DE19600676A1

DE19600676A1 - Motorisierte Leistungslenkvorrichtung

Info

Publication number: DE19600676A1
Application number: DE19600676A
Authority: DE
Inventors: Hirokazu Wakao; Akira Endo; Yoshinori Kogiso
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1995-01-19
Filing date: 1996-01-10
Publication date: 1996-07-25
Anticipated expiration: 2016-01-11
Also published as: GB9600057D0; GB2297067A; DE19600676C2; FR2729629B1; US5785145A; JPH08192757A; GB2297067B; FR2729629A1

Description

Die Erfindung betrifft eine motorisierte Leistungslenk vorrichtung gemäß Anspruch 1. Insbesondere betrifft die Erfindung eine motorisierte Leistungslenkvorrichtung, die eine Kraftunterstützung mittels einer Ausgabe eines Elektromotors durchführt.

Eine motorisierte Leistungslenkvorrichtung, die in üblicher Weise zu diesem Zweck verwendet wird, ist im allgemeinen derart aufgebaut, wie in Fig. 3 gezeigt. Insbesondere weist eine übliche motorisierte Leistungs lenkvorrichtung ein Getriebegehäuse 1 auf, in welchem eine Zahnstangenwelle und eine Ritzelwelle angeordnet sind, sowie ein Motorgehäuse 3, und ist mit einer Steuer einrichtung 5 verbunden, die in einem Raum 4 angeordnet ist, während sie vom Motorraum getrennt ist.

Die Steuereinrichtung 5 weist eine Steuerschaltung zum Bewirken eines Stromwertes auf, der zu einem Elektro motor in Abhängigkeit eines Eingangsdrehmoments während des Lenkens geleitet wird, und eine Antriebsschaltung zum Zuführen eines Stroms zum Elektromotor entsprechend dem bewirkten Stromwert.

Die oben beschriebene, übliche Motorleistungslenkvor richtung ist derart aufgebaut, daß das Getriebegehäuse 1 und die Steuereinrichtung 5 voneinander getrennt angeordnet sind. Eine derartige Konstruktion erfordert, daß dazwischen eine Vielzahl von Leitungen 6 vorgesehen wird, was bei einer großen Baugröße der Vorrichtung und einem großen Raumbedarf sowie zu einer Erhöhung der Herstellkosten führt.

Die Erfindung wurde unter Berücksichtigung der vorstehenden Nachteile des Standes der Technik geschaffen.

Dementsprechend ist es ein Ziel der Erfindung, eine motorisierte Leistungslenkvorrichtung zu schaffen, mit der sowohl der Raumbedarf als auch die Kosten verringert werden können.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine motorisierte Leistungslenkvorrichtung zu schaffen, welche eine zufriedenstellende Wärmeableitung ermöglicht.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine motorisierte Leistungslenkvorrichtung zu schaffen, die eine Vereinfachung des Verdrahtungsaufbaus ermöglicht.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine motorisierte Leistungslenkvorrichtung zu schaffen, mit welcher die Baugröße der Vorrichtung verringert werden kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine motorisierte Leistungslenkvorrichtung geschaffen. Die motorisierte Leistungslenkvorrichtung weist ein Antriebsschaltungs board auf, auf dem eine Antriebsschaltung vorgesehen ist, ein Antriebsschaltungsgehäuse, in welchem das Antriebs schaltungsboard angeordnet ist, ein Steuerschaltungs board, an dem eine Steuerschaltung zum Ausgeben eines Steuersignals zur Steuerschaltung vorgesehen ist, und ein Steuerschaltungsgehäuse, in welchem das Steuerschaltungs board angeordnet ist. Das Antriebsschaltungsgehäuse und das Steuerschaltungsgehäuse sind zueinander benachbart angeordnet. Die motorisierte Leistungslenkvorrichtung weist auch ein Getriebegehäuse auf, das mechanisch mit dem Antriebsschaltungsgehäuse verbunden ist.

Eine derartige Konstruktion beseitigt die Anordnung irgendeiner externen Verdrahtung zwischen dem Antriebs schaltungsgehäuse und dem Steuerschaltungsgehäuse, was zu einer Größenverringerung der Vorrichtung und zu einer Verringerung ihrer Herstellkosten führt. Auch ermöglicht sie, daß die Wärme, die vom Steuerschaltungsgehäuse und dem Antriebsschaltungsgehäuse erzeugt wird, auf wirksame Weise abgeleitet wird, während sie über das Getriebe gehäuse übertragen wird.

