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QUERVERWEIS AUF EINE DAMIT IN BEZIEHUNG STEHENDE PATENTANMELDUNG
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Die vorliegende Patentanmeldung beansprucht gemäß
35 U. S. C. §119(a) die Priorität und den Nutzen aus der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2012-0011738 , eingereicht am 6. Februar 2012, die hiermit durch Erwähnung in ihrer Gesamtheit für alle Zwecke Bestandteil der vorliegenden Anmeldung wird, so als ob sie hier vollständig dargelegt wäre.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein hybrides Servolenkungssystem. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein hybrides Servolenkungssystem, das zwei Lenkhilfen für das Unterstützen einer Lenkkraft, wenn ein Fahrer ein Lenkrad betätigt, aufweist, um so zu erlauben, dass die die Lenkungsunterstützungskraft entsprechend dem Anstieg der Geschwindigkeit und des Gewichts eines Fahrzeugs geteilt verwendet werden kann, wodurch eine Belastung reduziert wird, die an irgendeine der Lenkhilfen angelegt wird, so dass ein Betriebsgeräusch reduziert werden kann und die Haltbarkeit gesteigert werden kann, und um die Verwendung eines Elektromotors mit einer niedrigeren Leistungsspezifikation sogar in einem Fall eines Lastwagens oder eines Busses zu erlauben, der im Vergleich zu einem Personenkraftwagen eine relativ hohe Lenkkraft benötigt, um so die Herstellungskosten zu reduzieren und um eine ausreichende Lenkungsunterstützungskraft zu erzielen, wodurch die Annehmlichkeit für den Fahrer verbessert wird, die Kraftstoffeffizienz gesteigert wird, während gleichzeitig die Energieeffizienz erhöht wird, und der Lenkvorgang sicher aufrecht erhalten wird, selbst wenn eine der Lenkhilfen nicht normal arbeitet, während das Fahrzeug gefahren wird.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Wie allgemein auf dem Fachgebiet bekannt ist, ist ein Fahrzeuglenksystem eine Vorrichtung, die es einem Fahrer erlaubt, die Fahrtrichtung des Fahrzeugs nach seinem Willen zu ändern, wobei das Lenksystem den Fahrer in einer solchen Art und Weise unterstützt, dass der Fahrer optional den Drehungsmittelpunkt ändern kann, um den die Vorderräder des Fahrzeugs gedreht werden, um so zu bewirken, dass sich das Fahrzeug in einer Richtung fortbewegt, die von dem Fahrer gewünscht wird.
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In der Zwischenzeit unterstützt dann, wenn der Fahrer das Lenkrad des Fahrzeugs betätigt, das Servolenkungssystem die Lenkrad-Betätigungskraft des Fahrers unter Verwendung einer Hilfsvorrichtung, so dass der Fahrer die Fahrtrichtung des Fahrzeugs leicht mit einer kleineren Kraft ändern kann.
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Ein solches Servolenkungssystem wird allgemein in ein elektrisches Servolenkungssystem bzw. EPS-(electric power steering)-System und ein hydraulisches Servolenkungssystem bzw. HPS-(hydraulic power steering)-System klassifiziert.
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Das hydraulische Servolenkungssystem ist ein Lenksystem, das derart konfiguriert ist, dass dann, wenn eine Ölpumpe, die mit einer Drehwelle eines Motors verbunden ist, Hydrauliköl zu einem Betätigungszylinder zuführt, der mit einem Zahnstangenstab verbunden ist, der Kolben des Betätigungszylinders, dem das Hydrauliköl zugeführt wird, bewegt wird, um die Lenkungsbetätigungskraft zu unterstützen, wodurch es dem Fahrer erlaubt wird, einen Lenkvorgang mit einer kleinen Kraft durchzuführen.
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In der Zwischenzeit ist das elektrische Servolenkungssystem ein Lenksystem, das einen Elektromotor anstelle der Ölpumpe und des Betätigungszylinders aufweist, um die Betätigungskraft des Lenkrads mit der Kraft des Elektromotors zu unterstützen.
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1 ist eine schematische Ansicht eines herkömmlichen elektrischen Servolenkungssystems.
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Wie in 1 veranschaulicht ist, weist das elektrische Servolenkungssystem ein Lenksystem 100, das sich ausgehend von einem Lenkrad 101 zu einem Paar von einander gegenüberliegenden Fahrzeugrädern 108 erstreckt, und einen Hilfskraftmechanismus auf, der dem Lenksystem 100 eine Lenkhilfskraft zuführt.
