DE19823721A1

DE19823721A1 - Fahrzeuglenkung

Info

Publication number: DE19823721A1
Application number: DE19823721A
Authority: DE
Inventors: Takahiro Kojo; Junji Kawamuro; Morihiro Matsuda; Masahiko Shindo
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-06-04
Filing date: 1998-05-27
Publication date: 1998-12-10
Anticipated expiration: 2018-05-28
Also published as: US6199654B1; JPH1149003A; FR2764260A1; DE19823721B4; JP3531712B2; FR2764260B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeuglenkung, das ein Übersetzungsverhältnis des Lenkwinkels eines Lenkrades auf einen Drehwinkel eines Reifens verändern kann.

Eine Lenkung, die in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 3-153 467 offenbart ist, ist als eine herkömmliche Lenkung erhältlich, die das Übersetzungsverhältnis des Lenkwinkels des Lenkrades auf den Drehwinkel des Reifens verändern kann. Diese Lenkung weist einen Mechanismus zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses auf, der durch einen Planetenraduntersetzungsmechanismus aufgebaut ist, der an einer Lenkwelle zwischen einem Lenkrad und einem mit einem Reifen verbundenen Zapfen montiert ist.

Der Mechanismus zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses von dieser Lenkung ist ein Mechanismus der Untersetzungsbauart. Aus diesem Grund bewegt, wenn eine übermäßige Rückstellkraft von einem Fahrzeugrad oder -reifen während der Fahrt wirkt, diese Rückstellkraft den Mechanismus zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses, um die Beziehung zwischen dem Lenkbetrag des Lenkrades und dem Drehbetrag des Reifens zu verändern.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeuglenkung zu schaffen, die die Beziehung zwischen dem Lenkbetrag eines Lenkrades und dem Drehbetrag eines Reifens aufrechterhalten kann, selbst wenn eine übermäßige Rückstellkraft während der Fahrt wirkt.

Um die vorstehend genannte Aufgabe erfindungsgemäß zu lösen, wird eine Fahrzeuglenkung geschaffen, die eine Übersetzungsverhältnisänderungseinrichtung, die entlang eines Lenkübertragungssystemes zum Verbinden eines Lenkrades und eines gelenkten Rades angeordnet ist, um ein Übersetzungsverhältnis zu verändern, und eine Steuereinrichtung für ein veränderbares Steuern der Übersetzungsverhältnisänderungseinrichtung gemäß einem Fahrzeugzustand aufweist, wobei die Übersetzungsverhältnisänderungseinrichtung folgendes aufweist:
einen Motor, dessen Umdrehung durch die Steuereinrichtung gesteuert wird, und
einen Untersetzungsmechanismus zum Untersetzen einer Drehzahl des Motors,
wobei ein Gehäuse für den Motor und ein Abtriebsanschluß des Untersetzungsmechanismus mit dem Lenkübertragungssystem verbunden sind.

Der Verringerungsmechanismus hat vorzugsweise ein hohes Untersetzungsverhältnis, das zum Senken eines Phasenverschiebungsbetrages zwischen einem Lenkwinkel des Lenkrades und einem Drehwinkel des gelenkten Rades in Bezug auf eine Kraft ausreichend ist, die zurückwirkend von dem gedrehten Lenkrad durch das Lenkübertragungssystem eingegeben wird, so daß er einen vorbestimmten Wert nicht überschreitet.

Durch diesen Aufbau kann die scheinbare Motorträgheit unter Betrachtung von der Seite des gelenkten Rades erhöht werden, und ein Phasenverschiebungsbetrag aufgrund einer Rückstellkraft RF (kick back) kann vermindert werden.

Ein Verbindungsabschnitt zum Verbinden der Einheit zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses mit dem Lenkübertragungssystem weist vorzugsweise ein zylindrisches Joch, das an dem Körper der Übersetzungsverhältnisänderungseinrichtung für ein Kuppeln der Übersetzungsverhältnisänderungseinrichtung an das Lenkübertragungssystem befestigt ist, und eine Halteeinrichtung zum Halten eines gekuppelten Zustandes zwischen dem zylindrischen Joch und dem Lenkübertragungssystem auf, wobei die Halteeinrichtung an der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Joches abnehmbar montiert ist.

