DE112021001001T5 - Vorrichtung zum erfassen eines lenkwinkels - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Erfassen eines Lenkwinkels offenbart. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Vorrichtung zum Erfassen eines Lenkwinkels eine Ritzelwelle, die mit einem Zahnstangengehäuse gekoppelt ist, in dem eine Zahnstange installiert ist, wobei auf der Ritzelwelle ein Ritzelzahnrad ausgebildet ist, das mit einem Zahnstangentrieb kämmt; einen Magneten, der an einem Ende der Ritzelwelle angeordnet und eingerichtet ist, sich zusammen mit der Ritzelwelle zu drehen; eine gedruckte Schaltungsplatine (PCB), die in einem vorbestimmten Abstand von dem Magneten angeordnet ist und einen Magnetsensor zum Erfassen eines Drehwinkels eines mit der Ritzelwelle verbundenen Lenkrads umfasst; und eine Steckeranordnung, die mit der PCB verbunden ist, um einen von dem Magnetsensor gemessenen Erfassungswert an eine elektronische Steuereinheit (ECU) zu übertragen.

Description

  • Gebiet der Technik
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Einrichtung bzw. Vorrichtung zum Erfassen eines Lenkwinkels und insbesondere auf eine Vorrichtung zum Erfassen eines Drehwinkels eines Fahrzeuglenkrads.
  • Allgemeiner Stand der Technik
  • Im Allgemeinen ist ein Fahrzeug im Wesentlichen mit einer Lenkvorrichtung ausgestattet, wobei die Lenkvorrichtung die Route und die Richtung des Fahrzeugs entsprechend der Anforderung des Fahrers umsetzt. Darüber hinaus wird eine Servolenkung in einem Fahrzeug als Mittel zur Verringerung der Lenkkraft eines Lenkrads (oder eines Lenkers) verwendet, um die Stabilität des Lenkzustands des Fahrzeugs zu gewährleisten. Bisher wurde eine hydraulische Servolenkung (HPS), die einen hydraulischen Druck verwendet, als Servolenkung eingesetzt, aber seit kurzem ist eine elektronische Servolenkung mit Zahnstangenunterstützung (R-EPS), die den Fahrer beim Lenken unterstützt, indem sie das Drehmoment eines Elektromotors nutzt, in ein Fahrzeug eingebaut.
  • Solche elektrischen Lenkvorrichtungen können eine Vorrichtung zur Messung des Lenkwinkels enthalten, die den Lenkwinkel des Fahrzeugs messen soll, um die Lenkkraft zu unterstützen. Eine Vorrichtung zur Messung des Lenkwinkels ist zum Beispiel in der koreanischen Patentveröffentlichung Nr. 10-2018-0073970 offenbart. Die Vorrichtung zur Messung des Lenkwinkels umfasst ein Hauptzahnrad, das auf einer Ritzelwelle sitzt und mit einer Zahnstange verbunden ist, zwei Nebenzahnräder und zwei Sensoren. In jedem der beiden Nebenzahnräder ist ein Magnet installiert. Wenn sich die Nebenzahnräder, die mit dem Hauptzahnrad kämmen, drehen, messen die Sensoren die Änderung des Magnetfelds, um den Drehwinkel des Lenkrads zu berechnen.
  • Da für solche EPS jedoch zwei Nebenzahnräder, Magnete und Sensoren, benötigt werden, sind die Herstellungskosten höher, die Struktur kompliziert und der Einbauraum begrenzt.
  • Offenbarung
  • Technische Aufgabe
  • Ein Aspekt der Offenbarung ist die Bereitstellung einer Einrichtung zum Erfassen eines Lenkwinkels, die in der Lage ist, die Herstellungskosten durch einen einfachen Aufbau zu reduzieren und den Lenkwinkel leicht zu erfassen.
