DE102017116303B4

DE102017116303B4 - Lenkgefühl-steuervorrichtung in einem steer-by-wire-system

Info

Publication number: DE102017116303B4
Application number: DE102017116303.4A
Authority: DE
Inventors: Sang Woo Hwang; Young Dae Park; Byung Rim LEE; Min Jun Kim; Se Hyun Chang; Hyeon Seok Cho
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2016-12-09
Filing date: 2017-07-19
Publication date: 2021-04-22
Anticipated expiration: 2037-07-20
Also published as: KR20180066933A; DE102017116303A1; CN108216351A; KR102602957B1; US20180162442A1; CN108216351B; US10427714B2

Abstract

Lenkgefühl-Steuervorrichtung in einem Steer-by-Wire-System, wobei die Vorrichtung aufweist:ein Druckelement (13), das konfiguriert ist, um rotiert zu werden in eine vorbestimmte Richtung oder in eine zu der vorbestimmten Richtung entgegengesetzte Richtung innerhalb einer vorbestimmten Rotationsbahn (Rc) abhängig von einer Richtung, in welche ein Lenkrad (1) rotiert wird,einen Drückblock (15), der rotierbar bereitgestellt ist in der vorbestimmten Rotationsbahn (Rc) der vorbestimmten Richtung oder der entgegengesetzten Richtung,ein erstes elastisches Element (19), das konfiguriert ist, um eine elastische Rückstellkraft in Bezug auf eine Rotationsrichtung des Druckelements (13) bereitzustellen, um eine elastische Veränderung in einer Rotationsverschiebung zwischen dem Druckelement (13) und dem Drückblock (15) zu ermöglichen, undein zweites elastisches Element (21), das konfiguriert ist, um eine elastische Rückstellkraft in Bezug auf eine Rotationsrichtung des Drückblocks (15) bereitzustellen, um eine elastische Veränderung in einer Rotationsverschiebung zu ermöglichen, wenn der Drückblock (15) von dem Druckelement (13) weg rotiert wird,wobei das zweite elastische Element (21) eine elastische Konstante kleiner als eine elastische Konstante des ersten elastischen Elements (19) hat und in einer Lenkungswinkel-Neutralposition in einem vorgespannten Zustand bereitgestellt ist, um eine elastische Kraft größer als eine elastische Kraft des ersten elastischen Elements (19) zu haben.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkgefühl-Steuervorrichtung in einem Steer-by-Wire-System, welche ein natürliches Gefühl von Lenken in der Anfangsphase der Lenkeingabe realisiert und eine rapide Erhöhung eines Lenkrückmeldungsmoments bei einem bestimmten Lenkwinkel oder mehreren verhindert.
Beschreibung bezogener Technik
Ein Steer-by-Wire-System ist ein Lenkungssystem, das die mechanische Verbindung zwischen einem Lenkrad und Fahrzeugrädern eliminiert. Das Steer-by-Wire-System kann ein Rotationssignal von dem Lenkrad durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) empfangen und einen Lenkungsmotor, welcher mit den Fahrzeugrädern verbunden ist, basierend auf dem Eingaberotationssignal betreiben, wobei dadurch eine Fahrzeuglenkung umgesetzt wird.
Mit der Eliminierung einer mechanischen Verbindungsstruktur, die in einem konventionellen Lenkungssystem beinhaltet ist, hat solch ein Steer-by-Wire-System Vorteile einschließlich eine vergrößerte Gestaltungsfreiheit aufgrund der Konfiguration des Lenkungssystems, eine verbesserte Treibstoffeffizienz und eine Vermeidung von jeglicher umgekehrten Eingabestörung von den Fahrzeugrädern.
Demgegenüber macht es das Fehlen der mechanischen Verbindungsstruktur unmöglich, einem Fahrer eine erforderliche korrekte Lenkinformationsrückmeldung zu liefern.
Zum Beispiel muss ein konventionelles Lenkungssystem eine Lenkrückmeldung nicht gesondert erzeugen, da es eine mechanische Verbindungsstruktur aufweist unter Verwendung von, zum Beispiel, einem Kreuzgelenk, wohingegen das Steer-by-Wire-System eine Lenkrückmeldung oder eine Rückstell-Rückmeldung erzeugen muss unter Verwendung von, zum Beispiel, einer Feder oder einem Motor, da es keine mechanische Verbindungsstruktur aufweist.
Allerdings wird bei der Erzeugung einer Lenkrückmeldung mittels einer Feder, normalerweise, nur eine einzelne Feder verwendet, um eine Lenkrückmeldung bereitzustellen. In diesem Fall muss allerdings die Federkraft kontinuierlich erhöht werden so wie der Lenkungswinkel erhöht wird, wobei die Erzeugung eines konsistenten Rückmeldungsmoments zwischen einem nach links Lenken und einem nach rechts Lenken unmöglich ist, da die Feder unterschiedliche Zug- und Druckeigenschaften hat.
Aus der DE 101 59 330 A1 , der DE 195 39 101 C1 und der DE 10 2014 222 805 A1 ist jeweils eine Lenkgefühl-Steuervorrichtung in einem Steer-by-Wire-System bekannt, wobei die Vorrichtung aufweist ein Druckelement, das konfiguriert ist, um rotiert zu werden in eine vorbestimmte Richtung oder in eine zu der vorbestimmten Richtung entgegengesetzte Richtung innerhalb einer vorbestimmten Rotationsbahn abhängig von einer Richtung, in welche ein Lenkrad rotiert wird.
Die Information, die in diesem Hintergrund-der-Erfindung-Abschnitt offenbart ist, ist lediglich für die Verbesserung des Verständnisses des allgemeinen Hintergrundes der Erfindung und sollte nicht als eine Anerkennung oder irgendeine Form von Vorschlag aufgefasst werden, dass diese Information den Stand der Technik bildet, der dem Fachmann schon bekannt ist.
ERLÄUTERUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lenkgefühl-Steuervorrichtung in einem Steer-by-Wire-System bereit zu stellen, welche ein natürliches Gefühl von Lenken in der Anfangsphase der Lenkeingabe realisiert, eine rapide Erhöhung eines Lenkrückmeldungs(dreh)moments bei einem bestimmten Lenkwinkel oder mehreren verhindert und ein konsistentes Lenkrückmeldungsmoment zwischen einem nach links Lenken und einem nach rechts Lenken erzeugt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Lenkgefühl-Steuervorrichtung in einem Steer-by-Wire-System gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die obigen und andere Ziele erreicht durch die Bereitstellung einer Lenkgefühl-Steuervorrichtung in einem Steer-by-Wire-System, wobei die Vorrichtung aufweist: ein Druckelement, das konfiguriert ist, um rotiert zu werden in eine gegebene Richtung oder in eine (dazu) entgegengesetzte Richtung innerhalb einer festgesetzten Rotationsbahn abhängig von einer Richtung, in welche ein Lenkrad rotiert wird, einen Drückblock, der in der Rotationsbahn der gegebenen Richtung oder der entgegengesetzten Richtung rotierbar bereitgestellt ist, eine erste Feder, die konfiguriert ist, um eine elastische Rückstellkraft bereitzustellen in Bezug auf eine Rotationsrichtung des Druckelementes, um eine elastische Veränderung in einer Rotationsverschiebung zwischen dem Druckelement und dem Drückblock zu ermöglichen, und eine zweite Feder, die konfiguriert ist, um eine elastische Rückstellkraft in Bezug auf eine Rotationsrichtung des Drückblocks bereitzustellen, um eine elastische Veränderung in einer Rotationsverschiebung zu ermöglichen, wenn der Drückblock von dem Druckelement weg rotiert wird, wobei die zweite Feder eine Federkonstante kleiner als die der ersten Feder hat und in einem vorkomprimierten Zustand (z.B. einem vorgespannten Zustand) bereitgestellt ist bei einer Lenkungswinkel-Neutralposition, um eine Federkraft größer als die der ersten Feder zu haben.
Die Lenkgefühl-Steuervorrichtung kann ferner aufweisen eine Säulenwelle (z.B. eine Lenksäulenwelle), die konfiguriert ist, um zusammen mit dem Lenkrad zu rotieren, ein Gehäuse, das an einer seitlichen Seite der Säulenwelle bereitgestellt ist, wobei das Druckelement und der Drückblock in dem Gehäuse untergebracht sind, um in der Rotationsbahn innerhalb eines vorbestimmten Radius um eine Rotationsachse (herum) rotierbar zu sein, ein Ringelement, das eine Ringform hat, um eine Außenumfangsfläche des Gehäuses zu umgeben, wobei das Ringelement gekuppelt ist mit und zusammen rotiert wird mit dem Druckelement, und eine Kraftübertragungsvorrichtung, die konfiguriert ist, um die Säulenwelle und das Ringelement miteinander zu verbinden, um eine Rotationskraft der Säulenwelle zu dem Ringelement (hin) zu verringern und zu übertragen.
Die Lenkgefühl-Steuervorrichtung kann ferner aufweisen einen Verschiebungbegrenzungsstopper, der bereitgestellt ist in einer Rotationsbahn zwischen einem Neutralpunkt (z.B. einer Neutralstelle) des Druckelementes, welcher zu der Lenkungswinkel-Neutralposition des Lenkrads korrespondiert, und dem Drückblock, um eine Rotation des Drückblocks in Richtung zu dem Neutralpunkt des Druckelements zu begrenzen, und wobei die zweite Feder in einem vorkomprimierten (z.B. vorgespannten) Zustand bei der Lenkungswinkel-Neutralposition des Lenkrads bereitgestellt sein kann, um durch den Verschiebungbegrenzungsstopper gestützt zu sein.
Die zweite Feder kann in dem vorkomprimierten Zustand bereitgestellt sein, so dass die erste Feder und die zweite Feder das gleiche Drehmoment haben, wenn die erste Feder durch Rotation des Druckelementes maximalkomprimiert ist und der Drückblock durch den Verschiebungbegrenzungsstopper gestützt ist.
Der Verschiebungbegrenzungsstopper kann in Richtung zu dem Zentrum der Rotationsbahn vorstehen, die in dem Gehäuse bereitgestellt ist, wobei der Drückblock eine Dicke haben kann, derart dass sich dieser in der Rotationsbahn befindet, in welcher der Verschiebungbegrenzungsstopper bereitgestellt ist, und das Druckelement eine Dicke haben kann, derart dass dieses von der Rotationsbahn abweicht, in welcher der Verschiebungbegrenzungsstopper bereitgestellt ist, (so dass das Druckelement 13 im Rahmen seiner Rotationsbewegung nicht vom Verschiebungbegrenzungsstopper 17 blockierbar ist).
Die Lenkgefühl-Steuervorrichtung kann ferner aufweisen einen Endstopper, der an einem Punkt gegenüberliegend zu dem Neutralpunkt des Druckelements um die Rotationsachse herum bereitgestellt ist, wobei die erste Feder eine Torsionsfeder sein kann, die einen Endabschnitt hat, der durch einen Endabschnitt des Druckelements gestützt ist, und einen übrigen (verbleibenden) Endabschnitt hat, der durch einen Endabschnitt des Drückblocks gestützt ist, und wobei die zweite Feder eine Torsionsfeder sein kann, die einen Endabschnitt hat, der durch einen übrigen Endabschnitt des Drückblocks gestützt ist, und einen übrigen Endabschnitt hat, der durch einen Endabschnitt des Endstoppers gestützt ist.
Die Lenkgefühl-Steuervorrichtung kann ferner aufweisen eine Sperrvorrichtung, die konfiguriert ist, um Rotation des Drückblocks zu erlauben oder zu begrenzen, an einer Position, bei welcher der Drückblock durch den Verschiebungbegrenzungsstopper gestützt ist, weg von dem Druckelement abhängig von einer Veränderung eines Lenkungswinkels des Lenkrads.
Die Sperrvorrichtung kann aufweisen einen Magnetschieber (z.B. einen Hubmagnetschieber), der konfiguriert ist, um von dem Drückblock, welcher durch den Verschiebungbegrenzungsstopper gestützt ist, erfasst (z.B. gefangen) zu werden, um die Rotation des Drückblocks zu begrenzen, einen Lenkungswinkel-Sensor, der konfiguriert ist, um den Lenkungswinkel des Lenkrades zu messen, und eine Steuereinheit, die konfiguriert ist, um den Magnetschieber freizugeben (z.B. zu lösen), um die Rotation des Drückblocks zu erlauben, wenn der Lenkungswinkel des Lenkrads gleich oder größer als ein Referenzwinkel ist.
Die Sperrvorrichtung kann aufweisen einen Sperrkeil, der eine Keilform hat, wobei der Sperrkeil konfiguriert ist, um die Rotation des Drückblocks zu begrenzen, wenn eine vertikale Fläche an einer Seite davon durch den Drückblock erfasst (z.B. gefangen) wird, der durch den Verschiebungbegrenzungsstopper gestützt ist, einen Entsperrkeil, der eine Keilform hat, wobei eine geneigte Fläche von diesem in eine Richtung entgegen zu jener des Sperrkeils ausgerichtet ist, wobei der Entsperrkeil mit einem unteren Endabschnitt des Sperrkeils gekuppelt ist mit einem vorbestimmten Spalt dazwischen, eine Entsperrplatte (z.B. ein Entsperrblech), die konfiguriert ist, um zusammen mit dem Druckelement rotiert zu werden, wobei die Entsperrplatte in einen Reibungskontakt mit der geneigte Fläche des Entsperrkeils kommt, um den Sperrkeil und den Entsperrkeil zusammen vertikal linear zu bewegen, und eine Rückstellfeder, die konfiguriert ist, um eine elastische Rückstellkraft bereitzustellen in Bezug auf eine Richtung, in welche der Entsperrkeil bewegt ist.
Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann eine Lenkgefühl-Steuervorrichtung bereitgestellt werden, aufweisend: ein Druckelement, das konfiguriert ist, um eine Rotationskraft aufzunehmen und in eine gegebene Richtung oder in eine entgegengesetzte Richtung innerhalb einer vorbestimmten Rotationsbahn um eine Rotationsachse herum rotiert zu werden, einen Drückblock, der in der Rotationsbahn der gegebenen Richtung oder der entgegengesetzten Richtung rotierbar bereitgestellt ist, eine erste Feder, die konfiguriert ist, um eine elastische Rückstellkraft in Bezug auf eine Rotationsrichtung des Druckelementes bereitzustellen, um eine elastische Veränderung in einer Rotationsverschiebung zwischen dem Druckelement und dem Drückblock zu ermöglichen, und eine zweite Feder, die konfiguriert ist, um eine elastische Rückstellkraft in Bezug auf eine Rotationsrichtung des Drückblocks bereitzustellen, um eine elastische Veränderung einer Rotationsverschiebung zu ermöglichen, wenn der Drückblock von dem Drückelement weg rotiert wird, wobei die zweite Feder eine Federkonstante kleiner als jene der ersten Feder hat und in einem vorkomprimierten (z.B. vorgespannten) Zustand bereitgestellt ist in einem Zustand, in welchem sich das Druckelement in einem Zentrum der Rotationsbahn befindet, um eine Federkraft größer als jene der ersten Feder zu haben.
Figurenliste

1 ist eine Draufsicht, die die Kupplungsbeziehungen zwischen Bestandselementen einer Lenkgefühl-Steuervorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt,
2 ist eine Vorderansicht, die die Kupplungsbeziehungen zwischen Bestandselementen einer Lenkgefühl-Steuervorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt,
3 ist eine Ansicht zum Erläutern des Betriebszustands in der Anfangsphase des Lenkens, in welcher eine erste Feder maximalkomprimiert ist, im Falle eines Einrichtungslenkens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
4 ist eine Ansicht zum Erläutern des Betriebszustands in der Mittelphase des Lenkens, in welchem eine zweite Feder teilkomprimiert ist, nachfolgend zu dem Zustand, der in 3 dargestellt ist,
5 ist eine Ansicht zum Erläutern des Volldrehung-Betriebszustands, in welchem die zweite Feder maximalkomprimiert ist, nachfolgend zu dem Zustand, der in 4 dargestellt ist,
6 ist eine Ansicht zum Erläutern der Konfiguration von verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen einer Sperrvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
7A, 7B und 7C sind Ansichten zum Erläutern eines Entsperrvorgangs in Antwort auf eine Veränderung des Lenkungswinkels zusätzlich zu der Konfiguration der verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der Sperrvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Es sollte verstanden sein, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellungsweise von verschiedenen Merkmalen darstellen, die die Grundprinzipien der Erfindung veranschaulichen. Die genauen Gestaltungsmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie hierin offenbart, einschließlich zum Beispiel genaue Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen werden teilweise durch die jeweilige beabsichtigte Anwendung und das Verwendungsumfeld bestimmt.
In den Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf die gleichen oder wesensgleichen Teile der vorliegenden Erfindung über die verschiedenen Figuren der Zeichnung hinweg.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Bezug wird nun ausführlich auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, von der Beispiele in den begleitenden Zeichnungen dargestellt sind und unten beschrieben sind. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, wird es verstanden sein, dass die vorliegende Beschreibung nicht beabsichtigt ist, um die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegenteil ist die Erfindung beabsichtigt, um nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Abänderungen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, welche innerhalb des Umfangs der Erfindung liegen, wie durch die angehängten Ansprüche definiert.
Nachstehend werden die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlicher beschrieben mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen.
Eine Lenkgefühl-Steuervorrichtung in einem Steer-by-Wire-System gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann aufweisen ein Druckelement 13, einen Drückblock 15, einen Endstopper 23, eine erste Feder 19 und eine zweite Feder 21.
Bezugnehmend auf 1 kann das Druckelement 13 rotiert werden in eine gegebene Richtung oder in eine entgegengesetzte Richtung von der Lenkungswinkel-Neutralposition eines Lenkrads 1 innerhalb einer Rotationsbahn Rc, welche um eine Rotationsachse 11 festgelegt ist, abhängig von der Richtung, in welche das Lenkrad 1 rotiert wird.
Zum Beispiel kann die Rotationskraft des Lenkrads 1 zu dem Druckelement 13 übertragen werden. Wenn das Lenkrad 1 nach links oder nach rechts gedreht wird, kann das Druckelement 13 um die Rotationsachse 11 (herum) in die Uhrzeigerrichtung oder in die Gegenuhrzeigerrichtung innerhalb eines vorbestimmten Rotationsradius rotiert werden.
Der Drückblock 15 kann rotierbar bereitgestellt sein in der Rotationsbahn Rc des Druckelements 13 in einer gegebenen Richtung oder in einer entgegengesetzten Richtung.
Zum Beispiel kann der Drückblock 15 angeordnet sein in der Rotationsbahn Rc einer gegebenen Richtung oder in der Rotationsbahn Rc einer (dazu) entgegengesetzten Richtung auf Basis der Position des Druckelements 13, welches mit der Lenkungswinkel-Neutralposition des Lenkrads 1 korrespondiert. Der Drückblock 15 kann entlang der Rotationsbahn Rc rotiert werden.
Die erste Feder 19 kann eine elastische Rückstellkraft bereitstellen in Bezug auf die Richtung, in welche das Druckelement 13 rotiert wird, um eine Veränderung der Rotationsverschiebung zwischen dem Druckelement 13 und dem Drückblock 15 zu ermöglichen.
Die zweite Feder 21 kann eine elastische Rückstellkraft bereitstellen in Bezug auf die Richtung, in welche der Drückblock 15 rotiert wird, um eine elastische Veränderung der Rotationsverschiebung zu ermöglichen, wenn der Drückblock 15 von dem Druckelement 13 weg rotiert wird. Die zweite Feder 21 hat eine Federkonstante kleiner als jene der ersten Feder 19, allerdings übt sie eine Federkraft aus größer als jene, die durch die erste Feder 19 ausgeübt wird, bei der Lenkungswinkel-Neutralposition.
