DE102019218026A1

DE102019218026A1 - Elektrische servolenkvorrichtung

Info

Publication number: DE102019218026A1
Application number: DE102019218026.4A
Authority: DE
Inventors: Tae Sik KIM
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2018-11-23
Filing date: 2019-11-22
Publication date: 2020-05-28
Also published as: US20200164915A1; KR20200061145A; KR102623900B1; US11312412B2

Abstract

Es wird eine Servolenkvorrichtung vorgesehen, die einen Aufbau aufweist, der in der Lage ist, eine Schneckenwelle von irgendeinem fehlerhaft arbeitenden Motor von Motoren, die mit entgegengesetzten Endabschnitten der Schneckenwelle verbunden sind, zu trennen, wodurch verhindert wird, dass die Schneckenwelle schwer dreht oder fehlerhaft dreht. Auch in dem Fall, in dem die Schneckenwelle von dem fehlerhaft arbeitenden Motor getrennt ist, wird eine Zieldrehgeschwindigkeit des korrekt arbeitenden Motors erhöht, um plötzliche Änderungen hinsichtlich des Hilfsdrehmoments zu vermeiden, das an einer Lenkwelle auftritt, wodurch die Sicherheit eines Fahrers erhöht wird. Ein für die Schneckenwelle verlangtes Drehmoment wird auf die zwei Motoren verteilt, damit die Drehgeschwindigkeiten der Motoren erhöht werden und die Abmessung und Herstellungskosten der Motoren verringert werden.

Description

QUERVERWEIS AUF EINE VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2018-0146557 , eingereicht am 23. November 2018, auf die hierin durch Bezugnahme für alle Zwecke eingeschlossen ist, so als ob sie hier vollständig dargelegt wäre.
HINTERGRUND
Gebiet
Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine elektrische Servolenkvorrichtung und genauer auf eine elektrische Servolenkvorrichtung mit einem Aufbau, der in der Lage ist, eine Schneckenwelle von einem fehlerhaft arbeitenden Motor von Motoren zu trennen, die mit entgegengesetzten Endabschnitten der Schneckenwelle verbunden sind, um dabei zu verhindern, dass die Schneckenwelle schwer dreht oder fehlerhaft dreht. Auch in dem Fall, in dem die Schneckenwelle von dem fehlerhaft arbeitenden Motor getrennt ist, kann eine Zieldrehgeschwindigkeit des korrekt arbeitenden Motors erhöht werden, um plötzliche Änderungen hinsichtlich des Hilfsdrehmoments zu vermeiden, das an einer Lenkwelle auftritt, wodurch die Sicherheit eines Fahrers erhöht wird. Ein für die Schneckenwelle verlangtes Drehmoment kann auf die zwei Motoren verteilt werden, damit die Drehgeschwindigkeiten der Motoren erhöht werden und die Abmessung und Herstellungskosten der Motoren verringert werden.
Beschreibung des Standes der Technik
In einer elektrischen Servolenkvorrichtung betätigt eine elektronische Steuereinheit (ECU) ein Antriebssystem, um das Lenken eines Fahrers in Übereinstimmung mit Betriebsbedingungen eines Fahrzeugs, die von einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, einen Lenkdrehmomentsensor und dergleichen detektiert werden, zu unterstützen.
Solch ein Antriebssystem umfasst ein mit einer Lenkwelle gekoppeltes Schneckenrad, eine mit dem Schneckenrad im Eingriff stehende Schneckenwelle und einen mit der Schneckenwelle verbundenen Motor. Eine das Schneckenrad und die Schneckenwelle umfassende Untersetzerstruktur verstärkt das Drehmoment des Motors und liefert ein Hilfsdrehmoment an die Lenkwelle.
Jedoch kann in einem Fall, bei dem der Motor aufgrund eines mechanischen Fehlers nicht korrekt arbeitet, wie bei einem Kontakt zwischen einem Rotor und einem Stator in einem Motor oder einem elektrischen Fehler, wie Überlast, Kurzschluss oder einem Fehler in einem Sensor, eine beabsichtigte Stärke des Hilfsdrehmoments nicht erhalten werden.
Insbesondere bei einer Steer-by-Wire (SbW) Lenkvorrichtung zum Lenken eines Fahrzeugs unter Verwendung einer elektrischen Leistung ohne eine mechanische Verbindung zwischen einem Lenkrad und einer Vorderrad-Lenkvorrichtung kann ein Lenken des Fahrzeugs unmöglich sein, wenn der Motor fehlerhaft arbeitet.
Um ein solches Problem zu lösen, können Motoren an entgegengesetzten Endabschnitten einer Schneckenwelle vorgesehen sein, derart dass, selbst wenn einer der Motoren nicht korrekt arbeitet, der andere Motor zum Erzeugen des Hilfsdrehmoments korrekt arbeiten kann. Jedoch kann bei einer elektrischen Servolenkvorrichtung des Standes der Technik die Motorwelle des fehlerhaft arbeitenden Motors nicht von der Schneckenwelle getrennt werden. Dies kann bewirken, dass die Drehung der Schneckenwelle schwerer wird und das Hilfsdrehmoment verringert wird oder kann die Drehung der Schneckenwelle verhindern, sodass das Hilfsdrehmoment nicht erzeugt werden kann.
