DE102010017540B4

DE102010017540B4 - Lenk-Steuersystem

Info

Publication number: DE102010017540B4
Application number: DE102010017540.4A
Authority: DE
Inventors: Masashi Hori; Nobuhiko Uryu
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2009-07-14
Filing date: 2010-06-23
Publication date: 2016-10-13
Anticipated expiration: 2030-06-24
Also published as: JP4955737B2; JP2011020489A; US20110011666A1; US8272473B2; DE102010017540A1

Abstract

Lenk-Steuersystem für ein Fahrzeug aufweisend: eine Antriebswelle (10), die mit einem Lenkrad (8) des Fahrzeugs gekoppelt ist, welches durch einen Fahrer des Fahrzeugs lenkbar ist; eine Abtriebswelle (20), die koaxial zur Antriebswelle (10) liegt und relativ zur Antriebswelle (10) drehbar ist, wobei die Abtriebswelle (20) eine Lenkkraft in Richtung lenkbarer Räder (7) des Fahrzeugs überträgt; ein Antriebszahnrad (11), das drehbar integral mit der Antriebswelle (10) vorgesehen ist; ein Abtriebszahnrad (23), das entgegengesetzt des Antriebszahnrads (11) und drehbar integral mit der Abtriebswelle (20) vorgesehen ist; ein inneres Ringelement (40), das drehbar um einen Abschnitt der Abtriebswelle (20) vorgesehen ist, welcher sich von einer Axialseite des Abtriebszahnrads (23) erstreckt, wo das Antriebszahnrad (11) angeordnet ist; ein äußeres Ringelement (42), das radial außerhalb des inneren Ringelements (40) platziert ist; zumindest ein Ritzel-Wellenelement (43), welches sich in eine entsprechende Richtung erstreckt, welche rechtwinklig zu einer Drehachse der Antriebswelle (10) und der Abtriebswelle (20) ist, wobei jedes von dem zumindest einem Ritzel-Wellenelement (43) einen inneren Endteil aufweist, welcher in einer entsprechenden von zumindest einer ersten Öffnung (401) des inneren Ringelements (40) aufgenommen ist, und einen äußeren Endteil, welcher in einer entsprechenden von zumindest einer zweiten Öffnung (421) des äußeren Ringelements (42) aufgenommen ist; zumindest ein Ritzel (41), welches durch ein entsprechendes von dem zumindest einen Ritzel-Wellenelement (43) an einer Stelle zwischen dem inneren Ringelement (40) und dem äußeren Ringelement (42) drehbar gelagert ist, und mit dem Antriebszahnrad (11) und dem Abtriebszahnrad (23) in Eingriff steht; ein Schneckenrad (50, 500), das an einer äußeren Umfangswand des äußeren Ringelements (42) fixiert ist; ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lenk-Steuersystem, welches ein Übertragungsverhältnis (hiernach als Lenkverhältnis bezeichnet) zwischen einem Lenkwinkel eines Lenkrads und einem Lenkwinkel von lenkbaren Rädern steuert, und welches zur Unterstützung einer Lenkkraft vorgesehen ist.
Derzeit ist eine variable Übersetzungsverhältnis- bzw. Getriebeverhältnis-Lenkvorrichtung (VGRS, englisch: variable gear ratio steering) bekannt, welche das Lenkverhältnis basierend auf einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs steuert. In dieser VGRS-Vorrichtung wird der Lenkwinkel der lenkbaren Räder bezüglich des Lenkwinkels des Lenkrads bei einer niedrigen Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs erhöht, um die Manövrierfähigkeit des Fahrzeugs zu verbessern. Demhingegen wird der Lenkwinkel der lenkbaren Räder bezüglich des Lenkwinkels des Lenkrads bei einer hohen Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs vermindert, um die Sicherheit des Fahrzeugs zu verbessern.
Die DE 60 2005 002 440 T2 beschreibt eine Fahrzeug-Lenksteuervorrichtung, die mit einem variablen Lenkwinkelmechanismus unter Verwendung einer Differentialgetriebeeinheit ausgestattet ist, und genauer gesagt auf einen variablen Lenkwinkelmechanismus, der eine Differentialgetriebeeinheit verwendet, die eine Lenkoperation ähnlich derjenigen in einem normalen Zustand ermöglicht, selbst wenn eine Lenkwinkel-Vergrößerungs/Verkleinerungs-Welle der Differentialgetriebeeinheit in einen Drehsperrzustand versetzt wird, und welche die Sicherheit verbessert, ohne einem Fahrer ein seltsames Gefühl zu verleihen.
Ferner ist eine elektrische Servolenkung (EPS, englisch: electric power steering) bekannt, welche die Lenkkraft basierend auf dem Lenkmoment steuert. In dieser EPS-Vorrichtung wird das Lenkmoment basierend auf einem Verdrehungswinkel eines Torsionsstabs erfasst, welcher mit einer Abtriebswelle der VGRS-Vorrichtung verbaut ist, wobei die Lenkkraft basierend auf dem erfassten Lenkmoment unterstützt wird. Auf diese Weise kann die Manövrierarbeitslast bzw. die Lenkbelastung für den Fahrer des Fahrzeugs vorteilhaft reduziert werden.
Die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung JP 2005 221053 A (entsprechend US 2005/0173184 A1 ) lehrt eine solche VGRS-Vorrichtung zum Steuern des Lenkverhältnisses. In dieser VGRS-Vorrichtung ist eine Antriebswelle mit einem Lenkrad verbunden, wobei eine Abtriebswelle mit lenkbaren Rädern verbunden und koaxial zur Antriebswelle platziert ist. Ein Antriebszahnrad, welches sich integral mit der Antriebswelle dreht, und ein Abtriebszahnrad, welches sich integral mit der Abtriebswelle dreht, sind sich entgegengesetzt angebracht. Dazwischen liegende Zahnräder bzw. Zwischenzahnräder stehen sowohl mit dem Antriebszahnrad als auch mit dem Abtriebszahnrad in Eingriff und drehen sich um eine Rotationsachse bzw. Drehachse der Antriebswelle und der Abtriebswelle.
Bei der VGRS-Vorrichtung der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung JP 2005 221053 A (entsprechend US 2005/0173184 A1 ) ist jede Lagerwelle bzw. Trägerwelle, welche eines der entsprechenden Zwischenzahnräder lagert bzw. trägt, integral mit einem Dreh-Lagerelement ausgebildet, welches rechtwinklig zur Lagerwelle und koaxial zur Antriebswelle und zur Abtriebswelle platziert ist. Somit gestaltet sich ein Prozessablauf über das Dreh-Lagerelement schwierig. Außerdem ist es schwierig, die Anzahl der Lagerwellen und die Anzahl der Zwischenzahnräder anzuheben, um eine Momentübertragungskapazität zwischen dem Antriebszahnrad und dem Abtriebszahnrad zu steigern.
Aus dem Stand der Technik ( JP 2005 221053 A entsprechend US 2005/0173184 A1 (vgl. 1, 4; Abs. 19, 20, 23, 24, 30)) ist ein Lenk-Steuersystem für ein Fahrzeug bekannt, aufweisend: eine Antriebswelle (12), die mit einem Lenkrad (50) des Fahrzeugs gekoppelt ist, welches durch einen Fahrer des Fahrzeugs lenkbar ist; eine Abtriebswelle (13), die koaxial zur Antriebswelle (12) liegt und relativ zur Antriebswelle (12) drehbar ist, wobei die Abtriebswelle (13) eine Lenkkraft in Richtung lenkbarer Räder (53) des Fahrzeugs überträgt; ein Antriebszahnrad (14), das drehbar integral mit der Antriebswelle (12) vorgesehen ist; ein Abtriebszahnrad (15), das entgegengesetzt des Antriebszahnrads (14) und drehbar integral mit der Abtriebswelle (13) vorgesehen ist; ein äußeres Ringelement (20), zumindest ein Ritzel-Wellenelement (19, 21), welches sich in eine entsprechende Richtung erstreckt, welche rechtwinklig zu einer Drehachse der Antriebswelle (12) und der Abtriebswelle (13) ist, ein Schneckenrad (22), das an einer äußeren Umfangswand des äußeren Ringelements (20) fixiert ist; eine Schnecke (25), die mit dem Schneckenrad (22) in Eingriff steht; und eine Antriebseinrichtung (23) zum Drehen der Schnecke (25), um ein Übersetzungsverhältnis zwischen einem Drehwinkel der Antriebswelle (12) und einem Drehwinkel der Abtriebswelle (13) zu steuern.
Ferner wird in der VGRS-Vorrichtung der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung JP 2005 221053 A (entsprechend US 2005/0173184 A1 ) die Rotation bzw. Umdrehung des Antriebszahnrads auf das Abtriebszahnrad über die Zwischenzahnräder übertragen. Daher ist die Drehrichtung bzw. Umdrehungsrichtung der Abtriebswelle entgegengesetzt der Drehrichtung der Antriebswelle. Dadurch muss in dem Fall, in welchem diese VGRS-Vorrichtung in dem Fahrzeug verwendet wird, das jenes Lenk-Steuersystem aufweist, in welchem sich das Lenkrad und die Abtriebswelle in eine gemeinsame Richtung drehen, eine Zahnradvorrichtung bzw. Getriebevorrichtung, welche den Lenkwinkel der Abtriebswelle noch einmal umdreht, zwischen der Abtriebswelle und dem Lenk-Zahnrad bzw. Lenk-Ritzel platziert werden. Wenn solch eine Zahnrad-Vorrichtung bzw. Ritzel-Vorrichtung jedoch nicht vorgesehen wird, muss das gesamte Lenk-Steuersystem möglicherweise vergrößert werden.
