DE102019118476A1 - Hand force actuator with a variety of drag motors - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Handkraftaktuator (10) für ein Steer-by-Wire-Lenksystem eines Fahrzeugs, aufweisend
eine äußere Gehäuseanordnung (12),
ein Elektromotorsystem (14) zum Erzeugen eines Gesamtdrehwiderstands, mindestens eine Lenkspindel (16) mit einer Längsachse (L) zur Aufnahme eines Lenkmoments eines Lenkrads (18), wobei die Lenkspindel (16) um die Längsachse (L) drehbar in der Gehäuseanordnung (12) gelagert ist, und wobei die Lenkspindel (16) zur Übertragung eines Drehmoments (D) zumindest mittelbar mit dem Elektromotorsystem (14) verbunden ist,
mindestens ein Lager (20a, 20b) zur drehbaren Lagerung der Lenkspindel (16) in der Gehäuseanordnung (12),
ein Drehwinkelsensorsystem (22) zur Drehwinkeldetektion,
wobei das Elektromotorsystem (14) eine Vielzahl von Elektromotoren (14a, 14b, 14c) aufweist.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Elektromotorsystem (14) für den vorgenannten Handkraftaktuator (10).
The invention relates to a manual force actuator (10) for a steer-by-wire steering system of a vehicle
an outer housing assembly (12),
an electric motor system (14) for generating an overall rotational resistance, at least one steering spindle (16) with a longitudinal axis (L) for absorbing a steering torque of a steering wheel (18), the steering spindle (16) being rotatable about the longitudinal axis (L) in the housing arrangement (12 ) is mounted, and wherein the steering spindle (16) for transmitting a torque (D) is at least indirectly connected to the electric motor system (14),
at least one bearing (20a, 20b) for the rotatable mounting of the steering spindle (16) in the housing arrangement (12),
a rotation angle sensor system (22) for rotation angle detection,
wherein the electric motor system (14) has a plurality of electric motors (14a, 14b, 14c).
The invention also relates to an electric motor system (14) for the aforementioned manual power actuator (10).
Description
Die Erfindung betrifft einen Handkraftaktuator für ein Steer-by-Wire-Lenksystem eines Fahrzeugs gemäß Anspruch 1. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Drehzahlumformsystem für den Handkraftaktuator.The invention relates to a manual force actuator for a steer-by-wire steering system of a vehicle according to claim 1. The invention also relates to a speed conversion system for the manual force actuator.
Steer-by-wire-Lenksysteme für Kraftfahrzeuge nehmen manuelle Lenkbefehle des Fahrers, wie konventionelle mechanische Lenkungen, durch Drehung eines Lenkrades einer Eingabeeinheit entgegen. Dadurch wird die Drehung einer Lenkspindel bewirkt, die jedoch nicht mechanisch über das Lenkgetriebe mit den zu lenkenden Rädern verbunden ist, sondern mit Drehwinkel- bzw. Drehmomentsensoren zusammenwirkt, die den eingebrachten Lenkbefehl erfassen und ein daraus bestimmtes elektrisches Steuersignal an einen Lenksteller abgeben, der mittels eines elektrischen Stellantriebs einen entsprechenden Lenkeinschlag der Räder einstellt.Steer-by-wire steering systems for motor vehicles receive manual steering commands from the driver, like conventional mechanical steering systems, by turning a steering wheel of an input unit. This causes the rotation of a steering spindle which, however, is not mechanically connected to the wheels to be steered via the steering gear, but rather interacts with angle of rotation or torque sensors that detect the steering command and output a determined electrical control signal to a steering actuator, which by means of an electric actuator sets a corresponding steering angle of the wheels.