Zwischen dem Antriebsschaltungsgehäuse und dem Getriebe gehäuse kann irgendein zusätzliches Teil angeordnet werden, solange das Antriebsschaltungsgehäuse mit dem Getriebegehäuse verbunden ist.

Das Getriebegehäuse kann auch durch eine Vielzahl von Teilen gebildet werden, die voneinander getrennt ausgebildet sind.

Ferner können das Antriebsschaltungsgehäuse und das Steuerschaltungsgehäuse unabhängig voneinander ausgebildet sein. Alternativ können sie einstückig miteinander in einer Weise ausgebildet sein, daß sie intern voneinander getrennt sind.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen das Antriebsschaltungsgehäuse und das Steuer schaltungsgehäuse jeweils aus einem Material mit erhöhter thermischer Leitfähigkeit.

Das Abführen von Wärme zum Getriebegehäuse kann somit auf zufriedenstellende Weise bewirkt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die motorisierte Leistungslenkvorrichtung ferner einen Elektromotor mit einer Bürste auf. Die Antriebsschaltung weist einen Ausgabeabschnitt auf. Das Antriebsschaltungs gehäuse ist zwischen dem Getriebegehäuse und dem Elektro motor angeordnet. Der Ausgabeabschnitt der Antriebs schaltung und die Bürste des Elektromotors sind mitein ander über einen Litzendraht verbunden.

Eine derartige Konstruktion erlaubt einen vereinfachten Aufbau der Verdrahtung zum Verbinden der Antriebs schaltung und der Bürste.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Darstellung eines wesentlichen Teils einer Ausführungsform einer motorisierten Leistungslenkvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine teilweise geschnittene vergrößerte Darstellung eines Schaltungsgehäuses und eines Motorgehäuses, welche einen wesentlichen Teil der motorisierten Leistungslenkvorrichtung von Fig. 1 bilden, und

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer üblichen motorisierten Leistungslenkvorrichtung.

Im folgenden wird eine motorisierte Leistungs lenkvorrichtung gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 beschrieben.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen motorisierten Leistungslenkvorrichtung. Die motorisierte Leistungslenkvorrichtung der dargestellten Ausführungsform weist ein Getriebegehäuse C1 auf, welches einen Wellengehäuseabschnitt 11 enthält, einen Ritzelgehäuseabschnitt 12 und einen Antriebsge häuseabschnitt 13. Die Gehäuseabschnitte 11 bis 13 sind jeweils aus Aluminium hergestellt.

Der Wellengehäuseabschnitt 11 weist eine Zahnstangen welle 14 auf, die darin derart abgestützt angeordnet ist, daß sie in axialer Richtung bewegbar ist. Die Zahnstangenwelle 14 ist an jedem ihrer beiden Enden mit einem Gelenkarm 15 versehen, über den die Zahnstangen welle 14 wirkungsmäßig mit jedem der (nicht gezeigten) Vorderräder verbunden ist.

Der Ritzelgehäuseabschnitt 12 weist eine Ritzelwelle 16 auf, die darin abgestützt angeordnet ist. An der Ritzel welle 16 ist ein (nicht gezeigtes) Ritzel befestigt, das mit einer (nicht gezeigten) Zahnstange kämmt, welche auf der Zahnstangenwelle 14 ausgebildet ist. Die Ritzelwelle 16 ist wirkungsmäßig mit einem (nicht gezeigten) Hand griff verbunden. Ein Drehen des Handgriffes verursacht somit ein Drehen des Ritzels, während dem das Lenkdreh moment aufgrund einer Erhöhung des Widerstands auf einer Räderseite erfaßt wird.

Der Antriebsgehäuseabschnitt 13 weist einen Geschwindig keitsreduzierer 17 und ein (nicht gezeigtes) Ritzel auf, das darin gehaltert ist. Der Geschwindigkeitsreduzierer 17 ist wirkungsmäßig mit einem Elektromotor M verbunden, der im folgenden detailliert beschrieben wird, so daß das Ritzel mittels eines Ausgangs des Elektromotors M gedreht wird. Das Ritzel ist mit der auf der Zahnstangenwelle 14 ausgebildeten Zahnstange in Eingriff.

Eine Antriebskraft des Elektromotors M wird somit über den Geschwindigkeitsreduzierer 17 auf das Ritzel übertragen, was zu einem Drehen des Ritzels führt. Die Umdrehung des Ritzels verursacht dann die Bewegung der Zahnstangenwelle 14 in einer vorbestimmten Richtung, um hierdurch das Lenken der Vorderräder auszuführen. Es ist daher zu beachten, daß die Antriebskraft des Elektro motors M derart wirkt, daß die Lenkkraft unterstützt wird.