Ferner muss der Torsionsstab im Falle der VGRS-Vorrichtung der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung JP 2005 221053 A (entsprechend der US 2005/0173184 A1 ) mit der Abtriebswelle, welche an der Axialseite des Abtriebzahnrads angebracht ist, dort wo die lenkbaren Räder angebracht sind, verbaut sein, wenn die EPS-Vorrichtung an der Axialseite der VGRS-Vorrichtung, dort wo die lenkbaren Rader angebracht sind, platziert ist. Somit wird der Axialabstand zwischen der VGRS-Vorrichtung und der EPS-Vorrichtung vergrößert, und die Installierbarkeit bzw. die Einbaumöglichkeit der VGRS-Vorrichtung in das Fahrzeug verschlechtert.
Die vorliegende Erfindung betrifft die obenstehenden Nachteile. Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Lenk-Steuersystem vorzusehen, welches einfach hergestellt werden kann und eine kompakte Größe aufweist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Lenk-Steuersystem für ein Fahrzeug vorgesehen, einschließlich einer Antriebswelle, einer Abtriebswelle, einem Antriebszahnrad, einem Abtriebszahnrad, einem inneren Ringelement, einem äußeren Ringelement, zumindest einem Ritzel-Wellenelement, zumindest einem Ritzel, einem Schneckenrad, einer Schnecke und einer Ansteuereinrichtung. Die Antriebswelle ist mit dem Lenkrad des Fahrzeugs koppelbar, welches durch einen Fahrer des Fahrzeugs gelenkt wird. Die Abtriebswelle liegt koaxial zur Antriebswelle und ist relativ zur Antriebswelle rotierbar bzw. drehbar. Die Abtriebswelle überträgt eine Lenkkraft in Richtung der lenkbaren Räder des Fahrzeugs. Das Antriebszahnrad ist drehbar integral mit der Antriebswelle vorgesehen. Das Abtriebszahnrad ist entgegengesetzt des Antriebszahnrads und drehbar integral mit der Abtriebswelle vorgesehen. Das innere Ringelement ist drehbar um einen Abschnitt der Abtriebswelle vorgesehen, welcher sich von einer Axialseite des Abtriebszahnrads, wo das Antriebszahnrad angebracht ist, erstreckt. Das äußere Ringelement ist radial außerhalb des inneren Ringelements platziert. Jedes des zumindest einen Ritzel-Wellenelements erstreckt sich entsprechend einer Richtung, welche im Wesentlichen rechtwinklig zu einer Drehachse der Antriebswelle und der Abtriebswelle ist. Jedes des zumindest einen Ritzel-Wellenelements weist einen inneren Endteil auf, welcher in zumindest einer entsprechenden ersten Öffnung des inneren Ringelements aufgenommen wird, und einen äußeren Endteil, welcher in zumindest einer entsprechenden zweiten Öffnung des äußeren Ringelements aufgenommen wird. Jedes des zumindest einen Ritzels ist durch zumindest ein entsprechendes Ritzel-Wellenelement an einer Stelle zwischen dem inneren Ringelement und dem äußeren Ringelement entsprechend gelagert, und mit dem Antriebszahnrad und dem Abtriebszahnrad ineinandergegriffen bzw. steht mit diesem in Eingriff. Das Schneckenrad ist an einer äußeren Umfangswand des äußeren Ringelements fixiert. Die Schnecke ist mit dem Schneckenrad ineinandergegriffen. Die Ansteuereinrichtung bzw. Antriebseinrichtung ist zum Drehen der Schnecke vorgesehen, um ein Übersetzungsverhältnis bzw. Getriebeverhältnis zwischen einem Drehwinkel der Antriebswelle und dem Drehwinkel der Abtriebswelle zu steuern.
Die Erfindung, einschließlich zusätzlicher Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile, kann am besten durch die nachfolgende Beschreibung, die beigefügten Ansprüche und die entsprechenden Figuren verstanden werden. In den Figuren zeigt:
1 ein schematisches Diagramm, das ein Lenk-Steuersystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 eine Querschnittsansicht des Lenk-Steuersystems gemäß der ersten Ausführungsform;
3 eine Querschnittsansicht, die entlang einer Linie III-III in 2 gemacht ist;
4 eine Explosionsansicht von bestimmten Komponenten des Lenk-Steuersystems der ersten Ausführungsform;
5 eine Explosionsansicht, die einen teilweise zusammengebauten Zustand der Komponenten des Lenk-Steuersystems, dargestellt in 4, darstellt;
6 eine Explosionsansicht, die einen weiteren teileweise zusammengebauten Zustand der Komponenten des Lenk-Steuersystems, dargestellt in 4 und 5, darstellt;
7 eine Querschnittsansicht, die eine Schnecke und ein Schneckenrad des Lenk-Steuersystems der ersten Ausführungsform entlang einer Linie VII-VII in 10 darstellt;
8 eine Ansicht in Richtung eines Pfeils VIII in 7;
9 eine Ansicht in Richtung eines Pfeils IX in 7;
10 eine Ansicht in Richtung eines Pfeils X in 7;
11 ein schematisches Diagramm, das ein Lenk-Steuersystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
12 eine Querschnittsansicht, die eine Schnecke und ein Schneckenrad eines Lenk-Steuersystems entlang einer Linie XII-XII in 15 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
13 eine Ansicht in Richtung eines Pfeils XIII in 12;
14 eine Ansicht in Richtung eines Pfeils XIV in 12; und
15 eine Ansicht in Richtung eines Pfeils XV in 12.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden bezüglich der beigefügten Figuren beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
Bezüglich 1 umfasst ein Lenk-Steuersystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine variable Übersetzungsverhältnislenkung bzw. Getriebeverhältnislenkung 3 (VGRS, englisch: variable gear ratio steering), eine Lenkmomenterfassungsvorrichtung 4 und eine elektrische Servolenkung (EPS) 5. Die VGRS-Vorrichtung 3 steuert ein Lenkverhältnis. Die EPS-Vorrichtung 5 unterstützt eine Lenkkraft basierend auf dem Lenkmoment. Ferner umfasst das Lenk-Steuersystem 1 der vorliegenden Ausführungsform ein Lenkgetriebegehäuse 6 eines Zahnstangentyps. Das Lenkgetriebegehäuse 6 ist an der Seite angebracht, an der auch die lenkbaren Räder 7 angebracht sind.
Zuerst wird die VGRS-Vorrichtung 3 beschrieben.
Die VGRS-Vorrichtung 3 weist ein Differentialgetriebe und ein Schneckengetriebe auf. Genauer gesagt, wie in den 1 bis 3 dargestellt, umfasst die VGRS-Vorrichtung 3 eine Antriebswelle 10, eine Abtriebswelle 20, ein Antriebszahnrad 11, ein Abtriebszahnrad 23, ein inneres Ringelement 40, ein äußeres Ringelement 42, Ritzel-Wellenelemente 43, ein Ritzel 41, ein Schneckenrad 50, eine Schnecke 51 und einen Elektromotor (eine Antriebseinrichtung) 52.
Ein Endteil der Antriebswelle 10 ist mit einem Lenkrad 8 verbunden bzw. gekoppelt, welches durch einen Fahrer des Fahrzeugs lenkbar ist. Das Antriebszahnrad 11 ist an dem anderen Endteil der Antriebswelle 10 vorgesehen, welches entgegengesetzt vom Lenkrad 8 ist.
Das Antriebszahnrad 11 ist ein Kegelrad, welches mit den Ritzeln (in diesem Fall acht Ritzel) 41 ineinandergreift, und besteht aus Metall oder Harz. Das Antriebszahnrad 11 umfasst einen rohrförmigen Körper 111 und einen Getriebe- bzw. Zahnradabschnitt 112. Der Zahnradabschnitt 112 ist radial außerhalb des rohrförmigen Abschnitts 111 angebracht und in gerader kreisförmiger Konusform ausgestaltet. Eine innere Umfangswand eines Endteils des rohrförmigen Abschnitts 111, welche an der Axialseite angebracht ist, an der das Lenkrad 8 angebracht ist, ist an der Antriebswelle 10 fixiert. Eine äußere Umfangswand des Endteils des rohrförmigen Abschnitts 111 ist drehbar durch ein erstes Lager 13 gelagert, welches an einem Endteil des Gehäuses 12 vorgesehen ist. Auf diese Weise sind die Antriebswelle 10 und das Antriebszahnrad 11 durch das Gehäuse 12 drehbar gelagert.