Das heißt, gemäß der Konfiguration, die zuvor beschrieben ist, wenn das Lenkrad 1 gedreht wird in eine gegebene Richtung von der Lenkungswinkel-Neutralposition davon, wird das Druckelement 13 in der Anfangsphase des Lenkens rotiert, was die erste Feder 19, welche eine relativ große Federkonstante hat, aber eine kleine Federkraft hat, veranlasst, um zuerst komprimiert zu werden, um dem Lenkrad 1 eine Lenkrückmeldung zu liefern. Entsprechend kann ein natürliches Gefühl von Lenken in der Anfangsphase der Lenkeingabe realisiert werden.
In der Folge, wenn der Lenkungswinkel des Lenkrads 1 zu einem vorbestimmten Winkel oder größer erhöht wird, drückt das Druckelement 13 den Drückblock 15, was die zweite Feder 21 veranlasst, um damit komprimiert zu werden. In diesem Zusammenhang, da die zweite Feder 21 eine relativ kleine Federkonstante hat, tritt keine übermäßige Erhöhung der Lenkrückmeldung auf, selbst wenn der Lenkungswinkel des Lenkrads 1 erhöht wird.
Zusätzlich wird in beiden Fällen, in denen das Lenkrad 1 nach links gedreht wird und nach rechts gedreht wird, ein Rückmeldungsdrehmoment bereitgestellt mittels der Druckkraft der Feder, wenn der Lenkungswinkel erhöht wird, und mittels der Zugkraft der Feder, wenn der Lenkungswinkel reduziert wird. Zusätzlich gibt es in beiden Fällen, in denen das Lenkrad 1 nach links gedreht wird und nach rechts gedreht wird, keinen Effekt von Federdrehmoment zu der gegenüberliegenden Seite. Entsprechend kann eine gleichmäßige Lenkrückmeldung und Rückstelldrehmoment zwischen dem nach links und dem nach rechts Lenken realisiert werden.
Das heißt, wie in 1 dargestellt ist, wird das Rückmeldungsmoment bereitgestellt mittels der Druckkraft und der Zugkraft der ersten Feder und der zweiten Feder (siehe Bezugszeichen 19 und 21), wenn das Lenkrad 1 nach rechts gedreht wird, und das Rückmeldungsmoment wird bereitgestellt mittels der Druckkraft und der Zugkraft der ersten Feder und der zweiten Feder (siehe Bezugszeichen 19' und 21'), wenn das Lenkrad 1 nach links gedreht wird, wodurch ein gleichmäßiges Lenkdrehmoment zwischen dem nach links Lenken und dem nach rechts Lenken realisiert werden kann.
Als Nächstes wird der Aufbau der Lenkgefühl-Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 1 und 2 ausführlicher beschrieben. In der Lenkgefühl-Steuervorrichtung kann eine Säulenwelle 3 (z.B. eine Lenksäulenwelle) gekuppelt sein mit dem untersten Teil des Lenkrads 1, um zusammen mit dem Lenkrad 1 rotiert (z.B. gedreht) zu werden.
Zusätzlich ist ein Gehäuse 7, das eine zylindrische Form hat, an der seitlichen Seite der Säulenwelle 3 angeordnet. Das Druckelement 13 und der Drückblock 15 können innerhalb des Gehäuses 7 bereitgestellt sein. In diesem Zusammenhang können, da die Rotationsachse 11 am Zentrum des Gehäuses 7 bereitgestellt ist, das Druckelement 13 und der Drückblock 15 rotierbar bereitgestellt sein in der Rotationsbahn Rc innerhalb eines vorbestimmten Radius um die Rotationsachse 11 (herum).
Zusätzlich kann ein Ringelement 9, das eine Ringform hat, bereitgestellt sein, um eine Außenumfangsfläche des Gehäuses 7 zu umgeben. Das Ringelement 9 kann gekuppelt sein mit und zusammen rotieren mit dem Druckelement 13.
Zum Beispiel kann der Endabschnitt des Druckelements 13 zu der Außenumfangsfläche des Gehäuses 7 hervorstehen und die innere Fläche des Ringelements 9 kann an dem hervorstehenden Endabschnitt des Druckelements 13 befestigt sein.
Zusätzlich können, da das Gehäuse 7 an der seitlichen Seite der Säulenwelle 3 angeordnet ist, die Säulenwelle 3 und das Ringelement 9 über eine Kraftübertragungsvorrichtung 5 miteinander verbunden sein, so dass die Rotationskraft der Säulenwelle 3 verringert werden kann und zu dem Ringelement 9 übertragen werden kann.
Zum Beispiel ist die Kraftübertragungsvorrichtung 5 derart realisiert, dass die Säulenwelle 3 und das Ringelement 9 die Funktion einer (antreibenden Riemenscheibe bzw. einer getriebenen Riemenscheibe haben, welche miteinander über einen Riemen verbunden sind. Das Drehzahl-Reduktionsverhältnis der Säulenwelle 3 und des Ringelements 9 kann 4:1 sein.
Das heißt, während des Lenkens des Lenkrads 1, wird das Ringelement 9 rotiert, wobei (dadurch) das Druckelement 13, das daran gekuppelt ist, rotiert. Entsprechend kann die erste Feder 19 komprimiert oder gestreckt (z.B. gezogen) sein abhängig von der Veränderung des Rotationswinkel des Druckelements 13 und die zweite Feder 21 kann ebenso komprimiert oder gestreckt (z.B. gezogen) sein durch die gleichzeitige Rotation des Drückblocks 15. Entsprechend kann das Lenkrad 1 bereitgestellt sein mit einer Lenkrückmeldung und einer Rückstellrückmeldung durch die Federkraft der ersten Feder 19 und der zweiten Feder 21.
Ferner kann die Lenkgefühl-Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung aufweisen einen Verschiebungbegrenzungsstopper 17, welcher bereitgestellt ist in der Rotationsbahn Rc zwischen dem Neutralpunkt Np des Druckelements 13, welcher mit der Lenkungswinkel-Neutralposition des Lenkrads 1 korrespondiert, und dem Drückblock 15, und konfiguriert ist, um zu verhindern, dass der Drückblock 15 in Richtung zu dem Neutralpunkt Np des Druckelements 13 rotiert wird.
Hier kann sich der Neutralpunkt Np des Druckelements 13 in dem linken Endabschnitt des Gehäuses 7 befinden, das in 1 dargestellt ist, und die Verlängerungslinie von dem Zentrum des Endstoppers 23 zu der Rotationsachse 11 kann die Rotationsbahn Rc an dem Neutralpunkt Np überschneiden (z.B. kreuzen).