Eine derartige Bewegung der Zahnstangenwelle 14 durch die Antriebskraft des Elektromotors M, wie im obenstehend beschrieben, bewirkt, daß das Ritzel und der Handgriff, der auf einer Seite des Ritzelgehäuseabschnitts 12 angeordnet ist in gleicher Weise entsprechend in Lenk richtung gedreht werden. Dies ermöglicht es, daß ein Fahrer den Handgriff betätigt, ohne daß die Lenkbelastung wesentlich bemerkt wird.

Die motorisierte Leistungslenkvorrichtung der dargestellten Ausführungsform weist auch ein Schaltungs gehäuse C2 aus Aluminium auf, das mit dem Antriebsge häuseabschnitt 13 des Getriebegehäuses C1 verbunden ist. Das Schaltungsgehäuse C2 weist einen Antriebsschaltungs abschnitt 18 und einen Steuerschaltungsabschnitt 19 auf, die einstückig miteinander ausgebildet und voneinander im Schaltungsgehäuse C2 getrennt sind. Beide Schaltungsge häuse 18 und 19 sind miteinander derart verbunden, daß sie einen T-förmigen Abschnitt bilden und der Antriebs schaltungsgehäuseabschnitt, der eine Antriebsschaltung aufweist, die viel Wärme im Vergleich zur darin angeordneten Steuerungsschaltung erzeugt, ist direkt am Getriebegehäuse C1 befestigt, wodurch eine erhöhte Wärmeableitung bewirkt wird, wie im folgenden beschrieben wird.

Der Antriebsschaltungsgehäuseabschnitt 18 ist, wie in Fig. 2 gezeigt, an einem zentralen Bereich mit einem Verbindungsloch 20 ausgebildet, und dementsprechend ist der Antriebsgehäuseabschnitt 13 mit einem Vorsprung 21 versehen, so daß der Vorsprung 21 des Antriebsgehäuse abschnitts 13 in das Verbindungsloch 20 des Antriebs schaltungsgehäuseabschnitts 18 eingesetzt ist. Dies führt dazu, daß der Antriebsschaltungsgehäuseabschnitt 18 und daher das Schaltungsgehäuse C2 mechanisch am Getriebe gehäuse C1 befestigt sind.

Am derart mit dem Getriebegehäuse C1 verbundenen Antriebsschaltungsgehäuseabschnitt 18 ist ein Antriebs schaltungsboard 22 befestigt, auf dem eine Antriebs schaltung zum Steuern einer Ausgabe des Elektromotors M beispielsweise durch Drucklegung vorgesehen ist. Ein Motorgehäuse 23 für den Elektromotor M ist dann am Antriebsschaltungsboard 22 befestigt.

An einem Ende des Antriebsschaltungsgehäuseabschnitts 18 ist auch ein Konnektor 24 befestigt. Der Konnektor 24 weist ein Schutzgehäuse 25 auf, das aus einem Harz material besteht und an einem Umfang des Konnektors 24 angeordnet ist, um einen Kurzschluß zu vermeiden, sowie einen Anschluß 26, der im Schutzgehäuse 25 angeordnet ist. Der Anschluß 26 ist mit der oben beschriebenen Antriebsschaltung verbunden, die auf dem Antriebsschal tungsboard 22 aufgedruckt ist. Der Anschluß 26 wird auf dem Schutzgehäuse 25 auch über eine Feder 27 gehalten, so daß eine Relativdrehung zwischen dem Anschluß 26 und dem Schutzgehäuse 25 verhindert werden kann.

Ferner ist ein Dichtungsring 28 zwischen dem Anschluß 26 und dem Schutzgehäuse 25 angeordnet, um hierdurch den Antriebsschaltungsgehäuseabschnitt 18 genügend wasser dicht auszugestalten, um zu verhindern, daß Wasser in den Gehäuseabschnitt 18 eintritt. Zum gleichen Zweck ist ein Dichtungsring 29 zwischen dem Schutzgehäuse 25 und dem Antriebsschaltungsgehäuseabschnitt 18 angeordnet.

Der Elektromotor M ist im Motorgehäuse 23 aufgenommen und weist eine Ausgangswelle 30 auf, die derart angeordnet ist, daß sie sich durch den Antriebsschaltungsgehäuse abschnitt 18 in den Vorsprung 21 des Getriebegehäuses C1 erstreckt und an ihrem distalen Ende in einem Lager 31 gehaltert ist, das im Vorsprung 21 vorgesehen ist.