Die Abtriebswelle 20, welche koaxial zu der Antriebswelle 10 platziert ist, umfasst eine erste Abtriebswelle 21 und eine zweite Abtriebswelle 22. Die erste Abtriebswelle 21 und die zweite Abtriebswelle 22 sind jeweils als Hohlwellen mit einem hohlen Innenraum ausgebildet. Ein Abschnitt 211 mit einem großen Durchmesser ist an einem Endteil der ersten Abtriebswelle 21 ausgebildet, welche entgegengesetzt der Antriebswelle 10 ist. Der Abschnitt 211 mit dem großen Durchmesser weist einen großen Innendurchmesser auf. Ein Abschnitt 221 mit einem kleinen Durchmesser ist an einem Endteil der zweiten Abtriebswelle 22 ausgebildet, welche an einer Axialseite angebracht ist, wo die Antriebswelle 10 platziert ist. Eine innere Umfangswand des Abschnitts 211 mit dem großen Durchmesser und eine äußere Umfangswand des Abschnitts 221 mit dem kleinen Durchmesser liegen in Radialrichtung übereinander, so dass die erste Abtriebswelle 21 und die zweite Abtriebswelle 22 miteinander auf eine Weise gekoppelt sind, welche dazwischen eine Relativdrehung ermöglicht. Die erste Abtriebswelle 21 und die zweite Abtriebswelle 22 sind durch einen Torsionsstab 70, welcher später im Detail erläutert wird, relativ drehbar gekoppelt.
Ein Endteil der ersten Abtriebswelle 21, welches an der Axialseite angebracht ist, wo die Antriebswelle 10 angebracht ist, ist in eine innere Umfangswand eines Nadellagers 113 eingepasst, welches mit der inneren Umfangswand des rohrförmigen Abschnitts 111 verbaut ist. Die zweite Abtriebswelle 22 ist in eine innere Umfangswand des zweiten Lagers 14 eingepasst, welches mit dem anderen Endteil des Gehäuses 12 verbaut ist.
Das Abtriebszahnrad 23 ist mit der äußeren Umfangswand der ersten Abtriebswelle 21 verbaut, welche dem Zahnradabschnitt 112 des Antriebszahnrads 11 axial gegenüberliegt. Das Abtriebszahnrad 23 ist ein Kegelrad, welches mit den Ritzeln 41 ineinandergreift, und besteht aus Metall oder Harz. Die erste Abtriebswelle 21, die zweite Abtriebswelle 22 und das Abtriebszahnrad 23 sind durch das Nadellager 113 und das zweite Lager 14 drehbar und relativ zum Antriebszahnrad 11 und dem Gehäuse 12 gelagert.
Ein drittes Lager 15 ist an die äußere Umfangswand der ersten Abtriebswelle 21 an einer axialen Stelle zwischen dem Antriebszahnrad 11 und dem Abtriebszahnrad 23 eingepasst. Das innere Ringelement 40 ist mit einer äußeren Umfangswand des dritten Lagers 15 eingepasst. Das äußere Ringelement 42 ist koaxial zum inneren Ringelement 40, und radial außerhalb des inneren Ringelements 40 platziert, so dass die Ritzel 41 zwischen dem inneren Ringelement 40 und dem äußeren Ringelement 42 aufgenommen werden.
Wie in 4 dargestellt, weist das innere Ringelement 40 eine Mehrzahl von ersten Öffnungen 401 auf, von welchen sich jede radial durch das innere Ringelement 40 in eine entsprechende Richtung rechtwinklig zur Drehachse der ersten Abtriebswelle 21 erstreckt. Die ersten Öffnungen 401 sind nacheinander und im Wesentlichen in gleichen Intervallen in Umfangsrichtung angeordnet. Das äußere Ringelement 42 weist eine Mehrzahl von zweiten Öffnungen 421 auf, von welchen sich jede z. B. mit radial ausgerichteten entsprechenden ersten Öffnungen 401 deckt, und welche sich radial durch das äußere Ringelement 42 in entsprechende Richtung rechtwinklig zur Drehachse der ersten Abtriebswelle 21 erstrecken. Jedes Ritzel 41 ist als Kegelrad ausgebildet, welches mit dem Antriebszahnrad 11 und dem Abtriebszahnrad 23 ineinandergreift. Jedes Ritzel 41 weist eine Wellenöffnung 411 auf, welche sich radial in entsprechende Richtung erstreckt, welche rechtwinklig zur Drehachse der ersten Abtriebswelle 21 ist. In einem beispielhaften Fall, in welchem das Antriebszahnrad 11 und das Abtriebszahnrad 23 aus Metall bestehen, bestehen die Ritzel 41 aus einem Harz. In einem anderen beispielhaften Fall, in welchem das Antriebszahnrad 11 und das Abtriebszahnrad 23 aus einem Harz bestehen, bestehen die Ritzel 41 aus Harz oder Metall.
Wie in den 2 und 3 dargestellt, ist ein Endteil von jedem Ritzel-Wellenelement 43, welches durch die Wellenöffnung 411 des entsprechenden Ritzels 41 aufgenommen wird, mit einer inneren Umfangswand der entsprechenden ersten Öffnung 401 des inneren Ringelements 40 eingepasst, und der andere Endteil des Ritzel-Wellenelements 43 mit einer innern Umfangswand der entsprechenden zweiten Öffnung 421 des äußeren Ringelements 42 angepasst. Ein innerer Durchmesser der Wellenöffnung 411 von jedem Ritzel 41 ist leicht großer als ein äußerer Durchmesser des entsprechenden Ritzel-Wellenelements 43. Dadurch ist das Ritzel 41 um die Achse des Ritzel-Wellenelements 43 drehbar.
Jedes von dem Antriebszahnrad 11, dem Abtriebszahnrad 23 und den Ritzeln 41 ist als Spiralkegelrad ausgebildet, an welchem die Vorderkanten (oder Zahntrassen) der Zähne gekrümmt sind, d. h., in welchem jeder der Zähne entlang einer Länge des Zahns gekrümmt ist. Somit wird ein hohes Zahn-An-Zahn-Kontaktverhältnis zwischen dem Antriebszahnrad 11 und dem Ritzel 41, und ein hohes Zahn-An-Zahn-Kontaktverhältnis zwischen dem Abtriebsgetriebe 23 und dem Ritzel 41 erreicht.
Die Anzahl der Zähne von jedem Ritzel 41 ist gerade (d. h., eine gerade Anzahl), so dass das Ritzel 41 zuverlässig mit dem Antriebszahnrad 11 und dem Abtriebszahnrad 23 ineinandergreifen kann. Die Anzahl der Zähne des Antriebszahnrads 11 ist ungerade (d. h., eine ungerade Anzahl). Die Anzahl der Zähne des Abtriebszahnrads 23 ist ungerade (eine ungerade Anzahl), und weist dabei dieselbe ungerade Anzahl an Zähnen wie das Antriebszahnrad 11 auf. Dadurch berührt jeder Zahn des Antriebszahnrads 11 nacheinander verschiedene Zähne des Ritzels 41, wenn sich dieses dreht. Ähnlich berührt jeder Zahn des Abtriebszahnrads 23 nacheinander verschiedene Zähne des Ritzels 41, wenn sich dieses dreht. Auf diese Weise schreitet eine Abnutzung eines bestimmten oder verschiedener anderer Zähne im Vergleich zu anderen verbleibenden Zähnen nicht voran. Das heißt, die Zähne werden mit der Zeit gleichmäßig abgenutzt. Dadurch ist es möglich, eine Verschlechterung der Langlebigkeit bzw. Dauerfestigkeit der Zahnräder bzw. Ritzel zu begrenzen, welche durch eine einseitige Abnutzung der Zähne verursacht werden würde.
Das Schneckenrad 50 ist mit einer äußeren Umfangswand bzw. Außenwand des äußeren Ringelements 42 eingepasst. Das Schneckenrad 50, das innere Ringelement 40, die Ritzel-Wellenelemente 43, das äußere Ringelement 42 und die Ritzel 41 sind durch das dritte Lager 15 um die Drehachse der ersten Abtriebswelle 21 drehbar gelagert.
Die Schnecke 51 greift mit dem Schneckenrad 50 an einer Stelle radial außerhalb des Schneckenrads 50 ineinander. Ein Endteil der Schnecke 51 ist drehbar durch ein viertes Lager 16 gelagert, welches mit dem Gehäuse 12 verbaut ist, wobei das andere Endteil der Schnecke 51 durch ein fünftes Lager 17 drehbar gelagert ist, welches mit dem Gehäuse 12 verbaut ist.
Der Elektromotor 52 ist am anderen Endteil der Schnecke 51 platziert, um die Schnecke 51 in Vorwärts-Drehrichtung oder Rückwärts-Drehrichtung zu drehen, wenn dieser mit Energie versorgt wird bzw. erregt wird.
Wenn der Elektromotor 52 die Schnecke 51 in Vorwärts-Drehrichtung dreht, um das Schneckenrad 50 in die gleiche Drehrichtung wie die Drehrichtung der Antriebswelle 10 zu drehen, wird die Umdrehungsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl der Antriebswelle 10 reduziert, wobei diese reduzierte Umdrehung bzw. Rotation auf die Abtriebswelle 20 übertragen wird. Wenn der Elektromotor 52 hingegen die Schnecke 51 in Rückwärts-Drehrichtung dreht, um das Schneckenrad 50 in die entgegengesetzte Drehrichtung zu drehen, welche entgegengesetzt von der Drehrichtung der Antriebswelle 10 ist, wird die Umdrehungsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl der Antriebswelle 10 erhöht bzw. beschleunigt, wobei diese erhöhte Umdrehung auf die Abtriebswelle 20 übertragen wird. Daher kann ein Übertragungsverhältnis zwischen dem Drehwinkel der Antriebswelle 10 und dem Drehwinkel der Abtriebswelle 20 durch Steuern der Vorwärts- und Rückwärtsumdrehungen des Elektromotors 52 gesteuert werden.
