CN1470425A - 车辆的转向系 - Google Patents

Abstract

一种用于利用两个电动机(19A，19B)对转向系施加转向辅助力的转向装置的电动机驱动方法。当驱动所述的两个电动机时，首先使这两个电动机中的第一个工作。之后，使另一个，即第二电动机工作，从而实现平稳的转向。

Description

车辆的转向系

技术领域

本发明涉及机动车的转向系，尤其涉及一种电动机驱动方法，其中通过设置在转向系中的两个电动机对所述的转向系施加转向辅助力。

背景技术

车辆转向系包括电动动力转向装置和避免了机械连接的由导线控制转向(steer-by-wire)的系统。

电动动力转向装置是一辅助装置，其中当驾驶员在驾驶车辆的过程中旋转方向盘时，一电动机被操纵以提供附加转向力或辅助转向力。在电动动力转向装置中，当驾驶员旋转所述的方向盘时，从用于检测在转向轴出现的转向转矩的转向转矩检测部件输出的转向转矩信号，和从用于检测车辆速度的车辆速度检测部件输出的车辆速度信号，被用于根据电动机控制部件的控制操作对用于输出辅助转向力的辅助电动机进行驱动控制，以减少必须由所述的驾驶员来施加的转向力。所述的电动机控制部件根据所述的转向转矩信号和所述的车辆速度信号设置经过电动机的电动机电流的目标电流值，获得关于所述的目标电流值的信号(目标电流信号)和从用于检测实际经过所述电动机的电动机电流的电动机电流检测部件反馈的电动机电流信号之间的差异，并根据此差异信号完成比例/积分补偿处理(PI控制)以产生用于驱动控制所述电动机的信号。

一般地，现有的电动动力转向装置主要用于小型车辆中；但是近年来，从节约燃料和车辆控制范围扩大的角度出发，大型车辆(诸如从2000cc级往上的载客车辆)也需要配置电动转向装置。在将电动转向装置应用到大型车辆中，由于车辆的重量大且采用单一电动机的结构，所以需要输出较大助力的大电动机。因此，由于电动机的尺寸变大，其安装在所述的车辆上的设计自由度(可安装性)被恶化；另外还需要大的、专用的非标准电动机和电动机控制/驱动部件，且制造的成本增加。

为克服上述问题，提出一种适用于大型车辆的电动动力转向装置的结构，其采用两个辅助电动机(例如，国际公开号WO99/29557，JP-A-2001-260908，JP-A-2001-151125)。

但是，当电动动力转向装置采用两个电动机时会出现下列问题。

当使用两个电动机时，每个电动机都设有一电动机控制/驱动部件。当两个电动机控制/驱动部件设置在控制单元(ECU)中时，这两个电动机控制/驱动部件之间有出现偏差(variation)的危险。当出现这种偏差时，施加在所述的两个电动机上的相应电压出现差异。因此，电动机特性出现偏差，且在所述的两个电动机产生的辅助推力中和在所述的两个电动机的工作速度中出现差异。

但是，通过提供一用于所述的两个电动机的输出轴的共用齿轮机构(common gear mechanism)并通过该齿轮机构将所述的输出轴与齿条轴连接，所述的齿条轴能够被致动并且两个电动机之间的这些差异被吸收(absorbed)。这时，通过减小这两个电动机中输出高的电动机的输出来平衡这两个电动机所产生的转矩与速度之间的差异。

这样，当这种组合(combination)中的两个电动机之间的偏差程度很大时，则在所述电动机输出中产生的下降很大，且出现所述电动机输出不足的问题，即使在所述的控制单元对所述的电动机施加预设的电动机控制信号时也这样。尤其是，在车辆行驶的过程中，当所述的方向盘开始旋转或回转至其中心位置时，不可避免出现因电动机输出不足而造成的转向感(steering feel)下降和可控性的下降。由于许多需要大电动机输出的大型车辆是高价车辆，因此消除因所述的电动动力转向装置中的所述两个电动机之间的偏差而引起的转向感方面的缺陷是重要的。

