DE112020002349T5

DE112020002349T5 - Fahrzeug-lenkvorrichtung

Info

Publication number: DE112020002349T5
Application number: DE112020002349.4T
Authority: DE
Inventors: Kyung Min Ko; Sang Hee AHN; Jung Sik Park
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2019-05-14
Filing date: 2020-05-08
Publication date: 2022-01-27
Also published as: WO2020231111A1; US20240034392A1; KR102167914B1; CN113811480A

Abstract

Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Inanspruchnahme von Motorleistung verhindert werden, kann die Anzahl von Komponenten reduziert werden, können Fahrzeugsteuerungsfunktionen wie automatisches Parken, Spurhalten, Fahrassistenz je nach Straßenzustand, Dämpfung der Lenkschwingungen und autonome Fahrkontrolle genutzt werden und kann somit der Komfort eines Fahrers erhöht werden und die Stabilität durch Bereitstellen von zwei Motor-Reduziererstrukturen verbessert werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Lenkvorrichtungen von Fahrzeugen und genauer gesagt eine Fahrzeug-Lenkvorrichtung, die zu Folgendem in der Lage ist: Reduzieren oder Verhindern der Inanspruchnahme von Motorleistung und Reduzieren der Anzahl von darin verwendeten Komponenten durch Unterstützung des Fahrers beim Lenken des Fahrzeugs mithilfe eines Motors; Erhöhen des Komforts für den Fahrer durch Nutzung verschiedener Funktionen zur Steuerung des Fahrzeugs wie autonomes Parken, Spurhaltung, Fahrassistenz je nach Straßenzustand, Dämpfung der Lenkschwingungen, autonome Fahrsteuerung und dergleichen; und Verbessern der Stabilität durch Verwendung von zwei Kombinationen aus Motoren und Reduzierern.
HINTERGRUND
Im Allgemeinen ist eine Lenkvorrichtung eines Fahrzeugs eine Vorrichtung, die einen Fahrer in die Lage versetzt, durch Einschlagen eines Lenkrads eine Richtung, in die das Fahrzeug fährt, zu wechseln. Die Fahrzeug-Lenkvorrichtung ist eine Assistenzvorrichtung, um den Fahrer dabei zu unterstützen, das Fahrzeug in eine Richtung zu lenken, in die der Fahrer fahren möchte, indem der Drehpunkt, um den sich die Vorderräder des Fahrzeugs drehen, durch einen gewünschten Winkel verändert werden kann.
Außerdem ist eine Servolenkungsvorrichtung eine Vorrichtung, die einen Fahrer in die Lage versetzt, eine Fahrtrichtung eines Fahrzeugs mühelos zu ändern, indem sie den Fahrer dabei unterstützt, das Lenkrad des Fahrzeugs mithilfe einer Vorrichtung zum Aufbringen einer Lenkunterstützungskraft einzuschlagen, wenn der Fahrer das Lenkrad betätigt.
Bei einer derartigen herkömmlichen Servolenkungsvorrichtung kann eine Spurstange oder ein Achsschenkel durch eine Verbindung, die mit einem Lenkhebel gekoppelt ist, durch Drehen einer mit dem Lenkhebel gekoppelten Segmentwelle betätigt werden, und dadurch können die Räder gelenkt werden. In diesem Falle bewirkt eine hierfür vorgesehene hydraulische Servolenkungsvorrichtung, dass sich die Segmentwelle leichter durch hydraulischen Druck dreht und somit den Fahrer beim Einschlagen des Lenkrads unterstützt.
Eine derartige hydraulische Servolenkungsvorrichtung weist jedoch die folgenden Nachteile auf: Inanspruchnahme von Motorleistung während des Betriebs, da eine Hydraulikpumpe zum Abgeben des hydraulischen Drucks mit dem Motor des Fahrzeugs verbunden ist; Notwendigkeit mehrerer hydraulikbezogener Komponenten wie der Hydraulikpumpe, einer Hydraulikleitung, eines Behälters und dergleichen; und Verursachen von Verschmutzung durch den Verbrauch von Hydrauliköl.
Da bei der hydraulischen Servolenkungsvorrichtung keine elektronische Steuerung verwendet wird, bestehen insbesondere zusätzliche Nachteile darin, dass einige durch Verwendung einer solchen Steuerung erzielbare Funktionen wie autonomes Parken, Spurhaltung, Fahrassistenz je nach Straßenzustand, Dämpfung der Lenkschwingungen, autonome Fahrsteuerung und dergleichen nicht genutzt werden können.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Um diese Probleme anzugehen, stellen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung eine Fahrzeug-Lenkvorrichtung bereit, die zu Folgendem in der Lage ist: Reduzieren oder Verhindern der Inanspruchnahme von Motorleistung und Reduzieren der Anzahl von darin verwendeten Komponenten durch Unterstützung des Fahrers beim Lenken des Fahrzeugs mithilfe eines Motors; Erhöhen des Komforts für den Fahrer durch Verwendung verschiedener Funktionen zur Steuerung des Fahrzeugs wie autonomes Parken, Spurhaltung, Fahrassistenz je nach Straßenzustand, Dämpfung der Lenkschwingungen, autonome Fahrsteuerung und dergleichen; und Verbessern der Stabilität durch Verwendung von zwei Kombinationen aus Motoren und Reduzierern.
Die Aufgaben der vorliegenden Offenbarung sind nicht darauf beschränkt und andere Aufgaben sind für Fachleute auf dem Gebiet anhand der nachstehenden Beschreibung gut verständlich.
TECHNISCHE LÖSUNG
Gemäß den Aspekten der vorliegenden Offenbarung wird eine Fahrzeug-Lenkvorrichtung bereitgestellt, die ein Gehäuse, in dem ein Kugelgewindetrieb, eine über Kugeln mit dem Kugelgewindetrieb gekoppelte Kugelmutter und eine mit der Kugelmutter in Eingriff stehende Segmentwelle untergebracht sind, einen ersten Reduzierer, der mit einer Abtriebswelle gekoppelt ist, die mit der Kugelmutter verbunden ist, und einen ersten Motor zum Antreiben des ersten Reduzierers enthält. Ein mit der Segmentwelle gekoppelter zweiter Reduzierer ist mit dem Gehäuse gekoppelt und wird von einem zweiten Motor angetrieben. Der zweite Reduzierer enthält ein hohles Zahnradgehäuse, das mit dem Gehäuse und dem zweiten Motor gekoppelt ist, ein erstes Zahnradelement, das mit der Segmentwelle gekoppelt ist, ein zweites Zahnradelement, das mit dem ersten Zahnradelement in Eingriff steht, und ein Drehunterstützungselement, das mit einer Motorwelle des zweiten Motors und dem ersten Zahnradelement gekoppelt ist.
AUSWIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Bei Fahrzeug-Lenkvorrichtungen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, die Inanspruchnahme der Motorleistung zu reduzieren oder zu verhindern und die Anzahl der darin verwendeten Komponenten zu reduzieren, indem der Fahrer beim Lenken des Fahrzeugs mithilfe des Motors unterstützt wird; den Komfort für den Fahrer durch Verwendung verschiedener Funktionen zur Steuerung des Fahrzeugs wie autonomes Parken, Spurhaltung, Fahrassistenz je nach Straßenzustand, Dämpfung der Lenkschwingungen, autonome Fahrsteuerung und dergleichen zu erhöhen; und die Stabilität durch zwei Kombinationen aus Motoren und Reduzierern zu verbessern.
Figurenliste

1 ist eine Perspektivansicht einer Fahrzeug-Lenkvorrichtung gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Teils der 1.
3 ist eine Querschnittsansicht der Lenkvorrichtung aus 1.
4 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Teils der 3.
5 ist eine Perspektivansicht einer Fahrzeug-Lenkvorrichtung gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung.
6 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Teils der 5.
7 ist eine Querschnittsansicht der Lenkvorrichtung aus 5.
8 ist eine Explosionsansicht eines Teils der 7.
9 und 10 sind perspektivische Explosionsansichten von Teilen der 5.
11 und 12 sind Querschnittsansichten der Lenkvorrichtung aus 5.

BESTER MODUS ZUR UMSETZUNG DER ERFINDUNG
In der folgenden Beschreibung von Beispielen oder Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird Bezug auf die begleitenden Zeichnungen genommen, in denen zur Veranschaulichung bestimmte Beispiele oder Ausführungsformen, die implementiert werden können, dargestellt sind und in denen die gleichen Bezugszahlen und -zeichen verwendet sein können, um gleiche oder ähnliche Komponenten zu bezeichnen, auch wenn diese in voneinander verschiedenen begleitenden Zeichnungen gezeigt 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 Element mit einem anderen Element „verbunden“ oder „gekoppelt“ ist, ist dies dahingehen auszulegen, dass ein anderes Element „zwischen“ die Elemente „eingefügt“ werden kann oder die Elemente über ein anderes Element miteinander „verbunden“ oder „gekoppelt“ werden können.
1 ist eine Perspektivansicht einer Fahrzeug-Lenkvorrichtung gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung; 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Teils der 1; 3 ist eine Querschnittsansicht der 1; 4 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Teils der 3; 5 ist eine Perspektivansicht einer Fahrzeug-Lenkvorrichtung gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung; 6 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Teils der 5; 7 ist eine Querschnittsansicht der 5; 8 ist eine Explosionsansicht eines Teils der 7; 9 und 10 sind perspektivische Explosionsansichten von Teilen der 5 und 11 und 12 sind Querschnittsansichten der Lenkvorrichtung aus 5.
Gemäß den Aspekten der vorliegenden Offenbarung wird eine Fahrzeug-Lenkvorrichtung 100 bereitgestellt, die ein Gehäuse 110 enthält, in dem ein Kugelgewindetrieb 311, eine über Kugeln 312 mit dem Kugelgewindetrieb 311 gekoppelte Kugelmutter 313, und eine mit der Kugelmutter 313 in Eingriff stehende Segmentwelle 111 untergebracht ist, einen ersten Reduzierer 130, der mit einer Abtriebswelle 211 gekoppelt ist, die mit der Kugelmutter 311 verbunden ist und einen ersten Motor 120 zum Antreiben des ersten Reduzierers 130. Ein mit der Segmentwelle 111 verbundener zweiter Reduzierer 520 ist mit dem Gehäuse 110 gekoppelt und wird von einem zweiten Motor 510 angetrieben. Der zweite Reduzierer 520 enthält ein hohles Zahnradgehäuse 620, das mit dem Gehäuse 110 und dem zweiten Motor 510 gekoppelt ist, ein erstes Zahnradelement 610, das mit der Segmentwelle 111 gekoppelt ist, ein zweites Zahnradelement 630, das mit dem ersten Zahnradelement 610 in Eingriff steht, und ein Drehunterstützungselement 640, das mit einer Motorwelle 510a des zweiten Motors 510 und dem ersten Zahnradelement 610 gekoppelt ist.
Im Folgenden wird die Fahrzeug-Lenkvorrichtung 100 gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 1 bis 4 beschrieben.
Der Kugelgewindetrieb 311 kann mit einer Lenkwelle (nicht gezeigt) durch die Abtriebswelle 211, eine Antriebswelle 212 und dergleichen verbunden sein und kann durch Einschlagen eines zugehörigen Lenkrads von dem Fahrer gedreht werden.
Eine äußere umlaufende Schraubennut kann auf einer äußeren Umfangsfläche des Kugelgewindetriebs 311 ausgebildet sein und eine innere umlaufende Schraubennut kann auf einer inneren Umfangsfläche der Kugelmutter 313 ausgebildet sein. Dadurch können der Kugelgewindetrieb 311 und die Kugelmutter 313 über Kugeln 312 gekoppelt werden, wie in 3 gezeigt ist.
Während der Kugelgewindetrieb 311 sich dreht, kann die Kugelmutter 313 innerhalb des Gehäuses 110 axial auf dem Kugelgewindetrireb 311 gleiten.
In der Kugelmutter 313 und der Segmentwelle 111 können miteinander kämmende Zahnräder ausgebildet sein. In diesem Fall kann sich die Segmentwelle 111 drehen, während die Kugelmutter 313 gleitet, und dadurch kann ein mit der Segmentwelle 111 gekoppelter Lenkhebel (nicht gezeigt) aktiviert werden. Infolgedessen können die Räder durch eine zugehörige Verbindung gelenkt werden.
Der erste Reduzierer 130 kann innerhalb einer ersten Abdeckung 141 bereitgestellt werden, die mit dem Gehäuse 110 gekoppelt ist, und der erste Motor 120 kann mit der ersten Abdeckung 141 gekoppelt werden, um den ersten Reduzierer 130 anzutreiben.
Die Abtriebswelle 211 kann mit dem Kugelgewindetrieb 311 gekoppelt sein und der erste Reduzierer 130 ist mit der Abtriebswelle 211 gekoppelt. Die Abtriebswelle 211 kann über ein Lager mit der ersten Abdeckung 141 gekoppelt sein.
Das Drehmoment des ersten Motors 120 kann durch den ersten Reduzierer 130 reduziert und an die Abtriebswelle 211 und den Kugelgewindetrieb 311 übertragen werden und dabei den Fahrer beim Einschlagen des Lenkrads unterstützen.
Der Kugelgewindetrieb 311 kann eine erste Vertiefung 314 aufweisen, die axial vertieft ist und die Abtriebswelle 211 kann in die erste Vertiefung 314 eingeführt werden, um mit dem Kugelgewindetrieb 311 gekoppelt zu werden.
Bei einer Ausführungsform können die erste Vertiefung 314 und ein Ende der Abtriebswelle 211 Kerbungen aufweisen und dadurch gekoppelt werden, um in Umfangsrichtung getragen zu werden. Bei einer anderen Ausführungsform können die Abtriebswelle 211 und der Kugelgewindetrieb 311 durch Presspassung gekoppelt sein.
Die Abtriebswelle 211 kann mit der Antriebswelle 212 gekoppelt sein, die über einen Drehstab 321 mit der Lenkwelle verbunden ist. In diesem Fall kann ein Drehmomentsensor 322 innerhalb einer zweiten Abdeckung 142, die mit der ersten Abdeckung 141 gekoppelt ist, angeordnet sein und ein durch Lenkradeinschlagen des Fahrers erzeugtes Lenkdrehmoment anhand eines Phasenunterschieds zwischen der Abtriebswelle 211 und der Antriebswelle 212 erfassen.
Die Antriebswelle 212 kann über ein Lager mit der zweiten Abdeckung 142 gekoppelt sein.
Obwohl dies nicht in den Zeichnungen gezeigt ist, kann in dem Fahrzeug eine Steuerung vorgesehen sein. Die Steuerung kann von den Sensoren einschließlich des Drehmomentsensors 322 und dergleichen erfasste Informationen sammeln und den ersten Motor 140 und den zweiten Motor 510 steuern, der nachstehend auf Basis der gesammelten Informationen näher beschrieben wird. Daher kann eine Vielzahl von Funktionen zur Steuerung des Fahrzeugs wie autonomes Parken, Spurhaltung, Fahrassistenz je nach Straßenzustand, Dämpfung der Lenkschwingungen, autonome Fahrsteuerung und dergleichen genutzt werden, was zu mehr Komfort für den Fahrer führt.
Der erste Reduzierer 130 kann ein mit der Abtriebswelle 211 gekoppeltes Schneckenrad 202 und eine mit dem Schneckenrad 202 in Eingriff stehende und mit dem ersten Motor 120 gekoppelte Schneckenwelle 201 enthalten, wie in 2 gezeigt ist.
Bei einer derartigen Konfiguration kommen die Schneckenwelle 201 und das Schneckenrad 202 in Eingriff oder bleiben in eingegriffenem Zustand, wenn der erste Motor 120 die Schneckenwelle 201 dreht, und das Drehmoment des ersten Motors 120 wird verstärkt und an die Abtriebswelle 211 und den Kugelgewindetrieb 311 übertragen. Dementsprechend kann der Lenkradeinschlag des Fahrers unterstützt werden.
Es ist anzumerken, dass erste Reduzierer 130 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt sind. Beispielsweise können beliebige erste Reduzierer verwendet werden, solange sie das Drehmoment des ersten Motors 120 reduzieren und es an die Abtriebswelle 211 übertragen.
Im Folgenden wird eine Fahrzeug-Lenkvorrichtung 100 gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf 5 bis 12 beschrieben. Einige Komponenten der Lenkvorrichtung 100 von 5 bis 12 können gleich oder im Wesentlichen gleich wie jene der Lenkvorrichtung 100 der 1 bis 4 sein. Derartige Komponenten werden mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet, wobei deren Details durch die oben geführten Diskussionen ersetzt werden können.
Der mit der Segmentwelle 111 gekoppelte zweite Reduzierer 520 kann mit dem Gehäuse 110 gekoppelt werden und der zweite Reduzierer 520 kann von dem zweiten Motor 510 angetrieben werden.
Das Drehmoment des zweiten Motors 510 kann durch den zweiten Reduzierer 520 reduziert und an die Segmentwelle 111 übertragen werden, wodurch der Fahrer beim Einschlagen des Lenkrads unterstützt wird.
Das bedeutet, dass, um den Fahrer beim Einschlagen des Lenkrads zu unterstützen, da der erste Motor 120 Drehmoment an den Kugelgewindetrieb 311 überträgt und der zweite Motor 510 Drehmoment an die Segmentwelle 111 überträgt, die Größe der Motoren, die ein derartiges unterstützendes Drehmoment erzeugen, dadurch reduziert werden kann. Infolgedessen kann die Lenkvorrichtung 100 mit dieser Struktur hinsichtlich Kosten und Gewicht usw. vorteilhaft sein und kann auch den Fahrer dabei unterstützen, das Lenkrad mit mehr Leistung einzuschlagen.
Der zweite Motor 510 kann ebenfalls von der Steuerung gesteuert werden und zusammen mit dem ersten Motor 120 eine Funktion ausüben, die den Komfort des Fahrers erhöht.
Der zweite Reduzierer 520 kann das hohle Zahnradgehäuse 620, das mit dem Gehäuse 110 und dem zweiten Motor 510 gekoppelt ist, das erste Zahnradelement 610, das mit der Segmentwelle 111 gekoppelt ist, das zweite Zahnradelement 630, das mit dem ersten Zahnradelement 610 in Eingriff steht, und das Drehunterstützungselement 640, das mit der Motorwelle 510a des zweiten Motors 510 und dem ersten Zahnradelement 610 gekoppelt ist, enthalten, wie in 6 gezeigt ist.
Das erste Zahnradelement 610 kann einen mit der Segmentwelle 111 innerhalb des Gehäuses 110 gekoppelten Kopplungsabschnitt 611 und einen mit dem zweiten Zahnradelement 630 innerhalb des Zahnradgehäuses 620 in Eingriff stehenden ersten Zahnradabschnitt 612 enthalten.
Die Segmentwelle 111 kann eine zweite Vertiefung 710 aufweisen, die axial vertieft ist, und der Kopplungsabschnitt 611 kann in die zweite Vertiefung 710 eingeführt werden. Somit kann das erste Zahnradelement 610 mit der Segmentwelle 111 verbunden werden, wie in 7 gezeigt ist.
Bei einer Ausführungsform können der Kopplungsabschnitt 611 und die zweite Vertiefung 710 Kerbungen aufweisen und dadurch gekoppelt werden, um in Umfangsrichtung getragen zu werden. Bei einer anderen Ausführungsform können der Kopplungsteil 611 und die Segmentwelle 111 durch Presspassung gekoppelt sein.
Zwischen dem Zahnradgehäuse 620 und dem Gehäuse 110 kann ein Abdeckelement 650 vorgesehen sein und ein Hohlloch 651, durch das der Kopplungsabschnitt 611 eingeführt wird, kann in dem Abdeckelement 650 ausgebildet sein.
Das bedeutet, dass das erste Zahnradelement 610, das zweite Zahnradelement 630 und dergleichen innerhalb des Zahnradgehäuses 620 vorgesehen sind. Der zweite Motor 510 kann mit einer Seite des Zahnradgehäuses 620 gekoppelt sein, und das Abdeckelement 650 kann mit einer anderen Seite davon gekoppelt sein. Der zweite Motor 510, der zweite Reduzierer 520 und das Abdeckelement 650, die zusammengebaut sind, können in das Hohlloch 651 eingeführt werden und der hervorstehende Kopplungsabschnitt 611 kann in die zweite Vertiefung 710 eingeführt werden. Somit können der zweite Motor 510 und der zweite Reduzierer 520 leicht mit der Segmentwelle 111 verbunden werden.
Der Kopplungsabschnitt 611 kann mit dem Abdeckelement 650 über ein Lager 660 gekoppelt werden und das Lager 660 kann in Axialrichtung mit einem Sicherungsring, einer Klemmmutter oder dergleichen befestigt werden.
Unterdessen kann ein Buchsenelement 730 zwischen dem ersten Zahnradabschnitt 612 und dem Zahnradgehäuse 620 bereitgestellt werden und das erste Zahnradelement 610 kann auf der inneren Umfangsfläche des Zahnradgehäuses 620 getragen werden, wie in 8 gezeigt ist.
Da das erste Zahnradelement 610 über das Lager 660 von dem Abdeckelement 650 getragen wird und über das Buchsenelement 730 von dem Zahnradgehäuse 620 getragen wird, bedeutet dies, dass das erste Zahnradelement 610 leichtgängig gedreht werden kann.
Anstelle des Buchsenelements 730 kann ein Lager oder dergleichen verwendet werden.
Der erste Zahnradabschnitt 612 kann hohl sein und ein erstes Zahnrad 613 kann auf der inneren Umfangsfläche des ersten Zahnradabschnitts 612 ausgebildet sein. Das zweite Zahnradelement 630 kann einen zweiten Zahnradabschnitt 631 enthalten, der in den ersten Zahnradabschnitt eingeführt ist. Hier ist ein mit dem ersten Zahnrad 613 in Eingriff stehendes zweites Zahnrad 632 auf der äußeren Umfangsfläche des zweiten Zahnradabschnitts 631 ausgebildet.
Der erste Zahnradabschnitt 612 kann mit dem zweiten Zahnradabschnitt 631 in dem Zahnradgehäuse 620 in Eingriff gebracht werden und der erste Zahnradabschnitt 612 kann einen größeren Durchmesser aufweisen als der Kopplungsabschnitt 611, wie in den Zeichnungen gezeigt ist.
Das bedeutet, dass das erste Zahnradelement 610 einen Verbindungsabschnitt 720 enthalten kann, der ausgebildet ist, um an einem Ende des Kopplungsabschnitts 611 einen größeren Durchmesser aufzuweisen und der erste Zahnradabschnitt 612 kann ausgebildet sein, um sich axial von der radialen Kante des Verbindungsabschnitts 720 zu erstrecken.
Das erste Zahnrad 613 und das zweite Zahnrad 632 können Zykloidenzahnräder sein. Das bedeutet, dass der Innendurchmesser des ersten Zahnradabschnitts 612 größer als der Außendurchmesser des zweiten Zahnradabschnitts 631 sein kann und somit die Anzahl der Zahnradzähne des ersten Zahnrads 613 größer als die Anzahl der Zahnradzähne des zweiten Zahnrads 632 sein kann, wie in 11 gezeigt ist.
Ein drittes Zahnrad 621 und ein viertes Zahnrad 634, die nachstehend näher beschrieben sind, können ebenfalls Zykloidenzahnräder sein und da das Drehunterstützungselement 640 eine exzentrische Struktur aufweist und die Drehung des zweiten Zahnradelements 630 unterstützt, kann das Drehmoment des zweiten Motors 510 verstärkt und an die Segmentwelle 111 übertragen werden.
Das bedeutet, dass das dritte Zahnrad 621 auf der inneren Umfangsfläche des Zahnradgehäuses 620 ausgebildet sein kann und dass das zweite Zahnradelement 630 einen dritten Zahnradabschnitt 633 enthalten kann. Hier kann das vierte Zahnrad 634, das mit dem dritten Zahnrad 621 in Eingriff steht, auf der äußeren Umfangsfläche des dritten Zahnradabschnitts 633 ausgebildet sein.
Wie in den Zeichnungen gezeigt ist, kann das Buchsenelement 730 auf der inneren Umfangsfläche eines der Segmentwelle 111 zugewandten Abschnitts des Zahnradgehäuses 620 getragen werden und das dritte Zahnrad kann auf der inneren Umfangsfläche eines dem zweiten Motor 510 zugewandten Abschnitts des Zahnradgehäuses 620 ausgebildet sein. Der zweite Zahnradabschnitt 631 kann sich in einem der Segmentwelle 111 zugewandten Abschnitt des zweiten Zahnradelements 630 befinden und der dritte Zahnradabschnitt 633 kann sich in einem dem zweiten Motor 510 zugewandten Abschnitt des zweiten Zahnradelements 630 befinden.
Wie oben beschrieben, können das dritte Zahnrad 621 und das vierte Zahnrad 634 Zykloidenzahnräder sein. Das bedeutet, dass der Innendurchmesser des Zahnradgehäuses 620 größer als der Außendurchmesser des dritten Zahnradabschnitts 633 sein kann und somit die Anzahl der Zahnradzähne des dritten Zahnrads 621 größer als die Anzahl der Zahnradzähne des vierten Zahnrads 634 sein kann, wie in 12 gezeigt ist.
Des Weiteren kann der Durchmesser des dritten Zahnradabschnitts 633 größer als der Durchmesser des zweiten Zahnradabschnitts 631 sein. Somit kann das Drehmoment des zweiten Motors 510 verstärkt werden, wenn das erste Zahnradelement 610 und das zweite Zahnradelement 630 gedreht werden.
Das Drehunterstützungselement 640 kann ein Kopplungsloch 641 aufweisen, in das die Motorwelle 510a eingeführt wird und das zweite Zahnradelement 630 kann ein Einführungsloch 635 aufweisen, das axial durchdringbar ausgebildet ist. Daher kann das zweite Zahnradelement 630 auf der äußeren Umfangsfläche des Drehunterstützungselements 640 getragen werden, wie in 9 gezeigt ist.
Eine von dem Drehunterstützungselement 640, das mit der Motorwelle 510a gekoppelt ist, in Axialrichtung getragene Klemmutter kann mit der Motorwelle 510a gekoppelt werden und das Drehunterstützungselement 640 kann mit der Klemmmutter befestigt werden.
Die jeweiligen Mittelachsen der inneren und äußeren Umfangsfläche des Drehunterstützungselements 640 können sich voneinander unterscheiden. Das bedeutet, dass das Drehunterstützungselement 640 eine exzentrische Struktur aufweisen kann.
Da das Drehunterstützungselement 640 die exzentrische Struktur aufweist, unterscheidet sich die Mitteldrehachse des zweiten Zahnradelements 630 von der Motorwelle 510a. Wenn das zweite Zahnrad 632 und das vierte Zahnrad 634 mit dem ersten Zahnrad 613 bzw. dem dritten Zahnrad 621 in Eingriff stehen, kann das zweite Zahnradelement 630 gedreht werden.
Obwohl dies in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, kann sich ein Lager zwischen der äußeren Umfangsfläche des Drehunterstützungselements 640 und der inneren Umfangsfläche des zweiten Zahnradelements 630 befinden.
Das Drehmoment des zweiten Motors 510 wird von dem zweiten Reduzierer 520 mit der vorstehend beschriebenen Struktur an die Segmentwelle 111 übertragen und das Lenkrad des Fahrers kann durch den ersten Motor 120 und den zweiten Motor 510 unterstützt werden.
Es ist anzumerken, dass zweite Reduzierer 520 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt sind. Beispielsweise können beliebige zweite Reduzierer verwendet werden, solange sie das Drehmoment des zweiten Motors 510 reduzieren und an die Abtriebswelle 311 übertragen.
Unterdessen kann, wie vorstehend beschrieben, der Lenkradeinschlag des Fahrers durch den Betrieb sowohl des ersten Motors 120 als auch des zweiten Motors 510 oder den Betrieb entweder des ersten Motors 120 oder des zweiten Motors 510 unterstützt werden.
Das bedeutet, dass es in einer Situation, in der ein hohes unterstützendes Drehmoment notwendig ist (beispielsweise während des Fahrens mit niedriger Geschwindigkeit), möglich ist, dem Fahrer ein relativ leichtes Lenkgefühl zu vermitteln, indem durch Betrieb sowohl des ersten Motors 120 als auch des zweiten Motors 510 die Lenkkraft unterstützt wird und es in einer Situation, in der ein niedriges unterstützendes Drehmoment notwendig ist (beispielsweise während des Fahrens mit hoher Geschwindigkeit), möglich ist, dem Fahrer ein relativ schweres Lenkgefühl zu vermitteln, indem durch Betrieb entweder des ersten Motors 120 oder des zweiten Motors 510 die Lenkkraft unterstützt wird.
Ferner kann, da zwei Kombinationen aus Motoren und Reduzierern verwendet werden und nur einer von dem ersten Motor 120 und dem zweiten Motor 510 zur Unterstützung des Fahrers beim Einschlagen des Lenkrads betrieben werden kann, die Stabilität des Lenkens des Fahrzeugs daher verbessert werden.
Mit anderen Worten kann in einer Situation, in der entweder der erste Motor 120 oder der erste Reduzierer 130 nicht regelrecht betrieben wird, der zweite Motor 510 den zweiten Reduzierer 520 zur Unterstützung der Lenkkraft antreiben und kann in einer Situation, in der entweder der zweite Motor 510 oder der zweite Reduzierer 520 nicht regelrecht betrieben wird, der erste Motor 120 den ersten Reduzierer 130 zur Unterstützung der Lenkkraft antreiben.
In solchen Situationen, in denen der erste Motor 120, der erste Reduzierer 130 und dergleichen nicht regelrecht betrieben werden können, können nicht nur physikalische Fehlfunktionen wie eine Beschädigung von Zahnradzähnen, eine Verstopfung mit Fremdkörpern und dergleichen gehören, sondern auch elektrische Fehlfunktionen, bei denen die Steuerung einer Steuerung nicht regelrecht erfolgt.
Hierfür können ein oder mehrere Sensoren, die Drehinformationen des ersten Motors 120 und des zweiten Motors 510 und dergleichen erfassen können, in das Fahrzeug aufgenommen werden und die Steuerung kann auf Basis der von den Sensoren empfangenen Informationen feststellen, ob derartige Fehlfunktionen auftreten.
Die Fahrzeug-Lenkvorrichtungen gemäß den hier beschriebenen Ausführungsformen können die Inanspruchnahme der Motorleistung reduzieren oder verhindern und die Anzahl der darin verwendeten Komponenten reduzieren, indem der Fahrer beim Lenken des Fahrzeugs mithilfe des Motors unterstützt wird; den Komfort für den Fahrer durch Verwendung verschiedener Funktionen zur Steuerung des Fahrzeugs wie autonomes Parken, Spurhaltung, Fahrassistenz je nach Straßenzustand, Dämpfung der Lenkschwingungen, autonome Fahrsteuerung und dergleichen erhöhen; und die Stabilität durch zwei Kombinationen aus Motoren und Reduzierern verbessern.
Es ist anzumerken, dass obwohl alle oder einige der Konfigurationen oder Elemente, die in einer oder mehreren vorstehend beschriebenen Ausführungsformen enthalten sind, kombiniert wurden, um eine einzelne oder kombiniert betriebene Konfiguration oder Komponente darzustellen, wobei die vorliegende Offenbarung nicht unbedingt darauf beschränkt ist. Das bedeutet, dass im Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung alle oder eine der in der einen oder mehreren Ausführungsformen enthaltenen Konfigurationen oder Elemente kombiniert werden können, um eine oder mehrere Konfigurationen oder Komponenten oder in derartigen kombinierten Konfigurationen oder Komponenten betriebene Konfigurationen oder Komponenten darzustellen.
Die vorstehende Beschreibung wurde dargestellt, um jedem Fachmann zu ermöglichen, die technische Idee der vorliegenden Offenbarung zu erfassen und zu verwenden, und sie wurde in dem Kontext einer bestimmten Anmeldung und ihrer Anforderungen bereitgestellt. Verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen und Substitutionen zu den beschriebenen Ausführungsformen werden für den Fachmann ohne Weiteres ersichtlich sein, und die hierin definierten allgemeinen Prinzipien können auf andere Ausführungsformen und Anwendungen angewandt werden, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die obige Beschreibung und die begleitenden Zeichnungen stellen lediglich zum Zwecke der Erläuterung ein Beispiel für die technische Idee der vorliegenden Offenbarung bereit. Das heißt, die offenbarten Ausführungsformen sollen den Umfang des technischen Gedankens der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen. Somit ist der Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern muss mit dem breitesten Bereich, der noch mit den Ansprüchen konsistent ist, im Einklang stehen. Der Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung ist auf der Grundlage der folgenden Ansprüche auszulegen und alle technischen Ideen innerhalb des Umfangs von Äquivalenten davon sind so auslegen, dass sie im Umfang der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen sind.
VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht Priorität aufgrund der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2019-0055993 , eingereicht am 14. Mai 2019, die hiermit für alle Zwecke durch Bezugnahme aufgenommen wird, als ob sie vollständig hier aufgeführt wäre. Wenn diese Patentanmeldung aus denselben Gründen wie vorstehend Priorität für andere Länder als den Vereinigten Staaten beansprucht, werden alle Inhalte durch Bezugnahme in diese Patentanmeldung aufgenommen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

KR 1020190055993 [0071]

Claims

Fahrzeug-Lenkvorrichtung, umfassend: ein Gehäuse, das einen Kugelgewindetrieb, eine über Kugeln mit dem Kugelgewindetrieb gekoppelte Kugelmutter und eine Segmentwelle im Eingriff mit dem Kugelgewindetrieb, aufnimmt; ein mit einer Abtriebswelle, die mit dem Kugelgewindetrieb verbunden ist, gekoppelter erster Reduzierer; und einen ersten Motor zum Antreiben des ersten Reduzierers, wobei ein mit der Segmentwelle verbundener zweiter Reduzierer mit dem Gehäuse gekoppelt ist und von einem zweiten Motor angetrieben wird, und wobei der zweite Reduzierer umfasst: ein mit dem Gehäuse und dem zweiten Motor gekoppeltes hohles Zahnradgehäuse; ein mit der Segmentwelle gekoppeltes erstes Zahnradelement; ein zweites Zahnradelement in Eingriff mit dem ersten Zahnradelement; und ein mit einer Motorwelle des zweiten Motors und dem ersten Zahnradelement gekoppeltes Drehunterstützungselement.
