DE102022209576A1

DE102022209576A1 - Elektrische servolenkvorrichtung

Info

Publication number: DE102022209576A1
Application number: DE102022209576.6A
Authority: DE
Inventors: Sang Hee AHN; Kyung Min Ko
Original assignee: HL Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2021-09-15
Filing date: 2022-09-13
Publication date: 2023-03-16
Also published as: CN115805990A; KR20230039928A; US20230085431A1

Abstract

Eine elektrische Servolenkvorrichtung gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen umfasst eine Eingangswelle, die mit einer Lenkwelle verbunden ist, eine erste Ausgangswelle, die mit der Eingangswelle gekoppelt ist, ein erstes Zahnrad, das an einem Ende der ersten Ausgangswelle vorgesehen ist, ein zweites Zahnrad, das mit dem ersten Zahnrad in Eingriff steht, eine zweite Ausgangswelle, die mit dem zweiten Zahnrad an einem Ende versehen ist und eine äußere Schraubennut aufweist, die auf einer äußeren Umfangsfläche an einer Position ausgebildet ist, die von dem zweiten Zahnrad in einer axialen Richtung beabstandet ist, und sich in Verbindung mit dem zweiten Zahnrad dreht, und ein Gleitelement, das eine der äußeren Schraubennut entsprechende innere Schraubennut aufweist, die auf einer inneren Umfangsfläche desselben ausgebildet ist, und das mit der zweiten Ausgangswelle über eine Kugel gekoppelt ist und in einer axialen Richtung gleitet, um ein mit Fahrzeugrädern verbundenes Verbindungsteil zu betätigen.

Description

QUERVERWEIS AUF EINE VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen und die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0122882, die am 15. September 2021 in der Republik Korea eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hiermit durch Bezugnahme für alle Zwecke aufgenommen wird, als ob er vollständig in der vorliegenden Anmeldung enthalten wäre.
HINTERGRUND
Gebiet der Technik
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung beziehen sich auf eine elektrische Servolenkvorrichtung und insbesondere auf eine elektrische Servolenkvorrichtung, die das verstärkte Lenkdrehmoment durch ein Untersetzungsgetriebe selbst im Falle eines Lastkraftwagens oder Busses übertragen kann, der im Vergleich zu einem Personenkraftwagen eine relativ große Lenkkraft erfordert, und die den Komfort des Fahrers durch Verbesserung der Haltbarkeit von Kraftübertragungsteilen wie Kugelmuttern, Kugelumlaufspindeln, Segmentwellen und Gehäusen erhöht. In den vorliegenden Ausführungsbeispielen können zusätzliche Funktionen wie automatisches Einparken, Spurhaltung, Fahrunterstützung je nach Fahrbahnbeschaffenheit und autonome Fahrsteuerung, die das Fahrzeug unabhängig von der Lenkabsicht des Fahrers steuern, genutzt werden, wodurch der Komfort für den Fahrer erhöht wird.
Beschreibung des Standes der Technik
Im Allgemeinen ist die Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs eine Vorrichtung, mit der der Fahrer die Richtung des Fahrzeugs ändern kann. Hierbei handelt es sich um eine Vorrichtung, die den Fahrer dabei unterstützt, das Fahrzeug durch willkürlich Veränderung der Drehzentrums des Vorderrads des Fahrzeugs in eine gewünschte Richtung zu bewegen.
Andererseits ist eine Servolenkvorrichtung eine Vorrichtung, die es ermöglicht, die Fahrtrichtung des Fahrzeugs mit weniger Kraftaufwand zu ändern, wenn der Fahrer das Lenkrad betätigt.
Eine solche Servolenkvorrichtung wird weitgehend in eine elektrische Servolenkvorrichtung (EPS) und eine hydraulische Servolenkvorrichtung (HPS) unterteilt.
Bei der hydraulischen Servolenkvorrichtung versorgt die mit der Drehwelle des Motors verbundene Hydraulikpumpe den mit der Zahnstange verbundenen Arbeitszylinder mit Hydrauliköl, so dass der Fahrer mit einer geringen Kraft lenken kann. Wenn sich der Kolben des mit Hydrauliköl versorgten Arbeitszylinders bewegt, unterstützt er die Lenkbetätigungskraft.
Andererseits ist die elektrische Servolenkvorrichtung ein Lenksystem, das die Betätigungskraft des Lenkrads durch die Kraft des Motors unterstützt, da es einen Motor anstelle einer Hydraulikpumpe und eines Betätigungszylinders hat.
