DE112021002302T5

DE112021002302T5 - Lenkunterstützungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112021002302T5
Application number: DE112021002302.0T
Authority: DE
Inventors: Jun Ho SHIN
Original assignee: HL Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2020-04-14
Filing date: 2021-04-13
Publication date: 2023-03-16
Also published as: CN115397719A; WO2021210892A1; KR20210127514A; US20230142843A1

Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Lenkunterstützungsvorrichtung. Konkret umfasst eine Lenkunterstützungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung: einen Stator, der eine Mehrzahl darauf gewickelter Spulen aufweist; einen Rotor, der von dem Stator gedreht wird; und ein Verbindungselement zum Übertragen einer Drehkraft, die gemäß Drehung des Rotors zu einer Zahnstange erzeugt wird, wobei das Verbindungselement in einer Weise des Minimierens einer Vibration, die gemäß einem Wicklungsmuster des Stators erzeugt wird, wenn mindestens eine der Spulen des Stators eine Funktionsstörung aufweist, mit der Zahnstange verbunden ist.

Description

Gebiet der Technik
Die vorliegenden Ausführungsbeispiele beziehen sich auf eine Lenkunterstützungsvorrichtung.
Stand der Technik
Im Allgemeinen wird in einem Fahrzeug eine Servolenkung als Mittel eingesetzt, Lenkstabilität zu gewährleisten, indem die Lenkkraft des Lenkrads verringert wird. Konventionell wird eine hydraulische Servolenkung (Hydraulic Power Steering, HPS) weithin als Servolenkvorrichtung eingesetzt, wird aber in jüngster Zeit durch eine elektrische Servolenkung (Electric Power Steering, EPS) ersetzt, die Lenkung unter Verwendung eines Motors anstelle einer Hydraulikpumpe unterstützt und umweltfreundlich ist.
Um die oben beschriebenen Ziele zu erreichen, verwendet das elektronische Lenksystem eine elektronische Steuereinheit (Electronic Controller Unit, ECU), also eine elektronische Steuervorrichtung, die den Zustand der Kraftmaschine, des Automatikgetriebes oder des ABS des Fahrzeugs durch einen Computer steuert. Ferner, mit der Entwicklung von Fahrzeug- und Computerleistung, dient die ECU auch dazu, alle Teile des Fahrzeugs, einschließlich des Antriebssystems, des Bremssystems und des Lenksystems, zu steuern, sowie das Automatikgetriebe zu steuern.
In jüngster Zeit nehmen die Anforderungen an die Zuverlässigkeit der ECU zu, da die ECU eine wichtige Rolle spielt. Dementsprechend wird, anstatt auf eine einzelne ECU zu bauen, ein Redundanzsystem verwendet, welches eine redundante ECU umfasst, die die vorhandene ECU ersetzt, wenn die ECU nicht mehr normal arbeitet oder die Arbeit aufgrund von Fehlern oder physischen Erschütterungen an der vorhandenen ECU einstellt.
Wenn das Redundanzsystem seinen Umfang erweitert, verwendet der Lenkmotor, beispielsweise derjenige zum Bewegen der Zahnstange, ebenfalls einen Doppelwicklungsmotor, der zwei oder mehr Spulenwicklungen um einen einzelnen Motor aufweist, um einen normalen Betrieb zu ermöglichen, wenn die Spule, eine Schlüsselkomponente des Motors, die Arbeit einstellt oder aufgrund von Fehlern oder physischen Erschütterungen nicht mehr arbeitet, wie in der oben beschriebenen ECU, als einen Teil des Redundanzsystems.
Wenn der Doppelwicklungsmotor angetrieben wird, kann Vibration auftreten. Es besteht Bedarf an einem Verfahren zur Minimierung solcher Vibration.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Technische Aufgabe
Im vorstehenden Stand der Technik stellt die Offenbarung eine Lenkunterstützungsvorrichtung bereit, die mit der Zahnstange verbunden ist, um die gemäß dem Wicklungsmuster verursachte Vibration bei Ausfall mindestens einer Spule zu minimieren.
Technische Lösung
Um die vorstehenden Ziele zu erreichen, stellt die Offenbarung in einem Aspekt eine Lenkunterstützungsvorrichtung bereit, umfassend einen Stator, um den eine Mehrzahl von Spulen gewickelt sind, einen durch den Stator rotierenden Rotor und ein Verbindungselement, das eine Drehkraft, die erzeugt wird, wenn sich der Rotor dreht, auf eine Zahnstange überträgt, wobei das Verbindungselement in eine Richtung des Minimierens einer Vibration, die in Abhängigkeit von einem Wicklungsmuster des Stators erzeugt wird, wenn mindestens eine der Spulen des Stators ausfällt, mit der Zahnstange verbunden ist.