同样，在所述电动机的旋转方向改变的空挡位置附近，在所述的方向盘返回其中心位置时会出现下述危险，由于所述电动机控制/驱动部件的偏差，所述电动机的其中之一的旋转立刻反向，和这两个电动机的辅助推力立刻变得相反且相互抵消，且响应性下降。

因此，在诸如具有两个电动机的电动动力转向装置的转向装置中，希望采用一种用于转向装置的电动机驱动方法，其在所述的两个电动机的操作和用于每个电动机的控制/驱动部件的操作中获得平衡(balance)，并且改善转向感，提高可控性，还提供一直良好的响应性。

同样，当如上所述在电动动力转向装置中设置两个辅助电动机时，即使在其中一个电动机发生故障时，利用另一个电动机也可能使所需要的驾驶员的手动转向力降低至低于在没有电动机的辅动力的情况下所需要的转向力。但是，来自没有发生故障的正常电动机的辅助转向力的大小仍然与当所述的两个电动机正常工作时其输出的辅助转向力的大小一样，且为完成与所述的两个电动机正常工作时相同的转向，驾驶员所需要施加的手动转向力增大。并且，当所述的车辆静止且转向载荷很大时，在一个电动机正常工作的情况下，作用在驾驶员上的载荷可能很大。尤其是，在重型车辆中，由于转向变速箱(steering gearbox)的推力很大，所以作用在驾驶员上的载荷很大。

现参考图22的表示常规的电动动力转向装置中作用在所述的电动机和驾驶员上的载荷之间的关系的图表。

在电动动力转向装置中，电动机提供的辅助转向力与由驾驶员施加的转向力之间的比例大约为10∶1。特别地，在具有两个电动机的电动动力转向装置的情况下，由所述的两个电动机提供的辅助转向力与由驾驶员施加的转向力之间的比例大约为5∶5∶1。

当所述的两个电动机，电动机A和电动机B正常工作时，作用于驾驶员的负担很小，如图中左侧的图表中的阴影部分所示。

如果电动机A发生故障，由于所述的辅助转向力只由电动机B提供，则作用于驾驶员的负担增大了在正常情况下由电动机A提供的辅助转向力的大小。即，电动机A与电动机B与驾驶员的负担的载荷比例变为0∶5∶6。因此，如图中右侧上的图表表示电动机A发生故障的情况所示，作用于驾驶员的负担包括本应该由电动机A提供的辅助转向力。这是因为由电动机B提供的辅助转向力的大小与当电动机A和电动机B都正常工作时它所提供的大小一样。

就正常工作的电动机而言，由于根据电动机的特性和使用寿命等等来设置将要经过所述电动机的电流的极限值，且大于该电流极限值的电流不能通过所述的电动机，因此不能提供更大的辅助转向力，且附加的载荷必须由驾驶员承担。

在具有多个电动机的电动动力转向装置中，如上文所述，当至少一个电动机发生故障时，希望分配给正常工作的电动机的辅助转向力的大小被增加，以减小驾驶员所承担的力。

同样，当电动动力转向装置采用两个电动机时，会出现下面描述的问题；但是，首先考虑具有单一电动机的电动动力转向装置的问题。

一般地，在具有一个电动机的电动动力转向装置中，电动机的输出轴通过齿轮机构与转向系连接，所述的齿轮机构是动力传送机构。该齿轮机构可以具有多种不同的形式。一种典型的形式为小齿轮辅助式(pinion assist type)电动动力转向装置，其具有设置在小齿轮轴上的减速器及其输出轴与该减速器连接的电动机。就小齿轮辅助式电动动力转向装置而言，在由具有齿条的齿条轴和设置在方向盘轴上的驱动所述齿条的小齿轮构成的齿条齿轮变速箱中，设置电动机和减速器用于所述的小齿轮。所述的小齿轮由所述的电动机通过减速器驱动。通过这种方式，实现与所述的转向力对应的转向系的辅助转向力。

