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HINTERGRUND
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GEBIET
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Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beziehen sich auf eine Sensoreinrichtung für einen Lenkaktuator (Lenkaktor) und insbesondere auf eine Sensoreinrichtung für einen Lenkaktuator, die einen vereinfachten Montageprozess aufweisen kann, um eine Montagezeit und Bauteilkosten zu reduzieren.
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DISKUSSION DER HINTERGRÜNDE
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Im Allgemeinen wurde in einer Fahrzeuglenkeinrichtung eine Servolenkung entwickelt und eingesetzt, um eine Lenkkraft eines Fahrers zum Drehen des Lenkrads zu unterstützen und so das Fahren zu erleichtern. Für eine solche Servolenkung wurden eine hydraulische Servolenkung, die hydraulischen Druck verwendet, eine elektrische hydraulische Servolenkung, die hydraulischen Druck und die elektrische Leistung eines Motors verwendet, eine elektrische Servolenkung, die gleichzeitig nur die elektrische Leistung eines Motors verwendet, und dergleichen entwickelt und verwendet.
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Vor kurzem wurde eine Steer-by-Wire (SBW) Lenkeinrichtung entwickelt und eingesetzt. Die SBW-Lenkeinrichtung ist konfiguriert, ein Fahrzeug unter Verwendung eines Elektromotors zu lenken, und ein mechanisches Gestänge, wie eine Lenksäule, ein Kardangelenk oder eine Ritzelwelle, zwischen dem Lenkrad und einem Rad wird aus der SBW-Lenkeinrichtung entfernt.
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Bei einer Zahnstangenantrieb-SBW-Lenkeinrichtung einer SBW-Lenkeinrichtung sollten jedoch Zahnräder, die als separate Teile vorgesehen sind, ineinander gesteckt werden, um einen Sensor zur Erfassung der Position einer Zahnstange auf einem Ritzel zu montieren. Dies macht den Montageprozess kompliziert, was die Montagezeit und die Montagekosten nachteilig erhöhen kann. Es besteht daher ein Bedürfnis, diese Probleme zu lösen.
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Der Hintergrund der vorliegenden Offenbarung ist im koreanischen Patent Nr.
10-2207483 (mit dem Titel: „ELECTRIC POWER STEERING‟, eingetragen am 20. Januar 2021) offenbart.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Verschiedene Ausführungsformen sind auf eine Sensoreinrichtung für einen Lenkaktuator ausgerichtet, die einen Montageprozess vereinfachen und dadurch eine Montagezeit und Komponentenkosten reduzieren kann.
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In einer Ausführungsform kann eine Sensoreinrichtung aufweisen: eine Ritzelwelle, die auf einem Gehäuseteil montiert ist; ein erstes Ritzel, das durch Spritzgießen mit der Ritzelwelle verbunden ist; und eine Sensoreinheit, die mit dem ersten Ritzel gekoppelt ist
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Darüber hinaus kann die Ritzelwelle ein metallisches Material und das erste Ritzel einen Kunststoff aufweisen.
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Darüber hinaus kann die Ritzelwelle eine erste Ritzelwelle aufweisen, die mit der Sensoreinheit gekoppelt ist. Die erste Ritzelwelle kann eine erste Kopplungsaussparung an einem äußeren Umfangsabschnitt davon aufweisen, um eine Kopplungskraft auf das erste Ritzel während des Spritzgießens des ersten Ritzels zu erhöhen.
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Zudem kann das erste Ritzel aufweisen: einen ersten Ritzelvorsprung, der in die erste Kopplungsaussparung eingepasst und einstückig mit ihr gekoppelt ist; und einen ersten Ritzelkörper, der sich von dem ersten Ritzelvorsprung nach außen erstreckt und in Kontakt mit einem äußeren Abschnitt der ersten Ritzelwelle steht.
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Darüber hinaus kann eine Breite des ersten Ritzelkörpers größer sein als eine Breite des ersten Ritzelvorsprungs.
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Darüber hinaus kann die Sensoreinrichtung ein zweites Ritzel aufweisen, das durch Spritzgießen in die Ritzelwelle integriert ist und mit einer Zahnstange in Eingriff steht.
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Darüber hinaus kann das zweite Ritzel ein Kunststoffmaterial aufweisen.