KURZER ABRISS
Verschiedene Aspekte liefern eine elektrische Servolenkvorrichtung, die einen Aufbau aufweist, der in der Lage ist, eine Schneckenwelle von irgendeinem fehlerhaft arbeitenden Motor von Motoren, die mit entgegengesetzten Endabschnitten der Schneckenwelle verbunden sind, zu trennen, wodurch verhindert wird, dass die Schneckenwelle schwer dreht oder fehlerhaft dreht. Auch in dem Fall, in dem die Schneckenwelle von dem fehlerhaft arbeitenden Motor getrennt ist, kann eine Zieldrehgeschwindigkeit des korrekt arbeitenden Motors erhöht werden, um plötzliche Änderungen hinsichtlich des Hilfsdrehmoments zu vermeiden, das an einer Lenkwelle auftritt, wodurch die Sicherheit eines Fahrers erhöht wird. Ein für die Schneckenwelle verlangtes Drehmoment kann auf die zwei Motoren verteilt werden, damit die Drehgeschwindigkeiten der Motoren erhöht werden und die Abmessung und Herstellungskosten der Motoren verringert werden.
Entsprechend einem Aspekt kann eine elektrisch unterstützte Servolenkvorrichtung umfassen: eine mit einem Schneckenrad im Eingriff stehende Schneckenwelle; Verbindungselemente, die jeweils eine Verbindungswelle und ein Betätigungselement bzw. Stellelement, das die Verbindungswelle betätigt, umfassen, wobei die Verbindungswellen der Verbindungselemente an entgegengesetzten Endabschnitten der Schneckenwelle vorgesehen sind, eine der Verbindungswellen einen Endabschnitt der Schneckenwelle mit einer Motorwelle eines ersten Motors verbindet und die andere Verbindungswelle den anderen Endabschnitt der Schneckenwelle mit einer Motorwelle eines zweiten Motors verbindet; und eine Steuervorrichtung, die Informationen hinsichtlich Motordrehgeschwindigkeiten von Sensoren, die eine Drehgeschwindigkeit des ersten Motors und eine Drehgeschwindigkeit des zweiten Motors detektieren, empfängt, die, wenn eine Drehgeschwindigkeit eines Motors des ersten und zweiten Motors unterschiedlich zu einer vorbestimmten Zieldrehgeschwindigkeit ist, bestimmt, dass der entsprechende Motor fehlerhaft arbeitet und die das entsprechende Stellelement ansteuert, die entsprechende Verbindungswelle zu bewegen und dabei die Schneckenwelle von dem fehlerhaft arbeitenden Motor zu trennen.
Entsprechend beispielhaften Ausführungsformen kann die Schneckenwelle von irgendeinem fehlerhaft arbeitenden Motor von Motoren, die mit entgegengesetzten Endabschnitten der Schneckenwelle verbunden sind, getrennt werden, wodurch verhindert wird, dass die Schneckenwelle schwer dreht oder fehlerhaft dreht. Auch in dem Fall, in dem die Schneckenwelle von dem fehlerhaft arbeitenden Motor getrennt ist, kann eine Zieldrehgeschwindigkeit des korrekt arbeitenden Motors erhöht werden, um plötzliche Änderungen hinsichtlich des Hilfsdrehmoments zu vermeiden, das an der Lenkwelle auftritt, wodurch die Sicherheit eines Fahrers erhöht wird. Ein für die Schneckenwelle verlangtes Drehmoment kann auf die zwei Motoren verteilt werden, damit die Drehgeschwindigkeiten der Motoren erhöht werden und die Abmessung und Herstellungskosten der Motoren verringert werden.
Figurenliste
Die vorgenannten und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden besser verständlich anhand der folgenden detaillierten Beschreibung, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gegeben wird, in denen:

1 eine perspektivische Explosionsansicht ist, die eine elektrisch unterstützte Servolenkvorrichtung entsprechend Ausführungsbeispielen darstellt;
2 eine Querschnittsansicht ist, die die elektrisch unterstützte Servolenkvorrichtung entsprechend Ausführungsbeispielen darstellt;
3 eine Querschnittsansicht ist, die den Betriebszustand von Teilen der in 2 dargestellten elektrisch unterstützten Servolenkvorrichtung darstellt;
4 eine Querschnittsansicht ist, die eine elektrisch unterstützte Servolenkvorrichtung entsprechend Ausführungsbeispielen darstellt;
5 eine Querschnittsansicht ist, die den Betriebszustand von Teilen der in 4 dargestellten elektrisch unterstützten Servolenkvorrichtung darstellt; und
6 bis 10 Querschnittsansichten sind, die Teile der elektrisch unterstützten Servolenkvorrichtung entsprechend Ausführungsbeispielen darstellt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In der folgenden Beschreibung von Beispielen oder Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung wird Bezug genommen auf die begleitenden Zeichnungen, in denen im Wege der Illustration spezifische Beispiele oder Ausführungsbeispiele, die implementiert werden können, gezeigt sind und in denen die gleichen Bezugszahlen und Zeichen verwendet werden können, um die gleichen oder ähnliche Komponenten selbst dann zu bezeichnen, wenn sie in voneinander verschiedenen begleitenden Zeichnungen gezeigt sind. Weiterhin wird in der folgenden Beschreibung von Beispielen oder Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung eine detaillierte Beschreibung von bekannten Funktionen und Komponenten, die hierin enthalten sind, weggelassen, wenn bestimmt wird, dass die Beschreibung die Klarheit des Gegenstands einiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung beeinträchtigen könnte. Hier verwendete Begriffe wie „umfassend“, „aufweisend“, „enthaltend“, „bildend“, „bestehend aus“ und „gebildet aus“ sollen das Hinzufügen weiterer Komponenten zulassen, es sei denn die Begriffe werden mit dem Begriff „ausschließlich“ verwendet. Es versteht sich, dass hier verwendete Singularformen Pluralformen mit einschließen, es sei denn der Kontext gibt eindeutig etwas Anderes an.