在具有单个电动机的电动动力转向装置中，由于所述的齿轮机构由小齿轮和齿条组成，如果所述电动机的转矩脉动(torque ripple)很大，则该转矩脉动经过所述的齿轮机构，表现为所述的转向系中的振动且破坏转向感，且电动机的工作噪音也增加。因此，配备有该电动动力转向装置的车辆的产品质量下降。

在具有两个作为转向系辅助电动机的电动机的小齿轮辅助电动动力转向装置中，由于所述的两个电动机中的每一个都通过上述的齿条齿轮机构与转向系连接，且这两个电动机中的每一个将由电动机转矩脉动引起的振动通过该齿轮机构传递给所述的转向系，上述转向感的破坏和电动机的工作噪音变得更加显著。这是具有两个电动机的转向装置中普遍存在的问题。同样，无电刷电动机和电刷电动机都会出现这个问题。

发明内容

因此，在诸如位于转向系的具有两个电动机的电动动力转向装置的转向装置中，需要抑制由在每个电动机中出现的转矩脉动引起的电动机转矩的波动，从而减小所述转向系中的振动，改善转向感，并提高可控性。

根据本发明的第一方面，提供一种用于转向装置的电动机驱动方法，其包括下列步骤：提供两个对转向系施加辅助转向力的电动机的步骤；当这两个电动机开始工作时，首先启动其中一个电动机的步骤；和在所述的第一电动机工作之后，启动另一电动机的步骤。

在该电动机驱动方法中，例如在电动动力转向装置中，在驾驶员开始旋转方向盘的开始阶段，即在转向力辅助电动机(steering forceassisting motor)的辅助转向力(辅助推力)很小的时期中，这两个电动机中只有一个启动，且只用一个电动机实现转向。由于在转向开始的低转矩时期中只利用一个电动机就可以获得足够的转向力，因此这两个电动机不同时启动。利用这种结构，消除了由于所述的两个电动机同时启动而造成的控制开始的时间差异所引起的转矩波动。因此，可实现平稳的控制。

理想的情况是在首先启动其中一个电动机的步骤中，所述的两个电动机轮替使用。通过这种方法，因为所述的这两个电动机和用于所述的电动机的控制/驱动部件在旋转开始的阶段轮替工作，所以所述电动机的工作次数可以相等。

优选地，在首先启动其中一个电动机的步骤中，总是首先启动所述两个电动机中的同一个。具体地说，例如当所述的转向方向为一个方向时，首先启动其中一个电动机，然后启动另一个，且当所述的转向方向为另一方向时，首先启动所述的另一个电动机，然后启动所述的第一个电动机。即，启动转动的电动机总是为同一电动机，使得所述的两个电动机的工作次数不同，因此减少了所述的两个电动机在快速接替(quicksuccession)中发生故障的可能性。

理想的情况是使所述的两个电动机的输出能力(电动机大小和输出特性)不同。利用这种方法，例如通过改变所述的两个安装好的辅助电动机的大小，可以实现与诸如何时需要转矩以及何时需要响应性的控制对象相对应的最佳控制。

优选地，当所述的两个电动机中只有一个工作时，执行电动机故障检测。即，通过采用使所述的两个电动机的启动时间不同的电动机驱动方法，使得电动机工作状态不同，且通过在转向过程中的转向状态能检测出哪个电动机发生故障。

根据本发明的第二方面，提供一种在车辆中使用的电动动力转向装置，其包括多个用于在方向盘旋转的方向中施加力的电动机，和用于在所述的多个电动机之中分配辅助转向力的分配装置(allocating means)，所述的分配装置具有电流分配确定装置(current allocationdetermining means)，用于在至少一个所述的电动机发生故障时增加分配给正常电动机的辅助转向力。

在该电动动力转向装置中，当所述的多个电动机中的至少其中之一发生故障时，由于分配部件的电流分配确定部件增加分配给正常的一个电动机或多个电动机的辅助转向力，因此减小了驾驶员承担的负担。

