DE102015206517A1 - Sicherheitsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System - Google Patents

Sicherheitsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System Download PDF

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16D2300/00Special features for couplings or clutches
    • F16D2300/18Sensors; Details or arrangements thereof

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System. Die vorliegende Erfindung kann die Sicherheit eines Steer-by-Wire-Systems unter Verwendung eines einfachen und kompakten Aufbaus sicherstellen und eine Verringerung der Herstellungskosten erreichen.

Description

  • QUERVERWEIS ZU EINER VERWANDTEN ANMELDUNG
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen entsprechend 35 U.S.C. §119(a) der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2014-0045266 , eingereicht am 16. April 2014, die hier durch Bezugnahme für alle Zwecke einbezogen ist, so als ob sie vollständig hier ausgeführt ist.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System und insbesondere auf eine Sicherheitsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System, die die Sicherheit eines Steer-by-Wire-Systems durch Verwendung eines einfachen und kompakten Aufbaus gewährleisten und zu geringen Kosten hergestellt werden kann.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Ein Steer-by-Wire System (SBW) bezieht sich auf eine Vorrichtung, die das Lenken unter Verwendung eines hydraulischen Drucks oder einer elektrischen Hilfsenergie nur durch ein elektrisches Signal anstelle einer mechanischen Struktur, die die Drehung eines Lenkrades und die Rotation der Räder verbindet, steuert.
  • Das SBW umfasst im Allgemeinen einen Lenkwinkelsensor auf seiner Lenkeingangsseite und einen Lenkausgangssensor und einen Lenkaktuator auf seiner Lenkausgangsseite. Der Lenkwinkelsensor erfasst einen Lenkwinkel, der Lenkausgangssensor erfasst den Rotationswinkel eines Rades und der Lenkaktuator bzw. das Lenkbetätigungselement erzeugt eine Hilfsenergie zum Drehen des Rades.
  • Wenn ein Fahrer ein Lenkrad dreht, detektiert der Lenkwinkelsensor die Anzahl von Umdrehungen des Lenkrads, um diese an eine elektronische Steuereinheit (ECU) zu übertragen, und die ECU steuert den Lenkaktuator, der das Rad drehen kann, um einen Lenkausgang zu erzeugen.
  • In dem SBW-System können jedoch fatale Fehler durch einen nichtlenkbaren Zustand bewirkt werden, indem ein elektrisches Signal aufgrund eines Kurzschlusses oder eines Fehlers in der Kontaktierung einer Leitung auf dem Signalweg nicht geliefert wird, über den das Lenken detektiert und an den Aktuator übertragen wird, und somit wird eine Lenkabsicht eines Fahrers nicht korrekt an das Rad übertragen, oder bei dem der Lenkaktuator oder die elektronische Steuereinheit ausfällt und fehlerhaft arbeitet.
  • Eine kupplungsangetriebene Sicherungsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System wird beispielhaft beschrieben als Ausführungsform einer Sicherheitsvorrichtung zum Verhindern, dass derartige Probleme auftreten.
  • 1 ist eine kupplungsangetriebene Sicherungsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System nach dem Stand der Technik.
  • Wie in 1 dargestellt ist, umfasst die kupplungsangetriebene Sicherungsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System nach dem Stand der Technik eine erste Säulenwelle 102, eine zweite Säulenwelle 104, eine elektromagnetische Wicklung 106, einen Anker 108, eine ausgangsseitige Nabe 110, eine Ankernabe 112 und eine Scheibenfeder 114.
  • Die Ankernabe 112 ist an der ersten Säulenwelle 102 befestigt, die mit einem Lenkrad (nicht dargestellt) verbunden ist, und die Scheibenfeder 114 ist mit der Ankernabe 112 verbunden.
  • Der Anker 108 ist an der Scheibenfeder 114 befestigt.
  • Die ausgangsseitige Nabe 110 ist mit der zweiten Säulenwelle 104 verbunden und wird von der elektromagnetischen Wicklung umgriffen.
