DE602004010609T2

DE602004010609T2 - Lenkübertragungseinrichtung und Lenkung

Info

Publication number: DE602004010609T2
Application number: DE602004010609T
Authority: DE
Inventors: Takao Kojima; Masahiko Amano; Masatoshi Hoshino
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2004-02-09
Filing date: 2004-08-27
Publication date: 2008-12-04
Anticipated expiration: 2024-08-28
Also published as: US7063180B2; EP1561668A2; JP2005221053A; US20050173184A1; DE602004010609D1; EP1561668A3; EP1561668B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeug-Lenkübertragungseinrichtung zum Übertragen eines Fahrzeug-Lenkvorgangs durch einen Kraftfahrer auf ein Fahrzeugrad, und eine Fahrzeug-Lenkvorrichtung zum Lenken des Fahrzeugs in Übereinstimmung mit dem Fahrzeug-Lenkvorgang.
Bei einer Fahrzeug-Lenkübertragungseinrichtung des Stands der Technik, wie sie durch JP-A-2000-302050 offenbart ist, wird ein Fahrzeug-Lenkvorgang durch einen Kraftfahrer über einen Planetengetriebezug auf ein Fahrzeugrad übertragen.
US 5 511 629 offenbart eine Fahrzeug-Lenkübertragungseinrichtung mit einem ersten Kegelrad, das so angeordnet ist, dass es sich mit einem Eingangsteil dreht, und mit einem zweiten Kegelrad, das gleichermaßen so angeordnet ist, dass es sich mit einem Ausgangsteil dreht. Ein Zahnkranz mit Außenverzahnung ist zwischen den zueinander koaxialen Kegelrädern angeordnet, und dieser Zahnkranz hält an seinem Innenumfang kleine Kegelräder, die sich relativ zum Zahnkranz drehen und mit dem ersten und zweiten Kegelrad in Eingriff kommen können.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeug-Lenkübertragungseinrichtung und eine die Fahrzeug-Lenkübertragungseinrichtung einschließende Fahrzeug-Lenkvorrichtung bereitzustellen, wobei bei der Fahrzeug-Lenkübertragungseinrichtung die Radial größe im Vergleich zu den Fahrzeug-Lenkübertragungseinrichtungen des Stands der Technik verringert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
Gemäß der Erfindung kann eine Fahrzeug-Lenkübertragungseinrichtung zum Übertragen eines Fahrzeug-Lenkvorgangs durch einen Kraftfahrer über beispielsweise ein Lenkrad oder einen Steuerknüppel auf ein Fahrzeugrad, das auf einer Fahrzeugradachse drehbar ist, so dass eine Ausrichtung der Fahrzeugradachse oder des Fahrzeugrads in Übereinstimmung mit dem Fahrzeug-Lenkvorgang verändert wird, Folgendes umfassen: ein erstes Zahnrad, das sich drehbar auf einer Drehachse befindet, um sich in Übereinstimmung mit dem Fahrzeug-Lenkvorgang zu drehen, ein zweites Zahnrad, das sich drehbar auf der Drehachse befindet und mit dem Fahrzeugrad verbindbar ist, so dass eine Ausrichtung des Fahrzeugrads verändert wird, ein Zwischenzahnrad, das mit dem ersten und zweiten Zahnrad zur Übertragung einer Drehung zwischen dem ersten Zahnrad und dem zweiten Zahnrad (das heißt, von dem ersten Zahnrad zu dem zweiten Zahnrad, oder von dem zweiten Zahnrad zu dem ersten Zahnrad) über das Zwischenzahnrad in Eingriff kommt, ein Halteelement, das sich drehbar auf der Drehachse befindet, während es das Zwischenzahnrad so hält, dass das Zwischenzahnrad auf einer weiteren Drehachse drehbar ist, wobei die weitere Drehachse die Drehachse schneidet und sich senkrecht zur Drehachse erstreckt, um eine Differenzialdrehbewegung zwischen dem ersten und zweiten Zahnrad zu erzeugen, und/oder eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben des Halteelements zum Drehen auf der Drehachse, so dass die Differenzialdrehbewegung zwischen dem ersten und zweiten Zahnrad in Übereinstimmung mit einer Orbitalbewegung des Zwi schenzahnrads um die Drehachse herum sowie einer Drehung des Zwischenzahnrads auf der anderen Drehachse erzeugt wird.