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Darüber hinaus kann die Ritzelwelle ferner eine zweite Ritzelwelle aufweisen, die mit der ersten Ritzelwelle verbunden ist. Die zweite Ritzelwelle kann eine zweite Kopplungsaussparung an einem äußeren Umfangsabschnitt davon aufweisen, um eine Kopplungskraft auf das erste Ritzel während des Spritzgießens des ersten Ritzels zu erhöhen.
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Darüber hinaus kann das zweite Ritzel aufweisen: einen zweiten Ritzelvorsprung, der in die zweite Kopplungsaussparung eingepasst und einstückig mit ihr gekoppelt ist; und einen zweiten Ritzelkörper, der sich von dem zweiten Ritzelvorsprung nach außen erstreckt und einstückig mit einem äußeren Abschnitt der zweiten Ritzelwelle gekoppelt ist.
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Darüber hinaus kann eine Breite des zweiten Ritzelkörpers größer sein als eine Breite des zweiten Ritzelvorsprungs.
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Bei der Sensoreinrichtung für einen Lenkaktuator gemäß der vorliegenden Offenbarung können das erste Ritzel und das zweite Ritzel auf die Ritzelwelle aufgespritzt werden, um einen Montageprozess zu vereinfachen und dadurch eine Montagezeit zu verkürzen.
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Da die Ritzelwelle ein metallisches Material aufweist und jedes des ersten Ritzels und des zweiten Ritzels ein Kunststoffmaterial aufweist, können Komponentenkosten reduziert werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Fahrzeuglenkeinrrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
- 2 ist eine perspektivische Ansicht, die die Fahrzeuglenkeinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in einer anderen Richtung zeigt;
- 3 ist eine perspektivische Ansicht der Hauptabschnitte der Fahrzeuglenkeinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
- 4 ist eine Querschnittsansicht der Fahrzeuglenkeinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
- 5 ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts A von 4;
- 6 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Sensoreinrichtung für einen Lenkaktuator gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
- 7 ist eine Querschnittsansicht entlang Linie A-A' in 6;
- 8 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der Sensoreinrichtung für einen Lenkaktuator gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
- 9 ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts B in 8; und
- 10 ist eine perspektivische Explosionsansicht von 9.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ABGEBILDETEN
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AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend wird eine Sensoreinrichtung für einen Lenkaktor gemäß der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand verschiedener Ausführungsformen beschrieben.
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In der folgenden Beschreibung kann die Dicke von Linien oder die Größe von Bauteilen, die in den Zeichnungen dargestellt sind, aus Gründen der Klarheit und Einfachheit der Erklärung übertrieben sein. Darüber hinaus werden die hier verwendeten Begriffe unter Berücksichtigung ihrer Funktionen in der vorliegenden Offenbarung definiert, können aber je nach den Absichten der Benutzer oder Anwender oder der Praxis variieren. Daher sind die Begriffe auf der Grundlage der Beschreibung in der gesamten Spezifikation zu definieren.
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1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Fahrzeuglenkeinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, 2 ist eine perspektivische Ansicht, die die Fahrzeuglenkeinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, aufgenommen in einer anderen Richtung, 3 ist eine perspektivische Ansicht der Hauptabschnitte der Fahrzeuglenkeinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, 4 ist eine Querschnittsansicht der Fahrzeuglenkeinrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, 5 ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts A von 4, 6 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Sensoreinrichtung für einen Lenkaktuator gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, 7 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A' in 6, 8 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Sensoreinrichtung für einen Lenkaktor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, 9 ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts B in 8, und 10 ist eine perspektivische Explosionsansicht von 9.
