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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 3. Dezember 2009 eingereichten
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2009-0119363 , deren gesamter Inhalt durch diesen Bezug hier aufgenommen ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine motorbetriebene Servolenkvorrichtung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine motorbetriebene Servolenkvorrichtung, die den Zahnstangenhub abhängig von einem Fahrzustand variiert.
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Im Allgemeinen schließt eine Servolenkvorrichtung zum Lenken eines Kraftfahrzeugs eine Hydraulikdruck-Ausführung und eine motorbetriebene Ausführung mit ein, und in jüngster Zeit ist die motorbetriebene Ausführung immer weiter durch die Hydraulikdruck-Ausführung ersetzt worden, und der Anwendungsbereich weitet sich von Kompaktfahrzeugen auf große Fahrzeuge aus.
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In dem Fall, in dem eine variable Zahnstangenhubvorrichtung in einer motorbetriebenen Servolenkvorrichtung montiert ist, muss darüber hinaus jedoch eine Betätigungsvorrichtung zum Begrenzen des Zahnstangenhubes der Lenkvorrichtung montiert werden, so dass die Anzahl von Bauteilen sowie die Montagekosten ansteigen.
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In dem Fall, in dem die variable Zahnstangenhubvorrichtung ausgeschaltet ist, tritt darüber hinaus das Problem auf, dass sich der Abstand zwischen dem Rad und der Fahrzeugkarosserie übermäßig verringert, wenn sich das Fahrzeug in einem vollen Stoßzustand befindet (die Karosserie nähert sich dem Boden) oder wenn sich das Fahrzeug in einem vollen Rückstoßzustand befindet (das Fahrzeug entfernt sich von dem Boden).
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Die in diesen Abschnitten über den Hintergrund der Erfindung offenbarten Informationen sollen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrundes der Erfindung dienen und nicht als Anerkenntnis oder jegliche Form von Hinweis dahingehend angesehen werden, dass diese Informationen den Stand der Technik bilden, der einem Fachmann auf dem Gebiet bereits bekannt ist.
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Die vorliegende Erfindung wurde mit dem Ziel entwickelt, eine motorbetriebene Servolenkvorrichtung bereitzustellen, die die Vorteile hat, dass die Montagekosten sowie die Anzahl der Bauteile verringert werden können und dass der Zahnstangenhub variiert werden kann.
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Eine motorbetriebene Servolenkvorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann aufweisen: eine Motorantriebseinheit, die mit einem Motor ausgestattet ist, der eine Zahnstange bewegt, um den Lenkwinkel zu ändern, und eine Steuereinheit, die die Bewegungsrichtung des Lenkrades detektiert, den Motor gemäß der Bewegungsrichtung betätigt und den Motor steuert, um den maximalen Hub der Zahnstange zu variieren.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Steuereinheit den maximalen Hub der Zahnstange in dem Fall, in dem ein Betätigungsschalter eingeschaltet ist, um eine vorbestimmte Größe verringern.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Steuereinheit den maximalen Hub der Zahnstange in dem Fall, in dem der Betätigungsschalter ausgeschaltet ist, auf einen vorbestimmten Wert variieren.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Fahrzeughöhen-Sensoreinheit aufweisen: einen an der Fahrzeugkarosserie befestigten Fahrzeughöhensensor und ein Verbindungsstück, dessen unteres Ende an einem unteren Arm befestigt ist und dessen oberes Ende an den Fahrzeughöhensensor angeschlossen ist, wobei der Fahrzeughöhensensor eine Bewegung des an den unteren Arm angeschlossenen Verbindungsstücks detektiert und den Abstand zwischen der Karosserie und dem unteren Arm berechnet, und wobei die Steuereinheit die Radhubgröße auf der Grundlage des Abstandes zwischen der Karosserie und dem unteren Arm berechnet.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der maximale Hub der Zahnstange in dem Fall, in dem der Radhub in einem vorbestimmten Steuerbereich liegt, erhöht werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der maximale Hub der Zahnstange in dem Fall, in dem der Radhub außerhalb eines vorbestimmten Steuerbereichs liegt, verringert werden.
