DE112018004767B4

DE112018004767B4 - Lenkvorrichtung

Info

Publication number: DE112018004767B4
Application number: DE112018004767.9T
Authority: DE
Inventors: Junpei Okutani; Haruyuki Hosoya; Kousuke Kawakami
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2017-08-30
Filing date: 2018-07-18
Publication date: 2022-10-06
Anticipated expiration: 2038-07-19
Also published as: JP2019043216A; US11230327B2; US20200223496A1; CN110997456A; DE112018004767T5; WO2019044224A1

Abstract

Eine Lenkvorrichtung (1) zur Montage an einem Fahrzeug mit einer kippbaren Fahrzeugkabine (2), wobei die Lenkvorrichtung umfasst:eine erste Lenkwelle (4), die an einem Ende mit einem Lenkrad (3) verbunden ist;eine zweite Lenkwelle (6), die unterhalb der ersten Lenkwelle (4) angeordnet und an einem Ende mittels eines Gelenkteils (5) mit einem anderen Ende der ersten Lenkwelle (4) verbunden ist, wobei das eine Ende der zweiten Lenkwelle über einem Boden (7) der Fahrzeugkabine (2) angeordnet ist; undeinen Koaxialmotor (20) mit einer koaxial zur ersten Lenkwelle (4) angeordneten Ausgangswelle, wobei der Koaxialmotor (20) eine Drehkraft auf die erste Lenkwelle (4) ausübt,eine zylindrische obere Abdeckung (8), die die erste Lenkwelle (4) und den Koaxialmotor (20) umfangsseitig abdeckt,eine zylindrische untere Abdeckung (9) mit einem oberen Ende, das mit einem unteren Ende der oberen Abdeckung (8) verbunden ist, und einem unteren Ende, das am Boden (7) der Fahrzeugkabine (2) befestigt ist, wobei die untere Abdeckung (9) das Gelenkteil (5) und die zweite Lenkwelle (6) umfangsseitig abdeckt,wobei das erste Gelenkteil (5) die erste Lenkwelle (4) mit der zweiten Lenkwelle (6) in einem vorbestimmten Winkel koppelt,wobei die zweite Lenkwelle (6) in axialer Richtung ausziehbar und einfahrbar ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine an einem Fahrzeug montierte Lenkvorrichtung.
Technischer Hintergrund
Es ist bekannt, dass bei Lenkvorrichtungen, die an einem Fahrzeug angebracht werden sollen, einige der Lenkvorrichtungen in einer Fahrzeugkabine einen Motor zum Aufbringen einer Drehkraft auf eine Lenkwelle enthalten (siehe z.B. Patentliteratur (im Folgenden als „PTL“ bezeichnet) 1).
Einige dieser Lenkvorrichtungen umfassen einen Motor mit einer Ausgangswelle, die orthogonal oder im Wesentlichen orthogonal zur Lenkwelle angeordnet ist und die Richtung der Drehkraft des Motors durch einen Schneckenradmechanismus in die Drehrichtung der Lenkwelle umwandelt.
WO 2012/ 060 744 A1 betrifft eine Lenksäule zum rotierenden Verbinden eines Lenkrads und eines Lenkgetriebes eines Fahrzeugs, das eine kippbare Kabine zum Freilegen des Motors aufweist.
JP 2013 - 010 380 A betrifft eine Servolenkung mit einem Motor, der dem von einer Lenkwelle übertragenen Drehmoment ein unterstützendes Drehmoment hinzufügen kann.
DE 23 30 642 A betrifft eine Lenksäule für ein Kraftfahrzeug mit einer Kippbaren Fahrzeugkabine.
AT 296 781 B betrifft eine Lenksäulenanordnung für ein Kraftfahrzeug mit kippbarem Fahrerhaus.
Zitatliste
Patent-Literatur
PTL 1
Offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2007-112240
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Da der Motor jedoch so angeordnet werden muss, dass er bei den oben beschriebenen konventionellen Lenkvorrichtungen nicht mit verschiedenen um die Lenkwelle herum angeordneten Vorrichtungen (z.B. einer Feststellbremse, einer Schalttafel und ähnlichem) in Konflikt gerät, haben die konventionellen Lenkvorrichtungen Raum für Verbesserungen hinsichtlich der Gestaltungsqualität um die Lenkwelle herum.
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist die Bereitstellung einer Lenkvorrichtung, die es ermöglicht, die Gestaltungsqualität um eine Lenkwelle herum zu verbessern.
Lösung des Problems
Die Lenkvorrichtung nach einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Lenkvorrichtung, die an einem Fahrzeug mit einer kippbaren Fahrzeugkabine zu montieren ist, wobei die Lenkvorrichtung umfasst: eine erste Lenkwelle, die an einem Ende mit einem Lenkrad verbunden ist; eine zweite Lenkwelle, die unterhalb der ersten Lenkwelle angeordnet und an einem Ende mittels eines Gelenkteils mit einem anderen Ende der ersten Lenkwelle verbunden ist, wobei sich das eine Ende der zweiten Lenkwelle über einem Boden der Fahrzeugkabine befindet; und einen Koaxialmotor mit einer Ausgangswelle, die koaxial zur ersten Lenkwelle angeordnet ist, wobei der Koaxialmotor eine Drehkraft auf die erste Lenkwelle ausübt, wobei die zweite Lenkwelle in axialer Richtung ausziehbar und einfahrbar ist. Die Lenkvorrichtung weist eine zylindrische obere Abdeckung auf, die die erste Lenkwelle und den Koaxialmotor umfangsseitig abdeckt. Die Lenkvorrichtung weist eine zylindrische untere Abdeckung auf. Die untere Abdeckung hat ein oberes Ende, das mit einem unteren Ende der oberen Abdeckung verbunden ist. Die untere Abdeckung hat ein unteres Ende, das am Boden der Fahrzeugkabine befestigt ist. Die untere Abdeckung deckt das Gelenkteil und die zweite Lenkwelle umfangsseitig ab. Das erste Gelenkteil koppelt die erste Lenkwelle mit der zweiten Lenkwelle in einem vorbestimmten Winkel.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, die Gestaltungsqualität um die Lenkwelle herum zu verbessern.
Figurenliste

