１１０は、作動媒体の加熱が有利である場合に、例えば、作動媒体の粘度を低下させるために、予熱フェーズを開始するように構成されている。制御装置１１０は、あらかじめ定めた温度に作動媒体が加熱されるまで予熱フェーズを維持するように構成されていてよい。１つの実施例によると、予熱フェーズに続いて、制御装置１１０は、ステアリング装置１０２により、例えば、車両１００の通常の走行作動用に、ステアリングアシストが提供される通常動作フェーズを開始するように構成されている。ここでは、例えば、車両１００の運転者によって要求されるステアリングおよび車両１００のステアリング方向１４６を示す要求信号に応じてステアリングアシストが提供可能である。１つの実施例によると、要求されるステアリング方向１４６に応じて、一方のステアリング方向１４６に対応付けられる電動モータ１１８の回転を生じさせる特性を有するモータ信号１４０が供給されるように制御装置１１０が構成される。

【0036】

１つの実施例によると、予熱フェーズにおいてモータ信号１４０およびバルブ信号１４２，１４４を供給して、電動モータ１１８を作動させ、すなわちこれに通電するが、例えば、作動媒体ポート１３２，１３４には、圧力が加わらないか、または伝動要素１３０を移動させるためには十分でない圧力だけしか加わらないことからステアリングアシストが提供されないように制御装置１１０が構成されている。このためにモータ信号１４０は、例えば、電動モータ１１８の少なくとも１つの巻線を流れる電流であって、電動モータ１１８のローターを運動させるためには適切でない磁場が生成される電流が生じるような特性で供給される。択一的にはモータ信号１４０は、例えば、電動モータ１１８の少なくとも１つの巻線を流れる電流であって、電動モータ１１８のローターを運動させるためには適切な磁場が生成される電流が生じるような特性で供給される。この場合、制御装置１１０は、バルブ１０８を開放するためのバルブ開放信号１４２の形態でバルブ信号を供給するように構成されている。モータ信号１４０の特性は、例えば、モータ信号１４０の振幅および／または変調に関連していてよい。

【0037】

１つの実施例によると、制御装置１１０は、通常動作フェーズにおいて、ポンプ１１２を駆動するための適切な、電動モータ１１８の作動を保証する特性で、モータ信号１４０を供給するように構成されている。さらに、制御装置１１０は、バルブ１０８を閉鎖するためのバルブ閉鎖信号１４４の形態でバルブ１０８にバルブ信号を供給するように構成されている。これにより、ステアリング運動をアシストするために十分な、作動媒体の圧力が生成され、ポンプ装置１０４の搬送方向に応じて１つの作動媒体ポート１３２にこの圧力が加わる。

【0038】

モータ信号１４０を介して電動モータ１１８に供給される電気エネルギは、一部が熱に変換され、別の一部が電動モータ１１８のローターを駆動するために使用される。１つの実施例によると、制御装置１１０は、モータ信号１４０を供給して、電動モータ１１８に供給される電気エネルギの熱に変換される部分が、駆動に使用される部分に対し、予熱フェーズでは通常動作フェーズよりも大きくなるように構成されている。１つの実施例によると、制御装置１１０は、予熱フェーズにおいて、次のような特性、すなわちモータ巻線を流れる第１量の電流を生じさせ、この電流によって第１磁場が生成され、この第１磁場から第１回転数を有する、ローターの回転が結果的に得られるような特性を有するモータ信号１４０を供給するように構成されている。これに対し、制御装置１１０は、通常動作フェーズにおいて、次のような特性、すなわち、モータ巻線を流れる第１量の電流を生じさせ、この電流によって第２磁場が生成され、この第２磁場から第１回転数よりも高い第２回転数を有する、ローターの回転が結果的に得られるような特性を有するモータ信号１４０を供給するように構成されている。これにより

【0039】

１つの実施例によると、制御装置１１０は、閾値を下回る、作動媒体の温度を示す温度信号１５２に応じて予熱フェーズをアクティブにするように構成されている。この実施例によると、温度信号１５２は、温度センサ１５４によって供給される。この実施例によると、温度センサ１５４は、ポンプ装置１０４の一部として実現される。択一的には温度センサ１５４は別の仕方で、車両１００に配置可能である。例えば、制御装置１１０は、温度信号１５２が、閾値以上の作動媒体の温度を示すと直ちに予熱フェーズを終了するように構成される。択一的または付加的には、制御装置１１０は、例えば、あらかじめ定めた期間の後、予熱フェーズを終了するように構成される。