  • Technische Lösung
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst eine Einrichtung zum Erfassen eines Lenkwinkels eine Ritzelwelle, die mit einem Zahnstangengehäuse gekoppelt ist, in dem eine Zahnstange installiert ist, wobei auf der Ritzelwelle ein Ritzelzahnrad ausgebildet ist, das mit einem Zahnstangentrieb kämmt; einen Magneten, der an einem Ende der Ritzelwelle angeordnet und eingerichtet ist, sich zusammen mit der Ritzelwelle zu drehen; eine Schaltungsplatine (PCB), die so angeordnet ist, dass sie von dem Magneten in einem vorbestimmten Abstand beabstandet ist, und die einen Magnetsensor zum Erfassen eines Drehwinkels eines mit der Ritzelwelle verbundenen Lenkrads umfasst; und eine Steckeranordnung, die mit der PCB verbunden ist, um einen von dem Magnetsensor gemessenen Erfassungswert an eine elektronische Steuereinheit (ECU) zu übertragen.
  • Der Magnet und der Magnetsensor können koaxial zu einer Mittelachse der Ritzelwelle angeordnet sein.
  • Die Einrichtung kann außerdem einen Magnethalter in zylindrischer Form enthalten, der an einer Seite offen ist, um den Magneten aufzunehmen und zu befestigen, und der mit der Ritzelwelle verbunden ist.
  • Der Magnethalter kann mit einem Verriegelungsvorsprung versehen sein, der an einer inneren Umfangsfläche desselben ausgebildet ist, und mindestens einer der Verriegelungsvorsprünge kann entlang der inneren Umfangsfläche des Magnethalters vorgesehen sein.
  • Der Verriegelungsvorsprung kann so geformt sein, dass er eine vorbestimmte Länge von einem inneren Boden des Magnethalters aufweist, und der Verriegelungsvorsprung kann eine Länge haben, die länger als die Dicke des Magneten ist.
  • Die Ritzelwelle kann an einem Ende einen Kopplungsabschnitt aufweisen, wobei der Durchmesser des Kopplungsabschnitts kleiner ist als der eines Körpers, in dem das Ritzelzahnrad ausgebildet ist, wobei der Kopplungsabschnitt durch eine offene Seite des Magnethalters pressgepasst ist und von dem Verriegelungsvorsprung getragen wird, so dass ein Ende des Kopplungsabschnitts und der Magnet um ein vorbestimmtes Intervall voneinander beabstandet sein können.
  • Eine Ebene mit einer Form, die dem Verriegelungsvorsprung auf einer äußeren Umfangsfläche des Magneten entspricht, kann geformt und in den Magnethalter eingepresst werden.
  • Der Magnet kann mit einem Klebstoff am Magnethalter befestigt werden.
  • Der Magnet kann mit dem Magnethalter durch Einlagespritzgießen verbunden sein.
  • Das Zahnstangengehäuse kann eine Unterseite haben, die koaxial zur Ritzelwelle geöffnet ist, um einen Sensoraufnahmeabschnitt zu bilden, und die Einrichtung kann ferner einen Stopfen enthalten, der zum Verschließen der offenen Unterseite des Sensoraufnahmeabschnitts gekoppelt ist.
  • Die Steckeranordnung kann so gekoppelt sein, dass ein Teil davon freiliegt, um nach dem Eindringen in den Stopfen mit der ECU verbunden zu werden.
  • Die Einrichtung kann außerdem einen Dichtungsabschnitt aufweisen, der eingerichtet ist, das Einströmen von Fremdstoffen zwischen der Steckeranordnung und dem Stopfen zu verhindern.
  • Vorteilhafte Wirkungen
  • Die Einrichtung zum Erfassen eines Lenkwinkels gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist eingerichtet, den Lenkwinkel durch eine einfache Struktur zu erfassen, indem sie ein herkömmliches Hauptzahnrad, zwei Nebenzahnräder, Magnete und Sensoren eliminiert und dadurch die Herstellungskosten reduziert.
  • Außerdem kann die Einrichtung zum Erfassen eines Lenkwinkels gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung auf eine herkömmliche elektrische Lenkung angewendet werden, so dass sie praktisch ist. Darüber hinaus ist die Einrichtung zum Erfassen eines Lenkwinkels gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung einfach aufgebaut, so dass sie den Vorteil hat, einen Bauraum zu sichern und den Grad der Gestaltungsfreiheit zu verbessern.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine schematische Darstellung einer elektronischen Servolenkung mit einer Einrichtung zum Erfassen eines Lenkwinkels gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 2 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der Einrichtung zum Erfassen eines Lenkwinkels gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 3 ist eine teilweise gekoppelte perspektivische Ansicht von 2.