An einem Bereich der Ausgangswelle 30 des Elektromotors M, der im Motorgehäuse 23 angeordnet ist, ist ein Kommutator 32 befestigt, sowie ein Bürstengehäuse 33 in einer Weise, daß es in der Nähe des Kommutators 32 angeordnet ist. Das Bürstengehäuse 33 ist auf dem Antriebsschaltungsboard 22 mittels eines Isolators 34 befestigt.

Das Bürstengehäuse 33 weist eine darin aufgenommene Bürste 35 auf. Die Bürste 35 wird konstant elastisch in Richtung des oder gegen den Kommutator 32 mittels der elastischen Kraft einer Feder 36 gedrängt. Dies verhindert auf wirksame Weise, daß die Bürste 35 vom Kommutator 32 getrennt wird, um hierdurch eine stabile Umdrehung des Elektromotors M sicherzustellen.

Die Bürste 35 ist mittels eines Litzendrahts 37 mit einem Ausgangsabschnitt der Antriebsschaltung auf dem Antriebs schaltungsboard 22 verbunden. Wie aus Fig. 2 leicht ersichtlich, ist der Litzendraht 37 in reduzierter Länge ausgebildet. Dies wird allein aufgrund der charakteristischen Ausbildung der dargestellten Aus führungsform erreicht, wobei das Antriebsschaltungsboard 22 direkt am Motorgehäuse 23 befestigt und das Bürsten gehäuse 33 über den Isolator 34 am Antriebsschaltungs board 22 befestigt ist.

Der Antriebsschaltungsgehäuseabschnitt 18 ist derart angeordnet, daß er an einer Seite, die dem Konnektor 24 gegenüberliegt, an den Steuerschaltungsgehäuseabschnitt 19 angrenzt. Ein Steuerschaltungsboard 38 ist am Steuerschaltungsgehäuseabschnitt 19 befestigt. Die Steuerschaltung am Steuerschaltungsboard 38 und die Antriebsschaltung am Antriebsschaltungsboard 22 sind miteinander über eine Leitung 39 verbunden.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind der Antriebs schaltungsgehäuseabschnitt 18 und der Steuerschaltungs gehäuseabschnitt 19 einstückig miteinander ausgebildet. Alternativ können beide getrennt voneinander hergestellt und anschließend mechanisch miteinander verbunden werden.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 die Betriebsweise der motorisierten Leistungslenk vorrichtung der dargestellten Ausführungsform, die in der oben beschriebenen Weise hergestellt ist, beschrieben.

Wird der Handgriff gedreht, um ein Drehmoment auf die Welle 16 aufzubringen, bewirkt die Steuerungsschaltung ein Ausgangsdrehmoment des Elektromotors M in Abhängigkeit des aufgebrachten Drehmoments, was zu einem Betätigen der Antriebsschaltung führt. Anschließend wird der Elektromotor M in Abhängigkeit der Betätigung der Antriebsschaltung angetrieben, um hierdurch das Ritzel zu drehen, das im Ritzelgehäuse 12 angeordnet ist, so daß die Zahnstangenwelle 14 in einer vorbestimmten Richtung bewegt wird.

Eine derartige Bewegung der Zahnstangenwelle 14 wird dann über die Gelenkarme 15 zu den Vorderrädern übertragen, was zum Lenken der Vorderräder führt.

Eine derartige Steuerbetätigung würde im allgemeinen bewirken, daß die Steuerschaltung und die Antriebs schaltung Wärme erzeugen. Die derart erzeugte Wärme wird jedoch über das Schaltungsgehäuse C2 zum Getriebegehäuse C1 geleitet, was dazu führt, daß sie nach außen abgegeben oder zerstreut wird. Insbesondere ist das Getriebegehäuse C1 an einer Stelle mit niedriger Temperatur im Motorraum angeordnet, so daß die Wärmeableitung auf effektivere Weise durchgeführt werden kann.

Die motorisierte Leistungslenkvorrichtung der dargestellten Ausführungsform bewirkt somit, daß die Wärme, die vom Steuerschaltungsgehäuseabschnitt 19 und dem Antriebsschaltungsgehäuseabschnitt 18 erzeugt wird, über das Getriebegehäuse C1 abgegeben wird, das aus Aluminium besteht und inhärent eine erhöhte Wärmeableitung aufweist, um hierdurch zu verhindern, daß die Steuerschaltung und/oder Antriebsschaltung auf eine übermäßig hohe Temperatur erwärmt werden. Die dargestellte Ausführungsform erlaubt somit, daß sowohl der Steuerschaltungsgehäuseabschnitt 19 als auch der Antriebsschaltungsgehäuseabschnitt 18 in unmittelbarer Nähe zueinander im Motorraum angeordnet werden, was zu einer bedeutenden Vereinfachung eines Verdrahtungsaufbaus für die Schaltungen führt.

