DE102019121263A1

DE102019121263A1 - Fahrzeuglenkung

Info

Publication number: DE102019121263A1
Application number: DE102019121263.4A
Authority: DE
Inventors: Joseph Washnock; Jack E. BARRY; Soungjin Wou; Garry Robert Smith; Jennifer LAZ
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-08-08
Filing date: 2019-08-06
Publication date: 2020-02-13
Also published as: CN110816639A; US20200047792A1; US10822020B2

Abstract

Die vorliegende Offenbarung stellt eine Fahrzeuglenkung bereit. Eine Baugruppe beinhaltet eine Lenkzahnstange. Die Baugruppe beinhaltet ein erstes Ritzel, das mit der Lenkzahnstange verzahnt ist. Die Baugruppe beinhaltet ein internes Zahnrad, das an das erste Ritzel gekoppelt ist. Die Baugruppe beinhaltet ein zweites Ritzel, das mit dem internen Zahnrad verzahnt ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Aspekte der Offenbarung betreffen im Allgemeinen Fahrzeuglenkung.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Eine Lenkbaugruppe steuert einen Lenkwinkel von Rädern eines Fahrzeugs. Die Lenkbaugruppe kann ein Lenkrad beinhalten, das an eine Zahnstangen- und Ritzelbaugruppe gekoppelt ist, die dazu ausgestaltet ist, den Lenkwinkel zu steuern. Die Lenkbaugruppe kann einen Elektromotor beinhalten, der an die Zahnstangen- und Ritzelbaugruppe gekoppelt ist.
KURZDARSTELLUNG
Eine Baugruppe beinhaltet eine Lenkzahnstange. Die Baugruppe beinhaltet ein erstes Ritzel, das mit der Lenkzahnstange verzahnt ist. Die Baugruppe beinhaltet ein internes Zahnrad, das an das erste Ritzel gekoppelt ist. Die Baugruppe beinhaltet ein zweites Ritzel, das mit dem internen Zahnrad verzahnt ist.
Das erste Ritzel kann relativ zu dem internen Zahnrad fixiert sein.
Das erste Ritzel und das interne Zahnrad können monolithisch sein.
Die Baugruppe kann einen Motor beinhalten, der mit dem ersten Ritzel in Eingriff steht.
Die Baugruppe kann ein Joch beinhalten, das mit der Lenkzahnstange gegenüber dem ersten Ritzel in Wirkeingriff steht, und eine Feder, die das Joch in Richtung der Lenkzahnstange und des ersten Ritzels drückt.
Die Baugruppe kann ein Gehäuse beinhalten, das die Lenkzahnstange, das erste Ritzel, das interne Zahnrad und das zweite Ritzel stützt.
Die Baugruppe kann ein zweites internes Zahnrad beinhalten, das an das zweite Ritzel gekoppelt ist, und ein drittes Ritzel, das mit dem zweiten internen Zahnrad verzahnt ist.
Das zweite Ritzel und das zweite interne Zahnrad können monolithisch sein.
Die Baugruppe kann ein Joch beinhalten, das mit dem zweiten Ritzel in Wirkeingriff steht, und eine Feder, die das Joch in Richtung des zweiten Ritzels gegenüber davon, wo das zweite Ritzel mit dem internen Zahnrad verzahnt ist, drückt.
Die Baugruppe kann eine Umfangsfläche zwischen dem zweiten Ritzel und dem zweiten internen Zahnrad beinhalten, wobei das Joch an der Umfangsfläche anliegt.
Die Feder und das Joch können dazu ausgestaltet sein, das zweite interne Zahnrad in Verzahnung mit dem dritten Ritzel zu drücken.
Die Baugruppe kann ein Gehäuse beinhalten, das die Lenkzahnstange, das erste Ritzel, das interne Zahnrad, das zweite Ritzel, das zweite interne Zahnrad und das dritte Ritzel stützt.
Die Baugruppe kann ein drittes Ritzel beinhalten, das mit der Lenkzahnstange verzahnt ist.
Ein Fahrzeug beinhaltet ein Paar von Rädern. Das Fahrzeug beinhaltet eine Lenkzahnstange, die dazu ausgestaltet ist, einen Lenkwinkel der Räder zu steuern. Das Fahrzeug beinhaltet ein erstes Ritzel, das mit der Lenkzahnstange verzahnt ist. Das Fahrzeug beinhaltet ein internes Zahnrad, das an das erste Ritzel gekoppelt ist. Das Fahrzeug beinhaltet ein zweites Ritzel, das mit dem internen Zahnrad verzahnt ist.
Das interne Zahnrad kann über der Lenkzahnstange sein.
Das Fahrzeug kann ein Lenkrad, einen Motor, der mit dem ersten Ritzel in Eingriff steht, und einen Prozessor und einen Speicher beinhalten, der Anweisungen speichert, die durch den Prozessor ausgeführt werden können, um den Motor zu betätigen, um den Lenkwinkel der Räder auf Grundlage einer erfassten Position des Lenkrads zu steuern.
Das Fahrzeug kann ein drittes Ritzel beinhalten, das mit der Lenkzahnstange verzahnt ist, und ein Lenkrad, das an das dritte Ritzel gekoppelt ist.