Anschließend wird ein Zusammenbauvorgang zum Zusammenbauen des dritten Lagers 15, des inneren Ringelements 40, der Ritzel 41, des äußeren Ringelements 42, der Ritzel-Wellenelemente 43 und des Schneckenrads 50 bezüglich den 4 bis 6 beschrieben.
Zuerst werden das innere Ringelement 40, die Ritzel 41 und das äußere Ringelement 42 so platziert, dass die Mittellinie jeder der ersten Öffnungen 401 des inneren Ringelements 40 mit der Mittellinie der entsprechenden zweiten Öffnungen 421 des äußeren Ringelements 42 aufeinanderliegen.
Anschließend wird jedes der Ritzel-Wellenelemente 43 in die entsprechende zweite Öffnung 421 des äußeren Ringelements 42, die Wellenöffnung 411 des entsprechenden Ritzels 41 und die entsprechende erste Öffnung 401 des inneren Ringelements 40 in dieser Reihenfolge von der radialen äußeren Seite des äußeren Ringelements 42 aus eingebracht. Zu diesem Zeitpunkt wird der innere Endteil des Ritzel-Wellenelements 43 mit der inneren Umfangswand der entsprechenden ersten Öffnung 401 des inneren Ringelements 40 eingepasst, wobei der äußere Endteil des Ritzel-Wellenelements 43 mit der inneren Umfangswand der zweiten Öffnung 421 des äußeren Ringelements 42 eingepasst wird.
Danach wird die innere Umfangswand des inneren Ringelements 40 mit der äußeren Umfangswand des dritten Lagers 15 eingepasst bzw. auf diese gepasst. Ferner wird die äußere Umfangswand des äußeren Ringelements 42 mit der innern Umfangswand des Schneckenrads 50 eingepasst.
Anschließend, wie in 2 dargestellt, wird die innere Umfangswand des dritten Lagers 15 mit der äußeren Umfangswand der ersten Abtriebswelle 21 eingepasst, mit welcher das Abtriebszahnrad 23 eingepasst ist. Danach werden die Antriebswelle 10 und das Antriebszahnrad 11 positioniert, so dass der Zusammenbau des Differentialgetriebes abgeschlossen ist.
Anschließend wird das Verhältnis zwischen dem Schneckenrad 50 und der Schnecke 51 bezüglich den 7 bis 10 beschrieben.
Die Schnecke 51 wird parallel zum Schneckenrad 50 platziert. Genauer gesagt, wird die Schnecke 51 so platziert, dass eine Ebene S, welche rechtwinklig zur Drehachse O1 des Schneckenrads 50 ist, im Wesentlichen parallel zur Drehachse O2 der Schnecke 51 steht.
Das Schneckenrad 50 besteht aus Harz oder Metall, wobei die Vorderkanten (oder Zahntrassen) der Zähne des Schneckenrads 50 relativ zur Drehachse O1 des Schneckenrads 50 geneigt sind. Ferner wird der radiale Abstand zwischen den Drehachsen O1 des Schneckenrads 15 und jeder Zahnlückengrund des Schneckenrads 50, welcher eine Oberfläche zwischen den Flanken von zwei benachbarten Zähnen des Schneckenrads 50 ist, um das gesamte Schneckenrad 50 konstant eingehalten.
Ein Führungswinkel bzw. Steigungswinkel θ1 des Schneckenrads 50 und der Schnecke 51 wird kleiner als ein Reibungswinkel eingestellt, so dass eine Selbsthemmung des Schneckenrads 50 und der Schnecke 51 ermöglicht wird.
Anschließend wird eine Lenkmoment-Erfassungsvorrichtung 4 beschrieben.
Wie in 2 dargestellt, umfasst die Lenkmoment-Erfassungsvorrichtung 4 den Torsionsstab 70, einen Multipolarmagneten 71, ein Paar magnetische Joche 72, 73, ein Paar von Kraftlinienfluss-Sammelringe 75, 76 und einen magnetischen Sensor, wie z. B. einen Hall-IC (nicht dargestellt). Der Multipolarmagnet 71, die magnetischen Joche 72, 73, die Kraftlinienfluss-Sammelringen 75, 76 und der magnetische Sensor (nicht dargestellt) dienen als Drehmomentsensor der vorliegenden Erfindung.
Der Torsionsstab 70 ist radial im Inneren der hohlen ersten und zweiten Abtriebswellen 21, 22 platziert, d. h., im Inneren der ersten und zweiten Abtriebswellen 21, 22. Kerbverzahnungen 701 sind in der äußeren Umfangswand des einen Endteils des Torsionsstabs 70 ausgebildet, und mit Kerbverzahnungen, welche in der inneren Umfangswand der ersten Abtriebswelle 21 ausgebildet sind, ineinandergegriffen bzw. steht mit diesem in Eingriff. Das andere Endteil des Torsionsstabs 70 ist mit der zweiten Abtriebswelle 22 durch einen Stift 702 verbunden. Auf diese Weise verbindet der Torsionsstab 70 die erste Abtriebswelle 21 und die zweite Abtriebswelle 22 auf eine Weise, welche eine relative Drehung zwischen der ersten Abtriebswelle 21 und der zweiten Abtriebswelle 22 ermöglicht, wenn der Torsionsstab 70 gedreht wird. Ferner wird der Torsionsstab 70 bei einem konstanten Elastizitätsmodul um seine Achse gedreht, wenn das Torsionsmoment zwischen der ersten Abtriebswelle 21 und der zweiten Abtriebswelle 22 angelegt wird. Daher wird das Drehmoment, welches zwischen der ersten Abtriebswelle 21 und der zweiten Abtriebswelle 22 angelegt wird, in eine Torsionsverschiebung durch den Torsionsstab 70 konvertiert.
Der Multipolarmagnet 71, die magnetischen Joche 72, 73 und die Kraftlinienfluss-Sammelringe 75, 76 sind vom Abtriebszahnrad 20 durch eine schmale Lücke beabstandet.
Der Multipolarmagnet 71 ist in einem ringförmigen Körper ausgebildet und mit der äußeren Umfangswand der ersten Abtriebswelle 21 an der Axialseite des Abtriebszahnrads 23 eingepasst, wo die lenkbaren Räder 7 angebracht sind. Der Multipolarmagnet 71 ist an der ersten Abtriebswelle 21 fixiert, um sich integral mit der ersten Abtriebswelle 21 zu drehen. Der Multipolarmagnet 71 wird magnetisiert, um eine Mehrzahl von Nordpolen und eine Mehrzahl von Südpolen zu haben, welche abwechselnd nacheinander in Umfangsrichtung angebracht sind.
Die magnetischen Joche 72, 73 sind radial außerhalb des Multipolarmagneten 71 so angebracht, dass die magnetischen Joche 72, 73 innerhalb eines magnetischen Feldes angeordnet sind, welches durch den Multipolarmagneten 71 erzeugt wird. Ein ringförmiger Körper des magnetischen Jochs 72 und ein ringförmiger Körper des magnetischen Jochs 73 stehen sich in Axialrichtung so gegenüber, dass eine Mehrzahl von Zähnen, welche von dem ringförmigen Körper des magnetischen Jochs 72 ragt, und eine Mehrzahl von Zähnen, welche von dem ringförmigen Körper des magnetischen Jochs 73 ragt, nacheinander abwechselnd in Umfangsrichtung angebracht sind. Ein pressgeformter Harzkörper 74, in welchem magnetische Joche 72, 73 integral pressgeformt sind, ist mit der äußeren Umfangswand der zweiten Abtriebswelle 22 durch einen Kragen (nicht dargestellt) eingepasst. Dadurch sind die magnetischen Joche 72, 73 an der zweiten Abtriebswelle 22 fixiert, um sich integral mit der zweiten Abtriebswelle 22 zu drehen.
Der Kraftlinienfluss-Sammelring 75 ist radial außerhalb des magnetischen Jochs 72 platziert, und der Kraftlinienfluss-Sammelring 76 radial außerhalb des magnetischen Jochs 73 platziert. Jeder der Magnete der Kraftlinienfluss-Sammelringe 75, 76 ist in einer ringförmigen Form konfiguriert, und so platziert, dass eine relative Rotation zwischen den Kraftlinienfluss-Sammelringen 75, 76 und dem pressgeformten Harzkörper 74 ermöglicht wird.
Der Magnetsensor ist in einer Luftlücke (nicht dargestellt) platziert, welche zwischen dem Kraftlinienfluss-Sammelring 75 und dem Kraftlinienfluss-Sammelring 76 definiert ist, um die Dichte des Kraftlinienflusses zu erfassen, welcher in der Luftlücke erzeugt wird.
Anschließend wird der Betrieb der Lenkmoment-Erfassungsvorrichtung 4 beschrieben.
