DE60306694T2

DE60306694T2 - Lenkschlossvorrichtung

Info

Publication number: DE60306694T2
Application number: DE2003606694
Authority: DE
Inventors: c/o Koyo Seiko Co. Takashi Osaka-shi Tsutsui; c/o Koyo Seiko Co. Etsurou Osaka-shi Kitami; c/o Koyo Seiko Co. Hiroaki Osaka-shi Murakami; c/o Koyo Seiko Co. Tomohiro Osaka-shi Maekawa
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2002-01-17
Filing date: 2003-01-16
Publication date: 2007-07-12
Anticipated expiration: 2023-01-17
Also published as: DE60306694D1; JP2003205824A; EP1329368A2; EP1329368B1; JP3854867B2; EP1329368A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkverriegelungsvorrichtung zum Verhindern, dass ein Fahrzeug gestohlen wird, und zwar gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 2 und 8.
Ein Lenkverriegelungsvorrichtung kann generell ein Lenkelement wie ein Lenkrad verriegeln, indem ein Zündschlüssel betätigt wird, und die Verriegelung lösen. Die Lenkverriegelungsvorrichtung ist als eine Einheit konstruiert, die erhalten wird durch Integrieren eines Schließzylinders für den Zündschlüssel und einer Verriegelungsvorrichtung zum Regulieren der Drehung bzw. Drehbarkeit einer Lenkwelle. Die Einheit ist an einem Säulenrohr einer Lenksäule festgelegt.
Das Säulenrohr erfordert eine hohe Festigkeit bzw. muss hochfest ausgebildet sein, um einen Diebstahl zu verhindern. Das Säulenrohr hat jedoch eine hohle Form. Daher ist das Säulenrohr tendenziell von geringer Festigkeit. Demgemäss wird dem Säulenrohr ein separates Verstärkungselement hinzugefügt, oder es wird ein kostenaufwendiges hochfestes Material verwendet. Im Ergebnis steigen die Kosten der Lenkvorrichtung.
Unterdessen beinhalten Beispiele der Lenkverriegelungsvorrichtung eine solche, die so konstruiert ist, dass eine Verriegelungsvorrichtung, wie oben beschrieben, fernsteuerbar ist, derart, dass ein Schließzylinder und die Verriegelungsvorrichtung getrennt voneinander angeordnet werden können. Selbst bei dieser Art von Lenkverriegelungsvorrichtung ist ein Verriegelungsmechanismus in einer Lenksäule angeordnet, wie bei der o.g. Lenkverriegelungsvorrichtung des als eine Einheit konstruierten Typs (siehe bspw. japanische Offenlegungs-Gazette Nr. 9-267713).
Das Dokument FR-A-2 703 641 offenbart eine Lenkverriegelungsvorrichtung für eine Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs, mit Lenkverriegelungsmitteln zum Verrie geln einer Lenkwelle, derart, dass diese nicht drehbar ist; einem Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse zum Halten bzw. Lagern der Lenkverriegelungsmittel; und einem elektromagnetischen Aktuator zum Betätigen der Lenkverriegelungsmittel, wobei das Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse an einem Fahrzeugkarosserieelement zum Festlegen der Lenkvorrichtung an einer Fahrzeugkarosserie festgelegt ist.
Ferner offenbart das Dokument WO92 16395 A eine ähnliche Lenkverriegelungsvorrichtung.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass o.g. technische Problem zu lösen und eine Lenkverriegelungsvorrichtung anzugeben, wobei die Kosten der Lenkvorrichtung reduziert werden können.
Die obige Aufgabe wird durch die Lenkverriegelungsvorrichtungen der Ansprüche 1, 2 und 8 gelöst.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Lenkverriegelungsvorrichtung für eine Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs Lenkverriegelungsmittel zum Verriegeln einer Lenkwelle, derart, dass diese nicht drehbar ist; ein Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse zum Halten bzw. Lagern der Lenkverriegelungsmittel; und einen elektromagnetischen Aktuator zum Betätigen der Lenkverriegelungsmittel, wobei das Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse an einem Gehäuse festgelegt ist, das einen Drehmomentsensor zum Erfassen eines Lenkdrehmomentes aufnimmt und in das die Lenkwelle eingeführt ist.
Gemäß dieser Ausführungsform besitzt das Gehäuse, das den Drehmomentsensor aufnimmt, generell eine hohe Festigkeit. Das Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse ist an dem Gehäuse gelagert, das eine hohe Festigkeit besitzt. Demzufolge muss das Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse nicht verstärkt bzw. versteift werden, und die übliche Notwendigkeit, ein Säulenrohr zu verstärken, kann wegfallen, wodurch es möglich wird, die Kosten der Lenkvorrichtung zu reduzieren.