优选地，所述的辅助转向力与分配给所述电动机的电动机电流相对应，且所述的分配装置也具有电流极限值设置装置(current limit valuesetting means)用于设置每个电动机的电流极限值，且当至少一个电动机发生故障时，所述的电流极限值设置装置将正常的电动机的电流极限值设置为故障电流极限值，并且所述的分配装置通过电流分配确定装置根据所述的故障电流极限值来分配电动机电流，其中所述的故障电流极限值输入到所述的电流分配确定装置中。即，当至少一个电动机发生故障时，电流极限值设置部件将正常电动机的电流极限值设置为故障电流极限值，并且根据所述的故障电流极限值，所述分配部件的分配确定部件分配大于所述的正常电流极限值的电动机电流，以最大程度的利用所述正常电动机的容量，从而增加辅助转向力并减小驾驶员承担的载荷。

理想地，提供计时装置，用于检测正常电动机的电流值高于其正常电流极限值的状态是否持续了预定的时间，并且当其已经持续了时，所述的电流极限值设置装置将所述的电流极限值从所述的故障电流极限值返回至所述的正常电流极限值。即，因为在正常电动机的电流值大于正常电流极限值的状态持续了预定的时间的条件下，所述的电流极限值设置部件将电流极限值从所述的故障电流极限值返回至正常的电流极限值，所以根据所述正常电动机的耐用性能最大程度地利用所述的正常电动机并减小驾驶员承担的载荷。

根据本发明的第三方面，提供一种转向装置，其中电动机的驱动力通过齿轮机构传送至转向系的齿条轴且所述的驱动力在转向车轮(steering road wheel)的转向方向施加，所述的转向装置具有第一电动机和第二电动机，且其特征在于驱动力从所述的第一和第二电动机的各自的输出轴传送至所述齿条轴的传送过程中，所述的这两个电动机的相位大致交错180°。

通过这种转向装置，利用具有相同容量的电动机来实现转向，且所述的两个电动机的电相位交错180°，即使在由于电动机中的转矩脉动产生转矩波动时，由于在其端部具有转向车轮的齿条轴上，这些转矩波动的相位相反且相互抵消，因此能抑制整个电动机转矩波动。

优选地，所述的齿轮机构是齿条齿轮传动机构(rack-and-piniongear mechanism)，且在与所述的两个电动机的输出轴连接的两个小齿轮和与这些小齿轮相对应的齿条之间的啮合关系中，这些所述的小齿轮的相位基本上交错180°。通过这种方式使所述的小齿轮的相位大致交错180°，使得从所述的小齿轮传送到所述的齿条的转矩波动的相位相反且相互抵消，从而抑制电动机转矩波动。

在一优选形式中，在这两个电动机之间，由其中一个电动机中产生的电动机转矩波动的波形与由另一电动机中产生的电动机转矩波动的波形被设置成相位相反。即，在所述的两电动机转向装置中的两个电动机的各自的驱动力传送连接(transmission linkage)中，如果设置在所述的传送连接中出现的电动机转矩波动的波形的相位相反，则能抑制所述的电动机转矩波动。

优选地，本发明的转向装置中采用的两个电动机作为电动动力转向辅助电动机，用于增补手动转向力。在采用这样的两个电动机的电动动力转向装置中，如果由所述电动机的转矩波动引起的转矩波动被抑制，则能减小所述的电动动力转向装置的转向系中的振动并提高所述的转向感。