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Bei einer wie oben beschriebenen motorbetriebenen Servolenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Motor der Motorsteuervorrichtung einer Lenkvorrichtung gesteuert, der Zahnstangenhub wird innerhalb eines vorbestimmten Steuerbereichs eines Radhubes erhöht, und der Zahnstangenhub wird von einem vorbestimmten Steuerbereich eines Lenkradhubes aus verringert, so dass der Abstand zwischen dem Rad und der Fahrzeugkarosserie aktiv gesteuert wird.
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Darüber hinaus ist bevorzugt keine separate Variationsvorrichtung zum Begrenzen der Bewegung der Zahnstange vorgesehen, so dass die Anzahl von Bauelementen sowie die Herstellungskosten verringert sind.
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In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften motorbetriebenen Servolenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,
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2 eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften motorbetriebenen Servolenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,
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3 ein Steuerungs-Ablaufdiagramm einer beispielhaften motorbetriebenen Servolenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,
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4 eine Tabelle, aus der die Betriebsbedingungen einer beispielhaften motorbetriebenen Servolenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ersichtlich sind, und
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5 einen Graphen, aus dem die Verhältnisse zwischen der Fahrzeughöhe und dem Zahnstangenhub bei einer beispielhaften motorbetriebenen Servolenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ersichtlich sind.
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Nachfolgend wird auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, wobei Beispiele hierfür aus den angehängten Zeichnungen ersichtlich und nachfolgend beschrieben sind. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit Ausführungsformen beschrieben wird, wird angemerkt, dass die vorliegende Beschreibung die Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränken soll. Im Gegenteil soll die Erfindung nicht nur die Ausführungsformen, sondern auch zahlreiche Alternativen, Modifizierungen, Entsprechungen und andere Ausführungsformen innerhalb des Schutzumfangs abdecken.
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Unter Bezugnahme auf die 1 weist eine motorbetriebene Servolenkvorrichtung ein Lenkrad 102, eine Lenksäule 104, eine Motorantriebseinheit 100, eine Zahnstange 120, ein Rad 106, eine Fahrzeughöhen-Sensoreinheit 130, einen Betätigungsschalter 110 und eine Steuereinheit 140 auf.
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Der Fahrer eines Fahrzeugs dreht das Lenkrad 102, um die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs anzupassen, wobei das Drehmoment durch die Lenksäule 104 auf die Zahnstange 120 übertragen wird und der Lenkwinkel des Rades 106 abhängig von der Links-/Rechtsbewegung der Zahnstange 120 variiert wird.
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Die Motorantriebseinheit 100 ist an der Lenksäule 104 montiert und bewegt die Zahnstange 120 entsprechend der Bewegung des Lenkrades 102. Die Fahrzeughöhen-Sensoreinheit 130 erfasst eine Höhenveränderung des Fahrzeugs und übermittelt ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit 140.
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Wenn der Betätigungsschalter 110 eingeschaltet ist, dann wird der maximale Wert des Zahnstangenhubes der Zahnstange 120 um eine vorbestimmte Größe verringert. Wenn der Betätigungsschalter 110 ausgeschaltet ist, dann wird der maximale Hub der Zahnstange 120 entsprechend dem jeweiligen Stoß- oder Rückstoßzustand der Fahrzeugkarossiere 220 variabel erhöht.
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Bei verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detektiert die Steuereinheit 140 einen Stoß- oder Rückstoßzustand der Karosserie 220 durch ein Signal, das von der Fahrzeughöhen-Sensoreinheit 130 übermittelt wird, und steuert den Betrieb der Motorantriebseinheit 100.