Da das Haltelement das Zwischenzahnrad derart hält, dass das Zwischenzahnrad auf der anderen Drehachse drehbar ist, wobei die andere Drehachse die Drehachse schneidet und sich senkrecht zur Drehachse erstreckt, kann das Zwischenzahnrad jedem von dem ersten und zweiten Zahnrad in einer zur Drehachse parallelen Richtung zugewandt sein, so dass sich das Zwischenzahnrad nicht zu einer radialen Außenseite bezüglich des ersten und zweiten Zahnrads erstrecken muss. Deshalb kann die Radialgröße der Fahrzeug-Lenkübertragungseinrichtung im Vergleich zu einer jeweilige Planetengetriebezüge einschließenden Fahrzeug-Lenkübertragungseinrichtung des Stands der Technik verringert werden.
Falls das Halteelement mindestens ein Schneckenradsegment (mindestens ein Umfangsteil oder Segment eines Schneckenrads oder das Schneckenrad) beinhaltet und die Antriebsvorrichtung eine Schnecke beinhaltet, die mit dem Schneckenradsegment im Eingriff ist, so dass das Halteelement über den Eingriff zwischen dem Schneckenradsegment und der Schnecke durch die Antriebsvorrichtung auf der Drehachse drehend angetrieben wird, kann eine Drehposition des Halteelements ohne einen zu der Fahrzeug-Lenkübertragungseinrichtung hinzugefügten Bremsmechanismus stationär gehalten werden. Die Antriebsvorrichtung kann einen Motor zur Erzeugung eines Drehmoments zum Drehen des Halteelements auf der Drehachse beinhalten.
Falls der Radius eines Teilkreises, auf dem sich das erste Zahnrad und das Zwischenzahnrad miteinander im Eingriff befinden, gleich dem Radius eines Teilkreises ist, auf dem sich das zweite Zahnrad und das Zwischenzahnrad miteinander im Eingriff befinden, wird ein Zahnradübersetzungsverhältnis über die Fahrzeug-Lenkübertragungseinrichtung auf 1:1 gehalten, wenn das Halteelement drehstationär ist, so dass andere herkömmliche Lenkmechanismen als die Planetengetriebezüge mit der Fahrzeug-Lenkübertragungseinrichtung der Erfindung verwendbar sind.
Es ist bevorzugt, dass das erste Zahnrad, das zweite Zahnrad und das Zwischenzahnrad Kegelräder sind.
Zur Verringerung der Radialgröße der Fahrzeug-Lenkübertragungseinrichtung ist es bevorzugt, dass die Verzahnung des ersten Zahnrads der Verzahnung des zweiten Zahnrads über das Zwischenzahnrad in einer zur Drehachse parallelen Richtung gegenüberliegt oder zugewandt ist.
Bei einer Fahrzeug-Lenkvorrichtung zum Lenken eines Fahrzeugs in Übereinstimmung mit einem Fahrzeug-Lenkvorgang durch einen Kraftfahrer mit einem auf einer Radachse drehbaren Fahrzeugrad, der Lenkübertragungseinrichtung und einem Verbindungselement, das zwischen der Lenkübertragungseinrichtung und dem Fahrzeugrad angeordnet ist, so dass der Fahrzeug-Lenkvorgang über die Lenkübertragungseinrichtung und das Verbindungselement auf das Fahrzeugrad zur Änderung einer Ausrichtung des Fahrzeugrads übertragen wird, kann die Lenkübertragungseinrichtung wie in dieser Patentbeschreibung beschrieben ausgebildet sein.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER MEHREREN ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Schnittansicht, die eine Ausführungsform einer Übertragungseinrichtung der Erfindung zeigt.
2 ist eine Schnittansicht längs einer Linie II-II in 1.
3 ist eine perspektivische Ansicht der Übertragungseinrichtung von 1.
4 ist eine Ansicht, die eine Ausführungsform einer Fahrzeug-Lenkvorrichtung der Erfindung zeigt.
5 ist ein Diagramm, das eine Proportionalsteuerungscharakteristik eines Lenkgetriebes in Übereinstimmung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit zeigt.