附图说明

下面将通过示例的形式参照附图详细地说明本发明的一些优选实施方案，其中：

图1是表示采用根据本发明的电动机驱动方法的电动动力转向装置的整体结构的结构示意图；

图2是表示具有两个电动机和一个变速箱的齿条轴的实际装置的外部布局的视图；

图3是表示根据本发明的第一优选实施方案的控制单元的部分内部结构的方框图；

图4是表示图3中所示的电动机控制部件的内部结构的电子功能方框图；

图5是表示所述的第一优选实施方案的第一示例的电动机驱动方法的流程图；

图6是表示所述的第一优选实施方案的第二示例的电动机驱动方法的流程图；

图7是表示所述的第一优选实施方案的第三示例的电动机驱动方法的流程图；

图8是表示所述的第一优选实施方案的第四示例的电动机驱动方法的流程图；

图9是表示所述的第一优选实施方案的第五示例的电动机驱动方法的流程图；

图10是表示根据本发明的第二优选实施方案的控制单元的内部结构的电子功能方框图；

图11是表示图10中所示的目标电流分配部件的具体示例的电子功能方框图；

图12是表示图11中所示的第二优选实施方案的目标电流分配部件的操作的流程图；

图13是表示所述的第二优选实施方案的作用在电动机和驾驶员上的载荷之间的关系的视图；

图14是表示根据本发明的第三优选实施方案的控制单元的内部结构的电子功能方框图；

图15是表示图14所示的第三优选实施方案的目标电流分配部件的具体示例的电子功能方框图；

图16是表示图15所示的第三优选实施方案的目标电流分配部件的操作的流程图；

图17是表示第三优选实施方案的作用在电动机和驾驶员上的载荷之间的关系的视图；

图18是沿图1中线18-18剖取的，表示第一变速箱的内部结构的放大剖视图；

图19是沿图18的线19-19的剖视图；

图20是表示在齿条轴处的两个齿条齿轮机构之间的关系的视图；

图21A至21C是表示由图20中所示的两个齿条齿轮机构产生的电动机转矩波动的变化的视图，图21A和21B表示所述的两个电动机的转矩波动，和图21C表示通过结合所述的两个电动机的转矩波动而获得的转矩波动；和

图22是表示现有技术的电动动力转向装置中作用在电动机和驾驶员上的载荷的关系的视图。

具体实施方式

参照图1和图2，电动动力转向装置10安装在小客车或大客车中。所述的电动动力转向装置10用于对与方向盘11连接的转向轴12施加辅助转向转矩。所述的转向轴12的上端与方向盘11连接，且其下端与第一小齿轮(或齿轮)13a连接。

这里，与所述的第一小齿轮13a连接的转向轴12的下端称为第一小齿轮轴12a。实际上，所述转向轴12的上部与位于下部的第一小齿轮轴12a通过图中未示出的万向接头连接。

齿条轴14具有两个在轴的长度方向上相互隔开形成的齿条，第一齿条14a和第二齿条14b。

所述的第一小齿轮13a和第一齿条14a构成第一齿条齿轮机构15A。

所述的第一齿条齿轮机构15A、第一动力传送机构18A和转向转矩检测部件(part)20设置在第一变速箱24A中。所述第一变速箱24A的外部如图2所示。

所述的齿条轴14在其两端部具有转向横拉杆(tie rod)16，16。用作车辆的转向车轮的前车轮17，17与所述转向横拉杆16，16的外端连接。

本优选实施方案的电动动力转向装置10具有两个电动机，第一电动机19A和第二电动机19B。所述的第一电动机19A通过所述的第一动力传送机构18A与第一小齿轮轴12a连接。所述的第二电动机19B通过第二动力传送机构18B与第二小齿轮轴12b连接。所述的第一和第二电动机19A，19B每一个相互独立操作，且它们的设计细节(输出能力等)、正确的启动时间和工作细节相互独立，下面将进一步说明，所述的第一和第二电动机输出旋转力(转矩)用于增补转向转矩，且这些旋转力通过所述的第一和第二动力传送机构18A，18B施加在所述的第一和第二小齿轮轴12a，12b上。

所述的转向转矩检测部件20设置在转向轴12上。当驾驶员通过旋转所述的方向盘11而产生的转向转矩施加在所述的转向轴12上时，所述的转向转矩检测部件20检测作用在所述的转向轴12上的转向转矩。

标号21表示用于检测车辆速度的车辆速度检测部件。控制单元(ECU)22由采用微型计算机的计算机系统构成。

所述的控制单元22接收从转向转矩检测部件20输出的转向转矩信号T和从车辆速度检测部件21输出的车辆速度信号V，并根据关于转向转矩的信息和关于车辆速度的信息，输出用于控制所述的第一和第二电动机19A，19B的操作的驱动控制信号SG1A，SG1B。所述的第一和第二电动机19A，19B具有第一和第二电动机角度检测部件23A，23B。将关于所述的第一和第二电动机角度检测部件23A，23B的角位置(电角度)的信号SG2A，SG2B输入所述的控制单元22中。