Bei Lastkraftwagen oder Bussen, die im Vergleich zu Personenkraftwagen eine relativ große Lenkkraft benötigen, wird jedoch eine hydraulische Servolenkvorrichtung eingesetzt, da eine hohe Leistung erforderlich ist. Da die hydraulische Servolenkvorrichtung nicht über eine elektronische Steuervorrichtung verfügt, besteht das Problem, dass Funktionen wie automatisches Einparken, Spurhalten und autonomes Fahren mit Hilfe der elektronischen Steuervorrichtung nicht genutzt werden können.
Selbst bei Lastkraftwagen oder Bussen, die im Vergleich zu Personenkraftwagen eine relativ große Lenkkraft erfordern, entsteht daher der Bedarf, automatisches Einparken, Spurhalten und autonomes Fahren durch elektronische Steuervorrichtungen zu ermöglichen. Außerdem muss der Fahrerkomfort durch die Übertragung des verstärkten Lenkmoments und die Verbesserung der Haltbarkeit des Kraftübertragungsteils erhöht werden.
ABRISS
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung können eine elektrische Servolenkvorrichtung vorsehen, die das Fahrzeug unabhängig vom Lenkwillen des Fahrers steuert, selbst im Falle eines Lastkraftwagens oder eines Busses, der im Vergleich zu einem Personenkraftwagen eine relativ große Lenkkraft erfordert. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung können eine elektrische Servolenkvorrichtung vorsehen, die den Komfort des Fahrers erhöhen kann, indem sie die Nutzung zusätzlicher Funktionen wie automatisches Einparken, Spurhaltung, Fahrunterstützung je nach Fahrbahnzustand und autonome Fahrsteuerung ermöglicht.
Darüber hinaus ist der Zweck der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung nicht darauf beschränkt, und andere, nicht erwähnte Ziele werden von den Fachleuten aus der folgenden Beschreibung klar verstanden werden.
Eine elektrische Servolenkvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann eine Eingangswelle, die mit einer Lenkwelle verbunden ist, eine erste Ausgangswelle, die mit der Eingangswelle gekoppelt ist, ein erstes Zahnrad, das an einem Ende der ersten Ausgangswelle vorgesehen ist, ein zweites Zahnrad, das mit dem ersten Zahnrad in Eingriff steht, eine zweite Ausgangswelle, die mit dem zweiten Zahnrad an einem Ende versehen ist und eine äußere Schraubennut aufweist, die auf einer äußeren Umfangsfläche in einer Position ausgebildet ist, die von dem zweiten Zahnrad in einer axialen Richtung beabstandet ist, und die sich in Verbindung mit dem zweiten Zahnrad dreht, und ein Gleitelement mit einer der äußeren Schraubennut entsprechenden inneren Schraubennut, die auf seiner inneren Umfangsfläche ausgebildet ist, und das mit der zweiten Ausgangswelle über eine Kugel gekoppelt ist und in einer axialen Richtung gleitet, um ein Verbindungsteil zu betätigen, das mit Fahrzeugrädern verbunden ist, umfassen.
Nach Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, eine elektrische Servolenkvorrichtung vorzusehen, die das Fahrzeug unabhängig vom Lenkwillen des Fahrers steuert, selbst im Falle eines Lastkraftwagens oder eines Busses, der im Vergleich zu einem Pkw eine relativ große Lenkkraft erfordert. Gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, eine elektrische Servolenkvorrichtung vorzusehen, die den Komfort des Fahrers erhöhen kann, indem sie die Nutzung zusätzlicher Funktionen wie automatisches Einparken, Spurhaltung, Fahrunterstützung in Abhängigkeit von der Fahrbahnbeschaffenheit und autonome Fahrsteuerung ermöglicht.