1 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Lenkvorrichtung gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung; und
2 zeigt schematisch ein Beispiel für den Zustand der Lenkvorrichtung beim Kippen der Kabine nach gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
Nachfolgend wird eine Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Lenkvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausgestaltung wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. 1 zeigt schematisch die Lenkvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausgestaltung. In 1 bezeichnet FR die Vorderseite eines Fahrzeugs und UP die Oberseite des Fahrzeugs.
Die Lenkvorrichtung 1 ist an einem Fahrzeug mit der Fahrzeugkabine 2 (so genannte „Kabine“ oder „Fahrerhaus“) angebracht. Das Fahrzeug ist ein Fahrzeug vom Typ Frontlenker (engl. „cab-over“; z.B. ein Lastkraftwagen, ein Bus, ein Leinbus oder ähnliches), das mit der Fahrzeugkabine 2 über einem Verbrennungsmotor ausgestattet ist (nicht abgebildet).
Das Fahrzeug ist ausgebildet, das Fahrerhaus zu kippen. Das heißt, es ist möglich, die Fahrzeugkabine 2 um die Kippwelle 16 zu drehen, wie in BILD 2 dargestellt. Die Kippwelle 16 ist z.B. an einem vorderen Endabschnitt eines Fahrgestellrahmens (nicht abgebildet) befestigt, der so angeordnet ist, dass er sich entlang der Vorne-Hinten-Richtung des Fahrzeugs erstreckt. Es ist zu beachten, dass die Darstellung einiger der in 1 gezeigten Komponenten in 2 ausgelassen wurde.
Die Lenkvorrichtung 1 umfasst ein Lenkrad 3, eine erste Lenkwelle 4, ein erstes Gelenkteil 5, eine zweite Lenkwelle 6, ein zweites Gelenkteil 10, eine dritte Lenkwelle 11, eine Servolenkungseinheit 12, einen Lenkstockhebel 13, eine Lenkstange 14 und einen Koaxialmotor 20.
Das Lenkrad 3 ist eine Vorrichtung, mit der ein Fahrer einen Drehvorgang zum Lenken des Fahrzeugs ausführt.
Die erste Lenkwelle 4 ist ein drehbares stabförmiges Element und ist an einem Ende mit dem Lenkrad 3 und am anderen Ende mit dem ersten Gelenkteil 5 verbunden.
Das erste Gelenkteil 5 koppelt die erste Lenkwelle 4 mit der zweiten Lenkwelle 6 in einem vorbestimmten Winkel.
Die erste Lenkwelle 4 ist umfangsseitig durch eine zylindrische obere Abdeckung 8 (auch als Lenkhaube bezeichnet) abgedeckt. Indes ist das erste Gelenkteil 5 umfangsseitig durch eine zylindrische untere Abdeckung 9 (auch als Säulenabdeckung oder Säulenmanschette bezeichnet) abgedeckt. Das obere Ende der unteren Abdeckung 9 ist mit dem unteren Ende der oberen Abdeckung 8 verbunden, und das untere Ende der unteren Abdeckung 9 ist am Boden (unten) 7 der Fahrzeugkabine 2 befestigt.
Die zweite Lenkwelle 6 ist ein drehbares stabförmiges Element. Die zweite Lenkwelle 6 umfasst die Welle 6a und das zylindrische Element 6b, das die Welle 6a umgibt, die so miteinander verbunden sind, dass sie in axialer Richtung relativ zueinander gleiten können, wodurch die zweite Lenkwelle 6 beispielsweise ausfahrbar und einfahrbar ist. So fährt die zweite Lenkwelle 6 beim Kippen der Kabine aus (siehe 2) und fährt ein, wenn die Kabine nicht gekippt ist (siehe 1).
Es ist zu beachten, dass, obwohl der Fall, dass die zweite Lenkwelle 6 eine Zweikomponentenstruktur hat, als Beispiel für die vorliegende Ausgestaltung beschrieben wurde, die zweite Lenkwelle 6 auch eine Drei- oder Mehrkomponentenstruktur haben kann, indem drei oder mehr zylindrische Elemente 6b vorgesehen werden.
Die zweite Lenkwelle 6 ist an einem Ende mit dem ersten Gelenkteil 5 und am anderen Ende mit dem zweiten Gelenkteil 10 verbunden, das unter dem Boden 7 (außerhalb der Fahrzeugkabine 2) angeordnet ist. Insbesondere wird das andere Ende der zweiten Lenkwelle 6 in eine Öffnung (nicht abgebildet) im Boden 7 eingeführt und mit dem zweiten Gelenkteil 10 verbunden.
Das zweite Gelenkteil 10 koppelt die zweite Lenkwelle 6 mit der dritten Lenkwelle 11 in einem vorbestimmten Winkel.
Ein Teil der zweiten Lenkwelle 6, der sich über dem Boden 7 befindet (Teil, der sich in der Fahrzeugkabine 2 befindet), ist umfangsseitig durch die untere Abdeckung 9 abgedeckt.
Die dritte Lenkwelle 11 ist ein drehbares stabförmiges Element und ist an einem Ende mit dem zweiten Gelenkteil 10 und am anderen Ende mit der Servolenkungseinheit 12 (auch als Lenkgetriebe bezeichnet) verbunden.
Die Drehkraft des Lenkrads 3 wird über die erste Lenkwelle 4, die zweite Lenkwelle 6 und die dritte Lenkwelle 11 auf die Servolenkungseinheit 12 übertragen.
Die Servolenkungseinheit 12 wandelt die wie oben beschrieben übertragene Drehkraft in eine größere Kraft um, die den Lenkstockhebel 13 schwenkt. So schwenkt der Lenkstockhebel 13 um die Lenkstange 14 zu ziehen oder zu drücken, so dass die Räder (nicht abgebildet) über Gelenkarme und Spurstangen (beide nicht abgebildet) gelenkt werden.
Im Folgenden wird eine charakteristische Konfiguration der vorliegenden Ausgestaltung beschrieben.
Bei der vorliegenden Ausgestaltung ist der Koaxialmotor 20 an der ersten Lenkwelle 4 befestigt, wie in 1 dargestellt. Der Koaxialmotor 20 ist in der oberen Abdeckung 8 untergebracht.
Eine Ausgangswelle (nicht abgebildet) des Koaxialmotors 20 ist koaxial zur ersten Lenkwelle 4 angeordnet. Der Koaxialmotor 20 wird unter der Steuerung einer ECU (nicht abgebildet) angetrieben, um die Rotationskraft auf die erste Lenkwelle 4 auszuüben.
Zum Beispiel, wenn eine Fahrassistenzfunktion ausgeführt wird, treibt die ECU den Koaxialmotor 20 so an, dass eine vorbestimmte Drehkraft zu einem vorbestimmten Zeitpunkt auf die erste Lenkwelle 4 ausgeübt wird. Beispiele für die Fahrassistenzfunktion sind automatisches Einparken, Spurhalteassistent während einer Geschwindigkeitsregelung und ähnliches.
Die durch den Antrieb des Koaxialmotors 20 verursachte Drehkraft der ersten Lenkwelle 4 wird über die zweite Lenkwelle 6 und die dritte Lenkwelle 11 auf die Servolenkungseinheit 12 übertragen.
Wie oben beschrieben, ist die Lenkvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausgestaltung dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lenkwelle 4 mit dem Koaxialmotor 20 versehen ist. Da der Koaxialmotor 20 ohne Beeinträchtigung verschiedener um die Lenkwelle herum vorgesehener Vorrichtungen (z.B. einer Feststellbremse, einer Schalttafel und dergleichen) angeordnet werden kann, ermöglicht die Lenkvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform eine Verbesserung der Gestaltungsqualität um die Lenkwelle herum.
Ferner, wenn der Koaxialmotor 20 auf der Welle 6a der zweiten Lenkwelle 6 vorgesehen ist, wird das zylindrische Element 6b um die Länge des vorgesehenen Koaxialmotors 20 verkürzt, so dass es unmöglich sein kann, die für die Kabinenkippung erforderliche Länge der zweiten Lenkwelle 6 zu gewährleisten. Im Gegensatz dazu ist der Koaxialmotor 20 auf der ersten Lenkwelle 4 vorgesehen, die über der zweiten Lenkwelle 6 in der Lenkvorrichtung 1 entsprechend der vorliegenden Ausgestaltung angeordnet ist, so dass es möglich ist, die für die Kabinenkippung erforderliche Länge der zweiten Lenkwelle 6 zu gewährleisten.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausgestaltungen beschränkt und kann entsprechend modifiziert und implementiert werden, ohne vom Geist der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Im Folgenden wird jede Änderung beschrieben.
[Modifikation 1]
Die Lenkvorrichtung 1 muss als Mindestkonfiguration nur den Koaxialmotor 20 und eine Lenkwelle (erste Lenkwelle 4 oder zweite Lenkwelle 6) enthalten, an der der Koaxialmotor 20 befestigt ist.
[Modifikation 2]
Obwohl die Ausgestaltung in Zusammenhang mit dem Fall beschrieben wurde, dass das Fahrzeug, an dem die Lenkvorrichtung 1 montiert ist, ein Fahrzeug vom Typ Frontlenker ist, beschränkt sich die vorliegende Offenbarung nicht auf dieses Beispiel. Die Lenkvorrichtung 1 kann auch an einem Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor vor oder hinter der kippbaren Fahrzeugkabine 2 angebracht werden.
<Zusammenfassung der Offenbarung>
Die Lenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist eine Lenkvorrichtung, die an einem Fahrzeug mit einer kippbaren Fahrzeugkabine montierbar ist, wobei die Lenkvorrichtung umfasst: eine erste Lenkwelle, die an einem Ende mit einem Lenkrad verbunden ist; eine zweite Lenkwelle, die unterhalb der ersten Lenkwelle angeordnet und an einem Ende mit einem anderen Ende der ersten Lenkwelle verbunden ist, wobei das eine Ende der zweiten Lenkwelle über einem Boden des Fahrzeuginnenraums angeordnet ist; und einen Koaxialmotor mit einer koaxial zur ersten Lenkwelle angeordneten Ausgangswelle, wobei der Koaxialmotor eine Drehkraft auf die erste Lenkwelle ausübt, wobei die zweite Lenkwelle in axialer Richtung ausziehbar und einfahrbar ist.
Bei der oben beschriebenen Lenkvorrichtung kann die zweite Lenkwelle eine Welle und ein die Welle umgebendes zylindrisches Element umfassen, wobei die Welle und das zylindrische Element so miteinander gekoppelt sind, dass sie in axialer Richtung relativ zueinander gleitend sind.
Industrielle Anwendbarkeit
Die Lenkvorrichtung der vorliegenden Offenbarung ist auf eine Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs anwendbar.
Bezugszeichenliste