6 ist eine Schnittansicht, die eine weitere Ausführungsform der Übertragungseinrichtung der Erfindung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Unter Bezugnahme auf 1–3 wird eine Ausführungsform einer Antriebskraftübertragungseinrichtung der Erfindung beschrieben.
Eine Antriebskraftübertragungseinrichtung 10 beinhaltet ein Gestell 11, das fest angebracht ist. Das Gestell 11 hält eine Eingangsradialwelle 12 drehbar an einem Endabschnitt 11A und eine Ausgangsradialwelle 13 drehbar an einem weiteren Endabschnitt 11B. Die Eingangsradialwelle 12 und die Ausgangsradialwelle 13 sind auf einer gemeinsamen Achse angeordnet.
In einem durch das Gestell 11 begrenzten Getriebekasten 11C sind ein an einem Ende der Eingangsradialwelle 12 fest angebrachtes Eingangszahnrad 14 und ein an der Ausgangsradialwelle 13 fest angebrachtes Ausgangszahnrad 15 auf der gemeinsamen Achse und einander gegenüberliegend angeordnet. Das Eingangszahnrad 14 und das Ausgangszahnrad 15 sind Kegelräder mit gleichem Durchmesser und gleicher Form.
Ein Drehhalteelement (Träger) 16 ist zwischen der Eingangsradialwelle 12 und der Ausgangsradialwelle 13 angeordnet. Das Drehhalteelement 16 ist auf der gemeinsamen Achse der Eingangsradialwelle 12 und der Ausgangsradialwelle 13 angeordnet und an seinen beiden Enden durch jeweilige Kugellager 17 und 18 auf der Eingangsradialwelle 12 und der Ausgangsradialwelle 13 drehbar auf der gemeinsamen Achse des Eingangszahnrads 14 und des Ausgangszahnrads 15 gehalten.
Das Drehhalteelement 16 schließt monolithisch vier Haltewellen 19 ein, die sich an einem Zwischenbereich zwischen der Eingangsradialwelle 12 und der Ausgangsradialwelle 13 in einer Axialrichtung radial von und senkrecht zu der Drehachse der Eingangsradialwelle 12 und der Ausgangsradialwelle 13 erstrecken.
Die vier Haltewellen 19 haben jeweilige Längen, die zueinander gleich sind, die sich schneiden, wie es auf einer gedachten Ebene, die senkrecht zur Axialrichtung der Eingangsradialwelle 12 und der Ausgangsradialwelle 13 ist, zu sehen ist, und die an ihren äußeren Enden fest mit einem Ringelement 20 verbunden sind, das koaxial zum Drehhaltelement 16, mit anderen Worten koaxial zur Eingangsradialwelle 12 und zur Ausgangsradialwelle 13, ist. Das heißt, das Ring element 20 wird über die vier Haltewellen 19 koaxial auf dem Drehhalteelement 16 gehalten.
Zwischenzahnräder 21 aus Kegelrädern werden jeweils durch die vier Haltewellen 19 gehalten, um sich auf den vier Haltewellen 19 zu drehen und sich sowohl mit dem Eingangszahnrad 14 als auch dem Ausgangszahnrad 15 in Eingriff zu befinden. In diesem Fall ist der Radius eines Teilkreises, auf dem sich das Eingangszahnrad 14 und jedes der Zwischenzahnräder 21 miteinander im Eingriff befinden, gleich dem Radius eines Teilkreises, auf dem sich das Ausgangszahnrad 15 und jedes der Zwischenzahnräder 21 miteinander im Eingriff befinden.
Das heißt, die Zwischenzahnräder 21 bilden jeweilige Kegelradeingriffe mit jedem von dem Eingangszahnrad 14 und dem Ausgangszahnrad 15, und das Ringelement 20 hat seine Drehachse koaxial zu der gemeinsamen Achse der Eingangsradialwelle 12 und der Ausgangsradialwelle 13 und des Drehhalteelements 16, um bezüglich jeder von der Eingangsradialwelle 12 und der Ausgangsradialwelle 13 drehbar zu sein. Die Zwischenzahnräder 21 drehen sich (kreisen) längs eines Umfangs des Eingangszahnrads 14 und des Ausgangszahnrads 15 gemäß einer Drehung des Ringelements 20, während sie sich mit dem Eingangszahnrad 14 und dem Ausgangszahnrad 15 im Eingriff befinden.