Begriffe wie „erster“, „zweiter“, „A“, „B“, „(A)“ oder „(B)“ können hier verwendet werden, um Elemente der Offenbarung zu beschreiben. Keiner dieser Begriffe wird verwendet, um das Wesen, die Reihenfolge, die Abfolge oder die Anzahl der Elemente etc. zu definieren; diese Begriffe werden lediglich verwendet, um das entsprechende Element von anderen Elementen zu unterscheiden.
Wenn erwähnt wird, dass ein erstes Element mit einem zweiten Element „verbunden oder gekoppelt ist“, ein erstes Element ein zweites Element „kontaktiert oder überlagert“ etc., sollte dies so interpretiert werden, dass das erste Element mit dem zweiten Element „direkt verbunden oder gekoppelt sein kann“ oder dass das erste Element das zweite Element „direkt kontaktieren oder überlagern kann“, dass jedoch ein drittes Element auch zwischen dem ersten und dem zweiten Element „eingefügt“ sein kann oder dass das erste und das zweite Element über ein viertes Element „miteinander verbunden oder gekoppelt“ sein können oder über ein viertes Element „einander kontaktieren oder überlagern“ können, etc. Hier kann das zweite Element in mindestens einem der zwei oder mehr Elemente enthalten sein, die miteinander „verbunden oder gekoppelt sind“, „in Berührung sind oder überlappen“ usw.
Wenn zeitbezogene Begriffe wie „nach“, „anschließend an“, „folgend“, „vor“ und dergleichen verwendet werden, um Prozesse oder Abläufe der Elemente oder Konfigurationen, oder Abläufe oder -Schritte im Betrieb, Verarbeiten, Herstellungsverfahren zu beschreiben, werden diese Begriffe verwendet, um nichtkonsekutive oder nichtsequentielle Prozesse oder Abläufe zu beschreiben, es sei denn der Begriff „direkt“ oder „unmittelbar“ wird mitverwendet.
Es ist zudem zu berücksichtigen, dass, wann immer Dimensionen, relative Größen usw. erwähnt werden, numerische Werte für ein Element oder Merkmale, oder entsprechende Informationen (z. B. Niveau, Bereich usw.) einen Toleranz- oder Fehlerbereich umfassen, der durch verschiedene Faktoren (z. B. Prozessfaktoren, interne oder externe Einflüsse, Rauschen usw.) verursacht werden kann, selbst wenn keine einschlägige Beschreibung spezifiziert wird. Ferner umfasst der Begriff „können“ alle Bedeutungen des Möglichseins.
Eine elektrische Servolenkvorrichtung 200 nach Ausführungsbeispielen umfasst eine Schneckenwelle 113, Verbindungselemente 121 und eine Steuervorrichtung 201. Die Schneckenwelle 113 ist mit einem Schneckenrad 111 im Eingriff. Die Verbindungselemente 121 umfassen jeweils eine Verbindungswelle 123 und ein Stellelement 125, das die Verbindungswelle 123 betätigt. Die Verbindungswellen 123 der Verbindungselemente 121 sind an entgegengesetzten Endabschnitten der Schneckenwelle 113 vorgesehen. Eine der Verbindungswellen 123 verbindet einen Endabschnitt der Schneckenwelle 113 mit einer Motorwelle 105 eines ersten Motors 101, während die andere Verbindungswelle 123 den anderen Endabschnitt der Schneckenwelle 113 mit einer Motorwelle 107 eines zweiten Motors 103 verbindet. Die Steuervorrichtung 201 empfängt Informationen hinsichtlich Motordrehgeschwindigkeiten von Sensoren 203, die die Drehgeschwindigkeit des ersten Motors 101 und die Drehgeschwindigkeit des zweiten Motors 103 detektieren, bestimmt, wenn eine Drehgeschwindigkeit eines Motors des ersten Motors 101 und zweiten Motors 103 unterschiedlich zu einer vorbestimmten Zieldrehgeschwindigkeit ist, den entsprechenden Motor als fehlerhaft arbeitend und steuert das entsprechende Stellelement 125 so, dass die entsprechende Verbindungswelle 123 bewegt wird, wodurch die Schneckenwelle 113 von dem fehlerhaft arbeitenden Motor abgetrennt wird.
Zuerst wird eine Beschreibung unter Bezugnahme auf die 1 und 2 gegeben.
Die Schneckenwelle 113 ist mit einem Schneckenrad 111, das mit einer Lenkwelle (nicht gezeigt) gekoppelt ist, im Eingriff. Ein Drehmoment, das der erste Motor 101 und der zweitem Motor 103 auf die Schneckenwelle 113 aufbringen, wird auf die Lenkwelle übertragen, wobei es reduziert wird, damit es das Lenkdrehmoment eines Fahrers unterstützt.
Der erste Motor 101 und der zweite Motor 103 sind mit der Schneckenwelle 113 über Verbindungselemente 121 verbunden. Die Verbindungselemente 121 umfassen jeweils die Verbindungswelle 123 und das Stellelement 125, dass die Verbindungswelle 123 antreibt. Die Verbindungswellen 123 sind an entgegengesetzten Endabschnitten der Schneckenwelle 113 vorgesehen, um einen Endabschnitt der Schneckenwelle 113 mit der Motorwelle 105 und den anderen Endabschnitt der Schneckenwelle 113 mit der Motorwelle 107 zu verbinden.
Das heißt, der erste Motor 101 ist mit einem Endabschnitt der Schneckenwelle 113 verbunden, während der zweite Motor 103 mit dem anderen Endabschnitt der Schneckenwelle 113 verbunden ist. Die Verbindungselemente 121 sind als zwei Verbindungselemente 121 vorgesehen, von denen eines die Motorwelle 105 des ersten Motors 101 mit einem Endabschnitt der Schneckenwelle 113 verbindet und von denen das andere die Motorwelle 107 des zweiten Motors 103 mit dem anderen Endabschnitt der Schneckenwelle 113 verbindet.