    • 4 ist eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht, die einen Magnethalter der Einrichtung zum Erfassen eines Lenkwinkels gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
    • 5 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Magnethalter und eine Ritzelwelle der Einrichtung zum Erfassen eines Lenkwinkels gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gekoppelt sind.
    • 6 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Einrichtung zum Erfassen eines Lenkwinkels gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit einem Zahnstangengehäuse gekoppelt ist.
    • 7 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Einrichtung zum Erfassen eines Lenkwinkels gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit dem Zahnstangengehäuse gekoppelt ist.
    • 8 ist eine Querschnittsansicht, die die Einrichtung zum Erfassen eines Lenkwinkels gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung
  • Nachfolgend werden die Ausführungsbeispiele der Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. Die in der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen verwendeten Begriffe sollten nicht als auf allgemeine und wörterbuchmäßige Bedeutungen beschränkt ausgelegt werden, sondern auf der Grundlage der Bedeutungen und Konzepte, die den technischen Aspekten der Offenbarung entsprechen, auf der Grundlage des Prinzips, dass es dem Erfinder erlaubt ist, Begriffe zur bestmöglichen Erklärung angemessen zu definieren, interpretiert werden. Daher ist die hier vorgeschlagene Beschreibung nur ein vorteilhaftes Beispiel zum Zweck der Veranschaulichung und soll den Umfang der Offenbarung nicht einschränken, so dass andere Äquivalente und Änderungen daran vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen.
  • 1 ist eine schematische Darstellung einer elektronischen Servolenkung (EPS) mit einer Einrichtung zum Erfassen eines Lenkwinkels gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Bezug nehmend auf 1 umfasst ein EPS 1 ein Lenkrad (auch als Griff bezeichnet, nicht dargestellt), das auf einem Fahrersitz angeordnet ist, eine mit dem Lenkrad verbundene Lenkwelle 11, eine Lenksäule 12 zur Befestigung der Lenkwelle 11 an einer Fahrzeugkarosserie, eine Zwischenwelle 13, die mit der Lenksäule 12 verbunden ist, um sich zusammen mit dem Lenkrad zu drehen, und die mit einem Paar von Universalgelenken versehen ist, eine Ritzelwelle 110, die mit der Zwischenwelle 13 verbunden ist, und einen Hilfskraftmechanismus 30 zum Liefern einer Lenkunterstützungskraft. Außerdem ist die Ritzelwelle 110 mit einer Zahnstange (siehe 21 in 5) verbunden, die in einem Zahnstangengehäuse 20 aufgenommen ist, und die gegenüberliegenden Enden der Zahnstange 21 sind über eine Spurstange 23 bzw. einen Achsschenkel 24 mit einem Rad des Fahrzeugs verbunden. Mit anderen Worten: Die Zahnstange 21 bewegt sich durch die Drehung der Ritzelwelle 110 nach links und rechts und ermöglicht so eine Lenkung des Fahrzeugs.
  • Der Hilfskraftmechanismus 30 umfasst eine elektronische Steuereinheit (ECU), die ein von einem Fahrer auf das Lenkrad aufgebrachtes Lenkmoment erfasst und ein Steuersignal auf der Grundlage eines elektrischen Signals erzeugt, das von dem erfassten Lenkmoment übertragen wird, einen Motor 31 zum Erzeugen der Lenkunterstützungskraft auf der Grundlage des von der ECU übertragenen Steuersignals und eine Getriebeeinheit zum Übertragen der von dem Motor 31 erzeugten Hilfskraft über einen Riemen auf die Zahnstange 21. Der Hilfskraftmechanismus 30 ist mit einem Motorpositionssensor (MPS) zur Erfassung eines Lenkradwinkels sowie einer Einrichtung zum Erfassen eines Lenkwinkels 100 ausgestattet.
  • Der Aufbau des EPS 1 ist bekannt, so dass auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird.