Wenn bei diesem Aufbau das Ringelement 20 so befestigt ist, dass es daran gehindert wird, sich zu drehen, wird eine Drehung der Eingangsradialwelle 12 auf das Eingangszahnrad 14 und die Zwischenzahnräder 21 übertragen, so dass sich die Zwischenzahnräder 21 ohne Orbitalbewegung drehen, weil das Ringelement 20 befestigt bzw. fix ist.
Deshalb drehen sich, da der Radius des Teilkreises, auf dem sich das Eingangszahnrad 14 und jedes der Zwischenzahnräder 21 miteinander im Eingriff befinden, gleich dem Radius des Teilkreises ist, auf dem sich das Ausgangszahnrad 15 und jedes der Zwischenzahnräder 21 miteinander im Eingriff befinden, das Eingangszahnrad 14 und das Ausgangszahnrad 15 um die gemeinsamen Grade, so dass ein Drehbetrag der Eingangswelle 12 und ein Drehbetrag der Ausgangswelle 13 zueinander gleich sind, das heißt, ein Getriebeverhältnis (Übersetzungsverhältnis) im Wesentlichen 1:1 ist.
Falls andererseits das Ringelement 20 nicht befestigt ist, um frei drehbar zu sein, erzeugt die Drehung der Eingangswelle 12, die auf die Zwischenzahnräder 21 übertragen wird, die Drehung des Ringelements 20 sowie der Zwischenzahnräder 21, um zu verhindern, dass eine Drehkraft auf die Ausgangswelle 13 übertragen wird, weil das Ringelement 20 nicht befestigt ist.
Deshalb ist durch Einstellen eines Drehbetrags und einer Drehrichtung des Ringelements 20 ein Drehungsübertragungsbetrag von der Eingangsradialwelle 12 auf die Ausgangsradialwelle 13 frei einstellbar, das heißt, eine Beziehung zwischen einem Betätigungsbetrag an einer Eingangsseite und einem betätigten Betrag an einer Ausgangsseite ist frei einstellbar, mit anderen Worten kann das Übersetzungsverhältnis kontinuierlich gesteigert und verringert werden.
Ein Außenumfangsabschnitt des Ringelements 20 beinhaltet ein Schneckenrad (Gegenstirnrad) (einschließlich des beanspruchten mindestens einen Schneckenradsegments als Umfangsteil des Schneckenrads) 22, das mit einem Schneckenzahnrad 25 im Eingriff ist, welches an einer Ausgangsradialwelle 24 eines an dem Gestell 11 angebrachten Elektromotors 23 befestigt ist.
Deshalb wird in Übereinstimmung mit einer Steuerung einer Drehrichtung und eines Drehbetrags des Elektromotors 23 die Drehrichtung und der Drehbetrag (Drehwinkel) des Ringelements 20 eingestellt, um das Übersetzungsverhältnis kontinuierlich zu steigern und zu verringern, so dass in Überstimmung mit der Steuerung der Drehrichtung und des Drehbetrags des Elektromotors 23 die Beziehung zwischen dem Betätigungsbetrag an der Eingangsseite und dem betätigten Betrag an der Ausgangsseite frei einstellbar ist, um zu ermöglichen, dass ein Eingangs- und Ausgangsgetriebeverhältnis (Übersetzungsverhältnis) frei und kontinuierlich einstellbar ist.
Weiterhin wird durch Hindern des Elektromotors am Drehen das Ringelement 20 befestigt, um durch eine Bremswirkung auf einen Eingriff zwischen dem Schneckenzahnrad 25 und dem Schneckenrad 22 am Drehen gehindert zu werden, so dass das Eingangs- und Ausgangsgetriebeverhältnis notwendigerweise zu etwa 1:1 wird.
Bei der Antriebskraftübertragungseinrichtung wie oben beschrieben, kann, da das Eingangszahnrad 14 und das Ausgangszahnrad 15 einander auf der gemeinsamen Achse gegenüberliegen und sich die Wellen 19 für die Zwischenzahnräder 21 senkrecht zu den Radialwellen 12 und 13 für das Eingangszahnrad 14 und das Ausgangszahnrad 15 erstrecken, die Einrichtung in der Radialrichtung der Eingangsradialwelle 12 und der Ausgangsradialwelle 13 kompakt gemacht werden.
