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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine motorbetriebene Fahrzeuglenkvorrichtung,
die den Lenkwinkel von dem Lenkrad auf den Drehring überträgt.
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US 6,179,083 offenbart eine
motorbetriebene Fahrzeuglenkvorrichtung mit einem variablen Übersetzungsverhältnissystem,
das ein Rotationsbewegungsübersetzungsverhältnis zwischen
einer ersten Lenkwelle, die sich mit einem Lenkrad als eine Einheit
dreht, und einer zweiten Lenkwelle variiert, die mit einer Drehstange
für ein
Drehen eines Drehrings verbunden ist. Das variable Übersetzungsverhältnissystem
weist Folgendes auf:
Einen Antriebsmotor, eine Motorwelle für ein Übertragen
einer Rotation einer Ausgabewelle des Antriebsmotors und ein Reduktionsgetriebe
für ein
Modifizieren des Übersetzungsverhältnisses
zwischen einer Rotationseingabe, die durch die erste Lenkwelle eingegeben
wird, und einer Rotationsausgabe, die zu der zweiten Lenkwelle ausgegeben
wird. Darüber
hinaus haben die Motorwelle und die erste Lenkwelle eine im Wesentlichen
konzentrisch duale Struktur, und der Antriebsmotor ist fest installiert
und durch die Rotation der ersten Lenkwelle und der zweiten Lenkwelle
unbeeinflusst, wobei die Ausgabewelle mit der Motorwelle verbunden
ist.
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EP 0 548 854 A1 offenbart
eine Lenkvorrichtung für
ein motorbetriebenes Fahrzeug mit einem System für ein variables Übersetzungsverhältnis gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1. Desweiteren offenbaren die Dokumente
JP2000-168594 und
DE10159700A1 auch motorbetriebene
Fahrzeuglenkvorrichtungen mit einem variablen Übersetzungsverhältnismechanismus.
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Eine
herkömmliche
Lenkvorrichtung überträgt den Lenkwinkel
des Lenkrads auf den Drehring mit einem ungefähr konstanten Übersetzungsverhältnis, um
einen bestimmten Drehwinkel vorzusehen. Zum Beispiel wird in einer
motorbetriebenen Fahrzeuglenkvorrichtung einer herkömmlichen
Zahnstangenart, das Übersetzungsverhältnis zwischen
dem Lenkwinkel und dem Drehwinkel durch den Eingriff zwischen dem
Ritzel, das sich mit dem Lenkrad als eine Einheit dreht, und der
Zahnstange bestimmt, die mit dem Drehring durch einen Drehstab verbunden ist.
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Wenn
jedoch das Übersetzungsverhältnis der
motorbetriebenen Fahrzeuglenkvorrichtung konstant ist, ist es schwierig
ein geeignetes Betätigungsgefühl zu erreichen,
sowohl wenn bei niedrigen Geschwindigkeiten gefahren wird als auch
wenn bei hohen Geschwindigkeiten gefahren wird. In anderen Worten
gesagt, ist es wünschenswert,
ein hohes Übersetzungsverhältnis einzustellen,
das heißt
einen hohen Drehwinkel durch einen kleinen Lenkwinkel vorzusehen,
für ein
Fahren bei niedrigen Geschwindigkeiten. Andererseits ist es wünschenswert,
ein niedriges Übersetzungsverhältnis zwischen
dem Lenkwinkel und dem Drehwinkel zu haben, wenn bei hohen Geschwindigkeiten
gefahren wird, um sichere und stabile Fahrzustände sicherzustellen.
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Deshalb
sind verschiedene Arten von motorbetriebenen Fahrzeuglenkvorrichtungen
mit variablen Übersetzungsverhältnissystemen
für ein
Vorsehen von variablen Übersetzungsverhältnissen
zwischen dem Lenkwinkel und dem Drehwinkel in Abhängigkeit
von Fahrzuständen
vorgeschlagen worden. Eines von solchen variablen Übersetzungsverhältnissystemen
basiert auf einem Reduktionsgetriebe, dessen Übersetzungsverhältnis durch eine Dreheingabe
modifiziert wird, die durch eine externe Quelle vorgesehen wird.
Für solch
ein Reduktionsgetriebe werden ein Planetenreduktionsgetriebe oder ein
Wellgetriebereduktionsgetriebe („Strain Wave Gearing Speed
Reducer”)
verwendet. Siehe zum Beispiel
JP2000-232041 („
JP '041 ”), insbesondere Paragraphen
0013 bis 0017 und
2 und
3.
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Eine
herkömmliche
Lenkvorrichtung 9, die ein Wellgetriebereduktionsgetriebe
verwendet, wird in dem Folgenden mit Bezug auf 9 beschrieben. Diese
motorbetriebene Fahrzeuglenkvorrichtung ist so aufgebaut, um eine
Betätigung
des Lenkrads 910 durch eine Bedienperson auf ein Getriebegehäuse 970 mittels
einer Lenkwelle 920, Zwischenwellen 930 und 940 und
einer entfernten Endwelle 960 zu übertragen, die alle durch Universalgelenke 921 und 951 miteinander
verbunden sind. Ein Getriebegehäuse 970 wandelt
die Drehbewegung der entfernten Endwelle 960 in eine Linearbewegung
in der Axialrichtung einer Drehstange 980 um.
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Ein
variables Übersetzungsverhältnissystem 950 ist
zwischen der Zwischenwelle 930 und der Zwischenwelle 940 für ein Modifizieren
des Übersetzungsverhältnisses
zwischen diesen Wellen vorgesehen.
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Dieses
variable Übersetzungsverhältnissystem 950 ist
so aufgebaut, dass es das Übersetzungsverhältnis zwischen
der Zwischenwelle 930 und der Zwischenwelle 940 mittels
eines Wellgetriebereduktionsgetriebes 90 ändert, wie
in 10 gezeigt ist. Das Betätigungsprinzip des Wellgetriebereduktionsgetriebes 90 ist
wie folgt:
Das Wellgetriebereduktionsgetriebe 90 ist
ein Reduktionselement mit einem Circular Spline 91, einem Flexspline 93 und
einem Wave Generator 92, wie in 10 gezeigt
ist. Das Wellgetriebereduktionsgetriebe 90 ist so aufgebaut,
dass das Übersetzungsverhältnis zwischen
dem Circular Spline 91 und dem Flexspline 93 durch
die Rotation des Wave Generator 92 modifiziert wird.
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Gemäß der Bauart
des variablen Übersetzungsverhältnissystems 950 ist
der Circular Spline 91 mit der Zwischenwelle 930 verbunden,
die sich zusammen mit einem Lenkrad 910 dreht (9),
und der Flexspline 93 ist mit der Zwischenwelle 940 verbunden,
die sich zusammen mit der entfernten Endwelle 960 dreht.
Eine Ausgabewelle 952 eines Antriebsmotors 951,
der im Inneren eines Gehäuses 965 installiert
ist, das sich zusammen mit der Zwischenwelle 940 dreht,
ist in den Wave Generator 92 eingesetzt.
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Der
Antriebsmotor 951 hat einen Stator 953, der an
dem Innendurchmesser des Gehäuses 965 fixiert
ist, einen Rotor 954, der im Inneren des Stators 953 vorgesehen
ist, und eine Ausgabewelle 952, die die Ausgaberotation
des Rotors 954 vorsieht. Er ist so aufgebaut, dass das Übersetzungsverhältnis zwischen
dem Circular Spline 91 und dem Flexspline 93 variiert,
wenn sich der Wave Generator 92 dreht, der sich zusammen
mit der Ausgabewelle 952 dreht. In anderen Worten gesagt,
ist das variable Übersetzungsverhältnissystem 950 so
aufgebaut, dass es das Übersetzungsverhältnis zwischen
der Zwischenwelle 930 und der Zwischenwelle 940 durch
den Antriebsmotor 951 variiert.
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Jedoch
hat die motorbetriebene Fahrzeuglenkvorrichtung 9 des Stands
der Technik die folgenden Probleme. Wie angemerkt ist, ist der Antriebsmotor 951 im
Inneren des Gehäuses 965 fixiert,
das sich zusammen mit der dazwischen liegenden Zwischenwelle 940 dreht.
Der Antriebsmotor 951 muss mit Anschlussdrähten für eine Energieversorgung,
Anschlussdrähten
für ein Übertragen
von Steuersignalen, etc. verbunden werden.