Das Fahrzeug kann ein zweites internes Zahnrad beinhalten, das an das zweite Ritzel gekoppelt ist, und ein drittes Ritzel, das mit dem zweiten internen Zahnrad verzahnt ist.
Das Fahrzeug kann ein Joch beinhalten, das mit dem zweiten Ritzel in Wirkeingriff steht, und eine Feder, die das Joch in Richtung des zweiten Ritzels gegenüber davon, wo das zweite Ritzel mit dem internen Zahnrad verzahnt ist, drückt.
Das erste Ritzel und das interne Zahnrad können monolithisch sein.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs, das eine Lenkbaugruppe aufweist.
2 ist eine perspektivische Ansicht der Lenkbaugruppe.
3 ist eine perspektivische Ansicht der Lenkbaugruppe.
4 ist eine Vorderansicht der Lenkbaugruppe.
5 ist eine Querschnittsansicht der Lenkbaugruppe entlang 5-5 in 4.
6 ist eine perspektivische Ansicht der Lenkbaugruppe.
7 ist ein Blockdiagramm von Komponenten des Fahrzeugs.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Figuren, in denen die gleichen Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten die gleichen Teile bezeichnen, beinhaltet ein Fahrzeug 20 ein Paar von Rädern 22. Das Fahrzeug 20 beinhaltet eine Lenkbaugruppe 24, die eine Lenkzahnstange 26 aufweist, die dazu ausgestaltet ist, einen Lenkwinkel A der Räder 22 zu steuern. Die Lenkbaugruppe 24 beinhaltet ein erstes Ritzel 28, das mit der Lenkzahnstange 26 verzahnt ist. Die Lenkbaugruppe 24 beinhaltet ein erstes internes Zahnrad 30, das an das erste Ritzel 28 gekoppelt ist. Die Lenkbaugruppe 24 beinhaltet ein zweites Ritzel 32, das mit dem ersten internen Zahnrad 30 verzahnt ist. Die Adjektive „erster“, „zweiter“ usw. werden in dieser Schrift als Identifikatoren verwendet und sind nicht dazu gedacht, eine Bedeutung hervorzuheben oder eine Reihenfolge anzuzeigen. Die Lenkbaugruppe 24 stellt erhöhte Übersetzungsverhältnisse zum Liefern von höherem Drehmoment an die Lenkzahnstange 26 bereit, während die Einbaugröße der Lenkbaugruppe 24 verringert wird, z. B. im Vergleich zu traditionellen Zahnstangen- und Ritzel-Lenkbaugruppen.
Das Fahrzeug 20 kann ein beliebiges Personen- oder Nutzkraftfahrzeug sein, wie etwa ein Auto, ein Truck, ein Geländewagen (sport utility vehicle - SUV), ein Crossover-Fahrzeug, ein Van, ein Minivan, ein Taxi, ein Bus usw.
Die Räder 22 des Fahrzeugs 20 steuern eine Lenkrichtung des Fahrzeugs 20. Eine Position der Räder 22, z. B. in Bezug auf eine Vorwärtsfahrtrichtung nach rechts oder links gedreht, steuert die Fahrtrichtung, z. B. kann das Fahrzeug 20 nach rechts navigieren, wenn die Räder 22 nach rechts gedreht werden. Die Position der Räder 22 definiert den Lenkwinkel A, d. h. einen Betrag der Abweichung der Räder 22 nach rechts oder nach links von der Mitte.
Die Lenkbaugruppe 24 steuert den Lenkwinkel A der Räder 22. Die Lenkbaugruppe 24 kann mit einem Lenkrad 34 und einem Computer 36 in Kommunikation stehen und eine Eingabe von diesen empfangen. Die Lenkbaugruppe 24 kann ein elektrisch unterstütztes System, ein Steer-by-Wire-System oder ein anderes geeignetes System sein.
Das Lenkrad 34 ermöglicht es einem Fahrzeugführer, das Fahrzeug 20 zu steuern, indem eine Drehung des Lenkrads 34 in eine Bewegung der Lenkzahnstange 26 umgewandelt wird. Das Lenkrad 34 kann z. B. ein fester Ring sein, der fest an einer Lenksäule 38 angebracht ist. Die Lenksäule 38 wandelt eine Drehung des Lenkrads 34 in eine Bewegung der Lenkzahnstange 26 um. Zum Beispiel kann eine Drehposition der Lenksäule 38 durch den Computer 36 des Fahrzeugs 20 erfasst werden, und der Computer 36 kann z. B. in einem Steer-by-Wire-Lenksystem einem Motor 40 befehlen, die Lenkzahnstange 26 zu bewegen. Als ein weiteres Beispiel kann die Drehung der Lenksäule 38 an die Lenkzahnstange 26 gekoppelt sein, sodass Drehmoment von einer Drehung der Lenksäule 38 auf die Lenkzahnstange 26 aufgebracht wird.