Unter Bezugnahme auf 4 wird eine Ausführungsform erläutert, bei der die Antriebskraftübertragungseinrichtung 10 der Erfindung auf eine Lenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs angewandt wird.
Die Eigangsradialwelle 12 der Antriebskraftübertragungseinrichtung 10 ist mit einem Lenkrad 50 verbunden. Die Ausgangsradialwelle 13 der Antriebskraftübertragungseinrichtung 10 ist über einen Getriebekasten 51, wie etwa einen Zahnstangenmechanismus oder einen Kugelgewindemechanismus, mit einer Spurstange 52 verbunden. Gegenüberliegende Enden der Spurstange 52 sind mit Gelenkarmen 54 eines linken bzw. rechten Fahrzeugrads 53 verbunden. Im Übrigen kann der Getriebekasten 51 eine Servolenkungsleistung einschließen.
Die Drehung der Ausgangsradialwelle 13 wird durch den Getriebekasten 51 in eine axiale Verschiebung (Bewegung) der Spurstange 52 umgewandelt, so dass die Fahrzeugräder 53 über die Gelenkarme 54 betätigt werden.
Bei diesem Aufbau wird die Drehung des Lenkrads 50 auf die Fahrzeugräder 53 über einen Lenkwinkelübertragungsmechanismus übertragen, der die Eingangsradialwelle 12, die Antriebskraftübertragungseinrichtung 10, die Ausgangsradialwelle 13, den Getriebekasten 51, die Spurstange 52 und die Gelenkarme 54 einschließt.
Wie oben beschrieben, ist ein Kraftübertragungsbetrag, das heißt, das Übersetzungsverhältnis der Antriebskraftübertragungseinrichtung 10 in Übereinstimmung mit der Steuerung der Drehrichtung und des Drehbetrags des Elektromotors 23 kontinuierlich einstellbar, und das Eingangs/Ausgangs-Übersetzungsverhältnis wird zu etwa 1:1, wenn der Motor 23 angehalten ist (in nicht angetriebenem Zustand).
Die Steuerung der Drehrichtung und des Drehbetrags des Elektromotors 23 sowie seines Anhaltens wird in Übereinstimmung mit einem Befehl von einer Steuereinrichtung 60 durchgeführt.
Die Steuereinrichtung 60 ist vom Mikrocomputertyp und empfängt Informationen hinsichtlich eines durch einen Lenkradwinkelsensor 61 gemessenen Drehwinkels des Lenkrads 50, eines durch einen Lenkwinkelsensor 62 gemessenen gelenkten Winkels (eines tatsächlichen Ausrichtungswinkels) der Fahrzeugräder 53 und einer durch Fahrzeugradgeschwindigkeitssensoren 63 gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit. Die Steuereinrichtung 60 berechnet einen zu jedem Zeitpunkt bevorzugten gelenkten Zielwinkel der Fahrzeugräder 53 aus einem Fahrzeugbewegungszustand und einer geschätzten Kraftfahrerabsicht auf der Grundlage dieser Informationen, vergleicht ihn mit einem Ausgang des Lenkwinkelsensors 62 (dem tatsächlichen Ausrichtungswinkel) und steuert den Elektromotor 23 so, dass der tatsächliche Ausrichtungswinkel der Fahrzeugräder 53 dem gelenkten Zielwinkel angeglichen wird, wenn sie voneinander unterschiedlich sind.
Ferner stellt die Steuereinrichtung 60 das Übersetzungsverhältnis der Antriebskraftübertragungseinrichtung 10 in Übereinstimmung mit der durch die Fahrzeugradgeschwindigkeitssensoren 63 gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit ein. Eine Steuerung der Lenkung mit variablen Getriebeverhältnissen (VGRS-Steuerung) in Übereinstimmung mit der Fahrzeuggeschwindigkeit wird im Grunde genommen derart herbeigeführt, dass das Lenkgetriebeverhältnis (Eingang/Ausgang) in Übereinstimmung mit einer Steigerung der Fahrzeuggeschwindigkeit zunimmt, wie in 5 gezeigt.