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Wie aus 2 ersichtlich, weist die Fahrzeughöhen-Sensoreinheit 130 einen Sensor 205 und ein Verbindungsstück 210 auf. Der untere Endabschnitt des Verbindungsstücks 210 ist an einen unteren Arm 200 angeschlossen und der obere Endabschnitt des Verbindungsstücks 210 ist durch ein Gelenk 215 an den Sensor 205 angeschlossen.
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Das Verbindungsstück 210 dreht das Gelenk 215, das an dem Sensor 205 montiert ist, dem unteren Arm 200 entsprechend, und der Sensor 205 detektiert die Drehgröße des Gelenks 215 und detektiert den Abstand zwischen dem unteren Arm 200 und der Fahrzeugkarosserie 220 aus der Drehgröße.
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Die Steuereinheit 140 berechnet den Hub des Rades 106 auf der Grundlage des Abstandes zwischen dem unteren Arm 200 und der Fahrzeugkarosserie 220.
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Bei verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verändert sich der Abstand zwischen dem unteren Arm 200 und der Fahrzeugkarosserie 220 abhängig von dem Gewicht einer Last oder von Fahrzeuginsassen. Darüber hinaus bewegt sich der untere Arm 200 dem Fahrbahnzustand entsprechend nach unten oder nach oben.
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Hier wird der Zustand, in dem sich der Abstand zwischen dem unteren Arm 200 und der Fahrzeugkarosserie 220 verringert, als „Stoßzustand” bezeichnet, und der Zustand, in dem sich der Abstand zwischen dem unteren Arm 200 und der Fahrzeugkarosserie 220 vergrößert, wird als „Rückstoßzustand” bezeichnet.
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In verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird das Maximum, um das sich die Zahnstange 120 bewegen kann, um das Rad 106 zu steuern, im vollen Stoßzustand oder im vollen Rückstoßzustand derart variiert, dass der Abstand zwischen dem unteren Arm 200 und der Fahrzeugkarosserie 220 kleiner oder größer wird.
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Der maximale Zahnstangenhub, um den sich die Zahnstange 120 bewegt, wird von dem Abstand zwischen dem Rad 106 und den Bauteilen der Karosserie bestimmt, und der maximale Zahnstangenhub kann in einem Ausführungs- oder Montageschritt festgelegt werden.
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Wie aus 3 ersichtlich, weist das Steuerverfahren auf: einen nullten Schritt S300, einen ersten Schritt S310, einen zweiten Schritt S320, einen dritten Schritt S330, einen vierten Schritt S340, einen fünften Schritt S350, einen sechsten Schritt S360, einen siebten Schritt S370 und einen achten Schritt S380.
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Im nullten Schritt S300 wird die Steuerung initialisiert, und im ersten Schritt S310 wird ermittelt, ob der Betätigungsschalter 110 eingeschaltet oder ausgeschaltet ist.
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Wenn der Betätigungsschalter 110 eingeschaltet ist, betätigt die Motorantriebseinheit 100 im zweiten Schritt S320 einen Motor, um den maximalen Hub der Zahnstange 120 zu verringern. Wenn an dem Rad 106 eine Kette montiert ist, um dessen Rutschen auf einer schneebedeckten Fahrbahn zu verhindern, ist der Schalter eingeschaltet.
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Im vierten Schritt S340 wird das Abstandssignal zwischen der Karosserie 220 und dem unteren Arm 200 von der Fahrzeughöhen-Sensoreinheit 130 gemessen. Im fünften Schritt S350 wird der Bewegungshub des Rades 106 mittels des von der Fahrzeughöhen-Sensoreinheit 130 übermittelten Signals berechnet.
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Wenn der Hub des Rades 106 im sechsten Schritt S360 innerhalb eines vorbestimmten Steuerbereichs liegt, dann wird der maximale Hub der Zahnstange 120 um eine vorbestimmte Größe erhöht, indem der Motor der Motorantriebseinheit 100 im siebten Schritt S370 gesteuert wird.