Vorteilhafte Wirkungen
Gemäß der Offenbarung verändert die Lenkunterstützungsvorrichtung die Richtung der Verbindung mit der Zahnstange in Abhängigkeit vom Wicklungsmuster des Stators, wodurch Geräusche und Vibration in der Lenkunterstützungsvorrichtung reduziert werden, wenn die Spule des Stators ausfällt.
Figurenliste

1 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Lenkunterstützungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung beispielhaft veranschaulicht;
2 ist eine Ansicht, die ein Wicklungsmuster eines Stators gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht;
3 ist eine Ansicht, die die Richtung und Stärke von Vibration in einer Lenkunterstützungsvorrichtung, wenn die zweiten U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Spulen im Wicklungsmuster des Stators von 2 gemäß einer Ausführungsform sind, beispielhaft veranschaulicht;
4 ist eine Ansicht, die ein Beispiel, in dem ein Verbindungselement eine Drehkraft durch einen Antriebsriemen gemäß einer Ausführungsform auf eine Zahnstange überträgt, veranschaulicht;
5 ist eine Ansicht, die ein Wicklungsmuster eines Stators gemäß einer weiteren Ausführungsform veranschaulicht;
6 ist eine Ansicht, die die Richtung und Stärke von Vibration in einer Lenkunterstützungsvorrichtung, wenn die zweiten U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Spulen im Wicklungsmuster der Dreiphasenspulen von 5 gemäß einer Ausführungsform sind, beispielhaft veranschaulicht;
7 ist eine Ansicht, die veranschaulicht, dass ein Verbindungselement eine Drehkraft durch einen Antriebsriemen gemäß einer weiteren Ausführungsform auf eine Zahnstange überträgt;
Die 8A und 8B sind Ansichten, die veranschaulichen, dass ein Verbindungselement in einer Richtung, in der Vibration erzeugt wird, verbunden ist, um die Vibration gemäß einer Ausführungsform zu reduzieren;
Die 9A und 9B sind Ansichten, die veranschaulichen, dass ein Verbindungselement in einer Richtung, in der Vibration erzeugt wird, verbunden ist, um die Vibration gemäß einer weiteren Ausführungsform zu reduzieren; und
10 ist eine Ansicht, die beispielhaft veranschaulicht, dass ein Gehäuse mit einer Zahnstange gemäß einer Ausführungsform verbunden ist.

Art und Weise der Umsetzung der Erfindung
In der folgenden Beschreibung von Beispielen oder Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird Bezug auf die begleitenden Zeichnungen genommen, in denen konkrete Beispiele oder Ausführungsformen, die implementiert werden können, zur Veranschaulichung 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 Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung detaillierte Beschreibungen hierin enthaltener bekannter Funktionen und Komponenten weggelassen, wenn befunden wird, dass die Beschreibung den Gegenstand bei manchen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung möglicherweise eher verunklart. Die Ausdrücke wie „umfassen“, „aufweisen“, „enthalten“, „bilden“, „bestehen aus“ und „ausgebildet aus“, die hierin verwendet werden, sollen im Allgemeinen die Hinzufügung anderer Komponenten zulassen, sofern die Ausdrücke nicht mit dem Ausdruck „nur“ verwendet werden. Wie hierin verwendet, sollen Singularformen Pluralformen einschließen, solange der Kontext nicht eindeutig etwas anderes angibt.
Ausdrücke wie erste" „zweite“ .„A", „B“, „(A)“ oder „(B)“ können hierin verwendet werden, um Elemente der Offenbarung zu beschreiben. Keiner dieser Ausdrücke 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“ usw., sollte dies so interpretiert werden, dass das erste Element mit dem zweiten Element nicht nur „direkt verbunden oder gekoppelt“ sein kann oder dieses „direkt berühren oder überlappen“ kann, sondern 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. Hier kann das zweite Element in mindestens einem von zwei oder mehr Elementen enthalten sein, die miteinander „verbunden oder gekoppelt sind“, einander „kontaktieren oder überlappen“ usw.
Wenn auf Zeit bezogene Begriffe, wie etwa „nach“, „danach kommend“, „als nächstes“, „vor“ und dergleichen verwendet werden, um Prozesse oder Betätigungen von Elementen oder Konfigurationen oder Abläufe oder Schritte von Betätigungs-, Verarbeitungs-, Herstellungsverfahren zu beschreiben, können diese Begriffe verwendet werden, um Prozesse oder Betätigungen zu beschreiben, die sich nicht aneinander anschließen oder nicht aufeinander folgen, solange nicht der Begriff „direkt“ oder „unmittelbar“ in Verbindung damit verwendet wird.