  • Wenn das Steer-by-Wire-System normal arbeitet, sind die erste und zweite Säulenwelle 102, 104 mechanisch voneinander getrennt. Daher wird eine Lenkkraft des Fahrers, die auf die erste Säulenwelle 102 übertragen wird, nicht mechanisch an die zweite Säulenwelle 104 übertragen. Wenn jedoch ein Fehler in dem Steer-by-Wire-System auftritt, wird ein Strom auf die elektromagnetische Wicklung 106 aufgebracht, wodurch ein magnetisches Feld erzeugt wird. Das Magnetfeld zieht den Anker 108 gegen die Rückstellkraft der Scheibenfeder 114 an, so dass der Anker 108 in Kontakt mit der ausgangsseitigen Nabe 110 gebracht wird.
  • Wenn der Anker 108 in Kontakt mit der ausgangsseitigen Nabe 110 gebracht ist, sind die erste und zweite Säulenwelle 102, 104, mechanisch miteinander verbunden und die Lenkkraft des Fahrers wird auf die Räder übertragen, wodurch ein fataler Fehler, der durch eine Funktionsstörung des Steer-by-Wire-Systems bewirkt werden könnte, vermieden wird.
  • Die kupplungsangetriebene Sicherungsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System entsprechend dem Stand der Technik hat jedoch einen komplexen Aufbau und die elektromagnetische Wicklung, die für die kupplungsangetriebene Sicherungsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System verwendet wird, hat aufgrund ihrer geringen Antriebskraft Grenzen in Fällen, bei denen eine große Antriebskraft verlangt wird, und ihre hohen Produktionskosten sind ein Nachteil.
  • ABRISS DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung wurde konzipiert, um solche Probleme des Standes der Technik zu lösen und es ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Sicherheitsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System vorzusehen, die die Betriebssicherheit eines Steer-by-Wire-System gewährleisten kann, wobei ein einfacher und kompakter Aufbau verwendet werden soll und die Vorrichtung bei niedrigen Kosten hergestellt werden kann.
  • Der Aspekt der Erfindung ist nicht darauf begrenzt und andere nicht erwähnte Aspekte der vorliegenden Erfindung können klar von Fachleuten aus der folgenden Beschreibung eingeschätzt werden.
  • In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Sicherheitsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System: eine erste drehbare Platte, die an einem Endbereich einer Eingangswelle oder einer Ausgangswelle, die voneinander getrennt sind, ausgebildet ist, wobei die erste drehbare Platte ein Durchgangsloch aufweist, das in einer von ihrem Mittelpunkt entfernten Stelle angeordnet ist, und mit einem ersten Positionserfassungssensor versehen ist; eine zweite drehbare Platte, die an einem Endbereich der anderen der Eingangswelle oder Ausgangswelle und gegenüberliegend zur ersten drehbaren Platte ausgebildet ist, wobei die zweite drehbare Platte ein mit ihr gekoppeltes Betätigungselement aufweist und mit einem zweiten Positionserfassungssensor versehen ist, der mit dem ersten Positionserfassungssensor interagiert, und das Betätigungselement einen Kraftaufnahmeteil umfasst, der in das Durchgangsloch eingeführt oder daraus herausgezogen wird; und eine Steuereinheit, die ein Signal für einen relativen Drehwinkel zwischen der ersten und der zweiten drehbaren Platte von dem ersten und zweiten Positionserfassungssensor empfängt und das Betätigungselement derart steuert, dass der Kraftaufnahmeteil aus dem Durchgangsloch herausgezogen wird, wenn das Steer-by-Wire-System normal arbeitet, und der Kraftaufnahmeteil in das Durchgangsloch eingeführt wird, wenn das Steer-by-Wire-System fehlerhaft arbeitet.
  • Wie oben beschrieben, ist es entsprechend dem Ausführungsbeispiel möglich, die Sicherheit eines Steer-by-Wire-Systems zu gewährleisten, wobei ein einfacher und kompakter Aufbau vorgesehen ist, und eine Reduktion der Herstellungskosten zu erreichen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlicher, die zusammen mit der beigefügten Zeichnung zu nehmen ist, in der:
  • 1 eine kupplungsangetriebene Sicherungsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System entsprechend dem Stand der Technik zeigt.
