DE102019118396A1 - Manual force actuator with a speed conversion system for a rotation angle sensor system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Handkraftaktuator (10) für ein Steer-by-Wire-Lenksystem eines Fahrzeugs, aufweisend eine äußere Gehäuseanordnung (12), einen Elektromotor (14), wobei der Elektromotor (14) entlang der Längsachse (L) drehfest an der Gehäuseanordnung (12) angeordnet ist, mindestens eine Lenkspindel (16) mit einer Längsachse (L) zur Aufnahme eines Lenkmoments eines Lenkrads (18), wobei die Lenkspindel (16) um die Längsachse (L) drehbar in der Gehäuseanordnung (12) gelagert ist, und wobei die Lenkspindel (16) zur Übertragung eines Drehmoments (D) zumindest mittelbar mit dem Elektromotor (14) verbunden ist, mindestens ein Lager (20a, 20b) zur drehbaren Lagerung der Lenkspindel (16) in der Gehäuseanordnung (12), ein Drehwinkelsensorsystem (22) zur Drehwinkeldetektion, wobei der Handkraftaktuator (10) ein Drehzahlumformsystem (24) aufweist zum Umleiten einer Eingangsdrehzahl (n1) der Lenkspindel (16) in eine Ausgangsdrehzahl (n2) eines durch das Drehwinkelsensorsystem (22) zu detektierenden Drehkörpers (26).The invention relates to a manual force actuator (10) for a steer-by-wire steering system of a vehicle, having an outer housing arrangement (12), an electric motor (14), the electric motor (14) on the housing arrangement in a rotationally fixed manner along the longitudinal axis (L) (12) is arranged, at least one steering spindle (16) with a longitudinal axis (L) for receiving a steering torque of a steering wheel (18), wherein the steering spindle (16) is rotatably mounted about the longitudinal axis (L) in the housing arrangement (12), and wherein the steering spindle (16) is at least indirectly connected to the electric motor (14) for transmitting a torque (D), at least one bearing (20a, 20b) for the rotatable mounting of the steering spindle (16) in the housing arrangement (12), a rotation angle sensor system (22) for detecting the angle of rotation, the manual force actuator (10) having a speed conversion system (24) for diverting an input speed (n1) of the steering spindle (16) into an output speed (n2) of the rotation angle sensor system (22) Ktierenden rotary body (26).
Description
Die Erfindung betrifft einen Handkraftaktuator für ein Steer-by-Wire-Lenksystem eines Fahrzeugs gemäß Anspruch 1. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Drehzahlumformsystem für den Handkraftaktuator.The invention relates to a manual force actuator for a steer-by-wire steering system of a vehicle according to claim 1. The invention also relates to a speed conversion system for the manual force actuator.
Steer-by-wire-Lenksysteme für Kraftfahrzeuge nehmen manuelle Lenkbefehle des Fahrers, wie konventionelle mechanische Lenkungen, durch Drehung eines Lenkrades einer Eingabeeinheit entgegen. Dadurch wird die Drehung einer Lenkspindel bewirkt, die jedoch nicht mechanisch über das Lenkgetriebe mit den zu lenkenden Rädern verbunden ist, sondern mit Drehwinkel- bzw. Drehmomentsensoren zusammenwirkt, die den eingebrachten Lenkbefehl erfassen und ein daraus bestimmtes elektrisches Steuersignal an einen Lenksteller abgeben, der mittels eines elektrischen Stellantriebs einen entsprechenden Lenkeinschlag der Räder einstellt.Steer-by-wire steering systems for motor vehicles receive manual steering commands from the driver, like conventional mechanical steering systems, by turning a steering wheel of an input unit. This causes the rotation of a steering spindle which, however, is not mechanically connected to the wheels to be steered via the steering gear, but rather interacts with angle of rotation or torque sensors that detect the steering command and output a determined electrical control signal to a steering actuator, which by means of an electric actuator sets a corresponding steering angle of the wheels.