Bei Steer-by-wire-Lenksystemen erhält der Fahrer von den gelenkten Rädern keine unmittelbare physische Rückmeldung über den Lenkstrang, welche bei konventionellen mechanisch gekoppelten Lenkungen als Reaktions- bzw. Rückstellmoment in Abhängigkeit von der Fahrbahnbeschaffenheit, der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem aktuellen Lenkwinkel und weiterer Betriebszustände zum Lenkrad zurückgemeldet werden. Die fehlende haptische Rückmeldung erschwert dem Fahrer aktuelle Fahrsituationen sicher zu erfassen und angemessene Lenkmanöver durchzuführen, wodurch die Fahrzeuglenkbarkeit und damit die Fahrsicherheit beeinträchtigt werden.With steer-by-wire steering systems, the driver does not receive any direct physical feedback from the steered wheels via the steering line, which in conventional mechanically coupled steering systems is a reaction or restoring torque depending on the condition of the road surface, the vehicle speed, the current steering angle and other operating conditions reported back to the steering wheel. The lack of haptic feedback makes it difficult for the driver to safely grasp current driving situations and to carry out appropriate steering maneuvers, which impairs vehicle steerability and thus driving safety.
Zur Erzeugung eines realistischen Fahrgefühls ist es im Stand der Technik bekannt, aus einer tatsächlichen momentanen Fahrsituation Parameter wie Fahrzeuggeschwindigkeit, Lenkwinkel, Lenkungs-Reaktionsmoment und dergleichen zu erfassen oder in einer Simulation zu berechnen, und aus diesen mit einem Handkraftaktuator ein Rückkopplungs-Signal durch ein entsprechend von einem Elektromotorsystem generiertes Drehmoment zu bilden. Hierzu umfasst der Handkraftaktuator einen als Handmoment- oder Lenkradsteller dienenden Stellantrieb. Somit wird abhängig vom Rückkopplungs-Signal ein dem realen Reaktionsmoment entsprechendes Rückstellmoment beziehungsweise Drehmoment über die Lenkspindel in das Lenkrad eingekoppelt. Derartige, auch „Force-Feedback“-Systeme genannte Systeme, geben dem Fahrer den Eindruck einer realen Fahrsituation wie bei einer konventionellen Lenkung, was eine intuitive Reaktion erleichtert.In order to generate a realistic driving experience, it is known in the prior art to record parameters such as vehicle speed, steering angle, steering reaction torque and the like from an actual current driving situation or to calculate them in a simulation, and from these with a manual force actuator through a feedback signal to form corresponding torque generated by an electric motor system. For this purpose, the manual force actuator comprises an actuating drive serving as a manual torque or steering wheel actuator. Thus, depending on the feedback signal, a restoring torque or torque corresponding to the real reaction torque is coupled into the steering wheel via the steering spindle. Such systems, also known as “force feedback” systems, give the driver the impression of a real driving situation as with conventional steering, which facilitates an intuitive reaction.
Allgemein bekannt sind Steer-by-wire-Lenksysteme, beispielsweise jeweils mit einer Eingabeeinheit, die eine von einem Elektromotorsystem angetriebenen Handkraftaktuator mit einer Gehäuseanordnung aufweist. Das Elektromotorsystem kann von einer elektronischen Steuereinheit angesteuert werden, die in Abhängigkeit von Messwerten, welche die jeweilige Fahrsituation charakterisieren, den Motorstrom einstellt. Die Motorwelle ist direkt mit der Lenkspindel gekuppelt, somit ist das Motordrehmoment identisch mit dem in die Lenkspindel eingekoppelten Handmoment. Dabei ist die Motoreinheit bezüglich der Längsachse axial an die Manteleinheit angeflanscht und die Motorwelle über eine Kupplung mit der in der Manteleinheit gelagerten Lenkspindel verbunden.Steer-by-wire steering systems are generally known, for example each with an input unit which has a manual force actuator driven by an electric motor system with a housing arrangement. The electric motor system can be controlled by an electronic control unit that adjusts the motor current as a function of measured values that characterize the respective driving situation. The motor shaft is coupled directly to the steering spindle, so the motor torque is identical to the manual torque coupled into the steering spindle. The motor unit is flanged axially to the casing unit with respect to the longitudinal axis and the motor shaft is connected to the steering spindle mounted in the casing unit via a coupling.
