DE102022205249A1

DE102022205249A1 - Steer-by-wire Lenkvorrichtung

Info

Publication number: DE102022205249A1
Application number: DE102022205249.8A
Authority: DE
Inventors: Seong Jong Cho
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2021-05-28
Filing date: 2022-05-25
Publication date: 2022-12-01
Also published as: CN115402398A; US20220379949A1; KR20220160932A

Abstract

Die vorliegenden Ausführungsformen stellen eine Steer-by-Wire Lenkvorrichtung bereit, die eine Schraubenwelle, die mit der Lenkwelle gekoppelt ist, um sich zu drehen, und einen Außenumfangsschraubenabschnitt aufweist, der an einer äußeren Umfangsfläche ausgebildet ist, ein bewegliches Element, das mit einer äußeren Umfangsseite der Schraubenwelle gekoppelt ist, einen Innenumfangsschraubenabschnitt, der dem Außenumfangsschraubenabschnitt entspricht und an einer inneren Umfangsfläche ausgebildet ist, um sich in einer axialen Richtung zu bewegen, wenn sich die Schraubenwelle dreht, ein Gehäuse, das in einer zylindrischen Form ausgebildet ist und in dem die Schraubenwelle und das bewegliche Element angeordnet sind, und mindestens ein Führungselement, das in dem Gehäuse vorgesehen ist, um die äußere Umfangsseite des beweglichen Elements zu stützen und die axiale Bewegung des beweglichen Elements zu führen, umfasst.

Description

QUERVERWEIS AUF EINE VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0069200 , die am 28. Mai 2021 eingereicht wurde und hiermit durch Bezugnahme für alle Zwecke so einbezogen wird, als wäre sie hier vollständig wiedergegeben.
Gebiet der Technik
Die vorliegenden Ausführungsbeispiele beziehen sich auf ein Steer-by-Wire Lenksystem und insbesondere auf ein Steer-by-Wire Lenksystem, das in der Lage ist, die weitere Drehung des Lenkrades mechanisch zu stoppen, wenn die Drehung des Rades ihren Maximalpunkt erreicht.
Stand der Technik
Im Allgemeinen wurde die Servolenkung entwickelt und bei der Fahrzeuglenkvorrichtung eingesetzt, um den Fahrbetrieb zu erleichtern, indem die Betätigungskraft des Fahrers am Lenkrad unterstützt wird. Die Servolenkung wurde als hydraulische Lenkung unter Verwendung von Hydraulikdruck, als elektrohydraulische Lenkung unter gleichzeitiger Verwendung von Hydraulikdruck und elektrischer Motorkraft und als elektrische Lenkung unter ausschließlicher Verwendung der elektrischen Motorkraft entwickelt und eingesetzt.
In jüngster Zeit wurde anstelle der Entfernung einer mechanischen Verbindungsvorrichtung wie einer Lenksäule, eines Kreuzgelenks oder einer Ritzelwelle zwischen Lenkrad und Rad das Lenksystem Steer-By-Wire (SBW) zur Lenkung eines Fahrzeugs mit Hilfe eines Elektromotors entwickelt und eingesetzt.
Da es bei einer solchen Lenkung jedoch keine mechanische Verbindung zwischen der Lenkwelle und den Rädern gibt, kann sich das Lenkrad des Fahrers unbegrenzt drehen, wodurch das Lenkgefühl und die Lenkstabilität des Fahrers beeinträchtigt werden.
Wenn daher die Drehung des Rades ihren Maximalpunkt erreicht (wenn das Lenkrad oder das Rad in einem allgemeinen Lenksystem eine volle Drehung erfährt), besteht daher Forschungsbedarf, um eine weitere Drehung des Lenkrades zu verhindern.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Technische Aufgabe
Die vorliegenden Ausführungsbeispielen sehen eine Steer-by-Wire Lenkvorrichtung vor, die das Lenkgefühl und die Lenkstabilität des Fahrers verbessert, indem sie verhindert, dass sich das Lenkrad mechanisch weiterdreht, wenn die Drehung des Rades den Maximalpunkt erreicht.
Darüber hinaus ist der Zweck der vorliegenden Ausführungsbeispielen nicht darauf beschränkt, und andere nicht erwähnte Ziele werden von den Fachleuten aus der folgenden Beschreibung klar verstanden werden.