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Deshalb
ist es notwendig, dass sich diese Vielzahl von Anschlussdrähten der
Rotation des Antriebs 951 gemäß der Rotation der Zwischenwelle 940 anpassen
können.
Demzufolge wird im Fall dieses variablen Übersetzungsverhältnissystems 950 ein
flaches Kabel verwendet, an dem die Vielzahl von Anschlussdrähten frei
liegen, wie in 11 gezeigt ist. Dieses flache
Kabel 957 ist in einer spiralförmigen Weise um den Außenumfang
eines Einsetzteils 967 gewickelt, in das die Zwischenwelle 940 in
dem Gehäuse 965 eingesetzt
ist.
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Eine
Abdeckung 958 ist an dem Außenumfang des Einsetzteils 967 vorgesehen,
wie in 11 gezeigt ist, um das flache
Kabel 957 zu schützen,
das in der spiralförmigen
Weise herum gewickelt ist. Die Abdeckung 958 ist an dem
Fahrzeugkörper
(nicht dargestellt) so befestigt, dass sie durch die Drehbewegung
der Zwischenwelle 940 und des Gehäuses 965 nicht beeinflusst
wird.
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Jeder
Anschlussdraht des flachen Kabels 957 ist elektrisch mit
dem Eingabe-/Ausgabeanschluss 959 verbunden, der an der
Außenseite
der Abdeckung 958 vorgesehen ist. Dies ermöglicht es, dass
der Antriebsmotor 951 durch ein externes Gerät, wie eine
ECU, mittels dieser Eingabe-/Ausgabeanschlüsse 959 gesteuert
werden kann.
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In
einem variablen Übersetzungsverhältnissystem 950 ist
das flache Kabel 957 in der spiralförmigen Weise, wie in 11 gezeigt
ist, im Inneren der fixierten Abdeckung 958 installiert.
Der Aufbau ist derart, dass die diametrische Verminderung beziehungsweise
Schrumpfung dieses flachen Kabels 957 es gestattet, die
relative Rotation zwischen der Abdeckung 958 und der Zwischenwelle 940 zu
absorbieren, die sich in der Aufwickelrichtung des flachen Kabels 957 dreht.
Deshalb war es notwendig, eine ausreichende Länge des flachen Kabels 957 unter
Berücksichtigung
eines Falls vorzusehen, wo sich die Zwischenwelle 940 den
ganzen Weg in der Aufwickelrichtung des flachen Kabels 957 dreht.
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Wenn
sich die Zwischenwelle 940 in der Richtung des weiteren
Freigebens des flachen Kabels 957 dreht, erweitert sich
andererseits die Spirale des flachen Kabels 957 in der diametralen
Richtung. Deshalb war es notwendig, einen ausreichenden Durchmesser
der Abdeckung 958 unter Berücksichtigung eines Falls vorzusehen,
wo die sich Zwischenwelle 940 den ganzen Weg in der Richtung
des Freigebens beziehungsweise Lockerns des flachen Kabels 957 dreht.
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Darüber hinaus
war es notwendig, dass die Abdeckung 958 eine ausreichende
axiale Länge
hat, wie in 10 gezeigt ist, um die Breite
des flachen Kabels 957 unterzubringen, die verbreitert
ist, um die notwendige Anzahl von Anschlussdrähten aufzunehmen, die parallel
zueinander angeordnet sind.
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Somit
war es in dem variablen Übersetzungsverhältnissystem 950 des
Stands der Technik notwendig, einen großen Raum vorzusehen, um ein langes
flaches Kabel 957 zu enthalten, das mit dem Antriebsmotor 951 verbunden
ist, wie in 10 gezeigt ist.
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Darüber hinaus
wiederholt die Spirale des flachen Kabels 957 zyklisch
eine Ausdehnung und ein Schrumpfen, wenn sich die Zwischenwelle 940 dreht.
Als eine Folge war es notwendig, der Flexibilität der Anschlussdrähte und
der Abriebsfestigkeit der Beschichtung der Anschlussdrähte Aufmerksamkeit zu
schenken, um eine Verschlechterung aufgrund der Metallermüdung der
flachen Kabel 957 und die Abnutzung zwischen verschiedenen
Teilen des flachen Kabels 957 zu verhindern.
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Somit
gibt es verschiedene Probleme, die durch die Struktur selbst entstehen
können,
wenn eine flaches Spiralkabel verwendet wird. Demzufolge war eine
Entwicklung einer motorbetriebenen Fahrzeuglenkvorrichtung mit einer
einfacheren Struktur gewünscht,
die das flache Spiralkabel nicht erfordert.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, solche Probleme
der Vorrichtung des Stands der Technik zu lösen, und eine motorbetriebene
Fahrzeuglenkvorrichtung vorzusehen, die ein kompaktes und hoch zuverlässiges variables Übersetzungsverhältnissystem
hat, ohne ein flaches Spiralkabel zu verwenden.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird mit einer motorbetriebenen
Fahrzeuglenkvorrichtung gemäß Anspruch
1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Entwicklungen der vorliegenden Erfindung sind
in den Unteransprüchen
definiert.
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Die
Erfindung ist eine motorbetriebene Fahrzeuglenkvorrichtung mit einem
variablen Übersetzungsverhältnismechanismus,
der ein Rotationsbewegungsübersetzungsverhältnis zwischen
einer ersten Lenkwelle, die sich mit einem Lenkrad als eine Einheit
dreht, und einer zweiten Lenkwelle variiert, die mit einer Drehstange
für ein
Drehen eines Drehrings verbunden ist. Der variable Übersetzungsverhältnismechanismus
hat einen Antriebsmotor, eine Motorwelle für ein Übertragen einer Rotation der
Ausgabewelle des Antriebsmotors; und ein Reduktionsgetriebe, das
aufgebaut ist, um das Übersetzungsverhältnis zwischen
einer Rotationseingabe, die durch die erste Lenkwelle eingegeben
wird, und einer Rotationsausgabe zu modifizieren, die zu der zweiten
Lenkwelle ausgegeben wird. Die Motorwelle und die zweite Lenkwelle
bilden eine im Wesentlichen konzentrisch duale Struktur. Der Antriebsmotor
ist in solch einer Weise fest installiert, dass er weder durch die
erste Lenkwelle noch die zweite Lenkwelle beeinflusst wird, wobei
die Ausgabewelle mit der Motorwelle verbunden ist. Die zweite Lenkwelle
weist ein hohles Durchgangsloch auf, und die Motorwelle geht durch
das hohle Durchgangsloch hindurch.
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In
der motorbetriebenen Fahrzeuglenkvorrichtung der vorliegenden Erfindung
ist der Antriebsmotor so befestigt, dass er durch die Rotation von weder
der ersten Lenkwelle noch der zweiten Lenkwelle beeinflusst wird.
Eine Motorwelle ist in einer im Wesentlichen konzentrischen Beziehung
mit der zweiten Lenkwelle in einer dualen Struktur an der Innenseite
von dieser angeordnet, und die Rotation des Antriebsmotors wird
zu dem Reduktionsgetriebe mittels dieser Motorwelle übertragen.
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Deshalb
dreht sich der Antriebsmotor selbst nicht zusammen mit den Rotationen
der ersten Lenkwelle und der zweiten Welle in dieser motorbetriebenen
Fahrzeuglenkvorrichtung.
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Deshalb
ist es gar nicht notwendig, ein flaches Spiralkabel mit dem Antriebsmotor
zu verbinden. Somit ist es möglich,
die Probleme, die mit dem flachen Spiralkabel verbunden sind, zu
lösen,
und eine kompaktere und zuverlässigere
Struktur vorzusehen.
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Die
Erfindung wird detailliert auf Basis von bevorzugten Ausführungsformen
mit Bezug auf die beiliegenden Figuren beschrieben.
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1 ist
ein Querschnitt, der ein Getriebegehäuse mit einem variablen Übersetzungsverhältnissystem
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist
eine beschreibende Zeichnung, die die Struktur einer motorbetriebenen
Fahrzeuglenkvorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt.
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3 ist
ein Blockdiagramm, das die Struktur der motorbetriebenen Fahrzeuglenkvorrichtung der
vorliegenden Erfindung zeigt.
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4 ist
eine Vorderansicht eines Wellgetriebereduktionsgetriebes der vorliegenden
Erfindung.