In einem Zustand, in welchem ein Lenkmoment nicht von der Abtriebswelle 20 ausgegeben wird, und dadurch die Torsionsverschiebung nicht im Torsionsstab 70 erzeugt wird, decken sich die Umfangsmitten von jedem der Zähne der magnetischen Joche 72, 73 mit, d. h. radial entgegengesetzt zu einer Grenze zwischen dem entsprechenden benachbarten Nordpol und Südpol. Zu diesem Zeitpunkt ist der Betrag bzw. die Anzahl der magnetischen Feldlinien, welche von den Nordpolen des Multipolarmagneten 71 an den Zähnen der magnetischen Joche 72, 73 angelegt werden, gleich der Anzahl der magnetischen Feldlinien, welche von den Südpolen des Multipolarmagneten 71 an den Zähnen der magnetischen Joche 72, 73 angelegt werden. Daher werden die magnetischen Feldlinien im Inneren des magnetischen Jochs 72 und die magnetischen Feldlinien im Inneren des magnetischen Jochs 73 geschlossen. Daher kann der Kraftlinienfluss nicht in den Luftspalt austreten, welcher zwischen dem Kraftlinienfluss-Sammelring 75 und dem Kraftlinienfluss-Sammelring 76 definiert ist, so dass die Dichte des Kraftlinienflusses, welcher mit dem Magnetsensor erfasst wird, Null wird.
Wenn hingegen das Lenkmoment an der Abtriebswelle 20 angelegt wird, um das Verdrehen des Torsionsstabs 70 zu verursachen, verändert sich die relative Position zwischen dem Multipolarmagneten 71 und den magnetischen Jochen 72, 73. Dadurch deckt sich die Umfangsmitte von jedem der Zähne der magnetischen Joche 72, 73 nicht länger mit der Grenze zwischen dem entsprechenden Nordpol und Südpol, so dass die Anzahl der magnetischen Feldlinien, welche von den Nordpolen des Multipolarmagneten 71 an den Zähnen der magnetischen Joche 72, 73 angelegt werden, oder die Anzahl der magnetischen Feldlinien, welche von den Südpolen des Multipolarmagneten 71 an den Zähnen der magnetischen Joche 72, 73 angelegt werden, erhöht wird. Somit wird die Dichte des Kraftlinienflusses im Luftspalt erzeugt, welcher zwischen dem Kraftlinienfluss-Sammelring 75 und dem Kraftlinienfluss-Sammelring 76 definiert ist. Diese Dichte des Kraftlinienflusses ist im Wesentlichen proportional zur Torsionsverschiebung des Torsionsstabs 70, wobei die magnetischen Polaritäten in Richtung der Verdrehung des Torsionsstabs 70 umgekehrt werden. Daher kann die Torsionsverschiebung der ersten Abtriebswelle 21 und der zweiten Abtriebswelle 22 als ein entsprechendes Spannungssignal erhalten werden, wenn die Dichte des Magnetkraftflusses mit dem Magnetsensor erfasst wird.
Anschließend wird die EPS-Vorrichtung 5 beschrieben.
Wie in den 2 und 3 dargestellt, umfasst die EPS-Vorrichtung 5 ein EPS-Schneckenrad 80, eine EPS-Schnecke 81, einen EPS-Elektromotor (der als Servolenkung-Antriebseinrichtung dient) 82. Das EPS-Schneckenrad 80 und die EPS-Schnecke 81 sind in dem Gehäuse 12 der Lenkmoment-Erfassungsvorrichtung 4 aufgenommen.
Das EPS-Schneckenrad 80 besteht aus einem Harz oder Metall und ist an der Axialseite des pressgeformten Harzkörpers 74 platziert, wo auch die lenkbaren Räder 7 angeordnet sind. Eine innere Umfangswand des EPS-Schneckenrads 80 ist mit der äußeren Umfangswand der zweiten Abtriebswelle 22 eingepasst, um sich integral mit der zweiten Abtriebswelle 22 zu drehen.
Die EPS-Schnecke 81 ist an der radialen Außenseite des EPS-Schneckenrads 80 platziert und mit dem EPS-Schneckenrad 80 ineinandergegriffen. Ein Endteil der EPS-Schnecke 81 ist durch ein sechstes Lager 18 drehbar gelagert, welches mit dem Gehäuse 12 verbaut ist, wobei ein anderes Endteil der EPS-Schnecke 81 durch ein siebtes Lager 19 drehbar gelagert ist, welches in dem Gehäuse 12 verbaut ist.
Die Vorderkanten (oder Zahntrassen) der Zähne des EPS-Schneckenrads 80 liegen im Wesentlichen parallel zu dessen Drehachse. Ferner ist ein radialer Abstand zwischen der Drehachse des Schneckenrads 80 und jedem Zahnlückengrund des Schneckenrads 80, welcher eine Fläche zwischen Flanken von zwei benachbarten Zähnen des Schneckenrads 80 ist, konstant ausgebildet. Mit der obenstehenden Konstruktion kann ein angemessener Zahnkontakt zwischen dem EPS-Schneckenrad 80 und der EPS-Schnecke 81 während der Vorwärtsdrehung und der Rückwärtsdrehung aufrechterhalten werden, selbst wenn das EPS-Schneckenrad 80 in Axialrichtung der zweiten Abtriebswelle 22 aufgrund einer Herstellungstoleranz verschoben wird.
Der EPS-Elektromotor 82 ist am anderen Endteil der EPS-Schnecke 81 platziert. Der EPS-Elektromotor 82 ist der Abtriebswelle 20 entgegengesetzt, welche dem Elektromotor 52 entgegengesetzt ist. Eine elektronische Steuereinheit (ECU), welche nicht in den Figuren dargestellt ist, rührt die Steuerung des elektrischen Stroms aus, welcher dem EPS-Elektromotor 82 gemäß dem Lenkmoment zugeführt wird, welches basierend auf dem Spannungssignal erfasst wird, welches von dem Magnetsensor ausgegeben wird. Wenn der elektrische Strom von dieser Steuereinheit zum EPS-Elektromotor 82 zugeführt wird, dreht der EPS-Elektromotor 82 die EPS-Schnecke 81 in Vorwärts- oder Rückwärts-Drehrichtung, so dass das EPS-Schneckenrad 80, welches mit der EPS-Schnecke 81 ineinandergegriffen ist, die Lenk-Unterstützungskraft für die zweite Abtriebswelle 22 vorsieht. Dadurch wir die Lenkkraft unterstützt bzw. verstärkt.
Anschließend wird das Lenkgetriebegehäuse 6 beschrieben.
Wie in 1 dargestellt, umfasst das Lenkgetriebegehäuse 6 ein Lenkritzel 60 und eine Lenk-Zahnstange 61, und ist an einer Fahrzeughinterseite einer imaginären durchgehenden Linie L platziert, welche die Drehachsen der linken und rechten lenkbaren Räder 7 verbindet.
Das Lenkritzel 60 ist an einem Endteil einer Welle 24 vorgesehen, welche mit der Abtriebswelle 20 durch ein Universalgelenk 9 verbunden ist. Das Lenkritzel 60 dreht sich zusammen mit der Abtriebswelle 20 und der Welle 24.
Die Lenk-Zahnstange 61 ist auf eine Weise platziert, welche eine Verschiebung der Lenk-Zahnstange 61 in Links-Nach-Rechts-Richtung des Fahrzeugs ermöglicht, wobei Zahnstangenzähne 62 der Lenk-Zahnstange 61 mit dem Lenkritzel 60 ineinandergreifen. Dadurch bildet die Lenk-Zahnstange 61 den Zahnstangen/Ritzel-Mechanismus zusammen mit dem Lenk-Ritzel 60 aus. Mit der obenstehenden Konstruktion kehrt die Lenk-Zahnstange 61 die Drehbewegung des Lenk-Ritzels 60 in eine axial lineare Bewegung in Axialrichtung der Zahnstange 61 um.
Die linken und rechten lenkbaren Räder 7 sind mit entgegengesetzten Endteilen der Lenk-Zahnstange 61 durch Zuganker und Spurhebel auf eine Weise verbunden, welche das Lenken der linken und rechten lenkbaren Räder 7 ermöglicht. Daher verändern die linken und rechten lenkbaren Räder 7 ihre Lenkwinkel gemäß dem Betrag der Axialverschiebung der Lenk-Zahnstange 61.
Das Lenkgetriebegehäuse 6 bildet das Lenkritzel 60 und die Lenk-Zahnstange 61 derart aus, dass ein Abstand B zwischen der imaginären durchgehenden Linie L, welche die Drehachsen der linken und rechten lenkbaren Räder 7 miteinander verbindet, und dem Lenkritzel 60, länger als ein Abstand A zwischen der imaginären durchgehenden Linie L und der Lenk-Zahnstange 61 ist.
Daher wird die Lenk-Zahnstange 61 nach rechts bewegt, wenn das Lenkritzel 60 im Uhrzeigersinn von der Universalverbindung 9 der Welle 24 aus betrachtet rotiert, wodurch die lenkbaren Räder 7 den Lenkwinkel verändern, um das Fahrzeug nach links zu lenken. Wenn sich hingegen das Lenkritzel 60 dreht entgegen dem Uhrzeigersinn von der Universalverbindung 9 der Welle 24 aus betrachtet dreht, wird die Lenk-Zahnstange 61 nach links bewegt, wodurch die lenkbaren Räder 7 den Lenkwinkel verändern, um das Fahrzeug nach rechts zu lenken.
Wie obenstehend ausgeführt, werden die lenkbaren Räder 7 in eine entgegengesetzte Richtung gelenkt, wenn das Lenkritzel 60 und die Lenk-Zahnstange 61 das Verhältnis von A < B erfüllen, was entgegengesetzt der Drehrichtung der Abtriebswelle 20 ist. Dadurch stimmt die Drehrichtung des Lenkrads 8 und der Lenkwinkel der lenkbaren Räder 7 überein.