Technische Lösung
Die vorliegenden Ausführungsformen stellen eine Steer-by-Wire Lenkvorrichtung bereit, die eine Schraubenwelle, die mit der Lenkwelle gekoppelt ist, um sich zu drehen, und einen Außenumfangsschraubenabschnitt aufweist, der an einer äußeren Umfangsfläche ausgebildet ist, ein bewegliches Element, das mit einer äußeren Umfangsseite der Schraubenwelle gekoppelt ist, einen Innenumfangsschraubenabschnitt, der dem Außenumfangsschraubenabschnitt entspricht und an einer inneren Umfangsfläche ausgebildet ist, um sich in einer axialen Richtung zu bewegen, wenn sich die Schraubenwelle dreht, ein Gehäuse, das in einer zylindrischen Form ausgebildet ist und in dem die Schraubenwelle und das bewegliche Element angeordnet sind, und mindestens ein Führungselement, das in dem Gehäuse vorgesehen ist, um die äußere Umfangsseite des beweglichen Elements zu stützen und die axiale Bewegung des beweglichen Elements zu führen, umfasst.
Vorteilhafte Wirkungen
Gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen wird eine Steer-by-Wire Lenkvorrichtung vorgesehen, die das Lenkgefühl und die Lenksicherheit des Fahrers erhöht, indem verhindert wird, dass sich das Lenkrad mechanisch weiter dreht, wenn die Drehung des Rades den Maximalpunkt erreicht.
Figurenliste

1 ist eine schematische Ansicht, die eine Steer-by-Wire Lenkvorrichtung gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen zeigt.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Teil der Steer-by-Wire Lenkvorrichtung gemäß den vorliegenden Ausführungsformen zeigt.
3 bis 6 sind perspektivische Explosionsansichten, die einen Teil des Steer-by-Wire Lenkvorrichtung gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen zeigen.
7 ist eine Querschnittsansicht, die einen Teil der Steer-by-Wire Lenkvorrichtung gemäß den vorliegenden Ausführungsformen zeigt.
8 und 9 sind perspektivische Explosionsansichten, die einen Teil des Steer-by-Wire Lenkvorrichtung gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen zeigen.
10 ist eine Querschnittsansicht, die einen Teil der Steer-by-Wire Lenkvorrichtung gemäß den vorliegenden Ausführungsformen zeigt.

Art und Weise der Umsetzung der Erfindung
In der folgenden Beschreibung von Beispielen oder Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird Bezug auf die begleitenden Zeichnungen genommen, in denen konkrete Beispiele oder Ausführungsformen, die implementiert werden können, zur Veranschaulichung dargestellt sind und in denen die gleichen Bezugszahlen und -zeichen verwendet sein können, um gleiche oder ähnliche Komponenten zu bezeichnen, auch wenn diese in voneinander verschiedenen begleitenden Zeichnungen gezeigt sind. Ferner sind in der folgenden Beschreibung von Beispielen oder Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung detaillierte Beschreibungen hierin enthaltener bekannter Funktionen und Komponenten bei manchen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung weggelassen worden, wenn befunden wurde, dass die Beschreibung den Gegenstand möglicherweise eher verunklaren würde. Die Begriffe wie „einschließen“, „aufweisen“, „enthalten“, „bestehen aus“, „gefertigt aus“ und „gebildet aus“, die hierin verwendet werden, sollen im Allgemeinen die Hinzufügung anderer Komponenten zulassen, sofern die Begriffe nicht mit dem Ausdruck „nur“ verwendet werden. Wie hierin verwendet, sollen Singularformen Pluralformen einschließen, solange der Kontext nicht klar etwas anderes angibt.
Ausdrücke wie „erste“, „zweite“, „A“, „B“, „(A)“ oder „(B)“ können hierin verwendet werden, um Elemente der Offenbarung zu beschreiben. Keiner dieser Begriffe wird verwendet, um eine Wichtigkeit, Reihenfolge, Abfolge oder Zahl von Elementen usw. zu definieren, sondern sie 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, dieses „berührt oder überlappt“, sollte dies so interpretiert werden, dass das erste Element mit dem zweiten Element „direkt verbunden oder gekoppelt“ sein kann oder dieses „direkt berühren oder überlappen“ kann, aber auch ein drittes Element „zwischen“ dem ersten und dem zweiten Element „angeordnet“ sein kann, oder dass das erste und das zweite Element über ein viertes Element miteinander „verbunden oder gekoppelt“ sein können, einander „berühren oder überlappen“ können usw. Hier kann das zweite Element mindestens eines von zwei oder mehr Elementen sein, die miteinander „verbunden oder gekoppelt sind“, sich „kontaktieren oder überlappen“ usw.