本优选实施方案采用的第一电动机19A和第二电动机19B具有相同的结构和容量。

如图1和图2所示，第二变速箱24B中容纳有：形成在齿条轴14上的第二齿条14b；与所述的第二齿条14b啮合的第二小齿轮13b；被转动支撑且与所述的第二小齿轮13b连接的第二小齿轮轴12b；和第二动力传送机构18B。所述的第二电动机19B的输出轴具有一传送轴(蜗杆轴)。所述的传送轴具有蜗轮装置(worm gear)。与该蜗轮装置啮合的蜗轮(wormwheel)固定在所述的第二小齿轮轴12b上。因此所述的第二变速箱24B具有与第一齿轮箱24A大致相同的结构。

当所述的第二电动机19B被驱动时，驱动力通过所述的输出轴、蜗轮装置、蜗轮、第二小齿轮轴12b、第二小齿轮13b和第二齿条14b传送到所述的齿条轴14。

如上所述，本优选实施方案的电动动力转向装置10具有转向转矩检测部件20、车辆速度检测部件21、控制单元22、两个电动机19A，19B、和两个动力传送机构18A，18B。

在这种结构中，当驾驶员旋转所述的方向盘11以在驾驶中转向时，基于施加在所述的转向轴12上的转向转矩的旋转力通过位于转向轴12的底部的第一小齿轮轴12a和第一齿条齿轮机构15A转化为在齿条轴14的轴向方向中的线性运动，且然后通过所述的转向横拉杆16，16改变前车轮17，17的运行方向。

这样，设置在转向轴12上的转向转矩检测部件20同时将与驾驶员施加在所述的方向盘11上的转向力相对应的转向转矩转化为电动转向转矩信号T，并将此转向转矩信号T输出至所述的控制单元22。所述的车辆速度检测部件21检测车辆的速度并将其转化为车辆速度信号V，将该车辆速度信号V输出至所述的控制单元22。所述的控制单元22根据所述的转向转矩信号T和车辆速度信号V来生成用于驱动所述的两个电动机19A，19B的电动机电流。所述的由这些电动机电流驱动的第一和第二电动机19A，19B利用所述的第一和第二动力传送机构18A，18B对所述的齿条轴14施加辅助转向转矩。如上所述，利用根据预定电动机驱动的方法操作的两个电动机19A，19B，减小由驾驶员施加在所述方向盘11上的转向力。

如图3所示，所述的控制单元22具有平行设置的第一电动机控制部件30A和第二电动机控制部件30B，用于根据从所述的转向转矩检测部件20输出的转向转矩信息来驱动一控制所述的第一电动机19A和第二电动机19B。所述的控制单元22也具有用于控制这两个驱动电动机19A，19B的驱动顺序的电动机驱动顺序控制部件33，和存储用于执行所述两个电动机的驱动顺序的程序的存储装置34。

所述的电动机驱动顺序控制部件33是比所述的第一和第二电动机控制部件30A，30B的电平更高的控制部件，且构成在CPU的周围。

所述的第一电动机控制部件30A和第二电动机控制部件30B具有大致相同的结构和功能，且分别具有目标电流确定部件31A，31B和控制部件32A，32B。所述的目标电流确定部件31A，31B主要根据所述的转向转矩信号T确定目标辅助转矩，并输出关于供应来自所述的第一和第二电动机19A，19B的目标辅助转矩所需的目标电流值的信号(目标电流信号)IT。图3所示的T-IT转换特性是示例的一种。

下面，将根据图4描述第一电动机控制部件30A中的控制部件32A的具体示例。这里，由于所述的第二电动机控制部件30B与所述的第一电动机控制部件30A相同，因此省略关于控制部件32B的说明。

如图4所示，控制部件32A包括微分运算部件41，电动机驱动控制部件42，电动机驱动部件43和电流值检测部件44。

电动机驱动控制部件42包括微分电流控制部件45和PWM信号生成部件46。

所述的微分电流控制部件45根据来自所述的微分运算部件41的电流信号生成并输出用于控制电动机电流的驱动电流信号。

所述的PWM信号生成部件46生成用于根据来自所述微分电流控制部件45的驱动电流信号来PWM-驱动(PMW-driving)所述的第一电动机19A的PWM(脉冲宽度调制)信号。