Wenn Abmessungen, relative Größen usw. genannt werden, ist außerdem zu beachten, dass numerische Werte für ein Element oder Merkmale oder entsprechende Informationen (z. B. Grad, Bereich usw.) eine Toleranz oder einen Fehlerbereich einschließen, der von verschiedenen Faktoren (z. B. Prozessfaktoren, von innen oder von außen kommenden Einflüssen, Rauschen usw.) verursacht werden kann, auch wenn eine relevante Beschreibung nicht spezifiziert wird. Ferner kann der Ausdruck „könnte“ alle Bedeutungen des Ausdrucks „kann“ umfassen.
Eine Lenkunterstützungsvorrichtung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
1 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Lenkunterstützungsvorrichtung 10 gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung veranschaulicht.
Bezug nehmend auf 1 kann eine Lenkunterstützungsvorrichtung 10 gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung einen Rotor 110, einen Stator 120, ein Verbindungselement 130 und ein Gehäuse 140 umfassen.
Die Lenkunterstützungsvorrichtung kann ein Motor sein, der den aus einem Permanentmagneten ausgebildeten Rotor 110 und den Stator 120, der den Rotor 110 umgibt und eine Spulenwicklung aufweist, umfasst und elektrische Energie in mechanische Energie umwandelt, wenn der Rotor 110 durch das zwischen dem Stator 120 und dem Rotor 110 entsprechend dem Anlegen eines eines Stroms an den Stator 120 erzeugte Magnetfeld axial gedreht wird.
Die Lenkunterstützungsvorrichtung 10 überträgt die Drehkraft auf die Zahnstange 410 und ist mit der Zahnstange 410 in der Richtung, entlang der die dabei erzeugte Vibration minimiert wird, verbunden, wodurch die Vibration der Lenkunterstützungsvorrichtung 10 reduziert wird.
Der Stator 120 kann den Rotor 110 im Zentrum aufnehmen. Der Stator 120 kann eine Vielzahl von Wicklungsnuten zum Aufnehmen der Spule bzw. Wicklung umfassen. Konkret kann der Stator 120 eine Spulenwicklung in einer dünnen Metallleitung umfassen, durch die Strom fließen kann, um ein Magnetfeld zu erzeugen. Der Stator 120 kann die Wicklungsnuten zum Aufnehmen der Spule bzw. Wicklung umfassen.
Die Wicklungsnuten können so angeordnet sein, dass ein vorbestimmter Abstand vom Rotor 110 aufrechterhalten wird. Eine gerade Anzahl von Wicklungsnuten kann ausgebildet sein. Die Vielzahl von Wicklungsnuten kann so angeordnet sein, dass sie entlang der Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind. Jede Wicklungsnut kann zwei Pole umfassen, die vom Stator 120 zum Rotor 110 vorstehen und um die die leitfähige Leitung gewickelt ist. Jeder Wicklungsnut kann drei Phasen implementieren, die durch U, V und W bezeichnet sein können.
Der Rotor 110 kann durch den Stator 120 gedreht werden und aus einem Permanentmagneten ausgebildet sein. Ferner kann, wenn Strom an den Stator 120 angelegt wird, der Rotor 110 in Abhängigkeit von der Magnetfeldbeziehung zwischen dem Rotor 110 und dem Stator 120 im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn um die Drehachse gedreht werden.
Das Verbindungselement 130 kann die Drehkraft, die erzeugt wird, wenn sich der Rotor 110 dreht, auf die Zahnstange 410 übertragen. Das Verbindungselement 130 ist mit dem Zentrum des Rotors 110 verbunden und kann eine Welle umfassen, die in der Richtung der Drehachse im Zentrum des Rotors 110 ausgebildet ist, um sich entlang des Rotors 110 zu drehen.
Das Gehäuse 140 kann den Stator 120 und den Rotor 110 aufnehmen. Das Gehäuse 140 kann das äußere Erscheinungsbild der Lenkunterstützungsvorrichtung 10 ausbilden. Das Gehäuse 140 kann in einer zylindrischen Form ausgebildet sein, ist jedoch nicht auf eine bestimmte Form beschränkt, solange seine Form den Stator 120 und den Rotor 110 aufnehmen kann und der Rotor 110 darin drehbar ist. Das Gehäuse 140 kann aus einem Metall ausgebildet sein, damit es auch bei einer hohen Temperatur seine Form behält.