Wenn auf Zeit bezogene Begriffe, wie etwa „nach“, „danach kommend“, „als nächstes“, „vor“ und dergleichen verwendet werden, um Prozesse oder Betätigungen von Elementen oder Konfigurationen oder Abläufe oder Schritte von Betätigungs-, Verarbeitungs-, Herstellungsverfahren zu beschreiben, können diese Begriffe verwendet werden, um Prozesse oder Betätigungen zu beschreiben, die sich nicht aneinander anschließen oder nicht aufeinander folgen, solange nicht der Begriff „direkt“ oder „unmittelbar“ in Verbindung damit verwendet wird.
Wenn irgendwelche Abmessungen, relativen Größen usw. genannt werden, ist außerdem zu bedenken, dass numerische Werte für ein Elemente oder Merkmale oder entsprechende Informationen (z.B. Grad, Bereich usw.) einen Spielraum oder einen Fehlerbereich einschließen, der von verschiedenen Faktoren (z.B. Prozessfaktoren, von innen oder von außen kommenden Einflüssen, Rauschen usw.) verursacht werden kann, auch wenn eine relevante Beschreibung nicht spezifiziert wird. Ferner kann der Ausdruck „könnte“ alle Bedeutungen des Ausdrucks „kann“ umfassen.
1 ist eine schematische Ansicht, die eine Steer-by-Wire Lenkvorrichtung gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen zeigt. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Teil der Steer-by-Wire Lenkvorrichtung gemäß den vorliegenden Ausführungsformen zeigt. 3 bis 6 sind perspektivische Explosionsansichten, die einen Teil des Steer-by-Wire Lenkvorrichtung gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen zeigen. 7 ist eine Querschnittsansicht, die einen Teil der Steer-by-Wire Lenkvorrichtung gemäß den vorliegenden Ausführungsformen zeigt. 8 und 9 sind perspektivische Explosionsansichten, die einen Teil des Steer-by-Wire Lenkvorrichtung gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen zeigen. 10 ist eine Querschnittsansicht, die einen Teil der Steer-by-Wire Lenkvorrichtung gemäß den vorliegenden Ausführungsformen zeigt.
Wie in den 1 bis 10 dargestellt, umfasst eine Steer-by-Wire Lenkvorrichtung gemäß den vorliegenden Ausführungsformen eine Schraubenwelle 140, die mit der Lenkwelle 103 drehbar gekoppelt ist und einen Außenumfangsschraubenabschnitt 141 aufweist, der auf einer äußeren Umfangsfläche ausgebildet ist, ein bewegliches Element 160, das mit einer äußeren Umfangsseite der Schraubenwelle 140 gekoppelt ist, einen Innenumfangsschraubenabschnitt 161, der dem Außenumfangsschraubenabschnitt 141 entspricht und auf einer inneren Umfangsfläche ausgebildet ist, um sich in einer axialen Richtung zu bewegen, wenn sich die Schraubenwelle 140 dreht, ein Gehäuse 170, das in einer zylindrischen Form ausgebildet ist und in dem die Schraubenwelle 140 und das bewegliche Element 160 angeordnet sind, und mindestens ein Führungselement 180, das in dem Gehäuse 170 vorgesehen ist, um die äußere Umfangsseite des beweglichen Elements 160 zu stützen und die axiale Bewegung des beweglichen Elements 160 zu führen.
Als Erstes sind, unter Bezugnahme auf 1, in der Steer-by-Wire Lenkvorrichtung gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen ein Winkelsensor 105 und ein Drehmomentsensor 107 auf einer Seite einer Lenkwelle 103, die mit einem Lenkrad 101 verbunden ist, gekoppelt, und der Winkelsensor 105 und der Drehmomentsensor 107, die dieses erfassen, wenn der Fahrer das Lenkrad 101 betätigt, liefern elektrische Signale an die elektronische Steuervorrichtung 110 an den Lenkwellenmotor 120, und der Ritzelwellenmotor 130 wird aktiviert.
Die elektronische Steuervorrichtung 110 steuert den Lenkwellenmotor 120 und den Ritzelwellenmotor 130 auf der Grundlage der elektrischen Signale, die vom Winkelsensor 105 und vom Drehmomentsensor 107 übertragen werden, sowie der elektrischen Signale, die von anderen am Fahrzeug angebrachten Sensoren übertragen werden.
Der Lenkwellenmotor 120 ist mit einem Untersetzungsgetriebe 135 verbunden, um die Anzahl der Umdrehungen des Motors zu reduzieren, und liefert eine Reaktionskraft an die Lenkwelle 103, damit der Fahrer eine Lenkreaktionskraft in die entgegengesetzte Richtung spürt, wenn er das Lenkrad 101 während der normalen Fahrt betätigt. Und beim autonomen Fahren wird das Lenken durch die Steuerung der elektronischen Steuervorrichtung 110 ohne den Willen des Fahrers durchgeführt.