Bei einer anderen Ausführungsform kann das Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse an einem Fahrzeugkarosserieelement zum Festlegen der Lenkvorrichtung an einer Fahrzeugkarosserie festgelegt sein. Da das Fahrzeugkarosserieelement eine hohe Festigkeit besitzt, muss das Säulenrohr oder dergleichen nicht verstärkt werden, wie im obigen Fall, wodurch es möglich wird, die Kosten der Lenkvorrichtung zu reduzieren.
1 ist eine teilweise weggebrochene seitliche Ansicht einer elektrischen Servolenkvorrichtung mit einer Lenkverriegelungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine teilweise weggebrochene schematische Darstellung eines Hauptbestandteils einer elektrischen Servolenkvorrichtung mit einer Lenkverriegelungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine teilweise weggebrochene schematische Darstellung eines Hauptbestandteils der schematischen Konstruktion einer elektrischen Servolenkvorrichtung mit einer Lenkverriegelungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
4 ist eine teilweise weggebrochene schematische Darstellung eines Hauptbestandteils einer elektrischen Servolenkvorrichtung mit einer Lenkverriegelungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Nachstehend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. 1 ist eine teilweise weggebrochene seitliche Ansicht der schematischen Konstruktion einer elektrischen Servolenkvorrichtung mit einer Lenkverriegelungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie es in 1 gezeigt ist, weist die Lenkvorrichtung 1 eine Lenkwelle 3 zum Übertragen der Bewegung eines Lenkrades 2 zum Lenken von (nicht gezeigten) Rädern und eine Lenksäule zum Lagern der Lenkwelle 3 auf, derart, dass die darin eingeführte Lenkwelle 3 drehbar ist. Das Lenkrad 2 ist mit einem Ende 5 der Lenkwelle 3 verbunden. Ein Lenkmechanismus, der ein Ritzel, eine Zahnstangenwelle und dergleichen beinhaltet, ist mit dem anderen Ende 6 der Lenkwelle 3 über eine Zwischenwelle (nicht gezeigt) oder dergleichen verbunden. Wenn das Lenkrad 2 gedreht wird, wird die Drehung auf den Lenkmechanismus übertragen, und zwar über die Lenkwelle 3, die Zwischenwelle usw., wodurch es möglich wird, die Räder zu lenken.
Die Lenkwelle 3 ist aus einer Vielzahl von Elementen zusammengesetzt. Die Elemente sind miteinander verbunden, so dass sie einstückig miteinander drehbar bzw. drehfest miteinander verbunden und an der Lenksäule 4 mittels einer Vielzahl von (nicht gezeigten) Lagern gelagert sind.
Die Lenksäule 4 weist ein äußeres Rohr 7 und ein inneres Rohr 8 auf, die als zylindrische Säulenrohre dienen, die auf der Seite des Lenkrades 2 angeordnet sind, und zwar zum Lagern der Lenkwelle 3 derart, dass diese drehbar ist, während die Lenkwelle 3 aufgenommen ist, und weist ferner ein Gehäuse 9 in einer Lenkunterstützungseinheit U, die an dem vorderen Ende des inneren Rohrs 8 festgelegt ist, einen unteren Halter 10, der an dem vorderen Ende des inneren Rohrs 8 über das Gehäuse 9 festgelegt ist, und einen oberen Halter 11 auf, der an dem äußeren Rohr festgelegt ist.
Die Lenksäule 4 ist an einem vorbestimmten Fahrzeugkarosserieelement 12 (von dem lediglich ein Teil dargestellt ist, bspw. ein Querglied eines Fahrzeugkarosserierahmens) über den unteren Halter 10 und den oberen Halter 11 festgelegt.
Die Lenkvorrichtung 1 ist als eine elektrische Servolenkvorrichtung konstruiert, wobei durch die Lenkunterstützungseinheit U, die in der Lenksäule 4 vorge sehen ist, eine Lenkunterstützungskraft erhalten wird, die mit einem Lenkwiderstand ausgewogen ist, und zwar hervorgerufen durch eine Lenkbetätigung.
Das heißt, die Lenkunterstützungseinheit U weist einen Drehmomentsensor 13 zum Erfassen eines Lenkdrehmomentes, einen elektrischen Motor 14 zum Erzeugen einer Lenkunterstützungskraft auf der Grundlage eines Ausgangssignals von dem Drehmomentsensor 13, um ein Beispiel zu nennen, ein Untersetzungsgetriebe 15 zum Herabsetzen der Drehung bzw. Drehzahl der drehbaren Welle (nicht gezeigt) des elektrischen Motors 14 und das o.g. Gehäuse 9 auf.
