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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 eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug und insbesondere auf eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug, die die Annehmlichkeit für einen Fahrer verbessert, da sie eine elektrische Servolenkung bzw. Lenkhilfe einschließt, die eine Eingangswelle einer hydraulischen Lenkhilfe dreht, selbst wenn ein Fahrer nicht direkt lenkt, so dass zusätzliche Funktionen des Steuerns eines Fahrzeugs unabhängig von der Lenkabsicht des Fahrers, wie ein automatisches Einparken, Spurhalten, Hilfe beim Zurücksetzen eines Anhängers, Fahrassistenz basierend auf einem Straßenzustand, Lenkvibrationsdämpfung und eine Selbstfahrsteuerung verwendet werden, selbst in einem Lastwagen oder einem Bus, der relativ große Lenkkräfte im Vergleich zu einem Personenfahrzeug verlangt.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Entsprechend einer Lenkvorrichtung nach dem Stand der Technik wurde eine hydraulische Lenkhilfe mit einer großen Leistung in Lastwagen oder Bussen, die eine relativ große Lenkkraft im Vergleich zu Personenfahrzeugen verlangen, verwendet, da es schwierig war, eine gewünschte Leistung von einer elektrischen Lenkhilfe zu erwarten. Jedoch hat eine solche hydraulische Lenkhilfe keine Steuervorrichtung, so dass Funktionen, die eine Steuervorrichtung verwenden, wie automatisches Parken, Spurhalten und zukünftiges automatisches Fahren nicht verwendet werden können.
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Die Druckschrift
DE 10 2004 060 053 A1 zeigt eine Servolenkung mit einem Aktuator zur Unterstützung einer Lenkradbetätigung eines Fahrers des Fahrzeugs, der Mittel zur aktiven Aufbringung eines Zusatz-Lenkmoments (Assistenzmoment) zugeordnet sind. Dabei ist es vorgesehen, dass die Mittel zur aktiven Aufbringung des Zusatz-Lenkmoments ausgebildet sind zur Aufbringung eines fahrerunabhängigen Zusatz-Lenkmoments, und dass den Mitteln zur aktiven, fahrerunabhängigen Aufbringung eine elektronische Steuerungs- und Regelungseinheit (ECU) zugeordnet ist, die eine erste Schnittstelle für ein erstes Fahrerassistenzsystem und eine davon unabhängige zweite Schnittstelle für ein zweites Fahrerassistenzsystem aufweist.
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DE 10 2013 001 968 A1 offenbart ein hybrides Servolenkungssystem. Darin sind zwei Lenkhilfen für die Unterstützung einer Lenkkraft bereitgestellt, wenn der Fahrer das Lenkrad betätigt. Die Lenkungsunterstützungskraft kann entsprechend dem Anstieg der Geschwindigkeit und des Gewichts eines Fahrzeugs geteilt verwendet werden, wodurch die Belastung, die an irgendeine der Lenkhilfen angelegt wird, reduziert wird, so dass ein Betriebsgeräusch reduziert werden kann und die Haltbarkeit gesteigert werden kann. Des Weiteren kann ein Elektromotor mit einer niedrigeren Leistungsspezifikation selbst in dem Fall eines Lastwagens oder eines Busses verwendet werden, der im Vergleich zu einem Personenkraftwagen eine relativ hohe Lenkkraft benötigt.
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In der
DE 10 2016 123 888 A1 ist ein Lenkunterstützungssteller für ein Fahrzeug gezeigt. Der Lenkunterstützungssteller schließt eine Antriebswelle, einen Drehmomentsensor, einen Motor, einen Antriebsmechanismus und ein Antriebsgehäuse ein. Die Antriebswelle ist um eine erste Achse rotierbar. Die Antriebswelle schließt einen integrierten Drehmomentsensor ein. Der Motor weist eine um eine zweite Achse rotierbare Abtriebswelle auf. Die zweite Achse ist im Wesentlichen zur ersten Achse parallel. Der Antriebsmechanismus ist zwischen dem Motor und der Lenksäule angeordnet und verbindet Motor und Lenksäule antriebsmäßig. Der Antriebsmechanismus stellt eine Drehzahlverminderung vom Motor an die Antriebswelle bereit. Das Antriebsgehäuse umschließt den Drehmomentsensor und den Antriebsmechanismus und ist von einem Lenkgetriebe getrennt. Das Antriebsgehäuse weist zudem ein Montagemerkmal auf, an dem ein Motorgehäuse fixiert ist. Das Antriebsgehäuse weist zudem ein erstes Lager und ein zweites Lager auf, die die Antriebswelle im Antriebsgehäuse rotierbar stützen.
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DE 102 56 306 A1 zeigt, dass bei einer hydraulischen Servolenkung mit einem Lenkgetriebe und mit einem hydraulischen Aktuator zur Unterstützung einer Lenkradbetätigung durch den Fahrer eines Fahrzeugs, der Mittel zur aktiven Aufbringung eines Zusatz-Lenkmoments zugeordnet sind, die Mittel zur aktiven Aufbringung eines Zusatz-Lenkmoments zumindest einen Zusatzmoment-Aktuator und ein Erfassungsmittel für das Lenkmoment aufweisen, die als ein Modul an einer Lenkradwelle angeordnet sind, welche das Lenkrad mit dem Lenkgetriebe verbindet.
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ABRISS DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung wurde in einem Bemühen vorgesehen, die Probleme zu lösen und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug vorzusehen, das die Annehmlichkeit für einen Fahrer verbessert, da sie eine elektrische Lenkhilfe, die eine Eingangswelle einer hydraulischen Lenkhilfe dreht, selbst wenn ein Fahrer nicht direkt lenkt, einschließt, so dass zusätzliche Funktionen des Steuerns eines Fahrzeugs unabhängig von der Lenkabsicht des Fahrers, wie ein automatisches Einparken, ein Spurhalten, eine Hilfe beim Zurücksetzen eines Anhängers, eine Fahrassistenz basierend auf einem Straßenoberflächenzustand, eine Lenkvibrationsdämpfung und eine Selbstfahrsteuerung verwendet werden können, selbst in einem Lastwagen oder einem Bus, die relativ große Lenkkräfte im Vergleich mit einem Personenfahrzeug verlangen.
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Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug vorzusehen, die die Sicherheit für einen Fahrer durch Steuern eines Fahrzeugs unabhängig von der Lenkabsicht des Fahrers erhöht, und die eine Lenkkraft in Reflexion einer Lenkabsicht des Fahrers ergänzt oder erzeugt, wenn der Fahrer ein Lenkrad dreht, unter Verwendung einer Torsionsstange in einer elektrischen Lenkhilfe und eines Drehmomentsensors, der die Lenkabsicht des Fahrers erfasst.
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Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung sind nicht darauf begrenzt und andere Aufgaben und Ziele, die nicht hier aufgeführt sind, können klar von den Fachleuten aus der folgenden Beschreibung verstanden werden.