Durch diesen Aufbau kann ein Drahtbauteil zum Zuführen von Strom von einer Seite des Körpers zu der Übersetzungsverhältnisänderungseinrichtung an einer äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Joches zwischen der Halteeinrichtung und dem Körper der Übersetzungsverhältnisänderungseinrichtung angeordnet sein. Das Drahtbauteil kann im Vergleich zu dem Fall, bei dem das Drahtbauteil außerhalb des Körpers der Übersetzungsverhältnisänderungseinrichtung angeordnet ist, kompakt gestaltet werden.

Das Drahtbauteil zum Zuführen von Strom von einer Seite des Körpers zu der Übersetzungsverhältnisänderungseinrichtung kann an einem Säulenabschnitt angeordnet sein, der eine Lenkwelle des Lenkübertragungssystems stützt.

Da das Drahtbauteil von der Übersetzungsverhältnisänderungseinrichtung separat gehalten ist, kann die Übersetzungsverhältnisänderungseinrichtung kompakt gestaltet werden, und insbesondere kann deren Größe in der Richtung der Achse verringert werden.

Die vorliegende Erfindung wird aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, die die Erfindung nur veranschaulichen und somit nicht einschränken, verständlicher.

Der weitere Umfang der Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung wird aus der nachstehend aufgezeigten detaillierten Beschreibung ersichtlich. Jedoch sollte verständlich sein, daß die detaillierte Beschreibung und die speziellen Beispiele, die die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, nur als Veranschaulichung angegeben werden, da verschiedene Veränderungen und Abwandlungen innerhalb des Umfanges der Erfindung für Fachleute aus dieser detaillierten Beschreibung deutlich werden.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht des Aufbaus einer Fahrzeuglenkung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht des Aufbaus der Einheit mit variabler Übersetzung der Fahrzeuglenkung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht des Aufbaus der Einheit mit variabler Übersetzung der Fahrzeuglenkung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 4 zeigt eine Querschnittsansicht des Aufbaus der Einheit mit variabler Übersetzung der Fahrzeuglenkung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 5 zeigt eine Querschnittsansicht des Aufbaus der Einheit mit variabler Übersetzung der Fahrzeuglenkung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht der Einheit mit variabler Übersetzung(siehe Fig. 5) der Fahrzeuglenkung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung entlang der Linie A-A.

Fig. 7 zeigt eine Ansicht des Aufbaus der Fahrzeuglenkung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 8 zeigt eine Querschnittsansicht des Aufbaus der Einheit mit variabler Übersetzung der Fahrzeuglenkung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.

Eine Fahrzeuglenkung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht des Aufbaus einer Fahrzeuglenkung 2. In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 ein Lenkrad bezeichnet. Dieses Lenkrad 10 ist mit dem oberen Ende einer oberen Lenkwelle 12a verbunden. Das untere Ende der oberen Lenkwelle 12a ist mit einer Einheit 14 mit variabler Übersetzung verbunden, die als eine Übersetzungsverhältnisänderungseinrichtung dient. Das obere Ende einer unteren Lenkwelle 12b ist mit der Einheit 14 mit variabler Übersetzung verbunden.

Ein (nicht gezeigter) Zapfen ist an dem unteren Ende der unteren Lenkwelle 12b montiert. Dieser Zapfen steht mit einer Zahnstange 18 in einem Lenkgetriebe 16 im Zahneingriff. In dem Lenkgetriebe 16 sind eine (nicht gezeigte) Lenkhilfe und dergleichen eingebaut. Jedes der beiden Enden der Zahnstange 18 ist mit einem Ende einer entsprechenden Spurstange 20 verbunden. Das andere Ende jeder Spurstange 20 ist mit einem jeweiligen Reifen 24 durch einen jeweiligen Achsschenkel 22 verbunden.

