DE102014109334A1

DE102014109334A1 - Elektrisches Servolenksystem mit integriertem elektrischen Aktor und Verfahren zum Steuern desselben

Info

Publication number: DE102014109334A1
Application number: DE201410109334
Authority: DE
Inventors: Dae Suk Jung; Soo Bo Park
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2013-07-15
Filing date: 2014-07-03
Publication date: 2015-01-15
Anticipated expiration: 2034-07-04
Also published as: DE102014109334B4; KR101575482B1; CN104290804B; US20150019078A1; US9266560B2; CN104290804A; KR20150009429A

Abstract

Ein elektrisches Servolenksystem mit integriertem elektrischen Aktor kann aufweisen: einen integrierten Elektromotor (10), der eine Rotationskraft bereitstellt, eine hydraulische Pumpe (20), die mit einem Ende des integrierten Elektromotors verbunden ist und die mit der Rotationskraft vom integrierten Elektromotor versorgt wird, um ein Arbeitsfluid zu pumpen, welches verwendet wird, um eine Lenkkraft zu übertragen, sowie einen elektrischen Aktor (40), der über ein Antriebskraft-Steuerungsmittel (30) mit dem anderen Ende des integrierten Elektromotors verbunden ist. Der elektrische Aktor kann angetrieben werden, wenn die Rotationskraft zum elektrischen Aktor übertragen wird, und es kann von einer Betätigung des Antriebskraft-Steuerungsmittels abhängen, ob die Rotationskraft aus dem integrierten Elektromotor zum elektrischen Aktor übertragen wird oder vom elektrischen Aktor getrennt wird.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein elektrisches Servolenksystem mit integriertem elektrischen Aktor (bzw. ein Elektroaktorintegriertes elektrisches Servolenksystem) und insbesondere ein elektrisches Servolenksystem mit integriertem elektrischen Aktor und ein Verfahren zum Steuern desselben, bei dem Kraftquellen und Steuerteile eines elektrisch-hydraulischen Servolenksystems (bzw. Lenkhilfesystems) und eines Kompressors gemeinsam integriert (bzw. kombiniert) werden, um Kosten und Gewicht zu verringern.
Beschreibung der bezogenen Technik
Im Allgemeinen treibt ein Fahrzeug (z.B. ein Kraftfahrzeug) einen Kompressor mittels einer Antriebskraft von einem Verbrennungsmotor an, um eine Klimatisierungsfunktion zu realisieren.
Im Fall von Umweltfahrzeugen wie z.B. Elektrofahrzeugen (electric vehicle, EV), Hybrid-Elektrofahrzeugen (hybrid electric vehicle, HEV) und Brennstoffzellen-Elektrofahrzeugen (fuel-cell eletric vehicle, FCEV), haben Elektrofahrzeuge (EV) und Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge (FCEV) keinen Verbrennungsmotor und Hybrid-Elektrofahrzeuge (HEV) fahren häufig mittels einer Antriebskraft von einem Elektromotor mit einem Verbrennungsmotor abgestellt. Anstatt eines mechanischen Kompressors, der die Antriebskraft vom Verbrennungsmotor verwendet, ist daher ein elektrischer Kompressor erforderlich, der einen Elektromotor nutzt, um die Klimatisierungsfunktion zu realisieren.
Derweil nimmt auch die Anwendung eines elektrischen Servolenksystems (bzw. Lenkhilfesystems) zu, das einen Elektromotor nutzt ohne Verwendung der Antriebskraft von einem Verbrennungsmotor, um den Anforderungen der obenerwähnten Umweltfahrzeuge sowie den strengeren Umweltvorschriften (Kraftstoffeffizienz, CO₂-Emission oder dergleichen) gerecht zu werden.
Insbesondere kann die elektronisch-hydraulische Servolenkung (electronic hydraulic power steering, EHPS) eine hohe Leistung (z.B. Leistungsabgabe) produzieren, während das gleiche Lenkgefühl wie das einer hydraulischen Servolenkung realisiert wird, da eine Pumpe mittels eines Elektromotors angetrieben wird. Aufgrund dieses Vorteils werden EHPS-Systeme zur Zeit in großen Mengen produziert.
Wenn allerdings ein elektrischer Kompressor und ein elektrisches Servolenksystem gleichzeitig angeordnet werden, müssen Elektromotoren, Steuervorrichtungen und dergleichen für die entsprechenden Systeme montiert werden. Eine Erhöhung in der Bauteilanzahl ist erheblich nachteilhaft was die Kosten und das Gewicht betrifft.