Zusätzlich kann an der Lenkungswinkel-Neutralposition des Lenkrads 1 die zweite Feder 21 in einem vorkomprimierten (z.B. vorgespannten) Zustand bereitgestellt sein, um durch den Verschiebungbegrenzungsstopper 17 gestützt zu sein.
Die zweite Feder 21 kann in einem vorkomprimierten (z.B. vorgespannten) Zustand bereitgestellt sein, so dass das Drehmoment der ersten Feder 19 und das Drehmoment der zweiten Feder 21 gleich zueinander werden in dem Zustand, in welchem die erste Feder 19 maximalkomprimiert ist durch die Rotation des Druckelements 13 und der Drückblock 15 gestützt ist durch den Verschiebungbegrenzungsstopper 17.
Zum Beispiel, bezugnehmend auf 1, wenn die Federkonstante der ersten Feder 19 k1 ist, die Federkonstante der zweiten Feder 21 k2 ist, der Rotationswinkel für die Maximalkomprimierung der ersten Feder 19 α ist und das Drehmoment der vorkomprimierten zweiten Feder 21 Tpre ist, kann die folgende Beziehung gebildet werden:
$k 1 > k 2, (ex : k 1 = 0,2 Nm / deg, k 2 = 0,005 Nm / deg)$
$T_{pre} = k 1 \times α (ex : T_{pre} = 0,5 Nm)$
Das heißt, wenn das Drehmoment für die Vorkomprimierung der zweiten Feder 21 bestimmt wird als k1 × α, da das Drehmoment der ersten Feder 19 kleiner ist als das Drehmoment der zweiten Feder 21, während das Druckelement 13 von 0°, was die Lenkungswinkel-Neutralposition ist, zu α° rotiert wird, kann der Drückblock 15 gestützt sein durch den Verschiebungbegrenzungsstopper 17 unter dem Einfluss von Tpre und daher kann nur die erste Feder 19 komprimiert werden, um die Lenkrückmeldung bereitzustellen.
Allerdings, wenn der Rotationswinkel des Druckelements 13 α° übersteigt, beginnt die zweite Feder 21 komprimiert zu werden durch die Lenkungskraft, die durch das Lenkrad 1 geliefert wird, und ist dadurch fähig, eine Lenkrückmeldung bereitzustellen.
Als Nächstes wird der Aufbau des Begrenzens der Rotation des Drückblocks 15 durch den Verschiebungbegrenzungsstopper 17 mit Bezug auf 2 beschrieben. Der Verschiebungbegrenzungsstopper 17 kann bereitgestellt sein, um in Richtung der Rotationsbahn Rc hervorzustehen, welche in dem Gehäuse 7 bereitgestellt ist.
In diesem Zusammenhang kann der Drückblock 15 ein Dicke haben, derart dass er konfiguriert ist, um in der Rotationsbahn Rc angeordnet zu sein, in welcher der Verschiebungbegrenzungsstopper 17 bereitgestellt ist, und das Druckelement 13 kann eine Dicke haben, derart dass es konfiguriert ist zum Abweichen von der Rotationsbahn Rc, in welcher der Verschiebungbegrenzungsstopper 17 bereitgestellt ist.
Das heißt, in dem Zustand, in welchem die Rotationsbahn Rc in dem Gehäuse 7 bereitgestellt ist und ein Paar von Verschiebungbegrenzungsstoppern 17 von der oberen Fläche und der unteren Fläche des Gehäuses 7 hervorsteht, hat der Drückblock 15 eine vertikale Dicke, derart dass der obere Endabschnitt und der untere Endabschnitt des Drückblocks durch die Verschiebungbegrenzungsstopper 17 erfasst (z.B. gefangen) werden. Entsprechend, wenn der Drückblock 15 rotiert wird, kann der Drückblock 15 durch die Verschiebungbegrenzungsstopper 17 erfasst (z.B. gefangen) werden.
Andererseits kann die vertikale Dicke des Druckelements 13 kleiner sein als der Spalt zwischen den Verschiebungbegrenzungsstoppern 17. Entsprechend, wenn das Druckelement 13 rotiert wird, kann das Druckelement 13 entlang der Rotationsbahn Rc rotiert werden, ohne dass es durch die Verschiebungbegrenzungsstopper 17 erfasst (z.B. gefangen) wird.
Ferner, bezugnehmend auf die 1, 3 und 4, kann der Endstopper 23 an dem Endabschnitt der Rotationsbahn Rc des Druckelements in einer gegebenen Richtung oder in einer entgegengesetzten Richtung bereitgestellt sein.
Zum Beispiel kann der Endstopper 23 angeordnet sein an der Position gegenüberliegend zu dem Neutralpunkt Np des Druckelements 13, welcher mit der Lenkungswinkel-Neutralposition des Lenkrads 1 korrespondiert, um die Rotationsachse 11 (herum). Entsprechend wird während der Volldrehung-Bedienung des Lenkrads 1 in eine gegebene Richtung oder in eine entgegengesetzte Richtung das Lenkrad 1 nicht (mehr) rotiert, wenn der Drückblock 15, welcher mit dem Druckelement 13 zusammen rotiert wird, entlang der Rotationsbahn Rc rotiert wird, um durch den Endstopper 23 erfasst zu werden/sein. Auf diese Weise kann der maximale Lenkungswinkel des Lenkrads 1 mechanisch begrenzt werden/sein.
Ferner, die erste Feder 19 und die zweite Feder 21 betreffend, kann die erste Feder 19 eine Torsionsfeder sein, welche einen Zentrumsendabschnitt (z.B. einen Mittelendabschnitt), der durch die Rotationsachse 11 erfasst ist, einen Endabschnitt, der durch den Endabschnitt des Druckelements 13 gestützt ist, und den anderen Endabschnitt hat, der durch einen Endabschnitt des Drückblocks 15 gestützt ist.
Zusätzlich kann die zweite Feder 21 eine Torsionsfeder sein, welche einen Zentrumsendabschnitt (z.B. einen Mittelendabschnitt), der durch die Rotationsachse 11 erfasst ist, einen Endabschnitt, der durch den anderen Endabschnitt des Drückblocks 15 gestützt ist, und den anderen Endabschnitt hat, der durch den Endabschnitt des Endstoppers 23 gestützt ist.
Das heißt, die Rotationsverschiebung zwischen dem Druckelement 13 und dem Drückblock 15 kann elastisch eingestellt sein über die Komprimierung und den Zug der ersten Feder 19, und die Rotationsverschiebung zwischen dem Drückblock 15 und dem Endstopper 23 kann elastisch eingestellt werden durch die Komprimierung und den Zug der zweiten Feder 21.
Ferner kann gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Sperrvorrichtung bereitgestellt sein, um den Zeitpunkt, zu welchem der Drückblock 15 rotiert wird, genauer zu steuern.