Ein Lenkwinkelsensor 26 für eine Erfassung des Lenkwinkels des Lenkrades 10 ist an der oberen Lenkwelle 12a montiert. Der Lenkwinkel des Lenkrades 10, der durch den Lenkwinkelsensor 26 erfaßt wird, wird an eine ECU (Elektronische Steuereinheit) 28 eingegeben. Die ECU 28 nimmt ebenfalls die Fahrzeuggeschwindigkeit auf, die von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 30 für eine Erfassung der Fahrzeuggeschwindigkeit ausgegeben wird. Die ECU 28 gibt ein Steuersignal für eine Steuerung der Einheit 14 mit variabler Übersetzung an die Einheit 14 mit variabler Übersetzung aus.

Wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, weist die Einheit 14 mit variabler Übersetzung einen Motor 40 und eine Untersetzungseinheit 42 auf. Der Motor 40 weist einen Stator 46 und einen Rotor 48 auf, die in einem Motorgehäuse 44 montiert sind. Die Untersetzungseinheit 42 besteht aus zwei Planetengetriebemechanismen. Genauer gesagt ist eine Drehwelle 50, die sich zusammen mit dem Rotor 48 dreht, an einem Sonnenrad 52 befestigt, das den ersten Planetenradmechanismus bildet, und ein Planetenrad 54 steht mit dem Sonnenrad 52 und einem Zahnkranz 56 im Zahneingriff, der an der inneren Umfangsfläche des Motorgehäuses 44 ausgebildet ist. Das Planetenrad 54 ist an einem Träger 58 drehbar befestigt.

Der Träger 58 ist an einem Sonnenrad 60 befestigt, daß den zweiten Planetenradmechanismus bildet, und ein Planetenrad 62 steht mit dem Sonnenrad 60 und einem Zahnkranz 64 im Zahneingriff, der an der inneren Umfangsfläche des Motorgehäuses 44 ausgebildet ist. Das Planetenrad 62 ist an einem Träger 66 drehbar befestigt.

Das Motorgehäuse 44 ist an der Seite des Motors 40 mit dem unteren Ende der unteren Lenkwelle 12a durch ein (nicht gezeigtes) Kreuzgelenk verbunden. Der Träger 66 ist mit dem unteren Ende der unteren Lenkwelle 12b verbunden.

Wenn bei dieser Fahrzeuglenkung 2 die durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 30 erfaßte Geschwindigkeit und der durch den Lenkwinkelsensor 26 erfaßte Lenkwinkel in die ECU 28 eingegeben werden, berechnet die ECU 28 einen Zieldrehwinkel auf der Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Lenkwinkels und gibt ein Steuersignal an die Einheit 14 mit variabler Übersetzung auf der Grundlage des Zieldrehwinkels aus. Der Motor 40 in der Einheit 14 mit variabler Übersetzung wird auf der Grundlage dieses Steuersignals angetrieben, um einen Drehwinkel, der dem Zieldrehwinkel entspricht, an den Reifen 24 zu liefern.

Bei dieser Fahrzeuglenkung 2 kann, selbst wenn eine Rückstellkraft von der Seite des Reifens 24 während der Fahrt wirkt, die Beziehung zwischen dem Lenkbetrag des Lenkrades 10 und dem Drehbetrag des Reifens 24 unverändert gehalten werden. Genauer gesagt kann ein Phasenverschiebungsbetrag (eine Verschiebung von dem Zieldrehwinkel) durch die Rückstellkraft aus dem nachstehend beschriebenen Ausdruck (1) berechnet werden. Dieser Phasenverschiebungsbetrag ist klein, da bei der Untersetzungseinheit 42 in der Einheit 14 mit variabler Übersetzung die beiden Planetenradmechanismen miteinander verbunden sind, und somit das Motorübersetzungsverhältnis hoch ist.

S α (Et×Tk)/(Rm²×Im) (1)

S: Phasenverschiebungsbetrag (Verschiebung vom Zieldrehwinkel)
Et: Eingangswirkungsgrad des Übersetzungsverhältnisses
Tk: Rückstellmoment
Rm: Übersetzungsverhältnis des Motors
Im: Motorträgheit.

Es ist zu beachten, daß das Übersetzungsverhältnis der Motors in dem Ausdruck (1) durch das "Übersetzungsverhältnis des Motors = (Eingangsdrehzahl der Untersetzungseinheit)/(Ausgangsdrehzahl der Untersetzungseinheit)" bestimmt wird.