所述的电动机驱动部件43包括门驱动电路部件47和电动机驱动电路(利用四个FET形成的H形桥电路)48。所述的门驱动电路部件47根据所述的驱动-控制信号(PWM信号)切换所述的电动机驱动电路48。

通过这种方式，图3中所示的第一电动机控制部件30A根据由转向转矩检测部件20检测到的转向转矩信号T来PWM-控制从电池电源49供应给第一电动机19A的电动机电流，并控制由所述第一电动机19A输出的功率(辅助转向转矩)。

以由具有这种结构的控制单元22控制的两个电动机19A，19B的操作顺序来实现下面的控制。该操作顺序控制由电动机驱动顺序控制部件33执行，所述的电动机驱动顺序控制部件是图3所示的高电平控制部件。

首先，参照图5描述关于第一优选实施方案的第一示例的电动机驱动方法。该电动机驱动方法可在下列范围中应用，其中当所述的方向盘11开始转动时，电动动力转向装置10的辅助推力很小(转向开始；低转矩范围)。在该电动机驱动方法中，在转向开始时，只利用两个电动机19A，19B的其中之一来实现转向力增补。并且就本第一示例的电动机驱动方法而言，所述的两个电动机19A，19B的额定值和输出特性相同。

在图5中，当驾驶员操纵图1所示的方向盘11以使其开始转动或使其回转时，与由所述的转向转矩检测部件20检测的该转向状态的转向转矩相关的信号被输入到所述的控制单元22中。在控制单元22中，输入来自转向转矩检测部件20的检测信号(步骤S11)，且其确定是否应用了与该转向状态相对应的转向转矩或反向转向转矩(步骤S12)。当步骤S12中的确定结果为否时，重复步骤S11，S12。当步骤S12的确定结果为是时，执行下面的步骤S13。

在步骤S13中，两个电动机19A，19B的其中之一(例如，第一电动机19A)启动，并输出辅助推力。

在步骤S14，所述第一电动机19A的操作继续，直到确定电动机19A的辅助推力到达其额定转矩为止。作为用于检测是否到达所述的额定转矩的信号，可以使用上述的转向转矩信号T，或者可选择地使用从所述的第一电动机19A中可检测的转矩信号。重复步骤S13和S14直到达到额定转矩为止。当在步骤S14中确定来自第一电动机19A的辅助推力已达到所述的额定转矩，则进行步骤S15。

在步骤S15中，所述的两个电动机19A，19B中已经启动的一个电动机继续操作，且另一个(在当前情况中，第二电动机19B)启动并输出辅助推力。因此，当执行步骤S15时，由所述的两个电动机19A，19B输出的辅助推力施加在所述的转向系上。

就该第一电动机驱动方法而言，由于在低转矩范围中，两个电动机19A，19B中只有一个工作以提供转向力增补，因此不会出现由于两个电动机同时启动而导致的控制开始时间不同的转矩波动，且在旋转或回转的开始就能平稳地实现辅助推力。在达到额定转矩之后，所述的两个电动机19A，19B同时工作以输出大的辅助推力。

同样，因为所述的两个电动机19A，19B的启动时间根据所需要的辅助推力而错开，因此能避免由于在所述的两个电动机之间的偏差很大时的转矩干涉而引起的输出下降，和实现对输出的稳定控制。尤其是，在低辅助推力的状态下，诸如在行进的过程中的旋转或回转的开始阶段，当能轻易感觉到转矩波动时，实现几乎没有转矩波动的控制。

虽然在上述的第一示例的电动机驱动方法中，在步骤S14中确定是否到达额定转矩，但是除了根据转矩进行确定，其还可能提供确定是否达到额定负载(rated duty)的步骤。就该方法而言，可以参考上述确定供应给所述电动机的电动机电流的PWM信号的负载(duty)的状态进行确定。这样就能改变步骤S14的规定值。