  • 2 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der Einrichtung zum Erfassen eines Lenkwinkels gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, 3 ist eine teilweise gekoppelte perspektivische Ansicht von 2, 4 ist eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht, die einen Magnethalter der Einrichtung zum Erfassen eines Lenkwinkels gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, 5 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Magnethalter und eine Ritzelwelle der Einrichtung zum Erfassen eines Lenkwinkels gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gekoppelt sind, 6 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Einrichtung zum Erfassen eines Lenkwinkels gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit einem Zahnstangengehäuse gekoppelt ist, 7 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Einrichtung zum Erfassen eines Lenkwinkels gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit dem Zahnstangengehäuse gekoppelt ist, und 8 ist eine Querschnittsansicht, die die Einrichtung zum Erfassen eines Lenkwinkels gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
  • Bezugnehmend auf die 2 bis 8 umfasst die Einrichtung zum Erfassen eines Lenkwinkels 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die Ritzelwelle 110, einen Magnethalter 120, der mit einem Ende der Ritzelwelle 110 gekoppelt und mit einem Magneten 122 versehen ist, eine Schaltungsplatine (PCB) 130 mit einem Magnetsensor 132, eine Steckeranordnung 140, die mit der PCB 130 verbunden ist, um einen erfassten Wert an die ECU zu übertragen, und einen Stopfen 150, der mit der Steckeranordnung 140 gekoppelt ist.
  • Die Ritzelwelle 110 weist eine vorbestimmte Länge auf und ist vorgesehen, sich zusammen mit dem Lenkrad zu drehen, und ein Ritzelzahnrad 111 ist an ihrer äußeren Umfangsfläche ausgebildet. Ein Ende der Ritzelwelle 110 ist mit einem Kopplungsabschnitt 112 versehen, dessen Durchmesser kleiner ist als der eines Körpers, in dem das Ritzelzahnrad 111 ausgebildet ist, und dessen anderes Ende mit der Zwischenwelle verbunden ist (siehe 13 in 1). Der Kopplungsabschnitt 112 kann mit dem Magnethalter 120 gekoppelt sein, der später beschrieben wird. Eine Struktur, bei der der Kopplungsabschnitt 112 und der Magnethalter 120 gekoppelt sind, wird weiter unten noch einmal beschrieben. Die Ritzelwelle 110 ist so mit dem Zahnstangengehäuse 20 gekoppelt, dass sie mit einem Zahnstangentrieb 22 der Zahnstange 21 kämmt.
  • Andererseits bezeichnet ein nicht näher bezeichnetes Bezugszeichen 115 ein Lager, das die Ritzelwelle 110 im Zahnstangengehäuse 20 drehbar lagert, so dass sich die Ritzelwelle 110 stabil dreht.
  • Außerdem bezeichnet ein nicht näher bezeichnetes Bezugszeichen 40 eine Zahnstangenstütze, die die Zahnstange 21 zur Seite der Ritzelwelle 110 hin elastisch abstützt, so dass das Zahnstangentriebrad 22 und das Ritzelzahnrad 111 in engem Zahneingriff gehalten werden können.
  • Der Magnethalter 120 ist mit dem Kopplungsabschnitt 112 gekoppelt, und der Magnet 122 ist darin vorgesehen. Der Magnethalter 120 kann eine zylindrische Form aufweisen und an einer Seite offen sein, um den Magneten 122 aufzunehmen. Darüber hinaus kann der Magnethalter 120 einen Verriegelungsvorsprung 124 aufweisen, der von einer inneren Umfangsfläche desselben vorsteht. Mindestens ein Verriegelungsvorsprung 124 kann entlang der inneren Umfangsfläche des Magnethalters 120 vorgesehen sein. Insbesondere ist der Verriegelungsvorsprung 124 so geformt, dass er eine vorbestimmte Länge von einem inneren Boden des Magnethalters 120 hat, und kann mit einer flachen Oberfläche versehen sein.