Andererseits wird, da das Untersetzungsverhältnis der Untersetzungseinheit 42 unter Betrachtung von der Seite des Motors hoch ist, die scheinbare Motorträgheit unter Betrachtung von der Seite des Reifens 24 groß. Selbst wenn eine Rückstellkraft RF (kick back) von der Seite des Reifens 24 wirkt, kann der Phasenverschiebungsbetrag aufgrund der Rückstellkraft sehr gering gehalten werden.

Eine Fahrzeuglenkung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben. Diese Fahrzeuglenkung unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dahingehend, daß die Einheit 14 mit variabler Übersetzung der Fahrzeuglenkung des ersten Ausführungsbeispiels durch eine Einheit 70 mit variabler Übersetzung ersetzt wurde. Es ist zu beachten, daß die gleichen Bezugszeichen wie bei der Einheit 14 mit variabler Übersetzung des ersten Ausführungsbeispiels die gleichen Teile in der Einheit 70 mit variabler Übersetzung der Fahrzeuglenkung des zweiten Ausführungsbeispiels bezeichnen und daher eine detaillierte Beschreibung dieser Teile weggelassen wird.

Bei dieser Einheit 70 mit variabler Übersetzung wird eine Harmonieantriebsuntersetzungseinheit 75 als eine Untersetzungseinheit angewendet. Die Harmonieantriebsuntersetzungseinheit 75 ist ein Beispiel von Harmonieantriebsuntersetzungseinheiten. Die Harmonieantriebsuntersetzungseinheit 75 ist eine Untersetzungseinheit, die einen Wellengenerator, eine flexible Keileinrichtung (spline) und eine kreisförmige Keileinrichtung als ihre Grundelemente aufweist. Genauer gesagt besteht ein Wellengenerator 71 aus einem elliptischen Nocken und einem Kugellager, das um den elliptischen Nocken angeordnet ist und an einer Drehwelle 50 befestigt ist, die sich zusammen mit einem Rotor 48 dreht. Eine flexible Keileinrichtung 72 ist ein flexibles Metallelement mit Zähnen an seinem äußeren Umfangsabschnitt. Eine steife kreisförmige Keileinrichtung 73 hat eine ringartige Form und ist an der inneren Umfangsfläche eines oberen Motorgehäuses 44a befestigt und hat die gleiche Zähnezahl wie die flexible Keileinrichtung 72 bei der gleichen Teilung wie die Teilung der Zähne der flexiblen Keileinrichtung 72. Eine steife kreisförmige Keileinrichtung 74 hat eine ringartige Form und ist an der inneren Umfangsfläche eines unteren Motorgehäuses 44b befestigt und hat eine höhere Zähnezahl als die flexible Keileinrichtung 72 bei der gleichen Teilung wie die Zähne der flexiblen Keileinrichtung 72.

Wenn bei der Harmonieantriebsuntersetzungseinheit 75 der Wellengenerator 71 durch die Drehung eines Rotors 48 gedreht wird, verformt sich die flexible Keileinrichtung 72 in einer flexiblen Weise, um nacheinander die Zahneingriffspositionen mit den kreisförmigen Keileinrichtungen 73 und 74 zu verändern, und die Umdrehung des Wellengenerators 71 wird zu den kreisförmigen Keileinrichtungen 73 und 74 übertragen. In diesem Fall dreht sich die kreisförmige Keileinrichtung 73 mit der gleichen Drehzahl wie der Wellengenerator 71. Andererseits dreht sich die kreisförmige Keileinrichtung 74 mit einer Verzögerung von zwei Zähnen bei jeder Umdrehung des Wellengenerators 71 und wirkt als eine Untersetzungseinheit.

Es ist zu beachten, daß bei dieser Einheit 70 mit variabler Übersetzung das Motorgehäuse 44a an der Seite der Harmonieantriebsuntersetzungseinheit 75 mit dem unteren Ende einer oberen Lenkwelle 12a durch ein (nicht gezeigtes) Kreuzgelenk verbunden ist. Das Motorgehäuse 44b an der Seite des Motors 40 ist mit dem oberen Ende einer unteren Lenkwelle 12b verbunden.

