DE102022206954A1 - Motor für fahrzeug, lenkrückmeldeaktuatorvorrichtung undlenkvorrichtung mit einer solchen - Google Patents

Motor für fahrzeug, lenkrückmeldeaktuatorvorrichtung undlenkvorrichtung mit einer solchen Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Motor für ein Fahrzeug und eine Lenkrückmeldeaktuatorvorrichtung und eine Lenkvorrichtung, die den Motor für ein Fahrzeug enthält. Der Motor für ein Fahrzeug gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann umfassen: ein Motorgehäuse; eine Motorwelle, die mit dem Motorgehäuse gekoppelt ist, um sich relativ zum Motorgehäuse zu drehen; einen Doppelrotor, der einen Innenrotor und einen Außenrotor umfasst, die mit der Motorwelle verbunden sind; und einen Doppelstator, der einen Innenstator umfasst, der auf einer Innenseite des Innenrotors angeordnet ist, und einen Außenstator, der auf einer Außenseite des Außenrotors angeordnet ist.

Description

  • VERWEIS AUF EINE VERWANDTE ANMELDUNG
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 7. Juli 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0089116, die hiermit durch Bezugnahme für alle Zwecke in dieses Dokument aufgenommen wird, als sei sie vollständig hierin enthalten.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Motor für ein Fahrzeug, eine Lenkrückmeldeaktuatorvorrichtung und eine Lenkvorrichtung mit derselben. Im Einzelnen bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf einen Motor für ein Fahrzeug mit einem innen und außen angeordneten Doppelrotor und einem innen und außen angeordneten Doppelstatoren, eine Steer-by-Wire-Lenkvorrichtung, die den Motor enthält, und dergleichen.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Viele Elektromotoren werden in einer Lenkvorrichtung, einer Bremsvorrichtung, einem Antriebssystem und dergleichen eines Fahrzeugs verwendet.
  • Insbesondere Elektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und dergleichen wurden in letzter Zeit aktiv entwickelt, so dass der Bedarf für den Einsatz von Motoren in Fahrzeugen weiter gestiegen ist.
  • Als eine der Fahrzeugvorrichtungen, in denen Motoren verwendet werden, wird eine Lenkvorrichtung als Vorrichtung zur Steuerung der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs verwendet, und neuerdings werden elektrische Servolenkvorrichtungen (im Folgenden als „EPS“ bezeichnet), in denen ein Lenkmotor
  • eine Lenkkraft liefert, die zur Steuerung der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs durch eine elektronische Steuerung erforderlich ist, sind weit verbreitet.
  • Eine solche EPS Lenkvorrichtung treibt einen EPS Lenkmotor in Übereinstimmung mit einem Lenkdrehmoment an, das von einem Fahrer auf ein Lenkrad ausgeübt wird, und bewirkt die Drehung einer Lenksäule oder die Bewegung einer mit ihr verbundenen Zahnstange.
  • Zu diesem Zweck umfasst eine EPS Lenkvorrichtung einen EPS Lenkmotor und eine elektronische Steuereinheit (ECU), die den Lenkmotor steuert, ein Untersetzungsgetriebe, das zur Erzielung einer hohen Drehleistung durch Verringerung einer Ausgangsdrehzahl in einem vorbestimmten Verhältnis verwendet wird, ist mit dem Lenkmotor verbunden, und das Untersetzungsgetriebe arbeitet, indem es mit einer Lenksäule oder einer Zahnstange verzahnt oder verriegelt ist. Ein Beispiel für ein Lenksystem umfasst eine Lenkvorrichtung eines Steer-By-Wire (SBW) Systems, bei dem lenkradseitige Vorrichtungen und antriebsseitige Vorrichtungen mechanisch voneinander getrennt sind.
  • Eine solche SBW Lenkvorrichtung umfasst eine lenkradseitige Baugruppe und eine antriebsseitige Baugruppe, und die lenkradseitige Baugruppe und die antriebsseitige Baugruppe sind mechanisch voneinander getrennt.
  • Zusätzlich zu einem Lenkrad und einer Lenksäule kann die lenkradseitige Baugruppe einen Lenkrückmeldeaktuator (SFA) enthalten, um ein Lenkgefühl (eine Vibration oder ähnliches) entsprechend der Lenkung des Lenkrads zu erzeugen.
  • Ein solcher Lenkrückmeldeaktuator umfasst einen Rückmeldemotor, ein Untersetzungsgetriebe und ähnliches, und um ein genaues Lenkgefühl zu vermitteln, müssen ein geringes Rastmoment und eine Leistung mit einem vorgegebenen Wert oder höher sichergestellt werden. Um ein geringes Rastmoment und eine Leistung auf einem vorgegebenen Niveau oder höher zu gewährleisten, verwendet ein allgemeiner Lenkrückmeldeaktuator des Typs SBW zusätzlich zum Rückmeldemotor ein Untersetzungsgetriebe eines Riemenscheibe-Riemen Typs oder eines Typs Schneckenwelle/Schneckenrad.
  • Demnach gibt es bei Verwendung eines Untersetzungsgetriebes des Typs Riemenscheibe-Riemen oder Schneckenwelle/Schneckenrad Probleme, da die Struktur des Lenkrückmeldeaktuators kompliziert wird, ein Layout schwierig zu gestalten ist und dergleichen.
  • Darüber hinaus muss auch bei verschiedenen Motoren, die in Fahrzeugen eingesetzt werden, wie bei einem Motor für den oben beschriebenen Lenkrückmeldeaktuator, eine vorgegebene oder höhere Ausgangsleistung bei gleichzeitiger Minimierung des Rastmoments erzielt werden.
  • Die vorliegende Offenlegung schlägt einen Motor für ein Fahrzeug vor, der ein geringes Rastmoment aufweist und in der Lage ist, ohne Verwendung eines Untersetzungsgetriebes eine Ausgangsleistung eines vorgegebenen Niveaus oder höher zu erzielen.
  • ABRISS DER ERFINDUNG
  • Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, ist es ein Ziel der vorliegenden Offenbarung, einen Motor für ein Fahrzeug vorzusehen, der eine vorbestimmte Leistung mit einem minimierten Rastmoment sicherstellen kann.
  • Ein weiteres Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, einen Motor für ein Fahrzeug vorzusehen, der eine einfache Struktur aufweist und gleichzeitig ein geringes Rastmoment und eine vorgegebene Ausgangsleistung bietet.
  • Darüber hinaus besteht ein weiteres Ziel der vorliegenden Offenbarung darin, eine Steer-by-Wire Lenkvorrichtung oder eine Lenkrückmeldeaktuatorvorrichtung vorzusehen, die einen Lenkrückmeldemotor enthält, der in der Lage ist, eine vorbestimmte Leistung mit einem minimierten Rastmoment sicherzustellen.
  • Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, kann gemäß einem Ausführungsbeispiel ein Motor für ein Fahrzeug vorgesehen sein, der umfasst: ein Motorgehäuse; eine Motorwelle, die mit dem Motorgehäuse gekoppelt ist, um sich relativ zum Motorgehäuse zu drehen; einen Doppelrotor, der einen Innenrotor und einen Außenrotor umfasst, die mit der Motorwelle verbunden sind; und einen Doppelstator, der einen Innenstator umfasst, der auf einer Innenseite des Innenrotors angeordnet ist, und einen Außenstator, der auf einer Außenseite des Außenrotors angeordnet ist.
  • Darüber hinaus kann gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel eine Lenkvorrichtung vorgesehen werden, die eine Steer-by-Wire Lenkvorrichtung ist, wobei die Lenkvorrichtung umfasst: einen Radaktuator (RWA); und einen Lenkrückmeldeaktuator (SFA), wobei der Lenkrückmeldeaktuator ein Lenkrad, eine mit dem Lenkrad verbundene Lenksäule und einen Lenkrückmeldemotor umfasst, der mit der Lenksäule verbunden ist und zum Liefern eines Lenkrückmeldedrehmoments für das Lenkrad verwendet wird, und wobei der Lenkrückmeldemotor eine Motorwelle, die axial mit der Lenksäule verbunden ist, einen Doppelrotor, der einen Innenrotor und einen Außenrotor umfasst, die mit der Motorwelle verbunden sind, und einen Doppelstator umfasst, der einen Innenstator umfasst, der an einer Innenseite des Innenrotors angeordnet ist, und einen Außenstator, der an einer Außenseite des Außenrotors angeordnet ist.
  • Des Weiteren kann gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel eine Lenkrückmeldeaktuatorvorrichtung vorgesehen werden, die eine Lenkrückmeldeaktuatorvorrichtung (SFA) ist, die eine Steer-by-Wire Lenkvorrichtung umfasst und getrennt von einem Radaktuator (RWA) arbeitet, wobei die Lenkrückmeldeaktuatorvorrichtung umfasst: ein Lenkrad; eine mit dem Lenkrad verbundene Lenksäule; und einen Lenkrückmeldemotor, der mit der Lenksäule verbunden ist und verwendet wird, um ein Lenkrückmeldedrehmoment für das Lenkrad zu liefern, wobei der Lenkrückmeldemotor eine Motorwelle, die axial mit der Lenksäule verbunden ist, einen Doppelrotor, der einen Innenrotor und einen Außenrotor umfasst, die mit der Motorwelle verbunden sind, und einen Doppelstator umfasst, der einen Innenstator, der auf einer Innenseite des Innenrotors angeordnet ist, und einen Außenstator umfasst, der auf einer Außenseite des Außenrotors angeordnet ist.
  • Derweil sind ein erster Nut-Pol-Wert, der als das kleinste gemeinsame Vielfache der Anzahl der ersten Pole des Innenrotors und der Anzahl der ersten Nuten des Innenstators definiert ist, und ein zweiter Nut-Pol-Wert, der als das kleinste gemeinsame Vielfache der Anzahl der zweiten Pole des Außenrotors und der Anzahl der zweiten Nuten des Außenstators definiert ist, voneinander verschieden.
  • Darüber hinaus kann eine Ordnung eines Rastmoments des Motors für das Fahrzeug oder des Lenkrückmeldemotors in Übereinstimmung mit einem kleinsten gemeinsamen Vielfachen des ersten Nut-Pol-Werts und des zweiten Nut-Pol-Werts bestimmt werden.
  • Genauer gesagt kann sie so gestaltet werden, dass die Anzahl der ersten Pole 6, die Anzahl der ersten Nuten 9, die Anzahl der zweiten Pole 10, die Anzahl der zweiten Nuten 12 und das kleinste gemeinsame Vielfache des ersten Nut-Pol-Wertes und des zweiten Nut-Pol-Wertes 180 beträgt.
  • Als weiteres Beispiel kann sie so gestaltet werden, dass die Anzahl der ersten Pole 8, die Anzahl der ersten Nuten 9, die Anzahl der zweiten Pole 10, die Anzahl der zweiten Nuten 12 und das kleinste gemeinsame Vielfache des ersten Nut-Pol-Wertes und des zweiten Nut-Pol-Wertes 360 beträgt.