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Die Lösung vorstehend genannter Aufgaben erfolgt durch eine Lenkvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: eine Steuervorrichtung, die ausgebildet ist, Lenksteuersignale auf der Grundlage eines ersten Eingangssignals von einem Drehmomentsensor, der ausgebildet ist, ein Drehmoment einer Lenkwelle zu erfassen, und eines zweiten Eingangssignals von einem Sensor, ausgewählt aus einem Lagesensor, einem Kamerasensor, einem Entfernungssensor, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor und einem Fahrzeughöhensensor zu übertragen; eine erste Lenkhilfe, die ausgebildet ist, eine Lenkkraft durch Drehen der Lenkwelle zu erzeugen oder eine Lenkkraft der vorwärts oder rückwärts drehenden Lenkwelle zu ergänzen unter Verwendung einer elektrischen Leistung, abhängig von dem Lenksteuersignal von der Steuervorrichtung; eine zweite Lenkhilfe, die ausgebildet ist, Kanäle für ein Arbeitsfluid, abhängig von einer Vorwärts- oder Rückwärtsdrehung der Lenkwelle zu schalten und Räder durch Betätigen einer Spurstange oder eines Achsschenkels unter Verwendung eines Hydraulikdrucks des Arbeitsfluids zu lenken.
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Da entsprechend der vorliegenden Erfindung die Lenkvorrichtung eine elektrische Lenkhilfe umfasst, die eine Eingangswelle einer hydraulischen Lenkhilfe dreht, selbst wenn ein Fahrer nicht direkt lenkt, können zusätzliche Funktionen des Steuerns eines Fahrzeugs unabhängig von der Absicht des Fahrers zu lenken, wie ein automatisches Einparken, ein Spurhalten, eine Hilfe beim Zurücksetzen eines Anhängers, eine Fahrassistenz, basierend auf einem Straßenoberflächenzustand, eine Lenkvibrationsdämpfung und eine Selbstfahrsteuerung, selbst in einem Lastwagen oder einem Bus verwendet werden, die relativ große Lenkkräfte im Vergleich zu einem Personenfahrzeug verlangen. Somit ist es möglich, die Annehmlichkeit für einen Fahrer zu verbessern.
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Außerdem ist es entsprechend der vorliegenden Erfindung möglich, die Sicherheit für einen Fahrer durch Steuern eines Fahrzeugs unabhängig von der Lenkabsicht des Fahrers und durch Ergänzen oder Erzeugen einer Lenkkraft in Reflexion auf die Lenkabsicht des Fahrers, wenn der Fahrer ein Lenkrad dreht, unter Verwendung einer Torsionsstange in einer elektrischen Lenkhilfe und eines Drehmomentsensors, der die Absicht des Fahrers erfasst, zu erhöhen.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Ansicht, die eine elektrische Servolenkung von Lenkvorrichtungen für ein Fahrzeug zeigt.
- 2 ist eine Ansicht, die eine hydraulische Servolenkung von Lenkvorrichtungen für ein Fahrzeug zeigt.
- 3 ist eine Ansicht, die die Konfiguration einer Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 4 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine in 4 gezeigte erste Lenkhilfe darstellt.
- 6 ist eine Querschnittsansicht, die die in 4 gezeigte erste Lenkhilfe darstellt.
- 7 ist eine Querschnittsansicht, die ein Teil der in 6 dargestellten ersten Lenkhilfe zeigt.
- 8 ist eine Querschnittsansicht, die ein anderes Ausführungsbeispiel der ersten Lenkhilfe zeigt.
- 9 ist eine Querschnittsansicht, die eine in 4 dargestellte Getriebebox zeigt.
- 10 ist eine Querschnittsansicht, die ein anderes Ausführungsbeispiel der zweiten Lenkhilfe zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, wobei die Erfindung durch die Ansprüche definiert ist. Wenn in jeder Figur Bezugszeichen für Elemente hinzugefügt werden, sei bemerkt, dass, wenn möglich, die gleichen Elemente durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, obwohl sie in unterschiedlichen Figuren gezeigt sind. Außerdem wird in der folgenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung eine detaillierte Beschreibung von bekannten Funktionen und Konfigurationen, die hier eingeschlossen sind, weggelassen, wenn sie den Gegenstand der vorliegenden Erfindung eher unklar machen.
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Zusätzlich können Begriffe, wie erste, zweite, A, B, (a), (b) oder dergleichen hier verwendet werden, wenn Komponenten der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Diese Begriffe werden nur verwendet, um ein Strukturelement von anderen Strukturelementen zu unterscheiden, und eine Eigenschaft, eine Reihenfolge, eine Sequenz oder dergleichen eines korrespondierenden Strukturelements sind nicht durch diesen Begriff eingeschränkt. Es sei bemerkt, dass, wenn in der Anmeldung beschrieben wird, dass eine Komponente „verbunden“, „gekoppelt“ oder „zusammengefügt“ mit einer anderen Komponente ist, eine dritte Komponente „verbunden“, „gekoppelt“ und „zusammengefügt“ zwischen der ersten und zweiten Komponente sein kann, obwohl die erste Komponente direkt verbunden, gekoppelt oder an die zweite Komponente angeschlossen sein kann.
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Im Allgemeinen ändert eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug, die eine Vorrichtung zum Ermöglichen des Lenkens eines Fahrzeugs in gewünschten Richtungen für den Fahrer, das Drehzentrum der vorderen Räder eines Fahrzeugs frei, so dass das Fahrzeug in gewünschte Richtungen des Fahrers angetrieben werden kann.
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Eine Servolenkvorrichtung ist eine Vorrichtung, die es dem Fahrer ermöglicht, leicht die Richtung eines Fahrzeugs mit einer kleineren Kraft zu ändern, durch Unterstützen der Kraft, die ein Fahrer aufbringt, um das Lenkrad zu betätigen, unter Verwendung einer Verstärkungsvorrichtung, wenn der Fahrer in einem Fahrzeug das Lenkrad betätigt.
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Solche Servolenkvorrichtungen sind im weiteren Sinne in eine elektronische Servolenkvorrichtung (EPS) und eine hydraulische Servolenkvorrichtung (HPS) klassifiziert.
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Wenn entsprechend einer hydraulischen Servolenkvorrichtung eine Hydraulikpumpe, die mit der Drehwelle eines Motors verbunden ist, ein Arbeitsfluid an einen mit einer Zahnstange verbundenen Arbeitszylinder liefert, bewegt sich ein Kolben in dem das Arbeitsfluid empfangenden Arbeitszylinder und unterstützt eine Lenkkraft, wodurch dem Fahrer ermöglicht wird, mit einer geringen Kraft zu lenken.
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Die elektrische Servolenkvorrichtung umfasst einen Motor anstelle einer Hydraulikpumpe und des Arbeitszylinders und unterstützt eine Lenkkraft eines Lenkrads unter Verwendung einer Kraft von dem Motor.
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1 ist eine schematische Ansicht einer elektrischen Servolenkvorrichtung.
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Wie in 1 gezeigt, umfasst eine elektrische Servolenkvorrichtung ein Lenksystem 100 von einem Lenkrad 101 und Rädern 108 an beiden Seiten eines Fahrzeugs und eine Assistenzanordnung, die eine Lenkhilfeleistung an das Lenksystem 100 liefert.