Da bei der Harmonieantriebsuntersetzungseinheit 75 das Übersetzungsverhältnis, d. h. das Untersetzungsverhältnis hoch eingestellt werden kann, wird die scheinbare Motorträgheit unter Betrachtung von der Seite des Reifens groß. Selbst wenn eine Rückstellkraft von der Seite eines Reifens 24 während der Fahrt wirkt, kann das Verhältnis zwischen dem Lenkbetrag des Lenkrades 10 und dem Drehbetrag des Reifens 24 ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel unverändert gehalten werden. Durch die Verwendung der Harmonieantriebsuntersetzungseinheit 75 kann die Einheit 70 mit variabler Übersetzung selbst kompakt gestaltet werden, da der Untersetzungseinheitsabschnitt der Einheit mit variabler Untersetzung kompakt gestaltet werden kann.

Eine Fahrzeuglenkung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben. Diese Fahrzeuglenkung unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dahingehend, daß die Einheit 14 mit variabler Übersetzung von der Fahrzeuglenkung des ersten Ausführungsbeispiels durch eine Einheit 80 mit variabler Übersetzung ersetzt wird. Es ist zu beachten, daß die gleichen Bezugszeichen wie bei der Einheit 14 mit variabler Übersetzung des ersten Ausführungsbeispiels die gleichen Teile in der Einheit 80 mit variabler Übersetzung der Fahrzeuglenkung des dritten Ausführungsbeispiels bezeichnen und daher eine detaillierte Beschreibung von ihnen weggelassen wird.

Die Einheit 80 mit variabler Übersetzung weist eine Untersetzungseinheit 82 auf, die durch einen Untersetzungsmechanismus unter Verwendung eines Planetenrades gebildet wird. Genauer gesagt ist eine Drehwelle 50, die sich zusammen mit einem Rotor 48 dreht, an einem Träger 83 befestigt, der an einem Planetenrad 84 drehbar befestigt ist. Das Planetenrad 84 hat einen Abschnitt, der mit einem Zahnkranz 85 im Zahneingriff steht, der an einer inneren Umfangsfläche eines oberen Motorgehäuses 44a ausgebildet ist, und einen Abschnitt, der mit einem Zahnkranz 86 im Zahneingriff steht, der an der inneren Umfangsfläche eines unteren Motorgehäuses 44b ausgebildet ist. Die Zähnezahl, die an dem Abschnitt ausgebildet ist, an dem das Planetenrad 84 mit dem Zahnkranz 85 im Zahneingriff steht, ist der Zähnezahl gleich, die an dem Abschnitt ausgebildet ist, an dem das Planetenrad 84 mit dem Zahnkranz 86 im Zahneingriff steht.

Der an der inneren Umfangsfläche des oberen Motorgehäuses 44a ausgebildete Zahnkranz 85 hat eine Zähnezahl, die um zwei Zähne kleiner als die Zähnezahl des Zahnkranzes 86 ist, der an der inneren Umfangsfläche des unteren Motorgehäuses 44b ausgebildet ist. Daher dreht sich der Zahnkranz 86 mit einer Verzögerung von zwei Zähnen bei jeder Umdrehung des Zahnkranzes 85 und wirkt als eine Untersetzungseinheit.

Es ist zu beachten, daß bei dieser Einheit 80 mit variabler Übersetzung das obere Motorgehäuse 44a mit dem unteren Ende einer oberen Lenkwelle 12a durch ein (nicht gezeigtes) Kreuzgelenk verbunden ist. Das untere Motorgehäuse 44b ist mit dem oberen Ende einer unteren Lenkwelle 12b verbunden.

In der Untersetzungseinheit 82 kann das Übersetzungsverhältnis, d. h. das Untersetzungsverhältnis hoch eingestellt werden. Aus diesem Grund kann, selbst wenn eine Rückstellkraft von der Seite eines Reifens 24 während der Fahrt wirkt, die Beziehung zwischen dem Lenkbetrag eines Lenkrades 10 und dem Drehbetrag eines Reifens 24 ähnlich wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel unverändert gehalten werden. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann ein hohes Untersetzungsverhältnis erhalten werden, und der Motor kann kompakt gestaltet werden, indem ein Motor mit einem geringen Drehmoment, einer hohen Drehzahl und einer geringen Größe angewendet wird.