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Wie in den 1 bis 3 dargestellt, weist eine Fahrzeuglenkeinrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung einen Motor 10, ein Gehäuseteil 20, eine Verzögerungseinrichtung 30, ein Schrauben-Mutter-Modul 40, eine Zahnstange 50, eine Steuereinheit 60 und eine Sensoreinrichtung 2 für einen Lenkaktuator auf. Der Motor 10 wird durch ein Ausgangssignal von der Steuereinheit 60 zur Erzeugung eines Drehmoments, d.h. einer Lenkkraft, angesteuert. Hier führt die Steuereinheit 60 durch eine elektronische Steuereinheit (ECU) die Vorgänge des Empfangens von Lenkinformationen bezüglich des Lenkrads (nicht dargestellt), Fahrzeugfahrinformationen und dergleichen durch die Sensoreinrichtung 2 für einen Lenkaktuator, des Berechnens eines Steuerwerts für ein Ziellenkverhältnis und des Ansteuerns des Motors 10 unter Verwendung des berechneten Steuerwerts aus. Das Gehäuseteil 20 ist mit dem Motor 10 verbunden und weist die Verzögerungseinrichtung 30, das Schrauben-Mutter-Modul 40 und die Sensoreinrichtung 2 für einen Lenkaktuator darin auf. Das Gehäuseteil 20 weist ein erstes Gehäuse 21 und ein zweites Gehäuse 22 auf. Das erste Gehäuse 21 weist das Schrauben-Mutter-Modul 40 und die Sensoreinrichtung 2 für einen Lenkaktor auf. Das zweite Gehäuse 22 ist mit dem ersten Gehäuse 21 gekoppelt und weist die darin angeordnete Verzögerungseinrichtung 30 auf.
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Die Verzögerungseinrichtung 30 umfasst einen Riemen 31 und eine Riemenscheibe 32 und nimmt das vom Motor 10 erzeugte Drehmoment auf und verstärkt es. Das Bolzen-Mutter-Modul 40 empfängt das verstärkte Drehmoment von der Verzögerungseinrichtung 30 und überträgt das empfangene verstärkte Drehmoment auf die Zahnstange 50.
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Wie in den 4 bis 10 dargestellt, weist die Sensoreinrichtung 2 für einen Lenkaktuator eine Ritzelwelle 100, ein erstes Ritzel 200 und eine Sensoreinheit 300 auf. Die Ritzelwelle 100 ist innerhalb des Gehäuseteils 20 angeordnet.
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Das erste Ritzel 200 ist durch Spritzgießen in die Ritzelwelle 100 integriert. Die Sensoreinheit 300 ist mit dem ersten Ritzel 200 gekoppelt. Die Sensoreinheit 300 weist eine darin angeordnete Leiterplatte (PCB) auf und dient zur Erfassung des Lenkwinkels des Lenkrads.
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Nachdem die Ritzelwelle 100 spritzgegossen ist, wird das erste Ritzel 200 auf die Ritzelwelle 100 aufgespritzt. Als ein Ergebnis durch das Spritzgießen des ersten Ritzels 200 auf die Ritzelwelle 100 kann die vorliegende Offenbarung einige Vorgänge eines Montageprozesses reduzieren, wodurch eine Montagezeit im Vergleich zum Stand der Technik verringert wird, bei dem die Ritzelwelle 100 und das erste Ritzel 200, die separate Komponenten sind, aneinander befestigt werden sollten.
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Die Ritzelwelle 100 kann ein metallisches Material aufweisen. Das erste Ritzel 200 kann ein Kunststoffmaterial aufweisen. Auf diese Weise kann die vorliegende Offenbarung Bauteilkosten im Vergleich zum Stand der Technik senken, bei dem sowohl die Ritzelwelle 100 als auch das erste Ritzel 200 ein Metall aufweisen.
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Die Sensoreinrichtung 2 für einen Lenkaktuator weist ferner ein zweites Ritzel auf 400. Das zweite Ritzel 400 ist durch Spritzgießen in die Ritzelwelle 100 integriert und steht mit der Zahnstange 50 in Eingriff. Das zweite Ritzel 400 ist auf der Ritzelwelle 100 spritzgegossen.
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Nachdem die Ritzelwelle 100 spritzgegossen ist, werden das erste Ritzel 200 und das zweite Ritzel 400 auf die Ritzelwelle 100 aufgespritzt. Als ein Ergebnis kann durch Aufspritzen des ersten Ritzels 200 als auch des zweiten Ritzels 400 auf die Ritzelwelle 100 die vorliegende Offenbarung einige Vorgänge eines Montageprozesses reduzieren, wodurch sich eine Montagezeit im Vergleich zum Stand der Technik verringert, bei dem die Ritzelwelle 100, das erste Ritzel 200 und das zweite Ritzel 400, die separate Komponenten sind, aneinander befestigt werden sollten.