Nachfolgend werden Vorteile der ersten Ausführungsform beschrieben.
In dem Lenk-Steuersystem 1 der vorliegenden Ausführungsform ist jedes Ritzel-Wellenelement 43, welches das entsprechende Ritzel 41 drehbar lagert, sich linear erstreckend ausgebildet, und weist eine einzelne Achse auf. Das innere Endteil (ein Endteil) des Ritzel-Wellenelements 43 ist mit der inneren Umfangswand der entsprechende ersten Öffnung 401 des inneren Ringelements 40 eingepasst, wobei das äußere Endteil (anderes Endteil) des Ritzel-Wellenelements 43 mit der inneren Umfangswand der entsprechenden zweiten Öffnung 421 des äußeren Ringelements 442 eingepasst ist. Daher kann die Herstellung und der Zusammenbau des Ritzel-Wellenelements 43 einfach durchgeführt werden.
Das Differentialgetriebe der VGRS-Vorrichtung 3 kehrt die Drehrichtung der Abtriebswelle 20 bezüglich der Drehrichtung des Lenkrads 8 um. Daher ist das Lenkgetriebegehäuse 6 derart konstruiert, dass das Lenkritzel 60 und die Lenk-Zahnstange 61 so platziert sind um das Positionsverhältnis von A < B zu erfülen. Auf diese Weise ist es möglich, das Lenk-Steuersystem 1 vorzusehen, welches kompakt hergestellt ist, um dessen erforderlichen Bauraum zu minimieren, ohne dabei z. B. die Getriebevorrichtung aufzuweisen, welche die Drehrichtung der Abtriebswelle 20 noch einmal umkehrt.
Die erste Abtriebswelle 21 und die zweite Abtriebswelle 22 sind miteinander durch Überlagern der inneren Umfangswand des Abschnitts 211 mit dem großen Durchmesser und der äußeren Umfangswand des Abschnitts 221 mit dem kleinen Durchmesser in Radialrichtung gekoppelt, während eine relative Rotation bzw. relative Drehung dazwischen erlaubt wird. Das Nadellager 113, welches mit der inneren Umfangswand des Antriebszahnrads 11 verbaut ist, lagert das Endteil der ersten Abtriebswelle 21, welche an der Axialseite angeordnet ist, wo die Antriebswelle 10 angebracht ist, drehbar. Das zweite Lager 14, welches mit dem Gehäuse 12 verbaut ist, lagert die zweite Abtriebswelle 22 drehbar. Auf diese Weise wird die Neigung der Drehachse der ersten Abtriebswelle 21 begrenzt, wodurch eine angemessene Zahnkontaktposition, in welcher das Schneckenrad und die Schnecke 51 miteinander in Eingriff sind, zuverlässig aufrecht erhalten werden kann. Daher ist es möglich, die Nachteile wie z. B. ein erhöhtes Flankenspiel, ein erhöhtes Betriebsgeräusch und die Reduzierung der Übertragungseffizienz, zu vermeiden, welche durch die Abweichung bzw. den Abtrieb der Zahnkontaktposition zwischen den eingegriffenen Getrieben verursacht wird.
Zumindest eines von dem Antriebszahnrad 11 und jedem Ritzel 41, welche miteinander in Eingriff sind, besteht aus dem Harzmaterial. Ferner besteht zumindest einer von jedem Ritzel 41 und dem Abtriebszahnrad 23, welche miteinander eingegriffen sind, aus dem Harzmaterial. Dadurch ist es möglich, das Getrieberasselgeräusch zu reduzieren, welches beim Aufeinandertreffen der Zähne des einen der ineinandergegriffenen Zahnräder mit den Zähnen des anderen der ineinandergegriffenen Zahnräder erzeugt wird.
Ferner sind in jedem des Antriebszahnrads 11, des Abtriebszahnrads 23 und des Ritzels 41 die Vorderkanten (oder Zahntrassen) der Zähne gekrümmt. Dadurch wird das hohe Kontaktverhältnis zwischen den Zahnrädern bzw. Ritzeln, welche miteinander in Eingriff sind, erreicht. als Ergebnis ist es möglich, die Betriebsgeräusche zu reduzieren, welche durch das Aufeinandertreffen der Zähne des einen der eingegriffenen Zahnräder bzw. Ritzel mit den Zähnen des Anderen der eingegriffenen Zahnräder bzw. Ritzel erzeugt wird. Außerdem ist es möglich, den Übertragungsimpuls von dem Lenkrad 8 auf den Fahrer des Fahrzeugs zu reduzieren.
Ferner ist die Anzahl der Zähne des Antriebzahnrads 11 und die Anzahl der Zähne des Abtriebzahnrads 23 gleich und ungerade, d. h., eine gleiche ungerade Anzahl, wobei die Anzahl der Zähne von jedem Ritzel 41 gerade ist. Dadurch berührt jeder Zahn des Antriebszahnrads 11 nacheinander verschiedene Zähne des Ritzels 41, wenn sich dieses dreht. Ähnlich berührt jeder Zahn des Abtriebszahnrads 23 nacheinander verschiedene Zähne des Ritzels 41, wenn sich diese dreht. Auf diese Weise wird ein bestimmter Zahn oder manche Zähne im Vergleich zu anderen verbleibenden Zähnen nicht übermäßig abgenutzt. Das heißt, die Zähne werden mit der Zeit im Grunde gleich abgenutzt. Dadurch ist es möglich, eine Verschlechterung der Langlebigkeit bzw. Dauerfestigkeit der Zahnräder bzw. Ritzel zu begrenzen, welche durch eine Einseitige Abnutzung der Zähne verursacht werden würde. Ferner ist es möglich, die Betriebsgeräusche zu reduzieren, welche durch das Aufeinandertreffen der Zähne des Einen der ineinandergegriffenen Kegelräder mit den Zähnen des Anderen der ineinandergegriffenen Kegelräder erzeugt wird, wobei es möglich ist, ein Fühlen der Pulsation, die vom Lenkrad 8 auf den Fahrer des Fahrzeugs übergeht, zu reduzieren.
Ein Endteil des Torsionsstabs 70 ist sicher mit der inneren Umfangswand der ersten Abtriebswelle 21 und der einen Axialseite des Abtriebszahnrads 23 gekoppelt, dort wo das Antriebszahnrad 11 angeordnet ist. Dadurch kann der Drehmomentsensor, welcher den Verdrehungswinkel zwischen der ersten Abtriebswelle 21 und der zweiten Abtriebswelle 22 erfasst, an der Endfläche des Abtriebszahnrads 23 benachbart platziert werden, welches an der Axialseite angeordnet ist, wo auch die lenkbaren Räder 7 angeordnet sind. Somit kann die Größe des Lenk-Steuersystems 1 reduziert werden. Somit ist es möglich, ein Lenk-Steuersystem vorzusehen, welches nur einen geringen Bauraum im Fahrzeug benötigt, wodurch die Installierbarkeit des Systems verbessert wird.
Ferner erfasst das Lenk-Steuersystem 1 die VGRS-Vorrichtung 3 die Lenkmoment-Erfassungsvorrichtung 4 und die EPS-Vorrichtung 5, welche miteinander integriert sind und im selben Gehäuse aufgenommen sind. Daher ist es durch Reduzierung der Größe des Lenk-Steuersystems 1 möglich, das Lenk-Steuersystem 1 in der Lenkspalte zu verbauen, während der erforderliche Bauraum zum Installieren des Kollisionserschütterungsabsorbers ermöglicht wird, welcher nach derzeit geltenden Richtlinien erforderlich ist, wie z. B. der ECE 12, 74/297/EEC, FMVSS203 und der japanischen Road Trucking Vehicle Act Section 11.
Die Schnecke 51 und die EPS-Schnecke 81 sind an der einen lateralen Seite (der rechten Seite in 2) und der anderen lateralen Seite (der linken Seite in 2) der Abtriebswelle 20 platziert. Daher kann die Radiallast bzw. Radialbelastung, welche durch die Rotation des Schneckenrads 50, das durch die Schnecke 51 angetrieben wird, erzeugt wird, durch die Radiallast, welche durch die Rotation EPS-Schneckenrads 80, welches durch die EPS-Schnecke 81 angetrieben wird, erzeugt wird, aufgehoben werden. Auf diese Weise wird die Neigung der Abtriebswelle 20 begrenzt, wobei die entsprechende Zahnkontaktposition zwischen der Schnecke 51 und dem Schneckenrad 50, und die entsprechende Zahnkontaktposition zwischen der EPS-Schnecke 81 und dem EPS-Schneckenrad 80 zuverlässig aufrecht erhalten werden kann. Daher ist es möglich, die Nachteile, wie z. B. den Flankenspielanstieg, den Anstieg des Betriebsgerausches und die Reduktion der Übertragungseffizienz, zu vermeiden, welche durch die Abweichungen der Zahnkontaktposition zwischen den ineinandergegriffenen Zahnrädern bzw. Ritzeln verursacht werden. Ferner kann die Radiallast, welche an der Abtriebswelle 20 angelegt wird, reduziert werden, da die Radiallasten gegeneinander aufgehoben werden. Daher kann der Durchmesser der Abtriebswelle 20 reduziert werden, um die Größe des Lenk-Steuersystems 1 zu reduzieren.