2 ist eine Ansicht, die ein Wicklungsmuster eines Stators 120 gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
Bezug nehmend auf 2, kann der Stator 120 eine Doppelwicklungsstruktur aufweisen, in der die ersten U-Phasen- (201, 201'), V-Phasen-(202, 202') und W-Phasen- (203, 203') Spulen und die zweiten U-Phasen- (211, 211'), V-Phasen- (212, 212') und W-Phasen- (213, 213') Spulen um den Stator 120 gewickelt sind. Konkret kann der Stator 120 ein Wicklungsmuster, wie in 2 gezeigt, durch Implementieren von drei Phasen in jeder von der Vielzahl von Wicklungsnutenn ausbilden, und die ersten U-Phasen- (201, 201'), V-Phasen- (202, 202') und W-Phasen- (203, 203') Spulen und die zweiten U-Phasen-(211, 211'), V-Phasen- (212, 212') und W-Phasen- (213, 213') Spulen können paarweise gewickelt sein. Mit anderen Worten, es können 12 Wicklungsnuten vorhanden sein, die die drei Phasen implementieren.
Konkret sind unter den ersten U-Phasen- (201, 201'), V-Phasen- (202, 202') und W-Phasen- (203, 203') Spulen zwei Paare von den ersten U-Phasen-(201, 201'), V-Phasen- (202, 202') und W-Phasen- (203, 203') Spulen in der Reihenfolge U-Phase, V-Phase und W-Phase im Uhrzeigersinn gewickelt, und zwei Paare von der zweiten U-Phase (211, 211'), V-Phase (212, 212') und W-Phase (213, 213') können in der Reihenfolge U-Phase, V-Phase und W-Phase entgegen dem Uhrzeigersinn gewickelt sein.
3 ist eine Ansicht, die die Richtung und Stärke von Vibration in einer Lenkunterstützungsvorrichtung 10, wenn die zweiten U-Phasen- (211, 211'), V-Phasen- (212, 212') und W-Phasen- (213, 213') Spulen im Wicklungsmuster des Stators von 2 gemäß einer Ausführungsform sind, beispielhaft veranschaulicht.
Bezug nehmend auf 3, können T1 bis T12 jeweils den Positionen der ersten U-Phasen- (201, 201'), V-Phasen- (202, 202') und W-Phasen- (203, 203') Spulen und der zweiten U-Phasen- (211, 211'), V-Phasen- (212, 212') und W-Phasen- (213, 213') Spulen von 2 entsprechen. Beispielsweise kann die erste W-Phase 203 T11 von 3 entsprechen.
Wenn die durchgehenden ersten U-Phasen- (201, 201'), V-Phasen-(202, 202') und W-Phasen- (203, 203') Spulen und die durchgehenden zweiten U-Phasen- (211, 211'), V-Phasen- (212, 212') und W-Phasen- (213, 213') Spulen in einer symmetrischen Struktur um den Stator 120 gewickelt sind, kann das Verbindungselement 130 mit der Zahnstange 410 in einer Richtung der Mitte des Winkels zwischen dem Zentrum des Stators 120 und den durchgehenden ersten U-Phasen- (201, 201'), V-Phasen- (202, 202') und W-Phasen-(203, 203') Spulen verbunden sein. Konkret kann gezeigt werden, dass in der Anordnung der Dreiphasenspulen in 2 die Vibrationsstärke und -richtung in der Richtung der ersten durchgehenden U-Phase (201, 201'), V-Phase (202, 202') und W-Phase (203, 203') gezeigt sind, und eine Vibrationsstärke, die jener der ersten U-Phase (201, 201'), V-Phase (202, 202') und W-Phase (203, 203') ähnelt, ist in der symmetrischen Richtung gezeigt, das heißt, der Richtung der kontinuierlichen zweiten U-Phase (211, 211'), V-Phase (212, 212') und W-Phase (213, 213'). Dementsprechend kann das Verbindungselement 130, um die Vibration der Lenkunterstützungsvorrichtung zu minimieren, mit der Zahnstange 410 in der Richtung der Mitte des Winkels zwischen dem Zentrum des Stators 120 und der durchgehenden ersten U-Phase (201, 201'), V-Phase (202, 202') und W-Phase (203, 203') verbunden sein. Mit anderen Worten, es kann der Mittelwert des Winkels zwischen dem Zentrum des Stators und T1 und T8 sein.
Der Winkel der Verbindung zwischen der Lenkunterstützungsvorrichtung 10 und der Zahnstange 410 ist nicht auf die oben beschriebene Richtung der Mitte des Winkels zwischen dem Zentrum des Stators 120 und der durchgehenden ersten U-Phase (201, 201'), V-Phase (202, 202') und W-Phase (203, 203') begrenzt, sondern kann in Abhängigkeit von aktuellen Messungen variiert werden. Beispielsweise, wie in 3 gezeigt, kann, wenn die Vibration in der Richtung von T9 als größte gemessen wird, die Lenkunterstützungsvorrichtung 10 in der T9 entsprechenden Richtung mit der Zahnstange 410 verbunden sein.