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5 ist
ein Querschnitt, der ein Getriebegehäuse mit einem variablen Übersetzungsverhältnissystem
einer Ausführungsform
zeigt.
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6 ist
ein Querschnitt, der ein Getriebegehäuse mit einem variablen Übersetzungsverhältnissystem
einer weiteren Ausführungsform
zeigt.
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7 ist
ein Querschnitt, der ein Getriebegehäuse mit einem variablen Übersetzungsverhältnissystem
einer noch weiteren Ausführungsform
zeigt, das nicht durch die vorliegende Erfindung geschützt wird.
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8 ist
ein Querschnitt, der ein Getriebegehäuse mit einem variablen Übersetzungsverhältnissystem
einer weiteren Ausführungsform
zeigt, die durch die vorliegende Erfindung nicht abgedeckt wird.
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9 ist
eine beschreibende Zeichnung, die die Struktur einer motorbetriebenen
Fahrzeuglenkvorrichtung des Stands der Technik zeigt.
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10 ist
eine Querschnittsansicht eines variablen Übersetzungsverhältnissystems
des Stands der Technik.
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11 ist
eine Querschnittsansicht entlang Linie 11-11 von 10, die
ein flaches Kabel zeigt, das im Inneren einer Abdeckung des Stands
der Technik eingeschlossen ist.
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- 1
- Motorbetriebene
Fahrzeuglenkvorrichtung
- 10
- Variables Übersetzungsverhältnissystem
- 11
- Lenkgetriebegehäuse
- 110
- Erste
Lenkwelle
- 118
- Drehventil
- 120
- Zweite
Lenkwelle
- 150
- Antriebsmotor
- 151
- Ausgabewelle
- 152
- Motorwelle
- 190
- Drehstange
- 210
- Wellengehäuse
- 220
- Getriebegehäuse
- 280
- Übertragungswelle
- 29
- Servoventil
- 291
- Zuführanschluss
- 292
- Auslassanschluss
- 292,
294
- Zuführ-/Auslassanschluss
- 295
- Manschettenventil
bzw. Hülsenschieber
- 300
- Lenkrad
-
Eine
motorbetriebene Fahrzeuglenkvorrichtung einer Ausführungsform
wird nachstehend mit Bezug auf 1 bis 4 beschrieben.
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Die
Ausführungsform
bezieht sich auf eine motorbetriebene Fahrzeuglenkvorrichtung 1,
die in 1 gezeigt ist, mit einem variablen Übersetzungsverhältnissystem 10,
das das Drehbewegungsübersetzungsverhältnis zwischen
einer ersten Lenkwelle 110, die sich zusammen mit einem
Lenkrad 300 dreht (2), und
einer zweiten Lenkwelle 120 variiert, die mit einer Drehstange 190 verbunden
ist, die für
ein Drehen eines Drehrings (nicht dargestellt) vorgesehen ist.
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Das
variable Übersetzungsverhältnissystem 10 hat
einen Antriebsmotor 150, eine Motorwelle 152 für ein Übertragen
der Rotation einer Ausgabewelle 151 des Antriebsmotors 150 und
ein Wellgetriebereduktionsgetriebe 130.
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Das
Wellgetriebereduktionsgetriebe 130 ist so ausgebildet,
dass es das Übersetzungsverhältnis zwischen
der Eingabedrehzahl von der ersten Lenkwelle 110 und der
Ausgabedrehzahl, die zu der zweiten Lenkwelle 120 übertragen
wird, in Abhängigkeit der
Drehzahl der Motorwelle 152 ändert.
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Die
Motorwelle 152 und die zweite Lenkwelle 120 bilden
eine im Wesentlichen konzentrisch duale Struktur, und der Antriebsmotor 150 ist
in einem fixierten Zustand installiert, sodass er keinen Effekt von
der Rotation von weder der ersten Lenkwelle 110 noch der
zweiten Lenkwelle 120 empfängt, wobei seine Ausgabewelle 151 mit
der Motorwelle 152 verbunden ist.
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Weitere
detaillierte Beschreibungen über diese
Anordnungen sind wie folgt.
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Die
motorbetriebene Fahrzeuglenkvorrichtung 1 hat ein Lenkrad 300,
ein Lenkgetriebegehäuse 11,
das ein variables Übersetzungsverhältnissystem 10 (1)
enthält,
und einen Drehring (nicht dargestellt). Die Rotation einer Lenkwelle 310,
die einstückig
mit dem Lenkrad 300 aufgebaut ist, wird zu einer ersten
Lenkwelle 110, die in das Lenkgetriebegehäuse 11 eingesetzt
ist, mittels Universalgelenken 320 und 340 und
einer Zwischenwelle 330 übertragen, die zwischen zwei
Universalgelenken 320 und 340 vorgesehen ist.
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Die
motorbetriebene Fahrzeuglenkvorrichtung 1 dieser Ausführungsform
basiert auf einer elektrischen Servolenkvorrichtung mit einem EPS-Betätigungselement 60,
das in ein Lenkgetriebegehäuse 11 eingebaut
ist, wie in 3 gezeigt ist. Die motorbetriebene
Fahrzeuglenkvorrichtung 1 dieser Ausführungsform, die auf der elektrischen
Servolenkvorrichtung basiert, ist aufgebaut, um die Betätigungskraft
an einem Lenkrad 300 mit der Hilfe des EPS-Betätigungselements 60 verringern
zu können.
Es ist auch möglich,
die Betätigungskraft
an einem Lenkrad 300 mit einer Hydraulikkraftunterstützung durch
Unterbringen eines hydraulischen Betätigungselements anstelle des
EPS-Betätigungselements 60 zu
verringern.
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Die
motorbetriebene Fahrzeuglenkvorrichtung dieser Ausführungsform
ist in solch einer Weise aufgebaut, dass das EPS-Betätigungselement 60 und
ein variables Übersetzungsverhältnissystem (VGRS) 10 durch
eine erste ECU (EPS-ECU) 601, die das EPS-Betätigungselement 60 steuert,
und eine zweite ECU (VGRS-ECU) 101 gesteuert werden, die
das VGRS 10 steuert, wie in 3 gezeigt ist.
Sie ist so aufgebaut, dass das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal von
einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 70, das Drehmoment,
das durch einen Drehmomentsensor 40 bereitgestellt wird,
und der Lenkwinkel des Lenkrads 300 in eine erste ECU 601 und
eine zweite ECU 101 als Eingabewerte eingegeben werden,
sodass das System gemäß Lenkzuständen, wie
einer Fahrzeuggeschwindigkeit und einem Lenkraddrehmoment, gesteuert
werden kann.
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Die
erste ECU 601 ist in solch einer Weise aufgebaut, um das
EPS-Betätigungselement 60 gemäß dem Drehmoment
zu steuern, das durch das Lenkrad 300 zu der ersten Drehwelle 110 vorgesehen
wird, und gemäß dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal,
wie in 3 gezeigt ist. Die zweite ECU 101 ist
aufgebaut, um das variable Übersetzungsverhältnissystem 10 gemäß der Eingabe
des Lenkwinkels des Lenkrads 300 und der Fahrzeuggeschwindigkeit
zu steuern.
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Wie
in 1 gezeigt ist, die einen Querschnitt zeigt, der
die Drehachse der ersten Lenkwelle 110 enthält und der
senkrecht zu einer Drehstange 190 ist, ist das Lenkgetriebegehäuse 11 ein
Lenkgetriebegehäuse
der Zahnstangenart. Das Lenkgetriebegehäuse 11 hat einen Drehstab 190,
der durch es hindurchgeht, genauso wie die erste Lenkwelle 110, die
in die Getriebebox von einer Richtung eintritt, die im Wesentlichen
senkrecht zu der Drehstange 190 ist.
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Das
Lenkgetriebegehäuse 11 ist
so aufgebaut, dass die Drehbewegung der ersten Welle 110 in eine
Linearbewegung in der Axialrichtung der Drehstange 190 umgewandelt
werden kann, wie in 1 gezeigt ist. An jedem Ende
dieser Drehstange 190 ist ein Drehring (nicht dargestellt)
vorgesehen, sodass der Drehwinkel des Drehrings durch die axiale
Linearbewegung der Drehstange 190 modifiziert werden kann.