Bei Steer-by-wire-Lenksystemen erhält der Fahrer von den gelenkten Rädern keine unmittelbare physische Rückmeldung über den Lenkstrang, welche bei konventionellen mechanisch gekoppelten Lenkungen als Reaktions- bzw. Rückstellmoment in Abhängigkeit von der Fahrbahnbeschaffenheit, der Fahrzeuggeschwindigkeit, dem aktuellen Lenkwinkel und weiterer Betriebszustände zum Lenkrad zurückgemeldet werden. Die fehlende haptische Rückmeldung erschwert dem Fahrer aktuelle Fahrsituationen sicher zu erfassen und angemessene Lenkmanöver durchzuführen, wodurch die Fahrzeuglenkbarkeit und damit die Fahrsicherheit beeinträchtigt werden.With steer-by-wire steering systems, the driver does not receive any direct physical feedback from the steered wheels via the steering line, which in conventional mechanically coupled steering systems is a reaction or restoring torque depending on the condition of the road surface, the vehicle speed, the current steering angle and other operating conditions reported back to the steering wheel. The lack of haptic feedback makes it difficult for the driver to safely grasp current driving situations and to carry out appropriate steering maneuvers, which impairs vehicle steerability and thus driving safety.
Zur Erzeugung eines realistischen Fahrgefühls ist es im Stand der Technik bekannt, aus einer tatsächlichen momentanen Fahrsituation Parameter wie Fahrzeuggeschwindigkeit, Lenkwinkel, Lenkungs-Reaktionsmoment und dergleichen zu erfassen oder in einer Simulation zu berechnen, und aus diesen mit einem Handkraftaktuator ein Rückkopplungs-Signal durch ein entsprechend von einem Elektromotor generiertes Drehmoment zu bilden. Hierzu umfasst der Handkraftaktuator einen als Handmoment- oder Lenkradsteller dienenden Stellantrieb. Somit wird abhängig vom Rückkopplungs-Signal ein dem realen Reaktionsmoment entsprechendes Rückstellmoment beziehungsweise Drehmoment über die Lenkspindel in das Lenkrad eingekoppelt. Derartige, auch „Force-Feedback“-Systeme genannte Systeme, geben dem Fahrer den Eindruck einer realen Fahrsituation wie bei einer konventionellen Lenkung, was eine intuitive Reaktion erleichtert.In order to generate a realistic driving experience, it is known in the prior art to record parameters such as vehicle speed, steering angle, steering reaction torque and the like from an actual current driving situation or to calculate them in a simulation, and from these with a manual force actuator through a feedback signal to form corresponding torque generated by an electric motor. For this purpose, the manual force actuator comprises an actuating drive serving as a manual torque or steering wheel actuator. Thus, depending on the feedback signal, a restoring torque or torque corresponding to the real reaction torque is coupled into the steering wheel via the steering spindle. Such systems, also known as “force feedback” systems, give the driver the impression of a real driving situation as with conventional steering, which facilitates an intuitive reaction.
Allgemein bekannt sind Steer-by-wire-Lenksysteme, beispielsweise jeweils mit einer Eingabeeinheit, die eine von einem Elektromotor angetriebenen Handkraftaktuator mit einer Gehäuseanordnung aufweist. Der Elektromotor kann von einer elektronischen Steuereinheit angesteuert werden, die in Abhängigkeit von Messwerten, welche die jeweilige Fahrsituation charakterisieren, den Motorstrom einstellt. Die Motorwelle ist direkt mit der Lenkspindel gekuppelt, somit ist das Motordrehmoment identisch mit dem in die Lenkspindel eingekoppelten Handmoment. Dabei ist die Motoreinheit bezüglich der Längsachse axial an die Manteleinheit angeflanscht und die Motorwelle über eine Kupplung mit der in der Manteleinheit gelagerten Lenkspindel verbunden.Steer-by-wire steering systems are generally known, for example each with an input unit which has a manual force actuator driven by an electric motor with a housing arrangement. The electric motor can be controlled by an electronic control unit that adjusts the motor current as a function of measured values that characterize the respective driving situation. The motor shaft is coupled directly to the steering spindle, so the motor torque is identical to the manual torque coupled into the steering spindle. The motor unit is flanged axially to the casing unit with respect to the longitudinal axis and the motor shaft is connected to the steering spindle mounted in the casing unit via a coupling.