Die Sperrvorrichtung kann die Rotation des Drückblocks 15 bei der Position, bei welcher der Drückblock 15 durch den Verschiebungbegrenzungsstopper 17 gestützt ist, weg von dem Druckelement 13 abhängig von der Veränderung des Lenkungswinkels des Lenkrads 1 erlauben oder begrenzen.
Die Konfiguration der verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der Sperrvorrichtung wird nun mit Bezug auf 6 beschrieben. In der vorliegenden Konfiguration kann ein Magnetschieber 25 (z.B. ein Hubmagnetschieber) bereitgestellt sein, um durch den Drückblock 15 erfasst zu werden, welcher durch den Verschiebungbegrenzungsstopper 17 gestützt ist, wobei dieser zum Begrenzen der Rotation des Drückblocks 15 konfiguriert ist.
Zusätzlich kann ein Lenkungswinkelsensor 27 bereitgestellt sein, um den Lenkungswinkel des Lenkrads 1 zu messen.
Daher kann die Steuereinheit 29 in Antwort auf ein empfangenes Signal, das den Lenkungswinkel des Lenkrads 1 angibt, den Magnetschieber 25 freigeben (z.B. lösen), um die Rotation des Drückblocks 15 zu erlauben, wenn der Lenkungswinkel gleich oder größer als der Referenzwinkel ist. Andererseits kann die Steuereinheit 29 den Magnetschieber 25 in dem Gefangen-Zustand belassen, wenn der Lenkungswinkel geringer als der Referenzwinkel ist.
Das heißt, wenn das Druckelement 13 über α° hinausgehend rotiert wird von der Lenkungswinkel-Neutralposition des Lenkrads 1 aus, wenn das Lenkrad 1 gedreht wird, gibt die Steuereinheit 29 den Magnetschieber 25 frei, um die Rotation des Drückblocks 15 zu erlauben. Entsprechend wird der Drückblock 15 mit dem Druckelement 13 entlang der Rotationsbahn Rc rotiert, wodurch die Bereitstellung einer Lenkrückmeldung ermöglicht wird.
Als Nächstes wird die Konfiguration von verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der Sperrvorrichtung mit Bezug auf 7A, 7B und 7C beschrieben. In der vorliegenden Konfiguration kann ein Sperrkeil 31 bereitgestellt sein, der eine Keilform hat. Der Sperrkeil 31 kann eine vertikal Fläche an einer Seite davon haben, so dass die vertikale Fläche des Sperrkeils 31 durch den Drückblock 15, der gestützt ist durch den Verschiebungbegrenzungsstopper 17, erfasst (gefangen) wird, um die Rotation des Drückblocks 15 zu begrenzen.
Zusätzlich kann ein Entsperrkeil 33 bereitgestellt sein, welcher eine Keilform hat, wobei die geneigte Fläche von diesem ausgerichtet ist in eine Richtung entgegengesetzt zu jener des Sperrkeils 31. Der Entsperrkeil 33 kann mit einem unteren Endabschnitt des Sperrkeils 31 mit einem vorbestimmten Spalt dazwischen gekuppelt sein.
Zusätzlich kann eine Entsperrplatte 35 (z.B. ein Entsperrblech) bereitgestellt sein, um zusammen mit dem Druckelement 13 rotiert zu werden. Die untere Fläche der Entsperrplatte 35 kann in einen Reibungskontakt mit der geneigte Fläche des Entsperrkeils 33 kommen, um den Sperrkeil 31 und den Entsperrkeil 33 zusammen vertikal linear zu bewegen.
Zum Beispiel kann die Entsperrplatte 35 mit dem Ringelement 9 gekuppelt sein, welches mit dem Druckelement 13 gekuppelt ist.
Zusätzlich kann eine Rückstellfeder 37 bereitgestellt sein, um eine elastische Rückstellkraft bereitzustellen in Bezug auf die Richtung, in welche der Entsperrkeil 33 bewegt ist. In diesem Zusammenhang kann die Rückstellfeder 37 eine Schraubenfeder sein, welche an dem unteren Endabschnitt des Entsperrkeils 33 befestigt ist.
Das heißt, wenn das Druckelement 13 über α° hinausgehend rotiert wird von der Lenkungswinkel-Neutralposition des Lenkrads 1 aus, wenn das Lenkrad 1 gedreht wird, werden das Ringelement 9 und die Entsperrplatte 35 zusammen rotiert, wodurch der Entsperrkeil 33 nach unten gedrückt wird. Entsprechend wird der Entsperrkeil 31 von dem Drückblock 15 nach unten separiert, wodurch die Rotation des Drückblocks 15 erlaubt wird. Entsprechend wird zusätzlich zu dem Druckelement 13 der Drückblock 15 entlang der Rotationsbahn Rc rotiert, wodurch eine Lenkrückmeldung bereitgestellt wird.
Ferner ist zu beachten, dass die Lenkgefühl-Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung, die in 1 dargestellt ist, auf andere Systeme, die eine Lenkgefühl-Steuervorrichtung nutzen, zum Verhindern einer rapiden Erhöhung des Rückmeldungsmoments angewandt werden kann.
Solch eine Lenkgefühl-Steuervorrichtung kann aufweisen das Druckelement 13, den Drückblock 15, die erste Feder 19 und die zweite Feder 21.
Die obige Konfiguration ausführlicher beschreibend kann die Lenkgefühl-Steuervorrichtung aufweisen: das Druckelement 13, zu welchem eine Rotationskraft übertragen wird, so dass das Druckelement 13 rotiert wird in eine gegebene Richtung oder in eine entgegengesetzte Richtung innerhalb einer vorbestimmten Rotationsbahn um eine Rotationsachse herum, den Drückblock 15, welcher in der Rotationsbahn in einer gegebenen Richtung oder in einer entgegengesetzten Richtung rotierbar bereitgestellt ist, die erste Feder 19, welche eine elastische Rückstellkraft bereitstellt in Bezug auf die Rotationsrichtung des Druckelements 13, um eine elastische Veränderung der Rotationsverschiebung zwischen dem Druckelement 13 und dem Drückblock 15 zu ermöglichen, die zweite Feder 21, welche eine elastische Rückstellkraft bereitstellt in Bezug auf die Rotationsrichtung des Drückblocks 15, um eine elastische Veränderung der Rotationsverschiebung zu ermöglichen, wenn der Drückblock 15 von dem Druckelement 13 weg rotiert wird, wobei die zweite Feder 21 eine Federkonstante kleiner als die der ersten Feder 19 hat und in einem vorkomprimierten (z.B. vorgespannten) Zustand bereitgestellt ist in einem Zustand, in welchem sich das Druckelement 13 in einem Zentrum der Rotationsbahn befindet, um eine Federkraft größer als die von der ersten Feder 19 zu haben.