  • Der Magnet 122 kann an der inneren Unterseite des Magnethalters 120 durch die geöffnete Seite des Magnethalters 120 befestigt werden. Da der Verriegelungsvorsprung 124 auf dem Magnethalter 120 ausgebildet ist, kann, wie in den Zeichnungen gezeigt, eine Ebene 122a mit einer Form, die der flachen Oberfläche des Verriegelungsvorsprungs 124 entspricht, auf einer äußeren Umfangsfläche des Magneten 122 ausgebildet sein. Nachdem die Ebene 122a des Magneten 122 so angeordnet ist, dass sie mit dem Verriegelungsvorsprung 124 übereinstimmt, wird der Magnet 122 in den Magnethalter 120 eingepresst. Dies soll verhindern, dass sich der Magnet 122 im Magnethalter 120 dreht, wenn der Magnethalter 120 mit dem Kopplungsabschnitt 112 der Ritzelwelle 110 gekoppelt ist, um sich gemeinsam zu drehen. Obwohl dargestellt und beschrieben wurde, dass der Kopplungsabschnitt durch den Verriegelungsvorsprung 124 gestützt wird, indem die Ebene 122a auf dem Magneten 122 gebildet wird, ist dies nicht darauf beschränkt, und es kann jede beliebige Montagestruktur verwendet werden, solange der Magnet 122 eng am Magnethalter 120 befestigt werden kann. Der Magnet 122 kann z. B. durch einen Klebstoff am Magnethalter 120 befestigt werden. Darüber hinaus können der Magnethalter 120 und der Magnet 122 durch Einlageeinspritzen einstückig gefertigt sein.
  • Dabei weist der Verriegelungsvorsprung 124 eine vorbestimmte Länge in Längsrichtung des Magnethalters 120 auf. In diesem Fall kann eine Länge $2 des Verriegelungsvorsprungs 124 vorgesehen werden, die länger ist als eine Dicke $1 des Magneten 122.
  • Der Kopplungsabschnitt 112 kann wie oben beschrieben durch die offene Seite des Magnethalters 120 gepresst werden. Zu diesem Zeitpunkt ist ein Ende des Kopplungsabschnitts 112 zum Einrasten in den Verriegelungsvorsprung 124 vorgesehen. Mit anderen Worten, wenn der Kopplungsabschnitt 112 in den Magnethalter 120 eingedrückt wird, wird der Kopplungsabschnitt 112 von dem Verriegelungsvorsprung 124 erfasst und somit in seiner Bewegung eingeschränkt, so dass das Ende des Kopplungsabschnitts 112 und der Magnet 122 in einem vorbestimmten Intervall voneinander beabstandet sind. So kann verhindert werden, dass der Magnet 122 beschädigt wird, indem ein übermäßiges Einpressen des Kopplungsabschnitts 112 verhindert wird.
  • Andererseits wurde die obige Ausführungsform der Offenbarung so dargestellt und beschrieben, dass der Kopplungsabschnitt 112 mit dem Magnethalter 120 gekoppelt ist, während er von dem Verriegelungsvorsprung 124 so gehalten wird, dass er in einem vorbestimmten Intervall von dem Magneten 122 beabstandet ist, ist aber nicht darauf beschränkt. Der Kopplungsabschnitt 112 kann so lang vorgesehen sein, dass er nicht mit dem an den Magnethalter 120 gekoppelten Magneten 122 in Berührung kommt, und dann mit dem Magnethalter 120 gekoppelt werden.
  • Die PCB 130 enthält den Magnetsensor 132 zur Erfassung des Drehwinkels des Lenkrads. Die PCB 130 ist um ein vorbestimmtes Intervall vom Magnethalter 120 beabstandet. Genauer gesagt sind auf der PCB 130 verschiedene elektrische Elemente und Schaltdrähte angeordnet, und der Magnetsensor 132 ist auf einer dem Magneten 122 zugewandten Fläche angebracht. Mit anderen Worten, der auf der PCB 130 installierte Magnetsensor 132 ist so vorgesehen, dass er dem Magneten 122 gegenüberliegt, und der Magnet 122 und der Magnetsensor 132 sind um ein vorbestimmtes Intervall voneinander beabstandet. Der Magnetsensor 132 ist an einer Stelle angebracht, die dem am Magnethalter 120 befestigten Magneten 122 zugewandt ist. Bei dem Magnetsensor 132 kann es sich beispielsweise um einen anisotropen magnetoresistiven Sensor (AMR), einen Giant magnetoresistiven Sensor (GMR), einen Hall-Sensor oder Ähnliches handeln. Der Magnetsensor 132 erfasst die Änderung des Magnetfelds des Magneten 122 in Abhängigkeit von der Drehung der Ritzelwelle 110, und die PCB 130 verarbeitet ein Erfassungssignal der Änderung des Magnetfelds des Magnetsensors 132.