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Das Lenksystem 100 umfasst eine Lenkwelle 102, die mit dem Lenkrad an einem Ende verbunden ist, um mit dem Lenkrad 101 zu drehen und die mit einer Ritzelwelle 104 am anderen Ende über ein Paar von Universalgelenken 103 verbunden ist. Weiterhin ist die Ritzelwelle 104 mit einer Zahnstange 115 über eine Zahnstangenantrieb 105 verbunden und beide Enden der Zahnstange sind mit den Rädern 108 über eine Spurstange 106 und einen Spurhebel 107 verbunden. Der Zahnstangenantrieb 105 wird dadurch gebildet, dass ein Ritzelrad 101, das auf der Ritzelwelle 104 sitzt, und eine Verzahnung 112, die auf einem Bereich der Außenseite der Zahnstange ausgebildet ist, ineinander greifen. Wenn somit ein Fahrer das Lenkrad 101 betätigt, wird ein Drehmoment in dem Lenksystem 100 erzeugt und die Räder 108 werden über den Zahnstangenantrieb 105 und die Spurstange 106 durch das Drehmoment gelenkt.
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Die Assistenzanordnung umfasst einen Motor 130, der unterstützende Leistung erzeugt und ein Untersetzungsgetriebe 140, das die unterstützende Leistung, die von dem Motor 130 erzeugt wird, an die Lenkwelle 150 überträgt.
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2 ist eine Teilquerschnittsansicht, die eine hydraulische Servolenkvorrichtung zeigt.
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Wie in 2 gezeigt, umfasst eine hydraulische Servolenkvorrichtung 200 eine Ritzelventilanordnung 220, die an dem unteren Ende einer mit dem Lenkrad 101 verbundenen Lenkwelle (siehe 1) angeordnet ist, um die Fließrichtung eines Arbeitsfluids beim Lenken zu steuern; und einen Arbeitszylinder 240, der eine Kraft auf eine Spurstange 106 aufbringt, die Räder lenkt, von denen angenommen wird, dass sie gelenkt werden, wenn die Ritzelventilanordnung 220 betrieben wird.
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Entsprechend dem hydraulischen System der hydraulischen Servolenkvorrichtung wird Arbeitsfluid, das von der hydraulischen Pumpe 230 geliefert wird, an die Ritzelventilanordnung 220 über eine Druckleitung 235 geliefert, und wenn das Arbeitsfluid selektiv an eine linke und rechte Druckkammer des Arbeitszylinders 240 abhängig von der Drehrichtung des Lenkrads, das zum Lenken gedreht wird, geliefert wird, wird eine Zahnstange nach links oder rechts durch den Hydraulikdruck verschoben und unterstützt die Lenkkraft. Weiterhin kehrt das Arbeitsfluid, das eine Arbeit in der Ritzelventilanordnung 220 beendet, zu einem Öltank 233 zurück und wird dann zurück an die Hydraulikpumpe 230 über eine Eingangsleitung 237 geliefert.
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3 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration einer Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt, 4 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt, 5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine erste Lenkhilfe, die in 4 gezeigt ist, darstellt, 6 ist eine Querschnittsansicht, die die erste Lenkhilfe nach 4 zeigt, 7 ist eine Querschnittsansicht, die ein Teil der ersten Lenkhilfe nach 6 zeigt, 8 ist eine Querschnittsansicht, die ein anderes Ausführungsbeispiel der ersten Lenkhilfe zeigt, 9 ist eine Querschnittsansicht, die einen Getriebekasten aus 4 zeigt, und 10 ist eine Querschnittsansicht, die ein anderes Ausführungsbeispiel einer zweiten Lenkhilfe zeigt.
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Wie in diesen Figuren gezeigt ist, umfasst eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug entsprechend der vorliegenden Erfindung: eine Steuervorrichtung 308, die Lenksteuersignale auf der Grundlage eines ersten Eingangssignals von einem Drehmomentsensor 302, der ein Drehmoment einer Lenkwelle 381 abtastet, und eines zweiten Eingangssignals von einem Sensor, ausgewählt aus einem Lagesensor 303, einem Kamerasensor 304, einem Entfernungssensor 305, einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 306 und einem Fahrzeughöhensensor 307 überträgt; eine erste Lenkhilfe 310, die eine Lenkkraft durch Drehen der Lenkwelle 381 unter Verwendung einer elektrischen Leistung erzeugt oder eine Lenkkraft der Lenkwelle 381, die vorwärts und rückwärts rotiert, unter Verwendung einer elektrischen Leistung in Antwort auf das Lenksteuersignal von der Steuervorrichtung 308 unterstützt; und eine zweite Lenkhilfe 320, die Kanäle für ein Arbeitsfluid, abhängig von einer Vorwärts- oder Rückwärtsdrehung der Lenkwelle, umschaltet und Räder 309 durch Betätigen einer Spurstange oder eines Achsschenkels unter Verwendung eines Hydraulikdrucks des Arbeitsfluids lenkt.
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Ein erstes Eingangssignal von dem Drehmomentsensor 302 und ein zweites Eingangssignal von einem Sensor aus Lagesensor 303, Kamerasensor 304, Entfernungssensor 305, Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 306 und Fahrzeughöhensensor 307 werden in die Steuervorrichtung 308 eingegeben.
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Das heißt, wenn ein Fahrer das Lenkrad 301 betätigt und der Drehmomentsensor 302, der eine Drehrichtung und ein Drehmoment der Lenkwelle 381 erfasst, die mit dem Lenkrad 301 rotiert, abtastet, in welche Richtung von der Links- und der Rechtsrichtung der Fahrer das Lenkrad gedreht hat, sowie das Drehmoment, das auf das Lenkrad 301 aufgebracht wird, überträgt der Drehmomentsensor ein erstes Eingangssignal, das des Fahrers Lenkabsicht reflektiert, an die Steuervorrichtung 308.
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Wenn in einem Fahrzeug der Lagesensor 303 die Lage des Fahrzeugs abtastet, der Kamerasensor 304 die aktuelle Spur des Fahrzeugs oder die Umgebungssituation erfasst, der Entfernungssensor 305 erfasst, ob ein Hindernis oder eine Person um das Fahrzeug herum vorhanden ist, der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 306 die Geschwindigkeit des Fahrzeugs abtastet oder der Fahrzeughöhensensor 307 einen Straßenoberflächenzustand durch Abtasten der Höhe des Fahrzeugs von der Straßenoberfläche überprüft, übertragen die Sensoren ein zweites Eingangssignal an die Steuervorrichtung 308.
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Die erste Lenkhilfe 310 (bzw. die erste Servolenkung) ist eine elektrische Lenkhilfe, die eine Antriebskraft von einem Motor 311 verwendet, wobei der Motor angetrieben wird, wenn eine Lenkwelle 308, die mit dem Lenkrad verbunden ist, gedreht wird, und der Drehmomentsensor ein erstes Eingangssignal an die Steuervorrichtung liefert oder wenn einer von dem Lagesensor 303, dem Kamerasensor 304, dem Entfernungssensor 305, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 306 und dem Fahrzeughöhensensor 307 ein zweites Eingangssignal an die Steuervorrichtung 308 liefert, wodurch der Motor betrieben werden kann.