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Das zweite Ritzel 400 kann ein Kunststoffmaterial aufweisen. Auf diese Weise kann die vorliegende Offenbarung Komponentenkosten im Vergleich zum Stand der Technik senken, bei dem die Ritzelwelle 100, das erste Ritzel 200 und das zweite Ritzel 400 jeweils ein Metall aufweisen.
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Die Ritzelwelle 100 umfasst ein erstes Ritzel 110 und ein zweites Ritzel 120. Die erste Ritzelwelle 110 ist mit der Sensoreinheit 300 gekoppelt und weist eine erste Kopplungs-Aussparung 111 an ihrem äußeren Umfangsbereich auf, um eine Kopplungskraft auf das erste Ritzel 200 während des Spritzgießens des ersten Ritzel 200 zu erhöhen. Die zweite Ritzelwelle 120 ist mit der ersten Ritzelwelle 110 verbunden und weist eine zweite Kopplungsaussparung 121 an ihrem äußeren Umfangsabschnitt auf, um eine Kopplungskraft zu dem zweiten Ritzel 400 während des Spritzgießens des zweiten Ritzels 400 zu erhöhen.
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Das erste Ritzel 200 weist einen ersten Ritzelvorsprung 210 und einen ersten Ritzelkörper 220 auf. Der erste Ritzelvorsprung 210 ist in die erste Kopplungsaussparung 111 eingesetzt und mit dieser einstückig gekoppelt. Der erste Ritzelkörper 220 erstreckt sich von dem ersten Ritzelvorsprung 210 nach außen und ist einstückig mit einem äußeren Abschnitt der ersten Ritzelwelle 110 verbunden. Die Breite L1 des ersten Ritzelkörpers 220 ist größer als die Breite L2 des ersten Ritzelvorsprungs 210. Dadurch kann die Kontaktfläche des ersten Ritzels 200 mit der Ritzelwelle 100 vergrößert werden, wodurch die Kopplungskraft auf die Ritzelwelle 100 erhöht wird.
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Die erste Ritzelwelle 110 weist einen ersten Lagerkopplungsabschnitt 112, mit dem ein erster Lagerabschnitt 500 gekoppelt ist, und die zweite Ritzelwelle 120 weist einen zweiten Lagerkopplungsabschnitt 122 auf, mit dem ein zweiter Lagerabschnitt 600 gekoppelt ist.
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Das zweite Ritzel 400 weist einen zweiten Ritzelvorsprung 410 und einen zweiten Ritzelkörper 420 auf. Der zweite Ritzelvorsprung 410 ist in die zweite Kopplungsaussparung 121 eingepasst und einstückig mit ihr gekoppelt. Der zweite Ritzelkörper 420 erstreckt sich von dem zweiten Ritzelvorsprung 410 nach außen und ist einstückig mit einem äußeren Abschnitt der zweiten Ritzelwelle 120 verbunden. Die Breite L4 des zweiten Ritzelkörpers 420 ist größer als die Breite L3 des zweiten Ritzelvorsprungs 410. Dadurch kann die Kontaktfläche des zweiten Ritzels 400 mit der Ritzelwelle 100 vergrößert werden, wodurch die Kopplungskraft zu der Ritzelwelle 100 erhöht wird.
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Wie oben beschrieben, können bei der Sensoreinrichtung 2 für einen Lenkaktuator gemäß der vorliegenden Offenbarung das erste Ritzel 200 und das zweite Ritzel 400 auf die Ritzelwelle 100 aufgespritzt werden, um einen Montageprozess zu vereinfachen und dadurch eine Montagezeit zu reduzieren.
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Da die Ritzelwelle 100 ein metallisches Material und jedes des ersten Ritzels 200 und des zweiten Ritzels 400 einen Kunststoff aufweist, können Bauteilkosten gesenkt werden.
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Obwohl beispielhafte Ausführungsformen der Offenbarung zu Veranschaulichungszwecken offenbart wurden, wird der Fachmann erkennen, dass verschiedene Änderungen, Ergänzungen und Ersetzungen möglich sind, ohne dass der Umfang und der Geist der Offenbarung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert sind, verlassen werden.
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Der tatsächliche technische Umfang der Offenbarung sollte daher durch die folgenden Ansprüche definiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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