  • Dabei können der Magnet 122 und der Magnetsensor 132 koaxial zur Mittelachse der Ritzelwelle 110 angeordnet sein.
  • Die Steckeranordnung 140 kann mit der PCB 130 verbunden sein und dazu dienen, den vom Magnetsensor 132 der Leiterplatte 130 gemessenen Wert an die ECU zu übertragen. Die Steckeranordnung 140 kann über eine Anschlussklemme 143 durch Einpressen mit der PCB 130 verbunden werden oder durch Löten elektrisch angeschlossen werden. Ein Ende der Steckeranordnung 140 kann mit der PCB 130 verbunden sein, und das andere Ende kann über eine separate Buchse oder ähnliches mit einer elektronischen Steuervorrichtung oder der ECU des Hilfskraftmechanismus 30 verbunden sein. Dementsprechend wird das vom Magnetsensor 132 gemessene Erfassungssignal über die Steckeranordnung 140 an das Steuergerät übertragen, und der Drehwinkel des Lenkrads wird über separate Algorithmen berechnet und gesteuert. Die Steckeranordnung 140 kann mit dem später zu beschreibenden Stopfen 150 verbunden sein.
  • Der Stopfen 150 ist so gekoppelt, dass er eine offene Unterseite des Zahnstangengehäuses 20 verschließt, die koaxial zur Ritzelwelle 110 angeordnet ist. Die Unterseite des Zahnstangengehäuses 20 ist so geöffnet, dass sie einen Sensoraufnahmeabschnitt aufweist, in dem die mit der PCB 130 verbundene Steckeranordnung 140 untergebracht ist. Dementsprechend kann der Stopfen 150, der mit der Steckeranordnung 140 verbunden ist, so gekoppelt sein, dass er die offene Unterseite des Zahnstangengehäuses 20 verschließt. Wenn der Stopfen 150 in die offene Unterseite des Zahnstangengehäuses 20 eingedrückt wird, können der Magnetsensor 132 und der Magnethalter 120 so eingedrückt werden, dass ein vorbestimmtes Intervall dazwischen liegt. Dadurch wird die Änderung des Magnetfelds des Magneten 122 durch den Magnetsensor 132 reibungslos erfasst. Darüber hinaus kann der Stopfen 150 zur Verschraubung mit dem Zahnstangengehäuse 20 vorgesehen sein. Da die Position des Magnetsensors 132 je nach dem Grad der Verschraubung des Stopfens 150 mit dem Zahnstangengehäuse 20 eingestellt werden kann, kann auch der Abstand zwischen dem Magnetsensor 132 und dem Magnethalter 120 eingestellt werden.
  • Andererseits kann die Steckeranordnung 140 so gekoppelt sein, dass sie teilweise freiliegt, um nach dem Durchstoßen des Stopfens 150 mit der ECU verbunden zu sein. Wie in den Zeichnungen dargestellt, ist die Steckeranordnung 140 mit dem Stopfen 150 gekoppelt und befestigt, und ein unterer Teil davon ist von dem Stopfen 150 freigelegt, um mit einer elektronischen Steuervorrichtung oder der ECU verbunden zu werden, die in dem Hilfskraftmechanismus 30 vorgesehen ist. Dementsprechend kann eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, wie oben beschrieben, den Winkel des Lenkrads genau messen, indem sie mit einem separaten Algorithmus durch den Drehwinkel der Ritzelwelle 110, der von dem Magnetsensor 132 gemessen wird, und eine Drehgeschwindigkeit eines Motors, die von dem in dem Hilfskraftmechanismus 30 vorgesehenen MPS gemessen wird, berechnet wird.
  • Da die Steckeranordnung 140 gegenüber dem Stopfen 150 freiliegt, kann außerdem ein Dichtungsabschnitt (nicht dargestellt) vorgesehen werden, um das Eindringen von Fremdkörpern zwischen die Steckeranordnung 140 und den Stopfen 150 zu verhindern. Der Dichtungsabschnitt kann aus einem Dichtungselement oder einem Silikon bestehen, und durch das Schließen eines Spalts zwischen der Steckeranordnung und dem Stopfen durch den Dichtungsabschnitt kann das Eindringen von Fremdstoffen verhindert werden.