Figurenliste
Die obigen und weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Zusammenschau mit den begleitenden Zeichnungen deutlich werden, worin:

1 eine Darstellung eines Aufbaus ist, die schematisch eine elektrische Servolenkvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung zeigt;
2 bis 4 schematische Darstellungen sind, die einiges der elektrischen Servolenkvorrichtungen gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung zeigen;
5 eine perspektivische Ansicht ist, die einen Teil der elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung zeigt;
6 und 7 perspektivische Explosionsansichten sind, die einen Teil der elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung zeigen;
8 eine perspektivische Ansicht ist, die einen Teil der elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung zeigt;
9 eine Querschnittsansicht ist, die einen Teil der elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung zeigt;
10 eine schematische Darstellung des Aufbaus ist, die eine elektrische Servolenkvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In der folgenden Beschreibung von Beispielen oder Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, in denen zur Veranschaulichung spezifische Beispiele oder Ausführungsbeispiele gezeigt werden, die umgesetzt werden können, und in denen dieselben Bezugsziffern und -zeichen verwendet werden können, um dieselben oder ähnliche Komponenten zu bezeichnen, selbst wenn sie in unterschiedlichen beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Ferner sind in der folgenden Beschreibung von Beispielen oder Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung detaillierte Beschreibungen hierin enthaltener bekannter Funktionen und Komponenten bei manchen Ausführungsbeispielen 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. Jeder dieser Begriffe wird nicht zum Definieren des Wesens, der Reihenfolge, der Sequenz oder der Anzahl von Elementen usw. verwendet, vielmehr werden sie lediglich zum Abgrenzen der entsprechenden Elemente gegenüber anderen Elementen verwendet.
Wenn gesagt wird, dass ein erstes Element mit einem zweiten Element „verbunden oder gekoppelt ist“, dieses „kontaktiert oder überlappt“ usw., ist dies so auszulegen, dass das erste Element mit dem zweiten Element nicht nur „direkt verbunden oder gekoppelt sein“ kann oder dieses „direkt kontaktieren oder überlappen“ kann, sondern auch ein drittes Element zwischen das erste und das zweite Element „dazwischengesetzt“ sein kann oder das erste und das zweite Element über ein viertes Element miteinander „verbunden oder gekoppelt sein“ oder einander „kontaktieren oder überlappen“ können. 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.
Wenn Abmessungen, relative Größen usw. genannt werden, ist außerdem zu beachten, dass numerische Werte für ein Element oder Merkmale oder entsprechende Informationen (z. B. Grad, Bereich usw.) eine Toleranz 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 Darstellung eines Aufbaus, die schematisch eine elektrische Servolenkvorrichtung gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung zeigt, 2 bis 4 sind schematische Darstellungen, die einiges der elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung zeigen, 5 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Teil der elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung zeigt, 6 und 7 sind perspektivische Explosionsansichten, die einen Teil dder elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung zeigen, 8 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Teil der elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung zeigt, 9 ist eine Querschnittsansicht, die einen Teil der elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung zeigt, 10 ist eine schematische Darstellung des Aufbaus, die eine elektrische Servolenkvorrichtung gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung zeigt.
Eine elektrische Servolenkvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann eine Eingangswelle 103a, die mit einer Lenkwelle 103 verbunden ist, eine erste Ausgangswelle 103b, die mit der Eingangswelle 103a gekoppelt ist, ein erstes Zahnrad 201, das an einem Ende der ersten Ausgangswelle 103b vorgesehen ist, ein zweites Zahnrad 203, das mit dem ersten Zahnrad 201 in Eingriff steht, eine zweite Ausgangswelle 210, die mit dem zweiten Zahnrad 203 an einem Ende versehen ist und eine äußere Schraubennut 211 aufweist, die auf einer äußeren Umfangsfläche an einer Position ausgebildet ist, die von dem zweiten Zahnrad 203 in einer axialen Richtung beabstandet ist, und sich in Verbindung mit dem zweiten Zahnrad 203 dreht, und ein Gleitelement 131 umfassen, das eine mit der äußeren Schraubennut 211 korrespondierende innere Schraubennut 133 aufweist, die auf einer inneren Umfangsfläche desselben ausgebildet ist, und das mit der zweiten Ausgangswelle 210 über eine Kugel gekoppelt ist und in einer axialen Richtung gleitet, um ein Verbindungselement 111 zu betätigen, das mit den Fahrzeugrädern 119L und 119R verbunden ist.
In der elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung ist ein Drehmomentwinkelsensor 107 an einer Lenkwelle 103 vorgesehen, die mit einem Lenkrad 101 verbunden ist. Wenn der Fahrer das Lenkrad 101 betätigt, sendet der Drehmomentwinkelsensor 107, der dies erfasst, elektrische Signale an eine elektronisches Steuervorrichtung 110. Die elektronische Steuervorrichtung 110 überträgt einen Betriebssignalwert an einen Motor 120.
Das elektronische Steuervorrichtung 110 steuert den Betriebsstromwert des Motors 120 auf der Grundlage der vom Drehmomentwinkelsensor 107 eingegebenen elektrischen Signalwerte und der von anderen am Fahrzeug angebrachten Sensoren empfangenen elektrischen Signalwerte.