Ein wesentlicher Parameter zur Steuerung des Handkraftaktuators ist neben fahrsituativen Parametern auch ein Lenkmoment, welches durch ein Lenkrad oder einen Fahrer erzeugt wird. Die Intensität des Lenkmoments wird im Lenkungsstrang detektiert und an eine Steuerelektronik und das Elektromotorsystem zur Beaufschlagung der Lenkspindel mit einem Lenkwiderstand übertragen. Um einen möglichst realistischen Lenkwiderstand durch ein Drehmoment zu erzeugen ist es erforderlich, das Lenkmoment sowie das vom Elektromotorsystem gegenwirkende Drehmoment möglichst genau zu detektieren, um dem Fahrer ein ausgewogenes Lenkgefühl zu vermitteln.An essential parameter for controlling the manual force actuator is, in addition to parameters related to the driving situation, a steering torque that is generated by a steering wheel or a driver. The intensity of the steering torque is detected in the steering system and transmitted to control electronics and the electric motor system to apply a steering resistance to the steering spindle. In order to generate a steering resistance that is as realistic as possible through a torque, it is necessary to detect the steering torque and the torque counteracting by the electric motor system as precisely as possible in order to give the driver a balanced steering feel.
Ein weiterer wesentlicher Parameter zur Steuerung des Handkraftaktuators ist eine genaue Erfassung des Drehwinkels beziehungsweise der Drehzahl der Lenkspindel zur Weitergabe an die elektrische Lenkung. Um die notwendige Präzision zu erreichen, werden hochauflösende und kostenintensive Drehwinkelsensorsysteme verwendet. Diese detektieren üblicherweise in-line zu der Lenkspindel. Dies bedeutet, dass der Drehwinkel beziehungsweise die Drehzahl der Lenkspindel oder einer zur Lenkspindel drehfesten und koaxialen Spindel detektiert wird. Derartig benötigte Drehwinkelsensorsysteme sind im Verhältnis zu der Detektionsgenauigkeit wegen der hohen Auflösung kostenintensiv.Another essential parameter for controlling the manual force actuator is the precise detection of the angle of rotation or the speed of the steering spindle for transmission to the electric steering. In order to achieve the necessary precision, high-resolution and cost-intensive rotation angle sensor systems are used. These usually detect in-line with the steering spindle. This means that the angle of rotation or the speed of rotation of the steering spindle or of a spindle that is non-rotatable and coaxial with respect to the steering spindle is detected. Rotation angle sensor systems required in this way are costly in relation to the detection accuracy because of the high resolution.
Ein Elektromotorsystem nach Stand der Technik weist einen Elektromotor auf, der mindestens doppelt gewickelt ist. Dies ist eine kostenintensive Sicherheitsmaßnahme, um eine Redundanz zu schaffen, falls eine Wicklung ausfällt. Bei einem Handkraftaktuator für ein Steer-by-Wire-Lenksystem ist sicherzustellen, dass stets ein Gegenmoment am Lenkrad anliegt, damit der Fahrer das Lenkrad während der Fahrt nicht plötzlich verreißt. Ein Ausfall des Systems ist aus Sicherheitsgründen riskant. Das System ist somit redundant auszuführen.An electric motor system according to the prior art has an electric motor which is wound at least twice. This is an expensive safety measure to create redundancy in the event that a winding fails. With a manual force actuator for a steer-by-wire steering system, it must be ensured that there is always a counter-torque on the steering wheel so that the driver does not suddenly tear the steering wheel while driving. A failure of the system is risky for security reasons. The system must therefore be designed redundantly.
Die Aufgabe der aktuellen Entwicklung besteht darin, einen Handkraftaktuator für ein Steer-by-Wire-Lenksystem zu entwickeln, der ein einfach herstellbares und zuverlässiges Elektromotorsystem aufweist.The task of the current development is to develop a manual force actuator for a steer-by-wire steering system that has an easy to manufacture and reliable electric motor system.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch einen Handkraftaktuator für ein Steer-by-Wire-Lenksystem eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Elektromotorsystem für einen Handkraftaktuator mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.The object is achieved according to the invention by a manual power actuator for a steer-by-wire steering system of a vehicle with the features of claim 1 and an electric motor system for a manual power actuator with the features of
Die Erfindung betrifft somit einen Handkraftaktuator für ein Steer-by-Wire-Lenksystem eines Fahrzeugs, aufweisend
eine äußere Gehäuseanordnung,
ein Elektromotorsystem zum Erzeugen eines Gesamtdrehwiderstands,
mindestens eine Lenkspindel mit einer Längsachse zur Aufnahme eines Lenkmoments eines Lenkrads, wobei die Lenkspindel um die Längsachse drehbar in der Gehäuseanordnung gelagert ist, und wobei die Lenkspindel zur Übertragung eines Drehmoments zumindest mittelbar mit dem Elektromotorsystem verbunden ist, mindestens ein Lager zur drehbaren Lagerung der Lenkspindel in der Gehäuseanordnung, ein Drehwinkelsensorsystem zur Drehwinkeldetektion,
wobei das Elektromotorsystem eine Vielzahl von Elektromotoren aufweist.The invention thus relates to a manual force actuator for a steer-by-wire steering system of a vehicle
an outer housing assembly,
an electric motor system for generating a total rotational resistance,
at least one steering spindle with a longitudinal axis for absorbing a steering torque of a steering wheel, the steering spindle being rotatably mounted about the longitudinal axis in the housing arrangement, and wherein the steering spindle is at least indirectly connected to the electric motor system for transmitting a torque, at least one bearing for the rotatable mounting of the steering spindle in the housing arrangement, a rotation angle sensor system for rotation angle detection,
wherein the electric motor system comprises a plurality of electric motors.