4 ist eine Ansicht, die ein Beispiel, in dem ein Verbindungselement 130 eine Drehkraft durch einen Antriebsriemen 420 gemäß einer Ausführungsform auf eine Zahnstange 410 überträgt, veranschaulicht.
Bezug nehmend auf 4, kann das Verbindungselement 130 einen Antriebsriemen 420 umfassen, der die Drehkraft, die erzeugt wird, wenn sich der Rotor 110 dreht, auf die Zahnstange 410 überträgt. Konkret kann das Verbindungselement 130 eine Motorriemenscheibe 430 und eine Mutternscheibe 450 umfassen, um die Drehkraft durch den Antriebsriemen 420 zu übertragen. Die Motorriemenscheibe 430 kann mit einer Seite des Antriebsriemens 420 gekoppelt sein, um die Drehkraft des Rotors 110 über den Antriebsriemen 420 zu übertragen, und die Mutternscheibe 450 kann an der Außenumfangsfläche einer Seite der Kugelmutter 450 montiert sein und mit der anderen Seite des Antriebsriemens 420 gekoppelt sein. Hierbei kann die Kugelmutter 450 über eine Kugel mit der Zahnstange 410 gekoppelt sein und sich drehen, um die Zahnstange 410 zu verschieben. Mit anderen Worten, wenn Strom an den Stator 120 angelegt wird, sodass der Rotor 110 durch die Magnetfeldbeziehung zwischen der um den Stator gewickelten Spule und dem Permanentmagneten des Rotors 110 gedreht wird, und folglich die Welle gedreht wird, wird die Motorriemenscheibe 430 gedreht, und die mit dem Antriebsriemen 420 verbundene Mutternscheibe 450 wird gedreht, und folglich wird die mit der Mutternscheibe 450 gekoppelte Kugelmutter 450 gedreht, wodurch die Zahnstange 410 hin- und herbewegt wird.
Das Verbindungselement 130 kann über den Antriebsriemen 420 mit der Zahnstange 410 verbunden sein, sodass die Riemenspannung des Antriebsriemens 420 aufgrund des Wicklungsmusters des Stators 120 in die Vibrationsrichtung weist, wie in 3 gezeigt. Mit anderen Worten, die Riemenspannung des Antriebsriemens 420 kann so ausgebildet sein, wie durch den Pfeil von 4 angegeben.
5 ist eine Ansicht, die ein Wicklungsmuster des Stators 120 gemäß einer weiteren Ausführungsform veranschaulicht.
Bezug nehmend auf 5, sind die durchgehenden ersten U-Phasen-(201, 201'), V-Phasen- (202, 202') und W-Phasen- (203, 203') Spulen und die durchgehenden zweiten U-Phasen- (211, 211'), V-Phasen- (212, 212') und W-Phasen- (213, 213') Spulen wechselweise um den Stator 120 gewickelt, und, wenn die zweiten U-Phasen- (211, 211'), V-Phasen- (212, 212') und W-Phasen-(213, 213') Spulen ausfallen, kann das Verbindungselement 130 mit der Zahnstange 410 in der Richtung verbunden werden, entlang der die durchgehenden ersten U-Phasen- (201, 201'), V-Phasen- (202, 202') und W-Phasen- (203, 203') Spulen gewickelt sind. Konkret können, wie in 5 gezeigt, die erste U-Phasen- (201), V-Phasen- (202) und W-Phasen- (203) Spule entgegen dem Uhrzeigersinn in der Reihenfolge der ersten U-Phasen- (201'), V-Phasen- (202) und W-Phasen- (203) Spule gewickelt sein, die zweite U-Phasen- (211), V-Phasen- (212) und W-Phasen- (213) Spule können entgegen dem Uhrzeigersinn in der Reihenfolge der zweiten U-Phasen- (211), V-Phasen- (212) und W-Phasen-(213) Spule gewickelt sein, neben der oben beschriebenen ersten U-Phasen-(201'), V-Phasen- (202) und W-Phasen- (203) Spule, die andere erste U-Phasen- (201'), V-Phasen- (202') und W-Phasen- (203') Spule kann in der gleichen Reihenfolge wie die oben beschriebene erste U-Phasen- (201), V-Phasen-(202) und W-Phasen- (203) Spule gewickelt sein, neben der zweiten U-Phasen-(211), V-Phasen- (212) und W-Phasen- (213) Spule, und die andere zweite U-Phasen- (211'), V-Phasen- (212'), und W-Phasen- (213') Spule kann in der gleichen Reihenfolge wie die oben beschriebene zweite U-Phasen- (211), V-Phasen- (212) und W-Phasen- (213) Spule gewickelt sein, neben der zweiten U-Phasen- (211), V-Phasen- (212) und W-Phasen- (213) Spule. Wenn das Wicklungsmuster des Stators 120 das oben beschriebene Wicklungsmuster ist, kann das Verbindungselement 130 mit der Zahnstange 410 in der Richtung verbunden sein, entlang der die erste U-Phasen- (201), V-Phasen- (202) und W-Phasen- (203) Spule gewickelt sind oder die andere erste U-Phasen- (201'), V-Phasen- (202') und W-Phasen- (203') Spule gewickelt sind.