Eine Fahrzeuglenkung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 beschrieben. Diese Fahrzeuglenkung unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dahingehend, daß die Einheit 14 mit variabler Übersetzung der Fahrzeuglenkung des ersten Ausführungsbeispiels durch eine Einheit 90 mit variabler Übersetzung ersetzt wird. Es ist zu beachten, daß die gleichen Bezugszeichen wie bei der Einheit 14 mit variabler Übersetzung des ersten Ausführungsbeispiels die gleichen Teile in der Einheit 90 mit variabler Übersetzung der Fahrzeuglenkung des vierten Ausführungsbeispiels bezeichnen und daher eine detaillierte Beschreibung von ihnen weggelassen wird.

Die Einheit 90 mit variabler Übersetzung weist einen Motor 92, eine Untersetzungseinheit 94 und ein Spiralkabel 96 auf. Das Spiralkabel 96 ist ein abgedeckter Spiraldraht für eine Zufuhr von Strom von der Seite des Körpers zu dem Motor 92. Ein Verbindungsabschnitt 98 für eine Verbindung der Einheit 90 mit variabler Übersetzung mit einer unteren Drehwelle 12b ist an der Seite montiert, an der das Spiralkabel 96 der Einheit 90 mit variabler Übersetzung angeordnet ist.

Der Verbindungsabschnitt 98 ist aus einem zylindrischen Joch 98a, das mit dem Motorgehäuse einstückig angeordnet ist und Längsnuten an seiner inneren Umfangsfläche hat, und einer Klemmeinrichtung 98b an dem äußeren Umfangsabschnitt des Joches 98a zum Aufrechterhalten des gekuppelten Zustandes zwischen dem Joch 98a und der unteren Drehwelle 12b gebildet.

Bei dieser Einheit 90 mit variabler Übersetzung sind, nachdem das Spiralkabel 96 zu dem Joch 98a verschoben wurde, das Joch 98a und die untere Lenkwelle 12b durch die Klemmeinrichtung 98b befestigt. Der Außendurchmesser des zylindrischen Joches 98a kann so gestaltet werden, daß er dem Innendurchmesser des Spiralkabels 96 gleich ist. Folglich kann der Innendurchmesser des Spiralkabels 96 klein eingestellt werden, so daß der Außendurchmesser des Spiralkabels 96 ebenfalls für die gleiche mögliche Betriebsdrehzahl klein eingestellt werden kann.

Eine Fahrzeuglenkung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 7 und 8 beschrieben. Diese Fahrzeuglenkung unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dahingehend, daß die Einheit 14 mit variabler Übersetzung der Fahrzeuglenkung des ersten Ausführungsbeispiels durch eine Übersetzungsverhältnisänderungseinrichtung 100 ersetzt wurde. Es ist zu beachten, daß die gleichen Bezugszeichen wie bei der Fahrzeuglenkung 2 des ersten Ausführungsbeispiels die gleichen Teile in der Fahrzeuglenkung des fünften Ausführungsbeispiels bezeichnen und daher eine detaillierte Beschreibung von ihnen weggelassen wird.

Wie dies in Fig. 8 gezeigt ist, weist die Übersetzungsverhältnisänderungseinrichtung 100 einen Motor 102 und eine Untersetzungseinheit 104 auf. Ein Motorgehäuse an der Seite des Motors 102 ist mit einer oberen Lenkwelle 12a durch ein Kreuzgelenk 106 verbunden. Ein Verbindungsabschnitt 98 an der Seite der Untersetzungseinheit 104 ist mit einer unteren Lenkwelle 12b verbunden. Ein Spiralkabel 110 zum Zuführen von Strom von der Seite eines Körpers zu der Übersetzungsverhältnisänderungseinrichtung 100 ist an einem Säulenabschnitt 108 montiert, der die obere Lenkwelle 12a stützt. Das Spiralkabel 110 und die Übersetzungsverhältnisänderungseinrichtung 100 sind durch einen Draht 112 verbunden. Der Draht 112 ist an der oberen Lenkwelle 12a und an dem Kreuzgelenk 106 befestigt, um sich einstückig mit ihnen zu drehen. Das Spiralkabel 110 hat eine Länge mit einem Spielraum, der größer als die Länge des Drahtes ist, der entlang dieser Umdrehung gewunden ist.