Deshalb wird während einer niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeit, wie etwa während des Fahrens des Fahrzeugs in eine Garage, ein gesteigertes Lenkgetriebeverhältnis erhalten, so dass ein großer Betrag des tatsächlichen Ausrichtungswinkels durch einen kleinen Betätigungsbetrag des Lenkrads erhalten wird, um eine Lenkansprechbarkeit zu erhöhen. Andererseits wird während einer hohen Fahrzeuggeschwindigkeit, wie etwa während des Fahrens auf einer Autobahn, ein verringertes Lenkgetriebeverhältnis erhalten, so dass ein kleiner Betrag des tatsächlichen Ausrichtungswinkels durch einen großen Betätigungsbetrag des Lenkrads erhalten wird, um die Stabilität zum Geradeausfahren zu verbessern.
Ferner empfängt die Steuereinrichtung Informationen hinsichtlich einer durch einen Giergeschwindigkeitssensor 64 gemessenen Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs und einer durch einen Querbeschleunigungssensor (Quer-G-Sensor) 65 gemessenen Querbeschleunigung. Durch Steuern der Drehrichtung und des Drehbetrags des Elektromotors 23 der Antriebskraftübertragungseinrichtung 10 auf der Grundlage dieser Informationen sind eine Lenkbetätigung zum Erhalten einer Stabilisatorwirkung, um das Fahrzeug an einer Querbewegung zu hindern, wenn es während des Fahrens mit hoher Geschwindigkeit einen Querwind empfangt, eine Automatikzählerlenkbetätigung zum Eindämmen eines Durchdrehens oder Wegrutschens während des Fahrens entlang einer kurvigen Fahrbahn und eine Steuerung zum Steigern einer auf das Lenkrad ausgeübten Reaktionskraft erreichbar.
Ein System zur Steuerung eines gelenkten Winkels einschließlich der Steuereinrichtung 60 beinhaltet eine Fehlerdiagnoseleistung, so dass, wenn durch die Steuereinrichtung 60 ein Fehler erfasst wird, die Steuereinrichtung verhindert, dass der Elektromotor angetrieben wird, das Übersetzungsverhältnis der Antriebskraftübertragungseinrichtung 10 zu 1:1 macht und dem Kraftfahrer mit einem (nicht gezeigten) Warnlicht oder -ton den Fehler meldet.
Zum Verhindern, dass der Elektromotor angetrieben wird, wird eine elektrische Quelle (ein elektrischer Strom) in dem Elektromotor 23 sofort unterbrochen, wenn der Fehler auftritt, und der elektrische Strom wird während eines vorgegebenen Zeitraums (eines kurzen Zeitraums), wenn der Fehler nicht auftritt, in dem Elektromotor 23 allmählich verringert. Im letzteren Fall eine Wirkung zur Verringerung einer Nachweisbarkeit bzw. Wahrscheinlichkeit, dass der Kraftfahrer ein unangenehmes Gefühl verspürt oder die Stabilität des Fahrzeugs momentan verschlechtert ist, beim Umschalten zwischen dem Antriebszustand und dem Nichtantriebszustand in Ansprechung auf die sofortige Unterbrechung des elektrischen Stroms.
Wie oben beschrieben, hat die die Antriebskraftübertragungseinrichtung 10 der Erfindung verwendende Lenkvorrichtung die einzigartigen Wirkungen, dass als die Hauptleistung die Einstellsteuerung des Lenkgetriebeverhältnisses erreichbar ist und dass als Störungssicherungsfunktion das Übersetzungsverhältnis (Eingangs/Ausgangs-Getriebeverhältnis) der Antriebskraftübertragungseinrichtung 10 zu etwa 1:1 gemacht wird, indem der Elektromotor 23 am Drehen gehindert wird, so dass der betätigte Drehbetrag des Lenkrads 50 gleich dem Drehbetrag der Ausgangsradialwelle 13 gemacht wird, um zu ermöglichen, dass das Kraftfahrzeug ähnlich dem herkömmlichen Kraftfahrzeug angetrieben wird, sogar wenn der Fehler in dem System zur Steuerung des gelenkten Winkels auftritt.