【0040】

この実施例によると、制御装置１１０は付加的または択一的に、車両１００のコールドスタートを示すスタート信号１６０に応じて予熱フェーズをアクティブにするように構成される。スタート信号１６０は、例えば、車両１００の原動機制御部によって供給される。

【0041】

上で示した実施例によると、ポンプ装置１０４は、選択的な入力ポート１５６を有し、この実施例によると、ポンプ装置１０４は、この入力ポート１５６を介し、作動媒体を予備的にストックするためのストック容器１５８に接続されている。

【0042】

言い換えると、車両１００のコールドスタート時に、油圧油として実現可能であり、オイルとも称することが可能な作動媒体を予熱する可能性が提示される。このことが意味するのは、車両１００、例えば貨物自動車のステアリングへの適用に対し、例えば、本発明では伝動装置１０６と称される電気液圧式に作動するステアリング伝動装置は、双方向に作動するポンプ装置１０４を介して、例えばポンプ１１２の形態の液圧式ポンプによって駆動制御されることである。本発明では第１吐出ポート１１４および第２吐出ポート１１６と称される、ポンプ装置１０４の２つのポートは、伝動装置１０６に、例えば、典型的な公知のステアリング伝動装置の少なくとも１つのシリンダに接続されている。ポンプ１１２を駆動する電動モータ１１８は、１つの実施例によると、ストックタンクまたは補助容器とも称されるストック容器１５８の作動媒体によって取り囲まれている。走行開始の前に既に、電動モータ１１８を適切に駆動制御することによって、作動媒体の温度を上げることにより、作動媒体の粘度を改善することができる。

【0043】

１つの実施例によると、電動モータ１１８は、バルブ１０８を開放することにより、ピットマンアーム１２２を運動させることなく回転する。これにより、加熱した作動媒体が、ポンプ装置１０４内で分配される。電動モータ１１８のモータ巻線は選択的に、停止状態においてまたは原動機出力が小さい場合にも、モータ巻線が強く加熱されるように駆動制御可能である。

【0044】

図２には、１つの実施例によるポンプ装置１０４の概略断面図が示されている。この図に示したポンプ装置１０４は、図１で説明したポンプ装置１０４に類似しているかまたは対応していてよい。この実施例によると、ポンプ１１２と電動モータ１１８とは、互いに隣接して共通のケーシング２００に配置されている。このケーシング２００は、ポンプ１１２、電動モータ１１８、およびポンプ１１２と電動モータ１１８とを連結する共通の軸２０１を取り囲んでいる。ポンプ１１２によって搬送される作動媒体は、この作動媒体が電動モータ１１８によって加熱されるように、ケーシング２００を通って導かれる。

【0045】

電動モータ１１８には、ローター２０２およびステータ２０３が含まれている。ローター２０２は、複数の永久磁石を有し、互いに隣接した永久磁石は、作動媒体を導くためのスリット２０４によって離隔されている。スリット２０４は、ローター２０２が回転する際に作動媒体を搬送するように形成されている。

【0046】

この実施例によると、ケーシング２００は、インレットからケーシング２００の内壁に沿って、ステータ２０３に配置された電動モータ１１８のモータ巻線２０８に作動媒体を導くための通路２０６を有する。この通路２０６は、モータ巻線２０８の周りに作動媒体を導くように形成されている。作動媒体の流れ方向は、描画した矢印２１０によって明瞭に示されている。この実施例によると、これによって同様に明瞭に示されているのは、例えば、良好な熱結合を可能にするために、モータ巻線２０８が作動媒体によって取り囲まれていることである。

【0047】

まとめると、ポンプ１１２により、ポンプ出口２１２から通路２０６を通り、ケーシング２００の壁に沿って作動媒体が圧送され、１つの実施例によると、ここで作動媒体がモータ巻線２０８の方向に冷却される。この実施例によると、作動媒体はそこから、モータ巻線２０８の周りで、循環ポンプとして働くスリット２０４を通り、ケーシング壁の方向に、例えば熱交換器２１４を通ってポンプ出口２１２まで流れる。