In der bezogenen Technik wurde die koreanische Patentanmeldung-Offenlegungsschrift Nr. 10-2013-0013282 , betitelt „Apparatus in which Electric Power Steering and Compressor are integrated“ offenbart.
Allerdings verwendete dieser Ansatz auch zwei Kupplungen, und damit war eine Verringerung in der Bauteilanzahl nicht ausreichend.
Die Informationen, welche in diesem Hintergrund-Abschnitt offenbart sind, dienen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollten nicht als Zugeständnis oder als irgendeine Andeutung angesehen werden, dass diese Informationen zum Stand der Technik, wie er dem Fachmann schon bekannt ist, gehören.
Erläuterung der Erfindung
Entsprechend wurde die vorliegende Erfindung unter Berücksichtigung der obigen, in der bezogenen Technik auftretenden Probleme und/oder anderer Probleme gemacht, und die vorliegende Erfindung ist dazu beabsichtigt, ein elektrisches Servolenksystem mit integriertem elektrischen Aktor und ein Verfahren zum Steuern desselben bereitzustellen, bei dem Kraftquellen (z.B. Antriebsquellen) und Steuerteile eines elektrisch-hydraulischen Servolenksystems sowie eines Kompressor gemeinsam integriert (bzw. kombiniert) werden, um Kosten und Gewicht zu verringern.
Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung sehen ein elektrisches Servolenksystem mit integriertem elektrischen Aktor vor, das aufweist: einen integrierten (bzw. kombinierten) Elektromotor, der eine Rotationskraft bereitstellt, und eine hydraulische Pumpe, die mit einem Ende des integrierten Elektromotors verbunden ist. Die Rotationskraft vom integrierten Elektromotor wird der hydraulischen Pumpe zugeführt, um ein Arbeitsfluid zu pumpen, welches verwendet wird, um eine Lenkkraft zu übertragen. Das elektrische Servolenksystem mit integriertem elektrischen Aktor kann auch einen elektrischen Aktor aufweisen, der über ein Antriebskraft-Steuerungsmittel mit dem anderen Ende des integrierten Elektromotors verbunden ist. Der elektrische Aktor wird angetrieben (bzw. arbeitet), wenn die Rotationskraft zum elektrischen Aktor übertragen wird, und es hängt von einer Betätigung des Antriebskraft-Steuerungsmittels ab, ob die Rotationskraft aus dem integrierten Elektromotor zum elektrischen Aktor übertragen wird oder vom elektrischen Aktor getrennt wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die hydraulische Pumpe mit dem integrierten Elektromotor verbunden sein, sodass die Rotationskraft vom integrierten Elektromotor kontinuierlich der hydraulischen Pumpe zugeführt wird. Das Antriebskraft-Steuerungsmittel kann eine elektromagnetische Kupplung aufweisen, die in Abhängigkeit davon, ob ein Strom induziert wird oder nicht, ein- oder ausgeschaltet wird. Der elektrische Aktor kann einen elektrischen Kompressor aufweisen, der es einer Klimaanlage ermöglicht, zu arbeiten (anders ausgedrückt: der elektrische Aktor kann einen elektrischen Kompressor für den Betrieb einer Klimaanlage aufweisen).
Das elektrische Servolenksystem mit integriertem elektrischen Aktor kann ferner aufweisen: ein Steuerventil, das auf einer Strecke angeordnet ist, entlang welcher das Arbeitsfluid einem Lenkgetriebe zugeführt wird. Das Steuerventil kann eine Flussrate des Arbeitsfluids steuern. Das elektrische Servolenksystem mit integriertem elektrischen Aktor kann ferner ein Steuerteil aufweisen, das elektrisch mit dem Elektromotor und dem Steuerventil verbunden ist. Das Steuerteil kann ein Betriebssignal empfangen, das es dem elektrischen Aktor ermöglicht, zu arbeiten (anders ausgedrückt: das Steuerteil kann ein Betriebssignal für den Antrieb des elektrischen Aktors empfangen), und kann den Elektromotor und das Steuerventil variabel steuern, während (bzw. indem) (z.B. bewirkt wird, dass) das Antriebskraft-Steuerungsmittel in Abhängigkeit von einem Betrieb des elektrischen Aktors betätigt wird oder nicht.