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Das
Lenkgetriebegehäuse 11 hat
ein variables Übersetzungsverhältnissystem,
das ein Wellgetriebereduktionsgetriebe 130 hat, wie in 1 gezeigt
ist. Dieses variable Übersetzungsverhältnissystem 10 ist
aufgebaut, um eine Eingabedrehbewegung von der ersten Lenkwelle 110 zu
empfangen, und gibt die Drehbewegung einer zweiten Lenkwelle 120,
die koaxial mit der ersten Lenkwelle 110 vorgesehen ist,
als seine Ausgabe aus.
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Zusätzlich kann
das Übersetzungsverhältnis zwischen
der ersten Lenkwelle 110 und der zweiten Lenkwelle 120 durch
die Rotation eines Antriebsmotors 150 modifiziert werden,
der in dem Lenkgetriebegehäuse 11 fixiert
ist.
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Das
Lenkgetriebegehäuse 11 besteht
aus einem Wellengehäuse 210,
das das entfernte Ende der ersten Lenkwelle 110 enthält, und
einem Getriebegehäuse 220,
das die Drehstange 190 und die zweite Lenkwelle 120 enthält, wie
in 1 gezeigt ist.
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Das
Wellengehäuse 210,
das die erste Lenkwelle 110 enthält, bildet eine zylindrische
Form mit einer hohlen Durchgangsstruktur aus. Eine Spule 170, die
eine ungefähr
zylindrische Form für
ein konzentrisches Halten der ersten Lenkwelle 110 ausbildet, und
ein Flansch 180, der mit den Keilzähnen bei dem entfernten Ende
der ersten Lenkwelle 110 eingreift, sind drehbar durch
Lager 211 und 212 abgestützt, die an einem Innenumfang
des Wellengehäuses 210 installiert
sind.
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Der
Flansch 180 ist ein Element von einer annähernd zylindrischen
Form, dessen Querschnitt im Wesentlichen kreisförmig ist, wie in 1 gezeigt ist.
Bei seinem Ende an der Seite der ersten Lenkwelle 110 ist
ein Hohlraum 182 gelegen, dessen Querschnitt ungefähr kreisförmig und
konzentrisch mit der ersten Lenkwelle 110 und der Spule 170 ist.
Dieser Hohlraum 182 hat einen ersten Hohlraum 183 für ein Beherbergen
der Spule 170 und einen Hohlraum 184, dessen Durchmesser
kleiner ist als der des ersten Hohlraums 183, für ein Beherbergen
der ersten Lenkwelle 110, die von der Spule 170 hervorsteht.
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In
dem Innenumfang dieses ersten Hohlraums 183 ist, wie in 1 gezeigt
ist, ein Nadellager 185 für ein drehbares Abstützen der
Spule 170 vorgesehen, um die relative Drehung zwischen
der Spule 170 und dem Flansch 180 zu gestatten.
In dem Innenumfang des zweiten Hohlraums 184 sind Keilzähne ausgebildet,
um mit Keilzähnen 113 einzugreifen, die
an dem Außenumfang
des entfernten Endes der ersten Lenkwelle 110 ausgebildet
sind.
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An
dem anderen Ende des Flansches 180 ist ein Hohlraum 188 für ein Aufnehmen
eines ringförmigen
Circular Spline 132 des Wellgetriebereduktionsgetriebes
ausgebildet, das später
beschrieben wird. Der Circular Spline 132 ist durch einen
Keil (nicht dargestellt) an dem Hohlraum 188 befestigt.
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Wie
in 1 gezeigt ist, ist die Spule 170 an dem
Außenumfang
der ersten Lenkwelle 110 konzentrisch derart angeordnet,
dass die Keilzähne 111, die
an dem Außenumfang
eines Fassabschnitts der ersten Lenkgetriebewelle 110 ausgebildet
sind, der nicht in der Lenkgetriebebox 11 untergebracht
ist, mit den Keilzähnen 171 eingreifen,
die an dem Innenumfang von einem Ende der Spule 170 ausgebildet
sind.
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Ein
kleiner Durchmesserabschnitt 112, der einen Durchmesser
hat, der kleiner ist als der Innendurchmesser der Spule 170,
ist in dem Abschnitt der ersten Lenkwelle 110 ausgebildet,
der in der Spule 170 untergebracht ist, wie in 1 gezeigt
ist. Er ist so aufgebaut, dass eine sehr kleine Torsion in diesem kleinen
Durchmesserabschnitt 112 aufgrund des Eingriffs der Keilzähne erzeugt
wird, die an dem Ende der ersten Lenkwelle 110 ausgebildet
sind, wenn sich der Flansch 180 dreht.
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Andererseits,
wie in 1 gezeigt ist, greift die Spule 170 mit
der ersten Lenkwelle 110 durch Keilzähne 111 ein, die an
der ersten Lenkwelle 110 an der Seite des Lenkrads 300 relativ
zu dem kleinen Durchmesserabschnitt 112 gelegen sind. Demzufolge
kann die Torsion, die in dem kleinen Durchmesserabschnitt 112 erzeugt
wird, als eine Rotationsverschiebung zwischen dem Flansch 180 und
der Spule 170 dargestellt werden.
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Die
motorbetriebene Fahrzeuglenkvorrichtung dieser Ausführungsform
hat, wie in 1 gezeigt ist, einen Drehmomentsensor 215,
der einen Resolver beziehungsweise Drehmelder für ein Messen der Rotationsposition
des Flansches 180 und einen Drehmelder beziehungsweise
Resolver für
ein Messen der Rotationsposition der Spule an dem Innenumfang des
Schaftgehäuses 210 hat.
Der Drehmomentsensor 215 misst den Torsionsbetrag, der
in dem kleinen Durchmesserabschnitt 112 erzeugt wird, durch
Vergleichen der Messergebnisse der zwei Drehmelder, auf deren Basis
der Rotationsmomentwert berechnet wird, der auf die erste Lenkwelle 110 aufgebracht
wird. Der Drehmomentsensor 215 liefert die Rotationsposition
der Spule 170 als den Lenkwinkel des Lenkrads 300 zusätzlich zu
dem Rotationsmoment.
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Das
Getriebegehäuse 220 beherbergt,
wie in 1 gezeigt ist, die Gesamtheit der zweiten Lenkwelle 120,
die der ersten Lenkwelle 110 koaxial gegenüber liegt,
und einen Abschnitt der Drehstange 190, die im Wesentlichen
senkrecht zu der zweiten Lenkwelle 120 ist. Es ist auch
derart aufgebaut, dass die Drehbewegung der zweiten Lenkwelle 120 in
die axiale Linearbewegung der Drehstange 190 umgewandelt
werden kann, durch Bewirken eines Eingriffs eines Zahnrads 125,
das an dem Außenumfang
der zweiten Lenkwelle 120 ausgebildet ist, mit einer Zahnstange 195,
die an dem Außenumfang
der Drehstange 190 ausgebildet ist.
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Die
zweite Lenkwelle 120 ist, wie in 1 gezeigt
ist, drehbar durch Lager 212 abgestützt, das an dem Innenumfang
des Getriebegehäuses 220 vorgesehen
ist. Bei ihrem Ende bei der Seite der ersten Lenkwelle 110,
ist ein Verbindungsteil 127, das einen Hohlraum 128 hat,
für ein
Einpassen eines ringförmigen
Halterings 138 vorgesehen, der später beschrieben wird. Der Haltering 138 ist
durch einen Keil (nicht dargestellt) in einem Hohlraum 128 befestigt.
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Die
zweite Lenkwelle 120 hat eine hohle Durchgangslochstruktur.
Ein Lager 122 ist an dem Innenumfang der zweiten Lenkwelle 120 vorgesehen, um
die Motorwelle 152 drehbar abzustützen.
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Die
Motorwelle 152 dreht sich, wenn sie durch den Antriebsmotor 150 angetrieben
wird, der an dem Getriebegehäuse 220 befestigt
ist, wie in 1 gezeigt ist. Der Aufbau ist
derart, dass die Rotation der Ausgabewelle 151 des Antriebsmotors 150 zur
Motorwelle 152 mittels eines Antriebszahnrads 223,
das an einer Ausgabewelle 151 des Antriebsmotors 150 befestigt
wird, und eines Abtriebszahnrads 224 übertragen wird, das an dem
Ende der Motorwelle 152 gegenüber zu dem Wellgetriebereduktionsgetriebe 130 befestigt
ist.