Das Untersetzungsgetriebe 15 weist eine Schneckenwelle 16 auf, die als eine Antriebswelle dient, die mit der drehbaren Welle des elektrischen Motors 14 drehfest verbunden ist, und zwar über ein Koppelgelenk bzw. eine Koppelverbindung (nicht gezeigt), weist ein Schneckenrad 17 auf, das als ein Untersetzungsgetriebe dient, das mit der Schneckenwelle 16 in Eingriff steht und das von der Schneckenwelle 16 angetrieben ist, und weist ein Untersetzungsgetriebegehäuse 18 zum Lagern der Schneckenwelle 16 und des Schneckenrades 17 auf, so, dass diese drehbar sind. Das Untersetzungsgetriebegehäuse 18 lagert den elektrischen Motor 14.
Das Schneckenrad 17 ist mit der Lenkwelle 3 einstückig drehbar bzw. drehfest verbunden. Das Gehäuse 9 der Lenkunterstützungseinheit U weist das o.g. Untersetzungsgetriebegehäuse 18 und ein Sensorgehäuse 19 auf, das an der Rückseite des Untersetzungsgetriebegehäuses 18 festgelegt ist und die Lenkwelle 3 umgibt, wobei es ferner den Drehmomentsensor 13 aufnimmt.
Die Lenkvorrichtung 1 weist eine Lenkverriegelungsvorrichtung 20 auf, die dazu in der Lage ist, einen Verriegelungszustand zu erzielen, bei dem es schwierig ist, das Lenkrad 2 zu betätigen, um so einen Diebstahl zu verhindern.
Die Lenkverriegelungsvorrichtung 20 beinhaltet einen Verriegelungsmechanismusabschnitt 21, einen Steuerabschnitt 22 zum Steuern des Verriegelns mittels des Verriegelungsmechanismusabschnittes 21 und des Lösens des Verriegelns, und einen Signalausgangsabschnitt 23 zum Ausgeben eines Auslöse- bzw. Triggersignals an den Steuerabschnitt 22.
Der Verriegelungsmechanismusabschnitt 21 weist einen elektromagnetischen Aktuator 24 auf, der fernsteuerbar ist, und weist ferner einen Verriegelungsstift 25 auf, der als die Lenkverriegelungsmittel dient, die von dem elektromagnetischen Aktuator 24 und einer nachstehend beschriebenen Feder 26 betätigt werden, und weist ferner eine Feder 26 auf, die als Andruck- bzw. Vorspannmittel zum elastischen Vorspannen des Verriegelungsstiftes 25 in einen verriegelten Zustand dient, und weist ein Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse 27 zum Halten bzw. Lagern des Verriegelungsstiftes 25 auf, so, dass dieser zwischen einer Verriegelungsposition und einer Verriegelungsfreigabe- bzw. Verriegelungslöseposition verschieblich ist.
Das Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse 27 ist in einem Aufnahmeabschnitt 28 aufgenommen, der an dem äußeren Umfang des Sensorgehäuses 19 ausgebildet ist, und ist daran festgelegt. Der Aufnahmeabschnitt 28 ist in einer Position angeordnet, die einem Installationsabschnitt zwischen dem Sensorgehäuse 19 und dem inneren Rohr 8 entspricht.
Zum anderen kann der Verriegelungsstift 25 an einem Eingriffsloch 30 angreifen bzw. eingreifen, das in der Lenkwelle 3 ausgebildet ist, und zwar über den Boden des Aufnahmeabschnittes 28 und durch ein Durchgangsloch 29 hindurch, innerhalb dessen das innere Rohr 8 eingeführt ist. Der Verriegelungsstift 25 greift an dem Eingriffsloch 30 an, wodurch eine Lenkverriegelung erzielt wird.
Obgleich das Eingriffsloch 30 für den Verriegelungsstift 25 in der vorliegenden Ausführungsform in der Lenkwelle 3 vorgesehen ist, kann es auch in einem zylindrischen Element vorgesehen sein, das in die Lenkwelle 3 eingesetzt bzw. installiert ist, so dass es mit dieser drehfest verbunden ist. Obgleich ein einzelnes Eingriffsloch 30 vorgesehen sein kann, ist vorzugsweise eine Vielzahl von Eingriffslöchern vorgese hen. Das Eingriffsloch 30 kann das zylindrische Element Durchdringen bzw. Penetrieren oder kann einen Boden aufweisen, ohne das zylindrische Element zu durchdringen.
Der Signalausgangsabschnitt 23 weist einen Zündschalter vom Schlüsselbetätigungstyp auf, der bspw. in einem Schließzylinder 32 vorgesehen ist, in den ein Zündschlüssel 31 eingeführt werden kann. Der Schalter ist ein solcher Schalter, der eine interne Schaltung schalten kann, indem der Zündschlüssel 31 betätigt wird, der in den Schließzylinder 32 eingeführt ist, und kann auch als ein Motorstartschalter dienen. Ein Signal, um den Verriegelungsstift 25 in einen Verriegelungszustand zu bringen, wird ausgegeben, wenn der Zündschlüssel 31, der in den Schließzylinder 32 eingeführt ist, so gedreht wird, dass er in einer ersten Position angeordnet ist, wohingegen ein Signal zum Freigeben bzw. Lösen des Verriegelns ausgegeben wird, wenn der Zündschlüssel 31 in einer zweiten Position angeordnet ist.