Ferner muss, da das Eingangs/Ausgangs-Getriebeverhältnis der Antriebskraftübertragungseinrichtung 10 zu etwa 1:1 gemacht wird, wenn der Elektromotor 23 am Drehen gehindert wird, der Lenkgetriebemechanismus, wie etwa der Zahnstangenmechanismus oder der Kugelgewindemechanismus, die in dem herkömmlichen Fahrzeug verwendet werden, nicht verändert werden, um auf der Lenkvorrichtung angebracht zu werden.
Weiterhin kann, wenn der Fehler oder die Abnormalität nicht auftritt, das Getriebeverhältnis der Antriebskraftübertragungseinrichtung 10 etwa 1:1 sein, um dem Bewegungszustand des Fahrzeugs gerecht zu werden, so dass die elektrische Leistung nicht erforderlich ist, um das Eingangs/Ausgangs-Getriebeverhältnis von 1:1 zu erhalten und um ein Einsparen von elektrischer Leistung zu erreichen.
Im Übrigen ist die Antriebskraftübertragungseinrichtung 10 nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann ein Schneckenrad 26 aufweisen, das mit dem Schneckenzahnrad 24 an einem ringförmigen Axialendabschnitt des Ringelements 20 anstatt dem Außenumfang des Ringelements 20 im Eingriff ist, so dass die Radialgröße der Antriebskraftübertragungseinrichtung 10' weiter verringert wird.
Ferner kann sie in verschiedener Weise innerhalb des Umfangs des Gegenstands der Erfindung modifiziert werden, beispielsweise indem die Zahl der Zwischenzahnräder 21 zu mehr als 4 gemacht wird.
Weiterhin kann der Radius des Teilkreises, auf dem sich das Eingangszahnrad 14 und jedes der Zwischenzahnräder 21 miteinander im Eingriff befinden, unterschiedlich von dem Radius des Teilkreises sein, auf dem sich das Ausgangszahnrad 15 und jedes der Zwischenzahnräder 21 miteinander im Eingriff befinden, so dass das Übersetzungsverhältnis zu einem anderen als 1:1 gemacht wird, wenn das Ringelement befestigt ist.
Ferner können das Eingangszahnrad 14 und das Ausgangszahnrad 15 Stirnräder sein, während die Zwischenzahnräder 21 Gegenstirnräder sein können.
Weiterhin kann das Ringelement 20 durch eine zusätzliche Bremseinrichtung oder einen Bremsmotor anstatt der Bremsfunktion durch den Eingriff zwischen dem Schneckenzahnrad 25 und dem Schneckenrad 22 befestigt werden.

Claims

Fahrzeug-Lenkübertragungseinrichtung (10) zum Übertragen eines Fahrzeug-Lenkvorgangs auf ein Fahrzeugrad (53), mit: einem ersten Zahnrad (14), das sich drehbar auf einer Drehachse befindet, um sich in Übereinstimmung mit dem Fahrzeug-Lenkvorgang zu drehen, einem zweiten Zahnrad (15), das sich drehbar auf der Drehachse befindet und mit dem Fahrzeugrad (53) verbindbar ist, so dass eine Ausrichtung des Fahrzeugrads (53) verändert wird, einem Zwischenzahnrad (21), das mit dem ersten und zweiten Zahnrad (14, 15) zur Übertragung einer Drehung zwischen dem ersten Zahnrad (14) und dem zweiten Zahnrad (15) über das Zwischenzahnrad (21) in Eingriff kommt, einem Halteelement (19, 20), das sich drehbar auf der Drehachse befindet, während es das Zwischenzahnrad (21) so hält, dass das Zwischenzahnrad (21) zur Erzeugung einer Differenzialdrehbewegung zwischen dem ersten und zweiten Zahnrad (14, 15) drehbar ist, und einer Antriebsvorrichtung (23, 25) zum Antreiben des Halteelements (19, 20) zum Drehen auf der Drehachse, so dass die Differenzialdrehbewegung zwischen dem ersten und zweiten Zahnrad (14, 15) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (19) sich längs einer weiteren Drehachse erstreckt, um die Drehachse zu schneiden und das Zwischenzahnrad (21) drehbar auf der anderen Drehachse zu halten.