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Die zweite Lenkhilfe 320 ist eine hydraulische Lenkhilfe, die Kanäle aufweist, die in Übereinstimmung mit der Drehrichtung einer Eingangswelle 329 umgeschaltet werden, wobei, da der Kanal in Übereinstimmung mit der Drehrichtung der Eingangswelle 329 geändert wird, ein Arbeitsfluid hinsichtlich des Drucks eingestellt wird, wobei es in einen ersten Zylinder 353 oder einen zweiten Zylinder 355 strömt, und dreht eine Sektorwelle 351 oder wobei es in beide hydraulische Rohrleitungen strömt, die zu einem Kolben 364 einer Zahnstange 322 abzweigen, und lässt die Zahnstange 362 gleiten, wodurch die Räder 309 gelenkt werden. Wenn in dieser Konfiguration der Fahrer nicht das Lenkrad 301 dreht, wird eine Eingangswelle 329, die mit dem Lenkrad 381 verbunden ist, nicht gedreht, so dass die zweite Lenkhilfe 320 nicht betätigt werden kann. Somit ist die erste Lenkhilfe 310 vorgesehen, die zweite Lenkhilfe 320 zu betätigen, unabhängig von der Lenkabsicht des Fahrers.
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Die erste Lenkhilfe 310 kann abhängig von einem Lenksteuersignal von der Steuervorrichtung 308 ohne Rücksicht auf die Lenkabsicht des Fahrers arbeiten, und wenn ein zweites Eingangssignal an die Steuervorrichtung 308 eingegeben wird, können die erste Lenkhilfe 310 und die zweite Lenkhilfe 320 ohne Rücksicht auf die Lenkabsicht des Fahrers betätigt werden.
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Die erste Lenkhilfe 310 kann betätigt werden, um zusätzliche Funktionen durchzuführen und kann abhängig von einem zweiten Eingangssignal von dem Lagesensor 303, dem Kamerasensor 304, dem Entfernungssensor 305, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 306 oder dem Fahrzeughöhensensor 307 betätigt werden.
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Wenn außerdem die Steuervorrichtung 308 ein Lenkeingangssignal an den Motor 311 abhängig von einem zweiten Eingangssignal überträgt, wird die erste Lenkhilfe 310 betätigt, und wenn in diesem Zustand ein erstes Eingangssignal an die Steuervorrichtung 308 gegeben wird, das heißt, die Lenkabsicht des Fahrers eingegeben wird, überträgt die Steuervorrichtung ein Lenksteuersignal, das die Priorität der Lenkabsicht des Fahrers reflektiert, den Motor 311 zu steuern, und die erste Lenkhilfe 310 wird betätigt, um der Lenkabsicht des Fahrers zu folgen.
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Der Lagesensor 303, der Kamerasensor 304, der Entfernungssensor 305, der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 306 und der Fahrzeughöhensensor 307, die solches zweite Eingangssignal übertragen, werden detaillierter beschrieben. Der Lagesensor 303 tastet den Ort bzw. die Lage eines Fahrzeugs ab, zum Beispiel unter Verwendung einer GPS-Information, empfängt die Eigenschaften einer Fahrstraße oder eines Fahrwegs eines Fahrzeugs und überträgt die Eigenschaften oder die Fahrstrecke an die Steuervorrichtung 308.
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Der Kamerasensor 304 scannt die Umgebung eines Fahrzeugs, führt eine Spurerkennung usw. auf der Basis der beim Scannen erhaltenen Bilddaten durch und überträgt das Ergebnis an die Steuervorrichtung 308, so dass das Fahrzeug in der aktuellen Spur gehalten werden kann oder automatisch geparkt werden kann.
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Der Entfernungssensor 350, der beispielsweise ein Radar oder ein Ultraschallsensor sein kann, tastet ab, ob ein Hindernis oder eine Person um das Fahrzeug herum vorhanden ist, indem ein Radarstrahl oder ein Ultraschallstrahl ausgesendet wird und dann die Rücklaufzeit oder die Position des reflektierten Strahls erkannt wird, und dann überträgt er das Abtastergebnis an die Steuervorrichtung 308.
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Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 306 detektiert die Fahrzeuggeschwindigkeit und überträgt die Geschwindigkeit an die Steuervorrichtung 308 und der Fahrzeughöhensensor 307 tastet den Abstand von der Position des Fahrzeugs zu einer Straßenoberfläche ab und überträgt dann die Entfernung oder den Abstand an die Steuervorrichtung 308.
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Wenn die Steuervorrichtung 308 ein Lenksteuersignal auf der Grundlage der ersten Eingangssignale erzeugt und die ersten Eingangssignale an den Motor 311 der ersten Lenkhilfe 310 überträgt, unterstützt die erste Lenkhilfe 310 eine Lenkkraft in die Richtung, in der das Lenkrad 310 von dem Fahrer betätigt wird. Wenn außerdem die Steuervorrichtung 308 ein Lenksteuersignal erzeugt, das eine Priorität der Lenkabsicht des Fahrers reflektiert, und das Lenksteuersignal an den Motor 311 der ersten Lenkhilfe 310 überträgt, erzeugt die erste Lenkhilfe 310 eine Kraft zum Betätigen des Lenkrads 301, um das Fahrzeug unabhängig von der Lenkabsicht des Fahrers zu steuern.
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Die Lenksteuersignale, basierend auf den zweiten Eingangssignalen, können Instruktionen einschließen, Funktionen zum Assistieren eines Fahrers einschließen unter Verwendung eines oder zwei oder mehrerer des Lagesensors 303, des Kamerasensors 304, des Entfernungssensors 305, des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 306 und des Fahrzeughöhensensors 307, das heißt, zusätzliche Funktionen, wie ein automatisches Parken, ein Spurhalten, ein Unterstützen eines Rücksetzens eines Anhängers, eine Fahrunterstützung, basierend auf der Straßenoberflächenbedingung, einer Lenkvibrationsdämpfung und einer Selbstfahrsteuerung.
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Was die zusätzlichen Funktionen betrifft, ist das automatische Parken eine Funktion, die ein Fahrzeug in einem Parkbereich ohne Betätigung seitens eines Fahrers parkt, die Spurhaltefunktion ist eine Funktion, die eine Spur beibehält durch Erkennen der Spur selbst ohne Lenkung durch einen Fahrer, und die Fahrassistenz basierend auf einer Straßenoberflächenbedingung ist eine Funktion, die verhindert, dass ein Fahrzeug sich eine Richtung neigt, selbst wenn eine Straßenoberfläche geneigt oder quer gekrümmt ist.
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Die Unterstützung des Zurücksetzens eines Anhängers ist eine Funktion, die einem Fahrer ermöglicht, nicht direkt ein Fahrzeug durch Drehen des Lenkrads 301 zu lenken, um ein Drehmoment über die Lenkwelle 381 zu übertragen, sondern ein Fahrzeug unter Verwendung eines Hilfselements zu steuern (beispielsweise eines spezifischen Wählrads (Jog-Rads), eines Knopfes oder eines Reglers).
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Wenn mit anderen Worten gesagt, der Assistent bzw. das Hilfselement ein spezifisches Wählrad ist und das Wählrad nach rechts gedreht wird, wird ein zweites Eingangssignal, das die Lenkinformation zum Lenken des Fahrzeugs nach rechts aufweist, an die Steuervorrichtung 308 gegeben, die Steuervorrichtung 308 überträgt ein Lenksteuersignal entsprechend der Lenkinformation zum Lenken des Fahrzeugs nach rechts an den Motor 311, die erste Lenkhilfe 310 dreht die Lenkwelle 381 und eine Lenkkraft wird auf die Eingangswelle 329 der zweiten Lenkhilfe 320 übertragen, die mit dem zu lenkenden Rad verbunden ist, wodurch das Fahrzeug durch die Betätigung der zweiten Lenkhilfe 320 gelenkt wird.