Die Lenkzahnstange 26 ist dazu ausgestaltet, den Steuerwinkel A der Räder 22 zu steuern. Zum Beispiel kann die Lenkzahnstange 26 mit den Rädern 22 über Zugstangen, Lenkachsschenkel usw. verbunden sein und kann in Richtung einer linken und rechten Seite des Fahrzeugs 20 bewegbar sein. Eine Bewegung der Lenkzahnstange 26 kann den Lenkwinkel A verändern. Die Lenkzahnstange 26 kann eine Vielzahl von Zahnradzähnen 42 beinhalten, die entlang einer Länge der Lenkzahnstange 26 angeordnet sind. Die Lenkzahnstange 26 kann durch ein Gehäuse 44 gleitbar gestützt sein. Zum Beispiel kann die Lenkzahnstange 26 in dem Gehäuse 44 gleiten, wenn sich die Lenkzahnstange 26 bewegt, um den Lenkwinkel A zu ändern.
Das erste Ritzel 28 beinhaltet eine Vielzahl von Zahnradzähnen 46. Die Zahnradzähne 46 erstrecken sich nach außen, z. B. radial von einer Achse A1 des ersten Ritzels 28 weg. Die Zahnradzähne 46 können umlaufend um das erste Ritzel 28 angeordnet sein. Das erste Ritzel 28 kann durch das Gehäuse 44 drehbar gestützt sein, sodass sich das erste Ritzel 28 um die Achse A1 drehen kann.
Das erste Ritzel 28 ist mit der Lenkzahnstange 26 verzahnt. Anders gesagt, steht das erste Ritzel 28 direkt mit der Lenkzahnstange 26 in Eingriff, d. h. ohne Zwischenkomponenten dazwischen. Die Verzahnung zwischen dem ersten Ritzel 28 und der Lenkzahnstange 26 überträgt Kraft von dem ersten Ritzel 28 auf die Lenkzahnstange 26, z. B. sodass eine Drehung des ersten Ritzels 28 eine Bewegung der Lenkzahnstange 26 bewirkt und umgekehrt. Zum Beispiel können die Zahnradzähne 46 des ersten Ritzels 28 mit den Zahnradzähnen 42 der Lenkzahnstange 26 verzahnt sein. Kraft kann dadurch dazwischen übertragen werden, dass die Zahnradzähne 46 des ersten Ritzels 28 die Zahnradzähne 42 der Lenkzahnstange 26 berühren.
Das erste interne Zahnrad 30 beinhaltet eine Vielzahl von Zahnradzähnen 48. Die Zahnradzähne 48 erstrecken sich nach innen, z. B. radial in Richtung einer Achse A2 des ersten internen Zahnrads 30. Die Zahnradzähne 48 können umlaufend um das erste interne Zahnrad 30 angeordnet sein, z. B. um die Achse A2. Das erste interne Zahnrad 30 kann durch das Gehäuse 44 drehbar gestützt sein, sodass sich das erste interne Zahnrad 30 um die Achse A2 drehen kann. Das erste interne Zahnrad 30 kann über der Lenkzahnstange 26 sein, z. B. relativ zu einer oberen und unteren Seite des Fahrzeugs 20. Die Achse A2 des ersten internen Zahnrads 30 und die Achse A1 des ersten Ritzels 28 können ausgerichtet sein. Anders gesagt, können das erste interne Zahnrad 30 und das erste Ritzel 28 koaxial sein.
Das erste interne Zahnrad 30 ist an das erste Ritzel 28 gekoppelt. Koppeln des ersten Ritzels 28 an das erste interne Zahnrad 30 überträgt Kraft dazwischen. Anders gesagt, bewirkt eine Drehung des ersten internen Zahnrads 30 eine Drehung des ersten Ritzels 28 und umgekehrt. Zum Beispiel kann das erste Ritzel 28 relativ zu dem ersten internen Zahnrad 30 fixiert sein. Anders gesagt, bewegen sich das erste Ritzel 28 und das interne Zahnrad 30 zusammen als eine Einheit. Zum Beispiel kann das erste Ritzel 28 an dem ersten internen Zahnrad 30 z. B. über Schweißen usw. fixiert sein. Als ein anderes Beispiel können das erste Ritzel 28 und das erste interne Zahnrad 30 z. B. an einer gemeinsamen Welle fixiert sein. Als ein weiteres Beispiel können das erste Ritzel 28 und das erste interne Zahnrad 30 monolithisch sein, d. h. ein einzelnes Materialstück, ohne Nähte, Verbindungsstellen, Befestigungselemente oder Klebstoffe, die das erste Ritzel 28 und das erste interne Zahnrad 30 zusammenhalten.
Das zweite Ritzel 32 beinhaltet eine Vielzahl von Zahnradzähnen 50. Die Zahnradzähne 50 erstrecken sich nach außen, z. B. radial von einer Achse A3 des zweiten Ritzels 32 weg. Die Zahnradzähne 50 können umlaufend um das zweite Ritzel 32 angeordnet sein, z. B. um die Achse A3. Das zweite Ritzel 32 kann durch das Gehäuse 44 drehbar gestützt sein, sodass sich das zweite Ritzel 32 um die Achse A3 drehen kann.