Der Steuerabschnitt 22 steuert bzw. treibt den elektromagnetischen Aktuator 24 über einen Treiber (nicht gezeigt) in Antwort auf ein Signal von dem Signalausgangsabschnitt 23 an, um den Verriegelungsstift 25 zu betätigen.
Der Steuerabschnitt 22 ist in einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 33 für die Lenkunterstützungseinheit U vorgesehen. Ein großer Teil der Konstruktion bzw. des Aufbaus des Steuerabschnittes 22 wird auch als die elektronische Steuereinheit 33 verwendet, wodurch der Aufbau der Lenkvorrichtung vereinfacht und deren Kosten verringert werden. Es ist auch möglich, einen Steuerabschnitt vorzusehen, der ausschließlich für die Lenkverriegelungsvorrichtung 20 vorgesehen ist.
Der elektromagnetische Aktuator 24 weist bspw. einen Elektromagneten auf, der an dem Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse 27 festgelegt ist. Ein direkt wirkender Stab bzw. eine direkt wirkende Stange (nicht gezeigt), die aus dem Elektromagnet vortreten und in diesen zurückfahren kann, und zwar bei Antreiben des Elektromagneten, ist mit dem Verriegelungsstift 25 verbunden, so, dass sie synchron mit diesem beweglich ist. Es ist auch möglich, als den elektromagnetischen Aktuator 24 einen elektrischen Motor oder dergleichen zu verwenden, und zwar neben bzw. anstelle des Elektromagneten.
Zum Zeitpunkt der Verriegelung wird der elektromagnetische Aktuator 24 in einem nicht-leitfähigen bzw. nicht-leitenden Zustand gehalten, so dass der durch die Feder 26 vorgespannte Verriegelungsstift 25 versucht, aus dem Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse 27 vorzurücken bzw. auszutreten. Wenn vor dem Verriegelungsstift 25, in Vorwärtsrichtung gesehen, das Eingriffsloch 30 liegt, greift der Verriegelungsstift 25 in das Eingriffsloch 30 ein, wodurch die Verriegelung erzielt wird. Selbst wenn das Eingriffsloch 30 gegenüber dem vorderen Ende des Verriegelungsstiftes 25 versetzt ist, kann das Lenkrad 2 leicht verdreht werden. Hierbei kommen das Eingriffsloch 30 und der Verriegelungsstift 25 in Ausrichtung zueinander, so dass der Verriegelungsstift 25 in das Eingriffsloch 30 eintritt, wodurch das Verriegeln erzielt wird.
Zum Zeitpunkt der Freigabe des Verriegelns wird der elektromagnetische Aktuator 24 leitfähig bzw. leitend gehalten, so dass der Verriegelungsstift 25, der eine von dem elektromagnetischen Aktuator 24 erzeugte Kraft empfängt, zurück in das Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse 27 zurückfährt, und zwar gegen die Vorspannkraft der Feder 26. Demzufolge wird der Eingriff zwischen dem Verriegelungsstift 25 und dem Eingriffsloch 30 gelöst, so dass die Verriegelung gelöst wird, wodurch es möglich wird, eine Lenkbetätigung durchzuführen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung muss das Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse 27 nicht verstärkt werden, da es generell fest von dem Sensorgehäuse 19 festgelegt sein kann, das eine hohe Festigkeit besitzt, und die herkömmliche Notwendigkeit des Verstärkens des Säulenrohrs ist eliminiert, wodurch es möglich wird, die Kosten der Lenkvorrichtung 1 zu verringern.
Genauer gesagt ist das Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse 27 an dem Aufnahmeabschnitt 28 des Installationsabschnittes zwischen Sensorgehäuse 19 und innerem Rohr 8 festgelegt. Da der Installationsabschnitt eine besonders hohe Festigkeit besitzt, wird das Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse 27 hierdurch jedoch noch fester bzw. sicherer gelagert.
Ferner ist das Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse 27 an dem Gehäuse 9 der Lenkunterstützungseinheit U festgelegt. Demzufolge kann die Lenkunterstützungseinheit U als eine einstückig handhabbare Einheit einschließlich des Lenkmechanismusabschnittes 21 ausgebildet werden, und es ist leicht, diese zu handhaben, und zwar zum Zeitpunkt der Montage.