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Das Lenksystem 100 weist eine Lenkspindel 102 auf, von der ein Ende mit dem Lenkrad 101 verbunden ist, um zusammen mit dem Lenkrad 101 gedreht zu werden, und von der das andere Ende mit einer Ritzelwelle 104 über ein Paar von Universalgelenken 103 verbunden ist. Außerdem ist die Ritzelwelle 104 mit einem Zahnstangenstab durch einen Zahnstangen/Ritzel-Mechanismus 105 verbunden, und die entgegengesetzten Enden des Zahnstangenstabs sind mit jedem der Fahrzeugräder 108 durch eine Lenkspurstange 106 und einen Spurstangenhebel 107 verbunden. Der Zahnstangen/Ritzel-Mechanismus 105 ist durch ein Ritzelgetriebe 111, das an einer Ritzelwelle 104 gebildet ist, und ein Zahnstangengetriebe 112 konfiguriert, das auf einer Seite einer umfangsseitigen Oberfläche eines Zahnstangenstabs gebildet ist, wobei das Ritzelgetriebe 111 und das Zahnstangengetriebe 112 miteinander in Eingriff stehen. Deshalb wird, wenn der Fahrer das Lenkrad 101 betätigt, ein Drehmoment in dem Lenksystem 100 erzeugt, und die Fahrzeugräder 108 werden durch das Drehmoment gelenkt, das durch den Zahnstangen/Ritzel-Mechanismus 105 und die Lenkspurstangen 106 übertragen wird.
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Der Hilfskraftmechanismus weist einen Elektromotor 130, der eine Hilfskraft erzeugt, und eine Reduziereinrichtung 140 auf, die durch ein Schneckenrad und eine Schnecke konfiguriert ist, um die Hilfskraft, die von dem Elektromotor erzeugt wird, zu der Lenkspindel 102 zu übertragen.
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2 ist eine perspektivische Ansicht, die ein herkömmliches hydraulisches Servolenkungssystem veranschaulicht.
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Wie in 2 veranschaulicht ist, weist das herkömmliche hydraulische Servolenkungssystem 200 Folgendes auf: eine Ritzel-Ventil-Anordnung 220, die an einem unteren Ende der Lenkspindel installiert ist, die mit dem Lenkrad 101 ausgestattet ist (siehe 1), um die Strömungsrichtung des Hydrauliköls zu dem Zeitpunkt des Lenkens zu steuern; und einen Betätigungszylinder 240, der dafür konfiguriert ist, eine einwirkende Kraft an die Lenkspurstangen 106, die die Fahrzeugräder 108 lenken, für ein Lenken gemäß der Betätigung einer Ritzel-Ventil-Anordnung 220 anzulegen.
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Das hydraulische Servolenkungssystem 200 hat ein hydraulisches Drucksystem, in dem dann, wenn das Hydrauliköl, das von der Ölpumpe 230 zugeführt wird, der Ritzel-Ventil-Anordnung 220 durch einen Druckschlauch 235 zugeführt wird, und das Hydrauliköl selektiv zu linken und rechten Druckkammern des Betätigungszylinders 240 in Abhängigkeit von der Rotationsrichtung der Lenkspindel zu dem Zeitpunkt des Lenkens zugeführt wird, der Zahnstangenstab durch den Hydraulikdruck nach links oder nach rechts verschoben wird, um die Lenkungsbetätigungskraft zu unterstützen, und das Hydrauliköl, das die Aktion in der Ritzel-Ventil-Anordnung 220 vollendet hat, zu einem Ölspeichertank 233 zurückgeführt wird und der Ölpumpe 230 durch einen Ansaugschlauch bzw. Einlassschlauch 237 wieder zugeführt wird.
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Das herkömmliche elektrische Servolenkungssystem hat Probleme dahingehend, dass dann, wenn sich die Fehler bei der Herstellung und dem Zusammenbauen in den Kopplungsabschnitten der Schneckenwelle und der Elektromotorwelle anhäufen, ein unruhiges Gefühl eines Lagers zu dem Zeitpunkt einer großen Ausgabe an Leistung verursacht wird und der Rotationswiderstand der Schneckenwelle erhöht wird, dass dann, wenn die Lebensdauer der Schnecke und des Schneckenrads aufgebraucht ist, ein Spalt gebildet wird und ein Klappergeräusch infolge des Spiels erzeugt wird, dass dann, wenn der Fahrer die Lenkhandhabe betätigt, der Fahrer aufgrund des Stoßes, der von einer Fahrbahnoberfläche durch die Fahrzeugräder und die Lenkwellen übertragen wird, und aufgrund des Klappergeräuschs ein unangenehmes Gefühl erfährt, und dass ein Motor mit hoher Leistung das Betriebsgeräusch intensiviert und den Preis erhöht.
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Und auch das hydraulische Servolenkungssystem hat Probleme dahingehend, dass das hydraulische Servolenkungssystem die Herstellungskosten erhöht, weil es im Vergleich zu einem elektrischen Servolenkungssystem relativ teuer ist, dass das Volumen des hydraulischen Servolenkungssystems vergrößert wird, um eine benötigte Lenkungsunterstützungskraft bereitstellen zu können, wodurch die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs reduziert wird, und dass in dem Fall einer großen Ausgabe an Leistung das Fluidgeräusch des Hydraulikgeräuschs gesteigert wird.