Das zweite Ritzel 32 ist mit dem ersten internen Zahnrad 30 verzahnt. Anders gesagt, steht das zweite Ritzel 32 direkt mit dem ersten internen Zahnrad 30 in Eingriff, d. h. ohne Zwischenkomponenten dazwischen. Die Verzahnung zwischen dem zweiten Ritzel 32 und dem ersten internen Zahnrad 30 überträgt Kraft von dem zweiten Ritzel 32 auf das erste interne Zahnrad 30, z. B. sodass eine Drehung des zweiten Ritzels 32 eine Bewegung des ersten internen Zahnrads 30 bewirkt und umgekehrt. Zum Beispiel können die Zahnradzähne 50 des zweiten Ritzels 32 mit den Zahnradzähnen 48 des ersten internen Zahnrads 30 verzahnt sein. Kraft kann dadurch dazwischen übertragen werden, dass die Zahnradzähne 50 des zweiten Ritzels 32 die Zahnradzähne 48 des ersten internen Zahnrads 30 berühren.
Die Lenkbaugruppe 24 kann ein zweites internes Zahnrad 52 beinhalten. Das zweite interne Zahnrad 52 beinhaltet eine Vielzahl von Zahnradzähnen 54. Die Zahnradzähne 54 erstrecken sich nach innen, z. B. radial in Richtung einer Achse A4 des zweiten internen Zahnrads 52. Die Zahnradzähne 54 können umlaufend um das zweite interne Zahnrad 52 angeordnet sein, z. B. um die Achse A4. Das zweite interne Zahnrad 52 kann durch das Gehäuse 44 drehbar gestützt sein, sodass sich das zweite interne Zahnrad 52 um die Achse A4 drehen kann. Das zweite interne Zahnrad 52 kann über dem ersten internen Zahnrad 30 sein, z. B. relativ zu der oberen und unteren Seite des Fahrzeugs 20. Die Achse A4 des zweiten internen Zahnrads 52 und die Achse A3 des zweiten Ritzels 32 können ausgerichtet sein. Anders gesagt, können das zweite interne Zahnrad 52 und das zweite Ritzel 32 koaxial sein.
Das zweite interne Zahnrad 52 kann an das zweite Ritzel 32 gekoppelt sein. Zum Beispiel kann das zweite interne Zahnrad 52 relativ zu dem zweiten Ritzel 32 fixiert sein. Anders gesagt, bewegen sich das zweite interne Zahnrad 52 und das zweite Ritzel 32 zusammen als eine Einheit. Als ein anderes Beispiel kann das zweite interne Zahnrad 52 direkt an dem zweiten Ritzel 32 fixiert sein. Als ein weiteres Beispiel können das zweite Ritzel 32 und das zweite interne Zahnrad 52 monolithisch sein.
Die Lenkbaugruppe 24 kann eine Umfangsfläche 56 beinhalten. Die Umfangsfläche 56 hilft bei der Positionierung des zweiten Ritzels 32 und des zweiten internen Zahnrads 52. Die Umfangsfläche 56 ist relativ zu dem zweiten Ritzel 32 und dem zweiten internen Zahnrad 52 fixiert. Auf die Umfangsfläche 56 ausgeübte Kraft wird auf das zweite Ritzel 32 und das zweite interne Zahnrad 52 übertragen. Die Umfangsfläche 56 kann zwischen dem zweiten Ritzel 32 und dem zweiten internen Zahnrad 52 sein. Das zweite Ritzel 32, das zweite interne Zahnrad 52 und die Umfangsfläche 56 können monolithisch sein.
Die Lenkbaugruppe 24 kann ein drittes Ritzel 58 beinhalten. Das dritte Ritzel 58 beinhaltet eine Vielzahl von Zahnradzähnen 60. Die Zahnradzähne 60 erstrecken sich nach außen, z. B. radial von einer Achse A5 des dritten Ritzels 58 weg. Die Zahnradzähne 60 können umlaufend um das dritte Ritzel 58 angeordnet sein, z. B. um die Achse A5. Das dritte Ritzel 58 kann durch das Gehäuse 44 drehbar gestützt sein, sodass sich das dritte Ritzel 58 um die Achse A5 drehen kann.
Das dritte Ritzel 58 kann mit dem zweiten internen Zahnrad 52 verzahnt sein. Anders gesagt, steht das dritte Ritzel 58 direkt mit dem zweiten internen Zahnrad 52 in Eingriff, d. h. ohne Zwischenkomponenten dazwischen. Die Verzahnung zwischen dem dritten Ritzel 58 und dem zweiten internen Zahnrad 52 überträgt Kraft von dem dritten Ritzel 58 auf das zweite interne Zahnrad 52, z. B. sodass eine Drehung des dritten Ritzels 58 eine Bewegung des zweiten internen Zahnrads 52 bewirkt und umgekehrt. Zum Beispiel können die Zahnradzähne 60 des dritten Ritzels 58 mit den Zahnradzähnen 54 des zweiten internen Zahnrads 52 verzahnt sein. Kraft kann dadurch dazwischen übertragen werden, dass die Zahnradzähne 60 des dritten Ritzels 58 die Zahnradzähne 54 des zweiten internen Zahnrads 52 berühren.
