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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine an einem Fahrzeug montierte Lenkvorrichtung.
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Stand der Technik
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Patentliteratur 1 (im Folgenden als „PTL“ bezeichnet) offenbart eine Lenkvorrichtung, die mit einer Servolenkungseinheit zur Verstärkung einer Drehkraft einer Lenkwelle versehen ist, in der z.B. ein Motor zum Aufbringen der Drehkraft auf die Lenkwelle vorgesehen ist.
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Zitatliste
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Patentliteratur
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PTL 1 Offenlegungsschrift einer japanischen ungeprüften Patentanmeldung (Übersetzung der PCT-Anmeldung) Nr.
2007-522019 -
Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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In der Ausführung gemäß PTL 1 wird der Motor jedoch auch als Ersatz für den Ausfall der Servolenkung angetrieben und verwendet einen Schneckenradmechanismus zur Umwandlung der Drehkraft, so dass ein Motor mit höherer Leistung und größeren Abmessungen erforderlich ist.
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Eine Aufgabe dieser Offenbarung ist es, eine Lenkvorrichtung bereitzustellen, in der der Motor verkleinert werden kann.
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Lösung des Problems
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Die Lenkvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine an einem Fahrzeug zu montierende Lenkvorrichtung, wobei die Lenkvorrichtung umfasst: eine Servolenkungseinheit, die unter einem Boden einer Fahrzeugkabine angeordnet ist; eine Lenkwelle, die an einem Ende mit einem Lenkrad und an einem anderen Ende mit der Servolenkungseinheit verbunden ist, wobei das Lenkrad über dem Boden der Fahrzeugkabine angeordnet ist; und einen Koaxialmotor mit einer koaxial zur Lenkwelle angeordneten Ausgangswelle, wobei der Koaxialmotor eine Drehkraft auf die Lenkwelle ausübt.
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Vorteilhafte Effekte der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann der Motor verkleinert werden.
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Figurenliste
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- 1 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Lenkvorrichtung gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung; und
- 2 zeigt schematisch ein Beispiel für eine Lenkvorrichtung gemäß einer Modifikation der vorliegenden Offenbarung.
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Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
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Nachfolgend wird eine Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die angehängten Figuren ausführlich beschrieben.
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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.
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Die Lenkvorrichtung 1 ist an dem mit einer Fahrzeugkabine 2 versehenen Fahrzeug montiert. Das Fahrzeug ist ein Fahrzeug vom Typ Frontlenker (engl. „cab-over“; z.B. ein Lastkraftwagen, ein Bus, ein Kleinbus oder ähnliches), wobei die Fahrzeugkabine 2 über einem Verbrennungsmotor angeordnet ist (nicht abgebildet).
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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.
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Das Lenkrad 3 ist eine Vorrichtung, mit der ein Fahrer einen Drehvorgang zum Lenken des Fahrzeugs ausführt.
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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.
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Das erste Gelenkteil 5 koppelt die erste Lenkwelle 4 mit der zweiten Lenkwelle 6 in einem vorbestimmten Winkel.
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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.
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Die zweite Lenkwelle 6 ist ein drehbares, stabförmiges Element und umfasst eine Welle (nicht abgebildet) und ein die Welle umgebendes zylindrisches Element (nicht abgebildet), die so miteinander verbunden sind, dass sie in axialer Richtung relativ gleiten können, wodurch die zweite Lenkwelle 6 z.B. aus- und eingefahren werden kann.
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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.
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Das zweite Gelenkteil 10 koppelt die zweite Lenkwelle 6 mit der dritten Lenkwelle 11 in einem vorbestimmten Winkel.
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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.
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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.
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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.
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Die Servolenkungseinheit 12 ist unter Boden 7 angeordnet (mit anderen Worten, außerhalb der Fahrzeugkabine 2). 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.
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Die Servolenkungseinheit 12 ist beispielsweise hydraulisch, und zwei Haupt- und Subsystem-Ölpumpen (nicht abgebildet) sind über einen oder mehrere Ölkanäle (nicht abgebildet) mit der Servolenkungseinheit 12 verbunden. Somit ist die Sub-Ölpumpe auch bei Ausfall der Hauptölpumpe in der Lage, den Betrieb der Servolenkungseinheit 12 aufrecht zu erhalten. Es gilt zu beachten, dass eine Ölpumpe eines einzelnen Systems auch an die Servolenkungseinheit 12 angeschlossen werden kann. Es gilt auch zu beachten, dass die Servolenkungseinheit 12 nicht nur hydraulisch, sondern auch elektrisch sein kann.
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Im Folgenden wird eine charakteristische Konfiguration der vorliegenden Ausgestaltung beschrieben.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Wie oben beschrieben, ist die Lenkvorrichtung 1 der vorliegenden Ausgestaltung dadurch gekennzeichnet, dass der Koaxialmotor 20 an der ersten Lenkwelle 4 vorgesehen ist, die indirekt (über die zweite Lenkwelle 6 und die dritte Lenkwelle 11) mit der Servolenkungseinheit 12 verbunden ist.