  • Außerdem kann zwischen dem Innenrotor und dem Außenrotor zusätzlich ein magnetischer Isolator angeordnet sein.
  • Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung kann eine vorgegebene Leistung bei gleichzeitiger Minimierung des Rastmoments eines Fahrzeugmotors sichergestellt werden. Darüber hinaus kann nach Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung ein Motor für ein Fahrzeug mit einer einfachen Struktur bei gleichzeitigem Vorsehen einer niedrigen Rastmoment und eine vorbestimmte Leistung vorgesehen werden.
  • Darüber hinaus wird gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung eine Wirkung der Sicherstellung einer vorbestimmten Leistung mit einem minimierten Rastmoment eines Lenkrückmeldemotors in dem Lenkrückmeldemotor, der eine Rückmeldung zu einem Lenkrad in einer Steer-by-Wire Lenkvorrichtung liefert, vorgesehen.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt einen schematischen Aufbau eines allgemeinen elektrischen Servolenksystems (EPS), in dem ein Motor verwendet wird.
    • 2 zeigt ein Beispiel der Gesamtgestaltung einer Steer-By-Wire (SBW) Lenkvorrichtung, auf die diese Ausführungsbeispiel angewendet werden kann.
    • 3 zeigt ein anderes Beispiel der Gesamtgestaltung einer Steer-By-Wire (SBW) Lenkvorrichtung, auf die dieses Ausführungsbeispiel angewendet werden kann.
    • 4 ist eine Darstellung, die eine Ordnung eines Rastdrehmoments eines in der in 3 dargestellten Lenkvorrichtung verwendeten Motors zeigt.
    • 5 ist eine perspektivische Ansicht eines Motors für ein Fahrzeug gemäß diesem Ausführungsbeispiel.
    • 6 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Teils des Motors für ein Fahrzeug gemäß diesem Ausführungsbeispiel.
    • 7 ist eine Querschnittsansicht des Motors für ein Fahrzeug entlang der in 5 dargestellten Linie I - I'.
    • 8 ist eine Querschnittsansicht des Motors für ein Fahrzeug entlang der Linie II - II' in 5.
    • 9 zeigt ein Beispiel für den Nut-Pol-Wert des Motors für ein Fahrzeug gemäß diesem Ausführungsbeispiel.
    • 10 zeigt ein weiteres Beispiel für den Nut-Pol-Wert des Motors für ein Fahrzeug gemäß diesem Ausführungsbeispiel.
    • 11 ist eine vollständige Darstellung der Gestaltung einer Steer-by-Wire Lenkvorrichtung, in der ein Lenkkrückmeldemotor gemäß diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird.
    • 12 ist ein Diagramm, das die Änderungen des Rastmoments des Motors für ein Fahrzeug gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • In der folgenden Beschreibung von Beispielen oder Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung wird Bezug auf die begleitenden Zeichnungen genommen, in denen veranschaulichend bestimmte Beispiele oder Ausführungsbeispiele, die umgesetzt werden können, dargestellt sind und in denen dieselben Bezugszahlen und -zeichen verwendet sein können, um dieselben oder ähnliche Komponenten zu bezeichnen, auch wenn sie in voneinander verschiedenen begleitenden Zeichnungen dargestellt sind. Ferner sind in der folgenden Beschreibung von Beispielen oder Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung detaillierte Beschreibungen hierin enthaltener bekannter Funktionen und Komponenten weggelassen, wenn befunden wird, dass die Beschreibung den Gegenstand bei manchen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung möglicherweise eher verunklart.
  • Ausdrücke wie „erste“, „zweite“, „A“, „B“, „(A)“ oder „(B)“ können hierin verwendet werden, um Elemente der Offenbarung zu beschreiben. Keiner dieser Begriffe wird verwendet, um eine Wichtigkeit, Reihenfolge, Abfolge oder Zahl von Elementen usw. zu definieren, sondern sie werden lediglich verwendet, um das entsprechende Element von anderen Elementen zu unterscheiden. Wenn erwähnt wird, dass ein erstes Element mit einem zweiten Element „verbunden oder gekoppelt“ ist, dieses „berührt oder überlappt“, sollte dies so interpretiert werden, dass das erste Element mit dem zweiten Element „direkt verbunden oder gekoppelt“ sein kann oder dieses „direkt berühren oder überlappen“ kann, aber auch ein drittes Element „zwischen“ dem ersten und dem zweiten Element „angeordnet“ sein kann, oder dass das erste und das zweite Element über ein viertes Element miteinander „verbunden oder gekoppelt“ sein können, einander „berühren oder überlappen“ können usw.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben.
  • 1 zeigt einen schematischen Aufbau eines allgemeinen elektrischen Servolenksystems (EPS), in dem ein Motor verwendet wird.
  • Bezugnehmend auf 1 umfasst ein Gesamtsystem, das sich auf die Lenkung eines allgemeinen Fahrzeugs bezieht, ein Lenkrad (10) und eine Lenksäulenbaugruppe, die eine Lenksäule (12) umfasst, die mit dem Lenkrad verbunden ist, wobei am anderen Ende der Lenksäule (12) ein Ritzel (13) ausgebildet ist.
  • Das gesamte System für die Lenkung eines Fahrzeugs umfasst eine Zahnstange (14), in der eine mit dem Ritzel der Lenksäule verzahnt gekoppeltes Zahnstangenverzahnung ausgebildet ist, und linke/rechte Fahrzeugräder (16) sind über Spurstangen (15) mit der linken und rechten Seite der Zahnstange (14) verbunden.
  • Wenn ein Fahrer das Lenkrad und die Lenksäule dreht, bewegt eine damit verbundene Getriebestruktur die Zahnstange nach links und rechts, und die Richtung der Fahrzeugräder wird dementsprechend geändert, wodurch die Lenkung erfolgt.
  • In der EPS Lenkvorrichtung ist zur Unterstützung der Lenkung des Fahrers ein Lenkmotor (19) eingeschlossen. Der Lenkmotor (19) liefert eine Hilfs- bzw. Unterstützungslenkkraft zum Drehen der Lenksäule oder zum Bewegen der Zahnstange über eine vorgegebene Getriebeuntersetzung (nicht abgebildet).
  • Darüber hinaus ist ein Sensor (17) vorgesehen, der in der Nähe der Lenksäule (12) angeordnet ist. Der Sensor (17) kann einen Drehmomentsensor umfassen, der ein vom Fahrer auf die Lenksäule aufgebrachtes Lenkdrehmoment erfasst, einen Lenkwinkelsensor, der einen Drehwinkel der Lenksäule erfasst, und dergleichen.
  • Die EPS Lenkvorrichtung kann eine säulenartige (C-Typ) Lenkvorrichtung umfassen, die eine Hilfslenkkraft für die Lenksäule (12) liefert, und eine zahnstangenartige (R-Typ) Lenkvorrichtung, die eine Hilfslenkkraft für die Zahnstange (14) in Übereinstimmung mit einer Montageposition des Lenkmotors liefert, und 1 zeigt die C-Typ Lenkvorrichtung.
  • Ein Fahrer einer solchen EPS Lenkvorrichtung kann einen von einer Steuervorrichtung gesteuerten Lenkmotor (19) und ein zwischen dem Lenkmotor und der Lenksäule (12) oder der Zahnstange (14) angeordnetes Untersetzungsgetriebe umfassen.
  • Das Untersetzungsgetriebe (nicht abgebildet) kann eines nach Art Schnecke-Schneckenrad oder Riemenscheibe-Riemen sein und verringert eine Drehung einer Ausgangswelle des Lenkmotors um ein vorgegebenes Untersetzungsverhältnis und überträgt die verringerte Drehung auf die Lenksäule oder die Zahnstange.
  • Die 2 und 3 zeigen Beispiele für den gesamten Aufbau einer Steer-By-Wire (SBW) Lenkvorrichtung, auf die dieses Ausführungsbeispiel angewandt werden kann.
  • Ein Beispiel für ein Lenksystem ist eine Lenkvorrichtung vom Typ Steer-By-Wire (SBW), bei der die lenkradseitigen Vorrichtungen und die antriebsseitige Vorrichtung, die die Zahnstange antreiben, mechanisch voneinander getrennt sind.
  • Eine solche SBW Lenkvorrichtung umfasst eine lenkradseitige Baugruppe und eine antriebsseitige Baugruppe, und die lenkradseitige Baugruppe und die antriebsseitige Baugruppe sind mechanisch voneinander getrennt.
  • Die lenkradseitige Baugruppe kann einen Lenkrückmeldeaktuator (Steering Feedback Actuator - SFA) enthalten, der dazu dient, dem Lenkrad zusätzlich zum Lenkrad und zur Lenksäule ein lenkabhängiges Lenkgefühl (eine Vibration oder ähnliches) zu vermitteln.
  • In den 2 und 3 sind die gesamten Konfigurationen solcher Steer-by-Wire Lenkvorrichtungen dargestellt, die sich nur durch die Form eines Untersetzungsgetriebes unterscheiden.
  • Die in 2 dargestellte Steer-by-Wire Lenkvorrichtung umfasst eine lenkradseitige Baugruppe (20) und eine antriebsseitige Baugruppe (30), die zwei mechanisch voneinander getrennte Baugruppen sind.
  • Die lenkradseitige Baugruppe (20) umfasst ein Lenkrad (21), eine Lenksäule (22) und einen Lenkrückmeldeaktuator, der ein Rückmeldedrehmoment (Reaktionsmoment) für die Lenksäule und das Lenkrad liefert.
  • Der Lenkrückmeldeaktuator umfasst einen Rückmeldemotor (23) und ein Untersetzungsgetriebe, das eine Drehkraft des Rückmeldemotors (23) reduziert und die reduzierte Drehkraft auf die Lenksäule überträgt. Das Untersetzungsgetriebe umfasst eine Motorriemenscheibe (24), die an einer Ausgangswelle des Rückmeldemotors (23) befestigt ist, eine an der Lenksäule befestigte Säulenriemenscheibe (25) und einen Riemen (26), der die beiden Riemenscheiben miteinander verbindet.
  • Mit anderen Worten umfasst der Lenkrückmeldeaktuator der in 2 dargestellten Steer-by-Wire-Lenkvorrichtung das Untersetzungsgetriebe vom Typ Riemenscheibe-Riemen.
  • In diesem Fall sind der Durchmesser und die Zähnezahl der Motorriemenscheibe (24) kleiner als der Durchmesser und die Zähnezahl der Säulenriemenscheibe (25), und das Untersetzungsverhältnis kann in Übereinstimmung mit diesem Verhältnis bestimmt werden.