Die Aufgabe wird somit erfindungsgemäß insbesondere durch die Verwendung mehrerer Elektromotoren als Widerstandsmotoren gelöst. Somit wird sichergestellt, dass beim Ausfall eines Elektromotors noch ein Restmoment vom Handkraftaktuator durch mindestens einen weiteren Elektromotor bereitgestellt werden kann. Der defekte Elektromotor kann mitgeschleppt beziehungsweise ausgeglichen werden. Somit liegt ein redundantes System vor. Gegenüber einem mehrfach gewickelten Elektromotor handelt es sich um eine kostenoptimierte Lösung mit erhöhter Zuverlässigkeit beziehungsweise Sicherheit.The object is thus achieved according to the invention in particular by using a plurality of electric motors as resistance motors. This ensures that if an electric motor fails, a residual torque can still be provided by the manual power actuator by at least one further electric motor. The defective electric motor can be dragged along or compensated for. This means that there is a redundant system. Compared to a multiple-wound electric motor, it is a cost-optimized solution with increased reliability and safety.
Als Lenkspindel gilt die Vorrichtung, die die Drehung eines Lenkrads unmittelbar überträgt. Dabei muss die Lenkspindel nicht monolithisch ausgebildet sein. Es können auch Schnittstellen zwischen Lenkspindelelementen beziehungsweise -abschnitten vorgesehen sein. Dass die Lenkspindel zur Übertragung eines Drehmoments zumindest mittelbar mit dem Elektromotorsystem verbunden ist bedeutet somit, dass beispielsweise Übertragungsmittel zwischen der Lenkspindel und dem Elektromotorsystem vorhanden sein können, beispielhaft ein Getriebe. Eine unmittelbare Drehmomentübertragung ist von der zumindest mittelbaren Drehmomentübertragung umfasst.The steering spindle is the device that directly transmits the rotation of a steering wheel. The steering spindle does not have to be monolithic. Interfaces between steering spindle elements or sections can also be provided. The fact that the steering spindle is at least indirectly connected to the electric motor system for transmitting a torque thus means that, for example, transmission means can be present between the steering spindle and the electric motor system, for example a transmission. Direct torque transmission is included in the at least indirect torque transmission.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Elektromotorsystem mindestens zwei, bevorzugt drei, besonders bevorzugt vier Elektromotoren aufweist. Mit zunehmender Anzahl können die Elektromotoren kleiner ausgebildet werden. Der Ausfall eines Elektromotors kann gut durch den mindestens einen weiteren Elektromotoren ausgeglichen werden. Es hat sich herausgestellt, dass bei mehr als vier Elektromotoren der Ausgleicheffekt gegenüber dem benötigten Bauraum und den Kosten an Vorteil verliert.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the electric motor system has at least two, preferably three, particularly preferably four electric motors. As the number increases, the electric motors can be made smaller. The failure of an electric motor can be easily compensated for by the at least one further electric motor. It has been found that if there are more than four electric motors, the compensation effect loses advantage over the required installation space and costs.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die laufenden Elektromotoren jeweils einen Drehwiderstand erzeugen, vorzugsweise in gleichen Anteilen, die insgesamt den Gesamtdrehwiderstand bilden. Dies bedeutet, dass der Gesamtdrehwiderstand stets gleich bleibt. Fällt ein laufender Elektromotor aus, wird der fehlende Drehwiderstand durch die verbleibende Menge an Elektromotoren ausgeglichen. Dies reduziert das Risiko eines Verreißens des Lenkrads durch den Fahrer.According to a preferred embodiment of the invention it is provided that the running electric motors each generate a rotational resistance, preferably in equal proportions, which together form the total rotational resistance. This means that the total rotational resistance always remains the same. If a running electric motor fails, the missing rotational resistance is compensated by the remaining amount of electric motors. This reduces the risk of the driver tearing the steering wheel.