Die Lenkbaugruppe 24 kann ein viertes Ritzel 62 beinhalten, das in 2 gezeigt ist. Das vierte Ritzel 62 beinhaltet eine Vielzahl von Zahnradzähnen 64. Die Zahnradzähne 64 erstrecken sich nach außen, z. B. radial von einer Achse A6 des vierten Ritzels 62 weg. Die Zahnradzähne können umlaufend um das vierte Ritzel 62 angeordnet sein, z. B. um die Achse A6. Das vierte Ritzel 62 kann durch das Gehäuse 44 drehbar gestützt sein, sodass sich das vierte Ritzel 62 um die Achse A6 drehen kann. Das vierte Ritzel 62 kann von dem ersten Ritzel 28 entlang der Lenkzahnstange 26 beabstandet sein.
Das vierte Ritzel 62 kann mit der Lenkzahnstange 26 verzahnt sein. Die Verzahnung zwischen dem vierten Ritzel 62 und der Lenkzahnstange 26 überträgt Kraft von dem vierten Ritzel 62 auf die Lenkzahnstange 26, z. B. sodass eine Drehung des vierten Ritzels 62 eine Bewegung der Lenkzahnstange 26 bewirkt und umgekehrt. Zum Beispiel können die Zahnradzähne 64 des vierten Ritzels 62 mit den Zahnradzähnen 42 der Lenkzahnstange 26 verzahnt sein. Kraft kann dadurch dazwischen übertragen werden, dass die Zahnradzähne 64 des vierten Ritzels 62 die Zahnradzähne 42 der Lenkzahnstange 26 berühren.
Das vierte Ritzel 62 kann an die Lenkzahnstange 34 gekoppelt sein. Zum Beispiel kann das vierte Ritzel 62 z. B. über Schweißen, Reibungspassung usw. an der Lenksäule 38 fixiert sein, die an dem Lenkrad 34 fixiert ist. Zusätzliche Komponenten können verwendet werden, um das vierte Ritzel 62 an das Lenkrad 34 zu koppeln, z. B. Kreuzgelenke, Gleichlaufgelenke, eine Zwischenwelle usw.
Die Lenkbaugruppe 24 kann ohne das vierte Ritzel 62 arbeiten und kann dieses nicht beinhalten. Zum Beispiel kann die Lenkbaugruppe 24 eine Steer-by-Wire-Baugruppe sein, bei der die Bewegung der Lenkzahnstange 26 in einem autonomen Modus usw. einzig auf Grundlage von Befehlen von dem Computer 36 gesteuert wird, z. B. auf Grundlage einer erfassten Position des Lenkrads 34 und/oder der Lenksäule 38. Anders gesagt, kann die Lenkbaugruppe 24 ohne eine mechanische Kopplung zwischen der Lenkzahnstange 26 und dem Lenkrad 34 und/oder der Lenksäule 38 über das vierte Ritzel 62 arbeiten.
Das Gehäuse 44 kann die Lenkzahnstange 26, das erste Ritzel 28, das zweite Ritzel 32, das dritte Ritzel 58, das erste interne Zahnrad 30, das zweite interne Zahnrad 52, das dritte Ritzel 58 und das vierte Ritzel 62 stützen. Das Gehäuse 44 kann aus Metall oder einem beliebigen anderen geeigneten Material bestehen. Das Gehäuse 44 kann mehrere Komponenten beinhalten, z. B. eine erste Komponente 66, eine zweite Komponente 68 und eine dritte Komponente 70, die aneinander fixiert sind. Die erste Komponente 66 kann einen ersten Raum 72 mit einer offenen Oberseite 74 definieren. Die zweite Komponente 68 kann einen zweiten Raum 76 mit einer offenen Oberseite 78 definieren. Die zweite Komponente 68 kann die offene Oberseite 74 des ersten Raums 72 bedecken. Die dritte Komponente 70 kann die offene Oberseite 78 des zweiten Raums 76 bedecken. Das erste interne Zahnrad 30 und das zweite Ritzel 32 können in dem ersten Raum 72 sein. Das zweite interne Zahnrad 52 und das dritte Ritzel 58 können in dem zweiten Raum 76 sein.
Die Lenkbaugruppe 24 kann ein erstes Joch 80 beinhalten, das in den 3 und 6 gezeigt ist. Das erste Joch 80 hilft dabei, die Verzahnung zwischen der Lenkzahnstange 26 und dem ersten Ritzel 28 zu erhalten. Das erste Joch 80 kann durch das Gehäuse 44 gestützt sein. Das erste Joch 80 steht mit der Lenkzahnstange 26 gegenüber dem ersten Ritzel 28 in Wirkeingriff. Zum Beispiel kann das erste Joch 80 eine Reaktionsfläche 82 gegenüber einem distalen Ende 83 aufweisen. Die Reaktionsfläche 82 kann an der Lenkzahnstange 26 gegenüber dem ersten Ritzel 28 anliegen. Anders gesagt, kann die Lenkzahnstange 26 zwischen dem ersten Joch 80 und dem ersten Ritzel 28 sein. Ein Lager, eine Buchse oder eine andere reibungsreduzierende Komponente kann zwischen der Reaktionsfläche 82 und der Lenkzahnstange 26 sein.