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Die Lenkvibrationsdämpfung, die eine Funktion ist, die eine Vibration von einer Straßenoberfläche dämpft, verhindert, dass die Vibration auf das Lenkrad 301 von der Straßenoberfläche über die Lenkwelle 381 übertragen wird, indem die Frequenz der Vibration von der Straßenoberfläche abgetastet wird, und eine Offset-Frequenz erzeugt wird.
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In Übereinstimmung mit den zusätzlichen Funktionen überträgt die Steuervorrichtung 308 Steuersignale, basierend auf den zweiten Eingangssignalen, an den Motor 311, damit die erste Lenkhilfe 310 veranlasst wird, eine Lenkkraft zu erzeugen, und die Eingangswelle 329 der zweiten Lenkhilfe 320 durch die Lenkkraft gedreht wird, wodurch die zweite Lenkhilfe 320 das Fahrzeug lenkt.
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Die erste Lenkhilfe 310 ist vorgesehen, die Lenkkraft in Reflexion auf des Fahrers Lenkabsicht zu unterstützen, indem die Lenkwelle 381 in die gleiche Richtung wie das von einem Fahrer gedrehte Lenkrad 301 rotiert, oder eine Lenkkraft, unabhängig von der Lenkabsicht des Fahrers, abhängig von einem Lenksteuersignal von der Steuervorrichtung 308, zu erzeugen.
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Wenn die erste Lenkhilfe 310, die die Lenkabsicht des Fahrers reflektiert, betätigt wird, wird ein Lenksteuersignal an den Motor 311, abhängig von einem ersten Eingangssignal von dem Drehmomentsensor 302 übertragen und der Motor 311 wird betätigt und dreht die Lenkwelle 381 in die Lenkrichtung durch den Fahrer, wobei die von dem Fahrer aufgebracht Lenkkraft unterstützt wird.
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Wenn die erste Lenkhilfe 310 eine Lenkkraft unabhängig von der Lenkabsicht des Fahrers erzeugt, wird ein Lenksteuersignal an den Motor 311, abhängig von einem Eingangssignal von einem Sensor des Lagesensors 303, des Kamerasensors 304, des Entfernungssensors 305, des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 306 und des Fahrzeughöhensensors 307 übertragen und der Motor 311 wird betätigt und dreht die Lenkwelle 381, wodurch eine Lenkkraft erzeugt wird.
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Wenn das erste Eingangssignal an die Steuervorrichtung 308 eingegeben wird, wobei die erste Lenkhilfe 310 und die zweite Lenkhilfe 320 unabhängig von der Lenkabsicht des Fahrers betätigt werden, überträgt die Steuervorrichtung 308 ein Lenksteuersignal an den Motor 311, das die Priorität der Lenkabsicht des Fahrers reflektiert.
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Wenn, mit anderen Worten gesagt, ein Fahrer das Lenkrad dreht und ein erstes Eingangssignal eingegeben wird, wobei die zweite Lenkhilfe 320 durch eine von der ersten Lenkhilfe 310 unabhängig von der Lenkabsicht des Fahrers erzeugten Lenkkraft betätigt wird, überträgt die Steuervorrichtung ein Lenksteuersignal an den Motor, das die Priorität der Lenkabsicht des Fahrers reflektiert, so dass die erste Lenkhilfe und die zweite Lenkhilfe 310 und 320 die von dem Fahrer aufgebrachte Lenkkraft unterstützen.
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Die erste Lenkhilfe 310, die eine elektrische Lenkhilfe unter Verwendung einer Antriebskraft von dem Motor 311 ist, erzeugt eine Lenkkraft durch Drehen der Lenkwelle 381 oder unterstützt eine Lenkkraft der Lenkwelle 381, die vorwärts oder rückwärts dreht, unter Verwendung einer elektrischen Leistung, abhängig von einem Lenksteuersignal von der Steuervorrichtung 308. Die erste Lenkhilfe 310 ist auf einer Zwischenwelle 318 angeordnet, die zwischen einer Säule 380 der Lenkwelle 381 und der zweiten Lenkhilfe 320 positioniert ist, und liefert eine Lenkkraft an die zweite Lenkhilfe 320.
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Die Zwischenwelle 318 besteht aus einer Lenkeingangswelle 316, die mit der Säule 380 verbunden ist, und einer Lenkausgangswelle 317, die mit der zweiten Lenkhilfe 320 verbunden ist, wobei die Lenkeingangswelle 316 und die Lenkausgangswelle 317 miteinander über eine Torsionsstange 319 verbunden sind, und der Drehmomentsensor 302 ist an der Lenkeingangswelle 316 und der Lenkausgangswelle 317 angeordnet und tastet ein Drehmoment der Lenkeingangswelle 316 und der Lenkausgangswelle 317 ab und überträgt es an die Steuervorrichtung 308.
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Da, wie oben beschrieben, die Lenkeingangswelle 316 und die Lenkausgangswelle 317 der ersten Lenkhilfe 310 über die Torsionsstange 319 gekoppelt sind und dort der Drehmomentsensor 302 vorgesehen ist, tastet, wenn ein Fahrer das Lenkrad 301 dreht, wobei das Fahrzeug unabhängig von der Lenkabsicht des Fahrers gesteuert wird, der Drehmomentsensor 302 die Lenkabsicht des Fahrers ab und eine Lenkkraft wird unterstützt oder erzeugt in Reflexion der Lenkabsicht des Fahrers, wodurch die Sicherheit für den Fahrer erhöht wird.
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Beispielsweise bezugnehmend auf 6 umfasst die erste Lenkhilfe 310: einen Untersetzer 313, der eine angetriebene Riemenscheibe 314, die drehbar mit dem Lenkrad 317 verbunden ist, einen Riemen 315, der mit der angetriebenen Riemenscheibe 314 verbunden ist, und eine Antriebsriemenscheibe 312, die mit dem Riemen 315 verbunden ist, um die angetriebene Riemenscheibe 314 zu drehen, umfasst; und einen Motor 311, der die angetriebene Riemenscheibe 312 vorwärts oder rückwärts, abhängig von Lenksteuersignalen von der Steuervorrichtung 308, betätigt.
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Damit die erste Lenkhilfe 310 eine Lenkkraft an die Zwischenwelle 318 unter Verwendung der Antriebskraft von dem Motor 311 liefert, ist der Untersetzer 313, der die Anzahl von Drehungen des Motors 311 für eine geeignete Drehung der Lenkwelle 381 steuert, an der Lenkwelle 381 befestigt.