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen den Elektromotoren und der Lenkspindel ein Getriebesystem angeordnet ist, das vorzugsweise ausgebildet ist, um einen jeweiligen Drehwiderstand eines jeweiligen Elektromotors zu erhöhen. Dies kann vorteilhaft sein, um die Elektromotoren kleiner und somit kostengünstiger sowie kompakter zu dimensionieren. Die Anordnung des Getriebesystems zwischen den Elektromotoren und der Lenkspindel bedeutet, dass die Kraftflussverbindung des Gesamtdrehwiderstands von den Elektromotoren bis zur Lenkspindel über das Getriebesystem verläuft.According to a preferred embodiment of the invention it is provided that a gear system is arranged between the electric motors and the steering spindle, which gear system is preferably designed to increase a respective rotational resistance of a respective electric motor. This can be advantageous in order to make the electric motors smaller and thus more cost-effective and more compact. The arrangement of the transmission system between the electric motors and the steering spindle means that the power flow connection of the total rotational resistance from the electric motors to the steering spindle runs via the transmission system.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Getriebesystems ist vorgesehen, dass das Getriebesystem ein Stirnradgetriebe, ein Planetengetriebesystem und/oder ein Riemengetriebesystem aufweist. Hierbei handelt es sich um zuverlässige Getriebesysteme, die insbesondere kostengünstig spielfrei ausgestaltet werden können. Dabei kann jedes Getriebesystem allein verwendet werden oder eine Kombination der vorgenannten Getriebesysteme erfolgen.According to a preferred embodiment of the gear system, it is provided that the gear system has a spur gear, a planetary gear system and / or a belt gear system. These are reliable transmission systems that can be designed to be backlash-free in particular at low cost. Each transmission system can be used alone or a combination of the aforementioned transmission systems.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Riemengetriebesystems ist vorgesehen, dass das Riemengetriebesystem einen Einfachriemen mit beidseitiger Verzahnung, einen Doppelriemen mit einseitiger Verzahnung und/oder einen Dreifachriemen mit einseitiger Verzahnung aufweist, wobei vorzugsweise jeder Riemen mit der Lenkspindel verbunden ist. Dabei kann jedes System allein verwendet werden oder eine Kombination der vorgenannten Systeme erfolgen. Diese Möglichkeiten haben den Vorteil, ein einfaches, zuverlässiges und kostengünstiges Getriebesystem für die mehreren Elektromotoren zu ermöglichen.According to a preferred embodiment of the belt drive system it is provided that the belt drive system has a single belt with teeth on both sides, a double belt with teeth on one side and / or a triple belt with teeth on one side, each belt preferably being connected to the steering spindle. Each system can be used alone or a combination of the aforementioned systems can be used. These possibilities have the advantage of enabling a simple, reliable and inexpensive transmission system for the multiple electric motors.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Elektromotoren des Elektromotorsystems in einem Querschnitt zur Längsachse zumindest teilweise symmetrisch zueinander angeordnet sind. Dies ermöglich eine vorteilhafte Kraftverteilung. Die Symmetrie kann dabei unterschiedlich ausgebildet sein. Beispielhaft kann der Abstand der Motordrehachsen stets gleich zueinander ausgebildet sein. Alternativ beispielhaft können die Motordrehachsen auf einem gemeinsamen Projektionskreis liegen, der die Längsachse der Lenkspindel umschließt. Bevorzugt sind die Elektromotoren des Elektromotorsystems in einem Querschnitt zur Längsachse vollständig symmetrisch zueinander angeordnet.According to a preferred embodiment of the invention it is provided that the electric motors of the electric motor system are arranged at least partially symmetrically to one another in a cross section to the longitudinal axis. This enables an advantageous force distribution. The symmetry can be designed differently. For example, the distance between the motor axes of rotation can always be designed to be equal to one another. Alternatively, for example, the motor axes of rotation can lie on a common projection circle which encloses the longitudinal axis of the steering spindle. The electric motors of the electric motor system are preferably arranged completely symmetrically to one another in a cross section to the longitudinal axis.
Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Elektromotoren des Elektromotorsystems in einem Querschnitt zur Längsachse zumindest teilweise asymmetrisch zueinander angeordnet sind. Dies ermöglicht kompakte Bauweisen des Elektromotorsystems. Bevorzugt sind die Elektromotoren des Elektromotorsystems in einem Querschnitt zur Längsachse vollständig asymmetrisch zueinander angeordnet.According to an alternative preferred embodiment of the invention it is provided that the electric motors of the electric motor system are arranged at least partially asymmetrically to one another in a cross section to the longitudinal axis. This enables compact designs of the electric motor system. The electric motors of the electric motor system are preferably arranged completely asymmetrically to one another in a cross section to the longitudinal axis.
Möglich ist auch eine teilweise symmetrische und teilweise asymmetrische Anordnung der Elektromotoren. Keine Ausführungsform schließt die andere Ausführungsform aus. Allerdings sind für eine gemischte Ausführungsform mindestens drei Elektromotoren erforderlich, sodass zwei Elektromotoren zueinander symmetrisch und zwei Elektromotoren zueinander asymmetrisch angeordnet sein können, wobei sich beide Elektromotorenpaare einen Elektromotor teilen.A partially symmetrical and partially asymmetrical arrangement of the electric motors is also possible. Neither embodiment excludes the other embodiment. However, at least three electric motors are required for a mixed embodiment, so that two electric motors can be arranged symmetrically to one another and two electric motors can be arranged asymmetrically to one another, with both electric motor pairs sharing one electric motor.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Elektromotoren jeweils eine Hauptlängserstreckungsachse aufweisen, die vorzugsweise jeweils parallel zur Längsachse der Lenkspindel verlaufen. Dies ist eine bauraumkompakte Lösung, weil die Spritzwand im Fahrzeug die Aktuatorlänge limitiert. Ein weiterer Vorteil bei der Parallelanordnung ist, dass mittels Getriebestufen eine Übersetzung des Motormoments in die Lenkspindel ermöglicht wird.According to a preferred embodiment of the invention it is provided that the electric motors each have a main longitudinal axis, which preferably each run parallel to the longitudinal axis of the steering spindle. This is a compact solution because the bulkhead in the vehicle limits the length of the actuator. Another advantage of the parallel arrangement is that gear stages enable the engine torque to be translated into the steering spindle.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Planetengetriebesystem mittels einer Splitgearanordnung spielfrei ausgeführt ist und/oder das Riemengetriebesystem mittels vorgespannter Riemen spielfrei ausgeführt ist. Dies erhöht die Zuverlässigkeit des Getriebesystems, sodass die Elektromotoren zuverlässig verbunden werden können.According to a preferred embodiment of the invention it is provided that the planetary gear system is designed to be backlash-free by means of a split gear arrangement and / or the belt transmission system is designed to be free of play by means of pretensioned belts. This increases the reliability of the transmission system so that the electric motors can be reliably connected.