Ein wesentlicher Parameter zur Steuerung des Handkraftaktuators ist neben fahrsituativen Parametern auch ein Lenkmoment, welches durch ein Lenkrad oder einen Fahrer erzeugt wird. Die Intensität des Lenkmoments wird im Lenkungsstrang detektiert und an eine Steuerelektronik und den Elektromotor zur Beaufschlagung der Lenkspindel mit einem Lenkwiderstand übertragen. Um einen möglichst realistischen Lenkwiderstand durch ein Drehmoment zu erzeugen ist es erforderlich, das Lenkmoment sowie das vom Elektromotor gegenwirkende Drehmoment möglichst genau zu detektieren, um dem Fahrer ein ausgewogenes Lenkgefühl zu vermitteln.An essential parameter for controlling the manual force actuator is, in addition to parameters related to the driving situation, a steering torque that is generated by a steering wheel or a driver. The intensity of the steering torque is detected in the steering train and transmitted to control electronics and the electric motor for applying a steering resistance to the steering spindle. In order to generate a steering resistance that is as realistic as possible through a torque, it is necessary to detect the steering torque and the torque counteracting by the electric motor as precisely as possible in order to give the driver a balanced steering feel.
Ein weiterer wesentlicher Parameter zur Steuerung des Handkraftaktuators ist eine genaue Erfassung des Drehwinkels beziehungsweise der Drehzahl der Lenkspindel zur Weitergabe an die elektrische Lenkung. Um die notwendige Präzision zu erreichen, werden hochauflösende und kostenintensive Drehwinkelsensorsysteme verwendet. Diese detektieren üblicherweise in-line zu der Lenkspindel. Dies bedeutet, dass der Drehwinkel beziehungsweise die Drehzahl der Lenkspindel oder einer zur Lenkspindel drehfesten und koaxialen Spindel detektiert wird. Derartig benötigte Drehwinkelsensorsysteme sind im Verhältnis zu der Detektionsgenauigkeit wegen der hohen Auflösung kostenintensiv.Another essential parameter for controlling the manual force actuator is the precise detection of the angle of rotation or the speed of the steering spindle for transmission to the electric steering. In order to achieve the necessary precision, high-resolution and cost-intensive rotation angle sensor systems are used. These usually detect in-line with the steering spindle. This means that the angle of rotation or the speed of rotation of the steering spindle or of a spindle that is non-rotatable and coaxial with respect to the steering spindle is detected. Rotation angle sensor systems required in this way are costly in relation to the detection accuracy because of the high resolution.
Die Aufgabe der aktuellen Entwicklung besteht darin, einen Handkraftaktuator für ein Steer-by-Wire-Lenksystem zu entwickeln, der eine kompakte Bauweise aufweist und eine kostengünstige sowie zuverlässige Drehwinkeldetektion einer Lenkspindel ermöglicht.The task of the current development is to develop a manual force actuator for a steer-by-wire steering system that has a compact design and enables inexpensive and reliable rotation angle detection of a steering spindle.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch einen Handkraftaktuator für ein Steer-by-Wire-Lenksystem eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Drehzahlumformsystem für einen Handkraftaktuator mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.The object is achieved according to the invention by a manual force actuator for a steer-by-wire steering system of a vehicle with the features of claim 1 and a speed conversion system for a manual force actuator with the features of
Die Erfindung betrifft somit einen Handkraftaktuator für ein Steer-by-Wire-Lenksystem eines Fahrzeugs, aufweisend
eine äußere Gehäuseanordnung,
einen Elektromotor, wobei der Elektromotor entlang der Längsachse drehfest an der Gehäuseanordnung angeordnet ist,
mindestens eine Lenkspindel mit einer Längsachse zur Aufnahme eines Lenkmoments eines Lenkrads, wobei die Lenkspindel um die Längsachse drehbar in der Gehäuseanordnung gelagert ist, und wobei die Lenkspindel zur Übertragung eines Drehmoments zumindest mittelbar mit dem Elektromotor verbunden ist,
mindestens ein Lager zur drehbaren Lagerung der Lenkspindel in der Gehäuseanordnung,
ein Drehwinkelsensorsystem zur Drehwinkeldetektion,
wobei der Handkraftaktuator ein Drehzahlumformsystem mit einem Drehkörper aufweist, wobei das Drehzahlumformsystem ausgebildet ist zum Umleiten einer Eingangsdrehzahl der Lenkspindel in eine Ausgangsdrehzahl des durch das Drehwinkelsensorsystem zu detektierenden Drehkörpers.The invention thus relates to a manual force actuator for a steer-by-wire steering system of a vehicle
an outer housing assembly,
an electric motor, the electric motor being non-rotatably arranged on the housing arrangement along the longitudinal axis,
at least one steering spindle with a longitudinal axis for receiving a steering torque of a steering wheel, wherein the steering spindle is rotatably mounted about the longitudinal axis in the housing arrangement, and wherein the steering spindle is at least indirectly connected to the electric motor for transmitting a torque,
at least one bearing for the rotatable mounting of the steering spindle in the housing arrangement,
a rotation angle sensor system for rotation angle detection,
wherein the manual force actuator has a speed conversion system with a rotating body, wherein the speed conversion system is designed to divert an input speed of the steering spindle into an output speed of the rotating body to be detected by the rotation angle sensor system.