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Der Untersetzer 313 setzt sich im Allgemeinen aus der Antriebsriemenscheibe 312, die auf einer Motorwelle 311a angeordnet ist, der angetriebenen Riemenscheiben 314, die auf der Lenkausgangswelle 317 angeordnet ist, und dem Riemen 315, der die Antriebsriemenscheibe 312 und die angetriebene Riemenscheibe 314 miteinander verbindet, zusammen, wobei die angetriebene Riemenscheibe 314 und die Lenkausgangswelle 317, die über den Riemen 315 verbunden sind, von der Antriebskraft von dem Motor 311 betätigt werden und die Zwischenwelle 318 drehen, wobei die Geschwindigkeit in Übereinstimmung mit einem Untersetzungsverhältnis verringert wird.
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Die Lenkausgangswelle 317 ist durch die Mitte der angetriebenen Riemenscheibe 314 montiert, um zusammen zu rotieren und die Antriebsriemenscheibe 312, die über den Riemen 315 mit der angetriebenen Riemenscheibe 314 verbunden ist, wird durch die Antriebskraft von dem Motor 311 gedreht und dreht die angetriebene Riemenscheibe 314 und die Lenkausgangswelle 317, wodurch Lenkkraft unterstützt oder erzeugt wird.
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Der Motor 311 dreht die angetriebene Riemenscheibe 314 und die Lenkausgangswelle 317 vorwärts und rückwärts durch Drehen der Antriebsriemenscheibe 312, abhängig von einem Lenksteuersignal von der Steuervorrichtung 308, wodurch eine auf das Lenkrad 301 durch einen Fahrer aufgebrachte Lenkkraft unterstützt wird, oder die Eingangswelle 39 anstelle einer Lenkkraft, die auf das Lenkrad 301 von einem Fahrer aufgebracht wird, gedreht wird und die zweite Lenkhilfe 320 betätigt wird.
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Die Antriebsriemenscheibe 312 hat ein Zahnrad auf der Außenseite, das mit dem Riemen 315 in Eingriff tritt und sie kann ein hohler Körper sein, der in einer Presspassung auf die Motorwelle 311a montiert ist oder kann auf dem Ende der Motorwelle 311a integral geformt sein.
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Wie beispielsweise in 7 gezeigt, wenn die Antriebsriemenscheibe 312 integral mit der Motorwelle 311a ausgebildet ist, ist ein Riemenscheibenzahnrad 312a, das mit dem Riemen 315 in Eingriff ist, auf der Außenseite der Antriebsriemenscheibe 312 gebildet, die auf der Motorwelle 311a ausgebildet ist, so dass der Riemen 315 mit dem Riemenscheibenzahnrad 312a der Motorwelle 311a in Eingriff ist.
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Verriegelungsvorsprünge 315a, die unterstützen und eine Trennung beider Enden der Antriebsriemenscheibe 312 verhindern, sind an beiden Enden auf der Innenseite des Riemens 315 vorgesehen, so dass es möglich ist, eine Trennung des Riemens 315 zu vermeiden, selbst wenn der Motor 311 vorwärts und rückwärts rotiert.
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Die angetriebene Riemenscheibe 314 weist auf der Außenseite ein Riemenscheibenzahnrad 314a auf, das mit dem Riemen 315 in Eingriff ist, und die Lenkausgangswelle 317 ist in die angetriebene Riemenscheibe 314 eingepresst.
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Die angetriebene Riemenscheibe 314 hat einen Koppelbereich 314b, der radial nach innen vorspringt und mit der Lenkausgangswelle 317 zu koppeln ist, so dass es möglich ist, sowohl die angetriebene Riemenscheibe 314 mit der Lenkausgangswelle 317 zu koppeln, als auch einen großen Durchmesser dem Riemenscheibenzahnrad 314a mitzugeben. Das Untersetzungsverhältnis der Antriebsriemenscheibe 312 und der angetriebenen Riemenscheibe 314 wird vergrößert, so dass die Lenkausgangswelle 317 ein großes Drehmoment abgibt.
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Um der angetriebenen Riemenscheibe 314 einen größeren Durchmesser zu geben als die Antriebsriemenscheibe 312 und ein gewünschtes Untersetzungsverhältnis zu erreichen, ist der radial vorspringende Koppelbereich 314b auf der Innenseite der angetriebenen Riemenscheibe 314 gebildet.
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Außerdem ist ein Verriegelungsvorsprung 317a an einer Seite auf der Außenseite der Lenkausgangswelle 317 gebildet und eine Eingriffsnut 314c ist an einer Seite auf der Innenseite des Koppelbereichs 314b gebildet, so dass der Verriegelungsbereich 317a in die Eingriffsnut 314c eingeführt ist.
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Das heißt, der Verriegelungsvorsprung 317a wird an der Lenkausgangswelle 317 gebildet und die Eingriffsnut 314c ist an der angetriebenen Riemenscheibe 314 ausgebildet und der Verriegelungsvorsprung 317a ist in die Eingriffsnut 314c eingeführt, so dass die angetriebene Riemenscheibe 314 mit der Lenkausgangswelle 317 gekoppelt ist und die Lenkausgangswelle 317 dreht.
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Die Lenkausgangswelle 317 und die angetriebene Riemenscheibe 314 können beispielsweise ineinander eingepresst sein und dann ist der Verriegelungsvorsprung 317a in die Eingreifnut 314c eingefügt, so dass die Lenkausgangswelle 317 und die angetriebene Riemenscheibe 314 stabil zusammengesetzt sein können.
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Als Alternative können die Lenkausgangswelle 317 und die angetriebene Riemenscheibe 314 integriert geformt sein, wobei der Koppelbereich 314 radial an einer Seite der Lenkausgangswelle 317 nach außen hervorspringen kann, und das Riemenscheibenzahnrad 314a kann an dem vorspringenden Ende des Koppelbereichs 314b geformt sein, um mit dem Riemen 315 in Eingriff zu treten.
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Ein Riemengehäuse 345, das den Riemen 315, die Lenkausgangswelle 317 und der Drehmomentsensor 312 bedeckt, kann außerdem vorgesehen sein. Das Riemengehäuse 345 nimmt den Riemen 315, die Lenkausgangswelle 317 und den Drehmomentsensor 312 in sich auf und ist mit der Lenkausgangswelle 317 über ein erstes Lager 341 und ein zweites Lager 342 kombiniert.
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Das Riemengehäuse 345 bedeckt und schützt den Riemen 315, die Lenkausgangswelle 317 und den Drehmomentsensor 312 zu der Außenseite hin und verhindert, dass Staub nach innen eindringt.
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Das Riemengehäuse 345 kann an der Position entsprechend dem Riemen 315 ein Loch 345b haben, so dass die Spannung des Riemens 315 gemessen werden kann, wenn die Vorrichtung zusammengesetzt ist oder nachdem die Vorrichtung für eine vorbestimmte Zeit benutzt wurde, und das Loch 345b kann mit einem lösbaren Verschluss 370 bedeckt werden, nachdem die Spannung gemessen ist.
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Das erste Lager 345 ist beispielsweise ein Kugellager und widersteht axial einer axialen und radialen Last der Lenkausgangswelle 317.
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Die innere Ablaufbahn des ersten Lagers 341 ist an einer Seite durch einen ersten Vorsprung 317b abgestützt, der radial von der Lenkausgangswelle 317 nach außen vorspringt, und ist an einer zweiten Seite durch eine Feststellmutter 371 abgestützt, die gewindemäßig mit der Lenkausgangswelle 317 verbunden ist.