Die Erfindung betrifft auch ein Elektromotorsystem für einen Handkraftaktuator mit mindestens einem der vorhergehenden Merkmale, gekennzeichnet durch die Merkmale des Elektromotorsystems nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche.The invention also relates to an electric motor system for a manual force actuator with at least one of the preceding features, characterized by the features of the electric motor system according to at least one of the preceding claims.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigt:
-
1 : eine schematische Schnittansicht eines Handkraftaktuators gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung der Erfindung, -
2 : eine perspektivische Ansicht des Handkraftaktuators gemäß1 , -
3 : eine Frontalansicht quer zu einer Längsachse des Handkraftaktuators nach den1 und2 auf ein einem Lenkrad gegenüberliegenden Ende des Handkraftaktuators, -
4 : eine perspektivische Ansicht auf mehrere symmetrisch angeordnete Elektromotoren eines Elektromotorsystems des Handkraftaktuators gemäß1 , -
5 : eine perspektivische Ansicht auf ein als Planetengetriebe ausgebildeten Getriebesystem des Handkraftaktuators gemäß1 , -
6 : eine alternative perspektivische Ansicht auf mehrere asymmetrisch angeordnete Elektromotoren eines Elektromotorsystems des Handkraftaktuators gemäß1 , -
7 : eine schematische Frontalansicht auf ein Riemengetriebesystem quer zu einer Längsachse des Handkraftaktuators nach den1 und2 , -
8 : eine schematische Frontalansicht auf ein alternatives Riemengetriebesystem quer zu einer Längsachse des Handkraftaktuators nach den1 und2 , und -
9 : eine schematische Frontalansicht auf ein alternatives Riemengetriebesystem quer zu einer Längsachse des Handkraftaktuators nach den1 und2 .
-
1 : a schematic sectional view of a manual force actuator according to an exemplary embodiment of the invention, -
2 : a perspective view of the manual force actuator according to FIG1 , -
3 : a front view transversely to a longitudinal axis of the manual force actuator according to the1 and2 on an end of the manual force actuator opposite a steering wheel, -
4th : a perspective view of several symmetrically arranged electric motors of an electric motor system of the manual power actuator according to FIG1 , -
5 : a perspective view of a gear system designed as a planetary gear of the manual power actuator according to FIG1 , -
6th : an alternative perspective view of several asymmetrically arranged electric motors of an electric motor system of the manual power actuator according to FIG1 , -
7th : a schematic front view of a belt drive system transversely to a longitudinal axis of the manual power actuator according to the1 and2 , -
8th : a schematic front view of an alternative belt drive system transverse to a longitudinal axis of the manual power actuator according to the1 and2 , and -
9 : a schematic front view of an alternative belt drive system transverse to a longitudinal axis of the manual power actuator according to the1 and2 .
Die
- eine äußere Gehäuseanordnung
12 , ein Elektromotorsystem 14 zum Erzeugen eines Gesamtdrehwiderstands,mindestens eine Lenkspindel 16 mit einer LängsachseL zur Aufnahme eines Lenkmoments eines Lenkrads18 , wobei dieLenkspindel 16 um die LängsachseL drehbar inder Gehäuseanordnung 12 gelagert ist, und wobei dieLenkspindel 16 zur Übertragung eines Drehmoments D zumindest mittelbarmit dem Elektromotorsystem 14 verbunden ist,mindestens ein Lager 20a ,20b , dargestellt zweiLager 20a ,20b , zur drehbaren Lagerung der Lenkspindel16 inder Gehäuseanordnung 12 ,ein Drehwinkelsensorsystem 22 zur Drehwinkeldetektion der Lenkspindeldrehung,wobei das Elektromotorsystem 14 eineVielzahl von Elektromotoren 14a ,14b ,14c aufweist,beispielhaft ein Reibelement 26 zur Erzeugung einer Grundreibung im System, zur Vermeidung einer synthetischen Haptik, undbeispielhaft ein Getriebesystem 24 zum Aufskalieren eines Motormoments, um ein gefordertes Lenkmoment, beispielsweise von etwa zehn Newtonmeter, zu ermöglichen. Das Lenkmoment kann somit beispielsweise entweder direkt vom Elektromotorsystem14 oder durchdas Getriebesystem 24 zur Verfügung gestellt werden.
- an
outer housing assembly 12 , - an electric motor system
14th to generate a total rotational resistance, at least onesteering shaft 16 with a longitudinal axisL. for receiving a steering torque of a steering wheel18th , with the steeringshaft 16 around the longitudinal axisL. rotatable in thehousing assembly 12 stored is, and where the steeringshaft 16 for transmitting a torque D at least indirectly with the electric motor system14th connected is, - at least one
warehouse 20a ,20b , shown twocamps 20a ,20b , for the rotatable mounting of the steeringspindle 16 in thehousing arrangement 12 , - a rotation angle sensor system
22nd for the rotation angle detection of the steering spindle rotation, the electric motor system14th a variety ofelectric motors 14a ,14b ,14c having, - for example a friction element
26th to generate a basic friction in the system, to avoid synthetic haptics, and - an example of a
transmission system 24 for scaling up an engine torque in order to enable a required steering torque, for example of about ten Newton meters. The steering torque can thus either be obtained directly from the electric motor system, for example14th or through thetransmission system 24 to provide.