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Außerdem könnte in der Situation, in der der Elektromotor oder die Pumpe aus irgendeinem Grund anhält, die Lenkrad-Betätigungskraft des Fahrers abrupt gesteigert werden, was ein fatales Sicherheitsproblem verursachen könnte.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung geschaffen worden, um die oben erwähnten Probleme zu lösen, die im Stand der Technik auftreten, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein hybrides Servolenkungssystem bereitzustellen, das zwei Lenkhilfen für das Unterstützen einer Lenkkraft aufweist, wenn ein Fahrer ein Lenkrad betätigt, um so zu erlauben, dass die Lenkungsunterstützungskraft entsprechend dem Anstieg der Geschwindigkeit und des Gewichts eines Fahrzeugs geteilt verwendet werden kann, wodurch eine Belastung reduziert wird, die an irgendeine der Lenkhilfen angelegt wird, so dass ein Betriebsgeräusch reduziert werden kann und die Haltbarkeit gesteigert werden kann.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt auch darin, ein hybrides Servolenkungssystem bereitzustellen, das einen Elektromotor mit einer niedrigen Leistungsspezifikation selbst in einem Fall eines Lastwagens oder eines Busses verwenden kann, der im Vergleich zu einem Personenkraftwagen eine relativ hohe Lenkungskraft benötigt, um so Produktionskosten zu reduzieren und eine ausreichende Lenkungsunterstützungskraft zu erhalten, wodurch die Annehmlichkeit für den Fahrer verbessert wird und die Kraftstoffeffizienz gesteigert wird, während gleichzeitig die Energieeffizienz erhöht wird.
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Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist des Weiteren, ein hybrides Servolenkungssystem bereitzustellen, das in der Lage ist, den Lenkvorgang selbst dann sicher aufrecht zu erhalten, wenn eine der Lenkhilfen nicht normal arbeitet, während das Fahrzeug gefahren wird.
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Um diese Aufgaben zu erfüllen, ist ein hybrides Servolenkungssystem bereitgestellt, das Folgendes aufweist: eine erste Lenkhilfe, die dafür konfiguriert ist, eine Lenkspindel in einer Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung unter Verwendung der Antriebskraft eines ersten Elektromotors zu drehen, um so eine Lenkkraft zu unterstützen; eine zweite Lenkhilfe, die dafür konfiguriert ist, eine Segmentwelle eines Getriebes in einer Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung unter Verwendung des hydraulischen Drucks des Hydrauliköls einer Ölpumpe zu drehen, die von einem zweiten Elektromotor angetrieben wird, um so die Lenkkraft zu unterstützen; einen Drehmomentsensor, der dafür konfiguriert ist, das Rotationsdrehmoment der Lenkspindel zu messen; einen Geschwindigkeitssensor, der dafür konfiguriert ist, die Fahrzeuggeschwindigkeit zu messen; und ein elektronisches Steuergerät, das dafür konfiguriert ist, Steuersignale für einen Zielwert für den elektrischen Strom an den ersten Elektromotor und den zweiten Elektromotor entsprechend Eingangssignalen zu senden, die jeweils von dem Drehmomentsensor und dem Geschwindigkeitssensor eingegeben werden.
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In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann die Lenkungsunterstützungskraft, weil zwei Lenkhilfen für das Unterstützen einer Lenkkraft, wenn ein Fahrer ein Lenkrad betätigt, bereitgestellt sind, entsprechend dem Anstieg der Geschwindigkeit und des Gewichts eines Fahrzeugs geteilt verwendet werden, wodurch eine Belastung reduziert wird, die an irgendeine der Lenkhilfen angelegt wird, so dass ein Betriebsgeräusch reduziert werden kann und die Haltbarkeit gesteigert werden kann.
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Und ebenfalls in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung können, da ein Elektromotor mit einer niedrigeren Leistungsspezifikation selbst in einem Fall eines Lastwagens oder eines Busses verwendet werden kann, der im Vergleich zu einem Personenkraftwagen eine relativ hohe Lenkkraft benötigt, Produktionskosten reduziert werden und kann eine ausreichende Lenkungsunterstützungskraft erhalten werden, wodurch die Annehmlichkeit für den Fahrer verbessert wird und die Kraftstoffeffizienz gesteigert wird, während gleichzeitig die Energieeffizienz erhöht wird.
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Des Weiteren kann in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung der Lenkvorgang sicher aufrecht erhalten werden, selbst wenn eine der Lenkhilfen nicht normal arbeitet, während das Fahrzeug gefahren wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die oben genannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird, ersichtlicher, in denen:
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1 eine Konfiguration eines herkömmlichen elektrischen Servolenkungssystems veranschaulicht;
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2 eine Konfiguration eines herkömmlichen hydraulischen Servolenkungssystems veranschaulicht;
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3 ein hybrides Servolenkungssystem in Übereinstimmung mit einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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4 eine perspektivische Ansicht ist, die schematisch ein hybrides Servolenkungssystem in Übereinstimmung mit einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
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5 eine Querschnittansicht ist, die das Getriebe von 4 veranschaulicht.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. In der nachfolgenden Beschreibung werden die gleichen Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, obwohl sie in verschiedenen Zeichnungen gezeigt sind. Des Weiteren wird in der nachfolgenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung eine ausführliche Beschreibung von bekannten Funktionen und Konfigurationen, die hier eingegliedert sind, weggelassen werden, wenn dies den Gegenstand der vorliegenden Erfindung eher undeutlich machen würde.
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Außerdem können Termini wie etwa ein erster, ein zweiter, A, B, (a), (b) oder dergleichen hier verwendet werden, wenn Komponenten der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Keine dieser Terminologien wird verwendet, um eine Essenz, eine Reihenfolge oder eine Sequenz einer entsprechenden Komponente zu definieren, sondern wird lediglich zur Unterscheidung der entsprechenden Komponente von einer oder mehreren anderen Komponente(n) verwendet. Es sollte angemerkt werden, dass dann, wenn in der Beschreibung beschrieben wird, dass eine Komponente mit einer anderen Komponente „verbunden”, „gekoppelt” oder „zusammengefügt” ist, eine dritte Komponente zwischen den ersten und zweiten Komponenten „angeschlossen” bzw. „verbunden”, „gekoppelt” und damit „zusammengefügt” sein kann, obwohl die erste Komponente direkt mit der zweiten Komponente verbunden, gekoppelt oder zusammengefügt sein kann.
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3 veranschaulicht ein hybrides Servolenkungssystem in Übereinstimmung mit einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, 4 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch ein hybrides Servolenkungssystem in Übereinstimmung mit einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, und 5 ist eine Querschnittansicht, die das Getriebe von 4 veranschaulicht.
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Wie in 3 veranschaulicht ist, weist das hybride Servolenkungssystem in Übereinstimmung mit einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Folgendes auf: eine erste Lenkhilfe 310, die dafür konfiguriert ist, eine Lenkspindel in einer Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung unter Verwendung der Antriebskraft eines ersten Elektromotors 311 zu drehen, um so eine Lenkkraft zu unterstützen; eine zweite Lenkhilfe 320, die dafür konfiguriert ist, eine Segmentwelle 351 eines Getriebes 325 in einer Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung unter Verwendung des hydraulischen Drucks des Hydrauliköls einer Ölpumpe 323 zu drehen, die von einem zweiten Elektromotor 321 angetrieben wird, um so die Lenkkraft zu unterstützen; einen Drehmomentsensor 301, der dafür konfiguriert ist, das Rotationsdrehmoment der Lenkspindel zu messen; einen Geschwindigkeitssensor 303, der dafür konfiguriert ist, die Fahrzeuggeschwindigkeit zu messen; und ein elektronisches Steuergerät 307, das dafür konfiguriert ist, Steuersignale für einen Zielwert für den elektrischen Strom an den ersten Elektromotor 311 und den zweiten Elektromotor 321 entsprechend Eingangssignalen zu senden, die jeweils von dem Drehmomentsensor 301 und dem Geschwindigkeitssensor 303 eingegeben werden.
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Das heißt, der Drehmomentsensor 310, der dafür konfiguriert ist, die Rotationsrichtung und den Drehmomentwert einer Lenkspindel 102 (siehe 1) abzutasten bzw. zu messen, die ineinandergreifend mit einem Lenkrad 101 gedreht wird, wenn der Fahrer das Lenkrad 101 betätigt, stellt durch Abtasten fest, ob ein Fahrer ein Fahrzeug nach links oder nach rechts einschlägt bzw. lenkt, und misst ein Drehmoment, das angelegt wird, um das Lenkrad 101 zu betätigen, und sendet ein Signal für die gemessenen und abgetasteten Ergebnisse an das elektronische Steuergerät 307.
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Außerdem ermittelt der Geschwindigkeitssensor 303, der in dem Fahrzeug bereitgestellt ist, durch Abtasten, ob das Fahrzeug gefahren oder angehalten wird, und misst die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs und sendet ein Signal für die abgetasteten und gemessenen Ergebnisse an das elektronische Steuergerät 307.
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Entsprechend diesen Eingangssignalen erzeugt das elektronische Steuergerät 307 Steuersignale für einen Zielwert für den elektrischen Strom und sendet diese jeweils an die erste Lenkhilfe 310 und an die zweite Lenkhilfe 320, so dass die Lenkhilfen 310 und 320 die Betätigungskraft in einer Richtung unterstützen können, in die der Fahrer das Lenkrad 101 betätigt.
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Die erste Lenkhilfe 310 und die zweite Lenkhilfe 320 drehen die Lenkspindel 102 oder die Segmentwelle 351 in der gleichen Richtung wie die Richtung, in die der Fahrer das Lenkrad 101 dreht, entsprechend den Steuersignalen, die jeweils von dem elektronischen Steuergerät 307 eingegeben werden, wodurch die Lenkkraft des Fahrers unterstützt wird.