6 ist eine Ansicht, die die Richtung und Stärke von Vibration in einer Lenkunterstützungsvorrichtung 10, wenn die zweiten U-Phasen- (211, 211'), V-Phasen- (212, 212') und W-Phasen- (213, 213') Spulen im Wicklungsmuster der Dreiphasenspulen von 5 gemäß einer Ausführungsform sind, beispielhaft veranschaulicht.
Bezug nehmend auf 6, kann gezeigt werden, dass in der Anordnung der Dreiphasenspulen von 5 die Vibrationsstärken und -richtungen in zwei entgegengesetzte Seiten der Richtungen der durchgehenden ersten U-Phase (201, 201'), V-Phase (202, 202') und W-Phase (203, 203') gezeigt sind. Dementsprechend kann das Verbindungselement 130 mit der Zahnstange 410 in der Richtung verbunden sein, in der die ersten U-Phasen- (201, 201'), V-Phasen- (202, 202') und W-Phasen- (203, 203') Spulen gewickelt sind, um die Vibration der Lenkunterstützungsvorrichtung 10 zu minimieren. Das Verbindungselement 130 kann in der Richtung verbunden sein, in der eine beliebige Spule von den ersten U-Phasen- (201, 201'), V-Phasen- (202, 202') und W-Phasen- (203, 203') Spulen gewickelt ist, und, in dem in 6 gezeigten Fall, kann das Verbindungselement 130 in der Richtung von T8 verbunden sein. Im Gegensatz hierzu werden, wenn die ersten U-Phasen- (201, 201'), V-Phasen-(202, 202') und W-Phasen- (203, 203') Spulen ausfallen, die Vibrationsstärken und -richtungen in zwei entgegengesetzte Seiten der Richtungen der zweiten U-Phase (211, 211'), V-Phase (212, 212') und W-Phase (213, 213') weisen, sodass das Verbindungselement 130 mit der Zahnstange 410 in der Richtung verbunden werden kann, in welcher die zweiten U-Phasen- (211, 211'), V-Phasen- (212, 212') und W-Phasen- (213, 213') Spulen gewickelt sind, um die Vibration der Lenkunterstützungsvorrichtung 10 zu minimieren.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung kann die Lenkunterstützungsvorrichtung 10 die Richtung der Verbindung mit der Zahnstange 410 in Abhängigkeit vom Wicklungsmuster im Wicklungsmuster des Stators 120 ändern, wobei die Vibration und die Geräusche der angetriebenen Lenkunterstützungsvorrichtung 10, wenn die zweiten U-Phasen- (211, 211'), V-Phasen-(212, 212') und W-Phasen- (213, 213') Spulen ausfallen, minimiert werden.
7 ist eine Ansicht, die ein Beispiel, in dem ein Verbindungselement 130 eine Drehkraft durch einen Antriebsriemen 420 gemäß einer weiteren Ausführungsform auf eine Zahnstange 410 überträgt, veranschaulicht.
Bezug nehmend auf 7, kann das Verbindungselement 130 die Drehkraft durch den Antriebsriemen 420 auf die Zahnstange 410 übertragen, um die Vibrationsrichtung und -stärke der Lenkunterstützungsvorrichtung 10, gezeigt in 6, zu minimieren. Das Verbindungselement 130 kann so verbunden sein, sodass die Riemenspannung des Antriebsriemens 420 aufgrund des Wicklungsmusters des Stators 120 in der Vibrationsrichtung ausgebildet ist, wie in 6 gezeigt. Gibt es zwei oder mehr Vibrationsrichtungen, wie in 6 gezeigt, kann das Verbindungselement 130 in einer beliebigen der zwei Richtungen verbunden sein. Mit anderen Worten, das Verbindungselement 130 kann in einer beliebigen Richtung von T2 oder T8 mit der Zahnstange 410 verbunden sein.