Die Aufgabe wird somit erfindungsgemäß insbesondere durch die Verwendung eines Drehzahlumformsystems gelöst. Somit erfolgt die Detektion durch das Drehwinkelsensorsystem nicht mehr unmittelbar anhand der Drehung der Lenkspindel, sondern mittelbar anhand der Drehung der Lenkspindel, nämlich an einem Drehkörper, der eine höhere Drehzahl aufweist als die Lenkspindel. Es hat sich herausgestellt, dass hierdurch die eine variable Auswahl des Drehwinkelsensorsystems erfolgen kann. Die erfinderische Lösung sieht somit ein Drehzahlumformsystem vor, insbesondere als Getriebe ausgebildet, das die Drehzahl des Drehkörpers, dessen Drehzahl anhand des Drehwinkels durch das Drehwinkelsensorsystem detektiert wird, erhöht. Dadurch kann das Drehwinkelsensorsystem gegenüber dem Stand der Technik bei gleicher Genauigkeit mit geringerer Auflösung verwendet werden. Dies ist erheblich kostengünstiger. Alternativ kann das Drehwinkelsensorsystem mit gleicher Auflösung verwendet werden, sodass sich die Genauigkeit erhöht.The object is thus achieved according to the invention in particular through the use of a speed conversion system. Thus, the detection by the rotation angle sensor system no longer takes place directly on the basis of the rotation of the steering spindle, but indirectly on the basis of the rotation of the steering spindle, namely on a rotary body which has a higher speed than the steering spindle. It has been found that this allows the rotation angle sensor system to be selected in a variable manner. The inventive solution thus provides a speed conversion system, in particular designed as a gear, which increases the speed of the rotating body, the speed of which is detected by the rotation angle sensor system on the basis of the rotation angle. As a result, the angle of rotation sensor system can be used with the same accuracy with a lower resolution compared to the prior art. This is considerably cheaper. Alternatively, the rotation angle sensor system can be used with the same resolution, so that the accuracy is increased.