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Der
Antriebsmotor 150 ist im Inneren des Getriebegehäuses 220 befestigt,
wenn er in einem Motorgehäuse 156 beherbergt
ist. Ein Motorstator 153 ist an dem Innenumfang des im
Wesentlichen zylindrischen Motorgehäuses 156 befestigt.
Ein Rotor 154 mit einer Ausgabewelle 151, die
durch ihn hindurchgeht, ist drehbar im Inneren des Stators 153 abgestützt.
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Die
Motorwelle 152 ist, wie in 1 gezeigt ist,
drehbar durch ein Lager 122, das im Inneren der hohlen
Durchgangsstruktur der zweiten Lenkwelle 120 vorgesehen
ist, und ein Lager 211 abgestützt, das an dem Innenumfang
des Getriebegehäuses 220 vorgesehen
ist. Das Ende der Motorwelle 152 an der Seite des Wellgetriebereduktionsgetriebes 130 ist
in ein Durchgangsloch 351 einer Nocke des Wellgetriebereduktionsgetriebes 130 presseingepasst,
und ist durch einen Keil 350 (4) befestigt.
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Das
Wellgetriebereduktionsgetriebe 130 ist in einem Raum platziert,
der zwischen einem Hohlraum 188 des Flansches 180 und
einem Hohlraum 128 des Verbindungsteils 127 der
zweiten Lenkwelle 120 ausgebildet ist, die einander gegenüber liegend platziert
sind.
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Das
Wellgetriebereduktionsgetriebe 130 ist ein Reduktionselement
mit einem Circular Spline 132, einem Flexspline 134 und
einem Wave Generator 136, wie in 4 gezeigt
ist.
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Der
Circular Spline 132 ist eine ringförmige feste Komponente und
hat Keilzähne,
die an seinem Innenumfang ausgebildet sind, wie in 4 gezeigt ist.
In dieser Ausführungsform
ist der Circular Spline 132, der in einen Hohlraum 188 des
Flansch 180 eingesetzt ist, der mit der ersten Lenkwelle 110 verbunden
ist, an dem Flansch 180 mit einem Keil (nicht dargestellt)
befestigt.
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Der
Flexspline 134 ist eine becherartige elastische Komponente,
die aus Metall gemacht ist, wie in 4 dargestellt
ist. Keilzähne,
deren Zähnezahl zwei
weniger ist als die des Circular Spline 132, und deren
Zahnabstand identisch zu dem des Circular Spline 132 ist,
sind an dem Außenumfang
des Flexspline 134 in der Nähe seines offenen Endes ausgebildet.
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Circular
Spline 132 und Flexspline 134 sind durch die Keilzähne an dem
Innenumfang des Circular Spline 132 und die Keilzähne des
Außenumfangs des
Flexspline 134 miteinander in Eingriff.
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In
dieser Ausführungsform
ist der Haltering 138 mit einem Außendurchmesser, der im Wesentlichen
gleich zu dem des Circular Spline 132 ist, koaxial an dem
Außenumfang
des Flexspline 134 ausgebildet, wie in 1 gezeigt
ist. Die Keilzähne
mit der selben Anzahl von Zähnen
und dem selben Zahnabstand wie die Keilzähne des Flexspline 134 sind
an dem Innenumfang des Halterings 138 ausgebildet. Der
Haltering 138 und der Flexspline 134 sind durch diese
Zähne miteinander
in Eingriff. Der Haltering 138, der in einem Hohlraum 128 des
Verbindungsteils 127 der zweiten Lenkwelle 120 eingepasst
ist, ist durch einen Keil (nicht dargestellt) in dieser Ausführungsform
an der zweiten Lenkwelle 120 befestigt.
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Der
Wave Generator 136 ist eine Komponente, die ein Kugellager 135 hat,
das an dem Außenumfang
einer Nocke 131 eingepasst ist, die eine elliptische Form
hat, wie in 4 gezeigt ist. Ein Innenring 137 des
Kugellagers 135, das an der Nocke 131 befestigt
ist, ist so aufgebaut, dass es sich zusammen mit der Nocke 131 dreht.
Ein Außenring 133 des
Kugellagers 135 ist so aufgebaut, dass es sich elastisch mit
der Rotation der Nocke 131 verformt.
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Dieser
Wave Generator 136 ist desweiteren ins Innere des becherartigen
Flexspline 134 eingepasst, wie in 4 gezeigt
ist, und der Innenumfang des Flexspline 134, wo die Keilzähne ausgebildet sind,
berührt
den Außenring 133 an
dem Außenumfang
des Wave Generators 136. Der Flexspline 134, dessen Öffnungsteil
in eine elliptische Form aufgrund des Einsetzens des Wave Generators 136 verformt ist,
ist so aufgebaut, dass er den Außenring 133 spaltlos
berührt.
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Die
Kurzdarstellung des Betriebs des Wellgetriebereduktionsgetriebes 130,
das auf diese Weise aufgebaut ist, wird nun beschrieben. Das Wellgetriebereduktionsgetriebe 130 ist
aufgebaut, um das Übersetzungsverhältnis zwischen
dem Flexspline 134 und dem Circular Spline 132 durch
die Rotation der Nocke 131 des Wave Generators 136 zu
modifizieren, wie in 4 gezeigt ist.
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Wenn
sich die Nocke 131 im Inneren des Flexspline 134 dreht,
verformt sich die Öffnung
des Flexspline 134 elastisch in einer sequentiellen Weise, als
ob sich die elliptische Form drehen würde. Der Punkt des Eingriffs
zwischen dem Flexspline 134 und dem Circular Spline 132 bewegt
sich aufgrund dieser elastischen Verformung des Flexspline 134 umfänglich herum.
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Desweiteren
sind die Keilzähne
des Flexspline 134 und die Keilzähne des Circular Spline 132 ausgebildet,
um den selben Zahnabstand zu haben, aber die Anzahl der Keilzähne des
Circular Spline 132 ist zwei Zähne mehr als die Anzahl der
Keilzähne des
Flexspline 134, wie vorstehend beschrieben ist. Als eine
Folge, da der Eingriffspunkt zwischen dem Flexspline 134 und
dem Circular Spline 132 sich umfänglich bei einer Umdrehung
aufgrund der Rotation der Nocke 131 bewegt, tritt eine
relative Rotation zwischen dem Flexspline 134 und dem Circular
Spline 132 auf.
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Das
Wellgetriebereduktionsgetriebe 130 ändert das Übersetzungsverhältnis zwischen
dem Flexspline 134 und dem Circular Spline 132 gemäß dem Betrag
dieser relativen Drehung, wie in 4 gezeigt
ist.
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Der
Haltering 138 (1), der mit dem Flexspline 134 eingreift,
hat den selben Zahnabstand und die selbe Zahnanzahl wie die Keilverzahnung bzw.
Keilzähne
des Flexspline 134. Als eine Folge tritt keine relative
Drehung zwischen dem Flexspline 134 und dem Haltering 138 auf,
wenn sich die Nocke 131 dreht.
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In
anderen Worten gesagt, ist das variable Übersetzungsverhältnissystem 10 dieser
Ausführungsform
so aufgebaut, dass eine relative Drehung zwischen dem Haltering 138 (1)
und dem Circular Spline 132 aufgrund der Rotation der Nocke 131 erzeugt
wird.
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Deshalb
wird eine relative Drehung zwischen der zweiten Lenkwelle 120,
die sich einstückig
mit dem Haltering 138 dreht, und der ersten Lenkwelle 110 erzeugt,
die sich einstückig
mit dem Circular Spline 132 dreht, aufgrund der Rotation
der Nocke 131, die sich einstückig mit der Motorwelle 152 dreht,
wie in 1 gezeigt ist.
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Demzufolge
kann das variable Übersetzungsverhältnissystem 10 das Übersetzungsverhältnis zwischen
der ersten Lenkwelle 110 und der zweiten Lenkwelle durch
die eingegebene Rotation variieren, die durch den Antriebsmotor 150 zugeführt wird.
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Das
Steuerverfahren des variablen Übersetzungsverhältnissystems 10 und
des EPS-Betätigungselements 60 in
der motorbetriebenen Fahrzeuglenkvorrichtung 1, die auf
diese Weise aufgebaut ist, wird nun unter Verwendung des Blockdiagramms
von 3 beschrieben.