Bei der Fahrzeuglenkung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel ist das Motorgehäuse an der Seite des Motors 102 mit der oberen Lenkwelle 12a durch das Kreuzgelenk 106 verbunden, und das Spiralkabel 110 ist von der Übersetzungsverhältnisänderungseinrichtung 100 separat gehalten und an dem Säulenabschnitt 108 montiert. Folglich kann die Übersetzungsverhältnisänderungseinrichtung 100 kompakt gestaltet werden und insbesondere kann die Größe in der Richtung der Achse verringert werden.

Bei dem fünften Ausführungsbeispiel ist der Motor 102, der ein größeres Trägheitsmoment als die Untersetzungseinheit 104 hat, an der Seite der oberen Lenkwelle 12a angeordnet. Dadurch kann der Einfluß des Trägheitsmomentes des Motors 102 auf das Lenkrad 10 während einer Veränderung der Drehzahl des Motors 102 verringert werden. D.h., es kann ein unkomfortables Lenken beseitigt werden, das durch die Änderung des Drehzahl des Motors 102 bewirkt wird. Dies ist insbesondere bei einem Gerät von Bedeutung, bei dem der Drehbetrag der unteren Lenkwelle 12b häufig größer als der Drehbetrag der oberen Lenkwelle 12a ist.

Da die Untersetzungseinheit 104 unterhalb des Motors 102 angeordnet ist, kann verhindert werden, daß Fett in den Motor 102 von der Untersetzungseinheit 104 eintritt. Die nachteilige Wirkung von Wärme oder dergleichen, die durch eine angetriebene Lenkeinheit durch den Motor 102 erzeugt wird, kann verringert werden.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel und dem dritten Ausführungsbeispiel ist das Motorgehäuse der Einheit mit variabler Übersetzung an der Seite des Motors mit dem unteren Ende der oberen Lenkwelle 12a verbunden und das Motorgehäuse an der Seite der Untersetzungseinheit ist mit dem oberen Ende der unteren Lenkwelle 12b verbunden. Wenn jedoch diese Beziehung umgekehrt wird, kann die Fahrzeuglenkung in ähnlicher Weise wie bei dem ersten und dem dritten Ausführungsbeispiel betrieben werden.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist das Motorgehäuse 44 an der Seite der Harmonieantriebsuntersetzungseinheit 75 mit dem unteren Ende der oberen Lenkwelle 12a verbunden, und das Motorgehäuse 44 an der Seite des Motors 40 ist mit dem oberen Ende der unteren Lenkwelle 12b verbunden. Selbst wenn diese Beziehung umgekehrt wird, kann die Fahrzeuglenkung in ähnlicher Weise wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel betrieben werden.

Aus der somit beschriebenen Erfindung wird deutlich, daß diese Erfindung in vielseitiger Weise verändert werden kann. Derartige Veränderungen sind nicht als eine Abweichung von dem Umfang der Erfindung zu betrachten, und sämtliche derartige Abwandlungen, die für Fachleute naheliegend sind, sollen in den Umfang der nachstehenden Ansprüche fallen.

Bei der Fahrzeuglenkung mit der Einheit mit variabler Übersetzung, die entlang eines Lenkübertragungssystemes zum Verbinden des Lenkrades und der Reifen zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses angeordnet ist, und der ECU für ein veränderbares Steuern der Einheit mit variabler Übersetzung gemäß dem Fahrzeugzustand umfaßt die Einheit mit variabler Übersetzung den Motor, der durch die ECU gesteuert wird, und den Untersetzungsmechanismus, der ein Übersetzungsverhältnis zum Ermöglichen des Aufrechterhaltens des Lenkwinkels des Lenkrades in Bezug auf die Rückstellkraft RF hat und die Umdrehung des Motors zu der Abtriebsseite überträgt.

Selbst wenn die Rückstellkraft von der Seite des Reifens während der Fahrt wirkt, kann die Beziehung zwischen dem Lenkbetrag des Lenkrades und dem Drehbetrag des Reifens unverändert gehalten werden.