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Die äußere Ablaufbahn des ersten Lagers 341 wird an einer ersten Seite durch eine zweite Erhebung 345a abgestützt, die von dem Riemengehäuse 345 radial nach innen vorspringt und ist an einer zweiten Seite durch eine Feststellschraube, die mit einem offenen Ende des Riemengehäuses 345 gewindemäßig verbunden ist, abgestützt.
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Die Feststellschraube 372 ist in dem Riemengehäuse 340 über ein Gewinde befestigt und stützt die erste Seite der Außenbahn des ersten Lagers 341 ab und hat eine erste Dichtung 373, die in eine zweite Seite eingepresst ist, wodurch verhindert wird, dass Staub oder Wasser in das Riemengehäuse 345 eintritt.
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Die erste Dichtung 373 ist zwischen der Innenseite der zweiten Seite der Feststellschraube 372 und der Lenkausgangswelle 317 angeordnet, wodurch verhindert wird, dass Staub oder Wasser in das Riemengehäuse 345 eintritt.
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Das zweite Lager 342 ist beispielsweise ein Nagellager und es widersteht radialer Last der Lenkausgangswelle 317, so dass die Lenkausgangswelle 317 stabil in dem Riemengehäuse 345 gehalten wird.
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Ein Deckelgehäuse 347, mit dem der Motor 311 gekoppelt ist, kann außerdem an einer Seite des Riemengehäuses 345 angeordnet sein und ist mit dem Riemengehäuse 345 durch Befestigungselemente 349 verbunden.
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Da das Deckelgehäuse 347 vorgesehen ist, kann der Motor 311 mit dem Riemengehäuse 345 gekoppelt werden und die Öffnung des Riemengehäuses 345, durch die die Lenkausgangswelle 316 hindurchgeht, ist hermetisch geschlossen.
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Das Deckelgehäuse 347 hat eine zweite Dichtung 374 an der entgegengesetzten Seite zu dem Riemengehäuse 345, wodurch verhindert wird, dass Staub oder Wasser in das Deckelgehäuse 347 eindringt.
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Ein drittes Lager 343 ist auch zwischen der Lenkeingangswelle 316 und der Lenkausgangswelle 317 angeordnet, so dass es radialer Last zwischen der Lenkeingangswelle 316 und der Lenkausgangswelle 317 standhält. Das dritte Lager 343 kann ein Nadellager sein.
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Das dritte Lager 343 stützt eine Drehrichtungsbewegung zwischen der Lenkeingangswelle 316 und der Lenkausgangswelle 317 ab und widersteht radialer Last zwischen der Lenkeingangswelle 316 und der Lenkausgangswelle 317, wenn ein Drehmoment zwischen der Lenkeingangswelle 316 und der Lenkausgangswelle 317 erzeugt wird und die Torsionsstange 319 verdreht wird.
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Entsprechend einem anderen Ausführungsbeispiel der ersten Lenkhilfe 310, wie in 8 gezeigt, umfasst eine erste Lenkhilfe 310: einen Untersetzer 313, der ein Schneckenrad 368, das drehbar auf der Lenkausgangswelle 317 befestigt ist, und ein Schneckenwelle 369, das mit dem Schneckenrad 368 in Eingriff ist, um das Schneckenrad 368, das auf der Lenkausgangswelle 317 befestigt ist, zu drehen, einschließt; und einen Motor 311, der die Schneckenwelle 369 vorwärts oder rückwärts abhängig von Lenksteuersignalen von der Steuervorrichtung 308 dreht.
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Damit die erste Lenkhilfe 310 die Lenkausgangswelle 317 unter Verwendung einer Antriebskraft von dem Motor 311 drehen kann, ist der Untersetzer 313, der die Anzahl von Drehungen des Motors 311 für eine geeignete Drehung der Lenkausgangswelle 317 steuert, auf der Lenkausgangswelle 317 befestigt.
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Entsprechend dem Untersetzter 313 werden die Schneckenwelle 369 und das Schneckenrad 368 durch die Antriebskraft des Motors 311 gedreht und drehen die Lenkausgangswelle 317, wobei die Geschwindigkeit in Übereinstimmung mit einem Untersetzungsverhältnis reduziert wird.
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Die Lenkausgangswelle ist durch die Mitte des Schneckenrads 368 zur gemeinsamen Drehung hindurch befestigt und die Schneckenwelle 369, die mit dem Schneckenrad 368 in Eingriff ist, wird durch die Antriebskraft des Motors 311 gedreht und dreht das Schneckenrad 368, wodurch Lenkkraft der Lenkwelle 381 unterstützt wird oder Lenkkraft erzeugt wird.
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Der Motor 311 dreht die Schneckenwelle 369 vorwärts oder rückwärts, abhängig von einem Lenksteuersignal von der Steuervorrichtung 308, wodurch Lenkkraft, die von einem Fahrer auf das Lenkrad 301 aufgebracht wird, unterstützt wird, oder die Eingangswelle 329 anstelle der Lenkkraft, die auf das Lenkrad 301 durch einen Fahrer aufgebracht wird, gedreht wird und die zweite Lenkhilfe 320 betätigt wird.
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Die zweite Lenkhilfe 320, die eine hydraulische Lenkhilfe ist und Kanäle aufweist, die in Übereinstimmung mit der Drehrichtung einer Eingangswelle 329 geschaltet werden, unterstützt eine von einem Fahrer aufgebrachte Lenkkraft, abhängig von dem Hydraulikdruck des Arbeitsfluids.
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Bezugnehmend auf 9 unterstützt die zweite Lenkhilfe 320 beispielsweise eine Lenkkraft durch Drehen einer Sektorwelle 351 eines Getriebekastens 325 vorwärts oder rückwärts unter Verwendung des Hydraulikdrucks des Arbeitsfluids, abhängig von einer Vorwärts- oder Rückwärtsdrehung der Eingangswelle 329.
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Die zweite Lenkhilfe ist eine hydraulische Lenkhilfe, die Hydraulikdruck von einer Ölpumpe 323 verwendet, wobei eine Schraubenmutter 337 die Sektorwelle 351 durch Gleiten in die eine oder die andere Richtung dreht, abhängig von dem Hydraulikdruck des Arbeitsfluids, wodurch eine von einem Fahrer aufgebrachte Lenkkraft unterstützt wird.
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Wenn entsprechend der zweiten Lenkhilfe 320 die Eingangswelle 329, die mit der Lenkausgangswelle 317 gekoppelt ist, eine Kugelspindel 335, die mit der Eingangswelle 329 durch eine Torsionsstange 331 der Kugelspindelgekoppelt ist, rotiert und die Schraubenmutter 337, die auf der Kugelspindel 335 über Kugeln angeordnet, rotiert, dann dreht sich die Sektorwelle 351.
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Die Kugelspindel 335 hat auf ihrer Außenseite Schraubnuten, die Schraubenmutter 337, in die die Kugelspindel 335 eingefügt wird, hat Schraubnuten entsprechend den Schraubnuten der Kugelspindel 335 auf der Innenseite und Kugeln sind in die Schraubennuten eingesetzt.
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Die Schraubenmutter 337 hat auf der Außenseite Zähne 337a, um die Sektorwelle 351 anzutreiben, die Zähne 351a zum Eingreifen in die Zähne 337a aufweist.