Die Verbindungswellen 123 der Verbindungselemente 121 haben eine hohle Struktur, die später beschrieben wird, und verbinden die Schneckenwelle 113 mit dem ersten Motor 101 und die Schneckenwelle 113 mit dem zweiten Motor 103.
Somit wird im Vergleich mit einer elektrischen Servolenkvorrichtung, die nur einen einzigen Motor einschließt, das für die Schneckenwelle 113 verlangte Drehmoment auf den ersten Motor 101 und den zweiten Motor 103 verteilt und somit können die Drehgeschwindigkeiten der Motoren erhöht werden. Außerdem ist es möglich, die maximale Ausgangsleistung des Motors zu verringern, wodurch in vorteilhafter Weise die Abmessung und die Herstellungskosten der Motoren verringert werden.
Der erste Motor 101 und der zweite Motor 103 werden von einer Steuervorrichtung 201 gesteuert, um ein Unterstützungsdrehmoment an die Lenkwelle zu liefern. Die Steuervorrichtung 201 empfängt Informationen von einem Drehmomentsensor (nicht gezeigt), einem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (nicht gezeigt) und dergleichen, und auf der Grundlage der empfangenen Informationen bestimmt sie eine Zieldrehgeschwindigkeit des ersten Motors 101 und des zweiten Motors 103 vor.
Ein Motor könnte aufgrund eines mechanischen Fehlers, eines elektrischen Fehlers oder dergleichen nicht richtig arbeiten. Als Beispiele des mechanischen Fehlers kann der Rotor des Motors in Kontakt mit dem Stator kommen, wodurch eine Reibung erzeugt wird, oder der Rotor kann in den Stator eingreifen, sodass er nicht in der Lage ist, zu drehen. Beispiele des elektrischen Fehlers können eine Überlast, durch Überhitzen bewirkte Kurzschlüsse, ein Ausfall in einem Sensor sein.
Die Steuervorrichtung 201 empfängt Informationen hinsichtlich der Motordrehgeschwindigkeiten von den Sensoren 203, die die Drehgeschwindigkeit des ersten Motors 101 und die Drehgeschwindigkeit des zweiten Motors 103 abtasten. Wenn die Drehgeschwindigkeit des einen des ersten Motors 101 und des zweiten Motors 103 unterschiedlich zu der vorbestimmten Zieldrehgeschwindigkeit ist, bestimmt die Steuervorrichtung 201, dass der entsprechende Motor fehlerhaft arbeitet.
Es sei verstanden, dass ein Abweichen der Drehgeschwindigkeit des Motors von der Zieldrehgeschwindigkeit nicht nur einen Fall meint, in dem die Drehgeschwindigkeiten nicht genau identisch sind, sondern auch einen solchen, in dem der Unterschied zwischen der Drehgeschwindigkeit des Motors und der Zieldrehgeschwindigkeit von einem vorbestimmten Bereich abweicht. Ein solcher Bereich kann unter Berücksichtigung der Fahrzeugtypen oder dergleichen bestimmt werden.
Hierbei dreht in einem Fall, in dem die Schneckenwelle 113 zusammen mit der Welle des fehlerhaft arbeitenden Motors rotiert, wobei sie mit dem fehlerhaft arbeitenden Motor verbunden ist, der andere korrekt arbeitende Motor die Schneckenwelle 113. In diesem Fall kann die Drehung der Schneckenwelle 113 schwerer werden oder die Schneckenwelle 113 kann aufgrund eines mechanischen Fehlers nicht rotieren, was problematisch ist. Um ein solches Problem zu verhindern, ist es notwendig, die Schneckenwelle 113 von dem fehlerhaft arbeitenden Motor trennen.
Das heißt, dass bei der elektrischen Servolenkvorrichtung 200 entsprechend Ausführungsbeispielen die Steuervorrichtung 201 die Stellelemente 125 ansteuert, die Verbindungswellen 123 zu bewegen, wodurch die Schneckenwelle 113 von dem fehlerhaft arbeitenden Motor abgetrennt wird. Dies verhindert die Probleme dahingehend, dass die Drehung der Schneckenwelle 113 aufgrund des fehlerhaft arbeitenden Motors schwerer wird und die Drehung der Schneckenwelle 113 gestoppt wird.
In entsprechender Weise wird die Schneckenwelle 113 nur von dem korrekt arbeitenden Motor gedreht, um ein Unterstützungsdrehmoment auf die Lenkwelle aufzubringen. Selbst wenn einer von dem ersten Motor 101 und dem zweiten Motor 103 fehlerhaft arbeitet, kann eine Betätigung des Lenkrades durch den Fahrer ohne Verschlechterung des Lenkgefühls des Fahrers unterstützt werden.
Mit anderen Worten steuert die Steuervorrichtung 201 in einem Fall, bei dem der erste Motor 101 fehlerhaft arbeitet und der zweite Motor 103 korrekt arbeitet, die Stellelemente 125 an, um die Motorwelle 105 des ersten Motors 101 von einem Endabschnitt der Schneckenwelle 113 zu trennen, sodass die Schneckenwelle 113 von dem zweiten Motor 103 gedreht wird. In einem Fall, bei dem der erste Motor 101 korrekt arbeitet und der zweite Motor 103 fehlerhaft arbeitet, steuert die Steuervorrichtung 201 die Stellelemente 125 an, um den anderen Endabschnitt der Schneckenwelle 113 von der Motorwelle 107 des zweiten Motors 103 zu trennen, sodass die Schneckenwelle 113 von dem ersten Motor 101 gedreht wird.