Wie vorstehend beschrieben, kann die Konstruktion der Lenkvorrichtung 1 vereinfacht werden, indem der Steuerabschnitt 22 für die Lenkverriegelung in der elektronischen Steuereinheit 33 für die Lenkunterstützungseinheit U vorgesehen wird. Die elektronische Steuereinheit 33 ist generell an der Lenkvorrichtung 1 gelagert. Demzufolge kann die elektronische Steuereinheit 33 in der Nähe des elektromagnetischen Aktuators 24 angeordnet sein. Im Ergebnis kann die Verdrahtungsentfernung zwischen der elektronischen Steuereinheit 33 und dem elektromagnetischen Aktuator 24 verkürzt werden. Demzufolge sind Zeit und Arbeit für die Verdrahtung nicht notwendigerweise erforderlich.
Obgleich der Signalausgangsabschnitt 23 bei der vorliegenden Ausführungsform in dem Schließzylinder 32 angeordnet ist, ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise kann der Signalausgangsabschnitt 23 in einer freien bzw. beliebigen Position angeordnet werden, dort, wo er leicht betätigt werden kann. Da der elektromagnetische Aktuator 24 verwendet wird, kann eine Position, an der der Signalausgangsabschnitt 23 angebracht wird, eine beliebige Position sein wie ein Armaturenbrett oder eine Konsolenbox eines Fahrzeugs, und zwar neben bzw. anstelle an der Lenksäule.
Der Signalausgangsabschnitt 23 ist nicht notwendigerweise auf einen Zündschalter vom Schlüsselbetätigungstyp beschränkt. Beispielsweise ist es möglich eine bekannte Struktur wie eine Steuereinrichtung zu verwenden, die mittels einer IC-Karte betätigt wird, eine ferngesteuerte Vorrichtung oder dergleichen.
Obgleich das Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse 27 bei der zuvor genannten ersten Ausführungsform an dem Sensorgehäuse 19 festgelegt ist, kann es in gleicher Weise an anderen starken bzw. festen Elementen festgelegt sein, wie bspw. in den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen, die in den 2, 3 und 4 gezeigt sind, an einem beliebigen Element eines Motorgehäuses 34 eines elektrischen Motors 14, eines Untersetzungsgetriebegehäuses 18 und von Fahrzeugkarosserieelementen.
Die Fahrzeugkarosserieelemente und insbesondere das Fahrzeugkarosserieelement 12 zum Festlegen der Lenkvorrichtung 1 ist generell ein starkes bzw. festes Element. Ferner sind das Motorgehäuse 34 und das Untersetzungsgetriebegehäuse 18 generell Elemente, die eine höhere Festigkeit besitzen als jene des Säulenrohrs. Selbst wenn das Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse 27 an einem beliebigen Element von Fahrzeugkarosserieelement 12, Motorgehäuse 34 und Untersetzungsgetriebegehäuse 18 gelagert ist, kann das Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse 27 demzufolge fest bzw. sicher gelagert werden. Ferner kann die üblicherweise vorhandene Notwendigkeit des Verstärkens des Säulenrohrs eliminiert werden. Im Ergebnis können die Kosten der Lenkvorrichtung 1 verringert werden.
Wenn das Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse 27 an der Lenkunterstützungseinheit U festgelegt ist, wie den Ausführungsformen, die in den 1 und 4 gezeigt sind, kann es als eine einstückig handhabbare Einheit einschließlich des Verriegelungsmechanismusabschnitt 21 aufgebaut bzw. konstruiert sein, und diese lässt sich zum Zeitpunkt der Montage leicht handhaben.
Wie in jeder der Ausführungsformen, die in den 2, 3 und 4 gezeigt sind, kann das o.g. Eingriffsloch 30 in anderen Elementen als der Lenkwelle 3 vorgesehen sein. Die folgende Beschreibung ist auf Punkte zentriert, die sich von den bereits beschriebenen Punkten unterscheiden. Die gleichen Komponenten sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, und demzufolge wird deren Beschreibung nicht wiederholt.
Eine Lenkvorrichtung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 2 gezeigt und wird nunmehr beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Verriegelungsmechanismusabschnitt 21 in der Nachbarschaft eines Endes eines elektrischen Motors angeordnet, der zum Unterstützen des Lenkens dient. Ein Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse 27 ist an einem Fahrzeugkarosserieelement 12 festgelegt, das als ein Festlegungselement dient. Das Fahrzeugkarosserieelement 12 ist eine Element zum Festlegen einer Lenkvorrichtung 1 an einer Fahrzeugkarosserie.