In den Zeichnungen sind in Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung zur Vereinfachung der Erklärung ein Drehmomentwinkelsensor 107, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 102 und ein Motordrehwinkelsensor 106 kurz als Beispiel dargestellt. Es können jedoch verschiedene Radarvorrichtungen, Lidarvorrichtungen, Kamerabildsensoren usw. zur Übermittlung von Lenkinformationen an die elektronische Steuervorrichtung 110 vorgesehen werden, so dass auf eine detaillierte Beschreibung dieser verschiedenen Sensoren verzichtet wird.
Der Motor 120 kann zu mehreren Motoren ausgebildet sein und das Gleitelement 131 wird über das Untersetzungsgetriebe 130 betätigt, um die beiden Fahrzeugräder 119L und 119R über das damit verbundene Verbindungelement 111 zu lenken.
Die mit der Lenkwelle 103 verbundene Eingangswelle 103a ist mit der ersten Ausgangswelle 103b gekoppelt und das erste Zahnrad 201 ist an einem Ende der ersten Ausgangswelle 103b vorgesehen.
Hierbei wird die Lenkwelle 103 selbst zur Eingangswelle 103a, wenn die Lenkwelle 103 entsprechend der Gestaltung des Motorraums des Fahrzeugs integral vorgesehen ist. Auch wenn die Lenkwelle 103 durch ein Kardangelenk oder ähnliches umgelenkt wird und zwei oder mehr vorgesehen sind, kann die Lenkwelle 103 mit der Eingangswelle 103a verbunden werden.
Ein zweites Zahnrad 203, das mit dem ersten Zahnrad 201 kämmt, ist an einem Ende der zweiten Ausgangswelle 210 vorgesehen, die mit der ersten Ausgangswelle 103b gekoppelt ist. Eine äußere Schraubennut 211 ist an einer äußeren Umfangsfläche an der in axialer Richtung vom zweiten Zahnrad 203 beabstandeten Position ausgebildet und wird in Verbindung mit dem zweiten Zahnrad 203 gedreht, wenn sich die Lenkwelle 103 dreht.
Das mit der zweiten Ausgangswelle 210 gekoppelte Gleitelement 131 hat eine innere Schraubennut 133, die der äußeren Schraubennut 211 auf der inneren Umfangsfläche entspricht. Daher ist das Gleitelement 131 über eine Kugel mit der zweiten Ausgangswelle 210 gekoppelt und gleitet in axialer Richtung, und die Lenkung erfolgt durch Betätigung des mit dem Rad verbundenen Verbindungselements 111.
Dabei können die erste Ausgangswelle 103b und die zweite Ausgangswelle 210 vertikal angeordnet sein, und das erste Zahnrad 201 und das zweite Zahnrad 203 können als Kegelräder ausgebildet sein.
Die zweite Ausgangswelle 210 ist mit einem Untersetzungsgetriebe 130 ausgestattet, das die Drehkraft des Motors 120 überträgt. Das Untersetzungsgetriebe 130 kann eine Schneckenwelle 207 umfassen, die mit einer Welle des Motors 120 gekoppelt ist, sowie ein Schneckenrad 205, das zwischen dem zweiten Zahnrad 203 der zweiten Ausgangswelle 210 und der äu-ßeren Schraubennut 211 gekoppelt ist und mit der Schneckenwelle 207 in Eingriff steht.
Das mit der zweiten Ausgangswelle 210 gekoppelte Schneckenrad 205 nimmt zusätzlich zu der über die Eingangswelle 103a übertragenen Lenkkraft eine Lenkkraft vom Motor auf, und wie in 2 dargestellt, ist eine Schneckenwelle 207 mit einer Seite des Schneckenrads 205 gekoppelt, um die Antriebskraft des Motors 120 zu übertragen. Wie in 3 dargestellt, sind ein erster Motor 120a und ein zweiter Motor 120b vorgesehen, und eine erste Schneckenwelle 207a und eine zweite Schneckenwelle 207b können mit beiden Seiten des Schneckenrads 205 gekoppelt werden.
Die erste Schneckenwelle 207a ist mit der Welle des ersten Motors 120a gekoppelt, und die zweite Schneckenwelle 207b ist mit der Welle des zweiten Motors 120b gekoppelt. Das Schneckenrad 205 ist zwischen das zweite Zahnrad 203 der zweiten Ausgangswelle 210 und die äußere Schraubennut 211 gekoppelt, und eine erste Schneckenwelle 207a und eine zweite Schneckenwelle 207b sind mit der einen Seite und der anderen Seite einander gegenüberliegend in radialer Richtung auf der äußeren Umfangsfläche des Schneckenrades 205 in Eingriff.