Das Steuerteil kann bei Betätigung des Antriebskraft-Steuerungsmittels (anders ausgedrückt: wenn das Antriebskraft-Steuerungsmittel betätigt wird) die Drehzahl des Elektromotors in Abhängigkeit von einer Betriebslast (z.B. Antriebslast) des elektrischen Aktors ermitteln, und kann die Lenkkraft steuern durch Einstellen der Flussrate des Arbeitsfluids durch das Steuerventil. Das Steuerteil kann bei Nicht-Betätigung des Antriebskraft-Steuerungsmittels (anders ausgedrückt: wenn das Antriebskraft-Steuerungsmittel nicht betätigt wird) die Lenkkraft steuern, indem die Flussrate des Arbeitsfluids durch Steuern einer Drehzahl des Elektromotors eingestellt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektrisches Servolenksystem mit integriertem elektrischen Aktor bereitgestellt, das aufweist: einen integrierten Elektromotor, der eine Rotationskraft bereitstellt, und eine hydraulische Pumpe, die mit einem Ende des integrierten Elektromotors verbunden ist. Die Rotationskraft vom integrierten Elektromotor kann der hydraulischen Pumpe zugeführt werden, um das Arbeitsfluid zu pumpen, welches verwendet wird, um die Lenkkraft zu übertragen. Das elektrische Servolenksystem mit integriertem elektrischen Aktor weist auch einen Kompressor auf, der über ein Antriebskraft-Steuerungsmittel mit dem anderen Ende des integrierten Elektromotors verbunden ist. Der Kompressor wird angetrieben, wenn die Rotationskraft zum Kompressor übertragen wird, und es hängt von einer Betätigung des Antriebskraft-Steuerungsmittels ab, ob die Rotationskraft aus dem integrierten Elektromotor zum Kompressor übertragen wird oder vom Kompressor getrennt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern des elektrischen Servolenksystems mit integriertem elektrischen Aktor bereitgestellt. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
Erfassen, ob es ein Betriebssignal gibt oder nicht, das es einer Klimaanlage ermöglicht, zu arbeiten (anders ausgedrückt: ob es ein Betriebssignal für den Betrieb einer Klimaanlage gibt oder nicht), falls die Klimaanlage betrieben wird, Antreiben der hydraulischen Pumpe sowie einen (aus der Menge) von dem elektrischen Aktor und dem Kompressor in einer integrierten Weise mittels der Rotationskraft vom integrierten Elektromotor, während das Antriebskraft-Steuerungsmittel betätigt wird, und, falls die Klimaanlage nicht betrieben wird, alleiniges Antreiben der hydraulischen Pumpe mittels der Rotationskraft vom integrierten Elektromotor, während das Antriebskraft-Steuerungsmittel nicht betätigt wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Schritt des Antreibens der hydraulischen Pumpe und des Kompressors in integrierter Weise aufweisen ein Ermitteln einer Drehzahl des Elektromotors in Abhängigkeit von einer Betriebslast des Kompressors, wobei die Lenkkraft gesteuert wird durch Einstellen einer Flussrate des Arbeitsfluids durch ein Steuerventil.
Der Schritt des alleinigen Antreibens (bzw. Alleinantriebs) der hydraulischen Pumpe kann aufweisen ein Steuern der Lenkkraft, indem die Flussrate des Arbeitsfluids durch Steuern einer Drehzahl des Elektromotors eingestellt wird.
Gemäß zahlreicher Aspekte der vorliegenden Erfindung werden die hydraulische Pumpe für das Servolenksystem und der Kompressor, der die Klimaanlage antreibt, mittels der von einem (z.B. einzigen) integrierten Elektromotor bereitgestellten Rotationskraft in integrierter Weise betrieben (z.B. angetrieben) und werden mittels einem (z.B. einzigen) Steuerteil in integrierter Weise gesteuert. Dies kann folglich die Bauteilanzahl verringern, die erforderlich ist für den Betrieb des elektrisch-hydraulischen Servolenksystems und des elektrischen Kompressors in integrierter Weise, wodurch Kosten und ein Gewicht eines Fahrzeugs verringert werden.
Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben andere Merkmale und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, ersichtlich sind oder darin ausführlicher dargelegt werden.
Erläuterung der Zeichnungen
1 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration eines beispielhaften elektrischen Servolenksystems mit integriertem elektrischen Aktor gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Ansicht, die einen Kraftübertragungsfluss (z.B. Antriebskraftübertragungsfluss) veranschaulicht, welcher durch ein Kraftübertragungsmittel (z.B. ein Antriebskraftübertragungsmittel) realisiert wird, wenn – gemäß der vorliegenden Erfindung – ein elektrisches Servolenksystem und ein elektrischer Aktor in integrierter (bzw. kombinierter) Weise arbeiten (bzw. angetrieben werden).