Eine drehbare Welle 35 des elektrischen Motors 14 ist koaxial zu einer Schneckenwelle 16 angeordnet, die als eine Antriebswelle eines Untersetzungsgetriebes 15 dient. Die drehbare Welle 35 des elektrischen Motors 14 weist ein erstes Ende 36 und ein zweites Ende 37 auf, und die Schneckenwelle 16 weist ein erstes Ende 38 und ein zweites Ende 39 auf. Das erste Ende 36 der drehbaren Welle 35 und das erste Ende 38 der Schneckenwelle 16 sind über ein Koppelgelenk 40 bzw. eine Koppelverbindung 40 miteinander verbunden, so dass sie einstückig miteinander drehbar bzw. drehfest miteinander ausgebildet sind.
Das zweite Ende 37 der drehbaren Welle 35 ist aus einem Motorgehäuse 34 herausgeführt, und ein Eingriffsloch 41, an dem ein Verriegelungsstift 25 zum Zeitpunkt einer Verriegelung eingreift, ist an dem herausgeführten zweiten Ende 37 ausgebildet. Das Eingriffsloch 41 kann das zweite Ende 37 durchdringen, muss dieses jedoch nicht durchdringen.
Obgleich der Verriegelungsstift 25 bei der vorliegenden Ausführungsform an der drehbaren Welle 35 des elektrischen Motors 14 zum Zeitpunkt der Verriegelung angreift, ist das Untersetzungsgetriebe 15 in einem Drehmomentübertragungspfad zwischen dem elektrischen Motor 14 und einer Lenkwelle 3 angeordnet. Demzufolge kann selbst eine Lenkverriegelungsvorrichtung 20 mit niedriger Festigkeit ein großes, auf die Lenkwelle 3 aufgebrachtes Drehmoment aufnehmen, das angewendet wird, wenn ein Fahrzeug gestohlen wird, und kann die Drehung der Lenkwelle 3 begrenzen bzw. beschränken, ohne beschädigt zu werden. Die Lenkverriegelungsvorrichtung 20 kann von geringer Festigkeit und kostengünstig ausgebildet sein, wodurch es möglich wird, die Kosten der Lenkvorrichtung 1 zu reduzieren.
Da das zweite Ende 37 der drehbaren Welle 35 des elektrischen Motors 14 aus dem Motorgehäuse 14 herausgeführt ist, lässt sich das Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse 27 leicht anbringen, getrennt von einer Lenkunterstützungseinheit U. Beispielsweise lässt sich auf einfache Art und Weise ein Layout zum Festlegen des Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuses 27 an einem Fahrzeugkarosserieelement 12 verwenden. Ferner muss die Konstruktion der Lenkunterstützungseinheit U nicht stark verändert werden. Beispielsweise kann die drehbare Welle 35 leicht verändert werden, wie der elektrische Motor 14, und das Untersetzungsgetriebe 15 muss nicht verändert werden.
Eine Lenkvorrichtung 1 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 3 gezeigt und wird nunmehr beschrieben. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Verriegelungsmechanismusabschnitt 21 in der Nachbarschaft eines Untersetzungsgetriebes 15 angeordnet. Ein Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse 27 ist an dem Fahrzeugkarosserieelement 12 festgelegt, wie oben beschrieben, das als ein Festlegungselement dient. Ein zweites Ende 39 einer Schneckenwelle 16 des Untersetzungsgetriebes 15 auf der gegenüberliegenden Seite eines elektrischen Motors 14 ist aus einem Untersetzungsgetriebegehäuse 18 herausgeführt. Ein Eingriffsloch 42, an dem ein Verriegelungsstift 25 zum Zeitpunkt der Verriegelung angreift, ist an dem zweiten Ende 39 der herausgeführten Schneckenwelle 16 ausgebildet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das zweite Ende 39 der Schneckenwelle 16 des Untersetzungsgetriebes 15 aus dem Untersetzungsgetriebegehäuse 18 herausgeführt. Demzufolge ist das Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse 27 leicht anbringbar, getrennt von einer Lenkunterstützungseinheit U. Beispielsweise kann auf einfache Art und Weise ein Layout zum Festlegen des Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuses 27 an einem Fahrzeugkarosserieelement 12 verwendet werden. Demzufolge muss die Konstruktion der Lenkunterstützungseinheit U nicht stark geändert werden. Beispielsweise kann die Schneckenwelle 16 des Untersetzungsgetriebes 15 leicht geändert werden, und ein elektrischer Motor 14 muss nicht verändert werden.
Bei jeder der zweiten und dritten Ausführungsform wird auch in Erwägung gezogen, dass das Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse 27 an Elementen festgelegt ist, die die Lenkvorrichtung 1 bilden, bspw. dem Untersetzungsgetriebegehäuse 18, dem Sensorgehäuse 19 oder dem Motorgehäuse 34. Selbst in einem solchen Fall muss die Konstruktion der Lenkunterstützungseinheit U nicht stark geändert werden, um das Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse 27 anzubringen. Beispielsweise können bei der o.g. Konstruktion entsprechend der zweiten oder dritten Ausführungsform der elektrische Motor 14 oder das Untersetzungsgetriebe 15 leicht verändert werden.