Das heißt, der Motor 120 kann aus einem ersten Motor 120a und einem zweiten Motor 120b bestehen, um zu verhindern, dass der Motor 120 beim Auftreten eines Fehlers lenkunfähig wird.
Außerdem kann die elektronische Steuervorrichtung 110 in einigen Fällen, wenn einer der beiden Motoren 120a und 120b ausfällt oder eine größere Lenkkraft erforderlich ist, eine höhere Leistung an den anderen Motor abgeben.
Das heißt, die elektronische Steuervorrichtung 110 vergleicht das vom Motordrehwinkelsensor 106 erfasste Signal, der sowohl im ersten Motor 120a als auch im zweiten Motor 120b vorgesehen ist, um den Betriebszustand mit den voreingestellten Daten zu erfassen und wenn festgestellt wird, dass einer der Motoren nicht betriebsfähig ist oder einen Fehler aufweist, kann die elektronische Steuervorrichtung 110 die Leistung des anderen Motors entsprechend erhöhen oder verringern.
Darüber hinaus kann, wie in 4 gezeigt, die Antriebskraft des Motors 120 über das Untersetzungsgetriebe 130 mit einer Mehrzahl von Riemenscheiben und Riemen auf die zweite Ausgangswelle 210 übertragen werden.
In diesem Fall umfasst das Untersetzungsgetriebe 130 eine Eingangsriemenscheibe 204a, die mit einer Welle des Motors 120 gekoppelt ist, eine erste Riemenscheibe 204b, die mit der Eingangsriemenscheibe 204a und einem ersten Riemen 260a verbunden ist, eine zweite Riemenscheibe 204c, die koaxial mit der ersten Riemenscheibe 204b gekoppelt ist, und eine Ausgangs- bzw. Abtriebsriemenscheibe 204d, die zwischen das zweite Zahnrad 203 und die äußere Schraubennut 211 gekoppelt und mit der zweiten Riemenscheibe 204c und einem zweiten Riemen 206b verbunden ist.
Das heißt, die Ausgangsriemenscheibe 204d ist an der Position gekoppelt, an der das Schneckenrad 205 gekoppelt ist, und die Antriebskraft des Motors 120 kann über die Eingangsriemenscheibe 204a, den ersten Riemen 206a, die erste Riemenscheibe 204b, die zweite Riemenscheibe 204c und den zweiten Riemen 206b, der mit der Motorwelle gekoppelt ist, auf die Ausgangsriemenscheibe 204d übertragen werden.
Das heißt, die Antriebskraft des Motors 120 kann über das Schneckenrad 205 und die Schneckenwelle 207, Riemenscheiben und Riemen und dergleichen auf die zweite Ausgangswelle 210 übertragen werden. Nachfolgend wird ein Fall beschrieben, in dem ein Motor vorgesehen ist und die Schneckenwelle 207 mit dem Schneckenrad 205 gekoppelt ist.
Die Schneckenwelle 207 und das Schneckenrad 205 sind in ein Getriebegehäuse 220 eingebettet, und das erste Lagerelement 202 zur Unterstützung der Drehung der zweiten Ausgangswelle 210 ist zwischen einer inneren Umfangsfläche des Getriebegehäuses 220 und der äußeren Umfangsfläche eines Endes der zweiten Ausgangswelle 210 gekoppelt.
Dann ist ein gleitendes Lagerelement 215 zwischen einer inneren Umfangsfläche des Gleitelements 131 und einer äußeren Umfangsfläche eines Endes der zweiten Ausgangswelle 210 gekoppelt, um die Drehung der zweiten Ausgangswelle 210 zu unterstützen.
Dementsprechend sind der Motor 120, die Schneckenwelle 207 und das Schneckenrad 205, die die Antriebskraft des Motors 120 übertragen, sicher vor äußeren Einflüssen geschützt und die Antriebskraft des Motors 120 wird präzise auf die zweite Ausgangswelle 210 übertragen.
Ein zylindrisches Gleitgehäuse 250 zur Unterstützung des Gleitens des Gleitelements 131 ist an einem Außenumfang des Gleitelements 131 vorgesehen, und ein Koppelflansch 250a ist an einem Ende des Gleitgehäuses 250 vorgesehen, derart, dass der Koppelflansch 250a durch ein Befestigungselement mit dem Getriebegehäuse 220 verbunden ist.
