DE112020001235T5

DE112020001235T5 - Steer-by-wire lenksystem

Info

Publication number: DE112020001235T5
Application number: DE112020001235.2T
Authority: DE
Inventors: Suk Hee Lee
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2019-03-14
Filing date: 2020-02-17
Publication date: 2021-12-16
Also published as: CN113573969A; KR102167450B1; CN113573969B; WO2020184858A1; KR20200109828A; US20220153337A1

Abstract

Gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen wird das durch Reibung verursachte Drehmoment bei der Drehung einer Lenkwelle aufgebracht, um die Betätigung eines Lenkrads durch einen Fahrer zu beschweren, und die Drehung der Lenkwelle wird in bestimmten Situationen, in denen sich die Räder nicht mehr drehen können, z. B. wenn die Räder an einem Bordstein hängen bleiben, eingeschränkt, wodurch die Lenkbarkeit und die Lenkstabilität des Fahrers verbessert werden können.

Description

Gebiet der Technik
Die vorliegenden Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine Steer-by-Wire Lenkvorrichtung und insbesondere auf eine Steer-by-Wire Lenkvorrichtung, die das Gefühl von Gewicht bzw. Schwere bei der Betätigung des Lenkrads durch den Fahrer vermitteln kann, indem ein Reibungsmoment aufgebracht wird, wenn sich die Lenkwelle dreht, und die die Drehung der Lenkwelle in einer Situation einschränken kann, in der ein Rad nicht mehr gedreht wird, z. B. wenn es an einem Bordstein hängen bleibt, um dadurch das Lenkgefühl und die Stabilität des Fahrers zu verbessern.
Stand der Technik
Eine Steer-by-Wire Lenkvorrichtung ist eine Art von elektromotorischer Lenkvorrichtung, die das Fahrzeug unter Verwendung elektrischer Leistung ohne jegliche mechanische Verbindung zwischen dem Lenkrad und der Vorderrad-Lenkvorrichtung, wie einer Lenksäule oder eines Universalgelenks, lenkt.
Anders ausgedrückt wird die Verstellung des Lenkrads durch den Fahrer in ein elektrisches Signal umgewandelt, und die elektronische Steuervorrichtung empfängt das elektrische Signal und bestimmt demgemäß die Ausgabe des Motors. Wegen des Fehlens einer mechanischen Verbindung verringert das Steer-by-Wire System eine Verletzung des Fahrers durch ein mechanisches Teil, wenn es zu einer Kollision kommt. Ferner kann das Steer-by-Wire System aufgrund der Einsparung von Teilen, z.B. hydraulischen Teilen und mechanischen Verbindungen, zu Fahrzeugen mit geringem Gewicht und zu einer erheblichen Verringerung der Mannstunden für die Montage führen, wodurch ein unnötiger Energieverbrauch beim Lenken eingespart wird und somit die Kraftstoffeffizienz erhöht wird. Ferner ist es möglich, durch eine ECU-Programmierung ein ideales Lenkverhalten zu erreichen.
Da es keine mechanische Verbindung zwischen der Lenkwelle und den Rädern gibt, sind herkömmliche Steer-by-Wire Lenkvorrichtungen nicht in der Lage, dem Fahrer das Gefühl des Gewichts bzw. der Schwere zu vermitteln, das bzw. die durch die Reibung der Räder auf der Straße oder durch ein Festsitzen entsteht, was zu einem schlechten Lenkgefühl führt und dazu, dass sich das Lenkrad noch drehen lässt, obwohl sich ein Rad nicht weiterdrehen kann, weil es z. B. an einem Bordstein feststeckt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Technisches Problem
Die vorliegenden Ausführungsbeispiele wurden vor diesem Hintergrund entwickelt, um dem Fahrer bei der Betätigung des Lenkrads das Gefühl von Gewicht bzw. Schwere zu vermitteln, indem ein Reibungsmoment aufgebracht wird, wenn sich die Lenkwelle dreht, und um die Drehung der Lenkwelle in einer Situation einzuschränken, in der ein Rad nicht mehr gedreht wird, z. B. wenn es an einem Bordstein hängen bleibt, um dadurch das Lenkgefühl und die Stabilität des Fahrers zu verbessern.