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Wie
in 3 gezeigt ist, führt die motorbetriebene Fahrzeuglenkvorrichtung 1 dieser
Ausführungsform
zwei parallele Steuerprozesse durch, das heißt den Steuerprozess des EPS-Betätigungselements 60 mit
der ersten ECU 601 und den Steuerprozess des variablen Übersetzungsverhältnissystems 10 mit
der zweiten ECU 101. In anderen Worten gesagt, kann die
motorbetriebene Fahrzeuglenkvorrichtung 1 das Übersetzungsverhältnis des
variablen Übersetzungsverhältnissystems 10 durch
die zweite ECU 101 variable steuern und kann auch gleichzeitig die
Unterstützungsenergie
des EPS-Betätigungselements 60 in
geeigneter Weise durch die erste ECU 601 steuern.
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Die
zweite ECU 101, die den Steuerprozess für das variable Übersetzungsverhältnissystem 10 ausführt, berechnet
ein geeignetes Übersetzungsverhältnis zwischen
der ersten Lenkwelle 110 und der zweiten Lenkwelle 120 auf
Basis des Lenkwinkelsignals, das durch den Drehmomentsensor 40 bereitgestellt
wird, zusammen mit dem Drehmomentwert und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssignal,
das durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 70 bereitgestellt wird.
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Darüber hinaus
wird die Motorspannung, die zu dem Antriebsmotor 150 zugeführt werden
soll, berechnet, um ein geeignetes Übersetzungsverhältnis durch
die zweite ECU 101 zu realisieren. Die zweite ECU 101 steuert
das Übersetzungsverhältnis zwischen
der ersten Lenkwelle 110 und der zweiten Lenkwelle 120 durch
Antreiben des Antriebsmotors 150 auf Basis der berechneten
Motorspannung.
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Die
erste ECU 601, die die Unterstützungskraft des EPS-Betätigungselements 60 steuert,
berechnet eine geeignete Unterstützungskraft
auf Basis der Eingabe des Drehmomentwerts der ersten Lenkwelle 110,
der durch den Drehmomentsensor 40 bereitgestellt wird,
und des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals, das durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 70 bereitgestellt
wird. Desweiteren steuert die erste ECU 601 das EPS-Betätigungselement 60 so, dass
die Unterstützungskraft
geeignet ist.
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Gemäß der motorbetriebenen
Fahrzeuglenkvorrichtung 1 dieser Ausführungsform kann das Übersetzungsverhältnis zwischen
der ersten Lenkwelle 110, die die Eingabedrehwelle ist,
und der zweiten Lenkwelle 120, die die Ausgabedrehwelle
des variablen Übersetzungsverhältnissystems 10 ist,
durch die Rotation der Ausgabewelle 151 des Antriebsmotors 150 modifiziert
werden.
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Im
Speziellen ist in dem variablen Übersetzungsverhältnissystem 10 dieser
Ausführungsform der
Antriebsmotor 150 fixiert, um den Effekt der Rotationen
der ersten Lenkwelle 110 und der zweiten Lenkwelle 120 zu
vermeiden. Darüber
hinaus wird die Rotation der Ausgabewelle 151 des Antriebsmotors 150 zu
dem Wellgetriebereduktionsgetriebe 130 als eine Eingabe über die
Motorwelle 152 zugeführt, die
angeordnet ist, um eine im Wesentlichen konzentrisch duale Struktur
mit der zweiten Lenkwelle 120 auszubilden.
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Deshalb
dreht sich der Antriebsmotor 150 als ein Ganzes nicht zusammen
mit den Rotationen der ersten Lenkwelle 110 und der zweiten
Lenkwelle 120 in der motorbetriebenen Fahrzeuglenkvorrichtung 1 dieser
Ausführungsform.
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Deshalb
ist es nicht notwendig, ein flaches Spiralkabel mit dem Antriebsmotor 150 zu
verbinden. Daher ist diese motorbetriebene Fahrzeuglenkvorrichtung 1 eine
Vorrichtung, die ein kompaktes, zuverlässiges variables Übersetzungsverhältnissystem 10 hat,
das verschiedene Probleme beseitigt, die von dem flachen Spiralkabel
herrühren.
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Diese
Ausführungsform
ist dieselbe wie die Ausführungsform
des Stands der Technik, außer dass
ein anderes Reduktionsgetriebe für
das variable Übersetzungsverhältnissystem
verwendet wird.
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Das
variable Übersetzungsverhältnissystem 10 der
vorliegenden Ausführungsform
hat ein Planetenreduktionsgetriebe 510, wie in 5 gezeigt
ist. Dieses Planetenreduktionsgetriebe 510 hat ein Sonnenrad 511,
das in der Mitte platziert ist, vier Planetenräder 512, die mit dem
Sonnenrad 511 eingreifen und dieses umkreisen, und ein
Hohlrad 515, das mit den Planetenrädern 512 eingreift.
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Das
Hohlrad 515 dieser Ausführungsform
ist axial an dem Innenumfang des Hohlraums 188 des Flanschs 180 ausgebildet,
der mit der ersten Lenkwelle 110 eingreift. Das Sonnenrad 511 ist
an der Motorwelle 152 durch einen Keil (nicht dargestellt)
zusätzlich
zu einem Presssitz befestigt.
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Das
Verbindungsteil 127 der zweiten Lenkwelle 120 hat
Drehwellen 513, die im Wesentlichen parallel zu der Axialrichtung
sind, sodass die Planetenräder 512 drehbar
durch die vier Drehwellen 513 abgestützt werden können.
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In
diesem variablen Übersetzungsverhältnissystem 10 kann
das Übersetzungsverhältnis zwischen
der ersten Lenkwelle 110 und der zweiten Lenkwelle 120 mittels
Rotieren des Sonnenrads 511 durch Rotieren des Antriebsmotors 150 modifiziert werden.
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Andere
Strukturen und Betriebseffekte dieser Ausführungsform sind gleich zu denjenigen
der vorherigen Ausführungsform.
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Diese
Ausführungsform,
die nicht durch die vorliegende Erfindung geschützt ist, ist dieselbe wie die
vorhergehende Ausführungsform,
außer
dass ein anderes Reduktionsgetriebe verwendet wird.
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Das
variable Übersetzungsverhältnissystem 10 der
vorliegenden Ausführungsform
hat ein Differenzialreduktionsgetriebe 520, wie in 6 gezeigt ist.
Das Differenzialreduktionsgetriebe 520 ist so aufgebaut,
dass es eine relative Drehung zwischen der ersten Lenkwelle 110,
die sich einstückig
mit dem Flansch 180 dreht, und der zweiten Lenkwelle 120 bewirkt,
durch das Drehen beziehungsweise Umkreisen der vier Planetenräder 521.
In dieser Ausführungsform
treibt die Rotation der Ausgabewelle 151 des Antriebsmotors 150 die
vier Planetenräder 521 an,
sodass diese sich drehen beziehungsweise kreisen.
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Ein
Träger 158 mit
einem Durchmesser, der größer ist
als der Wellendurchmesser der Motorwelle 152, ist an dem
Ende der Motorwelle 152 an der Seite des Differenzialreduktionsgetriebes 520 ausgebildet, wobei
die Motorwelle 152 mit der Ausgabewelle 151 des
Antriebsmotors 150 verbunden ist. Vier Drehwellen 159 sind
parallel zu der Axialrichtung an dem Träger 158 bei dem Ende
an der Seite des Differenzialreduktionsgetriebes 520 ausgebildet.
Jede dieser Drehwellen 159 stützt ein Planetenrad 521 drehbar ab.
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Jedes
Planetenrad 521 greift mit einem ersten Hohlrad 525 ein,
das an dem Innenumfang eines Hohlraums 188 des Flansch 180 ausgebildet
ist, und greift auch mit einem zweiten Hohlrad 524 ein,
das an dem Innenumfang des Hohlraums 128 der zweiten Lenkwelle 120 ausgebildet
ist. Zahnräder
bzw. Verzahnungen, die an dem Planetenrad 521 bei dem Abschnitt,
der mit dem ersten Hohlrad 525 eingreift, und bei dem Abschnitt
ausgebildet sind, der mit dem zweiten Hohlrad 524 eingreift,
haben dieselbe Anzahl von Zähnen.