Die Detektion des Drehwinkels beziehungsweise der Drehzahl bedeutet anders formuliert, dass die Drehung detektiert wird. Dies bedeutet, dass auch eine teilweise, also keine vollständige, Drehung um die eigene Drehachse des Drehkörpers detektiert werden kann.In other words, the detection of the angle of rotation or the rotational speed means that the rotation is detected. This means that a partial, ie not a complete, rotation about the rotating body's own axis of rotation can also be detected.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Drehkörper eine Vielzahl von umfangsgemäß gleichmäßig verteilten und durch das Drehwinkelsensorsystem zu detektierenden Inkrementgeber aufweist. Die gleichmäßige Verteilung ermöglicht eine höhere Genauigkeit des detektierten Drehwinkels beziehungsweise Drehzahl.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the rotary body has a plurality of incremental encoders that are uniformly distributed around the circumference and are to be detected by the rotation angle sensor system. The even distribution enables a higher accuracy of the detected angle of rotation or speed.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorgenannten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Drehwinkelsensorsystem die Inkrementgeber optisch detektiert. Dies ist eine zuverlässige und kostengünstige Möglichkeit, um eine Drehung zu detektieren.According to a preferred embodiment of the aforementioned embodiment, it is provided that the rotation angle sensor system optically detects the incremental encoder. This is a reliable and inexpensive way to detect rotation.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Übersetzungsverhältnis i=n1/n2 von der Eingangsdrehzahl der Lenkspindel zu der Ausgangsdrehzahl des Drehkörpers zwischen einschließlich 1/2 bis einschließlich 1/20, bevorzugt 1/3, beträgt. Allgemein anerkannt ist als Übersetzungsverhältnis der Quotient aus Drehzahl der Kraftmaschine (Getriebeeingang) und Drehzahl der Arbeitsmaschine (Getriebeausgang) definiert. Bei i > 1 wird die Drehzahl verkleinert, aber das übertragene Drehmoment vergrößert. Dabei wird i > 1 als Untersetzung beziehungsweise Übersetzung ins Langsame i < 1 als Übersetzung ins Schnelle bezeichnet. Das Übersetzungsverhältnis i=n1/n2 zwischen einschließlich 1/2 bis einschließlich 1/20, bevorzugt 1/3, ist somit eine Übersetzung ins Schnelle. Dies ermöglicht, dass das bevorzugte Drehwinkelsensorsystem gegenüber Drehwinkelsensorsystemen in herkömmlichen Handkraftaktuatoren eine niedrigere Auflösung erfordert oder bei gleicher Auflösung gegenüber Drehwinkelsensorsystemen in herkömmlichen Handkraftaktuatoren eine höhere Genauigkeit aufweist. Dabei haben sich die vorgenannten Bereiche als besonders vorteilhaft erwiesen, um eine kostengünstige und hinreichend genaue Detektion zu ermöglichen.According to a preferred embodiment of the invention it is provided that the transmission ratio i = n1 / n2 from the input speed of the steering spindle to the output speed of the rotating body is between 1/2 up to and including 1/20, preferably 1/3, inclusive. Generally recognized, the ratio of the speed of the prime mover (gear input) and the speed of the driven machine (gear output) is defined as the transmission ratio. If i> 1, the speed is reduced, but the transmitted torque is increased. Here i> 1 is referred to as reduction or translation into slow speed i <1 as translation into fast. The gear ratio i = n1 / n2 between 1/2 up to and including 1/20, preferably 1/3, is thus a high speed gear ratio. This enables the preferred angle of rotation sensor system to require a lower resolution compared to angle of rotation sensor systems in conventional manual force actuators or to have a higher accuracy with the same resolution compared to angle of rotation sensor systems in conventional manual force actuators. The aforementioned areas have proven particularly advantageous in order to enable inexpensive and sufficiently accurate detection.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass
das Drehzahlumformsystem ein Stirnradgetriebesystem ist. Hierbei handelt es sich um ein zuverlässiges und zugleich günstig herstellbares Drehzahlumformsystem.According to a preferred embodiment of the invention it is provided that
the speed conversion system is a spur gear system. This is a reliable and at the same time inexpensive to manufacture speed conversion system.
Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Drehzahlumformsystem ein Riementriebsystem ist. Hierbei handelt es sich um ein zuverlässiges und zugleich günstig herstellbares Drehzahlumformsystem .According to an alternative preferred embodiment of the invention it is provided that the speed conversion system is a belt drive system. This is a reliable and at the same time inexpensive to manufacture speed conversion system.