Zusätzlich kann die Steuervorrichtung 201 in einem Fall, bei dem die Schneckenwelle 113 von einem Motor des ersten Motors 101 und des zweiten Motors 103 getrennt ist, die Zieldrehgeschwindigkeit des anderen Motors von dem ersten Motor 101 und dem zweiten Motor 103 erhöhen.
Das heißt, dass, wenn die Schneckenwelle 113 von dem fehlerhaft arbeitenden Motor abgetrennt ist, die Zieldrehgeschwindigkeit des korrekt arbeitenden Motors beispielsweise durch Aufbringen eines höheren Stroms auf den korrekt arbeitenden Motor erhöht werden kann. Auf diese Weise kann eine plötzliche Änderung des auf die Lenkwelle aufgebrachten Unterstützungsdrehmoments verhindert werden, wodurch die Sicherheit des Fahrers erhöht wird.
Außerdem können sowohl der erste Motor 101 und der zweite Motor 103 fehlerhaft arbeiten. In diesem Fall kann die Schneckenwelle 113 von beiden Motoren, d. h. dem ersten Motor 101 und dem zweiten Motor 103 abgetrennt werden.
Zusätzlich kann die Steuervorrichtung 201 die Lieferung von Leistung an das Fahrzeug stoppen und der Fahrer kann das Fahrzeug zu einem sicheren Platz unter Verwendung der verbleibenden Leistung des Fahrzeugs fahren.
Außerdem kann die Steuervorrichtung 201 die Unregelmäßigkeit des Fahrzeugs an den Fahrer vor dem Stoppen der Lieferung der Leistung an das Fahrzeug berichten, sodass der Fahrer die Unregelmäßigkeit des Fahrzeugs erkennen kann.
Die Stellelemente 125 umfassen zusätzlich Stäbe 210 oder 401 zum Antreiben der Verbindungswellen 123. Wie in 2 dargestellt ist, kann jeder der Stäbe 210 integral mit der entsprechenden Verbindungswelle 123 vorgesehen sein. Wie in 4 dargestellt ist, können die Stäbe 401 getrennt von den Verbindungswellen 123 vorgesehen sein, um axial an den entsprechenden Verbindungswellen 123 gelagert zu sein.
Das heißt, bezugnehmend auf die 3 und 5, dass sobald die Stellelemente 125 die Stäbe 210 und 402 in axialer Richtung nach vorn bewegen, sich die Verbindungswellen 123 in der axialen Richtung bewegen, sodass die Schneckenwelle 113 von dem fehlerhaft arbeitenden Motor abgetrennt wird.
Die integral mit den Verbindungswellen 123 vorgesehenen Stäbe 210 drehen sich zusammen mit den Motorwellen und der Schneckenwelle 113, wohingegen die Verbindungswellen 123, die getrennt von den Verbindungswellen 123 vorgesehen sind, sich nicht zusammen mit den Motorwellen und der Schneckenwelle 113 drehen.
Die Stellelemente 125 können beispielsweise unter Verwendung von Elektromagneten bzw. Solenoiden implementiert sein. Das heißt, die Schäfte der Elektromagnete können die Stäbe 210 oder 401 sein, die integral mit den Verbindungswellen 123 ausgebildet sind oder axial an den Verbindungswellen 123 gelagert sind.
In einem Fall, bei dem jeder der Stäbe 210 integral mit der entsprechenden Verbindungswelle 123 ausgebildet ist, gleiten die Stäbe 210 (Verbindungswellen 123) axial abhängig von dem Betätigen der Stellelemente 125, sodass die Schneckenwelle 113 von dem fehlerhaft arbeitenden Motor getrennt wird.
In einem Fall, bei dem die Stäbe 401 getrennt zu den Verbindungswellen 123 ausgebildet sind, um an den Verbindungswellen 123 gelagert zu sein, bewegen sich die Stäbe 401 abhängig von dem Betätigen der Stellelemente 125 nach vorn, wodurch bewirkt wird, dass die Verbindungswellen 123 axial gleiten, sodass die Schneckenwelle 113 von dem fehlerhaft arbeitenden Motor getrennt wird.
Hier ragt ein Teil der Verbindungswelle 123 axial von dem Stellelement 125 hervor. Der herausragende Teil der Verbindungswelle 123 weist eine Stütze 403 auf, die sich radial erstreckt, um an dem entsprechenden Stab 401 abgestützt zu sein. Der Stab 401 drückt axial die Stütze 403 und die Verbindungswelle 123 wird axial verschoben.
Zwei oder mehrere Stützen 403 können vorgesehen sein und zwei oder mehrere Stäbe 401 entsprechend den zwei oder mehreren Stützen 403 können vorgesehen sein.
Die Stützen 403 können in symmetrischen Position an den äußeren Umfangsflächen der Verbindungswellen 123 vorgesehen sein, derart, dass die Verbindungswellen in 123 weich gleiten können, wenn die Stäbe 401 vorwärts verschoben werden.
Mit anderen Worten könnte in einem Fall, bei dem eine einzige Stütze 403 vorgesehen ist, die Verbindungswelle 123 nicht sauber gleiten, da ein Drehmoment erzeugt werden könnte, wenn die Verbindungswelle 123 abhängig von der Vorwärtsbewegung der Stange 401 gleitet. Da zwei oder mehrere Stützen 403 symmetrisch vorgesehen sind und die Stützen 403 an den Stäben 401 getragen werden, kann ein Drehmoment annulliert werden und die Verbindungswellen 123 können sauber gleiten.