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Die
Anzahl von Zähnen
des ersten Hohlrads 525 ist zwei Zähne weniger als die Anzahl
von Zähnen
des zweiten Hohlrads 524. In anderen Worten gesagt, ist
der Aufbau derart, um eine relative Rotation zwischen der ersten Lenkwelle 110,
die mit dem Flansch 180 verbunden ist, und der zweiten
Lenkwelle 120 zu erzeugen, durch das Abwälzen beziehungsweise
Drehen der Planetenräder 521 aufgrund der
Rotation der Motorwelle 152.
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Deshalb
kann in diesem variablen Übersetzungsverhältnissystem 10 das Übersetzungsverhältnis zwischen
der ersten Lenkwelle 110 und der zweiten Lenkwelle 120 durch
die abwälzenden
beziehungsweise umkreisenden Planetenräder 521 durch Drehen
des Antriebsmotors 150 modifiziert werden.
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Andere
Strukturen und Betriebseffekte dieser Ausführungsform sind die Gleichen
wie diejenigen der vorherigen Ausführungsform.
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Diese
Ausführungsform
ist dieselbe wie die anderen Ausführungsformen, außer dass
die Strukturen der Motorwelle und der zweiten Lenkwelle modifiziert
sind.
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In
dem variablen Übersetzungsverhältnissystem 10 dieser
Ausführungsform
ist die zweite Lenkwelle 120 koaxial im Inneren der hohlen
Durchgangsstruktur der Motorwelle 152 vorgesehen, wie in 7 gezeigt
ist.
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Die
Motorwelle 152 dieser Ausführungsform hat eine im Wesentlichen
zylindrische Form und ist in der Axialrichtung kürzer im Vergleich zu der zweiten Lenkwelle 120.
Die Motorwelle 152 beherbergt das wellgetriebereduktionsgetriebeseitige
Ende der zweiten Lenkwelle 120, das das Ende ist, wo das
Zahnrad 125 nicht ausgebildet ist.
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Das
wellgetriebereduktionsgetriebeseitige Ende der Motorwelle 152 ist
in ein Durchgangsloch einer Nocke 131 des Wellgetriebereduktionsgetriebes 130 presseingepasst,
und sie sind durch einen Keil (nicht dargestellt) miteinander verbunden.
Das andere Ende der Motorwelle 152 hat einen Zahnradabschnitt 157,
dessen Durchmesser größer ist
im Vergleich zu dem Ende, das in die Nocke 131 presseingepasst
ist. An der Außenumfangsfläche des Zahnradabschnitts 157 ist
ein Abtriebszahnrad 224 ausgebildet, das mit einem Antriebszahnrad 223 eingreift,
das an der Ausgabewelle 151 des Antriebsmotors 150 befestigt
ist.
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Die
zweite Lenkwelle 120 ist in dem Inneren der Motorwelle 152 untergebracht
und steht von dem Ende der Motorwelle 152 zu der ersten
Lenkwelle 110 hinvor. Das Ende der zweiten Lenkwelle 120 ist mit
einer Membran 139 verbunden, die die Unterseite des becherartigen
Flexspline 134 ist, sodass sich die zweite Lenkwelle 120 und
der Flexspline 134 zusammen drehen.
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Andere
Strukturen und Betriebseffekte dieser Ausführungsform sind die Gleichen
wie die der anderen Ausführungsform.
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Diese
Ausführungsform,
die durch die vorliegende Erfindung nicht abgedeckt wird, ist gleich
zu den anderen Ausführungsformen,
außer
dass das EPS-Betätigungselement
zu einer hydraulischen Art modifiziert ist, und die Anordnung des
Antriebsmotors modifiziert ist.
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In
dem Lenkgetriebegehäuse 11 dieser
Ausführungsform,
wie in 8 gezeigt ist, ist das variable Übersetzungsverhältnissystem
zwischen der zweiten Lenkwelle 120 und einem Servoventil 29 für die hydraulische
Steuerung angeordnet.
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In
dieser Ausführungsform
ist das variable Übersetzungsverhältnissystem 10 unter
Verwendung eines Wellgetriebereduktionsgetriebes 130 aufgebaut,
wobei eine Übertragungswelle 280,
die ein Teil der ersten Lenkwelle 110 ist, und eine Motorwelle 152,
die die Ausgabewelle des Antriebsmotors 150 ist, als die
Rotationseingabewellen verwendet werden und die zweite Lenkwelle 120 als
die Rotationsausgabewelle verwendet wird.
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Die
Motorwelle 152 ist koaxial an der Außenumfangsseite der Übertragungswelle 280 angeordnet.
Deshalb haben die Motorwelle 152 und die Übertragungswelle 280 eine
im Wesentlichen koaxial angeordnete duale Struktur.
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In
dem Wellgetriebereduktionsgetriebe 130 dieser Ausführungsform,
wie in 8 gezeigt ist, ist die Anordnung des Circular
Spline 132 bezüglich
des Flexspline 134 und des Halterings 138 umgekehrt wie
in der ersten Ausführungsform.
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In
anderen Worten gesagt, ist der Circular Spline 132, der
sich zusammen mit der ersten Lenkwelle 110 dreht, an der
Seite des Drehrings 190 platziert, und der Haltering 138,
der sich zusammen mit der zweiten Lenkwelle 120 dreht,
ist an der Seite der ersten Lenkwelle 110 platziert.
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Die
Motorwelle 152 ist in die Nocke 131 des Wave Generators 136 des
Wellgetriebereduktionsgetriebes 130 eingesetzt, und durch
einen Keil gesperrt.
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Die Übertragungswelle 280,
die in die Motorwelle 152 eingesetzt ist, hat ein hervorstehendes Ende 291,
das zu der Seite der Drehstange 190 von dem Ende der Motorwelle 152 hervorsteht.
Ein Übertragungselement 282 ist
an dem Außenumfang
dieses hervorstehenden Teils 281 durch einen Keil befestigt.
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Dieses Übertragungselement 282 hat
einen zylindrischen Teil 283, der sich zu dem Wellgetriebereduktionsgetriebe 130 hin
erstreckt. Ein Circular Spline 132 des Wellgetriebereduktionsgetriebes 130 ist
an dem Innenumfang des zylindrischen Teils 283 keilverbunden,
wo Keilzähne
ausgebildet sind.
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Das
Ende der zweiten Lenkwelle 120 an der Seite des Wellgetriebereduktionsgetriebes 130 hat einen
Hohlraum 129, der so ausgebildet ist, dass ein hervorstehender
Teil 281 der Übertragungswelle 280 untergebracht
werden kann. Die Übertragungswelle 280 kann
drehbar mittels eines Lagers abgestützt sein, das an dem Innenumfang
des Hohlraums 129 vorgesehen ist.
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Ein
Flansch 121, dessen Durchmesser größer ist als der des zylindrischen
Teils 283 des Übertragungselements 282,
ist an dem Ende der zweiten Lenkwelle 120 an der Seite
des Hohlraums 129 ausgebildet. Ein Übertragungselement 270,
das eine im Wesentlichen zylindrische Form hat, und das einen Flanschteil 271 enthält, der
eine Verbindungsfläche mit
dem Flansch 121 ausbildet, ist an den Flansch 121 angeschraubt.
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Eine
Innenumfangskeilverzahnung 272, die mit der Keilverzahnung
eingreift, die an dem Außenumfang
des Halterings 138 ausgebildet ist, ist an dem Innenumfang
dieses Übertragungselements 270 bei dem
Ende gegenüber
zu dem Flansch 271 ausgebildet.
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In
dem Lenkgetriebegehäuse 11 der
motorbetriebenen Fahrzeuglenkvorrichtung dieser Ausführungsform
ist ein Servoventil 29 für die hydraulische Steuerung
anstelle des Drehmomentsensors vorgesehen, der in der ersten Ausführungsform
verwendet wird.
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Die
erste Lenkwelle 110 dieser Ausführungsform hat einen kleinen
Durchmesserabschnitt 112, um als eine Torsionsstangensektion
zu dienen, wie in 8 gezeigt ist, und das entfernte
Ende des kleinen Durchmesserabschnitts 112 ist mit dem übertragenden
Wellenteil 280 keilverbunden.
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Der
Aufbau ist derart, dass ein kleiner Torsionsbetrag auf diesen kleinen
Durchmesserabschnitt 112 aufgebracht wird, wenn die Drehenergie
zu der Übertragungswelle 280 übertragen
werden soll.