Die Lenkbaugruppe 24 kann eine erste Feder 84 beinhalten. Die erste Feder 84 kann sich zwischen dem ersten Joch 80 und dem Gehäuse 44 befinden. Zum Beispiel kann die erste Feder 84 zwischen dem distalen Ende 83 des ersten Jochs 80 und einem Zapfen 85 des Gehäuses 44 sein. Die erste Feder 84 drückt das erste Joch 80 in Richtung der Lenkzahnstange 26 und des ersten Ritzels 28. Kraft von der ersten Feder 84 und dem ersten Joch 80 auf die Lenkzahnstange 26 drückt die Zahnradzähne 42 der Lenkzahnstange 26 und die Zahnradzähne 46 des ersten Ritzels 28 zueinander, z. B. in Verzahnung miteinander.
Die Lenkbaugruppe 24 kann ein zweites Joch 86 beinhalten, das in den 2-5 gezeigt ist. Das zweite Joch 86 hilft dabei, die Verzahnung zwischen dem ersten internen Zahnrad 30 und dem zweiten Ritzel 32 und die Verzahnung zwischen dem zweiten internen Zahnrad 52 und dem dritten Ritzel 58 zu erhalten. Das zweite Joch 86 kann durch das Gehäuse 44 gestützt sein, z. B. durch die zweite Komponente 68. Das zweite Joch 86 steht mit dem zweiten Ritzel 32 in Wirkeingriff. Zum Beispiel kann das zweite Joch 86 Y-förmig sein. Das zweite Joch 86 weist eine Reaktionsfläche 88, z. B. zwischen oberen Abschnitten der Y-Form, auf. Die Reaktionsfläche 88 des zweiten Jochs 86 kann an der Umfangsfläche 56, die an das zweite Ritzel 32 und/oder das zweite interne Zahnrad 52 gekoppelt ist, anliegen Ein Lager, eine Buchse oder eine andere reibungsreduzierende Komponente kann zwischen der Reaktionsfläche 82 und der Umfangsfläche 56 sein.
Die Lenkbaugruppe 24 kann eine zweite Feder 90 beinhalten. Die zweite Feder 90 kann sich zwischen dem zweiten Joch 86 und dem Gehäuse 44 befinden. Zum Beispiel kann die zweite Feder 90 zwischen einem unteren Abschnitt 89 der Y-Form des zweiten Jochs 86 und einem zweiten Zapfen 91 des Gehäuses 44 sein. Die zweite Feder 90 und das zweite Joch 86 können dazu ausgestaltet sein, das zweite Ritzel 32 in Verzahnung mit dem ersten internen Zahnrad 30 zu drücken. Zum Beispiel kann die zweite Feder 90 das zweite Joch 86 in Richtung des zweiten Ritzels 32 gegenüber davon, wo das zweite Ritzel 32 mit dem ersten internen Zahnrad 30 verzahnt ist, drücken. Die zweite Feder 90 und das zweite Joch 86 können dazu ausgestaltet sein, das zweite interne Zahnrad 52 in Verzahnung mit dem dritten Ritzel 58 zu drücken. Anders gesagt, kann Kraft von der zweiten Feder 90 auf das zweite Ritzel 32 und das zweite interne Zahnrad 52 über das zweite Joch und die Umfangsfläche 56 übertragen werden. Die Kraft kann die Zahnradzähne 50 des zweiten Ritzels 32 in Richtung der Zahnradzähne 48 des ersten internen Zahnrads 30 drücken und die Zahnradzähne 54 des zweiten internen Zahnrads 52 in Richtung der Zahnradzähne 60 des dritten Ritzels 58 drücken.
Die Lenkbaugruppe 24 kann den Motor 40 beinhalten. Der Motor 40 kann ein Elektromotor oder eine beliebige geeignete Art sein. Der Motor 40 steht mit dem ersten Ritzel 28 in Eingriff, um Drehmoment dazwischen zu übertragen. Anders gesagt, bewirkt eine Drehung der Welle 92 des Motors 40 eine Drehung des ersten Ritzels 28 und umgekehrt. Zum Beispiel kann die Welle 92 des Motors 40 relativ zu dem dritten Ritzel 58 fixiert sein, sodass eine Drehung der Welle 92 eine Drehung des dritten Ritzels 58 bewirkt. Zum Beispiel kann das dritte Ritzel 58 über eine Stellschraube oder ein anderes Befestigungsmittel, Schweißen, mechanische Verriegelung, z. B. Kerbverzahnungen, Keilnuten usw., an der Welle fixiert sein. Drehmoment und/oder Drehung, das bzw. die auf das dritte Ritzel 58 von der Welle 92 aufgebracht wird, kann an das erste Ritzel 28 über die Zahnräder 30, 32, 52 übertragen werden. Zusätzliche Komponenten zu den beschriebenen, wie etwa zusätzliche Wellen, Zahnräder usw., können mit dem Motor 40 mit dem ersten Ritzel 28 in Eingriff bringen. Weniger Komponenten als beschrieben können den Motor 40 mit dem ersten Ritzel 28 in Eingriff bringen, z. B. kann die Welle 92 an dem zweiten Ritzel 32 fixiert sein.
Die Lenkbaugruppe 24 kann einen in 7 gezeigten Sensor 94 beinhalten, der dazu ausgestaltet ist, die Drehposition der Lenksäule 38 zu erfassen, z. B. einen Näherungssensor, einen Hall-Effekt-Sensor, einen Drehwandler, ein Potentiometer usw.