Der Ritzelwellenmotor 130 verschiebt die mit der Ritzelwelle 113 verbundene Zahnstange 111, um die Räder 119 auf beiden Seiten über die Spurstange 115 und den Achsschenkel 117 zu lenken.
In den Zeichnungen der vorliegenden Ausführungsbeispiele sind jedoch der Einfachheit halber der Winkelsensor 105 und der Drehmomentsensor 107 an der Lenkwelle 103 als Beispiel vorgesehen, aber ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor und ein Motorpositionssensor zur Übertragung von Lenkinformationen an die elektronische Steuervorrichtung 110, verschiedene Radare, Lidar, Bildsensoren wie eine Kamera usw. können vorgesehen sein, und eine detaillierte Beschreibung davon wird im Folgenden weggelassen.
Da das Lenkrad 101 und das Rad 119 bei einer solchen Steer-by-Wire Lenkvorrichtung nicht mechanisch miteinander verbunden sind, ist bei der Betätigung des Lenkrads 101 durch den Fahrer eine mechanische Begrenzung erforderlich, um die Drehung des Lenkrads 101 in einem bestimmten Winkel zu stoppen.
Das heißt, wenn die Drehung des Rades 119 den Maximalpunkt erreicht (bei einer allgemeinen Lenkvorrichtung, wenn sich das Lenkrad 101 oder das Rad 119 in einem Zustand der vollen Umdrehung befindet), ist das Drehwinkelbegrenzungselement 150 zur mechanischen Begrenzung des Drehwinkels der Lenkwelle 103 vorgesehen, so dass das Lenkrad 101 nicht weiter gedreht wird. Dadurch wird dem Fahrer ein präzises Lenkgefühl vermittelt.
Das Drehwinkelbegrenzungselement 150 umfasst eine Schraubenwelle 140, die am unteren Ende der Lenksäule 100 vorgesehen ist und sich zusammen mit der Lenkwelle 103 dreht, ein bewegliches Element 160, das sich in axialer Richtung bewegt, wenn sich die Schraubenwelle 140 dreht, ein Gehäuse 170, in das die Schraubenwelle 140 und das bewegliche Element 160 eingebaut und mit dem unteren Teil der Lenksäule 100 gekoppelt sind, ein oder mehrere Führungselemente 180 zum Führen der axialen Bewegung, während die Drehung des beweglichen Elements 160 begrenzt wird, usw.
Die drehbar mit der Lenkwelle 103 gekoppelte Schraubenwelle 140 weist einen Außenumfangsschraubenabschnitt 141 auf, der an einer äußeren Umfangsfläche derselben ausgebildet ist. Ein hohles bewegliches Element 160 ist mit der äußeren Umfangsseite der Schraubenwelle 140 gekoppelt, um sich in axialer Richtung zu bewegen.
Das bewegliche Element 160 ist mit der äußeren Umfangsfläche der Schraubenwelle 140 gekoppelt, und an der inneren Umfangsfläche ist ein Innenumfangsschraubenabschnitt 161 ausgebildet, der dem Außenumfangsschraubenabschnitt 141 der Schraubenwelle 140 entspricht. Dementsprechend wird das bewegliche Element 160 bei der Drehung der Schraubenwelle 140 von dem Führungselement 180 getragen und bewegt sich in axialer Richtung.
Darüber hinaus ist ein in zylindrischer Form ausgebildetes Gehäuse 170 mit einer Schraubenwelle 140 und einem darin angeordneten beweglichen Element 160 an einen unteren Abschnitt der Lenksäule 100 gekoppelt. Ein oder mehrere Führungselemente 180 sind im Gehäuse 170 vorgesehen, um eine Drehung des beweglichen Elements 160 zu verhindern, indem sie die axiale Bewegung des beweglichen Elements 160 führen, während die äußere Umfangsseite des beweglichen Elements 160 abgestützt wird.
An der äußeren Umfangsseite des beweglichen Elements 160 sind eine oder mehrere Führungsnuten 161 in Form einer Hohlscheibe vorgesehen, in die das Führungselement 180 eingesetzt und abgestützt wird. Dementsprechend wird die Bewegung in axialer Richtung geführt, während die Drehung des beweglichen Elements 160 durch das Führungselement 180 begrenzt wird.
Die Lenkwelle 103 umfasst eine erste Ausgangswelle 102, die mit der Eingangswelle 104 verbunden ist, und eine zweite Ausgangswelle 112, die mit einer äußeren Umfangsfläche der Schraubenwelle 140 gekoppelt ist. Die Eingangswelle 104 und die erste Ausgangswelle 102 sind über einen Torsionsstab 106 gekoppelt.