Dadurch hängt das Gleitgehäuse 250 nicht durch und ist fest fixiert, wobei die Koaxialität mit dem Gleitelement 131 und der zweiten Ausgangswelle 210 erhalten bleibt.
Eine in axialer Richtung ausgebildete Führungsnut 135 ist an einer äu-ßeren Umfangsfläche des Gleitelements 131 vorgesehen, und das Gleitgehäuse 250 ist mit einem Verdrehsicherungsteil 260 versehen, das in die Führungsnut 135 eingesetzt ist, um eine Drehung des Gleitelements 131 zu verhindern.
Wenn sich die zweite Ausgangswelle 210 dreht, dreht sich das Gleitelement 131 nicht, sondern gleitet in axialer Richtung.
Das Verdrehsicherungsteil 260 kann aus einer inneren Umfangsfläche des Gleitgehäuses 250 radial herausragen, so dass es als ein Teil mit dem Gleitgehäuse 250 ausgebildet und in axialer Richtung langgestreckt ist.
Darüber hinaus kann, wie in den 6 und 7 dargestellt, das Verdrehsicherungsteil 260 separat ausgebildet und mit dem Gleitgehäuse 250 verbunden sein. In diesem Fall ist in dem Gleitgehäuse 250 eine in axialer Richtung verlaufende Befestigungsnut 251 ausgebildet, und das Verdrehsicherungsteil 260 kann zur Befestigung in die Befestigungsnut 251 und die Führungsnut 135 eingesetzt werden.
Wenn das Verdrehsicherungsteil 260 separat geformt und auf diese Weise gekoppelt ist, wie in 9 gezeigt, ist ein Ende des Verdrehsicherungsteils 260 mit einem gebogenen Abschnitt 261 versehen, der mit dem Koppelflansch 250a des Gleitgehäuses 250 gekoppelt ist, um an dem Gleitgehäuse 250 befestigt zu werden.
Wenn das Gleitelement 131 in axialer Richtung gleitet, ist es möglich zu verhindern, dass das Verdrehsicherungsteil 260 in der Befestigungsnut 251 und der Führungsnut 135 rutscht.
Die Eingangswelle 103a und die erste Ausgangswelle 103b sind hohl und der Torsionsstab 103c ist mit dem Innenraum gekoppelt. Der Drehmomentwinkelsensor 107 ist mit dem Außenumfang der Eingangswelle 103a gekoppelt, um die Lenkdrehrichtung und das Drehmoment zu messen und an die elektronische Steuervorrichtung 110 zu übertragen.
Ein Sensorgehäuse 230, das das erste Zahnrad 201, das zweite Zahnrad 203, die erste Ausgangswelle 103b und den Drehmomentwinkelsensor 107 umgibt, ist mit einer Seite des Getriebegehäuses 220 gekoppelt und befestigt.
Ein zweites Lagerelement 208b ist zwischen einer inneren Umfangsfläche des Sensorgehäuses 230 und einer äußeren Umfangsfläche der ersten Ausgangswelle 103b gekoppelt, um die Drehung der ersten Ausgangswelle 103b zu unterstützen.
Eine Sensorabdeckung 240, die die Eingangswelle 103a und den Drehwinkelsensor 107 umgibt, ist mit einer Seite des Sensorgehäuses 230 verbunden und befestigt.
Das dritte Lagerelement 208a ist zwischen einer inneren Umfangsfläche der Sensorabdeckung 240 und einer äußeren Umfangsfläche der Eingangswelle 103a gekoppelt, um die Drehung der Eingangswelle 103a zu unterstützen.
Dementsprechend werden die Eingangswelle 103a und die erste Ausgangswelle 103b ohne Verdrehung um dieselbe Achse gedreht, und das erste Zahnrad 201 und das zweite Zahnrad 203 werden in der richtigen Position gekoppelt.
Bei der elektrischen Servolenkvorrichtung gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen kann das Gleitelement 131 an beide Seiten der zweiten Ausgangswelle 210 gekoppelt sein, je nachdem, wie der Motorraum des Fahrzeugs gestaltet ist.
Das heißt, wie in 10 gezeigt, dass ein Ende der zweiten Ausgangswelle 210 in Richtung des vorderen Endes des zweiten Zahnrads 203 verlängert ist, um einen Verlängerungsabschnitt 210a zu bilden, und ein weiteres Gleitelement 131a mit dem Verlängerungsabschnitt 210a gekoppelt sein kann.