Das heißt, gemäß der zuvor beschriebenen Konfiguration, wenn das Druckelement 13 rotiert wird auf ein Empfangen einer bestimmten Rotationskraft, die darauf übertragen wird, kann die erste Feder 19, welche eine kleinere Federkraft hat, zuerst komprimiert werden in einer Anfangsphase einer Rotation, wodurch eine Rückmeldung bereitgestellt wird.
In der Folge, wenn der Rotationswinkel des Druckelements 13 erhöht wird, beginnt das Druckelement 13 den Drückblock 15 zu drücken, wodurch die zweite Feder 21 veranlasst wird, komprimiert zu werden. Da die Federkonstante der zweiten Feder 21 kleiner ist als die Federkonstante der ersten Feder 19, kann eine übermäßige Erhöhung einer Rückmeldung verhindert werden, selbst wenn der Rotationswinkel des Druckelements 13 erhöht wird.
Nachstehend wird ein Lenkrückmeldungsvorgang mittels der Lenkgefühl-Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Bezugnehmend auf 1, an der Position von 0°, welche mit dem Lenkungswinkel-Neutralzustand des Lenkrads 1 korrespondiert, befindet sich das Druckelement 13 an dem Neutralpunkt Np.
Wenn das Lenkrad nach rechts gedreht wird in diesen Zustand, wie in 3 dargestellt ist, wird das Druckelement 13 in die Uhrzeigerrichtung entlang der Rotationsbahn Rc rotiert, wodurch die erste Feder 19 veranlasst wird, komprimiert zu werden. Entsprechend kann die Lenkrückmeldung bereitgestellt werden an das Lenkrad 1 durch die Federkraft der ersten Feder 19 bis das Druckelement 13 den Drückblock 15 drückt.
In der Folge, wenn das Druckelement 13 den Drückblock 15 zu drücken beginnt, wie in 4 dargestellt ist, wird der Drückblock 15 zusammen mit dem Druckelement 13 rotiert, wodurch die zweite Feder 21 veranlasst wird, komprimiert zu werden. Entsprechend kann eine Lenkrückmeldung bereitgestellt werden an das Lenkrad 1 durch die Federkraft der zweiten Feder 21 bis der Drückblock 15 den Endstopper 23 erreicht, wie in 5 dargestellt ist.
In diesem Zusammenhang, in dem Zustand, in welchem das Lenkrad 1 nach rechts gedreht wird, so dass die erste Feder 19 und die zweite Feder 21 komprimiert werden, wird keine Komprimierung oder Zug auf die erste Feder 19 oder die zweite Feder 21 an der gegenüberliegenden Seite ausgeübt, welche wirken, wenn das Lenkrad 1 nach links gedreht wird. Entsprechend kann ein gleichmäßiges Lenkmoment realisiert werden zwischen dem nach links Lenken und dem nach rechts Lenken des Lenkrads 1.
Wie von der obigen Beschreibung ersichtlich ist, wird, wenn das Lenkrad gedreht wird von der Lenkungswinkel-Neutralposition des Lenkrads, eine erste Feder erstkomprimiert in der Anfangsphase des Lenkens, um eine Lenkrückmeldung zu liefern, um ein natürliches Gefühl von Lenken in einer Anfangsphase der Lenkeingabe zu realisieren. Dann, wenn der Lenkungswinkel erhöht wird auf einen vorbestimmten Winkel oder größer, wird eine zweite Feder, welche eine relativ kleine Federkonstante hat, komprimiert, um eine Lenkrückmeldung zu liefern, wodurch eine übermäßige Erhöhung der Lenkrückmeldung vermieden wird, selbst wenn der Lenkungswinkel erhöht wird.
Zusätzlich wird in beiden Fällen, in denen das Lenkrad nach links gedreht wird und nach rechts gedreht wird, ein Rückmeldungsdrehmoment bereitgestellt mittels einer Druckkraft der Feder, wenn der Lenkungswinkel erhöht wird und mittels einer Zugkraft der Feder, wenn der Lenkungswinkel reduziert wird. Entsprechend kann eine gleichmäßige Lenkrückmeldung und ein Rückstelldrehmoment realisiert werden zwischen nach links Lenken und nach rechts Lenken.
Obwohl die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zuvor mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben wurden, wird der Fachmann verstehen, das die vorliegende Erfindung in verschiedenen anderen Ausführungsformen umgesetzt werden kann, ohne die technischen Ideen oder Merkmale davon zu verändern.
Die vorangegangenen Beschreibungen der spezifischen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind zu den Zwecken der Veranschaulichung und der Beschreibung präsentiert worden. Sie bezwecken nicht, vollständig zu sein oder die Erfindung auf die genaue Gestalt, die offenbart ist, zu beschränken, und ersichtlich sind viele Abänderungen und Variationen im Lichte der obigen Lehre möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der Erfindung und deren praktische Anwendung zu erklären, um dadurch den Fachmann in die Lage zu versetzen, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ebenso wie verschiedene Alternativen und Abwandlungen davon herzustellen und zu nutzen. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die Ansprüche, die hieran angehängt sind, und deren Äquivalente definiert wird.