  • Die oben beschriebene Einrichtung zum Erfassen eines Lenkwinkels 100 kann die Ritzelwelle 110, den Magneten 112, die PCB 130, die Steckeranordnung 140 und den Stopfen 150 als herkömmliche Komponenten verwenden und verwendet nur den separat gefertigten Magnethalter 120, so dass das EPS 1 eine einfache Montage erreicht und weitere Herstellungskosten aufgrund der Verringerung der Anzahl von Teilen reduziert werden können.
  • Wie oben beschrieben, wurden zwar einige Ausführungsbeispiele der Offenbarung gezeigt und beschrieben, aber Fachleute wissen, dass an diesen Ausführungsbeispielen Änderungen vorgenommen werden können, ohne von den Grundsätzen und dem Geist der Offenbarung abzuweichen, deren Umfang in den Ansprüchen und ihren Entsprechungen definiert ist.

Claims (12)

  1. Vorrichtung zum Erfassen eines Lenkwinkels, umfassend: eine Ritzelwelle, die mit einem Zahnstangengehäuse gekoppelt ist, in das eine Zahnstange eingebaut ist, wobei auf der Ritzelwelle ein Ritzelzahnrad ausgebildet ist, das mit einem Zahnstangentrieb kämmt; einen Magneten, der an einem Ende der Ritzelwelle angeordnet und eingerichtet ist, sich zusammen mit der Ritzelwelle zu drehen; eine Schaltungsplatine (PCB), die so angeordnet ist, dass sie von dem Magneten in einem vorbestimmten Abstand beabstandet ist und einen Magnetsensor zum Erfassen eines Drehwinkels eines mit der Ritzelwelle verbundenen Lenkrads enthält; und eine mit der PCB verbundenen Steckeranordnung, um einen vom Magnetsensor gemessenen Erfassungswert an eine elektronische Steuereinheit (ECU) zu übertragen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Magnet und der Magnetsensor koaxial zu einer Mittelachse der Ritzelwelle angeordnet sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend einen in zylindrischer Form vorgesehenen Magnethalter, der an einer Seite offen ist, um den Magneten aufzunehmen und zu fixieren, und der mit der Ritzelwelle verbunden ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Magnethalter mit einem Verriegelungsvorsprung versehen ist, der an einer inneren Umfangsfläche desselben ausgebildet ist, und mindestens einer der Verriegelungsvorsprünge entlang der inneren Umfangsfläche des Magnethalters vorgesehen ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Verriegelungsvorsprung so geformt ist, dass er eine vorbestimmte Länge von einem inneren Boden des Magnethalters aufweist, und der Verriegelungsvorsprung länger als die Dicke des Magneten ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Ritzelwelle an einem ihrer Enden einen Kopplungsabschnitt aufweist, wobei der Durchmesser des Kopplungsabschnitts kleiner ist als der eines Körpers, in dem das Ritzelzahnrad ausgebildet ist, der Kopplungsabschnitt durch eine offene Seite des Magnethalters eingepresst ist und von dem Verriegelungsvorsprung gestützt wird, so dass ein Ende des Kopplungsabschnitts und der Magnet um ein vorbestimmtes Intervall voneinander beabstandet sein können.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei eine Ebene mit einer Form, die dem Verriegelungsvorsprung auf einer äußeren Umfangsfläche des Magneten entspricht, geformt und mit dem Magnethalter pressgepasst wird.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Magnet durch einen Klebstoff am Magnethalter befestigt ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der der Magnet durch eine Einspritzung einstückig mit dem Magnethalter ausgebildet ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Zahnstangengehäuse eine untere Seite aufweist, die koaxial zur Ritzelwelle geöffnet ist, um einen Sensoraufnahmeabschnitt bereitzustellen, und die Vorrichtung ferner einen Stopfen umfasst, der gekoppelt ist, um die offene Unterseite des Sensoraufnahmeabschnitts zu verschließen.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Steckeranordnung so gekoppelt ist, dass ein Teil davon freiliegt, um nach dem Durchstecken des Stopfens mit der ECU verbunden zu werden.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, ferner einen Dichtungsabschnitt umfassend, der eingerichtet ist, das Einströmen von Fremdstoffen zwischen der Steckeranordnung und dem Stopfen zu verhindern.
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