Die Ziele der vorliegenden Ausführungsbeispiele sind nicht auf das Vorstehende beschränkt, und andere Ziele werden für einen Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich sein.
Technische Lösung
Gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen kann eine Steer-by-Wire Lenkvorrichtung vorgesehen werden, die ein erstes Zahnrad, das mit einer Verzahnung in Eingriff ist, die an einer Außenumfangsfläche einer Lenkwelle vorgesehen ist, ein zweites Zahnrad mit einer Innenumfangsfläche, die mit dem ersten Zahnrad in Eingriff steht, eine Scheibe, die koaxial mit der Lenkwelle vorgesehen ist und in Verbindung mit dem ersten Zahnrad gedreht wird, und eine Drehbegrenzungsbaugruppe umfasst, die einen feststehenden Rahmen, der mit einem Paar von Stützteilen versehen ist, die in einer Breitenrichtung desselben voneinander beabstandet sind, einen Antriebsrahmen, der einer ersten Seite der Scheibe zugewandt ist und vorgesehen ist, zwischen den Stützteilen axial verschiebbar zu sein, und eine Stellvorrichtung, die den Antriebsrahmen verschiebt, enthält.
Vorteilhafte Wirkungen
Gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen ist es möglich, das Gefühl von Gewicht bei der Betätigung des Lenkrads durch den Fahrer zu vermitteln, indem ein Reibungsmoment aufgebracht wird, wenn sich die Lenkwelle dreht, und die Drehung der Lenkwelle in einer Situation zu begrenzen, in der ein Rad nicht mehr gedreht wird, z. B. wenn es an einem Bordstein hängen bleibt, um so das Lenkgefühl und die Stabilität des Fahrers zu verbessern.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Steer-by-Wire Lenkvorrichtung gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen;
2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen zusammengebauten Zustand nach 1 zeigt;
3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Abschnitt von 1 darstellt;
4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen zusammengebauten Zustand nach 3 zeigt; und
5 und 6 sind Querschnittsansichten von 2.

Bester Modus zur Umsetzung der Erfindung
In der folgenden Beschreibung von Beispielen oder Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung wird Bezug auf die begleitenden Zeichnungen genommen, in denen zur Veranschaulichung bestimmte Beispiele oder Ausführungsbeispiele, die implementiert werden können, 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 Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung detaillierte Beschreibungen hierin enthaltener bekannter Funktionen und Komponenten weggelassen, wenn befunden wird, dass die Beschreibung den Gegenstand bei manchen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung möglicherweise eher verunklart.
Ausdrücke wie „erste“, „zweite“, „A“, „B“, 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.
1 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Steer-by-Wire Lenkvorrichtung gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen zusammengebauten Zustand nach 1 zeigt. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Abschnitt von 1 darstellt. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen zusammengebauten Zustand nach 3 zeigt. 5 und 6 sind Querschnittsansichten von 2.
Gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen umfasst eine Steer-by-Wire Lenkvorrichtung 100 ein erstes Zahnrad 102, das mit einer Verzahnung 101a in Eingriff ist, die an einer Außenumfangsfläche einer Lenkwelle 101 vorgesehen ist, ein zweites Zahnrad 103 mit einer Innenumfangsfläche, die mit dem ersten Zahnrad 102 in Eingriff ist, eine Scheibe 105, die koaxial mit der Lenkwelle 101 vorgesehen ist und in Verbindung mit dem ersten Zahnrad 102 gedreht wird, und eine Drehbegrenzungsbaugruppe 106, die einen festen Rahmen 120 umfasst, der mit einem Paar von Stützteilen 121 versehen ist, die in einer Breitenrichtung desselben voneinander beabstandet sind, einen Antriebsrahmen 130, der einer ersten Seite der Scheibe 105 zugewandt ist und vorgesehen ist, zwischen den Stützteilen 121 axial verschiebbar zu sein, und ein Stellvorrichtung 150, die den Antriebsrahmen 130 verschiebt.
Die Lenkwelle 101 ist mit einem Lenkrad verbunden und wird durch die Betätigung des Lenkrads durch den Fahrer gedreht. Die Lenkwelle 101 ist z. B. mit einem Drehmomentsensor und einem Drehwinkelsensor ausgestattet, so dass die Betätigung des Lenkrads durch den Fahrer in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, um die Räder zu drehen.
Obwohl in den Zeichnungen nicht dargestellt, ist die Lenkwelle 101 mit einem Reaktionskraftmotor und einem Anschlag versehen. Der Reaktionskraftmotor wird von einer elektronischen Steuereinheit gesteuert, um ein Drehmoment auf die Lenkwelle 101 in der Richtung auszuüben, die der Drehrichtung der Lenkwelle 101 entgegengesetzt ist, und der Anschlag schränkt die Drehung des Lenkrads und der Lenkwelle 101 ein, wenn die Drehung des Lenkrads das Maximum erreicht.
Der Anschlag kann beispielsweise ein Paar Platten umfassen, die an dem Fahrzeugkörper befestigt und axial voneinander beabstandet sind, sowie eine Mutter, die zwischen dem Plattenpaar vorgesehen ist und durch die Drehung der Lenkwelle axial verschoben wird, so dass die Mutter auf den Platten aufliegt, um die Drehung zu begrenzen. So kann die Drehung der Lenkwelle 101 nur dann eingeschränkt werden, wenn die Drehung des Lenkrads das Maximum erreicht. Daher ist es in einem Fall nicht möglich, in dem sich das Rad nicht drehen lässt, selbst wenn das Lenkrad nicht bis zum Maximum gedreht wurde, z. B. wenn das Rad an einem Bordstein hängen bleibt, die Drehung des Lenkrads einzuschränken. Gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen umfasst die Steer-by-Wire Lenkvorrichtung 100 die Drehbegrenzungsbaugruppe 106 und ist somit in der Lage, die Drehung der Lenkwelle 101 in jeder Situation zu begrenzen.
Wie in den 1 und 2 dargestellt, ist die Verzahnung 101a an der äußeren Umfangsfläche der Lenkwelle 101 ausgebildet. Das erste Zahnrad 102 ist mit der Verzahnung 101a verbunden und stützt sich auf der Lenkwelle 101 ab. Das zweite Zahnrad 103, an dessen innerer Umfangsfläche eine Verzahnung ausgebildet ist, steht mit dem ersten Zahnrad 102 im Eingriff.
Umfänglich kann eine Mehrzahl von ersten Zahnrädern 102 vorgesehen sein, die voneinander beabstandet sind. Die Zeichnungen zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei dem drei erste Zahnräder 102 vorgesehen sind.
Das erste Zahnrad 102 ist mit der inneren Umfangsfläche des zweiten Zahnrads 103 verbunden. Mit anderen Worten ist das erste Zahnrad 102 zwischen der äußeren Umfangsfläche der Lenkwelle 101 und der inneren Umfangsfläche des zweiten Zahnrads 103 angeordnet.
Das zweite Zahnrad 103 ist fest mit dem Fahrzeugkörper verbunden. Wenn sich die Lenkwelle 101 dreht, wird daher das zweite Zahnrad 103 nicht gedreht, sondern das erste Zahnrad 102 wird um die Mittelachse des ersten Zahnrads 102 und die Mittelachse der Lenkwelle 101 gedreht.
Obwohl die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel zeigen, bei dem das zweite Zahnrad 103 der Einfachheit halber ringförmig ausgebildet ist, sind die vorliegenden Ausführungsbeispiele nicht notwendigerweise darauf beschränkt, und das zweite Zahnrad 103 kann einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet sein, wobei eine Verzahnung an der inneren Umfangsfläche des Gehäuses ausgebildet ist.
Die Scheibe 105 ist koaxial zur Lenkwelle 101 angeordnet und wird in Verbindung mit dem ersten Zahnrad 102 gedreht. Mit anderen Worten wird die Scheibe 105 in Verbindung mit dem ersten Zahnrad 102 um die Mittelachse der Lenkwelle 101 gedreht.
Die Scheibe 105 hat ein erstes Loch 111, in das die Lenkwelle 101 eingeführt wird. Der Innendurchmesser der Scheibe 105 kann größer sein als der Außendurchmesser der Lenkwelle 101.
Da mit anderen Worten die Scheibe 105 in Verbindung mit dem ersten Zahnrad 102 gedreht wird, unterscheidet sich die Geschwindigkeit, mit der die Scheibe 105 gedreht wird, von der Geschwindigkeit, mit der sich die Lenkwelle 101 aufgrund des Übersetzungsverhältnis dreht. Daher muss der Innendurchmesser der Scheibe 105 größer sein als der Außendurchmesser der Lenkwelle 101, um Reibung zwischen der äußeren Umfangsfläche der Lenkwelle 101 und der inneren Umfangsfläche der Scheibe 105 zu verhindern, wenn sich die Lenkwelle 101 dreht.
Obwohl in den Zeichnungen nicht dargestellt, kann die Scheibe 105 über ein Lager mit der Lenkwelle 101 gekoppelt sein.
Ferner kann die Scheibe 105 mit einer Verbindungswelle 104 versehen sein, um sich zusammen mit dem ersten Zahnrad 102 zu drehen. Mit anderen Worten kann das erste Zahnrad 102 mit einer axial herausragenden Verbindungswelle 104 versehen sein und in der Scheibe 105 kann ein zweites Loch 112 ausgebildet sein, in das ein Ende der Verbindungswelle 104 eingeführt wird.
Wie in den Zeichnungen dargestellt, können mehrere zweite Löcher 112 um das erste Loch 111 herum ausgebildet sein, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind.
Die Verbindungswelle 104 kann als separates Produkt vom ersten Zahnrad 102 hergestellt und mit dem ersten Zahnrad 102 verbunden werden, z. B. durch Einpressen, wie in den Zeichnungen dargestellt. Alternativ kann die Verbindungswelle 104 auch in einem Stück mit dem ersten Zahnrad 102 hergestellt werden.
Die Scheibe 105 und die Verbindungswelle 104 können über ein Lager 113 gekoppelt sein. Wie in den Zeichnungen dargestellt, wird das Lager 113 in die zweite Bohrung 112 eingesetzt, und die Verbindungswelle 104 kann mit dem Innenring des Lagers 113 gekoppelt werden.
Da sich mit anderen Worten das erste Zahnrad 102 und die Verbindungswelle 104 nicht nur um die Mittelachse der Lenkwelle 101, sondern auch um die Mittelachse des ersten Zahnrads 102 drehen, kann das Lager 113 erforderlich sein, um Reibung zwischen dem Ende der Verbindungswelle 104 und der Scheibe 105 zu verhindern.
Obwohl in den Zeichnungen nicht dargestellt, kann die Verbindungswelle 104 einstückig mit der Scheibe 105 ausgebildet sein, und ihr gegenüberliegendes Ende kann über ein Lager mit dem ersten Zahnrad 102 verbunden sein.
Wie oben beschrieben, dreht sich die Scheibe 105 zusammen mit der Lenkwelle 101, wenn der Fahrer das Lenkrad betätigt. Wenn ein Rad an einem Bordstein hängen bleibt, kann die Drehbegrenzungsbaugruppe 106 eine Reibung gegen die Scheibe 105 erzeugen, um so die Drehung des Lenkrads in einem bestimmten Fall zu begrenzen.
Da außerdem die Scheibe 105 über das erste Zahnrad 102, das zweite Zahnrad 103 und die Verbindungswelle 104 mit der Lenkwelle 101 gekoppelt ist, kann eine Abnutzung oder Beschädigung der Verzahnung verhindert und die Stabilität erhöht werden,
Mit anderen Worten ist die Integration der Scheibe 105 in die Lenkwelle 101 schwer zu realisieren und erschwert den Zusammenbau mit anderen Komponenten. Daher muss die Scheibe 105 als ein von der Lenkwelle 101 getrenntes Produkt hergestellt werden. Obwohl die als separates Produkt hergestellte Scheibe 105 mit der Lenkwelle 101 z. B. über ein Zahnrad oder eine Keilnut gekoppelt ist, kann die Drehbegrenzungsbaugruppe 106 die Drehung des Lenkrads zwar einschränken, aber in einem solchen Fall kann das auf das Zahnrad oder die Keilnut wirkende Drehmoment zu groß sein, so dass die Verzahnung leicht verschlissen oder beschädigt wird.
Da die Scheibe 105 z. B. über das erste Zahnrad 102 mit der Lenkwelle 101 verbunden ist, kann das von der Drehbegrenzungsbaugruppe 106 auf die Scheibe 105 ausgeübte Reibungsmoment verteilt werden, so dass eine verbesserte Stabilität erreicht werden kann.
Wie aus den 3 bis 6 hervorgeht, umfasst die Drehbegrenzungsbaugruppe 106 einen festen Rahmen 120, einen Antriebsrahmen 130 und eine Stellvorrichtung 150. Der feste Rahmen 120 hat ein Paar von Stützteilen 121, die in der Breitenrichtung voneinander beabstandet sind. Der Antriebsrahmen 130 ist einer ersten Seite der Scheibe 105 zugewandt und so gekoppelt, dass er zwischen den Stützteilen 121 axial verschiebbar ist. Der Antriebsrahmen 130 wird durch die Stellvorrichtung 150 axial verschoben, um sich auf der Scheibe 105 abzustützen oder von ihr beabstandet zu sein.
Der feste Rahmen 120 ist an dem Fahrzeugkörper befestigt. Obwohl in den Zeichnungen nicht dargestellt, kann der feste Rahmen 120 z. B. durch eine Halterung mit dem Fahrzeugkörper verbunden sein.
Die Stellvorrichtung 150 wird von einer elektronischen Steuereinheit im Fahrzeug gesteuert. Wenn eine Drehung nicht mehr möglich ist, weil z. B. ein Rad an einem Bordstein hängen bleibt, steuert die elektronische Steuereinheit die Stellvorrichtung 150 derart an, dass sich der Antriebsrahmen 130 auf der Scheibe 105 abstützt und eine Reibung erzeugt, die die Drehung des Lenkrads begrenzt.
Wie in den Zeichnungen dargestellt, kann der Antriebsrahmen 130 einen Reibbelag 120a umfassen, der auf der Scheibe 105 gelagert ist. Wie unten beschrieben, kann ein Ansatz 123 im festen Rahmen 120 auch einen Reibbelag 130a aufweisen.
Der feste Rahmen 120 kann mit einem Ansatz 123 versehen sein, der einer zweiten Seite der Scheibe 105 zugewandt ist. Da der Ansatz 123 vorgesehen ist, ist die Scheibe 105 so geformt, dass sie teilweise zwischen dem festen Rahmen 120 und dem Antriebsrahmen 130 eingefügt werden kann.
Der Ansatz 123 kann vorgesehen werden, sich auf der Scheibe 105 abzustützen, und, wie oben beschrieben, kann der Reibbelag 130a auf der zweiten Seite der Scheibe 105 vorgesehen sein.
Mit anderen Worten ist im Gegensatz zum Antriebsrahmen 130, der durch die Stellvorrichtung 150 axial verschoben wird, der feste Rahmen 120 fest mit dem Fahrzeugkörper verbunden und stützt sich auf der zweiten Seite der Scheibe 105 ab, so dass es möglich ist, Reibung gegen die Scheibe 105 zu erzeugen, unabhängig davon, ob die Stellvorrichtung 150 arbeitet, und so dem Fahrer das Gefühl zu geben, dass er lenkt, wenn er das Lenkrad betätigt.
Wenn der Antriebsrahmen 130 auf der ersten Seite der Scheibe 105 durch die Stellvorrichtung 150 abgestützt wird, wird die zweite Seite der Scheibe 105 durch den Ansatz 123 abgestützt. Da die beiden gegenüberliegenden Seiten der Scheibe 105 abgestützt sind, kann die strukturelle Stabilität verbessert und die Reibungskraft erhöht werden.
Anschließend weisen die Stützteile 121 axial verlängerte Gleitschlitze 122 auf und der Antriebsrahmen 130 hat Gleitvorsprünge 131, die an zwei gegenüberliegenden Seiten in Breitenrichtung ausgebildet sind und in die Gleitschlitze 122 eingeführt sind. Das Gleiten des Antriebsrahmens 130 wird durch die Gleitschlitze 122 und die Gleitvorsprünge 131 geführt.
Die Gleitschlitze 122 können axial offen sein, so dass die Gleitvorsprünge 131 in die Gleitschlitze 122 eingeführt werden können, und der Antriebsrahmen 130 kann mit dem festen Rahmen 120 gekoppelt werden. Die Zeichnungen zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Gleitschlitze 122 auch in Breitenrichtung offen sind. Die vorliegenden Ausführungsbeispiele sind jedoch nicht notwendigerweise darauf beschränkt.
Außerdem kann der Drehbegrenzungsbaugruppe 106 ein Abdeckelement 140 umfassen, das axial mit den Stützteilen 121 verbunden ist. Mit anderen Worten wird das Abdeckelement 140, nachdem der Antriebsrahmen 130 mit dem festen Rahmen 120 gekoppelt ist, mit den Stützteilen 121 verbunden, wodurch verhindert wird, dass sich der Antriebsrahmen 130 vom festen Rahmen 120 löst.
Das Abdeckelement 140 kann Einschubvorsprünge 141 aufweisen, die in die Gleitschlitze 122 eingeführt sind, damit das Abdeckelement 140 mit den Stützteilen 121 gekoppelt werden kann. Alternativ kann das Abdeckelement 140 auch mit den Stützteilen 121 gekoppelt werden, z. B. durch Verschraubung.
Der Antriebsrahmen 130 kann mit einer axial Durchgangsbohrung 132 versehen sein, und die Stellvorrichtung 150 kann mit einer in die Durchgangsbohrung 132 eingesetzten Drehwelle 151 versehen sein. Der Antriebsrahmen 130 wird durch die Drehung der Drehwelle 151 axial verschoben. Als Stellvorrichtung 150 kann ein Motor verwendet werden.
Mit anderen Worten ist an der äußeren Umfangsfläche der Drehwelle 151 und in der Durchgangsbohrung 132 ein Schraubabschnitt ausgebildet, so dass der Antriebsrahmen 130 und die Drehwelle zueinander geschraubt werden können. Die Drehwelle 151 wird durch die Betätigung der Stellvorrichtung 150 gedreht und verschiebt den Antriebsrahmen 130 durch Schrauben.
Da die an zwei gegenüberliegenden Seiten in Breitenrichtung des Antriebsrahmens 130 vorgesehenen Gleitvorsprünge 131 in die Gleitschlitze 122 eingesetzt sind und sich an den Stützteilen 121 in Umfangsrichtung abstützen, wird der Antriebsrahmen 130 trotz Drehung der Drehwelle 151 nicht gedreht, sondern lediglich axial verschoben.
Da der Antriebsrahmen 130 zwischen dem festen Rahmen 120 und dem Abdeckelement 140 angeordnet ist, müssen ein Einführloch 142 und eine Einführvertiefung 311 vorgesehen sein, damit die Drehwelle 151 mit dem Antriebsrahmen 130 gekoppelt werden kann.
Mit anderen Worten kann entweder der feststehende Rahmen 120 oder das Abdeckelement 140 ein axial durchgehendes Einführloch 142 aufweisen, durch die die Drehwelle 151 einführbar ist, und der/das andere kann eine Einführvertiefung 311 aufweisen, die über einem Ende der Drehwelle 151 angebracht ist.
Die Zeichnungen zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Einführloch 142 im Abdeckelement 140 und die Einführvertiefung 311 im festen Rahmen 120 vorgesehen ist, und umgekehrt.
Damit sich die Drehwelle 151 reibungslos drehen kann, sind in dem Einführloch 142 und der Einführvertiefung 311 Lager 143 und 312 vorgesehen, so dass zwei entgegengesetzte Enden der Drehwelle 151 über die Lager 143 und 312 mit dem festen Rahmen 120 und dem Abdeckelement 140 gekoppelt werden können.
Der Zusammenbau der Drehbegrenzungsbaugruppe 106 wird beschrieben. Die Gleitvorsprünge 131 werden in die Gleitschlitze 122 eingeführt, so dass der feste Rahmen 120 und der Antriebsrahmen 130 miteinander gekoppelt sind. Das Abdeckelement 140 ist mit den Stützteilen 121 gekoppelt und verschließt dabei die Gleitschlitze 122. Die Drehwelle 151 wird in das Einführloch 142, die Durchgangsbohrung 132 und die Einführvertiefung 311 eingeführt, so dass die Stellvorrichtung 150 gekoppelt werden kann.
Bei der so geformten Steer-by-Wire Lenkvorrichtung kann die Scheibe über das erste Zahnrad, das zweite Zahnrad und die Verbindungswelle mit der Lenkwelle gekoppelt werden, so dass das Drehmoment verteilt werden kann, wenn die Drehbegrenzungsbaugruppe Reibung auf die Scheibe ausübt. Auf diese Weise kann eine Abnutzung oder Beschädigung der Verzahnung verhindert und somit die Stabilität erhöht werden.
Da sich der Ansatz des festen Rahmens auf der zweiten Seite der Scheibe abstützt, wird bei der Drehung der Lenkwelle ein Reibungsmoment aufgebracht, das dem Fahrer bei der Betätigung des Lenkrads das Gefühl von Gewicht vermittelt und so das Lenkgefühl verbessert.
Darüber hinaus ist es möglich, das Lenkgefühl und die Lenkstabilität für den Fahrer zu verbessern, indem die Drehung der Lenkwelle in einer beliebigen Situation eingeschränkt wird, in der das Rad nicht mehr gedreht werden darf, z. B. wenn ein Rad an einem Bordstein hängen bleibt.
Auch wenn oben beschrieben ist, dass sämtliche Komponenten zu einer kombiniert sind oder in Kombination betrieben werden, sind Ausführungsbeispiele der Offenbarung nicht darauf beschränkt. Eine oder mehrere Komponenten können selektiv kombiniert und betrieben werden, solange dies im Bereich des Gegenstands der Ausführungsbeispiele liegt.
Wenn ein Element ein anderes Element „umfasst“, „einschließt“ oder „aufweist“, kann das Element das andere Element ferner einschießen, nicht aber ausschließen, und die Begriffe „umfassen“, „einschließen“ und „aufweisen“ sollten so aufgefasst werden, dass sie die Möglichkeit nicht ausschließen, dass ein oder mehrere Merkmale, Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Teile oder Kombinationen davon vorhanden sind oder hinzugefügt werden können. Sämtliche hierin verwendeten wissenschaftlichen und technischen Begriffe können die gleiche Bedeutung haben wie sie üblicherweise von einem Fachmann auf dem Gebiet aufgefasst werden, wenn nichts Anderes definiert ist. Man beachte ferner, dass Begriffe, etwa solche, die in Wörterbüchern definiert sind, so interpretiert werden sollten, dass ihre Bedeutung mit ihrer Bedeutung in dem Kontext der einschlägigen Technik konsistent ist, und nicht in einem idealisierten oder übertrieben formalen Sinn interpretiert werden, solange dies hierin nicht ausdrücklich definiert ist.
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 bereitgestellt. 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 stellen lediglich zum Zwecke der Erläuterung ein Beispiel für die technische Idee der vorliegenden Offenbarung bereit. 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 beschränkt, sondern ist dem weitesten Umfang im Einklang mit den Ansprüchen zuzuerkennen. Der Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung ist auf der Grundlage der folgenden Ansprüche auszulegen und alle technischen Ideen innerhalb des Umfangs von Äquivalenten davon sind so auslegen, dass sie im Umfang der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen sind.
VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht gemäß 35 U.S.C. 119(a) die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2019-0029548 , die am 14. März 2019 beim Koreanischen Patentamt eingereicht wurde und deren Offenbarung durch Bezugnahme in vollem Umfang in diese Anmeldung aufgenommen wird.
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 1020190029548 [0061]

Claims

Steer-by-Wire Lenkvorrichtung, umfassend: ein erstes Zahnrad, das mit einer Verzahnung in Eingriff ist, die an einer äußeren Umfangsfläche einer Lenkwelle vorgesehen ist; ein zweites Zahnrad mit einer inneren Umfangsfläche, die mit dem ersten Zahnrad in Eingriff ist; eine Scheibe, die koaxial zur Lenkwelle angeordnet ist und in Verbindung mit dem ersten Zahnrad gedreht wird; und eine Drehbegrenzungsbaugruppe mit einem festen Rahmen, der mit einem Paar von Stützteilen versehen ist, die in deren Breitenrichtung voneinander beabstandet sind, einem Antriebsrahmen, der einer ersten Seite der Scheibe zugewandt und vorgesehen ist, zwischen den Stützteilen axial verschiebbar zu sein, und einer Stellvorrichtung, die den Antriebsrahmen verschiebt.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei in der Scheibe ein erstes Loch ausgebildet ist, in das die Lenkwelle eingeführt wird.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 2, wobei ein Innendurchmesser der Scheibe größer ist als ein Außendurchmesser der Lenkwelle.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 2, wobei das erste Zahnrad mit einer axial herausragenden Verbindungswelle versehen ist, und wobei die Scheibe ein zweites Loch aufweist, in das ein Ende der Verbindungswelle eingeführt ist.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Scheibe und die Verbindungswelle über ein Lager miteinander gekoppelt sind.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der feste Rahmen mit einem Ansatz versehen ist, der einer zweiten Seite der Scheibe zugewandt ist.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Ansatz an der Scheibe abgestützt ist.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Stützteile axial verlängerte Gleitschlitze aufweisen und der Antriebsrahmen auf zwei gegenüberliegenden Seiten in einer Richtung mit Gleitvorsprüngen versehen ist, wobei die Gleitvorsprünge in die Gleitschlitze eingesetzt sind.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Gleitschlitze axial offen sind.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Drehbegrenzungsbaugruppe ein Abdeckelement umfasst, das axial mit den Stützteilen verbunden ist.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 10, bei der das Abdeckelement mit Einführvorsprüngen versehen ist, die in die Gleitschlitze eingeführt werden.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Antriebsrahmen mit einer axial durchgehenden Durchgangsbohrung versehen ist und wobei die Stellvorrichtung mit einer in die Durchgangsbohrung eingesetzten Drehwelle versehen ist.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Antriebsrahmen und die Drehwelle zueinander geschraubt sind.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 12, wobei ein Einführloch axial entweder durch den festen Rahmen oder das Abdeckelement ausgebildet ist, um das Einführen der Drehwelle durch dieses zu ermöglichen.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 14, wobei in dem anderen Element des feststehenden Rahmens oder des Abdeckelements eine Einführvertiefung ausgebildet ist, in die ein Ende der Drehwelle einführbar ist.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 15, bei der zwei entgegengesetzte Enden der Drehwelle über Lager mit dem festen Rahmen und dem Abdeckelement gekoppelt sind.