Bevorzugt sind zu den vorgenannten Drehzahlumformsystemen ähnlich wirkende Drehzahlumformsysteme.Speed conversion systems that act similarly to the aforementioned speed conversion systems are preferred.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Drehzahlumformsystem zwischen der Lenkspindel und dem Drehwinkelsensorsystem angeordnet ist. Es hat sich herausgestellt, dass diese Anordnung eine baukompakte Anordnung ermöglicht, die eine zuverlässige Detektion gewährleistet.According to a preferred embodiment of the invention it is provided that the speed conversion system is arranged between the steering spindle and the rotation angle sensor system. It has been found that this arrangement is a allows a compact arrangement that ensures reliable detection.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Drehkörper einen sternförmigen Querschnitt aufweist. Sternförmig bedeutet in der Form eines Sternes. Dies bedeutet konkret, dass der bevorzugte Querschnitt zumindest teilweise, bevorzugt durchgehend, abwechselnd radiale Hochstellen und Tiefstellen aufweist. Diese Hoch- und Tiefstellen können als spitze Punkte oder als leicht gekrümmte Stellen ausgebildet sein.According to a preferred embodiment of the invention it is provided that the rotating body has a star-shaped cross section. Star-shaped means in the shape of a star. Specifically, this means that the preferred cross section has at least partially, preferably continuously, alternating radial superscripts and subscripts. These superscripts and subscripts can be designed as pointed points or as slightly curved points.
Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Drehachse des Drehkörpers parallel zur Längsachse der Lenkspindel angeordnet ist. Es hat sich herausgestellt, dass diese Anordnung eine baukompakte Anordnung ermöglicht, die eine zuverlässige Detektion gewährleistet.According to an alternative preferred embodiment of the invention it is provided that the axis of rotation of the rotary body is arranged parallel to the longitudinal axis of the steering spindle. It has been found that this arrangement enables a compact arrangement that ensures reliable detection.
Die Erfindung betrifft auch ein Drehzahlumformsystem für einen Handkraftaktuator mit mindestens einem der vorhergehenden Merkmale, gekennzeichnet durch die Merkmale des Drehzahlumformsystems nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche.The invention also relates to a speed conversion system for a manual force actuator with at least one of the preceding features, characterized by the features of the speed conversion system according to at least one of the preceding claims.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigt:
-
1 : eine schematische Schnittansicht eines beispielhaften Handkraftaktuators, -
2 : eine schematische Schnittansicht eines Handkraftaktuators gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung der Erfindung, -
3 : eine Lenkspindel mit einem Drehwinkelsensorsystem für einen Handkraftaktuator nach1 , und -
4 : zwei bevorzugte Ausführungsformen eines Drehkörpers mit einem Drehwinkelsensorsystem für einen Handkraftaktuator nach2 .
-
1 : a schematic sectional view of an exemplary manual force actuator, -
2 : a schematic sectional view of a manual force actuator according to an exemplary embodiment of the invention, -
3 : a steering spindle with a rotation angle sensor system for a manual force actuator according to1 , and -
4th : two preferred embodiments of a rotating body with a rotation angle sensor system for a manual force actuator according to2 .
Die
eine Gehäuseanordnung 12 , umfassend insbesondere folgende Komponenteneinen Elektromotor 14 zum aktiven Stellen eines definierten Lenkwiderstands, beispielsweise von etwa zehn Newtonmeter,mindestens eine Lenkspindel 16 zur Drehmomentaufnahme eines Lenkrads18 ,mindestens ein Lager 20a ,20b , vorzugsweise zweiLager 20a ,20b , zur Lagerung der Lenkspindel16 ,ein Drehwinkelsensorsystem 22 zur Rotorlangenermittlung der Lenkspindel16 für eine Regelung desHandkraftaktuators 10 ,beispielhaft eine Sperre 30 für Systemausfall und Zusatzfunktionen, die ein aktives Stellmoment als der Lenkwiderstand erfordern,beispielhaft ein Reibelement 32 zur Erzeugung einer Grundreibung im System, zur Vermeidung einer synthetischen Haptik, undbeispielhaft ein Getriebe 34 zum Aufskalieren eines Motormoments, um ein gefordertes Lenkmoment, beispielsweise von etwa zehn Newtonmeter, zu ermöglichen. Das Lenkmoment kann somit beispielsweise entweder direkt vom Elektromotor14 oder durchdas Getriebe 34 zur Verfügung gestellt werden.