  • 2 einen Aufbau einer Lenkvorrichtung mit einer Sicherheitsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
  • 3 eine Teilquerschnittsansicht und eine perspektivische Ansicht einer Sicherheitsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind.
  • 4 eine Teilquerschnittsansicht und eine perspektivische Ansicht einer Sicherheitsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System entsprechend einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung sind.
  • 5 und 6 Teilquerschnittsansichten einer Sicherheitsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System entsprechend Ausführungsbeispielen der Erfindung sind.
  • 7 eine Teilquerschnittsansicht ist, die einen Betriebszustand einer Sicherheitsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Folgenden werden einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die beispielhaften Figuren beschrieben. Für die folgende Beschreibung sei es bemerkt, dass, wenn eine Komponente beschrieben wird als ”verbunden”, ”gekoppelt” oder ”angegliedert” mit oder an eine andere Komponente, eine dritte Komponente ”verbunden”, ”gekoppelt” und ”angegliedert” zwischen der ersten und zweiten Komponente sein kann, obwohl die erste Komponente direkt verbunden mit, gekoppelt mit oder angegliedert an die zweite Komponente sein kann.
  • 2 zeigt einen Aufbau einer Lenkvorrichtung mit einer Sicherheitsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System, die dafür angewendet wird, entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 3 ist eine Teilquerschnittsansicht und eine Perspektivansicht einer Sicherheitsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, 4 ist eine Teilquerschnittsansicht und eine Perspektivansicht einer Sicherheitsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System entsprechend einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, die 5 und 6 sind Teilquerschnittsansichten einer Sicherheitsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System entsprechend Ausführungsbeispielen der Erfindung, und 7 ist eine Teilquerschnittsansicht, die einen Betriebszustand einer Sicherheitsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
  • Wie in den Figuren dargestellt umfasst eine Sicherheitsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung: eine erste drehbare Platte 215, die an einem Endbereich einer Eingangswelle 221 oder Ausgangswelle 201, die voneinander getrennt sind, ausgebildet ist, wobei die erste drehbare Platte 215 ein Durchgangsloch 301 aufweist, das an einer von ihrem Mittelpunkt entfernten Stelle angeordnet ist, und mit einem ersten Positionserfassungssensor 303 versehen ist; eine zweite drehbare Platte 223, die an einem Endbereich der anderen der Eingangswelle 221 oder Ausgangswelle 201 gegenüberliegend zur ersten drehbare Platte 215 ausgebildet ist, wobei die zweite drehbare Platte 223 ein mit ihr gekoppeltes Betätigungselement 225 aufweist und mit einem zweiten Positionserfassungssensor 307 versehen ist, der mit dem ersten Positionserfassungssensor 303 interagiert, und das Betätigungselement 225 einen Kraftaufnahmeteil 305 umfasst, der in das Durchgangsloch 301 eingeführt oder daraus herausgezogen wird; und eine Steuereinheit 213, die ein Signal für einen relativen Drehwinkel zwischen der ersten drehbaren Platte 215 und der zweiten drehbaren Platte 223 von dem ersten und zweiten Positionserfassungssensor 303, 307 empfängt und das Betätigungselement 225 derart steuert, dass der Kraftaufnahmeteil 305 aus dem Durchgangsloch 301 herausgezogen wird, wenn das Steer-by-Wire-System normal arbeitet und der Kraftaufnahmeteil 305 in das Durchgangsloch 301 eingeführt wird, wenn das Steer-by-Wire-System fehlerhaft arbeitet.
  • Obwohl im Folgenden beispielhaft erläutert wird, dass die erste drehbare Platte 215 an einem Endbereich der Ausgangswelle 201 und die zweite drehbare Platte 223 an einem Endbereich der Eingangswelle 221 ausgebildet sind, können sie auch in umgekehrter Weise angeordnet sein.
  • Ein auf dem unteren Endbereich der Ausgangswelle 201 ausgebildetes Zahnrad 203 ist im Eingriff mit einem Stangengetriebe 207, das auf einer Zahnstange 205 ausgebildet ist. Ein Antriebsmotor 209 ist mit der Zahnstange 205 gekoppelt und die Zahnstange 205 wird linear durch die Antriebskraft des Antriebsmotors 209 nach links und rechts bewegt, um Räder 211 zu lenken.
  • Der Antriebsmotor 209 empfängt ein Steuersignal von der Steuereinheit 213 und erzeugt eine Antriebskraft für die Bewegung der Zahnstange 205 nach links und nach rechts.
  • Das heißt, die Steuereinheit 213 empfängt Signale von einem ersten Sensor 229, der an der Eingangswelle 221 angeordnet ist, von einem Sensor 231, der an der Ausgangswelle 201 angeordnet ist und von verschiedenen anderen Arten von Sensoren und steuert den Antriebsmotor 209, um der Bewegungsentfernung der Zahnstange 205 entsprechend dem Drehwinkel eines Lenkrads 227 zu genügen.
  • Die erste drehbare Platte 215 ist mit dem oberen Endbereich der Ausgangswelle 201 gekoppelt und weist das darin ausgebildete Durchgangsloch 301 und den ersten Positionserfassungssensor 303 auf.
  • Hier kann das Durchgangsloch an einer Stelle angeordnet sein, die von der Mitte der ersten drehbaren Platte 215 entfernt ist und der erste Positionserfassungssensor 303 kann so angeordnet sein, dass er symmetrisch zu dem Durchgangsloch 301 in Bezug auf der Mitte der ersten drehbaren Platte 215 liegt.
  • Entsprechend dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das in 3 gezeigt ist, ist eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 301 und von ersten Positionserfassungssensoren 303 gemäß einer Umfangsrichtung der ersten drehbaren Platte 215 ausgebildet. Dabei können, wie in 4 dargestellt ist, eine Mehrzahl von Durchgangslöchern 401 derart ausgebildet sein, dass benachbarte Durchgangslöcher einander überlappen.
  • Das heißt, wie in 3 dargestellt ist, kann die Mehrzahl von Durchgangslöchern 301 benachbart so angeordnet sein, dass sie voneinander in der Umfangsrichtung der ersten drehbaren Platte 215 beabstandet sind. In alternativer Weise kann, wie in 4 dargestellt ist, die Mehrzahl von Durchgangslöchern 401 derart ausgebildet sein, dass die benachbarten Durchgangslöcher einander überlappen, wodurch breite Querschnitte A und enge Querschnitte B in der Umfangsrichtung alternierend ausgebildet sein können und die obere und untere Fläche der ersten drehbaren Platte können miteinander in Verbindung stehen.
  • Insbesondere kann in Fällen, bei denen die Durchgangslöcher 401 in der Weise ausgebildet sind, dass die benachbarten Durchgangslöcher einander überlappen, wie in 4 dargestellt ist, das Zahngetriebe 207, das auf der Zahnstange 205 geformt ist, beispielsweise als variables Getriebe ausgebildet sein. Somit kann, auch wenn ein Intervall existiert, wobei die Drehwinkel der Eingangs- und Ausgangswelle 221, 201 unterschiedlich zueinander sind, der Kraftaufnahmeteil 305 des Betätigungselements 225 wirksam in das Durchgangsloch 401 eingeführt oder daraus herausgezogen werden, in Fällen, in denen ein Fehler im Steer-by-Wire-System auftritt, wodurch eine ausreichende Lenkstabilität sichergestellt wird.
  • Wenn der Kraftaufnahmeteil 305 des Betätigungselements 225 aus dem Durchgangsloch 401 aufgrund eines Fehlers im Steer-by-Wire-System herausgezogen wird, kann ein spezieller Fall auftreten, bei dem der Kraftaufnahmeteil 305 durch die engen Querschnitte B der Durchgangslöcher 401 gestoppt wird. Da jedoch ein vorbestimmtes relatives Drehwinkelintervall (nämlich ein Winkelintervall, bei dem die Ausgangswelle 201 nicht zusammen mit der Eingangswelle 221 rotiert, selbst wenn ein Fahrer das Lenkrad 227 um einen vorbestimmten Winkel dreht, um die Eingangswelle 221 zu drehen) zwischen der Eingangswelle 221 und der Ausgangswelle 201 existiert, tritt nicht der Fall ein, bei dem der Kraftaufnahmeteil 305 durch die engen Querschnitte B der Durchgangslöcher 401 gestoppt wird, derart dass die Sicherheitsvorrichtung für das Steer-by-Wire-System fehlerhaft arbeitet.
  • Das heißt, auch wenn die zuvor erwähnte spezielle Situation auftritt, wenn der Fahrer leicht das Lenkrad 227 dreht, ohne es zu realisieren, verlässt der Kraftaufnahmeteil 305 den engen Querschnitt B der Durchgangslöcher 401 und tritt dann in den breiten Querschnitt A derselben in dem Vorgang, bei dem die Eingangswelle 221, die mit dem Lenkrad 227 verbunden ist, gedreht wird. Daher tritt die zuvor erwähnte fehlerhafte Betriebsweise der Sicherheitsvorrichtung für das Steer-by-Wire-System nicht auf.
  • Bezugnehmend auf die 3 und 4 kann außerdem eine Mehrzahl von ersten Positionserfassungssensoren 403 mit Abstand zueinander in der Umfangsrichtung in der ersten drehbaren Platte 215, in der die Durchgangslöcher 401 ausgebildet sind, angeordnet sein.
  • Die Eingangswelle 221, die mit dem Lenkrad 227 verbunden ist, wird zusammen mit dem Lenkrad 227 gedreht, wenn der Fahrer das Lenkrad 227 dreht.
  • Die zweite drehbare Platte 223 ist mit dem unteren Endbereich der Eingangswelle 221 gekoppelt und ist mit dem Betätigungselement 225 und dem zweiten Positionserfassungssensor 307 versehen.
  • Das Betätigungselement 225 umfasst den Kraftaufnahmeteil 305, der in die Durchgangslöcher 301 der ersten drehbaren Platte 215 eingeführt wird oder daraus herausgezogen wird. Die Durchgangslöcher 301 haben einen leicht größeren Durchmesser als der Kraftaufnahmeteil 305, so dass im Notfall der Kraftaufnahmeteil richtig in die Durchgangslöcher 301 eingeführt werden kann. Das Betätigungselement 225 kann beispielsweise ein Magnetventil sein.
  • Der zweite Positionserfassungssensor 307 ist in der zweiten drehbaren Platte 223 angeordnet, um mit dem ersten Positionserfassungssensor 303, der in der ersten drehbaren Platte 215 angeordnet ist, zu interagieren. Der erste Positionserfassungssensor 303 und der zweite Positionserfassungssensor 307 kann beispielsweise ein Magnetsensor sein und sie sind gegenüberliegend zueinander angeordnet, wenn die Sicherheitsvorrichtung für das Steer-by-Wire-System entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem Fahrzeug montiert ist.
  • Wie in den 3 und 4 dargestellt ist, sind in den Fällen, bei denen eine Mehrzahl von ersten Positionserfassungssensoren 403 vorgesehen ist, ebenfalls eine Mehrzahl von zweiten Positionserfassungssensoren 407 auf der zweiten drehbaren Platte 223 vorgesehen, um den ersten Positionserfassungssensoren zu entsprechen.
  • Wie in 5 dargestellt ist, kann der Kraftaufnahmeteil 305 außerdem an einem Endbereich einen im Durchmesser reduzierten Bereich 305a aufweisen, der einen graduell abnehmenden Außendurchmesser aufweist, oder, wie in 6 dargestellt ist, die Durchgangslöcher 301 können an einem Endbereich einen im Durchmesser erweiterten Bereich 301a aufweisen, der einen graduell steigenden Innendurchmesser besitzt und in den der Kraftaufnahmeteil 305 eingeführt wird. Alternativ kann der Kraftaufnahmeteil 305 den im Durchmesser reduzierten Bereich 305a und zur gleichen Zeit können die Durchgangslöcher 301 den im Durchmesser erweiterten Bereich 301a aufweisen.
  • Auf diese Weise hat der Kraftaufnahmeteil 305 den im Durchmesser reduzierten Bereich 305a und/oder die Durchgangslöcher 301 haben den im Durchmesser erweiterten Bereich 301a. Wenn somit die erste und zweite drehbare Platte 215, 223 nicht in den korrekten Positionen liegen, kann, selbst wenn der Fahrer leicht das Lenkrad 227 dreht, der Kraftaufnahmeteil 305 des Betätigungselements leicht in die Durchgangslöcher 301 eingeführt werden.
  • Wenn die Sicherheitsvorrichtung für das Steer-by-Wire-System entsprechend dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einem Fahrzeug montiert ist, werden die ersten und zweiten Positionserfassungssensoren 303, 307 so angeordnet, dass sie einander gegenüberstehen und die Steuervorrichtung 213 kann bestimmen, dass die erste drehbare Platte 215 und die zweite drehbare Platte 223 ursprünglich an den korrekten Positionen angeordnet sind, bei denen der Kraftaufnahmeteil 305 des Betätigungselements 225 in das Durchgangsloch 301 eingeführt werden kann.
  • Wenn die erste und zweite drehbare Platte 215, 223 einen vorgegebenen relativen Drehwinkelbereich verlassen, kann die Steuervorrichtung 213 auch den Zustand identifizieren.
  • Die Steuervorrichtung 213 empfängt ein Signal für einen relativen Drehwinkel zwischen der ersten und der zweiten drehbaren Platte 215, 223 von dem ersten und zweiten Positionserfassungssensor 303, 307 und steuert das Betätigungselement 225, um den Kraftaufnahmeteil 305 aus dem Durchgangsloch 301 herauszuziehen, wenn das Steer-by-Wire-System normal arbeitet (siehe 7(a)), und den Kraftaufnahmeteil 305 in das Durchgangsloch 301 einzuführen, wenn das Steer-by-Wire-System fehlerhaft arbeitet (siehe 7(b)).
  • Das heißt, nur wenn das Steer-by-Wire-Systemfehlerhaft arbeitet, steuert die Steuervorrichtung 213 das Betätigungselement 225 derart an, dass der Kraftaufnahmeteil 305 des Betätigungselements 225 in das Durchgangsloch 301 eingreift, so dass die Eingangs- und die Ausgangswelle 221, 201 physisch miteinander verbunden sind, wodurch es dem Fahrer ermöglicht wird, manuell die Räder 211 im Notfall zu lenken (z. B. im Fall, bei dem eine Vibration von 0,13 g oder mehr in dem Lenkrad beständig für 20 ms oder mehr erzeugt wird).
  • Die Steuervorrichtung 213 bestimmt, ob das Steer-by-Wire-System normal arbeitet, und zwar basierend auf Signalen, die von dem ersten und zweiten Sensor 229, 231 zum Detektieren des Drehwinkels jeweils der Eingangswelle 221 und der Ausgangswelle 201 gesendet werden und der von anderen verschiedenen Sensoren gesendeten Signalen.
  • Außerdem ist ein erstes Zahnrad 233 auf der Eingangswelle 221 montiert und greift in ein zweites Zahnrad 237 ein, das auf der Welle eines Motors 235 angeordnet ist, und die Steuervorrichtung 213 steuert den Motor 235 an, um einem Fahrer ein Gefühl des allgemeinen Lenkens zu geben, während er ein Fahrzeug fährt.
  • Wie oben beschrieben, ist es entsprechend dem Ausführungsbeispiel möglich, die Sicherheit eines Steer-by-Wire-Systems unter Verwendung eines einfachen und kompakten Aufbaus sicherzustellen und eine Verringerung der Herstellungskosten zu erreichen.
  • Selbst wenn oben beschrieben wurde, dass alle Komponenten eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung in einer einzigen Einheit zusammengefasst sind oder so gekoppelt sind, dass sie als eine einzige Einheit arbeiten, ist die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise auf ein solches Ausführungsbeispiel begrenzt. Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung soll auf der Basis der beigefügten Ansprüche derart ausgelegt werden, dass all die technischen Ideen, die in dem zu den Ansprüchen äquivalenten Schutzbereich eingeschlossen sind, zu der vorliegenden Erfindung gehören.