Eine Lenkvorrichtung 1 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 4 gezeigt und wird nachstehend beschrieben. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse 27 an einem Sitz 43 festgelegt, der in bzw. an einem Abschnitt eines Untersetzungsgetriebegehäuses 18 in der Nähe eines elektrischen Motors 14 vorgesehen ist. Ein Koppelgelenk 40 zum Verbinden einer drehbaren Welle 35 des elektrischen Motors 14 und einer Schneckenwelle 16 eines Untersetzungsgetriebes 15 ist in dem Untersetzungsgetriebegehäuse 18 aufgenommen. Ein Verriegelungsstift 25 greift an einem Eingriffsloch 45 an, das in dem äußeren Umfang des Koppelgelenkes 40 ausgebildet ist, und zwar durch ein Durchgangsloch 44 hindurch, das in dem Untersetzungsgetriebegehäuse 18 ausgebildet ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse 27 zwischen dem elektrischen Motor 14 und dem Untersetzungsgetriebe 15 angeordnet. Demzufolge kann verhindert werden, dass eine Lenkunterstützungseinheit U in der Größe entlang der Achse der drehbaren Welle 35 ansteigt bzw. vergrößert wird, wodurch es möglich wird, zu einer Verkleinerung bzw. Miniaturisierung der Lenkvorrichtung 1 beizutragen.
Da der Verriegelungsstift 25 an dem Koppelgelenk 40 angreift, muss die Konstruktion der Lenkunterstützungseinheit U nicht in starkem Maße verändert werden, um das Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse 27 anzubringen. Beispielsweise kann das Koppelgelenk 40, das eine kleine Komponente darstellt, generell etwas verändert werden, und die drehbare Welle 35 des elektrischen Motors 14 und die Schneckenwelle 16 des Untersetzungsgetriebes 15 müssen nicht verändert werden.
Bei der vierten Ausführungsform können auch berücksichtigt werden Konstruktionen, bei denen das Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse 27 an Elementen festgelegt ist, die die Lenkvorrichtung 1 bilden, bspw. einem Motorgehäuse 32 oder einem Sensorgehäuse 19, sowie Konstruktionen, bei denen das Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse 27 an einem Fahrzeugkarosserieelement 12 festgelegt ist.
Bei der Lenkverriegelungsvorrichtung 20 gemäß jeder der o.g. Ausführungsformen muss das Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse 27 nicht an dem Säulenrohr festgelegt werden. Wenn die Lenkverriegelungsvorrichtung 20 auf eine stoßabsorbierende Lenkvorrichtung vom Typ mit Säulenkontraktion angewendet wird, bei der ein Paar von Säulenrohren mit einer doppelten zylindrischen Struktur relativ zueinander zum Zeitpunkt einer Kollision verschoben wird, kann daher ein Stoßabsorbierungshub lang ausgebildet beibehalten werden.
Insbesondere wenn die stoßabsorbierende Lenkvorrichtung eine elektrische Servolenkvorrichtung vom Säulentyp ist, bei dem ein elektrischer Motor 14 zum Unterstützen des Lenkens an einer Lenksäule 4 festgelegt ist, besteht weniger Raum bzw. wenig Möglichkeit für einen Hohlraum um eine Lenkwelle 3 herum in der axialen Richtung, verglichen mit solchen Fällen, bei denen eine elektrische Servolenkvorrichtung eines anderen Typs oder manuell betätigte Lenkvorrichtungen verwendet werden. Ein Stoßabsorbierungshub tendiert nicht nur bei stoßabsorbierenden Lenkvorrichtungen vom Säulenkontraktionstyp sondern auch bei stoßabsorbierenden Lenkvorrichtungen von anderen Typen dazu, sich zu verkürzen bzw. kürzer zu werden. Demzufolge ist es bevorzugt, dass die vorliegende Erfindung angewendet wird, bei der der Stoßabsorbierungshub lang ausgebildet beibehalten werden kann, wie oben beschrieben.
Die vorliegende Erfindung kann auf eine andere elektrische Servolenkvorrichtung als jene vom Säulentyp angewendet werden, sowie auch auf eine manuell betätigte Lenkvorrichtung. Ferner kann ein Lenkmechanismus mit anderen bekannten Strukturen als einer Struktur vom Zahnstangen- und Ritzeltyp gebraucht bzw. verwendet werden.