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Hier weist die erste Lenkhilfe 310 Folgendes auf: eine Reduziereinrichtung 313, die ein Schneckenrad, das mit der Lenkspindel 102 verbunden ist und damit gedreht wird, und eine Schneckenwelle aufweist, die dafür ausgelegt ist, mit dem Schneckenrad in Zahneingriff zu stehen, um das Schneckenrad zu drehen, das mit der Lenkspindel 102 verbunden ist; und den ersten Elektromotor 311, der dafür konfiguriert ist, die Schneckenwelle in einer Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung entsprechend einem Steuersignal zu drehen, das von dem elektronischen Steuergerät 307 eingegeben wird.
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Die erste Lenkhilfe 310 ist eine elektrische Lenkhilfe, die die Antriebskraft eines Elektromotors verwendet, und sie ist mit der Reduziereinrichtung 313 gekoppelt, um das Lenkrad 101 mit der Antriebskraft des ersten Elektromotors 311 zu drehen. Die Reduziereinrichtung 313 ist dafür ausgelegt, die Geschwindigkeit der Umdrehung des Elektromotors so anzupassen, dass diese für das Drehen der Lenkspindel 102 geeignet ist.
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Die Reduziereinrichtung 313 ist durch das Schneckenrad und die Schneckenwelle konfiguriert, wobei dann, wenn das Schneckenrad und die Schneckenwelle ineinandergreifend durch die Antriebskraft des Elektromotors betätigt werden, die Reduziereinrichtung 313 die Lenkspindel 102 dreht, während diese in Bezug auf die Geschwindigkeit entsprechend dem Übersetzungs- bzw. Untersetzungsverhältnis des Schneckenrads und der Schneckenwelle reduziert wird, wodurch die Lenkkraft des Fahrers unterstützt wird. Die Lenkspindel 102 ist mit der Mitte des Schneckenrads verbunden, um in Eingriff mit dem Schneckenrad stehend zusammen mit dem Schneckenrad gedreht zu werden, und da die Schneckenwelle, die in Zahneingriff mit diesem Schneckenrad steht, durch die Antriebskraft des Elektromotors gedreht wird, wird auch das Schneckenrad gedreht, wodurch die Lenkkraft der Lenkspindel 102 unterstützt wird.
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An diesem Zeitpunkt dreht der erste Elektromotor 311 die Schneckenwelle in einer Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung entsprechend dem Steuersignal, das von dem elektronischen Steuergerät 307 eingegeben wird, wodurch die Kraft, mit der der Fahrer das Lenkrad 101 lenkt, unterstützt wird.
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Außerdem weist die zweite Lenkhilfe 320 eine Ölpumpe 323, die mit dem zweiten Elektromotor 321 gekoppelt ist, um das Hydrauliköl zuzuführen; eine Schraubenmutter 337, die dafür konfiguriert ist, zu der einen oder der anderen Seite entsprechend dem hydraulischen Druck des Hydrauliköls verschoben zu werden; ein Getriebegehäuse 339, in dem die Schraubenmutter 337 untergebracht ist und das mit einem ersten Zylinder 355 und einem zweiten Zylinder 353, die mit dem Hydrauliköl gefüllt werden, auf der einen Seite und der anderen Seite unter Bezugnahme auf die Schraubenmutter 337 versehen ist; und eine Segmentwelle 351 auf, die in dem Getriebegehäuse 339 untergebracht ist und mit der Schraubenmutter 337 in Zahneingriff steht, um in einer Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung gedreht zu werden, wenn die Schraubenmutter 337 verschoben wird, wodurch ein Lenkstockhebel 360 betätigt wird.
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Die zweite Lenkhilfe 320 ist eine hydraulische Lenkhilfe, die den hydraulischen Druck der Ölpumpe 323 benutzt, wobei die Schraubenmutter 337 auf eine Seite oder auf die andere Seite entsprechend dem hydraulischen Druck des Hydrauliköls verschoben wird und die Segmentwelle 351 dreht, wodurch die Lenkkraft des Fahrers unterstützt wird.
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Zusammen mit der zweiten Lenkhilfe 320 wird, wenn eine Eingangswelle bzw. Antriebswelle 329, die mit der Lenkspindel und dem Universalgelenk über eine Zwischenwelle 315 verbunden ist, gedreht wird, eine Kugelumlaufspindel 335, die mit der Eingangswelle 329 über einen Torsionsstab 331 gekoppelt ist, gedreht und wird die Schraubenmutter 337, die mit der Kugelumlaufspindel 335 über eine Kugel gekoppelt ist, gedreht, wodurch die Segmentwelle 351 gedreht wird.
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Die Kugelumlaufspindel 335 ist mit einer Schraubennut auf der äußeren umfangsseitigen Oberfläche davon ausgebildet, die Schraubenmutter 337, in die die Kugelumlaufspindel 335 eingeführt ist, ist auf der inneren umfangsseitigen Oberfläche davon mit einer Schraubennut ausgebildet, die zu der Schraubennut der Kugelumlaufspindel 335 passt, und mehrere Kugeln sind in diese Schraubennuten eingebracht.