Ein erstes Lager 121 zur Unterstützung der Drehung der zweiten Ausgangswelle 112 ist zwischen der äußeren Umfangsfläche eines Endes der zweiten Ausgangswelle 112 und der inneren Umfangsseite des Gehäuses 170 gekoppelt. Ein Ende der zweiten Ausgangswelle 112 ist mit einem vorstehenden Ende 112a versehen, so dass der Innenring des ersten Lagers 121 in axialer Richtung abgestützt wird. Der Innenring des ersten Lagers 121 stützt sich in axialer Richtung an der inneren Umfangsfläche des Gehäuses 170 durch die Spannbacken ab.
Darüber hinaus sind an der äußeren Umfangsfläche der zweiten Ausgangswelle 112 und der inneren Umfangsfläche der Schraubenwelle 140 einander entsprechende Kerbverzahnungen 112a und 143 vorgesehen, so dass bei der Drehung der Lenkwelle 103 die zweite Ausgangswelle 112 und die Schraubenwelle (140) durch Ineinandergreifen ohne Durchdrehen gedreht werden.
Außerdem ist an das Ende des Gehäuses 170 ein Abdeckelement 190 gekoppelt, durch das die Schraubenwelle 140 und die zweite Ausgangswelle 112 hindurchgehen. Wenn sich das bewegliche Element 160 in axialer Richtung bewegt, wird es daher durch das Abdeckelement 190 unterstützt, um den Bewegungsweg zu begrenzen.
Ein zweites Lager 122, das die Drehung der Schraubenwelle 140 unterstützt, ist zwischen der äußeren Umfangsfläche des einen Endes der Schraubenwelle 140 und der inneren Umfangsfläche des Gehäuses 170 gekoppelt. Im mittleren Teil der zweiten Ausgangswelle 112 ist ein Abschnitt 112b mit großem Durchmesser zur Abstützung des Innenrings des zweiten Lagers 122 in axialer Richtung vorgesehen.
Ein drittes Lager 123, das eine Drehung der Schraubenwelle 140 unterstützt, ist zwischen der äußeren Umfangsfläche des anderen Endes der Schraubenwelle 140 und der inneren Umfangsfläche des Abdeckelements 190 gekoppelt. Ein Befestigungselement 195 zum Stützen des Innenrings des zweiten Lagers 122 und der Schraubenwelle 140 in axialer Richtung ist mit dem anderen Ende der zweiten Ausgangswelle 112 gekoppelt.
Das Gehäuse 170 ist in einer zylindrischen Form mit einem offenen Ende ausgebildet, an das das Abdeckelement 190 gekoppelt ist. An einer Seite des Gehäuses 170 in axialer Richtung ist ein abgestufter Abschnitt 173 mit reduziertem Durchmesser vorgesehen, und ein Führungselement 180 ist mit der inneren Umfangsfläche des Gehäuses 170 in axialer Richtung am abgestuften Abschnitt 173 verbunden.
Das heißt, das Führungselement 180 erstreckt sich in axialer Richtung von dem abgestuften Abschnitt 173 aus, ist einstückig mit dem Gehäuse 170 ausgebildet und mit der inneren Umfangsfläche des Gehäuses 170 verbunden. So wird das Führungselement 180 in die Führungsnut 161 des beweglichen Elements 160 eingesetzt.
Dabei sind zwei oder mehr Führungselemente 180 in Umfangsrichtung des Gehäuses 170 voneinander beabstandet und können in gleichem Abstand angeordnet sein. In der vorliegenden Ausführungsform sind beispielhaft drei Führungselemente 180 dargestellt.
Darüber hinaus ist das Ende 185 des Führungselements 180, das mit der inneren Umfangsfläche des Gehäuses 170 verbunden ist, und der abgestufte Abschnitt 173 in einer Position vorgesehen, die vom Ende des Gehäuses 170 um einen vorbestimmten Abstand beabstandet ist. Daher wird das Abdeckelement 190 in die innere Umfangsfläche des Endes des Gehäuses 170 eingeführt und sitzt auf dem Ende 185 des Führungselements 180.
Das Führungselement 180 ist mit einem Verbindungsloch 183 versehen, das mit dem im Abdeckelement 190 vorgesehenen Befestigungsloch 193 in Verbindung steht. Dementsprechend wird das Abdeckelement 190 durch das mit dem Befestigungsloch 193 und dem Verbindungsloch 183 gekoppelte Befestigungselement 197 befestigt.