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Andererseits,
wie in 8 gezeigt ist, greift eine Spule 170 mit
der ersten Lenkwelle 110 durch eine Keilverzahnung 111 ein,
die an der Seite des Lenkrads 300 relativ zu dem kleinen
Durchmesserabschnitt 112 ausgebildet ist. Als eine Folge
wird der geringe Torsionsbetrag, der auf den kleinen Durchmesserabschnitt 112 aufgebracht
wird, als eine relative Drehung zwischen der Spule 170 und
dem Übertragungswellenteil 280 realisiert
beziehungsweise dargestellt.
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Desweiteren
ist ein Servoventil 29 der Drehart für die hydraulische Steuerung
unter Verwendung des kleinen Durchmesserabschnitts 112 vorgesehen,
der als eine Torsionsstange in der ersten Lenkwelle 110 dieser
Ausführungsform
funktioniert.
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Das
Servoventil 29 dieser Ausführungsform hat ein Drehventil 118,
das an der Spule 170 ausgebildet ist, und ein Manschettenventil
beziehungsweise Hülsenschieber 295,
das drehbar in dem Spalt beziehungsweise Raum zwischen dem Drehventil 180 und
dem Wellengehäuse 210 beherbergt
ist, und das mit der Übertragungswelle 280 durch
einen Verbindungsstift 117 verbunden ist. Dieses Servoventil 29 bildet
ein Drosselschaltventil der Drehart mit vier Anschlüssen, das
einen Zuführanschluss 291,
einen Auslassanschluss 292 und ein Paar Zuführ-/Auslassanschlüsse 293 und 294 hat.
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Ein
Paar Zuführ/Auslassanschlüsse 293 und 294 ist
mit der linken/rechten Kammer des Hubzylinders (nicht dargestellt)
verbunden, der die Betätigung der
Drehstange 190 unterstützt.
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Somit
ist in der zuvor beschriebenen motorbetriebenen Fahrzeuglenkvorrichtung
der hydraulischen Art das Lenkgetriebegehäuse 11 durch Modularisieren
beziehungsweise Integrieren des Servoventils 29, des variablen Übersetzungsverhältnissystems 10,
etc. kompakt aufgebaut.
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Eine
integrierte Konstruktion des Lenkgetriebegehäuses 11 wird durch
einen charakteristischen Aufbau realisiert, der die Übertragungswelle 280 und die
Motorwelle 152 als eine konzentrisch duale Struktur kombiniert
hat.
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Andere
Strukturen und Betriebseffekte dieser Ausführungsform sind dieselben wie
diejenigen der anderen Ausführungsformen.
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In
einem Aspekt der Erfindung ist das Reduktionselement vorzugsweise
ein Wellgetriebereduktionsgetriebe. Die Verwendung eines Wellgetriebereduktionsgetriebes,
die eine kleine Einheit ist, aber dennoch ein hohes Übersetzungsverhältnis vorsieht, ermöglicht es,
ein kompaktes, variables Übersetzungsverhältnissystem
mit einem großen Übersetzungsverhältnisbereich
zu erhalten.
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Es
ist auch bevorzugt, dass das vorstehende Reduktionsgetriebe ein
Planetenreduktionsgetriebe ist. Ein Planetenreduktionsgetriebe sieht
einen hohen Freiheitsgrad beim Entwickeln einer motorbetriebenen
Fahrzeuglenkvorrichtung mit verschiedenen Designspezifikationen
vor, die bei einem variablen Übersetzungsverhältnissystem
erfordert sind.
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Da
die zweite Lenkwelle mit einem hohlen Durchgangsloch versehen ist,
und die Lenkwelle durch dieses hohle Durchgangsloch hindurch geführt ist,
ist ein sich drehendes Element, das im Inneren eines sich drehenden
Elements angeordnet ist, das sich zusammen mit der zweiten Lenkwelle
dreht, mit der Motorwelle mit einer relativ einfachen Struktur in dem
Reduktionsgetriebe verbunden.
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Im
Speziellen, in dem Fall eines Wellgetriebereduktionsgetriebes, das
eine konzentrische dreilagige Struktur mit einem Circular Spline,
einem Flexspline, der im Inneren des Circular Spline angeordnet
ist, und einem Wave Generator hat, der im Inneren des Flexspline
angeordnet ist, kann die Struktur, die einen Wave Generator und
die Motorwelle verbindet, vereinfacht werden.
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Es
ist auch bevorzugt, dass eine Zahnstange an der Drehstange ausgebildet
ist, und ein Zahnrad an der zweiten Lenkwelle ausgebildet, sodass
die Zahnstange mit dem Zahnrad in einem Lenkgetriebegehäuse eingreift,
das wenigstens Abschnitte der Drehstange und der zweiten Lenkwelle
enthält.
In diesem Fall kann das Fahrzeugbetätigungsgefühl verbessert werden, durch
Bewirken, dass der Lenkwinkel des Lenkrads zu dem Drehwinkel des
Drehrings durch den Eingriff der Zahnstange und des Zahnrads genauer übertragen
wird.
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Es
ist desweiteren bevorzugt, dass das variable Übersetzungsverhältnissystem,
das den Antriebsmotor und das Reduktionselement hat, in das Lenkgetriebegehäuse eingebaut
ist. Somit ist es möglich,
die Lenkvorrichtung kompakter zu machen, da die Lenkgetriebegehäuse und
das kompakte variable Übersetzungsverhältnissystem
als eine integrale Einheit kombiniert sind. Darüber hinaus ist es möglich, die
Effekte des Betriebsgeräusches
des Antriebsmotors zu der Kabine beziehungsweise zu dem Passagierraum
durch Kombinieren des variablen Übersetzungsverhältnissystem
mit dem Lenkgetriebegehäuse
zu verringern, das normalerweise außerhalb der Kabine beziehungsweise
des Passagierraums angeordnet ist.
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Es
ist auch bevorzugt, dass die Ausgabewelle und die Motorwelle indirekt
mittels eines Getriebestrangs verbunden sind. In diesem Fall ist
es nicht notwendig, den Antriebsmotor und die Motorwelle auf der
selben Achse anzuordnen. Somit ist es möglich, die axiale Länge des
variablen Übersetzungsverhältnissystems
zu verkürzen.
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Es
ist auch möglich
die Ausgabewelle und die Motorwelle auf der selben Achse zu platzieren, sodass
sie direkt miteinander verbunden werden können.
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Es
ist bevorzugt, dass die motorbetriebene Fahrzeuglenkvorrichtung
eine Ölpumpe
für ein
Erzeugen eines hydraulischen Drucks und einen Hubzylinder für ein Antreiben
der Lenkstange durch einen Öldruck
hat;
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Desweiteren
hat die erste Lenkwelle t eine Torsionsstange für ein Erzeugen einer Verdrehung, die
zu einem Drehmoment korrespondiert, das auf die erste Lenkwelle
wirkt. Zusätzlich
ist das Lenkgetriebegehäuse
mit einem Servoventil ausgestattet, das aufgebaut ist, um eine Ölpassage
von der Ölpumpe
zu dem Hubzylinder gemäß der Verdrehung der
Torsionsstange zu schalten. In diesem Fall kann das Lenkgetriebegehäuse für die hydraulisch
betätigte
motorbetriebene Fahrzeuglenkvorrichtung kompakt und als eine integrale
Einheit konstruiert sein. Dieses integrale Lenkgetriebegehäuse vereinfacht auch
seine Integration in dem Fahrzeug.
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Es
ist auch bevorzugt, dass die Ausgabewelle des Antriebsmotors einstückig mit
der Ausgabewelle des Antriebsmotors ausgebildet ist. In diesem Fall
ist es möglich,
die Struktur des variablen Übersetzungsverhältnissystems
genauso wie die Anzahl von Komponenten durch Beseitigen des Übertragungsmechanismus
zwischen der Ausgabewelle und der Motorwelle durch Integrieren von
diesen zu vereinfachen.
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Folglich
können
offensichtliche Änderungen in
den bestimmten Ausführungsformen
der Erfindung gemacht werden, die hier beschrieben sind, wobei solche
Modifikationen innerhalb des Umfangs der beanspruchten Erfindung
sind, und desweiteren sei angemerkt, dass alle Gegenstände, die
hierin enthalten sind, als beispielhaft und nicht als Begrenzung
des Schutzumfangs anzusehen sind.