Claims

1. Fahrzeuglenkung (2) mit einer Übersetzungsverhältnisänderungseinrichtung (14, 70, 80, 90, 100), die entlang eines Lenkübertragungssystems angeordnet ist, das ein Lenkrad (10) und ein zu lenkendes Rad (24) verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzungsverhältnisänderungseinrichtung (14, 70, 80, 90, 100) einen Untersetzungsmechanismus (42, 75, 82, 94, 104) und einen Motor (40, 92, 102) hat, dessen Umdrehung durch eine Steuereinrichtung (28) gemäß einem Fahrzeugzustand veränderbar ist, wobei ein Gehäuse (44) für den Motor und ein Abtriebsanschluß des Untersetzungsmechanismus (42, 75, 82, 94, 104) mit dem Lenkübertragungssystem verbunden sind.

2. Fahrzeuglenkung nach Anspruch 1, wobei der Untersetzungsmechanismus (42, 75, 82, 94, 104) ein hohes Untersetzungsverhältnis hat, das zum Senken eines Phasenverschiebungsbetrages zwischen einem Lenkwinkel des Lenkrades (10) und einem Drehwinkel des gelenkten Rades (24) in Bezug auf eine Kraft ausreichend ist, die zurückwirkend von dem gedrehten Lenkrad (10) durch das Lenkübertragungssystem eingegeben wird, so daß er einen vorbestimmten Wert nicht überschreitet.

3. Fahrzeuglenkung nach Anspruch 1, wobei der Untersetzungsmechanismus eine Harmonieantriebsuntersetzungseinheit (75) ist.

4. Fahrzeuglenkung nach Anspruch 1, wobei der Untersetzungsmechanismus (42) eine erste Untersetzungseinheit (52, 54, 56, 58) und eine zweite Untersetzungseinheit (60, 62, 64, 66) aufweist, wobei eine Drehwelle (50) des Motors (40) mit einer Eingabewelle der ersten Untersetzungseinheit (52, 54, 56, 58) verbunden ist, eine Abtriebswelle (58) der ersten Untersetzungseinheit (52, 54, 56, 58) mit einer Eingabewelle der zweiten Untersetzungseinheit (60, 62, 64, 66) verbunden ist und eine Abtriebswelle (66) der zweiten Untersetzungseinheit (60, 62, 64, 66) als der Abtriebsanschluß des Untersetzungsmechanismus (42) dient.

5. Fahrzeuglenkung nach Anspruch 1, das des weiteren einen Verbindungsabschnitt (98) zum Verbinden der Übersetzungsverhältnisänderungseinrichtung (90) mit dem Lenkübertragungssystem aufweist,
wobei der Verbindungsabschnitt (98) ein zylindrisches Joch (98a), das an dem Körper der Übersetzungsverhältnisänderungseinrichtung (90) für ein Kuppeln der Übersetzungsverhältnisänderungseinrichtung (90) an das Lenkübertragungssystem befestigt ist, und eine Halteeinrichtung (98b) zum Halten eines gekuppelten Zustandes zwischen dem zylindrischen Joch (98a) und dem Lenkübertragungssystem hat,
wobei die Halteeinrichtung (98b) an der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Joches (98a) abnehmbar montiert ist.

6. Fahrzeuglenkung nach Anspruch 5, das des weiteren ein Drahtbauteil zum Zuführen von Strom von einer Seite des Körpers zu der Übersetzungsverhältnisänderungseinrichtung (90) aufweist, wobei das Drahtbauteil an einer äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Joches (98a) zwischen der Halteeinrichtung (98b) und dem Körper der Übersetzungsverhältnisänderungseinrichtung (90) angeordnet ist.

7. Fahrzeuglenkung nach Anspruch 1, das des weiteren ein Drahtbauteil (110) zum Zuführen von Strom von einer Seite des Körpers zu der Übersetzungsverhältnisänderungseinrichtung (100) aufweist, wobei das Drahtbauteil (110) an einem Säulenabschnitt (108) angeordnet ist, der eine Lenkwelle (12a) des Lenkübertragungssystems stützt.

8. Fahrzeuglenkung nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Drahtbauteil ein Spiralkabel (110) ist.