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Die Schraubenmutter 337 ist mit Zahnradzähnen 337a auf der äußeren umfangsseitigen Oberfläche davon ausgebildet, um die Segmentwelle 351 anzutreiben, die mit Zahnradzähnen 351a ausgebildet ist, die mit dem Zahnradzähnen 337a der Schraubenmutter 337 in Eingriff stehen.
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Außerdem wird, da die Segmentwelle 351 mit dem Lenkstockhebel 360 gekoppelt ist, eine Spurstange oder ein Achsschenkel durch eine Verbindung oder ein Gelenk betätigt, die bzw. das mit dem anderen Ende des Lenkstockhebels 360 gekoppelt ist, wenn die Segmentwelle 351 gedreht wird, wodurch die Fahrzeugräder gelenkt werden.
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Wenn die Eingangswelle 329 gedreht wird, fließt das Hydrauliköl in den ersten Zylinder 355 oder in den zweiten Zylinder 353 des Getriebegehäuses 339 durch mehrere Hydrauliköl-Einlasslöcher und -Auslasslöcher, die in einem Ventilkörper 333 gebildet sind, der gekoppelt ist, um die Eingangswelle 329 derart zu umschließen, dass die Schraubenmutter 337 zu einer Seite oder zu der anderen Seite durch den hydraulischen Druck des Hydrauliköls verschoben wird, wodurch die Rotationskraft der Eingangswelle 329 und der Kugelumlaufspindel 335, d. h. die Lenkkraft, unterstützt wird.
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Hier sendet das elektronische Steuergerät 307 die Steuersignale für den Zielwert für den elektrischen Strom an den ersten Elektromotor 311 und den zweiten Elektromotor 321 entsprechend den Eingangssignalen, die jeweils von dem Drehmomentsensor 301 und den Geschwindigkeitssensoren 303 eingegeben werden. Wenn der Wert des Eingangssignals, der von dem Geschwindigkeitssensor 303 eingegeben wird, größer als ein vorher festgelegter Fahrzeuggeschwindigkeitswert ist, wird das Senden des Steuersignals für einen Zielwert für den elektrischen Strom an den zweiten Elektromotor 321 gestoppt.
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Dementsprechend wird, wenn das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit gefahren wird, die größer als die vorher festgelegte Fahrzeuggeschwindigkeit ist, der Betrieb der zweiten Lenkhilfe 320 gestoppt, und die Lenkung kann nur durch die Lenkungsunterstützungskraft der ersten Lenkhilfe 310 durchgeführt werden.
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Außerdem ist das Getriebegehäuse 339 mit einer Zirkulationsdurchflussleitung 341, die den ersten Zylinder 355 und den zweiten Zylinder 353 miteinander verbindet, und einem Steuerventil 327 versehen, das die Zirkulationsdurchflussleitung 341 öffnet oder schließt. Dementsprechend wird es, wenn der Betrieb der zweiten Lenkhilfe 320 unter einer Bedingung gestoppt wird, in der das Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit gefahren wird, die höher als die vorher festgelegte Fahrzeuggeschwindigkeit ist, dem Hydrauliköl erlaubt, frei zu dem ersten Zylinder 355 und dem zweiten Zylinder 353 zu fließen.
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Das heißt, nach dem Stoppen des Sendens des Steuersignals für den Zielwert für den elektrischen Strom zu dem zweiten Elektromotor 321 wie unter den oben beschriebenen Umständen sendet das elektronische Steuergerät 307 ein Steuersignal, so dass das Steuerventil 327 die Zirkulationsdurchflussleitung 341 öffnet, und das Steuerventil 327 bewegt die Ventilspitze 327a zu der Außenseite, um die Zirkulationsdurchflussleitung 341 zu schließen, wodurch verhindert wird, dass die Lenkkraft durch den hydraulischen Druck des Hydrauliköls erhöht wird, das in den ersten Zylinder 355 und den zweiten Zylinder 353 eingefüllt wird.
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In der Zwischenzeit kann das hybride Servolenkungssystem mit einem Gewichtsmodusschalter 305 versehen werden, um einen Modus für ein hohes Gewicht und einen Modus für ein niedriges Gewicht auszuwählen und um ein damit in Beziehung stehendes Signal an das elektronische Steuergerät 307 zu senden.
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In einem solchen Fall sendet das elektronische Steuergerät 307 ein Steuersignal für einen Zielwert für den elektrischen Strom an jeden des ersten Elektromotors 311 und des zweiten Elektromotors 321 entsprechend den Eingangssignalen, die von dem Drehmomentsensor 301 und dem Geschwindigkeitssensor 303 eingegeben werden, wobei dann, wenn das Eingangssignal, das von dem Gewichtsmodusschalter 305 eingegeben wird, der Modus für das hohe Gewicht ist, das Steuersignal für den Zielwert für den elektrischen Strom, das an den zweiten Elektromotor 321 gesendet wird, erhöht wird.