Insbesondere ist vorgesehen, dass das Elektromotorsystem
Die dargestellte Gehäuseanordnung
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Elektromotorsystem
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die laufenden Elektromotoren
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen den Elektromotoren
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Getriebesystem
Insbesondere ist vorgesehen, dass das Planetengetriebesystem mittels einer Splitgearanordnung spielfrei ausgeführt ist und/oder das Riemengetriebesystem mittels vorgespannter Riemen spielfrei ausgeführt ist.In particular, it is provided that the planetary gear system is designed without play by means of a split gear arrangement and / or the belt transmission system is designed without play by means of pretensioned belts.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit einem Riemengetriebesystem nach
Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit einem Riemengetriebesystem nach
Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit einem Riemengetriebesystem nach
Gemäß den
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Elektromotoren
Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Elektromotoren
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Elektromotoren
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- HandkraftaktuatorManual force actuator
- 1212
- GehäuseanordnungHousing arrangement
- 1414th
- ElektromotorsystemElectric motor system
- 14a14a
- ElektromotorElectric motor
- 14b14b
- ElektromotorElectric motor
- 14c14c
- ElektromotorElectric motor
- 1616
- LenkspindelSteering shaft
- 1818th
- Lenkradsteering wheel
- 20a20a
- Lagerwarehouse
- 20b20b
- Lagerwarehouse
- 2222nd
- DrehwinkelsensorsystemRotation angle sensor system
- 2424
- GetriebesystemTransmission system
- 2626th
- Reibelement Friction element
- LL.
- Längsachse der LenkspindelLongitudinal axis of the steering shaft
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102019118476.2A DE102019118476A1 (en) | 2019-07-09 | 2019-07-09 | Hand force actuator with a variety of drag motors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019118476.2A DE102019118476A1 (en) | 2019-07-09 | 2019-07-09 | Hand force actuator with a variety of drag motors |
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DE102019118476A1 true DE102019118476A1 (en) | 2021-01-14 |
Family
ID=74091856
Family Applications (1)
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DE102019118476.2A Ceased DE102019118476A1 (en) | 2019-07-09 | 2019-07-09 | Hand force actuator with a variety of drag motors |
Country Status (1)
Country | Link |
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19902557A1 (en) * | 1999-01-22 | 2000-07-27 | Mercedes Benz Lenkungen Gmbh | Redundant arrangement for generating torque has essentially identical first and second electric motors that both act on steering shaft to generate part of the torque |
WO2002058985A1 (en) * | 2001-01-27 | 2002-08-01 | Robert Bosch Gmbh | Actuator for a steer-by-wire- steering system |
DE10329292A1 (en) * | 2003-06-30 | 2005-01-20 | Zf Lenksysteme Gmbh | Device for generating a torque |
DE102017109081A1 (en) * | 2017-04-27 | 2018-10-31 | Paravan Gmbh | Steering module for a vehicle and steering system |
DE102018131185A1 (en) * | 2018-08-30 | 2020-03-05 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Feedback actuator for a steering device with a steering resistance system |
-
2019
- 2019-07-09 DE DE102019118476.2A patent/DE102019118476A1/en not_active Ceased
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19902557A1 (en) * | 1999-01-22 | 2000-07-27 | Mercedes Benz Lenkungen Gmbh | Redundant arrangement for generating torque has essentially identical first and second electric motors that both act on steering shaft to generate part of the torque |
WO2002058985A1 (en) * | 2001-01-27 | 2002-08-01 | Robert Bosch Gmbh | Actuator for a steer-by-wire- steering system |
DE10329292A1 (en) * | 2003-06-30 | 2005-01-20 | Zf Lenksysteme Gmbh | Device for generating a torque |
DE102017109081A1 (en) * | 2017-04-27 | 2018-10-31 | Paravan Gmbh | Steering module for a vehicle and steering system |
DE102018131185A1 (en) * | 2018-08-30 | 2020-03-05 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Feedback actuator for a steering device with a steering resistance system |
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---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R079 | Amendment of ipc main class |
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R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |