DE102007000588A1 - Active steering system i.e. angle superposition steering system, for vehicle, has brake device with brake disk to produce braking effect on electric motor such that disk is either connected with fixed part or eddy current is induced in disk - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Aktivlenkungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine dafür vorgesehene Bremsvorrichtung nach dem Oberbegriff des nebengeordneten Anspruchs.The The invention relates to an active steering system according to the preamble of the claim 1 and one for it provided braking device according to the preamble of the sibling Claim.
Im Bereich der Fahrzeuglenkungen werden zur Lenkunterstützung auch Winkelüberlagerungslenkungen eingesetzt, die üblicherweise auch als Aktivlenkungen bezeichnet werden. Bei einem Aktivlenkungssystem wird der vom Fahrer eigentlich bestimmte Lenkwinkel mit einem zusätzlichen Lenkwinkel überlagert. Dazu wird üblicherweise zwischen Lenkrad bzw. Lenksäule und Lenkgetriebe ein von einem Elektromotor angesteuertes Überlagerungsgetriebe eingesetzt, das zu dem eigentlichen Lenkwinkel in Abhängigkeit von der Rotorbewegung des Elektromotors einen zusätzlichen Lenkwinkel addiert. Der somit erzeugte Summenwinkel wird dann zum Lenkgetriebe geführt und von dort aus auf die Lenkmechanik (z. B. Zahnstange oder Kugelumlauf) übertragen, mit der dann die Fahrzeugräder (z. B. Vorderräder) ausgelenkt werden. Der tatsächliche Lenkwinkel an den Vorderädern ergibt sich also, indem der eigentliche Lenkradwinkel mit dem zusätzlichen Motorwinkel (Rotor-Drehwinkel des Elektromotors) zu einem Summenwinkel addiert wird. Bei einem Fehlverhalten des Elektromotors im Betrieb, insbesondere während seiner Ansteuerung, sollte der Elektromotor möglichst schnell zum Stillstand gebracht werden, um an einer weiteren falschen Drehbewegung gehindert zu werden. Dadurch soll verhindert werden, dass ein falscher und nicht bedarfsgerechter Lenkwinkel erzeugt wird. Auch soll verhindert werden, dass die Lenkbewegung des Fahrers am Lenkrad nicht in den Elektromotor, sondern richtigerweise auf die auszulenkenden Räder geleitet wird.in the Range of vehicle steering also becomes steering assistance Angle superposition steering used, usually also be referred to as active steering. In an active steering system is the driver's specific steering angle with an additional Steering angle superimposed. This is usually between steering wheel or steering column and steering gear controlled by an electric motor superposition gear used, depending on the actual steering angle from the rotor movement of the electric motor an additional Steering angle added. The sum angle thus generated then becomes the steering gear guided and transferred from there to the steering mechanism (eg rack or ball screw), with the then the vehicle wheels (eg front wheels) be deflected. The actual Steering angle at the front wheels Thus, the actual steering wheel angle results with the additional steering wheel angle Motor angle (rotor angle of rotation of the electric motor) to a sum angle is added. In the event of a malfunction of the electric motor during operation, especially during its control, the electric motor should as soon as possible to a standstill be brought to prevent further false rotational movement to become. This is to prevent a wrong and not adequate steering angle is generated. Also supposed to be prevented be that the steering movement of the driver on the steering wheel is not in the electric motor, but is properly directed to the wheels to be deflected.
Um im Fehlerfall den Elektromotor an weiteren Drehbewegungen zu hindern, werden üblicherweise mechanische Bremsen und/oder Sperrklinken eingesetzt. Diese rein mechanisch wirkende Bremsvorrichtungen haben den Nachteil, dass sie verschleißen oder sogar durch Überbeanspruchung bzw. Materialermüdung zu Bruch gehen können.Around in case of failure to prevent the electric motor from rotating further, become common used mechanical brakes and / or pawls. This pure Mechanically acting braking devices have the disadvantage that they wear out or even by overuse or fatigue can break.
Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Aktivlenkungssystem zu schaffen, bei dem die genannten Probleme überwunden und eine möglichst verschleißfreie Bremswirkung erzielt sowie eine sichere Blockierwirkung erzielt werden können.Therefore The present invention is based on the object, an active steering system in which the problems are overcome and one as possible wear-free Achieved braking effect and achieved a secure blocking effect can be.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Aktivlenkungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine dafür vorgesehene Bremsvorrichtung mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs.Is solved the task by an active steering system with the features of Claim 1 and by a provided braking device with the characteristics of the sibling Claim.
Demnach wird vorgeschlagen, dass in dem Aktivlenkungssystem eine Bremsvorrichtung vorgesehen bzw. integriert ist, die zur Erzeugung einer Bremswirkung zur Erzeugung einer Bremswirkung auf den Elektromotor eine rotierbare und elektrisch leitfähige Bremsscheibe aufweist, die reibschlüssig mit einem feststehenden Teil des Aktivlenkungssystems verbindbar ist und in die ein Wirbelstrom induzierbar ist. Somit kann bevorzugt die rotierbare Bremsscheibe wechselweise entweder reibschlüssig mit dem feststehenden Teil des Aktivlenkungssystems verbunden werden oder mit dem in die Bremsscheibe induzierten Wirbelstrom beaufschlagt werden. Wenn ein Fehlverhalten des Aktivlenkungssystems festgestellt wird, das z. B. bei einem Stromausfall am Elektromotor auftritt, so wird durch die mechanische Blockierung eine weiterhin brauchbare Lenkfunktion sicherstellt.Therefore It is proposed that in the active steering system, a braking device is provided or integrated, which is used to generate a braking effect to generate a braking effect on the electric motor a rotatable and electrically conductive Brake disc which frictionally with a fixed Part of the active steering system is connectable and in an eddy current is inducible. Thus, preferably, the rotatable brake disc alternately either frictionally with be connected to the fixed part of the active steering system or acted upon by the eddy current induced in the brake disc become. When a malfunction of the active steering system detected is that z. B. occurs in a power failure on the electric motor, so by the mechanical blocking is still useful Steering function ensures.
Hingegen kann im Normalbetrieb des Aktivlenkungssystems der Reibschluss aufgehoben werden und die rotierbare Bremsscheibe mit dem in die Bremsscheibe induzierten Wirbelstrom beaufschlagt werden, um eine steuerbare und verschleißfreie bzw. sanfte Bremswirkung aufrechtzuerhalten, die ggf. auch ganz abgeschaltet werden kann.On the other hand can be canceled during normal operation of the active steering system of the frictional engagement and the rotatable brake disc with the brake disc Induced eddy current can be applied to a controllable and wear-free or to maintain a gentle braking effect, possibly even completely can be switched off.
Vorzugsweise ist die Bremsscheibe axial verschiebbar auf einer mit dem Elektromotor verbindbaren Welle angeordnet, wobei an oder in Nähe der rotierbare Bremsscheibe ein erster Dauermagnet angeordnet ist, der die Bremsscheibe an das feststehende Teil des Aktivlenkungssystems zieht, um damit die reibschlüssige Verbindung herzustellen, und wobei weiterhin ein aktivierbarer Magnet, insbesondere eine Stromspule angeordnet ist, um dem ersten Dauermagneten entgegenzuwirken und die zwischen der Bremsscheibe und dem feststehende Teil hergestellte reibschlüssige Verbindung aufzuheben. Dabei ist der aktivierbare Magnet vorzugsweise als steuerbare Stromspule ausgebildet. Dazu weist das Aktivlenkungssystem bzw. die Bremsvorrichtung eine steuernde Einrichtung zur Erkennung eines in dem Aktivlenkungssystem auftretenden Fehlverhaltens auf, insbesondere eines Fehler beim Betrieb und/oder bei der Ansteuerung des Elektromotors.Preferably the brake disc is axially displaceable on one with the electric motor arranged connectable shaft, being at or near the rotatable Brake disc is a first permanent magnet, which is the brake disc pulls on the fixed part of the active steering system, so that the friction Connect, and further wherein an activatable magnet, in particular a current coil is arranged to the first permanent magnet counteract and that between the brake disc and the fixed Part made frictional To cancel the connection. In this case, the activatable magnet is preferably designed as a controllable current coil. For this purpose, the active steering system or the braking device a controlling device for detection a fault occurring in the active steering system, in particular an error during operation and / or in the control of the electric motor.
Sowohl im Normalbetrieb wie auch im Fehlerfall bewirkt die Bremsvorrichtung immer effektiv und gezielt eine Drehzahlreduzierung bzw. Blockierung des Motors.Either in normal operation as well as in case of error causes the braking device always effective and targeted a speed reduction or blocking of the motor.
Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich auch aus den Unteransprüchen.These and further advantageous embodiments of the invention will become apparent also from the dependent claims.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei:following is an embodiment of Invention closer with reference to the accompanying drawings, in which:
die
die
Die
Im
fehlerfreien Normalbetrieb wird somit von dem Elektromotor EM fortlaufend
der optimale Zusatzwinkel erzeugt und zu dem eigentlichen Lenkwinkel
addiert und als Summenwinkel in das Lenkgetriebe LG eingespeist.
Um sowohl im Normalbetrieb wie auch im Fehlerfall sicherzustellen,
dass kein falscher Zusatzwinkel von dem Elektromotor EM erzeugt
wird, wird die in
Die
Bremsvorrichtung WSB ist als Kombination einer Wirbelstrombremsen-Funktion
mit einer Reibbremsen- bzw. Blockierungs-Funktion gestaltet. Hierzu
wird auf eine mit dem Rotor des Elektromotors EM verbundene Welle
Im
Normalfall während
des Betriebs des Aktivlenksystems ALS soll der Reibschluss aufgehoben werden.
Dazu wird in der Nähe
der Bremsscheibe
Um
für den
Normalbetrieb den Reibschluss schneller aufheben zu können, kann
ein zusätzlicher zweiter
Dauermagnet
Ein Vorteil der hier vorgestellten Lösung liegt u. a. darin, dass die Drehbewegung im Normalbetrieb verschleißfrei und gezielt reduziert werden kann. Im Fehlerfall, insbesondere auch bei einem Totalausfall der Versorgungsspannung, erfolgt die Rotorbremsung und Blockierung rein mechanisch. Hierdurch ergibt sich eine automatische Ausfall-Sicherungs-Funktion (Englisch: failsafe function).One Advantage of the solution presented here is u. a. in that the rotation in normal operation wear-free and can be selectively reduced. In case of error, especially in the event of a total failure of the supply voltage, the rotor braking takes place and blocking purely mechanically. This results in an automatic Fail-safe function.
Das
hier vorgestellte Aktivlenkungssystem ALS wird also im Stromausfall
sofort blockiert. Um auch in einem sonstigen Fehlerfall die reibschlüssige Blockierung
herzustellen, verfügt
das System ALS bzw. die Bremsvorrichtung WSB über eine (nicht dargestellte)
steuernde Einrichtung zur Erkennung eines im System auftretenden
Fehlverhaltens, insbesondere eines Fehler beim Betrieb und/oder
bei der Ansteuerung des Elektromotors EM. Die steuernde Einrichtung
bestimmt dann den für
die Stromspule
Durch die Kombination von Reibbremsenfunktion und Wirbelstrombremsenfunktion besteht im Vergleich zu herkömmlichen, rein mechanischen Reibbremsen oder Blockiereinrichtungen ein Vorteil auch darin, dass hier keine Federn mit relativ hohen Federkräften verwendet werden müssen, um eine hohe Bremsleistung oder Arretierung der rotierenden Teile zu erreichen. Dadurch kann die erforderliche elektrische Leistung zur Ansteuerung auf ein sehr geringes Maß reduziert werden. Das Überlagerungsgetriebes UEG kann z. B. ein Planetengetriebe oder auch ein Wellgetriebe sein.Due to the combination of the friction brake function and the eddy current brake function, there is also an advantage in comparison with conventional, purely mechanical friction brakes or blocking devices that no springs with a relatively high degree of elasticity are used here Spring forces must be used to achieve high braking performance or locking the rotating parts. As a result, the required electrical power for driving can be reduced to a very low level. The superposition gear UEG can z. B. be a planetary gear or a corrugated transmission.
Die Erfindung wurde am Bespiel einer Aktivlenkung beschrieben, bei der über ein Überlagerungsgetriebe ein von einem Elektromotor erzeugter zusätzlicher Lenkwinkel addiert wird. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Art von Lenkung beschränkt, sondern kann auf jede ähnliche Art von Lenkung angewendet werden, die von einem Motor unterstützt wird.The Invention has been described on the example of an active steering, in which a superposition gear adds an additional steering angle generated by an electric motor becomes. However, the invention is not limited to this type of steering, but can be on any similar Type of steering that is supported by a motor.
- ALSWHEN
- AktivlenkungssystemActive Steering System
- LL
- Lenkradsteering wheel
- UEGLEL
- ÜberlagerungsgetriebeSuperposition gear
- LGLG
- Lenkgetriebesteering gear
- EMEM
- Elektromotorelectric motor
- WSBWSB
- Bremsvorrichtung (Wirbelstrombremse mit Feststelleinrichtung)braking device (Eddy current brake with locking device)
- 11
- Bremsscheibebrake disc
- 22
- Hohlwellehollow shaft
- 33
- Gehäusecasing
- 44
- Stromspule (aktivierbarer Elektromagnet)current coil (activatable electromagnet)
- 55
- erster Dauermagnetfirst permanent magnet
- 66
- zweiter Dauermagnetsecond permanent magnet
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200710000588 DE102007000588A1 (en) | 2007-10-29 | 2007-10-29 | Active steering system i.e. angle superposition steering system, for vehicle, has brake device with brake disk to produce braking effect on electric motor such that disk is either connected with fixed part or eddy current is induced in disk |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE200710000588 DE102007000588A1 (en) | 2007-10-29 | 2007-10-29 | Active steering system i.e. angle superposition steering system, for vehicle, has brake device with brake disk to produce braking effect on electric motor such that disk is either connected with fixed part or eddy current is induced in disk |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102007000588A1 true DE102007000588A1 (en) | 2009-05-07 |
Family
ID=40514116
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200710000588 Withdrawn DE102007000588A1 (en) | 2007-10-29 | 2007-10-29 | Active steering system i.e. angle superposition steering system, for vehicle, has brake device with brake disk to produce braking effect on electric motor such that disk is either connected with fixed part or eddy current is induced in disk |
Country Status (1)
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DE (1) | DE102007000588A1 (en) |
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US20200307676A1 (en) * | 2019-03-26 | 2020-10-01 | Ford Global Technologies, Llc | Eddy Current Based Rotary Damper for Steer-by-Wire Feedback Actuator |
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-
2007
- 2007-10-29 DE DE200710000588 patent/DE102007000588A1/en not_active Withdrawn
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