Zusätzlich weist, wie oben beschrieben, die Verbindungswelle 123 eine hohle Struktur auf, um die Schraubenwelle 113 und die Motorwelle zu verbinden.
Das heißt, in Endabschnitt der Schneckenwelle 113 und der Motorwelle 105 des ersten Motors 101 sind in die Verbindungswelle 123 derart eingesetzt, dass ein Endabschnitt der Schneckenwelle 113 und der Motorwelle 105 einander zugewandt sind. Der andere Endabschnitt der Schneckenwelle 113 und der Motorwelle 107 des zweiten Motors 103 sind in die Verbindungswelle 123 derart eingesetzt, dass ein Endabschnitt der Schneckenwelle 113 und der Motorwelle 107 einander zugewandt sind. Die Schneckenwelle 113 ist mit dem ersten Motor 101 und dem zweiten Motor 103 verbunden.
Außerdem können erste Kerbverzahnungen 131 an den inneren Umfangsflächen der Verbindungswellen 123 jeweils vorgesehen sein, zweite Kerbverzahnungen 133, die mit den ersten Kerbverzahnung 131 im Eingriff sind, können an den entgegengesetzten Endabschnitten der Schneckenwelle 113 vorgesehen sein und dritte Kerbverzahnungen 135, die mit den ersten Kerbverzahnungen 131 im Eingriff sind, können an den Motorwellen 105 und 107 des ersten Motors 101 und des weiten Motors 103 vorgesehen sein, derart, dass ein Drehmoment des ersten Motors 101 und des zweiten Motors 103 an die Schneckenwelle 113 übertragen wird.
Wenn die Motorwellen 105 und 107 und die entgegengesetzten Endabschnitte der Schneckenwelle 113 in die Verbindungswellen 123 eingesetzt werden, treten die ersten Kerbverzahnungen 131 mit den zweiten Kerbverzahnungen 133 in Eingriff und die ersten Kerbverzahnungen 131 treten mit den dritten Kerbverzahnungen 135 in Eingriff. Die Schneckenwelle 113, die Motorwellen 105 und 107 und die Verbindungswellen 123 sind in der Umfangsrichtung befestigt, derart, dass ein Drehmoment des ersten Motors 101 und des zweiten Motors 103 auf die Schneckenwelle 113 übertragen werden kann.
Außerdem schieben, wie oben beschrieben, die Stäbe 210 oder 401 der Stellelemente 125 die Verbindungswellen 123 in die axiale Richtung, wenn sie sich nach vorn bewegen. Durch die Kerbverzahnungen können die Verbindungswellen 123 axial durch die Stellelemente 125 so verschoben werden, dass sie sich von den Außenumfangsflächen der Motorwellen 105 und 107 oder der Schneckenwelle 113 entfernen, wodurch die Schneckenwelle 113 von den Motorwelle 105 und 107 getrennt wird.
Wenn einer des ersten Motors 101 und des zweiten Motors 103 fehlerhaft arbeitet, können die Stellelemente 125 die Verbindungswellen 123 auf der Schneckenwelle 113 zu dem fehlerhaft arbeitenden Motor verschieben, sodass die Verbindungswelle 123 von der Schneckenwelle 113 getrennt ist.
Mit anderen Worten kann, wenn das Stellelement 125 die Verbindungswelle 123 von dem fehlerhaft arbeitenden Motor zu der Schneckenwelle 113 verschiebt, sodass die Verbindungswelle 123 von der Motorwelle des fehlerhaft arbeitenden Motors entfernt ist, die Verbindungswelle 123 zusammen mit der Schneckenwelle 113 rotieren, sodass die Drehung der Schneckenwelle 113 relativ schwerer wird, wodurch das Lenkgefühl des Fahrers verschlechtert wird.
Somit wird die Verbindungswelle 123 von der Schneckenwelle 113 entfernt und ist auf der Motorwelle des fehlerhaft arbeitenden Motors gelagert. Die Verbindungswelle 123 dreht sich nicht, während die Schneckenwelle 113 von dem korrekt arbeitenden Motor gedreht wird. Somit kann eine Verschlechterung des Lenkgefühls des Fahrers vermieden werden.
In einem Fall, bei dem der Stab 210 des Stellelementes 125 integral mit der Verbindungswelle 123 ausgebildet ist, kann das Stellelement 125 den Stab 210 auf der Schneckenwelle 113 zu dem fehlerhaft arbeitenden Motor verschieben. In einem Fall, bei dem der Stab 401 des Stellelementes 125 getrennt zu der Verbindungswelle 123 ausgebildet ist, kann der Stab 401 auf der Schneckenwelle 113 vorwärts bewegt werden, wobei er an der Stütze 403 getragen wird. Wenn in entsprechender Weise die Schneckenwelle 113 von der Steuervorrichtung 201 betrieben wird, kann die Verbindungswelle 123 von der Schneckenwelle 113 entfernt werden.
Wie in der Zeichnung dargestellt, kann das Stellelement 125 mit einem Gehäuse 220 gekoppelt sein, in dem die Schneckenwelle 113 und das Schneckenrad 111 aufgenommen sind, sodass die Verbindungswelle 123 auf der Schneckenwelle 113 zu dem fehlerhaft arbeitenden Motor gleitet.
Zusätzlich kann ein Dämpfungselement in der Verbindungswelle 123 vorgesehen sein, um Geräusche zu verringern, wenn die Verbindungswelle 123 zusammen mit der Motorwelle 105 oder 107 und der Schneckenwelle 113 rotiert.
Zuerst bezugnehmend auf die 6 und 7 kann ein Dämpfungselement 601 in der Verbindungswelle 123 vorgesehen sein, die sich von einem Ende zu dem anderen Ende in axialer Richtung erstreckt. Die erste Kerbverzahnung 131 kann an der inneren Umfangsfläche des Dämpfungselemente 601 vorgesehen sein.