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In der Lenkvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausgestaltung sind die Ölpumpen zweier Systeme mit der Servolenkungseinheit 12 verbunden, so dass die Servolenkungseinheit 12 ausfallsicher ist. Dadurch ist es möglich, einen kleineren Motor mit geringerer Leistung wie den Koaxialmotor 20 zu verwenden. Dadurch kann z.B. die Bedienbarkeit von Lenkrad 3 verbessert werden. In der oben beschriebenen Konfiguration der PTL 1 muss dagegen, da der Motor als Ersatz für den Ausfall der Servolenkung fungiert, ein Motor mit höherer Leistung und größerer Baugröße eingesetzt werden. Entsprechend besteht das Problem, dass die Bedienbarkeit von Lenkrad 3 abnimmt.
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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.
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[Modifikation 1]
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Obwohl die Ausgestaltung in Bezug auf den Fall beschrieben wurde, dass der Koaxialmotor 20 auf der ersten Lenkwelle 4 vorgesehen ist, beschränkt sich die vorliegende Offenbarung nicht auf dieses Beispiel.
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Zum Beispiel kann der Koaxialmotor 20 an einem Teil der zweiten Lenkwelle 6 angeordnet sein, der sich über Boden 7 befindet (mit anderen Worten: ein Teil innerhalb der Fahrzeugkabine 2).
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Alternativ kann der Koaxialmotor 20 auch an einem Teil der zweiten Lenkwelle 6, die sich unter dem Boden 7 befindet (mit anderen Worten, auf einem Teil außerhalb der Fahrzeugkabine 2), oder z.B. an der dritten Lenkwelle 11 vorgesehen sein.
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Das heißt, wenn die erste Lenkwelle 4, die zweite Lenkwelle 6 und die dritte Lenkwelle 11 gemeinsam als eine einzige Lenkwelle betrachtet werden, kann man sagen, dass eine solche Lenkwelle an einem Ende mit dem Lenkrad 3 im Fahrzeuginnenraum und am anderen Ende mit der Servolenkung 12 außerhalb des Fahrzeuginnenraums verbunden ist. Der Koaxialmotor 20 der vorliegenden Offenbarung muss nur an der Lenkwelle zwischen Lenkrad 3 und Servolenkungseinheit 12 vorgesehen werden.
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[Modifikation 2]
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Wie z.B. in 2 gezeigt, kann der Koaxialmotor 20 auch unterhalb einer Wellenhalterung 21 angeordnet sein, die die erste Lenkwelle 4 trägt, so dass die erste Lenkwelle 4 drehbar ist. Die Wellenhalterung 21 ist z. B. zwischen dem Lenkrad 3 und dem ersten Gelenkteil 5 vorgesehen.
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[Modifikation 3]
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Die Lenkvorrichtung 1 muss als Mindestkonfiguration nur den Koaxialmotor 20 und eine Lenkwelle (erste Lenkwelle 4, zweite Lenkwelle 6 und dritte Lenkwelle 11) umfassen, die an einem Ende mit dem Lenkrad 3 und am anderen Ende mit der Servolenkungseinheit 12 verbunden ist und an der der Koaxialmotor 20 befestigt ist.
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[Modifikation 4]
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Obwohl die Ausgestaltung in Bezug auf den Fall beschrieben wurde, dass das Fahrzeug, auf 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 Fahrzeugkabine 2 angebracht werden.
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<Zusammenfassung der Offenlegung>
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Die Lenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist eine an einem Fahrzeug zu montierende Lenkvorrichtung, wobei die Lenkvorrichtung umfasst: eine Servolenkungseinheit, die unter einem Boden einer Fahrzeugkabine angeordnet ist; eine Lenkwelle, die an einem Ende mit einem Lenkrad und an einem anderen Ende mit der Servolenkungseinheit verbunden ist, wobei das Lenkrad über dem Boden der Fahrzeugkabine angeordnet ist; und einen Koaxialmotor mit einer koaxial zur Lenkwelle angeordneten Ausgangswelle, wobei der Koaxialmotor eine Drehkraft auf die Lenkwelle ausübt.
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Bei der oben beschriebenen Lenkvorrichtung kann der Koaxialmotor an einem Teil der Lenkwelle vorgesehen sein, der sich unter dem Lenkrad und über dem Boden der Fahrzeugkabine befindet.
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In der oben beschriebenen Lenkvorrichtung kann der Koaxialmotor unterhalb der Wellenhalterung angeordnet sein, die die erste Lenkwelle trägt, so dass die erste Lenkwelle drehbar ist.
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Bei der oben beschriebenen Lenkvorrichtung kann die Servolenkungseinheit hydraulisch sein, und es können mehrere Ölpumpen an die Servolenkungseinheit angeschlossen werden.
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Diese Anmeldung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-165754 , die am 30. August 2017 eingereicht wurde und deren Offenbarung hier durch Bezug in ihrer Gesamtheit aufgenommen wird.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die vorliegende Offenbarung ist anwendbar für eine Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lenkvorrichtung
- 2
- Fahrzeugkabine
- 3
- Lenkrad
- 4
- Erste Lenkwelle
- 5
- Erstes Gelenkteil
- 6
- Zweite Lenkwelle
- 7
- Boden
- 8
- Obere Abdeckung
- 9
- Untere Abdeckung
- 10
- Zweites Gelenkteil
- 11
- Dritte Lenkwelle
- 12
- Servolenkungseinheit
- 13
- Lenkstockhebel
- 14
- Lenkstange
- 20
- Koaxialmotor
- 21
- Wellenhalterung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2007522019 [0003]
- JP 2017165754 [0043]