- a
housing assembly 12 , comprising in particular the following components - an electric motor
14th for actively setting a defined steering resistance, for example about ten newton meters, - at least one
steering spindle 16 to absorb the torque of a steering wheel18th , at least onewarehouse 20a ,20b , preferably twocamps 20a ,20b , for mounting the steeringspindle 16 , - a rotation angle sensor system
22nd for determining the rotor length of the steeringspindle 16 for regulating themanual force actuator 10 , - an example of a lock
30th for system failure and additional functions that require an active control torque as the steering resistance, - for example a
friction element 32 to generate a basic friction in the system, to avoid synthetic haptics, and - for example a
transmission 34 for scaling up an engine torque in order to enable a required steering torque, for example of about ten Newton meters. The steering torque can thus either come directly from the electric motor, for example14th or through thegearbox 34 to provide.
Insbesondere ist vorgesehen, dass der Elektromotor
Die dargestellte Gehäuseanordnung
Weiterhin ist in
eine äußere Gehäuseanordnung
einen Elektromotor
mindestens eine Lenkspindel
mindestens ein Lager
ein Drehwinkelsensorsystem
wobei der Handkraftaktuator
an
an electric motor
at least one
at least one
a rotation angle sensor system
being the hand force actuator
Gemäß den
der Drehkörper
the rotating body
Entsprechend hierzu ist das Drehwinkelsensorsystem
Insbesondere ist vorgesehen, dass das Drehwinkelsensorsystem
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Übersetzungsverhältnis i=n1/n2 von der Eingangsdrehzahl
Bei einer beispielhaften Betrachtung der
Bei einer beispielhaften Betrachtung der
Gemäß einer bevorzugten, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Drehzahlumformsystem
Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist gemäß
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist gemäß
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist gemäß den
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist gemäß
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- HandkraftaktuatorManual force actuator
- 1212
- GehäuseanordnungHousing arrangement
- 1414th
- ElektromotorElectric motor
- 1616
- LenkspindelSteering shaft
- 1818th
- Lenkradsteering wheel
- 20a20a
- Lagerwarehouse
- 20b20b
- Lagerwarehouse
- 2222nd
- DrehwinkelsensorsystemRotation angle sensor system
- 2424
- DrehzahlumformsystemSpeed conversion system
- 2626th
- DrehkörperRotating body
- 2828
- InkrementgeberIncremental encoder
- 3030th
- SperreLock
- 3232
- ReibelementFriction element
- 3434
- Getriebe transmission
- LL.
- Längsachse der LenkspindelLongitudinal axis of the steering shaft
- n1n1
- EingangsdrehzahlInput speed
- n2n2
- AusgangsdrehzahlOutput speed
- DD.
- Drehachse des DrehkörpersAxis of rotation of the rotating body
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019118396.0A DE102019118396A1 (en) | 2019-07-08 | 2019-07-08 | Manual force actuator with a speed conversion system for a rotation angle sensor system |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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DE102019118396.0A Ceased DE102019118396A1 (en) | 2019-07-08 | 2019-07-08 | Manual force actuator with a speed conversion system for a rotation angle sensor system |
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---|---|
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6043483A (en) * | 1997-12-29 | 2000-03-28 | Radica China Limited | Apparatus and method using an indexed-encoder to sense the absolute position of an object with a single set of optics |
DE4207719C2 (en) * | 1992-03-11 | 2002-11-28 | Zahnradfabrik Friedrichshafen | Power steering system for motor vehicles |
DE102010000671A1 (en) * | 2010-01-05 | 2011-07-07 | Robert Bosch GmbH, 70469 | Rotation angle sensor |
EP3025929B1 (en) * | 2014-11-28 | 2017-06-14 | Aktiebolaget SKF | User interface actuator for a pilot-by-wire system |
-
2019
- 2019-07-08 DE DE102019118396.0A patent/DE102019118396A1/en not_active Ceased
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4207719C2 (en) * | 1992-03-11 | 2002-11-28 | Zahnradfabrik Friedrichshafen | Power steering system for motor vehicles |
US6043483A (en) * | 1997-12-29 | 2000-03-28 | Radica China Limited | Apparatus and method using an indexed-encoder to sense the absolute position of an object with a single set of optics |
DE102010000671A1 (en) * | 2010-01-05 | 2011-07-07 | Robert Bosch GmbH, 70469 | Rotation angle sensor |
EP3025929B1 (en) * | 2014-11-28 | 2017-06-14 | Aktiebolaget SKF | User interface actuator for a pilot-by-wire system |
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