In dem abgestuften Abschnitt 173 des Gehäuses 170 ist mindestens ein Gehäusedämpfer 171 zur Abstützung einer Seite des beweglichen Elements 160 in Kontakt mit dem beweglichen Element 160 vorgesehen, um Stöße und Geräusche aufgrund des Kontakts zu verhindern. In dem abgestuften Abschnitt 173 kann eine Kupplungsnut vorgesehen sein, mit der der Gehäusedämpfer 171 gekoppelt ist.
Außerdem ist mindestens ein Abdeckungsdämpfer 191 vorgesehen, der die andere Seite des beweglichen Elements 160 abstützt, wenn das Abdeckelement 190 mit dem beweglichen Element 160 in Berührung kommt, um Stöße und Geräusche aufgrund der Berührung zu verhindern.
Das heißt, wenn sich das bewegliche Element 160 aufgrund der Drehung der Schraubenwelle 140 in axialer Richtung zu einer Seite bewegt, kommt es mit dem Gehäusedämpfer 171 des abgestuften Abschnitts 173 in Berührung und bleibt ohne weitere Bewegung stehen. Und wenn sich das bewegliche Element 160 in axialer Richtung auf die andere Seite bewegt, kommt es mit dem Abdeckungsdämpfer 191 des Abdeckelements 190 in Kontakt, um die Bewegung zu stoppen und so den Drehwinkel der Lenkwelle 103 zu begrenzen.
Außerdem hat das Gehäuse 170 eine zylindrische Form mit einem offenen Ende, an das das Abdeckelement 190 gekoppelt ist, wie in 8 dargestellt. Und ein Sitzende 177, auf dem das Abdeckelement 190 sitzt, ist an einer Position vorgesehen, die in axialer Richtung vom Ende des Gehäuses 170 beabstandet ist.
Das Sitzende 177 ist mit einem Befestigungsloch 178 versehen, das mit dem im Abdeckelement 190 vorgesehenen Befestigungsloch 193 in Verbindung steht. So wird das Abdeckelement 190 durch ein mit dem Befestigungsloch 193 und dem Befestigungsloch 178 gekoppeltes Befestigungselement 197 befestigt.
Darüber hinaus ist ein Stützende 175 mit einem reduzierten Durchmesser an einer Position vorgesehen, die in axialer Richtung vom Sitzende 177 beabstandet ist, und das Führungselement 180 ist an dem Stützende 175 abgestützt und gekoppelt.
Hier ist das Führungselement 180, wie in 8 und 10 gezeigt, in axialer Richtung in einer langen Stabform ausgebildet, und beide Enden sind gekoppelt, während sie das Stützende 175 bzw. das Abdeckelement 190 des Gehäuses 170 stützen. Daher führt das Führungselement 180 die Bewegung in axialer Richtung und verhindert gleichzeitig die Drehung des beweglichen Elements 160. In den vorliegenden Ausführungsformen sind beispielhaft vier Führungselemente 180 und vier Führungsnuten 161 dargestellt.
Darüber hinaus ist das Stützende 175 mit einer Stütznut 176 und das Abdeckelement 190 mit einer Abdecknut 196 an einer Position versehen, die der Stütznut 176 in axialer Richtung entspricht, so dass das Führungselement 180 fixiert ist. Beide Enden des Führungselements 180 sind mit einer Stütznut 176 bzw. einem in die Abdecknut 196 eingesetzten Vorsprung 187 versehen, so dass das Führungselement 180 mit dem Stützende 175 und dem Abdeckelement 190 gekoppelt und befestigt ist.
Darüber hinaus ist am Stützende 175 mindestens ein Gehäusedämpfer 171 vorgesehen, der eine Seite des beweglichen Elements 160 stützt, wenn es mit dem beweglichen Element 160 in Kontakt kommt, um durch den Kontakt verursachte Stöße und Geräusche zu verhindern.
Mindestens ein Abdeckungsdämpfer 191 zur Abstützung der anderen Seite des beweglichen Elements 160, wenn das Abdeckelement 190 mit dem beweglichen Element 160 in Kontakt ist, ist ebenfalls vorgesehen, um die durch den Kontakt verursachten Stöße und Geräusche zu dämpfen. Außerdem werden selbst bei Vibrationen oder Stößen, die während der Fahrt übertragen werden, keine Klappergeräusche erzeugt.
Dabei bestehen der Gehäusedämpfer 171 und der Abdeckungsdämpfer 191 aus einem elastischen, reibungsarmen Element, um Schlupfgeräusche aufgrund von Kontakt und Reibung zu verhindern, wenn sich das bewegliche Element 160 in axialer Richtung bewegt.