Somit sind ein Ende der Schneckenwelle 113 und der Motorwelle 105 oder 107 in dem Dämpfungselemente 601. Das Dämpfungselemente 601 greift in die erste Kerbverzahnung 131, die zweite Kerbverzahnung 133 und die dritte Kerbverzahnung 135 ein.
Alternativ kann unter Bezugnahme auf die 8 und 9 ein abgestufter Bereich 803 oder 903 an einem Endabschnitt oder dem anderen Endabschnitt der Verbindungswelle 123 vorgesehen sein, der durch eine Erhöhung des Innendurchmessers der Verbindungswelle 123 definiert ist. Ein Dämpfungselement 801 oder 901 kann in dem abgestuften Bereich 803 oder 903 vorgesehen sein.
Das heißt, dass der abgestufte Bereich 803 oder 903 derart vorgesehen sein kann, dass der Innendurchmesser des Dämpfungselementes 801 oder 901 der gleiche ist, wie der Innendurchmesser der Verbindungswellen 123. Hier kann die erste Kerbverzahnung 131 an der inneren Umfangsfläche der Verbindungswellen 123 und an der inneren Umfangsfläche des Dämpfungselementes 801 oder 901 vorgesehen sein.
Der abgestufte Bereich 803 oder 903 kann an dem einen Endabschnitt oder dem anderen Endabschnitt der Verbindungswelle 123 vorgesehen sein und das Dämpfungselement 801 oder 901 kann an der äußeren Umfangsfläche der Motorwelle 105 oder 107 oder an der äußeren Umfangsfläche der Schneckenwelle 113 gelagert sein.
Als nächstes kann unter Bezugnahme auf 10 ein Dämpfungselement 1001 an dem Mittelbereich der Verbindungswelle 123 vorgesehen sein. Mit anderen Worten kann das Dämpfungselement 1001 zwischen der Motorwelle 105 oder 107 des ersten Motors 101 oder des zweiten Motors 103 und der Schneckenwelle 113 vorgesehen sein.
Das Dämpfungselement 1001, das zwischen der Motorwelle 105 oder 107 und der Schneckenwelle 113 vorgesehen ist, kann eine axiale Bewegung verringern, wodurch Geräusche verringert werden.
Hier kann das Dämpfungselement 901, das in dem Mittelabschnitt der Verbindungswelle 123 vorgesehen ist, in die Verbindungswelle 123 eingepresst sein. Beispielsweise kann der Durchmesser des Dämpfungselementes 901 größer festgelegt werden als der Innendurchmesser der Verbindungswelle 123, derart, dass das Dämpfungselement 901 in die Verbindungswelle 123 eingepresst wird.
Das heißt, dass, wenn die Verbindungswelle 123 axial aufgrund der Betätigung des Stelleelementes 125 durch die Steuervorrichtung 201 gleitet, das Dämpfungselement 901 von der Verbindungswelle 123 entfernt wird, wodurch potenziell ein fehlerhaftes Arbeiten bewirkt wird. Da jedoch das Dämpfungselement 901 in die Verbindungswelle 123 eingepresst ist, kann das Dämpfungselement 901 in der Verbindungswelle 123 eingepresst bleiben, anstatt von dem Dämpfungselement 901 entfernt zu werden, selbst wenn die Verbindungswelle 123 gleitet.
Entsprechend der elektrisch unterstützten Servolenkvorrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau kann die Schneckenwelle von irgendeinem fehlerhaft arbeitenden Motor von Motoren, die mit entgegengesetzten Endabschnitten der Schneckenwelle verbunden sind, getrennt werden, wodurch verhindert wird, dass die Schneckenwelle schwer dreht oder fehlerhaft oder nicht dreht. Auch in dem Fall, in dem die Schneckenwelle von dem fehlerhaft arbeitenden Motor getrennt ist, kann eine Zieldrehgeschwindigkeit des korrekt arbeitenden Motors erhöht werden, um plötzliche Änderungen hinsichtlich des Hilfsdrehmoments zu vermeiden, das an der Lenkwelle auftritt, wodurch die Sicherheit eines Fahrers erhöht wird. Ein für die Schneckenwelle verlangtes Drehmoment kann auf zwei Motoren verteilt werden, wodurch die Drehgeschwindigkeiten der Motoren erhöht werden und die Abmessung und Herstellungskosten der Motoren verringert werden.