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Wenn im sechsten Schritt S360 ermittelt wird, dass der Hub des Rades 106 außerhalb des vorbestimmten Steuerbereichs liegt, dann wird im achten Schritt S380 der maximale Hub der Zahnstange 120 um eine vorbestimmte Größe verringert, indem der Motor der Motorantriebseinheit 100 gesteuert wird. Hier wird der Steuerbereich des Radhubes 106 vorher festgelegt.
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Wenn der Motor während des dritten Schrittes stoppt, endet der Steuerungsablauf.
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Wie aus 4 ersichtlich, wird der Hub der Zahnstange 120 in dem Fall, in dem der Betätigungsschalter 110 ausgeschaltet ist, gemäß dem Hub des Rades 106 variiert. Wenn der Hub des Rades 106 innerhalb eines Steuerbereichs liegt, dann wird der Hub der Zahnstange 120 auf einen vorbestimmten Wert erhöht, und wenn der Hub des Rades 106 außerhalb des Steuerbereichs liegt, wird der Hub der Zahnstange 120 auf einen vorbestimmten Wert verringert.
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In dem Fall, in dem der Betätigungsschalter 110 eingeschaltet ist, wird der Hub der Zahnstange 120 unabhängig von dem Fahrzustand auf einen vorbestimmten Wert verringert.
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Wie aus der 5 ersichtlich, steht die horizontale Achse für den Hub des Rades 106. Das bedeutet, dass sie die relative Höhenlage des Rades 106 zeigt. In dem Fall, in dem ein negativer Wert gezeigt ist, liegt ein Rückstoßzustand vor und der Abstand zwischen dem unteren Arm und der Karosserie ist von einem Standardwert aus erhöht, und in dem Fall, in dem ein positiver Wert gezeigt ist, liegt ein Stoßzustand vor und der Abstand zwischen dem unteren Arm und der Karosserie ist von einem Standardwert aus verringert.
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Darüber hinaus bezieht sich die vertikale Achse auf einen freien Abstand zwischen dem Rad 106 und einem Bauteil der Karosserie, und der minimale Wert des freien Abstands ist auf einen vorbestimmten Wert festgelegt.
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Die erste Linie 500 zeigt einen Abstand zwischen dem Rad 106 und der Karosserie 220 in Abhängigkeit von dem Stoßzustand oder dem Rückstoßzustand der Karosserie 220 in dem Fall, in dem der maximale Hub der Zahnstange 120 verringert ist.
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In dem Fall, in dem der Betätigungsschalter ausgeschaltet ist, liegt der Hub des Rades 106 innerhalb eines Steuerbereichs von e bis d, und der maximale Hub der Zahnstange 120 wird von der ersten Linie 500 auf die zweite Linie 505 erhöht, während in dem anderen Bereich, der außerhalb des Steuerbereichs liegt, ein Verringerungszustand aufrechterhalten wird,.
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In einem Zustand, in dem der Betätigungsschalter 110 eingeschaltet ist, hält der maximale Hub (die Bewegungsgrenze) der Zahnstange 120 die Verringerungsgrenze aufrecht.
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In verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Steuereinheit 140 das Drehen des Motors der Motorantriebseinheit 100 detektieren, um den Hub der Zahnstange 120 zu detektieren, und kann ferner den Hub der Zahnstange 120 mittels eines Sensors detektieren, der die Position der Zahnstange 120 erfasst.
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Die vorangehende Beschreibung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurde zum Zweck der Erläuterung und Beschreibung dargestellt. Sie soll weder vollständig sein noch die Erfindung auf die genauen offenbarten Formen beschränken, und zahlreiche Modifizierungen und Variationen sind im Lichte der oben beschriebenen Lehren möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erläutern, um es so einem Fachmann auf dem Gebiet zu ermöglichen, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie verschiedene Alternativen und Modifizierungen davon auszuführen und zu nutzen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2009-0119363 [0001]