Das Schneckenrad 50 und die Schnecke 51 werden auf einen Steigungswinkel θ1 eingestellt, welcher die Selbsthemmung des Schneckenrads 50 und der Schnecke 51 ermöglicht. Daher ist in dem Fall, in welchem das Lenkverhältnis auf 1:1 eingestellt wird, das Erregen des Elektromotors 52 nicht erforderlich. Somit kann der Leistungsverbrauch reduziert werden. Ferner kann im Zeitpunkt des Fehlverhaltens bzw. des Versagens des Elektromotors 52 oder der Steuerschaltung zum Steuern des Elektromotors 52 ein Relais in der elektrischen Leitung des Elektromotors 52 vorgesehen sein. Im Zeitpunkt des Versagens bzw. eines Fehlverhaltens des Elektromotors 52 oder dessen Steuerschaltung kann das Relais betrieben werden, um die elektrische Leistungszufuhr zum Elektromotor 52 zu unterbrechen, so dass das Lenkverhältnis 1:1 aufrecht erhalten werden kann.
Ferner ist der radiale Abstand in jedem von dem Schneckenrad 50 und dem EPS-Schneckenrad 80 zwischen jedem Zahnlückengrund des Schneckenrads 50, 80 und der Drehachse des Schneckenrads 50, 80 konstant. Auf diese Weise kann der entsprechende Zahnkontaktzustand zwischen dem Schneckenrad 50, 80 und der Schnecke 51, 81 im Vorwärts-Drehbetrieb und im Rückwärts-Drehbetrieb aufrecht erhalten werden, selbst wenn die Positionen des Scheckenrads 50 und der Schnecke 51 und/oder die Positionen des EPS-Schneckenrads 80 und der EPS-Schnecke 81 in Richtung der Drehachse aufgrund der Herstellungstoleranz voneinander abweichen. Daher ist es möglich, Nachteile im Steuerbetrieb, welche durch die Veränderung der Übertragungseffizienz zwischen dem Vorwärts-Drehbetrieb und dem Rückwärts-Drehbetrieb verursacht werden, als auch die Nachteile bezüglich der Erfassungen bzw. Wahrnehmung von Geräuschen des Fahrers und/oder der anderen Fahrgäste des Fahrzeugs, welche durch den Anstieg der Betriebsgeräusche verursacht werden, zu verhindern bzw. zu vermindern.
(Zweite Ausführungsform)
11 stellt ein Lenk-Steuersystem 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. In der vorliegenden Ausführungsform werden Komponenten, welche ähnlich jenen der ersten Ausführungsform sind, mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht redundant beschrieben.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Lenkgetriebegehäuse 6 an der Fahrzeugvorderseite der imaginären durchgehenden Linie L platziert, welche die Drehachsen der linken und rechten lenkbaren Räder 7 miteinander verbindet.
In der vorliegenden Ausführungsform bildet das Lenkgetriebegehäuse 6 ein Lenkritzel 63 und eine Lenk-Zahnstange 61 so aus, dass ein Abstand B zwischen der imaginären durchgehenden Linie L, welche die Drehachsen der linken und rechten lenkbaren Räder 7 miteinander verbindet, und dem Lenkritzel 63 nicht länger als ein Abstand A zwischen der imaginären durchgehenden Linie L und der Lenk-Zahnstange 64 ist.
Daher wird die Lenk-Zahnstange 64 nach links bewegt, wenn das Lenkritzel 63 im Uhrzeigersinn von der Universalverbindung 9 der Welle 24 aus gesehen gedreht wird, wodurch die lenkbaren Räder 7 den Lenkwinkel verändern, um das Fahrzeug nach links zu lenken. Wenn hingegen das Lenkritzel 63 entgegen dem Uhrzeigersinn von der Universalverbindung 9 der Welle 24 aus betrachtet gedreht wird, wird die Lenk-Zahnstange 64 nach rechts bewegt, wodurch die lenkbaren Räder 7 den Lenkwinkel verändern, um das Fahrzeug nach rechts zu bewegen.
Wie obenstehend beschrieben werden die lenkbaren Räder 7 in die entgegengesetzte Richtung gelenkt, welche entgegengesetzt der Drehrichtung der Abtriebswelle 20 ist, wenn das Lenkritzel 63 und die Lenk-Zahnstange 64 die Beziehung bzw. das Verhältnis A < B erfüllen. Dadurch stimmen die Drehrichtung des Lenkrads 8 und der Lenkwinkel der lenkbaren Räder 7 überein.
(Dritte Ausführungsform)
Das Lenk-Steuersystem der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weißt ein kennzeichnendes Merkmal in einem Schneckenrad und einer Schnecke auf. Das Schneckenrad 500 und die Schnecke 510 der vorliegenden Erfindung werden bezüglich den 12 bis 15 erläutert.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Schneckenrad 500 derart ausgebildet, dass die Vorderkanten (oder Zahntrassen) der Zähne des Schneckenrads 500 im Wesentlichen parallel zur Drehachse O1 des Schneckenrads 500 verlaufen. Ferner ist die Schnecke 510 relativ zum Schneckenrad 500 geneigt. Genauer gesagt ist ein Winkel θ2 zwischen einer Ebene S, welche rechtwinklig zur Drehachse O1 des Schneckenrads 500 ist, und der Drehachse O2 der Schnecke 510 ausgebildet. Dieser Winkel θ2 ist eingestellt, um im Wesentlichen gleich dem Neigungswinkel θ3 der Schnecke 510 zu sein. Daher ist eine Kontaktfläche zwischen dem Zahn des Schneckenrads 500 und dem Zahn der Schnecke 510 im Wesentlichen parallel zur Drehachse O1 des Schneckenrads 500 (siehe 13). Mit dieser Ausbildung ist es möglich, die Erzeugung einer Last bzw. Belastung auf das Schneckenrad 500 in Druck- bzw. Schubrichtung zu begrenzen, wenn die Antriebskraft von der Schnecke 510 auf das Schneckenrad 500 übertragen wird. Daher kann eine entsprechende Zahnkontaktposition zwischen der Schnecke 510 und dem Schneckenrad 500 zuverlässig aufrecht erhalten werden.
Ferner wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform in dem Fall, in welchem das Schneckenrad 500 aus Harz besteht, ein Druckstempel mit Schneideklingen in einer inneren Umfangswand eines rohrförmigen Elements in Richtung der Drehachse O1 bewegt. Auf diese Weise ist das Harzformen des Schneckenrads 500 möglich. Somit ist kein Zahnrad- bzw. Ritzelschneideprozess zum individuellen Schneiden der Zähne des Schneckenrads 500 erforderlich, wodurch es möglich ist, die Herstellungskosten zu reduzieren.
Anschließend werden Modifikationen der obenstehenden Ausführungsformen beschrieben.
In der oben stehenden Ausführungsform ist die Anzahl der Zähne des Ritzels 41 auf eine gerade Anzahl eingestellt, wobei die Anzahl der Zähne des Ritzels 11 und die Anzahl der Zähne des Abtriebszahnrads 23 auch auf eine gleiche ungerade Anzahl eingestellt werden kann. Alternativ kann die Anzahl der Zähne des Ritzels aber auch auf eine gerade Anzahl eingestellt werden, um die Anzahl der Zähne des Antriebszahnrads 11 um die Anzahl der Zähne des Abtriebszahnrads 23 auf eine gleiche gerade Anzahl eingestellt werden. Außerdem ist die Anzahl der Ritzel 41 in den obenstehenden Ausführungsformen eine gerade Anzahl. Alternativ kann die Anzahl der Ritzel aber auch auf eine ungerade Anzahl eingestellt werden. Wenn die Anzahl der Zähne der Ritzel auf eine gerade Anzahl eingestellt wird, tritt eine Erhöhung eines Freiheitsgrades bezüglich der Anzahl der Zähne des Antriebszahnrads, der Anzahl der Zähne des Abtriebszahnrads und der Anzahl der Ritzel auf.

Claims

Lenk-Steuersystem für ein Fahrzeug aufweisend: eine Antriebswelle (10), die mit einem Lenkrad (8) des Fahrzeugs gekoppelt ist, welches durch einen Fahrer des Fahrzeugs lenkbar ist; eine Abtriebswelle (20), die koaxial zur Antriebswelle (10) liegt und relativ zur Antriebswelle (10) drehbar ist, wobei die Abtriebswelle (20) eine Lenkkraft in Richtung lenkbarer Räder (7) des Fahrzeugs überträgt; ein Antriebszahnrad (11), das drehbar integral mit der Antriebswelle (10) vorgesehen ist; ein Abtriebszahnrad (23), das entgegengesetzt des Antriebszahnrads (11) und drehbar integral mit der Abtriebswelle (20) vorgesehen ist; ein inneres Ringelement (40), das drehbar um einen Abschnitt der Abtriebswelle (20) vorgesehen ist, welcher sich von einer Axialseite des Abtriebszahnrads (23) erstreckt, wo das Antriebszahnrad (11) angeordnet ist; ein äußeres Ringelement (42), das radial außerhalb des inneren Ringelements (40) platziert ist; zumindest ein Ritzel-Wellenelement (43), welches sich in eine entsprechende Richtung erstreckt, welche rechtwinklig zu einer Drehachse der Antriebswelle (10) und der Abtriebswelle (20) ist, wobei jedes von dem zumindest einem Ritzel-Wellenelement (43) einen inneren Endteil aufweist, welcher in einer entsprechenden von zumindest einer ersten Öffnung (401) des inneren Ringelements (40) aufgenommen ist, und einen äußeren Endteil, welcher in einer entsprechenden von zumindest einer zweiten Öffnung (421) des äußeren Ringelements (42) aufgenommen ist; zumindest ein Ritzel (41), welches durch ein entsprechendes von dem zumindest einen Ritzel-Wellenelement (43) an einer Stelle zwischen dem inneren Ringelement (40) und dem äußeren Ringelement (42) drehbar gelagert ist, und mit dem Antriebszahnrad (11) und dem Abtriebszahnrad (23) in Eingriff steht; ein Schneckenrad (50, 500), das an einer äußeren Umfangswand des äußeren Ringelements (42) fixiert ist; eine Schnecke (51, 510), die mit dem Schneckenrad (50, 500) in Eingriff steht; und eine Antriebseinrichtung (52) zum Drehen der Schnecke (51, 510), um ein Übersetzungsverhältnis zwischen einem Drehwinkel der Antriebswelle (10) und einem Drehwinkel der Abtriebswelle (20) zu steuern.