Ein Kommunikationsnetzwerk 96 kann eine drahtgebundene oder drahtlose Kommunikation zwischen den Komponenten der Lenkbaugruppe 24, z. B. dem Computer 36, dem Motor 40, dem Sensor 94 usw., ermöglichen Das Kommunikationsnetzwerk 96 beinhaltet Hardware, wie etwa einen Kommunikationsbus, um die Kommunikation zwischen den Komponenten zu ermöglichen. Das Kommunikationsnetz 96 kann drahtgebundene oder drahtlose Kommunikation unter den Komponenten gemäß einer Reihe von Kommunikationsprotokollen ermöglichen, wie etwa Controller Area Network (CAN), Ethernet, WiFi, Local Interconnect Network (LIN) und/oder anderen drahtgebundenen oder drahtlosen Mechanismen.
Der Computer 36 kann eine mikroprozessorbasierte Steuerung sein, die über Schaltungen, Chips oder andere elektronische Komponenten umgesetzt ist. Zum Beispiel kann der Computer 36 einen Prozessor, einen Speicher usw. beinhalten. Der Speicher des Computers 36 kann Speicher zum Speichern von Anweisungen, die durch den Prozessor ausführbar sind, sowie zum elektronischen Speichern von Daten und/oder Datenbanken beinhalten. Wenngleich in 7 zur Vereinfachung der Veranschaulichung ein Computer gezeigt ist, versteht es sich, dass der Computer 36 eine oder mehrere Rechenvorrichtungen beinhalten könnte und verschiedene hierin beschriebene Vorgänge durch eine oder mehrere Rechenvorrichtungen ausgeführt werden könnten.
Der Speicher des Computers 36 speichert Anweisungen, die durch den Prozessor ausgeführt werden können, um den Motor zu betätigen, um den Lenkwinkel A der Räder 22 auf Grundlage einer erfassten Position, z. B. einer Drehposition, des Lenkrads 34 zu steuern. Zum Beispiel kann der Computer 36 über das Kommunikationsnetzwerk 96 Informationen von dem Sensor 94 empfangen, die die erfasste Position der an dem Lenkrad 34 fixierten Lenksäule 38 anzeigen. Auf Grundlage der erfassten Position des Lenkrads 34 kann der Computer 36 eine Anweisung an den Motor 40 übertragen, die eine Drehrichtung, ein Ausmaß der Drehung usw. anzeigen, die bzw. das der Motor 40 der Welle 92 bereitstellen soll. Wenn zum Beispiel die erfasste Position anzeigt, dass das Lenkrad 34 und die Lenksäule 38 in eine bestimmte Position oder eine bestimmte Richtung gedreht wurden, kann der Computer 36 den Motor 40 betätigen, um die Lenkzahnstange 26 zu bewegen und den Lenkwinkel A zu verändern, um der erfassten Position zu entsprechen.
Die Offenbarung wurde auf veranschaulichende Weise beschrieben und es versteht sich, dass die verwendete Terminologie vielmehr der Beschreibung als der Einschränkung dienen soll. In Anbetracht der vorstehenden Lehren sind viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Offenbarung möglich und die Offenbarung kann anders als konkret beschrieben umgesetzt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Baugruppe bereitgestellt, die Folgendes aufweist: eine Lenkzahnstange; ein erstes Ritzel, das mit der Lenkzahnstange verzahnt ist; ein internes Zahnrad, das an das erste Ritzel gekoppelt ist; und ein zweites Ritzel, das mit dem internen Zahnrad verzahnt ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ritzel relativ zu dem internen Zahnrad fixiert ist.
Gemäß einer Ausführungsform sind das erste Ritzel und das interne Zahnrad monolithisch.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch einen Motor gekennzeichnet, der mit dem ersten Ritzel in Eingriff steht.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch ein Joch gekennzeichnet, das mit der Lenkzahnstange gegenüber dem ersten Ritzel in Wirkeingriff steht, und eine Feder, die das Joch in Richtung der Lenkzahnstange und des ersten Ritzels drückt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch ein Gehäuse gekennzeichnet, das die Lenkzahnstange, das erste Ritzel, das interne Zahnrad und das zweite Ritzel stützt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch ein zweites internes Zahnrad gekennzeichnet, das an das zweite Ritzel gekoppelt ist, und ein drittes Ritzel, das mit dem zweiten internen Zahnrad verzahnt ist.