  • Andererseits umfasst die antriebsseitige Baugruppe (30) eine Zahnstange (31), die zwischen zwei Fahrzeugrädern angeschlossen ist, einen Antriebsmotor (32), der durch Bewegung der Zahnstange (31) eine Lenkkraft erzeugt, und ein Untersetzungsgetriebe, das den Antriebsmotor (32) mit der Zahnstange (31) verbindet.
  • Das Untersetzungsgetriebe der antriebsseitigen Baugruppe (30) kann mit einem Riemen und einer Kugelmutter ausgestattet sein.
  • Beim Vergleich der in 3 dargestellten Steer-by-Wire Lenkvorrichtung mit der in 2 dargestellten Vorrichtung unterscheidet sich nur der Aufbau eines Untersetzungsgetriebes des Lenkrückmeldeaktuators.
  • Die in 3 dargestellte lenkradseitige Baugruppe (40) umfasst ein Lenkrad (41), eine Lenksäule (42) und einen Lenkrückmeldeaktuator, der ein Rückmeldedrehmoment (Reaktionsmoment) für die Lenksäule und das Lenkrad erzeugt.
  • Der Lenkrückmeldeaktuator umfasst einen Rückmeldemotor (43) und ein Untersetzungsgetriebe, das eine Drehkraft des Rückmeldemotors verringert und die verringerte Drehkraft auf die Lenksäule überträgt. Das Untersetzungsgetriebe umfasst eine Schneckenwelle (44), die koaxial mit der Ausgangswelle des Rückmeldemotors verbunden ist, und ein Schneckenrad (45), das an der Lenksäule (42) befestigt ist und eine Verzahnung aufweist, die mit der Schneckenwelle (44) gekoppelt ist.
  • Mit anderen Worten umfasst der Lenkrückmeldeaktuator der in 3 dargestellten Steer-by-Wire Lenkvorrichtung ein Untersetzungsgetriebe des Typs Schnecke-Schneckenrad.
  • In diesem Fall sind der Durchmesser und die Zähnezahl der Schneckenwelle (44) kleiner als der Durchmesser und die Zähnezahl des Schneckenrads (45), und das Untersetzungsverhältnis kann in Abhängigkeit von diesem Verhältnis bestimmt werden.
  • Bei den in den 2 und 3 dargestellten Steer-by-Wire Lenkvorrichtungen wird der Lenkantrieb zum Bewegen der Zahnstange mit Hilfe der antriebsseitigen Baugruppe durchgeführt, die antriebsseitige Baugruppe und die lenkseitige Baugruppe sind mechanisch voneinander getrennt, und daher ist es notwendig, eine Rückmeldung für das Lenkrad und dergleichen in Übereinstimmung mit dem Lenkantrieb der antriebsseitigen Baugruppe zu liefern.
  • Dazu dreht der Lenkrückmeldeaktuator während des Lenkvorgangs das Lenkrad und die Lenksäule mit Hilfe des Rückmeldemotors und des Untersetzungsgetriebes und liefert so eine Rückmeldung entsprechend dem Lenkvorgang für einen Fahrer.
  • Zu diesem Zeitpunkt müssen der Rückmeldemotor und das Untersetzungsgetriebe, die im Lenkrückmeldeaktuator enthalten sind, Leistungen mit einem vorbestimmten Pegel oder höher erbringen, um ein angemessenes Rückmeldedrehmoment zu erzeugen.
  • Darüber hinaus muss das Rastmoment des Rückmeldemotors gering sein, um eine kontinuierliche Rückmeldung zu ermöglichen.
  • Das Rastmoment verursacht ein nicht durchgehendes Drehgefühl, wenn die Motorwelle mit einer niedrigen Drehzahl gedreht wird.
  • Je größer die Motorleistung wird, desto größer wird das Rastmoment, und wenn das Rastmoment größer wird, wird das Riffeldrehmoment zur Zeit des Antriebs eines Motors größer, und es wird schwieriger, eine Motorsteuerung durchzuführen.
  • Im Falle eines Fahrzeugmotors, bei dem eine Rückmeldung über den Motorbetrieb an den Fahrer übertragen werden kann, muss ein solches Rastmoment minimiert werden.
  • Bei dem in 2 oder 3 gezeigten Lenkrückmeldeaktuator der Steer-by-Wire Lenkvorrichtung wird die Leistung des Rückmeldemotors auch bei mehr oder weniger geringer Leistung entsprechend einem Untersetzungsverhältnis des Untersetzungsgetriebes erhöht.
  • Mit anderen Worten ist der Rückmeldeaktuator der in 2 oder 3 gezeigten Steer-by-Wire Lenkvorrichtung in der Lage, ein Rückmeldedrehmoment mit einem vorbestimmten Wert oder höher zu liefern, indem das Untersetzungsgetriebe verwendet wird, während die Leistung des Rückmeldemotors und das Rastmoment niedrig gehalten werden.
  • 4 ist eine Darstellung, die eine Ordnung eines Rastdrehmoments eines in der in 3 dargestellten Lenkvorrichtung verwendeten Motors zeigt.
  • 4 zeigt einen Lenkrückmeldeaktuator, der den in 3 dargestellten Rückmeldemotor (43) und ein Untersetzungsgetriebe des Typs Schnecke-Schneckenrad enthält.
  • Mit anderen Worten wird angenommen, dass ein Untersetzungsgetriebe verwendet wird, das die Schneckenwelle (44), die mit der Ausgangswelle des Rückmeldemotors (43) verbunden ist, und das Schneckenrad (45), das mit dieser kämmend gekoppelt ist, umfasst und dass das Untersetzungsverhältnis zum Zeitpunkt der Untersetzung 15:1 beträgt. Wenn mit anderen Worten sich die Schneckenwelle (44) einmal dreht, werden das Schneckenrad (45) und die mit ihm verbundene Lenksäule (41) um 24 Grad gedreht.
  • Der in 4 verwendete Rückmeldemotor (43) kann einen in einem Motorgehäuse untergebrachten Stator und einen in der Motorausgangswelle untergebrachten Rotor umfassen.
  • Der Stator besteht aus einem Metall, das von einer Wicklung umschlossen ist und bei Stromzufuhr von außen magnetisiert wird, und der Rotor kann einen Permanentmagneten enthalten.
  • Es wird angenommen, dass die Anzahl der Nuten des Stators des in 4 dargestellten Rückmeldemotors (43) 12 und die Anzahl der Pole des Rotors 8 beträgt. Mit anderen Worten, der in 4 dargestellte Rückmeldemotor (43) kann als 8-poliger 12-Nut Motor dargestellt werden.
  • Das kleinste gemeinsame Vielfache von 8, der Anzahl der Pole des Rückmeldemotors (43), und 12, der Anzahl der Nuten, ist 24, was als Nut-Pol-Wert definiert werden kann.
  • Wenn der Nut-Pol-Wert eines solchen Rückmeldemotors (43) kleiner wird, kann eine Frequenz einer Änderung des Rastmoments verringert werden. Zum Beispiel kann in einem Fall, in dem eine Motorausgangswelle zwangsweise ohne externe Energie gedreht wird, eine diskontinuierliche Änderung des Rastmoments 24 Mal pro Umdrehung auftreten, wenn der Nut-Pol-Wert 24 ist, während in einem Fall, in dem der Nut-Pol-Wert 10 ist, eine diskontinuierliche Änderung des Rastmoments 10 Mal pro Umdrehung auftreten kann. Auf diese Weise kann die Frequenz einer Änderung des Rastmoments eines Motors durch eine Ordnung des Rastmoments ausgedrückt werden, und in der vorliegenden Beschreibung wird im Fall eines Lenkrückmeldeaktuators, der ein Untersetzungsgetriebe verwendet, die Anzahl der diskontinuierlichen Änderungen des Rastmoments während einer Umdrehung (360 Grad Umdrehung) der Lenksäule (41), die an dem Schneckenrad (24) befestigt ist, und eines damit verbundenen Lenkrads entsprechend der Drehung einer Motorausgangswelle als eine Ordnung des Rastmoments definiert. Im Falle eines Rückmeldemotors und eines Lenkrückmeldeaktuators, die einen koaxialen Motor verwenden, bei dem eine Motorwelle und eine Lenksäule koaxial angeordnet sind, und die kein Untersetzungsgetriebe verwenden, ist die Anzahl der diskontinuierlichen Änderungen des Rastmoments während einer Umdrehung (360 Grad Umdrehung) einer Motorausgangswelle als eine Ordnung des Rastmoments definiert.
  • Eine Ordnung des Rastmoments kann proportional zu einem Nut-Pol-Wert sein, der das kleinste gemeinsame Vielfache der Anzahl der Nuten des Stators eines Motors und der Anzahl der Pole eines Motorrotors ist.
  • Bei einem solchen in 4 dargestellten Rückmeldemotor (43) treten bei einer Umdrehung der Ausgangswelle des Rückmeldemotors, also bei einer Umdrehung von 360 Grad, 24 Rastmomentänderungen auf, und das Untersetzungsverhältnis des Untersetzungsgetriebes beträgt 15:1, so dass bei einer Umdrehung des Schneckenrades (45) um 24 Grad insgesamt 24 diskontinuierliche Rastmomentänderungen auftreten.
  • Während sich also die am Schneckenrad (45) befestigte Lenksäule (41) und das mit ihr verbundene Lenkrad einmal (360 Grad) drehen, treten insgesamt 24*15 = 360 diskontinuierliche Änderungen des Rastmoments auf.
  • Im Allgemeinen nimmt die Größe des Rastmoments weiter zu, je niedriger die Ordnung des Rastmoments ist.
  • Wenn also eine Ordnung des Rastmoments des Lenkrückmeldeaktuators niedriger wird, nimmt die Größe des Rastmoments weiter zu, und die vom Fahrer empfundene Änderung des Drehmoments der Rückmeldung wird größer, wodurch ein schlechtes Rückmeldegefühl entsteht.
  • Im Fall des in 4 dargestellten Lenkrückmeldeaktuators beträgt eine Ordnung des Rastmoments 360, was ein relativ hoher Wert ist, so dass die Größe des Rastmoments klein wird und die vom Fahrer empfundene Änderung des Drehmoments der Rückmeldung klein wird. So kann ein gutes Lenkgefühl vermittelt werden.
  • Im Falle des in den 2 bis 4 dargestellten Lenkrückmeldeaktuators muss jedoch zusätzlich zum Rückmeldemotor ein separates Untersetzungsgetriebe verwendet werden, um eine Leistung auf einem vorgegebenen Niveau oder höher und eine Ordnung des Rastmoments sicherzustellen.
  • Durch die Verwendung eines solchen Untersetzungsgetriebes wird der Lenkrückmeldeaktuator mechanisch kompliziert, und die Kosten können steigen.
  • Durch die Verwendung eines Untersetzungsgetriebes wird der Lenkrückmeldeaktuator außerdem sehr groß, was Nachteile bei der Kombination mit anderen Bauteilen und bei der Anordnung mit sich bringt.
  • Um solche Probleme zu lösen, kann ein Koaxialmotor, bei dem eine Motorwelle und eine Lenksäule koaxial angeordnet sind, ohne Untersetzungsgetriebe als Rückmeldemotor verwendet werden.
  • Im Allgemeinen hat ein Koaxialmotor jedoch eine Struktur, in der ein mit einer Motorausgangswelle verbundener Rotor und ein mit einem Gehäuse verbundener Stator enthalten sind, und eine gewünschte Rückmeldeausgangsleistung kann bei einem solchen Koaxialmotor nicht sichergestellt werden, und es gibt eine gewisse Beschränkung für eine Erhöhung des Rastmoments.
  • So schlägt die vorliegende Offenbarung einen Motor für ein Fahrzeug vor, der eine Ausgangsleistung mit einem vorbestimmten Niveau oder höher liefern kann, während er ein vom Fahrer empfundenes Rastmoment wie ein Lenkrückmeldeaktuator unter Verwendung eines Untersetzungsgetriebes oder dergleichen minimiert, selbst wenn ein Koaxialmotor ohne Untersetzungsgetriebe als Rückmeldemotor in einer Steer-by-Wire Lenkvorrichtung verwendet wird.
  • 5 ist eine perspektivische Ansicht eines Motors für ein Fahrzeug gemäß diesem Ausführungsbeispiel, und 6 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Teils des Motors für ein Fahrzeug gemäß diesem Ausführungsbeispiel.
  • Der Motor (100) für ein Fahrzeug gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann so eingerichtet sein, dass er umfasst: ein Motorgehäuse (150); eine Motorwelle (110), die so mit dem Motorgehäuse gekoppelt ist, dass sie sich relativ zum Motorgehäuse dreht; einen Doppelrotor (120), der einen Innenrotor (122), der mit der Motorwelle verbunden ist, und einen Außenrotor (124) umfasst; und einen Doppelstator (130), der einen Innenstator (132), der an einer Innenseite des Innenrotors (122) angeordnet ist, und einen Außenstator (134), der an einer Außenseite des Außenrotors (124) angeordnet ist, umfasst.
  • Mit anderen Worten hat der Motor (100) für ein Fahrzeug gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Struktur, die einen Doppelrotor mit zwei Rotoren, die radial an Innen-/Außenseiten angeordnet sind, und einen Doppelstator mit zwei Statoren, die radial an Innen-/Außenseiten des Doppelrotors angeordnet sind, umfasst.
  • Das Motorgehäuse (150) ist ein zylindrisches, hohles Gehäuse, und der Außenstator (134) des Doppelstators (130) ist an einer Innenseite des Motorgehäuses befestigt und montiert.
  • Der Doppelrotor (120) ist über eine vorgegebene Verbindungsstruktur (142 in 8) fest mit der Motorwelle (110) verbunden.
  • Der Innenrotor (122) des Doppelrotors (120) hat Pi Pole, der Außenrotor (124) hat Po Pole, und der Innenrotor (122) und der Außenrotor (124) können viele Magnete enthalten.
  • Genauer gesagt kann der Innenrotor (122) als kreisförmige Struktur ausgebildet sein, in der ein N-Pol Dauermagnet und ein S-Pol Dauermagnet abwechselnd angeordnet sind.
  • Im Innenrotor (122) sind eine Gesamtzahl Pi/2 von N-Pol Magneten und eine Gesamtzahl Pi/2 von S-Pol Magneten angeordnet, und eine Gesamtzahl Pi von Polen ist enthalten. Mit anderen Worten ist die Anzahl der ersten Pole des Innenrotors (122) Pi.
  • In ähnlicher Weise kann der Außenrotor (124) als kreisförmige Struktur ausgebildet sein, in der abwechselnd ein N-Pol Dauermagnet und ein S-Pol Dauermagnet angeordnet sind. Im Außenrotor (124) sind eine Gesamtzahl Po/2 von N-Pol Magneten und eine Gesamtzahl Po/2 von S-Pol Magneten angeordnet, und eine Gesamtzahl Po von Polen ist enthalten. Mit anderen Worten, die Anzahl der zweiten Pole des Außenrotors (124) ist Po.
  • Der Innenrotor (122) und der Außenrotor (124) sind mechanisch miteinander verbunden, und zwischen dem Innenrotor (122) und dem Außenrotor (124) ist ein magnetischer Isolator (140) angeordnet, der aus einem Material besteht, durch das ein Magnetfeld nicht hindurchtreten kann.
  • Der magnetische Isolator (140) hat eine kreiszylindrische Form, und der Innenrotor (122) ist mit einer Innenseite des magnetischen Isolators (140) gekoppelt, und der Außenrotor (124) ist mit einer Außenseite des magnetischen Isolators (140) gekoppelt.
  • Der magnetische Isolator (140) ist eine Struktur zum Trennen eines Magnetfeldes gemäß den Permanentmagneten des Innenrotors (122) und eines Magnetfeldes gemäß den Permanentmagneten des Außenrotors (124) voneinander und kann unter Verwendung einer Permalloy-Legierung hergestellt werden, die eine magnetische Abschirmungseigenschaft und eine hohe magnetische Permeabilität oder ähnliches aufweist.
  • Der Doppelstator (130) umfasst die Innenstatoren (132) und die Außenstatoren (134), die separat in einem radialen Muster angeordnet sind.
  • Der Innenstator (132) ist zylinderförmig direkt an der Außenseite der Motorwelle (110) in einem mittleren Bereich des Motorgehäuses (150) angeordnet.
  • Der Außenstator (134) kann an einer Innenfläche des Motorgehäuses (150) befestigt sein.
  • Der Innenstator (132) hat eine erste Spulenstruktur (132'), in der eine Spule um Kerne gewickelt ist, die der Anzahl der ersten Nuten Si entsprechen. Darüber hinaus verfügt der Außenstator über eine zweite Spulenstruktur (134'), in der eine Spule um Kerne gewickelt ist, die der Anzahl der zweiten Nuten So entsprechen.
  • Mit anderen Worten, die Anzahl der ersten Nuten des Innenstators (132) kann als Si und die Anzahl der zweiten Nuten des Außenstators (134) als So definiert werden.
  • Die erste Spulenstruktur (132') des Innenstators (132) und die zweite Spulenstruktur (134') des Außenstators (134) werden mit Strömen unterschiedlicher Größe oder Phase beaufschlagt und dementsprechend magnetisiert.
  • Der Innenstator (132) liefert eine vorbestimmte erste Drehkraft für den Innenrotor (122) in Übereinstimmung mit einer Änderung der Magnetkraft mit dem Innenrotor (122), und der Außenstator (134) liefert eine vorbestimmte zweite Drehkraft für den Außenrotor (124) in Übereinstimmung mit einer Änderung der Magnetkraft mit dem Außenrotor (124).
  • Folglich wird eine Leistung auf die Motorwelle (110), die an dem Doppelrotor (120) befestigt ist, basierend auf einer Drehkraft, die durch die erste Drehkraft und die zweite Drehkraft erreicht wird, aufgebracht, und somit erhöht sich eine Leistung des Motors.
  • Insbesondere kann der Motor (100) für ein Fahrzeug gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Drehstrommotor sein, und in einem solchen Fall kann die Anzahl der ersten Nuten Si des Innenstators (132) und die Anzahl der zweiten Nuten So des Außenstators so eingerichtet sein, dass sie ein Vielfaches von 3 sind.
  • Mit anderen Worten werden an den Innen- und Außenstator werden Ströme dreier Phasen mit gleichen Beträgen und unterschiedlichen Phasen u, v und w angelegt, so dass die Anzahl der Nuten des Innen- und Außenstators ein Vielfaches von 3 sein muss.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel können zur Erhöhung einer Ordnung des Rastmoments ein erster Nut-Pol-Wert, der als kleinstes gemeinsames Vielfaches der Anzahl der ersten Pole Pi des Innenrotors (122) und der Anzahl der ersten Nuten Si des Innenstators (132) definiert ist, und ein zweiter Nut-Pol-Wert, der als kleinstes gemeinsames Vielfaches der Anzahl der zweiten Pole Po des Außenrotors (124) und der Anzahl der zweiten Nuten So des Außenstators (134) definiert ist, voneinander abweichende Werte haben.
  • Darüber hinaus kann das Rastmoment des Motors (100) für ein Fahrzeug unter Verwendung des kleinsten gemeinsamen Vielfachen des ersten Nut-Pol-Wertes und des zweiten Nut-Pol-Wertes bestimmt werden. Wenn beispielsweise eine Ordnung des Rastmoments des Motors (100) für ein Fahrzeug in Übereinstimmung mit dem kleinsten gemeinsamen Vielfachen des ersten Nut-Pol-Werts und des zweiten Nut-Pol-Werts bestimmt wird, kann eine Größe des Rastmoments bestimmt werden, die umgekehrt proportional zur Ordnung des Rastmoments ist, und das Rastmoment kann in Übereinstimmung mit der Ordnung des Rastmoments und der Größe des Rastmoments bestimmt werden. Mit anderen Worten wird die Größe des Rastmoments wird in Abhängigkeit von der Ordnung des Rastmoments bestimmt. Da die Ordnung des Rastmoments höher wird, kann das Rastmoment, dessen Betrag kleiner ist, bestimmt werden. Um die Ordnung des Rastmoments des Motors (100) für ein Fahrzeug zu erhöhen, ist es vorteilhaft, dass das kleinste gemeinsame Vielfache des ersten Nut-Pol-Werts und des zweiten Nut-Pol-Werts mindestens 180 oder mehr beträgt.
  • Genauer gesagt ist die Anzahl der ersten Pole Pi gleich 6, die Anzahl der ersten Nuten Si gleich 9, die Anzahl der zweiten Pole Po gleich 10, die Anzahl der zweiten Nuten So gleich 12, und das kleinste gemeinsame Vielfache des ersten Nut-Pol-Werts und des zweiten Nut-Pol-Werts kann 180 sein. Da beispielsweise die Anzahl der ersten Pole Pi 6 und die Anzahl der ersten Nuten Si 9 ist, beträgt der erste Nut-Pol-Wert 18, die Anzahl der zweiten Pole Po 10 und die Anzahl der zweiten Nuten So 12, der zweite Nut-Pol-Wert 60, und somit kann das kleinste gemeinsame Vielfache des ersten Nut-Pol-Wertes und des zweiten Nut-Pol-Wertes 180 sein.
  • Vorzugsweise ist die Anzahl der ersten Pole Pi gleich 8, die Anzahl der ersten Nuten Si gleich 9, die Anzahl der zweiten Pole Pi gleich 10, die Anzahl der zweiten Nuten So gleich 12, und das kleinste gemeinsame Vielfache des ersten Nut-Pol-Wertes und des zweiten Nut-Pol-Wertes kann 360 betragen. Da beispielsweise die Anzahl der ersten Pole Pi 8 und die Anzahl der ersten Nuten Si 9 ist, beträgt der erste Nut-Pol-Wert 72, die Anzahl der zweiten Pole Po 10 und die Anzahl der zweiten Nuten So 12 ist, der zweite Nut-Pol-Wert 60, und somit kann das kleinste gemeinsame Vielfache des ersten Nut-Pol-Wertes und des zweiten Nut-Pol-Wertes 360 sein.
  • In einem Fall, in dem das kleinste gemeinsame Vielfache des ersten Nut-Pol-Werts und des zweiten Nut-Pol-Werts 360 beträgt, ist die Anzahl der Änderungen des Rastmoments während einer Umdrehung der Motorwelle, mit anderen Worten, eine Frequenz der Änderungen des Rastmoments oder eine Ordnung des Rastmoments 360.
  • Bei einem bestehenden Koaxialmotor gibt es eine vorgegebene Begrenzung für die Erhöhung des Rastmoments, und wenn die Ordnung des Rastmoments niedrig ist, ist das Rastmoment groß, und es kann zu einer Verschlechterung des Fahrgefühls des Fahrers kommen. So kann in dieses Ausführungsbeispiel durch Festlegen der Ordnung des Rastmoments, die als kleinstes gemeinsames Vielfaches des ersten Nut-Pol-Werts und des zweiten Nut-Pol-Werts definiert ist, um gleich oder größer als 180 zu sein, die Struktur des Motors (100) für ein Fahrzeug vereinfacht werden, indem die Verschlechterung eines Betätigungsgefühls gemäß der Erkennung des Rastmoments durch den Fahrer minimiert wird und gleichzeitig eine koaxiale Motorstruktur ohne Untersetzungsgetriebe enthalten ist.
  • Wenn der Motor (100) für ein Fahrzeug gemäß diesem Ausführungsbeispiel als Rückmeldemotor eines Lenkrückmeldeaktuators (SFA) der Steer-by-Wire Lenkvorrichtung verwendet wird, weist der Motor außerdem eine koaxiale Motorstruktur auf, bei der die Lenksäule direkt mit der Motorwelle (100) verbunden ist, so dass sich das mit der Lenksäule verbundene Lenkrad während einer Umdrehung der Motorwelle (110) einmal dreht.
  • Wird bei einem Koaxialmotor von dergleichen Motorausgangsleistung ausgegangen, nimmt der Betrag der Änderung des Rastmoments einmalig weiter ab, je höher die Ordnung des Rastmoments ist.
  • Folglich gibt es in einem Fall, in dem das kleinste gemeinsame Vielfache des ersten Nut-Pol-Werts und des zweiten Nut-Pol-Werts 360 beträgt, 360-fache Änderungen des Rastmoments während einer Drehung des Lenkrads, und somit kann das vom Benutzer empfundene Rückmeldegefühl verbessert werden.
  • Im Falle eines Koaxialmotors mit einem Rotor und einem Stator, bei dem die Anzahl der Pole des Rotors 8 und die Anzahl der Nuten des Stators 12 beträgt, beträgt der Nut-Pol-Wert, der das kleinste gemeinsame Vielfache der 8 Pole und der 12 Nuten des Koaxialmotors ist, 24. Somit ist auch die Ordnung des Rastmoments 24.
  • Im Falle des Koaxialmotors gemäß einem solchen Vergleichsbeispiel treten nichtkontinuierliche Drehmomentänderungen auf, d.h. 24-malige Rastmomentänderungen während einer Umdrehung des Lenkrads (der Motorwelle), und ein Änderungsbetrag des Rastmoments, d.h. eine Größe erhöht sich basierend auf der Anzahl der Rastmomentänderungen, die relativ gering ist, und ein vom Fahrer empfundenes Rückmeldegefühl kann sich verschlechtern.
  • Andererseits treten gemäß diesem Ausführungsbeispiel in einem Fall, in dem das kleinste gemeinsame Vielfache des ersten Nut-Pol-Werts und des zweiten Nut-Pol-Werts 360 beträgt, während einer Drehung des Lenkrads 360-malige Rastmomentänderungen auf, und ein Änderungsbetrag des Rastmoments, d. h. eine Größe verringert sich basierend auf der Anzahl der Änderungen des Rastmoments, die relativ hoch ist, und ein vom Fahrer empfundenes Rückmeldegefühl kann verbessert werden.
  • Ein spezielles Ausführungsbeispiel der Ordnung des Rastmoments, die unter Verwendung eines ersten Nut-Pol-Werts und eines zweiten Nut-Pol-Werts sowie eines kleinsten gemeinsamen Vielfachen davon bestimmt wird, wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 9 und 10 näher beschrieben.
  • Wenn dieses Ausführungsbeispiel wie oben beschrieben verwendet wird, kann durch die Verwendung eines Motors für ein Fahrzeug mit dem Doppelrotor (120), der einen Innen- und einen Außenrotor umfasst, die radial innen und außen angeordnet sind, und dem Doppelstator (130), der einen Innen- und einen Außenstator umfasst, die radial innen und außen angeordnet sind, im Vergleich zu einem Koaxialmotor mit einem einzelnen Rotor-Stator eine relativ hohe Leistung und eine relativ hohe Ordnung des Rastmoments geliefert werden.
  • So kann durch die Verwendung eines solchen Motors für ein Fahrzeug durch die Verringerung des Betrags der Änderung des Rastmoments und die Erhöhung der Ordnung des Rastmoments eine gleichmäßige Motordrehung erreicht werden.
  • Insbesondere in einem Fall, in dem der Motor für ein Fahrzeug gemäß diesem Ausführungsbeispiel als Rückmeldemotor eines Lenkrückmeldeaktuators (SFA) einer Steer-by-Wire Lenkvorrichtung verwendet wird, kann ein im Lenkrad spürbares Rückmeldegefühl verbessert werden. Der Motor für ein Fahrzeug gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist jedoch nicht darauf beschränkt, als Rückmeldemotor eines Lenkrückmeldeaktuators einer Steer-by-Wire Lenkvorrichtung verwendet zu werden. Mit anderen Worten kann dieser Fahrzeugmotor auch für andere Motoren verwendet werden, die ein hohes Rastmoment und eine große Ausgangsleistung erfordern, wie z.B. ein Motor für eine Fahrvorrichtung, ein Motor für eine Bremsvorrichtung, ein Motor für ein Getriebe und dergleichen.
  • Der Motor für ein Fahrzeug gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist insbesondere dann nützlich, wenn ein Fahrzeuginsasse das Rastmoment entsprechend der Motordrehung erkennen kann. Zum Beispiel kann der Motor für ein Fahrzeug nach diesem Ausführungsbeispiel als ein Motor für den Betrieb eines motorisierten Stuhls, ein Motor für den Betrieb von Rückspiegeln, und dergleichen verwendet werden.
  • 7 ist eine Querschnittsansicht des Motors für ein Fahrzeug entlang der in 5 dargestellten Linie I - I' und 8 ist eine Querschnittsansicht des Motors für ein Fahrzeug entlang der Linie II - II' in 5.
  • 7 ist eine Querschnittsansicht des Motors für ein Fahrzeug gemäß diesem Ausführungsbeispiel in einer horizontalen Richtung senkrecht zu einer Motorwelle, und 8 ist eine Querschnittsansicht in einer Längsrichtung parallel zur Motorwelle.
  • Wie in den 7 und 8 dargestellt, ist in dem Motor für ein Fahrzeug gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Motorwelle (110) in der Mitte angeordnet, und ein Doppelrotor (120) ist so angeordnet, dass er mechanisch mit der Motorwelle gekoppelt ist.
  • Der Doppelrotor (120) ist über ein Verbindungsstück (142) mechanisch mit der Motorwelle verbunden und hat eine hohlzylindrische Form.
  • Der Doppelrotor (120) umfasst einen Innenrotor (122), der radial auf der Innenseite angeordnet ist, und einen Außenrotor (124), der radial auf der Außenseite angeordnet ist. Zwischen dem Innenrotor (122) und dem Außenrotor (124) kann ein magnetischer Isolator (140) angeordnet sein.
  • Der Innenrotor (122) kann durch abwechselnde Anordnung von N-Pol Magneten und S-Pol Magneten entsprechend einer Anzahl von ersten Polen Pi gebildet werden, und der Außenrotor (124) kann durch abwechselnde Anordnung von N-Pol Magneten und S-Pol Magneten entsprechend einer Anzahl von zweiten Polen Po gebildet werden.
  • Obwohl nicht dargestellt, können der Innenrotor (122) und der Außenrotor (124) außerdem eine kreisförmige Taschenstruktur aufweisen, in der viele Magnete untergebracht sind. Mit anderen Worten sind viele Magnetgehäusenuten sind in der kreisförmigen Taschenstruktur ausgebildet, und viele N/S Stabmagnete sind in den Magnetgehäusenuten untergebracht, wodurch der Innenrotor (122) oder der Außenrotor (124) gebildet werden kann.
  • In einem Raum zwischen dem Innenrotor (122) und der Motorwelle (110) sind Innenstatoren (132) angeordnet, die der Anzahl der ersten Nuten Si entsprechen.
  • Der Innenstator (132) kann Si Wickelkörper (132') enthalten, in denen eine Spule um Kerne gewickelt ist, die der Anzahl der ersten Nuten Si entsprechen. Der Innenstator (132) ist so angeordnet, dass er mechanisch mit dem Motorgehäuse (150) verbunden ist und entsprechend dem Empfang eines Stromsignals von einer Antriebsschaltung, wie einem externen Motorwechselrichter, magnetisiert wird.
  • In Übereinstimmung mit einer Spule jeder Nut des Innenstators (132), die im Laufe der Zeit magnetisiert wird, wird eine erste magnetische Kraft auf den daran angrenzenden Innenrotor (122) ausgeübt. Eine erste Drehkraft wird auf den Innenrotor (122) in Übereinstimmung mit der ersten magnetischen Kraft ausgeübt, und die Motorwelle (110) wird in Übereinstimmung mit der ersten Drehkraft gedreht.
  • Darüber hinaus sind in einem Raum zwischen dem Außenrotor (124) und dem Motorgehäuse (150), d.h. an den radialen Außenseitenpositionen des Außenrotors (124), Außenstatoren (134) angeordnet, die der Anzahl der zweiten Nuten So entsprechen.
  • Der Außenstator (134) kann So Wickelkörper (134') enthalten, in denen eine Spule um Kerne gewickelt ist, die der Anzahl der zweiten Nuten So entsprechen. Der Außenstator (134) ist fest an einer Innenfläche des Motorgehäuses (150) angeordnet und wird entsprechend dem Empfang eines Stromsignals von einer Antriebsschaltung, wie einem externen Motorwechselrichter, magnetisiert.
  • In Übereinstimmung mit einer Spule jeder Nut des Außenstators (134), die im Laufe der Zeit magnetisiert wird, wird eine zweite magnetische Kraft auf den daran angrenzenden Außenrotor (124) ausgeübt. Eine zweite Drehkraft wird auf den Außenrotor (124) entsprechend der zweiten Magnetkraft ausgeübt, und die Motorwelle (110) wird entsprechend der zweiten Drehkraft gedreht.
  • Folglich wird der Motorwelle (110) ein Drehmoment zugeführt, das auf einer Drehkraft basiert, die durch Addition der ersten Drehkraft und der zweiten Drehkraft gewonnen wird, und ihre Ausgangsleistung kann im Vergleich zu einem Koaxialmotor mit einer einzelnen Rotor/Stator-Struktur erhöht werden.
  • Zwischen einem Mittelflansch des Motorgehäuses (150) und der Motorwelle (110) sind Lager (112) angeordnet, und die Motorwelle (110) kann sich in Bezug auf das Motorgehäuse (150) drehen.
  • In dem in den 5 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der ersten Pole Pi des Innenrotors (122) des Fahrzeugmotors zwar mit 8, die Anzahl der zweiten Pole Po des Außenrotors (124) mit 10, die Anzahl der ersten Nuten Si des Innenstators (132) mit 9 und die Anzahl der zweiten Nuten So des Außenstators (134) mit 12 angegeben, doch ist die Ausführung nicht darauf beschränkt.
  • Bei dem Fahrzeugmotor gemäß diesem Ausführungsbeispiel haben jedoch der erste Nut-Pol-Wert, der ein kleinstes gemeinsames Vielfaches der Anzahl der ersten Pole und der Anzahl der ersten Nuten Si ist, und der zweite Nut-Pol-Wert, der ein kleinstes gemeinsames Vielfaches der Anzahl der zweiten Pole und der Anzahl der zweiten Nuten ist, voneinander abweichende Werte.
  • Darüber hinaus kann eine Kombination von Werten eines 1/2-Pol-Wertes und eines 1/2-Nut-Wertes verwendet werden, die als eine Ordnung des Rastmoments definiert ist, so dass das kleinste gemeinsame Vielfache des ersten Nut-Pol-Wertes und des zweiten Nut-Pol-Wertes gleich oder größer als 180 ist.
  • In den 9 und 10 sind Beispiele für den Nut-Pol-Wert des Motors für ein Fahrzeug gemäß diesem Ausführungsbeispiel dargestellt.
  • In dem in 9 dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Anzahl der ersten Pole Pi des Innenrotors (122) des Fahrzeugmotors 6, die Anzahl der zweiten Pole Po des Außenrotors (124) 10, die Anzahl der ersten Nuten Si des Innenstators (132) 9 und die Anzahl der zweiten Nuten So des Außenstators (134) 12.
  • So beträgt bei dem Motor für ein Fahrzeug gemäß dem in 9 dargestellten Ausführungsbeispiel der erste Nut-Pol-Wert, der das kleinste gemeinsame Vielfache der Anzahl der ersten Pole und der Anzahl der ersten Nuten ist, 18. Der zweite Nut-Pol-Wert, der das kleinste gemeinsame Vielfache der Anzahl der zweiten Pole und der Anzahl der zweiten Nuten ist, beträgt 60 und unterscheidet sich damit vom ersten Nut-Pol-Wert.
  • Darüber hinaus beträgt bei dem in 9 dargestellten Ausführungsbeispiel das kleinste gemeinsame Vielfache von 18, dem erste Nut-Pol-Wert, und 60, dem zweite Nut-Pol-Wert, der eine Ordnung des Rastmoments darstellt, 180.
  • Bei einem Fahrzeugmotor gemäß dem in 9 dargestellten Ausführungsbeispiel treten also während einer Umdrehung der Motorwelle (110) 180-fache Änderungen des Rastmoments auf. Mit anderen Worten tritt eine Änderung des Rastmoments jeweils einmal pro 2 Grad Drehung der Motorwelle auf.
  • In dem in 10 gezeigten Ausführungsbeispiel hingegen beträgt die Anzahl der ersten Pole Pi des Innenrotors (122) des Fahrzeugmotors 8, die Anzahl der zweiten Pole Po des Außenrotors (124) 10, die Anzahl der ersten Nuten Si des Innenstators (132) 9 und die Anzahl der zweiten Nuten So des Außenstators (134) 12.
  • So beträgt bei dem Motor für ein Fahrzeug gemäß dem in 10 dargestellten Ausführungsbeispiel der erste Nut-Pol-Wert, der das kleinste gemeinsame Vielfache der Anzahl der ersten Pole und der Anzahl der ersten Nuten ist, 72. Der zweite Nut-Pol-Wert, der das kleinste gemeinsame Vielfache der Anzahl der zweiten Pole und der Anzahl der zweiten Nuten ist, beträgt 60 und unterscheidet sich damit vom ersten Nut-Pol-Wert.
  • Darüber hinaus beträgt bei dem in 10 dargestellten Ausführungsbeispiel das kleinste gemeinsame Vielfache von 72, dem erste Nut-Pol-Wert, und 60, dem zweite Nut-Pol-Wert, das eine Ordnung des Rastmoments darstellt, 360.
  • Bei einem Fahrzeugmotor gemäß dem in 10 dargestellten Ausführungsbeispiel treten also während einer Umdrehung der Motorwelle (110) 360-fache Änderungen des Rastmoments auf. Mit anderen Worten tritt eine Änderung des Rastmoments jeweils einmal pro 1 Grad Drehung der Motorwelle auf.
  • Wenn der in 9 oder 10 dargestellte Motor für ein Fahrzeug als Rückmeldemotor eines Lenkrückmeldeaktuators (SFA) einer Steer-by-Wire Lenkvorrichtung verwendet wird, tritt während einer Lenkradumdrehung eine 180-fache (bei dem in 9 dargestellten Ausführungsbeispiel) bzw. 360-fache (bei dem in 10 dargestellten Ausführungsbeispiel) Änderung des Rastmoments auf.
  • Wenn also eine Rückmeldekraft auf das Lenkrad ausgeübt wird, tritt jedes Mal, wenn sich das Lenkrad um 2 Grad oder 1 Grad dreht, ein geringes Rastmoment auf, so dass der Fahrer erkennt, dass eine Rückmeldekraft kontinuierlich ausgeübt wird, und dementsprechend das Rückmeldegefühl verbessert werden kann. In der folgenden Tabelle 1 sind beispielhafte Kombinationen von Nut-Pol-Werten und Ordnungen des Rastmoments aufgeführt, die mit den in den 9 und 10 dargestellten Ausführungsbeispielen verglichen werden können. [Tabelle 1] Vergleichsbeispiele für dieses Ausführungsbeispiel
    Außenstator (So) Außenrotor (Po) Innenstator (Si) Innenrotor (Pi)
    FALL 1 Anzahl der Nuten/Anzahl der Pole 12 8 9 6
    Nut-Pol-Wert 24 18
    Ordnung des Rastmoments 72
    FALL 2 Anzahl der Nuten/Anzahl der Pole 12 8 9 8
    Nut-Pol-Wert 24 72
    Ordnung des Rastmoments 72
    FALL 3 Anzahl der Nuten/Anzahl der Pole 12 10 12 8
    Nut-Pol-Wert 60 24
    Ordnung des Rastmoments 120
  • In Fall 1, einem Vergleichsbeispiel, sind der erste Nut-Pol-Wert und der zweite Nut-Pol-Wert 18 bzw. 24, und die Ordnung des Rastmoments ist 72, also das kleinste gemeinsame Vielfache von 18 und 24. In Fall 2 sind der erste Nut-Pol-Wert und der zweite Nut-Pol-Wert 72 bzw. 24, und die Ordnung des Rastmoments ist 72, d.h. ein kleinstes gemeinsames Vielfaches von 72 und 24.
  • Wenn also die Doppelrotoren gemäß Fall 1 und Fall 2, die Vergleichsbeispiele sind, und ein Motor für ein Fahrzeug mit einer Doppelstatorstruktur als Rückmeldemotoren verwendet werden, treten während einer Lenkradumdrehung 72-fache Änderungen des Rastmoments auf, und eine Änderung des Rastmoments tritt jedes Mal auf, wenn sich das Lenkrad um 5 Grad dreht, so dass im Vergleich zu den in 9 und 10 dargestellten Ausführungsbeispielen ein relativ hohes Rastmoment erzeugt wird.
  • Dementsprechend ist im Vergleich zu den in den 9 und 10 dargestellten Ausführungsbeispielen in Fall 1 und Fall 2, die Vergleichsbeispiele darstellen, der Grad der Unstetigkeit eines Rückmeldedrehmoments, d. h. eines Rastmoments, das von einem Fahrer zum Zeitpunkt der Bereitstellung eines Rückmeldedrehmoments empfunden wird, groß, und das Rückmeldegefühl kann sich verschlechtern.
  • Darüber hinaus sind in Fall 3 als Vergleichsbeispiel ein erster Nut-Pol-Wert und ein zweiter Nut-Pol-Wert 24 bzw. 60, und eine Ordnung des Rastmoments ist 120, was ein kleinstes gemeinsames Vielfaches von 24 und 60 ist. Wenn also der Motor für ein Fahrzeug gemäß Fall 3, der ein Vergleichsbeispiel darstellt, als Rückmeldemotor verwendet wird, treten während einer Lenkradumdrehung 120-fache Änderungen des Rastmoments auf, und bei jeder Lenkradumdrehung um 3 Grad tritt eine Änderung des Rastmoments auf, so dass im Vergleich zu den in den 9 und 10 dargestellten Ausführungsbeispielen ein relativ hohes Rastmoment erzeugt wird.
  • Dementsprechend ist im Vergleich zu den in den 9 und 10 dargestellten Ausführungsbeispielen auch im Fall 3, der ein Vergleichsbeispiel darstellt, der Grad der Unstetigkeit eines Rückmeldedrehmoments, d. h. eines vom Fahrer zum Zeitpunkt der Bereitstellung eines Rückmeldedrehmoments empfundenen Rastmoments, groß, und das Rückmeldegefühl kann sich verschlechtern.
  • Auf diese Weise wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel ein Motor für ein Fahrzeug vorgesehen, der den Doppelrotor (120) mit radial innen und außen angeordneten Innen- und Außenrotoren und den Doppelstator (130) mit radial innen und außen angeordneten Innen- und Außenstatoren enthält, und eine Kombination von Polwerten und Nutwerten der Innen- und Außenrotoren und der Innen- und Außenstatoren wird so verwendet, dass die Ordnung des Rastmoments gleich oder größer als 180 ist.
  • Auf diese Weise wird eine hohe Ordnung des Rastmoments zusammen mit einer hohen Motorausgangsleistung bereitgestellt, wodurch die Unstetigkeit des Gefühls für einen Motorbetrieb entsprechend dem Rastmoment verringert werden kann.
  • 11 ist eine vollständige Darstellung der Gestaltung einer Steer-by-Wire Lenkvorrichtung (1000), in der ein Lenkkrückmeldemotor gemäß diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird.
  • Wie in 11 gezeigt, kann die Steer-by-Wire Lenkvorrichtung (1000) gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen Radaktuator (RWA; 1200), einen Lenkrückmeldeaktuator (SFA; 1100), eine Steuervorrichtung (1300) und dergleichen umfassen.
  • Der Radaktuator (1200) kann einen Lenkmotor (1220) und ein Untersetzungsgetriebe umfassen, das eine Antriebskraft des Lenkmotors auf eine Zahnstange (1210) überträgt.
  • Eine Motorriemenscheibe (1234) ist in einer Motorwelle des Lenkmotors (1220) vorgesehen, und das Untersetzungsgetriebe kann eine Kugelmutter (1232), die drehbar mit der Zahnstange (1210) gekoppelt ist, und einen Antriebsriemen (1236) umfassen, der eine in der Kugelmutter vorgesehene Mutterriemenscheibe und die Motorriemenscheibe (1234) verbindet.
  • Das Untersetzungsgetriebe des Radaktuators (1200) ist jedoch nicht auf eine solche Struktur beschränkt, und es kann auch ein Untersetzungsgetriebe für ein hinteres Ritzel-Zahnstangen Koppelsystem verwendet werden.
  • Der Lenkrückmeldeaktuator (1100) ist eine Vorrichtung, die einen Fahrer veranlasst, eine Lenkrückmeldung bzw. -rückkopplung zu fühlen, indem sie eine Rückmeldung entsprechend einer Lenkkraft liefert, die durch den Radaktuator (1200) für eine Lenksäule geliefert wird.
  • Der Lenkrückmeldeaktuator (1100) kann eine Lenksäule (1120), die mit dem Lenkrad (1110) verbunden ist, und einen Lenkrückmeldemotor (1130) umfassen, der mit der Lenksäule verbunden ist und dazu dient, ein Lenkrückmeldemoment für das Lenkrad zu liefern.
  • Hierbei ist der Lenkrückmeldemotor (1130) ein Koaxialmotor mit einem Doppelrotor und einem Doppelstator gemäß den in den 5 bis 10 dargestellten Ausführungsbeispielen.
  • Genauer gesagt kann der Lenkrückmeldemotor (1130) ein Koaxialmotor sein, der eine Motorwelle, die koaxial mit der Lenksäule (1120) verbunden ist, einen Doppelrotor mit einem Innenrotor und einem Außenrotor, die mit der Motorwelle verbunden sind, und einen Doppelstator mit einem Innenstator, der an einer Innenseite des Innenrotors angeordnet ist, und einem Außenstator, der an einer Außenseite des Außenrotors angeordnet ist, umfasst.
  • In einem solchen Fall können ein erster Nut-Pol-Wert, der als kleinstes gemeinsames Vielfaches der Anzahl der ersten Pole Pi des Innenrotors und der Anzahl der ersten Nuten Si des Innenstators definiert ist, und ein zweiter Nut-Pol-Wert, der als kleinstes gemeinsames Vielfaches der Anzahl der zweiten Pole Po des Außenrotors und der Anzahl der zweiten Nuten So des Außenstators definiert ist, voneinander verschieden sein.
  • Eine Ordnung des Rastmoments des Lenkrückmeldemotors (1130) kann unter Verwendung eines kleinsten gemeinsamen Vielfachen des ersten Nut-Pol-Wertes und des zweiten Nut-Pol-Wertes bestimmt werden, und das kleinste gemeinsame Vielfache des ersten Nut-Pol-Wertes und des zweiten Nut-Pol-Wertes kann mindestens 180 oder mehr betragen.
  • Eine spezifische Konfiguration eines solchen Lenkrückmeldemotors (1130) ist dieselbe wie die Konfiguration des Motors für ein Fahrzeug, die unter Bezugnahme auf die 5 bis 10 beschrieben wird; um Doppelungen zu vermeiden, wird auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet.
  • Die Steuervorrichtung (1300) hat die Funktion, einen Lenkmotorantriebsstrom in Übereinstimmung mit einem Solldrehmomentbefehl zu erzeugen, der von einer Domänensteuereinheit (DCU) oder dergleichen geliefert wird, und den erzeugten Antriebsstrom an den Lenkmotor (1220) anzulegen. In einem Fall, in dem eine Lenkkraft auf die Zahnstange durch den Antrieb des Lenkmotors (1220) ausgeübt wird, kann die Steuervorrichtung (1300) ein Rückmeldedrehmomentsignal erzeugen, das proportional zur ausgeübten Lenkkraft ist, und den Lenkrückmeldemotor (1130) basierend auf dem erzeugten Rückmeldedrehmomentsignal steuern.
  • Andererseits kann die Steuerung (1300) in einem Fall, in dem eine Anomalie in einem der Innen- und Außenstatoren des Lenkrückmeldemotors (1130) erkannt wird, einen Strom unter Verwendung des verbleibenden Stators, der sich in einem normalen Zustand befindet, anlegen.
  • So kann selbst im Falle einer Störung in einem der beiden Statoren ein ausfallsicherer Betrieb mit einem normalen Stator durchgeführt werden. Mit anderen Worten wird gemäß dieser Ausführung während die Motorleistung und die Ordnung des Rastmoments durch die Verdoppelung der Statoren des Lenkrückmeldemotors (1130) erhöht werden, der Lenkrückmeldemotor (1130) auch dann mit einer Leistung von etwa 50 % gesteuert, wenn in einem Stator des Doppelstators eine Störung aufgetreten ist, wodurch die Stabilität verbessert werden kann.
  • Der Lenkrückmeldemotor (1130) gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann einen ersten Wechselrichter zum Anlegen eines Steuerstroms an den Innenstator und einen zweiten Wechselrichter zum Anlegen eines Steuerstroms an den Außenstator umfassen.
  • Mit anderen Worten kann, um den Lenkrückmeldemotor (1130) gemäß diesem Ausführungsbeispiel anzutreiben, der erste Wechselrichter einen ersten Steuerstrom erzeugen und den ersten Steuerstrom an eine Wicklung jeder Nut des Innenstators anlegen, und der zweite Wechselrichter, der getrennt vom ersten Wechselrichter arbeitet, kann einen zweiten Steuerstrom erzeugen und den zweiten Steuerstrom an eine Wicklung jeder Nut des Außenstators anlegen.
  • In dem in 11 dargestellten Lenkrückmeldeaktuator (1100) und der Lenkvorrichtung (1000), die den Lenkrückmeldeaktuator enthält, kann ein Koaxialmotor mit einer Doppelrotor und -stator Struktur als Lenkrückmeldemotor verwendet werden, ohne dass ein zusätzliches Untersetzungsgetriebe erforderlich ist.
  • Durch die Verringerung der Größe und des Komplexitätsgrads des Lenkrückmeldeaktuators (1100) und der Steer-by-Wire Lenkvorrichtung kann die Flexibilität des Anordnens oder des Layouts erhöht werden.
  • Darüber hinaus kann durch das Vorsehen eines Lenkrückmeldemotors, der eine hohe Ausgangsleistung und ein hohes Rastmoment aufweist, das Gefühl der Lenkrückmeldung für den Fahrer verbessert werden.
  • 12 ist ein Diagramm, das die Änderungen des Rastmoments des Motors für ein Fahrzeug gemäß diesem Ausführungsbeispiel zeigt.
  • Das in 12 dargestellte Diagramm veranschaulicht insbesondere die Änderungen des Rastmoments, die in einem Fall auftreten, in dem der Motor für ein Fahrzeug gemäß dem in 10 dargestellten Ausführungsbeispiel als Lenkrückmeldemotor verwendet wird.
  • Wie in der in 10 dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt in einem Fall, in dem das kleinste gemeinsame Vielfache des ersten Nut-Pol-Werts und des zweiten Nut-Pol-Werts 360 beträgt, die Anzahl der Änderungen des Rastmoments, d. h. eine Frequenz der Änderungen des Rastmoments oder eine Ordnung des Rastmoments während einer Umdrehung der Motorwelle 360.
  • In einem solchen Fall treten, wie in 12 dargestellt, Änderungen des Rastmoments um das 360-fache auf, während der Lenkwinkel entsprechend der Drehung des Lenkrückmeldemotors um 360 Grad geändert wird.
  • Mit anderen Worten tritt, wie in dem vergrößerten Diagramm in 12 dargestellt, bei einer Änderung des Lenkwinkels um 1 Grad eine einmalige Änderung des Rastmoments auf, d. h. ein Anstieg und ein Abfall.
  • Mit zunehmender Ordnung des Rastmoments, d. h. der Anzahl der während einer Motorumdrehung auftretenden Änderungen des Rastmoments, nimmt der Änderungsbetrag des Rastmoments weiter ab.
  • So tritt, wie in 12, in einem Fall, in dem das kleinste gemeinsame Vielfache des ersten Nut-Pol-Werts und des zweiten Nut-Pol-Werts 360 beträgt, häufig eine Änderung des Rastmoments mit einer relativ kleinen Größe auf, und folglich kann das Gefühl einer Rückmeldung, das ein Fahrer über das Lenkrad empfindet, verbessert werden.
  • Obwohl alle Bestandteile, die die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung ausbilden, als miteinander verbunden oder in Kombination arbeitend beschrieben wurden, sind diese Ausführungsbeispiele nicht notwendigerweise auf solche Ausführungsbeispiele beschränkt. Mit anderen Worten können die Bestandteile durch selektive Kombination eines oder mehrerer aller Bestandteile innerhalb der Gegenstände der vorliegenden Offenbarung wirken. Darüber hinaus können, obwohl jedes der konstituierenden Elemente durch unabhängige Hardware realisiert werden kann, durch selektive Kombination einiger oder aller konstituierenden Elemente die konstituierenden Elemente als ein Computerprogramm mit Programmmodulen realisiert werden, die Funktionen der kombinierten einigen oder allen konstituierenden Elementen in einem oder einer Vielzahl von Teilen der Hardware ausführen. Die Codes und Codesegmente, aus denen das Computerprogramm besteht, können von einer Person, die auf einem technischen Gebiet der vorliegenden Offenbarung bewandert ist, leicht abgeleitet werden. Ein solches Computerprogramm kann ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung realisieren, indem es auf einem computerlesbaren Medium gespeichert und von einem Computer gelesen und ausgeführt wird. Das Medium des Computerprogramms kann ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, ein optisches Aufzeichnungsmedium, ein Trägerwellenmedium und ähnliches sein.
  • Darüber hinaus bedeutet ein Begriff wie „einschließen“, „konfigurieren“, „haben“ oder ähnliches, wie er oben beschrieben wurde, dass ein entsprechender Bestandteil eingeschlossen werden kann, sofern nichts anderes erwähnt wird, und sollte dementsprechend so interpretiert werden, dass andere Bestandteile nicht ausgeschlossen sind und andere Bestandteile weiterhin eingeschlossen werden können. Alle Begriffe, einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe, haben, sofern sie nicht anders definiert sind, die gleiche Bedeutung wie die, die ein Fachmann auf dem Gebiet, zu dem die vorliegende Offenbarung gehört, allgemein versteht. Begriffe wie in Wörterbüchern definierte Begriffe, die allgemein verwendet werden, sollten so ausgelegt werden, dass sie mit den Bedeutungen im Kontext verwandter Künste übereinstimmen, und sollten, sofern sie in diesen Ausführungsbeispielen nicht eindeutig definiert sind, nicht so ausgelegt werden, dass sie eine ideale oder übermäßig formale Bedeutung haben.
  • Die obige Beschreibung wurde dargelegt, um einen Fachmann zu befähigen, den technischen Gedanken der vorliegenden Offenbarung umzusetzen und zu nutzen, und wurde im Zusammenhang mit einer bestimmten Anwendung und ihren Anforderungen vorgesehen. Verschiedene Modifikationen, Ergänzungen und Substitutionen der beschriebenen Ausführungsbeispiele sind für Fachleute ohne Weiteres ersichtlich, und die hierin definierten allgemeinen Grundsätze können auf andere Ausführungsbeispiele und Anwendungen angewandt werden, ohne vom Geist und Geltungsbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die obige Beschreibung und die begleitenden Zeichnungen stellen nur für Veranschaulichungszwecke ein Beispiel für den technischen Gedanken der vorliegenden Offenbarung bereit. Das heißt, die offenbarten Ausführungsbeispielen sollen den Umfang der technischen Idee der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen. Somit ist der Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele begrenzt, sondern muss mit dem breitesten Bereich, der noch mit den Ansprüchen konsistent ist, im Einklang stehen. Der Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung sollte auf der Grundlage der folgenden Ansprüche ausgelegt werden, und alle technischen Ideen innerhalb des Bereichs ihrer Äquivalente sollten so ausgelegt werden, dass sie in den Bereich der vorliegenden Offenbarung fallen.

Claims (20)

  1. Motor (100) für ein Fahrzeug, umfassend: ein Motorgehäuse (150); eine Motorwelle (110), die mit dem Motorgehäuse (150) gekoppelt ist, um sich in Bezug auf das Motorgehäuse (150) zu drehen; einen Doppelrotor (120) mit einem Innenrotor (122) und einem Außenrotor (124), der mit der Motorwelle (110) verbunden sind; und einen Doppelstator (130) mit einem Innenstator (132), der an einer Innenseite des Innenrotors (122) angeordnet ist, und einem Außenstator (134), der an einer Außenseite des Außenrotors (124) angeordnet ist.
  2. Motor (100) für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei ein erster Nut-Pol-Wert, der als ein kleinstes gemeinsames Vielfaches der Anzahl der ersten Pole des Innenrotors (122) und der Anzahl der ersten Nuten des Innenstators (132) definiert ist, und ein zweiter Nut-Pol-Wert, der als ein kleinstes gemeinsames Vielfaches der Anzahl der zweiten Pole des Außenrotors (124) und der Anzahl der zweiten Nuten des Außenstators (134) definiert ist, voneinander verschieden sind.
  3. Motor (100) für ein Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei ein Rastmoment des Motors (100) für das Fahrzeug in Übereinstimmung mit einem kleinsten gemeinsamen Vielfachen des ersten Nut-Pol-Wertes und des zweiten Nut-Pol-Wertes bestimmt wird.
  4. Motor (100) für ein Fahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Anzahl der ersten Pole 6, die Anzahl der ersten Nuten 9, die Anzahl der zweiten Pole 10, die Anzahl der zweiten Nuten 12 und das kleinste gemeinsame Vielfache des ersten Nut-Pol-Wertes und des zweiten Nut-Pol-Wertes 180 beträgt.
  5. Motor (100) für ein Fahrzeug nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Anzahl der ersten Pole 8, die Anzahl der ersten Nuten 9, die Anzahl der zweiten Pole 10, die Anzahl der zweiten Nuten 12 und das kleinste gemeinsame Vielfache des ersten Nut-Pol-Wertes und des zweiten Nut-Pol-Wertes 360 beträgt.
  6. Motor (100) für ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner mit einem magnetischen Isolator (140), der zwischen dem Innenrotor (122) und dem Außenrotor (124) angeordnet ist.
  7. Lenkvorrichtung, die eine Steer-by-Wire-Lenkvorrichtung ist, wobei die Lenkvorrichtung umfasst: einem Radaktuator (Road Wheel Actuator - RWA); und ein Lenkrückmeldeaktuator (Steering Feedback Actuator - SFA), wobei der Lenkrückmeldeaktuator (SFA) eine Lenksäule (41), die mit einem Lenkrad verbunden ist, und einen Lenkrückmeldemotor (43) umfasst, der mit der Lenksäule (41) verbunden ist und zum Liefern eines Lenkrückmeldemoments für das Lenkrad verwendet wird, und wobei der Lenkrückmeldemotor (43) eine Motorwelle (110), die axial mit der Lenksäule (41) verbunden ist, einen Doppelrotor (120), der einen Innenrotor (122) und einen Außenrotor (124) umfasst, die mit der Motorwelle (110) verbunden sind, und einen Doppelstator (130) umfasst, der einen Innenstator (132), der auf einer Innenseite des Innenrotors (122) angeordnet ist, und einen Außenstator (134), der auf einer Außenseite des Außenrotors (124) angeordnet ist, umfasst.
  8. Lenkvorrichtung nach Anspruch 7, wobei ein erster Nut-Pol-Wert, der als ein kleinstes gemeinsames Vielfaches der Anzahl der ersten Pole des Innenrotors (122) und der Anzahl der ersten Nuten des Innenstators (132) definiert ist, und ein zweiter Nut-Pol-Wert, der als ein kleinstes gemeinsames Vielfaches der Anzahl der zweiten Pole des Außenrotors (124) und der Anzahl der zweiten Nuten des Außenstators (134) definiert ist, voneinander verschieden sind.
  9. Lenkvorrichtung nach Anspruch 8, wobei eine Ordnung eines Rastmoments des Lenkrückmeldemotors (43) in Übereinstimmung mit einem kleinsten gemeinsamen Vielfachen des ersten Nut-Pol-Wertes und des zweiten Nut-Pol-Wertes bestimmt wird.
  10. Lenkvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Anzahl der ersten Pole 6, die Anzahl der ersten Nuten 9, die Anzahl der zweiten Pole 10, die Anzahl der zweiten Nuten 12 und das kleinste gemeinsame Vielfache des ersten Nut-Pol-Wertes und des zweiten Nut-Pol-Wertes 180 beträgt.
  11. Lenkvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Anzahl der ersten Pole 8, die Anzahl der ersten Nuten 9, die Anzahl der zweiten Pole 10, die Anzahl der zweiten Nuten 12 und das kleinste gemeinsame Vielfache des ersten Nut-Pol-Wertes und des zweiten Nut-Pol-Wertes 360 beträgt.
  12. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, ferner mit einem magnetischen Isolator (140), der zwischen dem Innenrotor (122) und dem Außenrotor (124) angeordnet ist.
  13. Lenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, ferner mit einer Steuervorrichtung, die den Betrieb des Lenkrückmeldemotors steuert, wobei in einem Fall, in dem eine Anomalie in einem des Innenstators (132) und des Außenstators (134) erkannt wird, die Steuervorrichtung einen Strom nur an den verbleibenden Stator anlegt, der sich in einem normalen Zustand befindet.
  14. Lenkrückmeldeaktuatorvorrichtung, die eine Lenkrückmeldeaktuator(SFA)vorrichtung ist, die eine Steer-by-Wire Lenkvorrichtung gestaltet und getrennt von einem Radaktuator (RWA) arbeitet, wobei die Lenkrückmeldeaktuatorvorrichtung umfasst: eine Lenksäule (41), die mit einem Lenkrad verbunden ist; und einen Lenkrückmeldemotor (43), der mit der Lenksäule (41) verbunden ist und dazu dient, ein Lenkrückmeldemoment für das Lenkrad zu erzeugen, wobei der Lenkrückmeldemotor (43) eine Motorwelle (110), die axial mit der Lenksäule (41) verbunden ist, einen Doppelrotor (120), der einen Innenrotor (122) und einen Außenrotor (124) umfasst, die mit der Motorwelle (110) verbunden sind, und einen Doppelstator (130) umfasst, der einen Innenstator (132), der auf einer Innenseite des Innenrotors (122) angeordnet ist, und einen Außenstator (134) umfasst, der auf einer Außenseite des Außenrotors (124) angeordnet ist.
  15. Lenkrückmeldeaktuatorvorrichtung nach Anspruch 14, wobei ein erster Nut-Pol-Wert, der als ein kleinstes gemeinsames Vielfaches der Anzahl der ersten Pole des Innenrotors (122) und der Anzahl der ersten Nuten des Innenstators (132) definiert ist, und ein zweiter Nut-Pol-Wert, der als ein kleinstes gemeinsames Vielfaches der Anzahl der zweiten Pole des Außenrotors (124) und der Anzahl der zweiten Nuten des Außenstators (134) definiert ist, voneinander verschieden sind.
  16. Lenkrückmeldeaktuatorvorrichtung nach Anspruch 15, wobei eine Ordnung eines Rastmoments des Lenkrückmeldemotors für das Fahrzeug in Übereinstimmung mit einem kleinsten gemeinsamen Vielfachen des ersten Nut-Pol-Wertes und des zweiten Nut-Pol-Wertes bestimmt wird.
  17. Lenkrückmeldeaktuatorvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Anzahl der ersten Pole 6, die Anzahl der ersten Nuten 9, die Anzahl der zweiten Pole 10, die Anzahl der zweiten Nuten 12 und das kleinste gemeinsame Vielfache des ersten Nut-Pol-Wertes und des zweiten Nut-Pol-Wertes 180 beträgt.
  18. Lenkrückmeldeaktuatorvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Anzahl der ersten Pole 8, die Anzahl der ersten Nuten 9, die Anzahl der zweiten Pole 10, die Anzahl der zweiten Nuten 12 und das kleinste gemeinsame Vielfache des ersten Nut-Pol-Wertes und des zweiten Nut-Pol-Wertes 360 beträgt.
  19. Lenkrückmeldeaktuatorvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, die ferner einen magnetischen Isolator (140) umfasst, der zwischen dem inneren Rotor (122) und dem äußeren Rotor (124) angeordnet ist.
  20. Lenkrückmeldeaktuatorvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, ferner eine Steuervorrichtung umfassend, die den Betrieb des Lenkrückmeldemotors steuert, wobei in einem Fall, in dem eine Anomalie in einem des Innenstators (132) und des Außenstators (134) erkannt wird, die Steuervorrichtung einen Strom nur an den verbleibenden Stator anlegt, der sich in einem normalen Zustand befindet.
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