Lenk-Steuersystem nach Anspruch 1, ferner aufweisend: ein Lenkritzel (63), das mit einem anderen Abschnitt der Abtriebswelle (20) verbunden ist, welche von der anderen Axialseite des Abtriebszahnrads (23) herausragt, wo die lenkbaren Räder (7) angebracht sind, wobei das Lenkritzel (63) drehbar integral mit der Abtriebswelle (20) vorgesehen ist; und eine Lenk-Zahnstange (64), die mit dem Lenkritzel (63) in Eingriff steht, und die Umdrehung des Lenkritzels (63) in eine Linearbewegung in Axialrichtung der Lenk-Zahnstange (64) umwandelt, um die lenkbaren Räder (7) zu lenken, welche an einer linken Seite und einer rechten Seite des Fahrzeugs platziert sind, wobei ein Abstand (A) zwischen einer imaginären Linie (L), welche Drehmittelpunkte der lenkbaren Räder (7) verbindet, und der Lenk-Zahnstange (64) kürzer als ein Abstand (B) zwischen der imaginären durchgehenden Linie (L) und dem Lenkritzel (63) ist.
Lenk-Steuersystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei: ein Steigungswinkel (θ1) von dem Schneckenrad (50) und der Schnecke (51) auf einen Winkel eingestellt wird, der eine Selbsthemmung zwischen dem Schneckenrad (50) und der Schnecke (51) ermöglicht; und wenn die Antriebseinrichtung (52) stoppt, das Übertragungsverhältnis zwischen dem Drehwinkel der Antriebswelle (10) und dem Drehwinkel der Abtriebswelle (20) ein konstanter Wert wird.
Lenk-Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Endteil der Abtriebswelle (20), welcher benachbart zum Antriebszahnrad (11) angeordnet ist, durch ein Lager (113) drehbar gelagert ist, welches mit dem Antriebszahnrad (11) verbaut ist.
Lenk-Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: das Antriebszahnrad (11), das zumindest eine Ritzel (41) und das Abtriebszahnrad (23) als Kegelräder ausgebildet sind, so dass das Antriebszahnrad (11) und das zumindest eine Ritzel (41) gekoppelt sind, und das zumindest eine Ritzel (41) und das Abtriebszahnrad (23) gekoppelt sind.
Lenk-Steuersystem nach Anspruch 5, wobei jedes von dem Antriebszahnrad (11), dem Abtriebszahnrad (23) und dem zumindest einen Ritzel (41) eine Mehrzahl von gekrümmten Zähnen aufweist, welche jeweils entlang einer Länge des Zahnes gekrümmt sind.
Lenk-Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei: die Anzahl der Zähne des Antriebszahnrads (11) und die Anzahl der Zähne des Abtriebszahnrads (23) gleich und ungerade sind; und die Anzahl der Zähne des zumindest einen Ritzels (41) gerade ist.
Lenk-Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei: die Anzahl der Zähne des Antriebszahnrads (11) und die Anzahl der Zähne des Abtriebszahnrads (23) gleich und gerade sind; das zumindest eine Ritzel (41) eine ungerade Anzahl von Ritzeln (41) umfasst; und die Anzahl der Zähne von jedem Ritzel (41) gerade ist.
Lenk-Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei: zumindest eines von dem Antriebszahnrad (11) und dem zumindest einen Ritzel (41) aus Harz besteht.
Lenk-Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei: das Schneckenrad (500) eine Mehrzahl von Zähnen aufweist, von denen jeder gerade entlang einer Länge des Zahnes ist und parallel zu einer Drehachse des Schneckenrads (500); und ein Winkel (θ2), welcher zwischen einer Drehachse (O2) der Schnecke (510) und einer imaginären Fläche (S), die rechtwinklig zur Drehachse (O1) des Schneckenrads (500) ist, definiert ist, entsprechend einem Steigungswinkel (θ3) der Schnecke (510) eingestellt ist.
Lenk-Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei: die Abtriebswelle (20) eine erste Abtriebswelle (21) umfasst, welche im Inneren hohl ist, und eine zweite Abtriebswelle (22), welche im Inneren hohl ist; das innere Ringelement (40) drehbar mit einer äußeren Umfangswand der ersten Abtriebswelle (21) verbaut ist; das Abtriebszahnrad (23) an der äußeren Umfangswand der ersten Abtriebswelle (21) fixiert ist; die zweite Abtriebswelle (22) koaxial zu und drehbar bezüglich der ersten Abtriebswelle (21) ist; und das Lenk-Steuersystem ferner aufweist: einen Torsionsstab (70), der einen Endteil aufweist, welcher mit einer inneren Umfangswand der ersten Abtriebswelle (21) an der einen Axialseite des Abtriebszahnrads (23) gekoppelt ist, wo das Antriebszahnrad (11) angeordnet ist, und der andere Endteil, welcher entgegengesetzt dem einen Endteil des Torsionsstabs (70) ist, und mit einer inneren Umfangswand der zweiten Abtriebswelle (22) an einer Stelle gekoppelt ist, die an der anderen Axialseite des Abtriebszahnrads (23) vorgesehen ist, wo die lenkbaren Räder (7) angeordnet sind, wobei der Torsionsstab (70) mit einem konstanten Elastizitätsmodul um eine Achse des Torsionsstabs (70) verdrehbar ist, wenn ein Torsionsmoment zwischen der ersten Abtriebswelle (21) und der zweiten Abtriebswelle (22) aufgebracht wird; und einen Drehmomentsensor (71–76), der einen Verdrehungswinkel zwischen der ersten Abtriebswelle (21) und der zweiten Abtriebswelle (22) an der anderen Axialseite des Abtriebszahnrads (23) erfasst, wo die lenkbaren Räder (7) angeordnet sind.
Lenk-Steuersystem nach Anspruch 11, ferner aufweisend: ein elektrisch betriebenes Servolenkung-Schneckenrad (80), das an einer äußeren Umfangswand der Abtriebswelle (20) an einer Stelle fixiert ist, welche an einer Axialseite des Drehmomentsensors (71–76) angeordnet ist, wo die lenkbaren Räder (7) angeordnet sind; eine elektrisch betriebene Servolenkung-Schnecke (81), die mit dem elektrisch betriebenen Servolenkung-Schneckenrad (80) in Eingriff steht; und eine Servolenkung-Antriebseinrichtung (82) zum Drehen der elektrisch betriebenen Servolenkung-Schnecke (81), basierend auf einem Lenkmoment, welches basierend auf einem Ausgangssignals des Drehmomentsensors (71–76) berechnet wird, wobei das Antriebszahnrad (11) das zumindest eine Ritzel (41), das Abtriebszahnrad (23) und das elektrisch betriebene Servolenkung-Schneckenrad (80) in einem gemeinsamen Gehäuse (12) aufgenommen sind.
Lenk-Steuersystem nach Anspruch 12, wobei: die Schnecke (51) an einer lateralen Seite der Abtriebswelle (20) platziert ist; und die elektrisch betriebene Servolenkung-Schnecke (81) an einer entgegengesetzten lateralen Seite der Abtriebswelle (20) platziert ist, welche entgegengesetzt der einen lateralen Seite der Abtriebswelle (20) ist.
Lenk-Steuersystem nach Anspruch 13, wobei zumindest eines von der elektrisch betriebenen Schnecke (81) und dem elektrisch betriebenen Servolenkung-Schneckenrad (80) so konfiguriert ist, dass ein radialer Abstand zwischen deren Drehachse und deren Zahnlückengrund rundum konstant ist.
Lenk-Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei: die zumindest eine erste Öffnung (401) des inneren Ringelements (40) eine Mehrzahl von ersten Öffnungen (401) umfasst; die zumindest eine zweite Öffnung (421) des äußeren Ringelements (42) eine Mehrzahl von zweiten Öffnungen (421) umfasst; das zumindest eine Ritzel-Wellenelement (43) eine Mehrzahl von Ritzel-Wellenelementen (43) umfasst, welche nacheinander in Umfangsrichtung platziert sind; und das zumindest eine Ritzel (41) eine Mehrzahl von Ritzeln (41) umfasst, welche jeweils drehbar durch ein entsprechendes der Mehrzahl von Ritzel-Wellenelementen (43) gelagert sind.