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Die Sektorwelle 351 ist mit einem Lenkhebel 360 gekoppelt, so dass, wenn die Sektorwelle 351 gedreht wird, eine Spurstange oder ein Achsschenkel durch eine Verbindung betätigt wird, die mit einem zweiten Ende des Lenkhebels 360 verbunden ist, wodurch die Räder 309 gelenkt werden.
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Wenn die Eingangswelle 329 gedreht wird, strömt Arbeitsfluid in den ersten Zylinder 355 oder den zweiten Zylinder 353 des Getriebekastens 339 über Arbeitsfluidöffnungen eines Ventilkörpers 333, der die Eingangswelle 329 umgibt, und die Schraubenmutter 337 wird in der einen oder der anderen Richtung durch den Hydraulikdruck des Arbeitsfluids bewegt, so dass das Drehmoment der Eingangswelle 329 und die Kugelspindel 335, das heißt, die Lenkkraft unterstützt wird.
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Kanäle für das Arbeitsfluid, die von den Arbeitsfluidöffnungen des Ventilkörpers 333 gebildet werden, werden in Übereinstimmung mit der Drehrichtung der Eingangswelle 329 geschaltet, so dass Arbeitsfluid in den ersten Zylinder 353 oder den zweiten Zylinder 355 strömt, um die Sektorwelle 351 in Übereinstimmung mit der Drehrichtung der Eingangswelle 329 zu drehen und die Kugelspindel 335 wird durch den Hydraulikdruck des Arbeitsfluids gedreht, wodurch die Schraubenmutter 337 betätigt wird.
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Bezugnehmend auf 10, die ein anderes Ausführungsbeispiel zeigt, unterstützt die zweite Lenkhilfe 320 eine Lenkkraft durch Schieben einer Zahnstange 362 vorwärts oder rückwärts unter Verwendung des Hydraulikdrucks des Arbeitsfluids, abhängig von einer Vorwärts- oder Rückwärtsdrehung der Lenkwelle 381.
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Die zweite Lenkhilfe 320 umfasst eine Ritzelventilanordnung 361, die mit der Eingangswelle 329 verbunden ist, und eine Zahnstange 362, die sich sowohl nach links als auch nach rechts erstreckt und die Räder 309 verbindet, so dass sie in der Lage sind, direkt die Räder 308 zu betätigen, wenn die Ritzelventilanordnung 361 betätigt wird.
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Die Ritzelventilanordnung 351, die an einer Seite mit einer Ölpumpe 323 verbunden ist, ist an der Eingangswelle 329 angeordnet und steuert Öl, das von der Ölpumpe 323 geliefert wird.
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Ein Ritzel (nicht gezeigt), das durch ein über die Eingangswelle 329 übertragenes Drehmoment gedreht wird und auf der Außenseite des Endes Zähne aufweist, ist in der Ritzelventilanordnung 361 angeordnet, und ein Zahnstangengehäuse 363, das integriert mit der Ritzelventilanordnung 361 ausgebildet ist und sich nach beiden Seiten erstreckt, ist auf der Außenseite des unteren Bereichs der Ritzelventilanordnung 361 angeordnet.
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Ein Zylinderrohr 365 ist in einer Seite des Zahnstangengehäuses 363 eingepresst. Das Zylinderrohr 365 ist ein Hohlrohr, das einen Raum vorsieht, durch den Öl, das über die Ritzelventilanordnung 361 geliefert wird, strömen kann und an beiden Seiten offen ist, und Öldichtungen 367 sind an beiden offenen Seiten angeordnet.
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Die Zahnstange 362, die mit dem Ritzel in Eingriff stehende Zähne aufweist, ist an einer Seite des Zahnstangengehäuses 363 angeordnet.
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Die Zahnstange 362 bewegt sich axial in dem Zahnstangengehäuse 333 und ist in Eingriff mit dem Ritzel. Weiterhin sind die linke und rechte Seite der Zahnstange 362 mit Spurstangen über eine Innenkugelverbindung, kombiniert mit einem Kugelgehäuse mit Kugeln, die in dem Gehäuse eingesetzt sind, kombiniert, um die Räder 309 zu lenken.
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Ein Kolben 364, der in dem Zylinderrohr 365 in engem Kontakt mit der Innenseite des Zylinderrohrs 365 gleiten kann, ist an einer Seite der Zahnstange 362 angeordnet. Der Kolben 364 ist zwischen zwei Hydraulikleitungen positioniert, die mit der Ritzelventilanordnung 361 verbunden sind, um durch Hydraulikdruck, der über die Ritzelventilanordnung 361 geliefert wird, betätigt zu werden.
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Da entsprechend den Ausführungsbeispielen, die den oben beschriebenen Aufbau und die Konfigurationen aufweisen, die Lenkvorrichtung eine elektrische Lenkhilfe, die eine Eingangswelle einer hydraulischen Lenkhilfe dreht, selbst wenn ein Fahrer nicht direkt lenkt, einschließt, können zusätzliche Funktionen des Steuerns eines Fahrzeugs unabhängig von der Lenkabsicht des Fahrers, wie ein automatisches Parken, ein Spurhalten, eine Unterstützung beim Rücksetzen eines Anhängers, eine Fahrassistenz basierend auf Straßenoberflächenbedingungen, eine Lenkvibrationsdämpfung und eine Selbstfahrsteuerung, selbst in einem Lastwagen oder Bus, die relativ große Lenkkräfte im Vergleich mit einem Personenwagen verlangen, verwendet werden. Somit ist es möglich, die Bequemlichkeit für einen Fahrer zu verbessern.
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Weiterhin ist es entsprechend den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung möglich, die Sicherheit für einen Fahrer durch Steuern eines Fahrzeugs unabhängig von der Lenkabsicht des Fahrers zu steuern, und eine Lenkkraft in Reflexion auf eine Lenkabsicht des Fahrers zu unterstützen oder zu erzeugen, wenn der Fahrer ein Lenkrad dreht, unter Verwendung einer Torsionsstange in einer elektrischen Lenkhilfe und eines Drehmomentsensors, der die Lenkabsicht des Fahrers abtastet.
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Obwohl alle Elemente, die die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung bilden, oben beschrieben wurden, als ob sie in einer einzigen Einheit kombiniert sind oder als ob sie kombiniert sind, um als eine einzige Einheit zu arbeiten, ist die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise auf solche Ausführungsformen eingeschränkt. Das heißt, mindestens zwei Elemente aller Strukturelemente können selektiv verbunden sein und arbeiten, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die obigen Ausführungsbeispiele wurden nur für den Zweck der Erläuterung der technischen Idee der vorliegenden Erfindung beschrieben und die Fachleute werden erkennen, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen möglich sind, ohne den Schutzbereich und den Geist der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Daher ist es nicht beabsichtigt, dass die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung die technische Idee der vorliegenden Erfindung einschränken, sondern sie sollen sie erläutern und der Schutzbereich der technischen Idee der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele eingeschränkt. Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung soll auf der Grundlage der beigefügten Ansprüche in einer solchen Weise ausgelegt werden, dass alle technischen Ideen, die in den Äquivalenzbereich der Ansprüche eingeschlossen sind, zu der vorliegenden Erfindung gehören.