Auch sind sowohl der Antriebsschaltungsgehäuseabschnitt 18 als auch der Steuerschaltungsgehäuseabschnitt 19 jeweils aus Aluminium hergestellt und weisen eine erhöhte thermische Leitfähigkeit auf, so daß die Übertragung der Wärme zum Getriebegehäuse C1 wesentlich verbessert wird.

Ferner wird die Bürste 35 des Elektromotors M konstant gegen den Kommutator 32 durch die elastische Kraft der Feder 36 gedrängt, wodurch verhindert wird, daß sie vom Kommutator 32 getrennt wird, so daß der Antrieb oder die Umdrehung des Elektromotors M bedeutend stabilisiert wird.

Ferner ist der Antriebsschaltungsgehäuseabschnitt 18 senkrecht zum Steuerschaltungsgehäuseabschnitt 19 angeordnet, so daß der Steuerschaltungsgehäuseabschnitt 19 seitlich vom Antriebsgehäuseabschnitt 13 angeordnet werden kann, wie in Fig. 1 gezeigt. Der Stand der Technik verursacht notwendigerweise einen Totraum seitlich eines derartigen Antriebsgehäuseabschnitts. Die vorstehend beschriebene Anordnung des Steuerschaltungs gehäuseabschnitts in der motorisierten Leistungslenk vorrichtung beseitigt einen derartigen Totraum.

Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich, ist die motorisierte Leistungslenkvorrichtung der Erfindung derart aufgebaut, daß das Steuerschaltungsgehäuse in der Nähe des Antriebsschaltungsgehäuses angeordnet ist. Ein derartiger Aufbau der vorliegenden Erfindung beseitigt die Anordnung irgendeiner externen Verdrahtung zwischen dem Steuerschaltungsgehäuse und dem Antriebsschaltungs gehäuse, was zu einer verringerten Größe der Vorrichtung und zu einer Verringerung ihrer Herstellkosten führt.

Auch sind sowohl das Steuerschaltungsgehäuse als auch das Antriebsschaltungsgehäuse aus einem Material hergestellt, welches eine erhöhte thermische Leitfähigkeit aufweist, so daß das Ableiten von Wärme zum Getriebegehäuse in zufriedenstellender Weise erreicht werden kann.

Ferner erlaubt die vorliegende Erfindung,daß die Verdrahtung zum Verbinden der Antriebsschaltung mit der Bürste vereinfacht wird.

Während eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben worden ist, sind vielerlei Modifikationen und Veränderungen im Lichte der obenstehenden Lehre möglich. Innerhalb des Umfangs der nachstehenden Ansprüche kann die Erfindung ohne weiteres auf andere Weise als gemäß der spezifischen Beschreibung ausgeübt werden.

Claims

1. Motorisierte Leistungslenkvorrichtung, welche aufweist:
ein Antriebsschaltungsboard mit einer darauf vorgesehenen Antriebsschaltung,
ein Antriebsschaltungsgehäuse, in welchem das Antriebsschaltungsboard angeordnet ist,
ein Steuerschaltungsboard, auf dem eine Steuer schaltung zum Ausgeben eines Steuersignals zur Antriebs schaltung vorgesehen ist,
ein Steuerschaltungsgehäuse, in dem das Steuer schaltungsboard angeordnet ist,
wobei das Antriebsschaltungsgehäuse und das Steuer schaltungsgehäuse benachbart zueinander angeordnet sind, und
ein Getriebegehäuse, das mechanisch mit dem Antriebsschaltungsgehäuse verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsschaltungsgehäuse und das Steuerschaltungsgehäuse jeweils aus einem Material mit erhöhter thermischer Leitfähigkeit bestehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Elektromotor mit einer Bürste vorgesehen ist,
wobei die Antriebsschaltung einen Ausgabeabschnitt aufweist,
wobei das Antriebsschaltungsgehäuse zwischen dem Getriebegehäuse und dem Elektromotor angeordnet ist,
und wobei der Ausgabeabschnitt der Antriebsschaltung und die Bürste des Elektromotors miteinander über einen Litzendraht verbunden sind.