1: Lenkvorrichtung
2: Fahrzeugkabine
3: Lenkrad
4: Erste Lenkwelle
5: Erstes Gelenkteil
6: Zweite Lenkwelle
6a: Welle
6b: Zylindrisches Element
7: Boden
8: Obere Abdeckung
9: Untere Abdeckung
10: Zweites Gelenkteil
11: Dritte Lenkwelle
12: Servolenkungseinheit
13: Lenkstockhebel
14: Lenkstange
16: Kippwelle
20: Koaxialmotor

Claims

Eine Lenkvorrichtung (1) zur Montage an einem Fahrzeug mit einer kippbaren Fahrzeugkabine (2), wobei die Lenkvorrichtung umfasst: eine erste Lenkwelle (4), die an einem Ende mit einem Lenkrad (3) verbunden ist; eine zweite Lenkwelle (6), die unterhalb der ersten Lenkwelle (4) angeordnet und an einem Ende mittels eines Gelenkteils (5) mit einem anderen Ende der ersten Lenkwelle (4) verbunden ist, wobei das eine Ende der zweiten Lenkwelle über einem Boden (7) der Fahrzeugkabine (2) angeordnet ist; und einen Koaxialmotor (20) mit einer koaxial zur ersten Lenkwelle (4) angeordneten Ausgangswelle, wobei der Koaxialmotor (20) eine Drehkraft auf die erste Lenkwelle (4) ausübt, eine zylindrische obere Abdeckung (8), die die erste Lenkwelle (4) und den Koaxialmotor (20) umfangsseitig abdeckt, eine zylindrische untere Abdeckung (9) mit einem oberen Ende, das mit einem unteren Ende der oberen Abdeckung (8) verbunden ist, und einem unteren Ende, das am Boden (7) der Fahrzeugkabine (2) befestigt ist, wobei die untere Abdeckung (9) das Gelenkteil (5) und die zweite Lenkwelle (6) umfangsseitig abdeckt, wobei das erste Gelenkteil (5) die erste Lenkwelle (4) mit der zweiten Lenkwelle (6) in einem vorbestimmten Winkel koppelt, wobei die zweite Lenkwelle (6) in axialer Richtung ausziehbar und einfahrbar ist.
Die Lenkvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die zweite Lenkwelle (6) eine Welle (6a) und ein die Welle (6a) umgebendes zylindrisches Element (6b) umfasst, wobei die Welle (6a) und das zylindrische Element (6b) so miteinander gekoppelt sind, dass sie in axialer Richtung relativ zueinander gleitfähig sind.