In diesem Fall sind das Gleitelement 131 auf der einen Seite und das Gleitelement 131a auf der anderen Seite zwischen den Verbindungselementen 111 angeordnet, und wenn die zweite Ausgangswelle 210 gedreht wird, bewegen sich das Gleitelement 131 auf der einen Seite und das Gleitelement 131a auf der anderen Seite in dieselbe Richtung, während die Verbindungselemente 111 zum Lenken betätigt werden.
Nach Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, eine elektrische Servolenkvorrichtung vorzusehen, die das Fahrzeug unabhängig vom Lenkwillen des Fahrers steuert, selbst im Falle eines Lastkraftwagens oder eines Busses, der im Vergleich zu einem Pkw eine relativ große Lenkkraft erfordert. Außerdem ist es möglich, eine elektrische Servolenkvorrichtung vorzusehen, die den Komfort des Fahrers erhöhen kann, indem sie zusätzliche Funktionen wie automatisches Einparken, Spurhaltung, Fahrunterstützung je nach Fahrbahnbeschaffenheit und autonome Fahrsteuerung ermöglicht.
Die obige Beschreibung wurde dargelegt, um einen Fachmann zu befähigen, den technischen Gedanken der vorliegenden Offenbarung umzusetzen und zu nutzen, und wurde im Zusammenhang mit einer bestimmten Anwendung und ihren Anforderungen vorgesehen. Verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen und Substitutionen zu den beschriebenen Ausführungsbeispielen werden für den Fachmann ohne Weiteres ersichtlich sein, und die hierin definierten allgemeinen Prinzipien können auf andere Ausführungsbeispiele und Anwendungen angewandt werden, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die obige Beschreibung und die begleitenden Zeichnungen liefern nur für Veranschaulichungszwecke ein Beispiel für den technischen Gedanken der vorliegenden Offenbarung. Das heißt, die offenbarten Ausführungsbeispiele sollen den Umfang des technischen Gedankens der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen. Somit ist der Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele 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.

Claims

Elektrische Servolenkvorrichtung, umfassend: eine Eingangswelle (103a), die mit einer Lenkwelle verbunden ist; eine erste Ausgangswelle (103b), die mit der Eingangswelle (103a) gekoppelt ist; ein erstes Zahnrad (201), das an einem Ende der ersten Ausgangswelle (103b) vorgesehen ist; ein zweites Zahnrad (203), das mit dem ersten Zahnrad (201) kämmt; eine zweite Ausgangswelle (210), die an einem Ende mit dem zweiten Zahnrad (203) versehen ist und eine äußere Schraubennut (211) aufweist, die an einer äußeren Umfangsfläche in einer von dem zweiten Zahnrad (203) in axialer Richtung beabstandeten Position ausgebildet ist und sich in Verbindung mit dem zweiten Zahnrad (203) dreht; und ein Gleitelement (131) mit einer der äußeren Schraubennut (211) entsprechenden inneren Schraubennut (133), die auf einer inneren Umfangsfläche desselben ausgebildet ist, wobei das Gleitelement über eine Kugel mit der zweiten Ausgangswelle (210) gekoppelt ist und in einer axialen Richtung gleitet, um ein mit Fahrzeugrädern (119L, 119R) verbundenes Verbindungsteil (111) zu betätigen.
Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Zahnrad (201) und das zweite Zahnrad (203) als Kegelrräder ausgebildet sind.
Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite Ausgangswelle (210) mit einem Untersetzungsgetriebe (130) zur Übertragung der Drehkraft eines Motors versehen ist, wobei das Untersetzungsgetriebe (130) umfasst: eine Schneckenwelle (207), die mit einer Welle des Motors (120) gekoppelt ist; und ein Schneckenrad (205), das zwischen dem zweiten Zahnrad (203) und der äußeren Schraubennut (211) gekoppelt ist und mit der Schneckenwelle (207) in Eingriff steht.
Elektrische Servolenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei die zweite Ausgangswelle (210) mit einem Untersetzungsgetriebe (130) zur Übertragung der Drehkraft eines ersten Motors (120a) und eines zweiten Motors (120b) versehen ist, wobei das Untersetzungsgetriebe (130) umfasst: eine erste Schneckenwelle (207a), die mit einer Welle des ersten Motors (120a) gekoppelt ist; eine zweite Schneckenwelle (207b), die mit einer Welle des zweiten Motors (120b) gekoppelt ist; und ein Schneckenrad (205), das zwischen das zweite Zahnrad (203) und die äußere Schraubennut (211) gekoppelt ist, wobei die erste Schneckenwelle (207a) und die zweite Schneckenwelle (207b) auf einer Seite und einer anderen Seite einer äußeren Umfangsfläche ineinandergreifen.
Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite Ausgangswelle (210) mit einem Untersetzungsgetriebe (130) zur Übertragung der Drehkraft eines Motors versehen ist, wobei das Untersetzungsgetriebe (130) umfasst: eine Eingangsriemenscheibe (204a), die mit einer Welle des Motors (120) gekoppelt ist; eine erste Riemenscheibe (204b), die mit der Eingangsriemenscheibe (204a) und einem ersten Riemen (260a) verbunden ist; eine zweite Riemenscheibe (204c), die koaxial mit der ersten Riemenscheibe (204b) gekoppelt ist; und eine Ausgangsriemenscheibe (204d), die zwischen dem zweiten Zahnrad (203) und der äußeren Schraubennut (211) gekoppelt und mit der zweiten Riemenscheibe (204c) und einem zweiten Riemen (206b) verbunden ist.
Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 3, wobei ein Getriebegehäuse (220) vorgesehen ist, in das die Schneckenwelle (207) und das Schneckenrad (205) eingebettet sind, und ein erstes Lagerelement (202) zwischen einer inneren Umfangsfläche des Getriebegehäuses (220) und einer äußeren Umfangsfläche eines Endes der zweiten Ausgangswelle (210) gekoppelt ist.
Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 6, wobei ein gleitendes Stützelement (215) zwischen einer inneren Umfangsfläche des gleitenden Elements (131) und einer äußeren Umfangsfläche eines Endes der zweiten Abtriebswelle (210) gekoppelt ist.
Elektrische Servolenkung nach Anspruch 6, wobei ein zylindrisches Gleitgehäuse (250) zur Unterstützung des Gleitens des Gleitelements (131) an einer äußeren Umfangsseite des Gleitelements (131) vorgesehen ist.
Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 8, wobei an einer Seite des Gleitgehäuses (250) ein Koppelflansch (250a) vorgesehen ist, der durch ein Befestigungselement mit dem Getriebegehäuse (220) verbunden ist.
Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei eine in einer axialen Richtung ausgebildete Führungsnut (135) an einer äu-ßeren Umfangsfläche des Gleitelements (131) vorgesehen ist und ein Verdrehsicherungsteil (260), das zur Verhinderung der Drehung des Gleitelements (131) in die Führungsnut (135) eingesetzt ist, in dem Gleitgehäuse (250) vorgesehen ist.
Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Verdrehsicherungsteil (260) in einer radialen Richtung von einer inneren Umfangsfläche des Gleitgehäuses (250) herausragt und in einer axialen Richtung ausgebildet ist.
Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei eine in axialer Richtung ausgebildete Befestigungsnut (251) in dem Gleitgehäuse (250) ausgebildet ist und das Verdrehsicherungsteil (260) in die Befestigungsnut (251) und die Führungsnut (135) eingesetzt ist.
Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 12, wobei ein Ende des Verdrehsicherungsteils (260) mit einem gebogenen Abschnitt (261) versehen ist, der mit dem Koppelflansch (250a) des Gleitgehäuses (250) gekoppelt ist, und der gebogene Abschnitt (261) an dem Gleitgehäuse (250) befestigt ist.
Elektrische Servolenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei ein Drehmomentwinkelsensor (107) mit einer äußeren Umfangsseite der Eingangswelle (103a) gekoppelt ist.
Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 14, wobei ein Sensorgehäuse (230), das das erste Zahnrad (201), das zweite Zahnrad (203), die erste Ausgangswelle (103b) und den Drehmomentwinkelsensor (107) umgibt, mit einer Seite des Getriebegehäuses (220) verbunden ist.
Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, wobei ein zweites Lagerelement (208b) zwischen einer inneren Umfangsfläche des Sensorgehäuses (230) und einer äußeren Umfangsfläche der ersten Ausgangswelle (103b) gekoppelt ist.
Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, wobei eine Sensorabdeckung (240), die die Eingangswelle (103a) und den Drehmomentwinkelsensor (107) umgibt, mit einer Seite des Sensorgehäuses (230) verbunden ist.
Elektrische Servolenkvorrichtung nach Anspruch 17, wobei ein drittes Lagerelement (208a) zwischen einer inneren Umfangsfläche der Sensorabdeckung (240) und einer äußeren Umfangsfläche der Eingangswelle (103a) gekoppelt ist.