Gemäß einer Ausführungsform sind das zweite Ritzel und das zweite interne Zahnrad monolithisch.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch ein Joch gekennzeichnet, das mit dem zweiten Ritzel in Wirkeingriff steht, und eine Feder, die das Joch in Richtung des zweiten Ritzels gegenüber davon, wo das zweite Ritzel mit dem internen Zahnrad verzahnt ist, drückt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch eine Umfangsfläche zwischen dem zweiten Ritzel und dem zweiten internen Zahnrad gekennzeichnet, wobei das Joch an der Umfangsfläche anliegt.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Feder und das Joch dazu ausgestaltet, das zweite interne Zahnrad in Verzahnung mit dem dritten Ritzel zu drücken.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch ein Gehäuse gekennzeichnet, das die Lenkzahnstange, das erste Ritzel, das interne Zahnrad, das zweite Ritzel, das zweite interne Zahnrad und das dritte Ritzel stützt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch ein drittes Ritzel gekennzeichnet, das mit der Lenkzahnstange verzahnt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist: ein Paar von Rädern; eine Lenkzahnstange, die dazu ausgestaltet ist, einen Lenkwinkel der Räder zu steuern; ein erstes Ritzel, das mit der Lenkzahnstange verzahnt ist; ein internes Zahnrad, das an das erste Ritzel gekoppelt ist; und ein zweites Ritzel, das mit dem internen Zahnrad verzahnt ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist das interne Zahnrad kann über der Lenkzahnstange.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner gekennzeichnet durch ein Lenkrad, einen Motor, der mit dem ersten Ritzel in Eingriff steht, und einen Prozessor und einen Speicher, der Anweisungen speichert, die durch den Prozessor ausgeführt werden können, um den Motor zu betätigen, um den Lenkwinkel der Räder auf Grundlage einer erfassten Position des Lenkrads zu steuern.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch ein drittes Ritzel gekennzeichnet, das mit der Lenkzahnstange verzahnt ist, und ein Lenkrad, das an das dritte Ritzel gekoppelt ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch ein zweites internes Zahnrad gekennzeichnet, das an das zweite Ritzel gekoppelt ist, und ein drittes Ritzel, das mit dem zweiten internen Zahnrad verzahnt ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch ein Joch gekennzeichnet, das mit dem zweiten Ritzel in Wirkeingriff steht, und eine Feder, die das Joch in Richtung des zweiten Ritzels gegenüber davon, wo das zweite Ritzel mit dem internen Zahnrad verzahnt ist, drückt.
Gemäß einer Ausführungsform sind das erste Ritzel und das interne Zahnrad monolithisch.

Claims

Baugruppe, umfassend: eine Lenkzahnstange; ein erstes Ritzel, das mit der Lenkzahnstange verzahnt ist; ein internes Zahnrad, das an das erste Ritzel gekoppelt ist; und ein zweites Ritzel, das mit dem internen Zahnrad verzahnt ist.
Baugruppe nach Anspruch 1, wobei das erste Ritzel relativ zu dem internen Zahnrad fixiert ist.
Baugruppe nach Anspruch 1, wobei das erste Ritzel und das interne Zahnrad monolithisch sind.
Baugruppe nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Joch, das mit der Lenkzahnstange gegenüber dem ersten Ritzel in Wirkeingriff steht, und eine Feder, die das Joch in Richtung der Lenkzahnstange und des ersten Ritzels drückt.
Baugruppe nach Anspruch 1, ferner umfassend ein zweites internes Zahnrad, das an das zweite Ritzel gekoppelt ist, und ein drittes Ritzel, das mit dem zweiten internen Zahnrad verzahnt ist.
Baugruppe nach Anspruch 5, wobei das zweite Ritzel und das zweite interne Zahnrad monolithisch sind.
Baugruppe nach Anspruch 5, ferner umfassend ein Joch, das mit dem zweiten Ritzel in Wirkeingriff steht, und eine Feder, die das Joch in Richtung des zweiten Ritzels gegenüber davon, wo das zweite Ritzel mit dem internen Zahnrad verzahnt ist, drückt.
Baugruppe nach Anspruch 1, ferner umfassend ein drittes Ritzel, das mit der Lenkzahnstange verzahnt ist.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 1-8, ferner umfassend einen Motor, der mit dem ersten Ritzel in Eingriff steht.
Fahrzeug, umfassend: ein Paar von Rädern; eine Lenkzahnstange, die dazu ausgestaltet ist, einen Lenkwinkel der Räder zu steuern; ein erstes Ritzel, das mit der Lenkzahnstange verzahnt ist; ein internes Zahnrad, das an das erste Ritzel gekoppelt ist; und ein zweites Ritzel, das mit dem internen Zahnrad verzahnt ist.
Fahrzeug nach Anspruch 10, ferner umfassend ein Lenkrad, einen Motor, der mit dem ersten Ritzel in Eingriff steht, und einen Prozessor und einen Speicher, der Anweisungen speichert, die durch den Prozessor ausgeführt werden können, um den Motor zu betätigen, um den Lenkwinkel der Räder auf Grundlage einer erfassten Position des Lenkrads zu steuern.
Fahrzeug nach Anspruch 10, ferner umfassend ein drittes Ritzel, das mit der Lenkzahnstange verzahnt ist, und ein Lenkrad, das an das dritte Ritzel gekoppelt ist.
Fahrzeug nach Anspruch 10, ferner umfassend ein zweites internes Zahnrad, das an das zweite Ritzel gekoppelt ist, und ein drittes Ritzel, das mit dem zweiten internen Zahnrad verzahnt ist.
Fahrzeug nach Anspruch 13, ferner umfassend ein Joch, das mit dem zweiten Ritzel in Wirkeingriff steht, und eine Feder, die das Joch in Richtung des zweiten Ritzels gegenüber davon, wo das zweite Ritzel mit dem internen Zahnrad verzahnt ist, drückt.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 10-14, wobei das erste Ritzel und das interne Zahnrad monolithisch sind.