Die vorstehende Beschreibung wurde dargestellt, um jedem Fachmann zu ermöglichen, die technische Idee der vorliegenden Offenbarung zu erfassen und zu verwenden, und sie wurde in dem Kontext einer bestimmten Anmeldung und ihrer Anforderungen bereitgestellt. Verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen und Substitutionen bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind für den Fachmann leicht ersichtlich und die hierin definierten allgemeinen Prinzipien können auf andere Ausführungsbeispiele und Anwendungen angewendet werden, ohne den Geist und den Bereich der vorliegenden Offenbarung zu verlassen. Die vorstehende Beschreibung und die begleitenden Zeichnungen liefern ein Beispiel für die technische Idee der vorliegenden Offenbarung lediglich zu veranschaulichenden Zwecken. Das heißt, die offenbarten Ausführungsbeispiele sollen den Bereich der technischen Idee der vorliegenden Offenbarung illustrieren. Somit ist der Bereich der vorliegenden Offenbarung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern ihm ist der weiteste Bereich zuzuerkennen, der mit den Ansprüchen in Einklang ist. Der Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung ist auf der Grundlage der folgenden Ansprüche auszulegen und alle technischen Ideen innerhalb des Bereichs von Äquivalenten hiervon sollten so ausgelegt werden, dass sie in dem Bereich der vorliegenden Offenbarung enthalten sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

KR 1020180146557 [0001]

Claims

Elektrische Servolenkvorrichtung (200) umfassend: eine Schneckenwelle (113), die mit einem Schneckenrad (111) im Eingriff ist; Verbindungselemente (121), die jeweils eine Verbindungswelle (123) und ein Stellelement (125) einschließen, die die Verbindungswelle (123) betätigt, wobei die Verbindungswellen (123) der Verbindungselemente (121) an entgegengesetzten Endbereichen der Schneckenwelle (113) vorgesehen sind, eine der Verbindungswellen einen Endbereichs der Schneckenwelle (113) und eine Motorwelle (105) eines ersten Motors (101) verbindet und die andere Verbindungswelle (123) den anderen Endbereichs der Schneckenwelle (113) und einer Motorwelle (107) eines zweiten Motors (103) verbindet; und eine Steuervorrichtung (201), die Informationen hinsichtlich Motordrehgeschwindigkeiten von Sensoren (203) empfängt, die eine Drehgeschwindigkeit des ersten Motors (101) und eine Drehgeschwindigkeit des zweiten Motors (103) detektieren, wenn eine Drehgeschwindigkeit eines Motors des ersten und zweiten Motors unterschiedlich zu einer vorbestimmten Ziel Drehgeschwindigkeit ist, den entsprechenden Motor als fehlerhaft arbeitend bestimmt und das entsprechende Stellelement (125) so steuert, dass die entsprechende Verbindungswelle (123) bewegt wird, wodurch die Schneckenwelle (113) von dem fehlerhaft arbeitenden Motor abgetrennt wird.
Elektrische Servolenkvorrichtung (200) nach Anspruch 1, bei der die Steuervorrichtung (201), wenn die Schneckenwelle (113) von dem fehlerhaft arbeitenden Motor getrennt ist, die Zieldrehgeschwindigkeit des verbleibenden Motors von dem ersten und zweiten Motor (101, 103) erhöht.
Servolenkvorrichtung (200) nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Stellelement (125) einen Stab (210, 401) einschließt, der die Verbindungswelle (123) antreibt.
Servolenkvorrichtung (200) nach Anspruch 3, bei der die Stäbe (210, 401) integral mit der Verbindungswelle (123) vorgesehen sind.
Servolenkvorrichtung (200) nach Anspruch 3 oder 4, bei der der Stab (210, 401) axial zu der Verbindungswelle (123) gelagert ist.
Servolenkvorrichtung (200) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei der ein Teil der Verbindungswelle (123) axial zu dem Stellelement (125) herausragt, wobei der herausragende Teil der Verbindungswelle (123) eine Stütze aufweist, die sich radial erstreckt, um an dem Stab (210, 401) gelagert zu sein.
Servolenkvorrichtung (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Verbindungswelle (123) einen hohlen Aufbau aufweist.
Servolenkvorrichtung (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Verbindungswelle (123) eine erste Kerbverzahnung (131) aufweist, die an ihrer inneren Umfangsfläche vorgesehen ist, wobei die Schneckenwelle (113) zweite Kerbverzahnungen (133) an ihren entgegengesetzten Endabschnitten aufweist und die zweiten Kerbverzahnungen (133) mit der ersten Kerbverzahnung (131) der Verbindungswellen der Verbindungselemente (121) im Eingriff sind, und die Motorwellen des ersten und zweiten Motors dritte Kerbverzahnungen (135) aufweisen, die mit den ersten Kerbverzahnungen (131) im Eingriff sind.
Servolenkvorrichtung (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Stellelement (125) die Verbindungswelle (123) axial verschiebt.
Servolenkvorrichtung (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Stellelement (125), wenn einer des ersten Motors (101) und des zweiten Motors (103) fehlerhaft arbeitet, die Verbindungswellen (123) auf der Schneckenwelle (113) zu dem fehlerhaft arbeitenden Motor verschiebt.
Servolenkvorrichtung (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Verbindungselemente (121) außerdem ein Dämpfungselement (601, 801, 901, 1001) umfasst, das innerhalb der Verbindungswelle (123) vorgesehen ist.
Servolenkvorrichtung (200) nach Anspruch 11, bei der das Dämpfungselement (601, 801, 901, 1001) einen hohlen Aufbau aufweist, um an einer inneren Umfangsfläche der Verbindungswelle (123) gelagert zu sein.
Servolenkvorrichtung (200) nach Anspruch 11 oder 12, wenn er von Anspruch 8 abhängt, bei der die erste Kerbverzahnung (131) an einer inneren Umfangsfläche des Dämpfungselementes (601, 801, 901, 1001) vorgesehen ist.
Servolenkvorrichtung (200) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei der das Dämpfungselement (601, 801, 901, 1001) sich von einem Ende zu dem anderen Ende der Verbindungswelle (123) erstreckt.
Servolenkvorrichtung (200) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei der die Verbindungswelle (123) einen abgestuften Bereich (803) an ihrem einen Endabschnitt oder ihrem anderen Endabschnitt aufweist, der durch einen Anstieg eines Innendurchmessers der Verbindungwelle (123) definiert ist, und das Dämpfungselement (601, 801, 901, 1001) an dem abgestuften Bereich (803) vorgesehen ist.
Servolenkvorrichtung (200) nach einem der Ansprüche 11 bis 15, bei der das Dämpfungselement (601, 801, 901, 1001) zwischen der Motorwelle (105, 107) des ersten Motors (101) oder des zweiten Motors (103) und der Schneckenwelle (113) vorgesehen ist.