Das Verbindungselement 130 kann die Drehkraft des Rotors 110 unter Verwendung eines Untersetzungsgetriebes, das eine Schneckenwelle und ein Schneckenrad umfasst, auf die Zahnstange 410 übertragen. Konkret kann das Verbindungselement 130 in Abhängigkeit vom Wicklungsmuster in der Richtung einer Minimierung der Vibration und der Geräusche der Lenkunterstützungsvorrichtung 10 verbunden sein, und das Untersetzungsgetriebe kann die Zahnstange 410 anhand der vom Verbindungselement 130 empfangenen Drehkraft durch das Ritzel hin- und herbewegen.
Die 8A und 8B sind Ansichten, die veranschaulichen, dass ein Verbindungselement 130 in einer Richtung, in der Vibration erzeugt wird, verbunden ist, um die Vibration gemäß einer Ausführungsform zu reduzieren.
Bezug nehmend auf 8A, kann in einem Fall, in dem der Stator 120 von 8A eine Spulenanordnung wie in 2 gezeigt aufweist, und die zweiten U-Phasen- (211, 211'), V-Phasen- (212, 212') und W-Phasen- (213, 213') Spulen ausfallen, wenn der Rotor durch den nur an die ersten U-Phasen-(201, 201'), V-Phasen- (202, 202') und W-Phasen- (203, 203') Spulen angelegten Strom gedreht wird, in der linken und rechten Richtung Vibration erzeugt werden, wie in 8A gezeigt (z. B. in den Richtungen T9 und T4 von 3). Folglich kann, um die Vibration der Lenkunterstützungsvorrichtung 10 zu reduzieren, Bezug nehmend auf 8B das Verbindungselement 130 in der Richtung, in der Vibration erzeugt wird, mit dem Stator 120 verbunden sein, indem der Winkel, in welchem der Stator 120 angeordnet ist, verändert wird. Die Vibration der Lenkunterstützungsvorrichtung 10 kann reduziert werden, indem die Lenkunterstützungsvorrichtung 10, die in der oberen und unteren Richtung vibriert, mit der Riemenspannung, die durch den Antriebsriemen 420 in Richtung der Zahnstange 410 (untere Richtung) ausgeübt wird, gehalten wird. Mit anderen Worten, wenn sich der Stator 120 entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, sodass die Vibrationsrichtung die obere/untere Richtung wird, kann die Vibration der Lenkunterstützungsvorrichtung 10 reduziert werden.
Die 9A und 9B sind Ansichten, die veranschaulichen, dass ein Verbindungselement 130 in einer Richtung, in der Vibration erzeugt wird, verbunden ist, um die Vibration gemäß einer weiteren Ausführungsform zu reduzieren.
Bezug nehmend auf 9, in 9A, kann, wenn die zweiten U-Phasen- (211, 211'), V-Phasen- (212, 212') und W-Phasen- (213, 213') Spulen ausfallen, in Abhängigkeit vom Wicklungsmuster, wie in 8A gezeigt, Vibration in der Links-/Rechts-Richtung erzeugt werden. Dementsprechend kann zur Reduzierung der Vibration der Lenkunterstützungsvorrichtung 10 das Verbindungselement 130 mit dem Stator verbunden sein, der so angeordnet ist, dass die Vibrationsrichtung des Stators 120 der Zahnstange zugewandt ist, wie in 9A gezeigt. Die Position des Stators 120 ist von der oberen Fläche zur seitlichen Fläche der Zahnstange 410 verschoben, sodass die Zahnstange 410 in der Vibrationsrichtung der Lenkunterstützungsvorrichtung 10 positioniert ist und, wenn die Lenkunterstützungsvorrichtung 10 durch den Antriebsriemen 420 mit der Zahnstange 410 verbunden ist, die Vibration der Lenkunterstützungsvorrichtung 10 in der Links-/Rechts-Richtung reduziert werden kann.
In der Offenbarung kann eine Veränderung in der Position der Verbindung der Lenkunterstützungsvorrichtung 10 als eine Veränderung im Verbindungselement 130 definiert sein.
10 ist eine Ansicht, die beispielhaft veranschaulicht, dass ein Gehäuse 140 mit einer Zahnstange 410 gemäß einer Ausführungsform befestigt ist.