3 ist eine Ansicht, die einen Kraftübertragungsfluss (z.B. Antriebskraftübertragungsfluss) veranschaulicht, welcher durch ein Kraftübertragungsmittel realisiert wird, wenn – gemäß der vorliegenden Erfindung – ein elektrisches Servolenksystem alleine arbeitet (bzw. angetrieben wird).
4 ist ein Flussdiagramm (z.B. ein Ablaufplan), das einen Kontrollfluss (z.B. Steuerablauf) eines elektrischen Servolenksystems mit integriertem elektrischen Aktor gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Detaillierte Beschreibung
Es wird nun im Detail Bezug genommen auf die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung(en), von denen Beispiele in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt und unten beschrieben sind. Während die Erfindung(en) im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschrieben wird/werden, versteht sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht beabsichtigt, die Erfindung(en) auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegenteil ist beabsichtigt, dass die Erfindung(en) nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen deckt/decken, die in den Sinn und Schutzbereich der Erfindung(en) fallen, wie in den angehängten Patentansprüchen definiert.
1 ist eine Ansicht, die die gesamte Konfiguration eines elektrischen Servolenksystems mit integriertem elektrischen Aktor gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt, 2 ist eine Ansicht, die einen Kraftübertragungsfluss veranschaulicht, welcher durch ein Kraftübertragungsmittel realisiert wird, wenn ein elektrisches Servolenksystem und ein elektrischer Aktor 40 in integrierter Weise arbeiten, und 3 ist eine Ansicht, die einen Kraftübertragungsfluss veranschaulicht, welcher durch ein Kraftübertragungsmittel realisiert wird, wenn ein elektrisches Servolenksystem alleine arbeitet.
Das elektrische Servolenksystem mit integriertem elektrischen Aktor gemäß verschiedener Ausführungsformen weist im Allgemeinen auf einen integrierten (bzw. kombinierten) Elektromotor 10, eine hydraulische Pumpe 20 und einen elektrischen Aktor 40. Das elektrische Servolenksystem mit integriertem elektrischen Aktor gemäß verschiedener Ausführungsformen wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 im Einzelnen erläutert. Der integrierte Elektromotor 10 stellt eine Rotationskraft bereit. Die hydraulische Pumpe 20 ist mit einem Ende des integrierten Elektromotors 10 verbunden. Der hydraulischen Pumpe 20 wird die Rotationskraft vom integrierten Elektromotor 10 zugeführt und die hydraulische Pumpe 20 pumpt das Arbeitsfluid, das die Lenkkraft überträgt. Der elektrische Aktor 40 ist über ein Antriebskraft-Steuerungsmittel mit dem anderen Ende des integrierten Elektromotors 10 verbunden. Es hängt von der Betätigung des Antriebskraft-Steuerungsmittels ab, ob die Rotationskraft aus dem integrierten Elektromotor 10 zum elektrischen Aktor 40 übertragen wird oder vom elektrischen Aktor 40 getrennt wird. Der elektrische Aktor 40 arbeitet, wenn die Rotationskraft zum elektrischen Aktor 40 übertragen wird.
Das heißt, die hydraulische Pumpe 20, die die Lenkkraft bereitstellt, ist an einem Ende des integrierten Elektromotors 10 angeordnet, und der elektrische Aktor 40, der durch Elektrizität angetrieben wird, ist an dem anderen Ende des integrierten Elektromotors 10 angeordnet, sodass das Antriebskraft-Steuerungsmittel zwischen dem integrierten Elektromotor 10 und dem elektrischen Aktor 40 angeordnet ist.
Daher wird die hydraulische Pumpe 20 durch die von dem integrierten Elektromotor 10 zugeführte Rotationskraft angetrieben. Wenn das Antriebskraft-Steuerungsmittel betätigt wird (bzw. arbeitet), wird die Rotationskraft vom integrierten Elektromotor 10 über das Antriebskraft-Steuerungsmittel zum elektrischen Aktor 40 übertragen, wodurch der elektrische Aktor 40 angetrieben wird. Dies ermöglicht es, sowohl das Servolenksystem als auch den elektrischen Aktor 40 mittels eines (z.B. einzigen) integrierten Elektromotors 10 anzutreiben, wodurch die Herstellungskosten und das Gewicht eines Fahrzeugs verringert werden.
Außerdem kann gemäß verschiedener Ausführungsformen die hydraulische Pumpe 20 mit dem integrierten Elektromotor 10 verbunden werden/sein im Zustand, in dem die Rotationskraft vom integrierten Elektromotor 10 konstant (bzw. ständig) zugeführt wird. Das heißt, das Pumpen der hydraulischen Pumpe 20 wird durch die Rotationskraft vom integrierten Elektromotor 10 ermöglicht, um die Lenkkraft des Lenkrads zu unterstützen. Vorzugsweise wird die hydraulische Pumpe 20 so angeordnet, dass die hydraulische Pumpe 20 jederzeit arbeiten (bzw. angetrieben werden) kann, während das Fahrzeug gefahren wird.
Außerdem kann das Antriebskraft-Steuerungsmittel eine elektromagnetische Kupplung 30 sein, die in Abhängigkeit davon, ob ein Strom induziert wird oder nicht, ein- oder ausgeschaltet wird. Das heißt, wenn ein Strom in einer Spule, aus der die elektromagnetische Kupplung 30 (unter anderem) besteht, induziert wird, wird eine Scheibe, die sich gemeinsam mit dem integrierten Elektromotor 10 dreht, einschaltend (z.B. Kupplungeinschaltend) betätigt (z.B. bewegt) durch Flächenkontakt mit einer an einer Spulenseite vorgesehenen Platte, wodurch bewirkt wird, dass der mit der Platte verbundene, elektrische Aktor 40 arbeitet (bzw. angetrieben wird) und sich dreht.
Wenn andererseits kein Strom in der Spule induziert wird, werden die Scheibe und die Platte aufgrund einer Elastizität (z.B. einer Feder) voneinander getrennt und dadurch ausschaltend (z.B. Kupplung-ausschaltend) betätigt (z.B. bewegt), sodass der mit der Platte verbundene, elektrische Aktor 40 nicht arbeitet (bzw. nicht angetrieben wird).
Die elektromagnetische Kupplung 30 kann eine üblicherweise verwendete sein, und Erläuterungen der detaillierten Struktur und Konfiguration werden weggelassen.
Der elektrische Aktor 40 kann als ein elektrischer Kompressor realisiert sein, der es einer Klimaanlage ermöglicht, zu arbeiten. Das heißt, der elektrische Aktor 40 ist ein elektrischer Aktor, der ein Kältemittel der Klimaanlage komprimiert. Der elektrische Aktor kann auf ein Umweltfahrzeug angewendet werden, bei dem kein Verbrennungsmotor eingebaut ist oder das durch eine Antriebskraft von einem Elektromotor statt eines Verbrennungsmotors fahren kann.
Das elektrische Servolenksystem mit integriertem elektrischen Aktor gemäß verschiedener Ausführungsformen weist ferner auf ein Steuerventil (bzw. Regelventil) 24 und ein Steuerteil (z.B. eine Steuervorrichtung) 50. Das Steuerventil 24 wird auf einer Strecke (bzw. Weg) angeordnet, entlang welcher das Arbeitsfluid einem Lenkgetriebe 22 zugeführt wird, und steuert die Flussrate (z.B. Durchflussmenge) des Arbeitsfluids. Das Steuerteil 50 ist elektrisch mit dem Elektromotor und dem Steuerventil 24 verbunden, erhält ein Betriebssignal, das es dem elektrischen Aktor 40 ermöglicht, zu arbeiten, und steuert den Elektromotor und das Steuerventil 24 variabel, während es bewirkt, dass das Antriebskraft-Steuerungsmittel in Abhängigkeit vom Betrieb des elektrischen Aktors 40 betätigt wird oder nicht.
Das heißt, ein (z.B. einziges) Steuerteil 50 steuert den Betrieb des elektrisch-hydraulischen Servolenksystems und des elektrischen Kompressors durch Steuern des integrierten Elektromotors 10 und des Steuerventils. Aufgrund dieser Integration durch das Steuerteil 50 werden das Gewicht und die Kosten des Systems verringert.
Das Steuerventil 24 kann ein Magnetventil sein, das in Abhängigkeit von einer Strom-Ausgangssteuerung gesteuert werden kann. Das Steuerventil 24 kann die Flussrate des von der hydraulischen Pumpe 20 gepumpten Arbeitsfluids steuern, das in das Lenkgetriebe 22 fließt.
Außerdem ermittelt das Steuerteil 50 bei Betätigung des Antriebskraft-Steuerungsmittels (anders ausgedrückt: wenn das Antriebskraft-Steuerungsmittel betätigt wird) die Drehzahl des Elektromotors in Abhängigkeit von der Betriebslast des elektrischen Aktors 40. Das Steuerteil 50 kann die Lenkkraft steuern durch Einstellen der Flussrate des Arbeitsfluids.
Das heißt, wenn ein Insasse die Klimaanlage in Betrieb nimmt (bzw. betätigt), wird ein Signal, das es dem elektrischen Kompressor ermöglicht, zu arbeiten, zum Steuerteil 50 übertragen, und das Steuerteil 50 lässt den integrierten Elektromotor 10 drehen durch Ermitteln der Drehzahl des integrierten Elektromotors 10, um der Betriebslast der Klimaanlage zu genügen.
Wenn allerdings beim Fahren des Fahrzeugs bei einer hohen Geschwindigkeit ein hoher Betriebslastwert der Klimaanlage eingegeben wird, dreht sich der integrierte Elektromotor 10 bei einer hohen Geschwindigkeit, um der Betriebslast der Klimaanlage zu genügen, und die Menge des von der hydraulischen Pumpe 20 gepumpten Arbeitsfluids erhöht sich ebenfalls, was dadurch zu einem Problem führt, da die Lenkbewegung des Lenkrads bei der hohen Geschwindigkeit schnell wird (mit anderen Worten: leichter wird).
Um solch ein Problem zu überwinden, wird daher das Steuerventil 24 unter der oben erläuterten Bedingung gesteuert, sodass die Menge des Arbeitsfluids, das dem Lenkgetriebe 22 zugeführt wird, geeignet gesteuert wird. Entsprechend kann ungeachtet der Betriebslast des Kompressors und der Drehzahl des Elektromotors dem Fahrer eine optimale Lenkkraft geboten werden.
Derweil kann bei Nicht-Betätigung des Antriebskraft-Steuerungsmittels (anders ausgedrückt: wenn das Antriebskraft-Steuerungsmittel nicht betätigt wird) das Steuerteil 50 die Lenkkraft steuern, indem die Flussrate des Arbeitsfluids durch Steuern der Drehzahl des Elektromotors eingestellt wird.
Wenn die Klimaanlage nicht betrieben wird, wird die Rotationskraft vom integrierten Elektromotor 10 vollständig für den Betrieb (z.B. Antrieb) der hydraulischen Pumpe 20 verwendet. Dann kann das Steuerteil 50 die optimale Lenkkraft für das Lenkrad durch Steuern der Drehzahl des integrierten Elektromotors 10 bereitstellen.
4 ist ein Flussdiagramm, das einen Kontrollfluss des elektrischen Servolenksystems veranschaulicht, in dem der elektrische Aktor 40 gemäß verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung integriert ist. Bezugnehmend auf 4 weist ein Verfahren zum Steuern des elektrischen Servolenksystems mit integriertem elektrischen Aktor gemäß verschiedener Ausführungsformen auf: Schritt S10 des Erfassens eines Betriebssignals, das es der Klimaanlage ermöglicht, zu arbeiten, Schritt S20 des Betreibens (z.B. des Antreibens) der hydraulischen Pumpe 20 und des elektrischen Aktors 40 in einer integrierten (bzw. kombinierten) Weise mittels der Rotationskraft vom integrierten Elektromotor 10 beim Betrieb der Klimaanlage (anders ausgedrückt: wenn die Klimaanlage betrieben wird), während (bzw. indem) das Antriebskraft-Steuerungsmittel betätigt wird, und Schritt S30 des alleinigen Betreibens (z.B. Antreibens) der hydraulischen Pumpe 20 mittels der Rotationskraft vom integrierten Elektromotor 10 beim Nicht-Betrieb der Klimaanlage (anders ausgedrückt: wenn die Klimaanlage nicht betrieben wird), während (bzw. indem) das Antriebskraft-Steuermittel nicht betätigt wird.
In Schritt S20 des Betreibens der hydraulischen Pumpe 20 und des elektrischen Aktors 40 in einer integrierten Weise wird die Drehzahl des Elektromotors in Abhängigkeit von der Betriebslast des Kompressors ermittelt, wobei es möglich ist, die Lenkkraft zu steuern, indem die Flussrate des Arbeitsfluids durch das Steuerventil 24 eingestellt wird.
Bezugnehmend auf den oben erwähnten Kontrollfluss in Verbindung mit 4 wird, wenn das Fahrzeug gestartet wird, der integrierte Elektromotor 10 zum Antrieb befähigt (bzw. aktiviert), und das Steuerteil 50 erfasst, ob die Klimaanlage betrieben wird oder nicht.
Wenn zunächst in einem Zustand, in dem die Klimaanlage nicht betrieben wird, eine Lenkbewegung des Lenkrades erfasst wird, verbleibt die elektrische Kupplung 30 in einem Aus-Zustand. Dadurch wird der integrierte Elektromotor 10 angetrieben, um sich zu drehen, sodass nur die hydraulische Pumpe 20 arbeitet. Somit kann eine optimale Lenkkraft dem Lenkrad zur Verfügung gestellt werden.
Wenn andererseits die Klimaanlage betrieben wird, wird die elektromagnetische Kupplung 30 eingeschaltet und der Kompressor wird aufgrund der Rotationskraft vom integrierten Elektromotor 10 angetrieben. Dies komprimiert somit das Kältemittel, wodurch eine kühle Luft der Kabine zugeführt wird.
Wenn außerdem in einem Zustand, in dem der Kompressor angetrieben wird, die Lenkbewegung des Lenkrades erfasst wird, wird die hydraulische Pumpe 20 auch betrieben durch die Rotationskraft vom integrierten Elektromotor 10. Zu dieser Zeit kann die Flussrate des von der hydraulischen Pumpe 20 gepumpten Arbeitsfluids durch das Steuerventil 20 geeignet gesteuert werden, um eine optimale Lenkkraft bereitzustellen.
Die vorhergehenden Beschreibungen der spezifischen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienen dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sollen nicht als erschöpfend oder die Erfindung auf die genaue offenbarte Form einschränkend verstanden werden, und es sind offensichtlich viele Modifikationen und Variationen möglich angesichts der obigen Lehre. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und deren praktische Anwendung zu erläutern und dadurch dem Fachmann die Herstellung und den Gebrauch der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie von deren zahlreichen Alternativen und Modifikationen zu ermöglichen. Es ist beabsichtigt, dass der Schutzumfang der Erfindung durch die angeführten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 10-2013-0013282 [0007]

Claims

Ein elektrisches Servolenksystem mit integriertem elektrischen Aktor, aufweisend: einen integrierten Elektromotor (10), der eine Rotationskraft bereitstellt, eine hydraulische Pumpe (20), die mit einem Ende des integrierten Elektromotors verbunden ist, wobei der hydraulischen Pumpe die Rotationskraft vom integrierten Elektromotor zugeführt wird, um ein Arbeitsfluid zu pumpen, welches verwendet wird, um eine Lenkkraft zu übertragen, und einen elektrischen Aktor (40), der über ein Antriebskraft-Steuerungsmittel (30) mit dem anderen Ende des integrierten Elektromotors verbunden ist, wobei der elektrische Aktor angetrieben wird, wenn die Rotationskraft zum elektrischen Aktor übertragen wird, und es von einer Betätigung des Antriebskraft-Steuerungsmittels abhängt, ob die Rotationskraft aus dem integrierten Elektromotor zum elektrischen Aktor übertragen wird oder vom elektrischen Aktor getrennt wird.
Das elektrische Servolenksystem mit integriertem elektrischen Aktor nach Anspruch 1, wobei die hydraulische Pumpe (20) mit dem integrierten Elektromotor (10) verbunden ist, sodass die Rotationskraft vom integrierten Elektromotor kontinuierlich der hydraulischen Pumpe zugeführt wird.
Das elektrische Servolenksystem mit integriertem elektrischen Aktor nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Antriebskraft-Steuerungsmittel eine elektromagnetische Kupplung (30) aufweist, die in Abhängigkeit davon, ob ein Strom induziert wird oder nicht, ein- oder ausgeschaltet wird.
Das elektrische Servolenksystem mit integriertem elektrischen Aktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der elektrische Aktor (40) einen elektrischen Kompressor aufweist, der es einer Klimaanlage ermöglicht, zu arbeiten.
Das elektrische Servolenksystem mit integriertem elektrischen Aktor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend: ein Steuerventil (24), das auf einer Strecke angeordnet ist, entlang welcher das Arbeitsfluid einem Lenkgetriebe (22) zugeführt wird, wobei das Steuerventil eine Flussrate des Arbeitsfluids steuert, und ein Steuerteil (50), das elektrisch mit dem Elektromotor und dem Steuerventil verbunden ist, wobei das Steuerteil ein Betriebssignal empfängt, das es dem elektrischen Aktor (40) ermöglicht, zu arbeiten, und das den Elektromotor und das Steuerventil variabel steuert, während bewirkt wird, dass das Antriebskraft-Steuerungsmittel in Abhängigkeit von einem Betrieb des elektrischen Aktors (40) betätigt wird oder nicht.