【0048】

換言すると、例えば、外気温が低い場合には作動媒体を予熱するために、電動モータ１１８が加熱装置として利用される。作動媒体にモータ巻線２０８を埋めることにより、電動モータ１１８と、周囲を取り囲む作動媒体との間の良好な熱結合が可能になる。ロータープレートとも称されるローター２０２における複数の永久磁石間のスリット２０４は、作動媒体を循環利用するための駆動部として使用される。矢印２１０の方向に循環する作動媒体は、モータ巻線２０８を形成する、電動モータ１１８のコイルを通って流れ、その際に温まる。

【0049】

図３には、１つの実施例にしたがい、ステアリング装置用の予熱フェーズにおいて作動媒体を加熱する方法３００の流れ図が示されている。方法３００は、図１に説明したような制御装置において実施可能である。方法３００には、ステアリング装置の電動モータにモータ信号を供給して電動モータを作動させるステップ３０２と、ステアリング装置のバルブにバルブ開放信号を供給してバルブを開放するステップ３０４とが含まれる。ステップ３０２，３０４は、作動媒体を加熱するために実行される予熱フェーズにおいて実施される。１つの実施例によると、予熱フェーズの持続時間中、バルブは一貫して開いたままである。１つの実施例によると、電動モータは、予熱フェーズにおいて、作動媒体を加熱するためにだけ作動され、ステアリングアシストは、予熱フェーズでは提供されない。

【0050】

方法３００には選択的に、ステップ３０２に関連付けられたのと同じ特性または変更された特性でモータ信号を供給するステップ３０６と、バルブを閉鎖するためにバルブ閉鎖信号を供給するステップ３０８とが含まれている。ステップ３０６，３０８は、車両をステアリングするために、またはステアリングをアシストするために、作動媒体に圧力が加えられる通常動作フェーズにおいて実行される。

【0051】

１つの実施例によると、方法３００には、作動媒体の温度を示す温度信号を読み込むステップ３１０が含まれている。１つの実施例によると、作動媒体の温度を継続的に監視するために、ステップ３１０は連続的に繰り返して実行される。１つの実施例によると、あらかじめ定めた作動温度を下回る作動媒体の温度を温度信号が示す間、予熱フェーズは継続する。例えば、車両の運転を開始した後、作動媒体の温度が既に作動温度を有するか否かがチェックされる。作動温度を有する場合、予熱フェーズはスキップされ、通常動作フェーズが直接に開始される。これに対し、作動媒体の温度が作動温度を下回る場合、作動媒体の温度を作動温度に上げるために、通常動作フェーズの開始の前に予熱フェーズが実行される。

【符号の説明】

【0052】

１００ 車両
１０２ ステアリング装置
１０４ ポンプ装置
１０６ 伝動装置
１０８ バルブ
１１０ 制御装置
１１２ ポンプ
１１４ 第１吐出ポート
１１６ 第２吐出ポート
１１８ 電動モータ
１１９ ステアリングホイール
１２０ 入力軸
１２２ ピットマンアーム
１２４ 出力軸
１２６ 第１方向
１２８ 第２方向
１３０ 伝動要素
１３２ 第１作動媒体ポート
１３４ 第２作動媒体ポート
１３６ 第１バルブポート
１３８ 第２バルブポート
１４０ モータ信号
１４２ バルブ開放信号
１４４ バルブ閉鎖信号
１４６ ステアリング方向
１４８ ステアリングロッド
１５０ 車両ホイール
１５２ 温度信号
１５４ 温度センサ
１５６ 入力ポート
１５８ ストック容器
１６０ スタート信号
２００ ケーシング
２０１ 軸
２０２ ローター
２０３ ステータ
２０４ スリット
２０６ 通路
２０８ モータ巻線
２１０ 矢印
２１２ ポンプ出口
２１４ 熱交換器
３００ 方法
３０２ モータ信号を供給するステップ
３０４ バルブ開放信号を供給するステップ
３０６ モータ信号を供給するステップ
３０８ バルブ閉鎖信号を供給するステップ
３１０ 読み込むステップ

【図1】

【図2】

【図3】

【国際調査報告】