Fahrzeug-Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Kugelgewindetrieb eine erste Vertiefung aufweist, die axial vertieft ist und die Abtriebswelle in die erste Vertiefung eingeführt ist.
Fahrzeug-Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Abtriebswelle mit einer Antriebswelle, die mit einer Lenkwelle über einen Drehstab verbunden ist, gekoppelt ist.
Fahrzeug-Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Reduzierer ein mit der Abtriebswelle gekoppeltes Schneckenrad und eine mit dem Schneckenrad in Eingriff stehende und mit dem ersten Motor gekoppelte Schneckenwelle umfasst.
Fahrzeug-Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Zahnradelement einen mit der Segmentwelle gekoppelten Kopplungsabschnitt in dem Gehäuse und einen mit dem zweiten Zahnradelement in dem Zahnradgehäuse in Eingriff stehenden ersten Zahnradabschnitt umfasst.
Fahrzeug-Lenkvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Segmentwelle eine zweite Vertiefung aufweist, die axial vertieft ist und der Kopplungsabschnitt in die zweite Vertiefung eingeführt ist.
Fahrzeug-Lenkvorrichtung nach Anspruch 6, wobei ein Abdeckelement zwischen dem Zahnradgehäuse und dem Gehäuse bereitgestellt ist und ein Hohlloch aufweist, durch das der Kopplungsabschnitt eingeführt ist.
Fahrzeug-Lenkvorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Kopplungsabschnitt über ein Lager mit dem Abdeckelement gekoppelt ist.
Fahrzeug-Lenkvorrichtung nach Anspruch 5, wobei ein Buchsenelement zwischen dem ersten Zahnradabschnitt und dem Zahnradgehäuse bereitgestellt ist.
Fahrzeug-Lenkvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der erste Zahnradabschnitt hohl ist und ein erstes Zahnrad auf einer inneren Umfangsfläche des ersten Zahnradabschnitts ausgebildet ist und wobei das zweite Zahnradelement einen in den ersten Zahnradabschnitt eingeführten zweiten Zahnradabschnitt enthält und ein mit dem ersten Zahnrad in Eingriff stehendes zweites Zahnrad auf einer äußeren Umfangsfläche des zweiten Zahnradabschnitts ausgebildet ist.
Fahrzeug-Lenkvorrichtung nach Anspruch 10, wobei das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad Zykloidenzahnräder sind.
Fahrzeug-Lenkvorrichtung nach Anspruch 10, wobei ein drittes Zahnrad auf einer inneren Umfangsfläche des Zahnradgehäuses ausgebildet ist und wobei das zweite Zahnradelement einen dritten Zahnradabschnitt umfasst und ein mit dem dritten Zahnrad in Eingriff stehendes viertes Zahnrad auf einer äußeren Umfangsfläche des dritten Zahnradabschnitts ausgebildet ist.
Fahrzeug-Lenkvorrichtung nach Anspruch 12, wobei das dritte Zahnrad und das vierte Zahnrad Zykloidenzahnräder sind.
Fahrzeug-Lenkvorrichtung nach Anspruch 12, wobei ein Durchmesser des dritten Zahnradabschnitts größer als ein Durchmesser des zweiten Zahnradabschnitts ist.
Fahrzeug-Lenkvorrichtung nach Anspruch 12, wobei das Drehunterstützungselement ein Kopplungsloch aufweist, in das die Motorwelle eingeführt wird und wobei das zweite Zahnradelement ein Einführungsloch aufweist, das axial durchdringbar ausgebildet ist und das zweite Zahnradelement auf einer äußeren Umfangsfläche des Drehunterstützungselements getragen wird.
Fahrzeug-Lenkvorrichtung nach Anspruch 15, wobei sich die jeweiligen Mittelachsen der inneren und äußeren Umfangsfläche des Drehunterstützungselements voneinander unterscheiden.
Fahrzeug-Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei in einer Situation, in der entweder der erste Motor oder der erste Reduzierer nicht regelrecht betrieben wird, der zweite Motor den zweiten Reduzierer antreibt, um die Lenkkraft zu unterstützen und in einer Situation, in der entweder der zweite Motor oder der zweite Reduzierer nicht regelrecht betrieben wird, der erste Motor den ersten Reduzierer antreibt, um die Lenkkraft zu unterstützen.