  • 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 10-2014-0045266 [0001]

Claims (10)

  1. Sicherheitsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System, umfassend: eine erste rotierende Platte (215), die an einem Endbereich einer der Eingangswelle (221) und Ausgangswelle (201), die voneinander getrennt sind, ausgebildet ist, wobei die erste drehbare Platte (215) ein Durchgangsloch (301, 401) aufweist, das an einer von ihrer Mitte entfernten Stelle angeordnet ist, und mit einem ersten Positionserfassungssensor 303 versehen ist; eine zweite drehbare Platte (223), die an einem Endbereich der anderen der Eingangswelle (221) und Ausgangswelle (201) gegenüberliegend zur ersten drehbaren Platte (215) gebildet ist, wobei die zweite drehbare Platte ein mit ihr gekoppeltes Betätigungselement (225) aufweist und mit einem zweiten Positionserfassungssensor (307) versehen ist, der mit dem ersten Positionserfassungssensor (303) interagiert, und das Betätigungselement (225) einen Kraftaufnahmeteil (305) umfasst, der in das Durchgangsloch (301, 401) eingeführt oder daraus herausgezogen wird; und eine Steuereinheit (213), die ein Signal für einen relativen Drehwinkel zwischen der ersten und der zweiten drehbaren Platte (215, 223) von dem ersten und zweiten Positionserfassungssensor (303, 307) empfängt und das Betätigungselement (225) derart steuert, dass der Kraftaufnahmeteil (305) aus dem Durchgangsloch (301, 401) herausgezogen ist, wenn das Steer-by-Wire-System normal arbeitet und der Kraftaufnahmeteil (305) in das Durchgangsloch (301, 401) eingreift, wenn das Steer-by-Wire-System fehlerhaft arbeitet.
  2. Sicherheitsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System nach Anspruch 1, bei der der erste Positionserfassungssensor (303) so angeordnet ist, dass er in Bezug auf die Mitte der ersten drehbaren Platte (215) zu dem Durchgangsloch (301, 401) symmetrisch ist.
  3. Sicherheitsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System nach Anspruch 1 oder 2, bei der eine Mehrzahl von Durchgangslöchern (301, 401) entlang der Umfangsrichtung der ersten drehbaren Platte (215) angeordnet ist.
  4. Sicherheitsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System nach Anspruch 3, bei der die Mehrzahl von Durchgangslöchern (401) derart angeordnet ist, dass benachbarte Durchgangslöcher einander überlappen.
  5. Sicherheitsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der erste und zweite Positionserfassungssensor (303, 307) derart angeordnet sind, dass sie einander gegenüberstehen.
  6. Sicherheitsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der eine Mehrzahl von ersten Positionserfassungssensoren (303) derart angeordnet ist, dass sie in Umfangsrichtung der ersten drehbaren Platte (215) zueinander beabstandet sind.
  7. Sicherheitsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System nach Anspruch 6, bei der eine Mehrzahl von zweiten Positionserfassungssensoren (307) derart angeordnet ist, dass letztere den ersten Positionserfassungssensoren (303) gegenüberstehen.
  8. Sicherheitsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der der Kraftaufnahmeteil (305) an seinem Endbereich einen im Durchmesser verringerten Bereich (305a) aufweist, der einen graduell abnehmenden Außendurchmesser hat.
  9. Sicherheitsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der das Durchgangsloch (301) an seinem Endbereich einen im Durchmesser zunehmenden Bereich (301a) aufweist, der einen graduell zunehmenden Innendurchmesser hat und in den der Kraftaufnahmeteil (305) eingeführt wird.
  10. Sicherheitsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der der Kraftaufnahmeteil (305) auf seinem Endbereich einen im Durchmesser abnehmenden Bereich (305a) aufweist, der einen graduell abnehmenden Außendurchmesser hat und das Durchgangsloch (301) auf seinem Endbereich einen im Durchmesser zunehmenden Bereich (301a) aufweist, der einen graduell zunehmenden Innendurchmesser hat, und in den der Kraftaufnahmeteil (305) eingeführt wird.
DE102015206517.0A 2014-04-16 2015-04-13 Sicherheitsvorrichtung für ein Steer-by-Wire-System Pending DE102015206517A1 (de)

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