Claims

Lenkverriegelungsvorrichtung (20) für eine Lenkvorrichtung (1) eines Fahrzeugs, mit: Lenkverriegelungsmitteln (25) zum Verriegeln einer Lenkwelle (3), so, dass diese nicht drehbar ist; einem Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse (27) zum Halten bzw. Lagern der Lenkverriegelungsmittel (25); und einem elektromagnetischen Aktuator (24) zum Betätigen der Lenkverriegelungsmittel (25), gekennzeichnet durch die Tatsache, dass das Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse (27) an einem Gehäuse (19) festgelegt ist, das einen Drehmomentsensor (13) zum Erfassen eines Lenkdrehmomentes aufnimmt und in das die Lenkwelle (3) eingeführt ist.
Lenkverriegelungsvorrichtung (20) für eine Lenkvorrichtung (1) eines Fahrzeugs, mit: Lenkverriegelungsmitteln (25) zum Verriegeln einer Lenkwelle (3), so, dass diese nicht drehbar ist; einem Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse (27) zum Halten bzw. Lagern der Lenkverriegelungsmittel (25); und einem elektromagnetischen Aktuator (24) zum Betätigen der Lenkverriegelungsmittel (25), wobei das Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse (27) an einem Fahrzeugkarosserieelement (12) festgelegt ist, um die Lenkvorrichtung (1) an einer Fahrzeugkarosserie festzulegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkverriegelungsmittel (25) zum Zeitpunkt der Verriegelung an einem Eingriffsabschnitt (41; 42; 45) angreifen, der entweder an einer drehbaren Welle (35) eines elektrischen Motors (14) zum Unterstützen des Lenkens oder an einem Element (16; 40) vorgesehen ist, das mit der drehbaren Welle (35) drehfest verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (16; 40), das drehfest mit der drehbaren Welle (35) verbunden ist, ein Kupplungsanschlussstück (40) zum Verbinden der drehbaren Welle (35) und einer Antriebswelle (16) eines Untersetzungsgetriebes (15) zum Herabsetzen der Drehzahl der drehbaren Welle (35) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (16; 40), das drehfest mit der drehbaren Welle (35) verbunden ist, eine Antriebswelle (16) eines Untersetzungsgetriebes (15) zum Herabsetzen der Drehzahl der drehbaren Welle (35) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (16) eine Schneckenwelle (16) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die drehbare Welle (35) des elektrischen Motors (14) ein Ende (37) aufweist, das aus einem Gehäuse (34) des elektrischen Motors (14) herausgeführt ist; und der Eingriffsabschnitt (41), an dem die Lenkverriegelungsmittel (25) zum Zeitpunkt der Verriegelung angreifen, einen Eingriffsabschnitt (41) aufweisen, der an dem herausgeführten Ende (37) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebswelle (16) eines Untersetzungsgetriebes (15) zum Herabsetzen der Drehzahl der drehbaren Welle (35) des elektrischen Motors (14) ein Ende (39) aufweist, das aus dem Gehäuse (18) des Untersetzungsgetriebes (15) herausgeführt ist, und der Eingriffsabschnitt (42), an dem die Lenkverriegelungsmittel (25) zum Zeitpunkt des Verriegelns angreifen, einen Eingriffsabschnitt (42) aufweist, der an dem herausgeführten Ende (39) der Antriebswelle (16) vorgesehen ist.
Lenkverriegelungsvorrichtung (20) für eine Lenkvorrichtung (1) eines Fahrzeugs, mit: Lenkverriegelungsmitteln (25) zum Verriegeln einer Lenkwelle (3), so, dass diese nicht drehbar ist; einem Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse (27) zum Halten bzw. Lagern der Lenkverriegelungsmittel (25); und einem elektromagnetischen Aktuator (24) zum Betätigen der Lenkverriegelungsmittel (25), gekennzeichnet durch die Tatsache, dass das Verriegelungsvorrichtungs-Hauptgehäuse (27) an einem beliebigen der folgenden Elemente festgelegt ist, nämlich einem Gehäuse (34) eines elektrischen Motors (14) zum Unterstützen des Lenkens, einem Gehäuse (18) eines Untersetzungsgetriebes (15) zum Herabsetzen der Drehzahl einer drehbaren Welle (35) des elektrischen Motors (14), und einem Fahrzeugkarosserieelement (12) zum Festlegen der Lenkvorrichtung (1) an einer Fahrzeugkarosserie, und einen Eingriffsabschnitt (45), mit dem die Lenkverriegelungsmittel (25) zum Zeitpunkt der Verriegelung in Eingriff stehen, mit einem Eingriffsabschnitt (45), der in einem Kupplungsanschlussstück (40) zum Verbinden einer Antriebswelle (16) des Untersetzungsgetriebes (15) und der drehbaren Welle (35) des elektrischen Motors (14) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuerabschnitt (22) zum Steuern der Betätigungen des elektromagnetischen Aktuators (24) in einer elektronischen Steuereinheit (33) zum Steuern der Betätigungen des elektrischen Motors (14) zum Unterstützen des Lenkens vorgesehen ist.