Bezug nehmend auf 10, kann das Verbindungselement 130 so mit der Zahnstange 410 verbunden sein, dass eine der Zahnstange 410 zugewandte Fläche des Gehäuses 140 beabstandet ist. Konkret kann das Verbindungselement 130 mit der Zahnstange 410 in der Richtung des Minimierens der Vibration und der Geräusche der Lenkunterstützungsvorrichtung 10 verbunden sein, abhängig vom Wicklungsmuster des Stators 120. Um Vibration und Geräusche weiter zu reduzieren, kann das Verbindungselement 130 verbunden sein, wobei es um einen vorbestimmten Abstand von der Zahnstange 410 beabstandet ist. Ferner kann das Gehäuse 140 durch eine Verschraubungsstruktur gekoppelt sein, sodass eine der Zahnstange 410 zugewandte Fläche des Gehäuses 140 befestigt ist, wodurch die Vibration und die Geräusche der Lenkunterstützungsvorrichtung 10 weiter reduziert werden. Ferner kann das Gehäuse 140 durch eine Verschraubungsstruktur gekoppelt sein, sodass eine Fläche des Gehäuses 140, die dem die Zahnstange 410 umgebenden Zahnstangengehäuse zugewandt ist, an dem Zahnstangengehäuse befestigt ist.
Wie oben beschrieben, kann die Lenkunterstützungsvorrichtung 10 gemäß der Offenbarung die Richtung von Verbindung mit der Zahnstange 410 in Abhängigkeit vom Wicklungsmuster des Stators 120 verändern, wodurch die Vibration und die Geräusche der Lenkunterstützungsvorrichtung 10 bei Ausfall der Spule des Stators 120 reduziert werden.
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, Hinzufügungen und Ersetzungen an den beschriebenen Ausführungsformen werden für einen Fachmann ohne weiteres erkennbar sein, und die hierin definierten allgemeinen Prinzipien können auf andere Ausführungsformen und Anwendungen angewendet werden, ohne vom Gedanken und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die obige Beschreibung und die begleitenden Zeichnungen geben zu rein veranschaulichenden Zwecken ein Beispiel für die technische Idee der vorliegenden Offenbarung. Das heißt, die offenbarten Ausführungsformen sollen den Umfang der technischen Idee der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen. Somit ist der Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt, sondern ist auf den breitesten Umfang zu beziehen, der mit den Ansprüchen konsistent ist. Der Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung sollte auf Grundlage der folgenden Ansprüche ausgelegt werden, und alle technischen Ideen innerhalb des Umfangs von Äquivalenten der Offenbarung sollten als im Umfang der vorliegenden Offenbarung enthalten ausgelegt werden.
VERWEIS AUF ZUGEHÖRIGE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 14. April 2020 beim koreanischen Patentamt eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2020-0045489, deren Offenbarung durch Bezugnahme in vollem Umfang hierin aufgenommen wird.

Claims

Lenkunterstützungsvorrichtung, umfassend: einen Stator, um den eine Mehrzahl von Spulen gewickelt sind; einen durch den Stator gedrehten Rotor; und ein Verbindungselement, das eine Drehkraft, die erzeugt wird, wenn sich der Rotor dreht, auf eine Zahnstange überträgt, wobei das Verbindungselement in einer Richtung des Minimierens von Vibration, die in Abhängigkeit von einem Wicklungsmuster des Stators erzeugt wird, wenn mindestens eine der Spulen des Stators ausfällt, mit der Zahnstange verbunden ist.
Lenkunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Stator eine Doppelwicklungsstruktur, in der erste U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Spulen sowie zweite U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Spulen um den Stator gewickelt sind, aufweist.
Lenkunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei dann, wenn die durchgehenden ersten U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Spulen sowie die durchgehenden zweiten U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Spulen in einer symmetrischen Struktur um den Stator gewickelt sind, das Verbindungselement mit der Zahnstange in einer Richtung einer Mitte eines Winkels zwischen einem Zentrum des Stators und einer beliebigen von den durchgehenden U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Spulen verbunden ist.
Lenkunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei dann, wenn die durchgehenden ersten U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Spulen sowie die durchgehenden zweiten U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Spulen wechselweise um den Stator gewickelt sind und durchgehenden zweiten U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Spulen defekt sind, das Verbindungselement mit der Zahnstange in einer Richtung, entlang der die durchgehenden ersten U-Phasen-, V-Phasen- und W-Phasen-Spulen gewickelt sind, verbunden ist.
Lenkunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Gehäuse, das den Stator und den Rotor darin aufnimmt, wobei das Verbindungselement so mit der Zahnstange verbunden ist, dass eine der Zahnstange zugewandte Fläche des Gehäuses beabstandet ist.
Lenkunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Gehäuse durch eine Verschraubungsstruktur gekoppelt ist, sodass eine Fläche des Gehäuses befestigt ist.
Lenkunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Verbindungselement einen Antriebsriemen umfasst, der eine Drehkraft auf die Zahnstange überträgt, und wobei der Antriebsriemen um die Zahnstange gewickelt ist, um in eine Richtung des Maximierens der Vibration eine Riemenspannung auszubilden.