Das elektrische Servolenksystem mit integriertem elektrischen Aktor nach Anspruch 5, wobei bei Betätigung des Antriebskraft-Steuerungsmittels das Steuerteil (50) eine Drehzahl des Elektromotors in Abhängigkeit von einer Betriebslast des elektrischen Aktors (40) ermittelt und die Lenkkraft steuert durch Einstellen der Flussrate des Arbeitsfluids durch das Steuerventil (24).
Das elektrische Servolenksystem mit integriertem elektrischen Aktor nach Anspruch 5 oder 6, wobei bei Nicht-Betätigung des Antriebskraft-Steuerungsmittels das Steuerteil (50) die Lenkkraft steuert, indem die Flussrate des Arbeitsfluids durch Steuern einer Drehzahl des Elektromotors eingestellt wird.
Ein elektrisches Servolenksystem mit integriertem elektrischen Aktor, aufweisend: einen integrierten Elektromotor (10), der eine Rotationskraft bereitstellt, eine hydraulische Pumpe (20), die mit einem Ende des integrierten Elektromotors verbunden ist, wobei der hydraulischen Pumpe die Rotationskraft vom integrierten Elektromotor zugeführt wird, um das Arbeitsfluid zu pumpen, welches verwendet wird, um die Lenkkraft zu übertragen, und einen Kompressor (40), der über ein Antriebskraft-Steuerungsmittel mit dem anderen Ende des integrierten Elektromotors verbunden ist, wobei der Kompressor angetrieben wird, wenn die Rotationskraft zum Kompressor übertragen wird, und es von einer Betätigung des Antriebskraft-Steuerungsmittels abhängt, ob die Rotationskraft aus dem integrierten Elektromotor zum Kompressor übertragen wird oder vom Kompressor getrennt wird.
Ein Verfahren zum Steuern des elektrischen Servolenksystems mit integriertem elektrischen Aktor nach Anspruch 8, aufweisend: Erfassen, ob es ein Betriebssignal gibt oder nicht, das es einer Klimaanlage ermöglicht, zu arbeiten (S10), falls die Klimaanlage betrieben wird, Antreiben der hydraulischen Pumpe und des Kompressors in einer integrierten Weise mittels der Rotationskraft vom integrierten Elektromotor (S20), während das Antriebskraft-Steuerungsmittel betätigt wird, und, falls die Klimaanlage nicht betrieben wird, alleiniges Antreiben der hydraulischen Pumpe mittels der Rotationskraft vom integrierten Elektromotor (S30), während das Antriebskraft-Steuerungsmittel nicht betätigt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Antreiben der hydraulischen Pumpe und des Kompressors in integrierter Weise aufweist: Ermitteln einer Drehzahl des Elektromotors in Abhängigkeit von einer Betriebslast des Kompressors, wobei die Lenkkraft gesteuert wird durch Einstellen einer Flussrate des Arbeitsfluids durch ein Steuerventil.
Das Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei das alleinige Antreiben der hydraulischen Pumpe aufweist: Steuern der Lenkkraft, indem eine Flussrate des Arbeitsfluids durch Steuern einer Drehzahl des Elektromotors eingestellt wird.
Ein Verfahren zum Steuern des elektrischen Servolenksystems mit integriertem elektrischen Aktor nach einem der Ansprüche 1–7, aufweisend: Erfassen, ob es ein Betriebssignal gibt oder nicht, das es einer Klimaanlage ermöglicht, zu arbeiten (S10), falls die Klimaanlage betrieben wird, Antreiben der hydraulischen Pumpe und des elektrischen Aktor in einer integrierten Weise mittels der Rotationskraft vom integrierten Elektromotor (S20), während das Antriebskraft-Steuerungsmittel betätigt wird, und, falls die Klimaanlage nicht betrieben wird, alleiniges Antreiben der hydraulischen Pumpe mittels der Rotationskraft vom integrierten Elektromotor (S30), während das Antriebskraft-Steuerungsmittel nicht betätigt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Antreiben der hydraulischen Pumpe und des elektrischen Aktors in integrierter Weise aufweist: Ermitteln einer Drehzahl des Elektromotors in Abhängigkeit von einer Betriebslast des elektrischen Aktors, wobei die Lenkkraft gesteuert wird durch Einstellen einer Flussrate des Arbeitsfluids durch ein Steuerventil.
Das Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei das alleinige Antreiben der hydraulischen Pumpe aufweist: Steuern der Lenkkraft, indem eine Flussrate des Arbeitsfluids durch Steuern einer Drehzahl des Elektromotors eingestellt wird.