Claims

Lenkgefühl-Steuervorrichtung in einem Steer-by-Wire-System, wobei die Vorrichtung aufweist: ein Druckelement (13), das konfiguriert ist, um rotiert zu werden in eine vorbestimmte Richtung oder in eine zu der vorbestimmten Richtung entgegengesetzte Richtung innerhalb einer vorbestimmten Rotationsbahn (Rc) abhängig von einer Richtung, in welche ein Lenkrad (1) rotiert wird, einen Drückblock (15), der rotierbar bereitgestellt ist in der vorbestimmten Rotationsbahn (Rc) der vorbestimmten Richtung oder der entgegengesetzten Richtung, ein erstes elastisches Element (19), das konfiguriert ist, um eine elastische Rückstellkraft in Bezug auf eine Rotationsrichtung des Druckelements (13) bereitzustellen, um eine elastische Veränderung in einer Rotationsverschiebung zwischen dem Druckelement (13) und dem Drückblock (15) zu ermöglichen, und ein zweites elastisches Element (21), das konfiguriert ist, um eine elastische Rückstellkraft in Bezug auf eine Rotationsrichtung des Drückblocks (15) bereitzustellen, um eine elastische Veränderung in einer Rotationsverschiebung zu ermöglichen, wenn der Drückblock (15) von dem Druckelement (13) weg rotiert wird, wobei das zweite elastische Element (21) eine elastische Konstante kleiner als eine elastische Konstante des ersten elastischen Elements (19) hat und in einer Lenkungswinkel-Neutralposition in einem vorgespannten Zustand bereitgestellt ist, um eine elastische Kraft größer als eine elastische Kraft des ersten elastischen Elements (19) zu haben.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend: eine Säulenwelle (3), die konfiguriert ist, um zusammen mit dem Lenkrad (1) zu rotieren, ein Gehäuse (7), das an einer seitlichen Seite der Säulenwelle (3) bereitgestellt ist, wobei das Druckelement (13) und der Drückblock (15) in dem Gehäuse (7) untergebracht sind, um in der Rotationsbahn (Rc) innerhalb eines vorbestimmten Radius um eine Rotationsachse herum rotierbar zu sein, ein Ringelement (9), das eine Ringform hat, um eine Außenumfangsfläche des Gehäuses (7) zu umgeben, wobei das Ringelement (9) gekuppelt ist mit und zusammen rotiert mit dem Druckelement (13), und eine Kraftübertragungsvorrichtung (5), die konfiguriert ist, um die Säulenwelle (3) und das Ringelement (9) miteinander zu verbinden, um eine Rotationskraft der Säulenwelle (3) zu dem Ringelement (9) zu reduzieren und zu übertragen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, ferner aufweisend einen Verschiebungbegrenzungsstopper (17), der in der Rotationsbahn (Rc) zwischen einem Neutralpunkt (Np) des Druckelements (13), welcher mit der Lenkungswinkel-Neutralposition des Lenkrads (1) korrespondiert, und dem Drückblock (15) bereitgestellt ist, um eine Rotation des Drückblocks (15) in Richtung zu dem Neutralpunkt (Np) des Druckelements (13) zu begrenzen, wobei das zweite elastische Element (21) bereitgestellt ist in einem vorgespannten Zustand bei der Lenkungswinkel-Neutralposition des Lenkrads (1) und wobei der Drückblock (15) durch den Verschiebungbegrenzungsstopper (17) gestützt ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei, in dem vorgespannten Zustand des zweiten elastischen Elements (21), das erste elastische Element (19) und das zweite elastische Element (21) konfiguriert sind, um das gleiche Drehmoment zu haben, wenn das erste elastische Element (19) maximalkomprimiert ist durch die Rotation des Druckelements (13) und der Drückblock (15) durch den Verschiebungbegrenzungsstopper (17) gestützt ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei der Verschiebungbegrenzungsstopper (17) in der Rotationsbahn (Rc) innerhalb des Gehäuses (7) bereitgestellt ist, wobei der Drückblock (15) gestaltet ist, um in der Rotationsbahn (Rc) angeordnet zu sein, in welcher der Verschiebungbegrenzungsstopper (17) bereitgestellt ist, und wobei das Druckelement (13) gestaltet ist, um von der Rotationsbahn (Rc) abzuweichen, in welcher der Verschiebungbegrenzungsstopper (17) bereitgestellt ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 4, ferner aufweisend: einen Endstopper (23), der an einem Punkt gegenüberliegend zu dem Neutralpunkt (Np) des Druckelements (13) um die Rotationsachse herum bereitgestellt ist, wobei das erste elastische Element (19) ein torsionselastisches Element ist, das einen ersten Endabschnitt, der durch einen Endabschnitt des Druckelements (13) gestützt ist, und einen übrigen Endabschnitt davon hat, der von einem ersten Endabschnitt des Drückblocks (15) gestützt ist, und wobei das zweite elastische Element (21) ein torsionselastisches Element ist, das einen ersten Endabschnitt, der durch einen übrigen Endabschnitt des Drückblocks (15) gestützt ist, und einen übrigen Endabschnitt hat, der von einem Endabschnitt des Endstoppers (23) gestützt ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 4 oder 6, ferner aufweisend: eine Sperrvorrichtung, die konfiguriert ist, um Rotation des Drückblocks (15) weg von dem Druckelement (13) zu erlauben oder zu begrenzen, an einer Position, bei welcher der Drückblock (15) durch den Verschiebungbegrenzungsstopper (17) gestützt ist, abhängig von einer Veränderung in einem Lenkungswinkel des Lenkrads (1).
Vorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei die Sperrvorrichtung aufweist: einen Magnetschieber (25), der konfiguriert ist, um durch den Drückblock (15) erfasst zu werden, welcher durch den Verschiebungbegrenzungsstopper (17) gestützt ist, um die Rotation des Drückblocks (15) zu begrenzen, einen Lenkungswinkelsensor (27), der konfiguriert ist, den Lenkungswinkel des Lenkrads (1) zu messen, und eine Steuereinheit (29), die konfiguriert ist, um den Magnetschieber (25) freizugeben, um die Rotation des Drückblocks (15) zu erlauben, wenn der Lenkungswinkel des Lenkrads (1) gleich oder größer ist als ein Referenzwinkel.
Vorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei die Sperrvorrichtung aufweist: einen Sperrkeil (31), der eine Keilform hat, wobei der Sperrkeil (31) konfiguriert ist, um die Rotation des Drückblocks (15) zu begrenzen, wenn eine vertikale Fläche an einer ersten Seite davon durch den Drückblock (15) erfasst wird, der durch den Verschiebungbegrenzungsstopper (17) gestützt ist, einen Entsperrkeil (33), der eine Keilform hat, wobei eine geneigte Fläche von diesem in eine Richtung entgegengesetzt zu jener des Sperrkeils (31) ausgerichtet ist, wobei der Entsperrkeil (33) an einen unteren Endabschnitt des Sperrkeils (31) mit einem vorbestimmten Spalt dazwischen gekuppelt ist, eine Entsperrplatte (35), die konfiguriert ist, um zusammen mit dem Druckelement (13) rotiert zu werden, wobei die Entsperrplatte (35) in einen Reibungskontakt mit der geneigten Fläche des Entsperrkeils (35) kommt, um den Sperrkeil (31) und den Entsperrkeil (33) zusammen vertikal linear zu bewegen, und ein elastisches Element (37), das konfiguriert ist, um eine elastische Rückstellkraft in Bezug auf eine Richtung bereitzustellen, in welche der Entsperrkeil (33) konfiguriert ist, bewegt zu werden.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei: das Druckelement (13) konfiguriert ist, um eine Rotationskraft zu empfangen und rotiert zu werden in eine vorbestimmte Richtung oder in eine entgegengesetzte Richtung zu der vorbestimmten Richtung innerhalb einer Rotationsbahn (Rc) um eine Rotationsachse (11) herum, und das zweite elastische Element (21) konfiguriert ist, um in einem vorgespannten Zustand bereitgestellt zu werden in einem Zustand, in welchem sich das Druckelement (13) in einem Zentrum der Rotationsbahn (Rc) befindet, um eine elastische Kraft größer als eine elastische Kraft des ersten elastischen Elements (19) zu haben.