Wie oben beschrieben, wird gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen eine Steer-by-Wire Lenkvorrichtung vorgesehen, die das Lenkgefühl und die Lenksicherheit des Fahrers erhöht, indem verhindert wird, dass sich das Lenkrad mechanisch weiter dreht, wenn die Drehung des Rades den Maximalpunkt erreicht.
Die obige Beschreibung wird vorgelegt, um einen Fachmann zu befähigen, den technischen Gedanken der vorliegenden Offenbarung umzusetzen und zu nutzen, und wird im Zusammenhang mit einer bestimmten Anwendung und ihren Anforderungen geliefert. Verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen und Substitutionen zu den beschriebenen Ausführungsformen werden für den Fachmann ohne Weiteres ersichtlich sein, und die hierin definierten allgemeinen Prinzipien können auf andere Ausführungsformen und Anwendungen angewandt werden, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die obige Beschreibung und die begleitenden Zeichnungen stellen nur für Veranschaulichungszwecke ein Beispiel für den technischen Gedanken der vorliegenden Offenbarung bereit. Das heißt, die offenbarten Ausführungsformen sollen den Umfang des technischen Gedankens der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen. Somit ist der Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht auf die dargestellten Ausführungsformen begrenzt, sondern muss mit dem breitesten Bereich, der noch mit den Ansprüchen konsistent ist, im Einklang stehen. Der Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung sollte auf der Grundlage der folgenden Ansprüche ausgelegt werden, und alle technischen Ideen innerhalb des Bereichs ihrer Äquivalente sollten so ausgelegt werden, dass sie in den Bereich der vorliegenden Offenbarung fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 1020210069200 [0001]

Claims

Steer-by-Wire Lenkvorrichtung, umfassend: eine Schraubenwelle (140), die mit der Lenkwelle (103) gekoppelt ist, um sich zu drehen, und die einen Außenumfangsschraubenabschnitt (141) aufweist, der an einer äußeren Umfangsfläche ausgebildet ist; ein bewegliches Element (160), das mit einer äußeren Umfangsseite der Schraubenwelle (140) gekoppelt ist, wobei ein Innenumfangsschraubenabschnitt (161), der dem Außenumfangsschraubenabschnitt (141) entspricht, an einer inneren Umfangsfläche ausgebildet ist, um sich in einer axialen Richtung zu bewegen, wenn sich die Schraubenwelle (140) dreht; ein Gehäuse (170), das in einer zylindrischen Form ausgebildet ist und in dem die Schraubenwelle (140) und das bewegliche Element (160) angeordnet sind; und mindestens ein Führungselement (180), das in dem Gehäuse (170) vorgesehen ist, um die äußere Umfangsseite des beweglichen Elements (160) zu stützen und die axiale Bewegung des beweglichen Elements (160) zu führen.
Steer-by-Wire Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine oder mehrere Führungsnuten (161), in die das Führungselement (180) eingesetzt und gelagert wird, an der äußeren Umfangsseite des beweglichen Elements (160) vorgesehen sind.
Steer-by-Wire Lenkvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Lenkwelle (103) eine erste Ausgangswelle (102), die mit der Eingangswelle (104) verbunden ist, und eine zweite Ausgangswelle (112), die mit einer äußeren Umfangsfläche der Schraubenwelle (140) gekoppelt ist, aufweist.
Steer-by-Wire Lenkvorrichtung nach Anspruch 3, wobei ein erstes Lager (121), das eine Drehung der zweiten Ausgangswelle (112) unterstützt, zwischen einer äußeren Umfangsfläche eines Endes der zweiten Ausgangswelle (112) und einer inneren Umfangsfläche des Gehäuses (170) gekoppelt ist.
Steer-by-Wire Lenkvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, bei der an der äußeren Umfangsfläche der zweiten Ausgangswelle (112) und der inneren Umfangsfläche der Schraubenwelle (140) Kerbverzahnungen (112a) mit einander entsprechenden Formen vorgesehen sind, so dass die zweite Ausgangswelle (112) und die Schraubenwelle (140) ineinander greifen und sich drehen, wenn sich die Lenkwelle (103) dreht.
Steer-by-Wire Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei der ein Abdeckelement (190), durch das die Schraubenwelle (140) und die zweite Ausgangswelle (112) hindurchgehen, mit einem Ende des Gehäuses (170) gekoppelt ist.
Steer-by-Wire Lenkvorrichtung nach Anspruch 6, wobei ein zweites Lager (122), das die Drehung der Schraubenwelle (140) unterstützt, zwischen einer äußeren Umfangsfläche eines Endes der Schraubenwelle (140) und einer inneren Umfangsfläche des Gehäuses (170) gekoppelt ist.