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Dementsprechend kann, wenn eine große Menge an Fracht auf das Fahrzeug geladen wird oder die Passagiere bzw. Insassen des Fahrzeugs mehr werden, der Fahrer den Modus für das hohe Gewicht durch den Gewichtsmodusschalter 305 auswählen, so dass eine höhere Lenkungsunterstützungskraft von der zweiten Lenkhilfe 320 erhalten werden kann.
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Das heißt, wie oben beschrieben worden ist, werden die Steuersignale für einen Zielwert für den elektrischen Strom in dem Modus für ein niedriges Gewicht an den ersten Elektromotor 311 und den zweiten Elektromotor 321 entsprechend den Eingangssignalen gesendet, die von dem Drehmomentsensor 301 und dem Geschwindigkeitssensor 303 eingegeben werden, so dass eine gewöhnliche Lenkungsunterstützungskraft erhalten wird, und wenn eine höhere Lenkungsunterstützungskraft benötigt wird, kann der Modus für das höhere Gewicht wie oben beschrieben ausgewählt werden.
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Das elektronische Steuergerät 307 stellt ausgehend von dem Drehmomentsensor 301 fest, ob das Fahrzeug nach links oder nach rechts eingeschlagen bzw. gelenkt werden soll, und stellt aus dem Geschwindigkeitssensor 303 fest, ob das Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit oder mit einer niedrigen Geschwindigkeit gefahren wird. Wenn festgestellt wird, dass das Fahrzeug mit einer hohen Geschwindigkeit gefahren wird, sendet das elektronische Steuergerät 307 ein Steuersignal, um den Betrag an Unterstützung der Lenkkraft der ersten Lenkhilfe 310 und der zweiten Lenkhilfe 320 entsprechend dem vorab festgelegten Zielwert für den elektrischen Strom zu teilen, und wenn festgestellt wird, dass das Fahrzeug mit einer niedrigen Geschwindigkeit gefahren wird, wird der Betrieb der zweiten Lenkhilfe 320 gestoppt.
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Außerdem wird, wenn der Modus für das hohe Gewicht ausgewählt wird, das Steuersignal für den Zielwert für den elektrischen Strom, das zu dem zweiten Elektromotor 321 gesendet wird, selbst bei der niedrigen Geschwindigkeit erhöht, so dass die Lenkungsunterstützungskraft der zweiten Lenkhilfe 320 im Vergleich zu der normalen Lenkungsunterstützungskraft erhöht wird.
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Dies dient dazu, zu verhindern, dass der Fahrer das Geräusch von der ersten Lenkhilfe 310 als relativ verstärkt im Vergleich zu dem Geräusch von der zweiten Lenkhilfe 320 empfindet, wenn die Ausgangsleistung erhöht wird. Die erste Lenkhilfe 310 ist im Innern eines Armaturenbretts positioniert, das sich nahe bei dem Sitz des Fahrers befindet, und die zweite Lenkhilfe 320 ist in der unteren Seite eines Motorraums positioniert.
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Außerdem kann verwendet werden, dass die zweite Lenkhilfe 320, die den hydraulischen Druck verwendet, eine relativ höhere Leistung im Vergleich zu der ersten Lenkhilfe 310 ausgibt, die die Antriebskraft des Elektromotors verwendet.
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Des Weiteren ist die erste Lenkhilfe 310 mit einem ersten Sensor für den elektrischen Strom versehen, der den Wert des elektrischen Stroms des ersten Elektromotors 311 misst und an das elektronische Steuergerät 307 sendet, und das elektronische Steuergerät 307 ist derart konfiguriert, dass dann, wenn sich der Wert des elektrischen Stroms, der von dem ersten Sensor für den elektrischen Strom eingegeben wird, von dem Zielwert für den elektrischen Strom unterscheidet, der zu dem ersten Elektromotor 311 gesendet wird, das elektronische Steuergerät 307 das Senden des Steuersignals für den Zielwert für den elektrischen Strom zu dem ersten Elektromotor 311 stoppt und den Zielwert für den elektrischen Strom, der zu dem zweiten Elektromotor 321 gesendet wird, erhöht.
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Darüber hinaus ist die zweite Lenkhilfe 320 ebenfalls mit einem zweiten Sensor für den elektrischen Strom versehen, der den Wert des elektrischen Stroms des zweiten Elektromotors 321 misst und an das elektronische Steuergerät 307 sendet, und das elektronische Steuergerät 307 ist derart konfiguriert, dass dann, wenn sich der Wert des elektrischen Stroms, der von dem zweiten Sensor für den elektrischen Strom eingegeben wird, von dem Zielwert für den elektrischen Strom, der zu dem zweiten Elektromotor 321 gesendet wird, unterscheidet, das elektronische Steuergerät 307 das Senden des Zielwerts für den elektrischen Strom zu dem zweiten Elektromotor 321 stoppt und den Zielwert für den elektrischen Strom, der zu dem ersten Elektromotor 311 gesendet wird, erhöht.