Fahrzeug-Lenkübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (19, 20) minde stens ein Schneckenradsegment (22, 26) beinhaltet und die Antriebsvorrichtung eine Schnecke (25) beinhaltet, die mit dem Schneckenradsegment (22, 26) im Eingriff ist, so dass das Halteelement (19, 20) über den Eingriff zwischen dem Schneckenradsegment (22, 26) und der Schnecke (25) durch die Antriebsvorrichtung auf der Drehachse drehend angetrieben wird.
Fahrzeug-Lenkübertragungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (23, 25) einen Motor (23) zur Erzeugung eines Drehmoments zum Drehen des Halteelements (19, 20) auf der Drehachse beinhaltet.
Fahrzeug-Lenkübertragungseinrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius eines Teilkreises, auf dem sich das erste Zahnrad (14) und das Zwischenzahnrad (21) miteinander im Eingriff befinden, gleich dem Radius eines Teilkreises ist, auf dem sich das zweite Zahnrad (15) und das Zwischenzahnrad (21) miteinander im Eingriff befinden.
Fahrzeug-Lenkübertragungseinrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zahnrad (14), das zweite Zahnrad (15) und das Zwischenzahnrad (21) Kegelräder sind.
Fahrzeug-Lenkübertragungseinrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung des ersten Zahnrads (14) der Verzahnung des zweiten Zahnrads (15) über das Zwischenzahnrad (21) in einer zur Drehachse parallelen Richtung gegenüberliegt.
Fahrzeug-Lenkübertragungseinrichtung zum Lenken eines Fahrzeugs in Übereinstimmung mit einem Fahrzeug-Lenkvorgang, mit: einem Fahrzeugrad (53), einer Lenkübertragungseinrichtung (10) mit: einem ersten Zahnrad (14), das sich drehbar auf einer Drehachse befindet, um sich in Übereinstimmung mit dem Fahrzeug-Lenkvorgang zu drehen, einem zweiten Zahnrad (15), das sich drehbar auf der Drehachse befindet, einem Zwischenzahnrad (21), das mit dem ersten und zweiten Zahnrad (14, 15) zur Übertragung einer Drehung zwischen dem ersten Zahnrad (14) und dem zweiten Zahnrad (15) über das Zwischenzahnrad (21) in Eingriff kommt, einem Halteelement (19, 20), das sich drehbar auf der Drehachse befindet, während es das Zwischenzahnrad (21) so hält, dass das Zwischenzahnrad (21) zur Erzeugung einer Differenzialdrehbewegung zwischen dem ersten und zweiten Zahnrad (14, 15) drehbar ist, und einer Antriebsvorrichtung (23, 25) zum Antreiben des Halteelements (19, 20) zum Drehen auf der Drehachse, so dass die Differenzialdrehbewegung zwischen dem ersten und zweiten Zahnrad (14, 15) erzeugt wird, und einem Verbindungselement (51, 52, 54, 62), das zwischen dem zweiten Zahnrad (15) und dem Fahrzeugrad (53) angeordnet ist, so dass eine Bewegung des zweiten Zahnrads (15) über das Verbindungselement (51, 52, 54, 62) zum Fahrzeugrad (53) zur Änderung einer Ausrichtung des Fahrzeugrads übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (19) sich längs einer weiteren Drehachse erstreckt, um die Drehachse zu schneiden und das Zwischenzahnrad (21) drehbar auf der anderen Drehachse zu halten.
Fahrzeug-Lenkübertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zahnrad (14) fest auf einer Eingangsradialwelle (12) angebracht ist, das zweite Zahnrad (15) fest auf einer Ausgangsradialwelle (13) angebracht ist und das Halteelement (19, 20) durch Kugellager (17, 18) drehbar auf der Eingangs- und Ausgangsradialwelle (12, 13) gehalten ist.
Fahrzeug-Lenkübertragungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zahnrad (14) fest auf einer Eingangsradialwelle (12) angebracht ist, das zweite Zahnrad (15) fest auf einer Ausgangsradialwelle (13) angebracht ist und das Halteelement (19, 20) durch Kugellager (17, 18) drehbar auf der Eingangs- und Ausgangsradialwelle (12, 13) gehalten ist.