Steer-by-Wire Lenkvorrichtung nach Anspruch 7, wobei ein Abschnitt (112b) mit großem Durchmesser zur Abstützung des Innenrings des zweiten Lagers (122) in axialer Richtung an der zweiten Ausgangswelle (112) vorgesehen ist.
Steer-by-Wire Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei der ein drittes Lager (123), das eine Drehung der Schraubenwelle (140) unterstützt, zwischen der äußeren Umfangsfläche des anderen Endes der Schraubenwelle (140) und der inneren Umfangsfläche des Abdeckelements gekoppelt ist.
Steer-by-Wire Lenkvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, bei der ein Befestigungselement (195) zum Stützen des Innenrings des zweiten Lagers und der Schraubenwelle (140) in axialer Richtung mit dem anderen Ende der zweiten Ausgangswelle (112) gekoppelt ist.
Steer-by-Wire Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei das Gehäuse (170) in einer zylindrischen Form mit einem offenen Ende ausgebildet ist, an das das Abdeckelement (190) gekoppelt ist, ein abgestufter Abschnitt (173) mit einem reduzierten Durchmesser auf einer Seite der axialen Richtung des Gehäuses (170) vorgesehen ist und das Führungselement (180) in der axialen Richtung von dem abgestuften Abschnitt (173) mit einer inneren Umfangsfläche verbunden ist.
Steer-by-Wire Lenkvorrichtung nach Anspruch 11, wobei zwei oder mehr der Führungselemente (180) in Umfangsrichtung des Gehäuses (170) voneinander beabstandet und im gleichen Abstand angeordnet sind.
Steer-by-Wire Lenkvorrichtung nach Anspruch 12, wobei ein Ende des Führungselements (180) an einer vom Ende des Gehäuses (170) beabstandeten Position vorgesehen ist, das Abdeckelement (190) auf dem Ende des Führungselements (180) sitzt und das Führungselement (180) mit einem Verbindungsloch (183) versehen ist, das mit dem im Abdeckelement (190) vorgesehenen Befestigungsloch (193) in Verbindung steht.
Steer-by-Wire Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei der mindestens ein Gehäusedämpfer (171) zum Stützen einer Seite des beweglichen Elements (160), wenn es in Kontakt mit dem beweglichen Element (160) ist, an dem abgestuften Abschnitt (173) des Gehäuses (170) vorgesehen ist.
Steer-by-Wire Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei der mindestens ein Abdeckungsdämpfer (191) zum Stützen der anderen Seitenfläche des beweglichen Elements (160), wenn es mit dem beweglichen Element (160) in Kontakt ist, an dem Abdeckelement (190) vorgesehen ist.
Steer-by-Wire Lenkvorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Gehäuse (170) in einer zylindrischen Form mit einem offenen Ende ausgebildet ist, an das das Abdeckelement (190) gekoppelt ist, und ein Sitzendabschnitt (177), auf dem das Abdeckelement (190) sitzt, an einer Position vorgesehen ist, die von dem Ende des Gehäuses (170) in der axialen Richtung beabstandet ist, und ein Befestigungsloch (178), das mit einem in dem Abdeckelement (190) vorgesehenen Befestigungsloch (193) in Verbindung steht, an dem Sitzende (177) vorgesehen ist.
Steer-by-Wire Lenkvorrichtung nach Anspruch 16, wobei das Gehäuse (170) mit einem Stützende (175) versehen ist, das einen reduzierten Durchmesser an einer Position aufweist, die von dem Sitzende (177) in der axialen Richtung beabstandet ist, das Führungselement (180) in einer Stabform ausgebildet ist und beide Enden das Stützende (175) bzw. das Abdeckelement (190) stützen und damit gekoppelt sind.
Steer-by-Wire Lenkvorrichtung nach Anspruch 17, wobei das Stützende (175) mit einer Stütznut (176) versehen ist, das Abdeckelement (190) mit einer Abdecknut (196) an einer Position versehen ist, die der Stütznut (176) in der axialen Richtung entspricht, und beide Enden des Führungselements (180) mit Vorsprüngen (187) versehen sind, die in die Stütznut (176) bzw. die Abdecknut (196) eingesetzt sind.
Steer-by-Wire Lenkvorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, bei der mindestens ein Gehäusedämpfer (171) zum Stützen einer Seite des beweglichen Elements (160), wenn es in Kontakt mit dem beweglichen Element (160) ist, am Stützende (175) vorgesehen ist.
Steer-by-Wire Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei mindestens ein Abdeckungsdämpfer (191) zum Stützen der anderen Seitenfläche des beweglichen Elements (160), wenn es mit dem beweglichen Element (160) in Kontakt ist, an dem Abdeckelement (190) vorgesehen ist.