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Dementsprechend wird, wenn eine Lenkhilfe von der ersten Lenkhilfe 310 und der zweiten Lenkhilfe 320 nicht normal arbeitet, während das Fahrzeug gefahren wird, der Betrag der Lenkungsunterstützungskraft der anderen Lenkhilfe, die normal arbeitet, erhöht, so dass die Lenkkraft des Fahrers kontinuierlich unterstützt werden kann.
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Wenn zum Beispiel etwas mit dem ersten Elektromotor 311 der ersten Lenkhilfe 310 nicht stimmt, werden sich der Zielwert für den elektrischen Strom, der an den ersten Elektromotor 311 gesendet wird, und der Wert des elektrischen Stroms, der von dem ersten Sensor für den elektrischen Strom gemessen wird und in das elektronische Steuergerät 307 eingegeben wird, voneinander unterscheiden. Deshalb wird das Senden des Steuersignals für den Zielwert für den elektrischen Strom von dem elektronischen Steuergerät 307 zu dem ersten Elektromotor 311 gestoppt, um den Betrieb des ersten Elektromotors 311 anzuhalten, und der Zielwert für den elektrischen Strom, der zu dem zweiten Elektromotor 321 gesendet wird, wird erhöht. Folglich kann die Lenkungsunterstützungskraft konstant aufrecht erhalten werden.
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Das heißt, weil die zweite Lenkhilfe 320 auch den Betrag der Lenkungsunterstützungskraft der ersten Lenkhilfe 310 bereitstellt, kann der Benutzer einen sicheren Lenkvorgang ausführen, während das Fahrzeug gefahren wird.
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In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, die die Merkmale und Konfigurationen aufweist, wie sie oben beschrieben worden sind, kann, da zwei Lenkhilfen für das Unterstützen einer Lenkkraft, wenn der Fahrer das Lenkrad betätigt, bereitgestellt sind, die Lenkungsunterstützungskraft gemäß dem Anstieg der Geschwindigkeit und des Gewichts eines Fahrzeugs geteilt verwendet werden, wodurch die Belastung reduziert wird, die an irgendeine der Lenkhilfen angelegt wird, so dass ein Betriebsgeräusch reduziert werden kann und die Haltbarkeit gesteigert werden kann.
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Und da in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ein Motor mit einer niedrigeren Leistungsspezifikation sogar in einem Fall eines Lastwagens oder eines Busses verwendet werden kann, der im Vergleich zu einem Personenkraftwagen eine relativ hohe Lenkkraft benötigt, können Produktionskosten reduziert werden und kann eine ausreichende Lenkungsunterstützungskraft erhalten werden, wodurch die Annehmlichkeit für den Fahrer verbessert wird und die Kraftstoffeffizienz gesteigert wird, während gleichzeitig die Energieeffizienz erhöht wird.
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Des Weiteren kann in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung der Lenkvorgang sicher aufrecht erhalten werden, selbst wenn eine der Lenkhilfen nicht normal arbeitet, während das Fahrzeug gefahren wird.
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Auch wenn vorstehend beschrieben worden ist, dass alle Komponenten einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als eine einzige Einheit verbunden oder so gekoppelt sind, dass sie als eine einzige Einheit operativ betrieben werden können, ist die vorliegende Erfindung nicht zwangsläufig auf eine solche Ausführungsform beschränkt. Das heißt, dass von den Komponenten eine oder mehrere Komponente(n) selektiv gekoppelt werden kann/können, um als eine oder mehrere Einheit(en) operativ betrieben zu werden.
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Darüber hinaus soll, da Termini wie etwa „umfassen”, „einschließen” und „aufweisen” bedeuten, dass ein(e) oder mehrere entsprechende Komponenten bzw. Bauteile existieren können, es sei denn, dass sie spezifisch im entgegengesetzten Sinn beschrieben werden, dies so gedeutet werden, dass ein(e) oder mehrere andere Komponenten bzw. Bauteile enthalten sein können.
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Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichenden Zwecken beschrieben worden ist, wird es den Fachleuten auf dem Gebiet klar sein, dass verschiedene Modifikationen, Additionen und Substitutionen möglich sind, ohne dass von dem Schutzumfang und dem Geist der Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen offenbart ist, abgewichen wird. Deshalb sollen die in der vorliegenden Erfindung offenbarten Ausführungsformen den Schutzumfang der technischen Idee der vorliegenden Erfindung veranschaulichen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung ist nicht durch die Ausführungsform beschränkt. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll auf der Basis der beigefügten Ansprüche interpretiert werden, und er soll so interpretiert werden, dass alle die technischen Ideen, die in dem Schutzumfang enthalten sind und äquivalent zu den Ansprüchen sind, zu der vorliegenden Erfindung gehören.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2012-0011738 [0001]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- 35 U. S. C. §119(a) [0001]