下面，将参照图6描述第二示例的电动机驱动方法。在该电动机驱动方法中，当所述的方向盘11开始旋转时，所述的两个电动机轮替作为在转向开始阶段所使用的电动机。这样，使得这两个电动机19A，19B的工作频率相同。在该第二示例的电动机驱动方法中，这两个电动机19A，19B的额定值和输出特性相同。

从所述的电动机驱动方法的整体角度出发，在图5所示的步骤S12和S14之间插入图6中所示的电动机驱动的控制程序。当检测到预定的转向转矩状态时(步骤S12)且两个电动机19A，19B的其中之一将要启动时，执行图6所示的步骤S21至S25以确定在图5所示的步骤S13中首先要启动哪个电动机。

就该第二电动机驱动方法而言，在步骤S21中，在要产生辅助推力的前提下，执行转向开始处理。之后，检测操作启动电动机的历史标志(operation start motor history flag)(步骤S22)。这里，检测这两个电动机19A，19B的操作历史标志的状态。

在下面的步骤S23中，选择先前没有使用的电动机，并执行该电动机的转向开始。因此，执行图5中所示的步骤S13。后面的步骤S24，S25是后处理步骤。即，在转向结束(步骤S24)的条件下，更新在转向开始阶段首先启动的电动机的历史标志(步骤S25)。

就所述第二示例的电动机驱动方法而言，所述的两个电动机19A，19B轮替作为在转向开始阶段所启动的电动机，且这两个电动机的工作频率相等。因此，施加在这两个电动机19A，19B上的载荷相等且电动机的控制/驱动部件及电动机的寿命相等。

下面将参照图7所示的流程图描述第三示例的电动机驱动方法。该电动机驱动方法是所述的第一和第二示例的电动机驱动方法的变形。在该电动机驱动方法中，关于当方向盘11要开始旋转时在转向的启动时被使用的电动机，所述的两个电动机19A，19B的其中之一只朝右的方向使用，且另一个只朝左的方向使用。由于在行进过程中发生朝右转向和朝左转向的比率基本上相等，因此这两个电动机19A，19B的操作频率相等。就该第三电动机驱动方法示例而言，这两个电动机19A，19B的额定和输出特定相同。在图7的控制程序中，与图6中所示的步骤相同的步骤的标号也相同。

在图7所示的流程图中，在转向开始处理步骤S21之后为转向方向区分步骤S31。当在步骤S31中确定转向方向朝左时，执行下列三个步骤S32，S33，S34。步骤S32至S34基本上分别与图4中所示的步骤S13至S15相同。当在步骤S31中确定转向方向朝右时，执行下列三个步骤S35，S36和S37。步骤S35至S37基本上分别与图5中所示的步骤S13至S15相同。最后，执行转向结束处理S25。

就该第三电动机驱动方法示例而言，通过指定所述的两个电动机19A，19B朝右使用或朝左使用并在转向开始阶段相应地使用这两个电动机中的每一个，使得这两个电动机的操作频率相同且其寿命也相等。

下面将参照图8的流程图描述第四示例的电动机驱动方法。该电动机驱动方法是所述电动机驱动方法的第一示例的一种变形。在该电动机驱动方法中，指定所述的两个电动机19A，19B为主电动机和次电动机，且预定在转向开始阶段使用的电动机总是为主电动机。这两个电动机的额定值和输出特性可以相同或不同。在图8所示的流程图中，实际上与图5中所示的步骤相同的步骤的标号也相同。

在图8中，当驾驶员开始旋转或回转所述的方向盘11时，在控制单元22中，输入来自转向转矩检测部件20的检测信号(步骤S11)，并确定是否应用了与该转向状态相对应的转向转矩或反向转向转矩(步骤S12)。当步骤S12的确定为否时，重复步骤S11，S12。当步骤S12的确定为是时，执行步骤S41。

在步骤S41，启动所述的两个电动机19A，19B中作为主电动机的那个电动机，并输出辅助推力。在下一步骤中，步骤S42，所述主电动机的操作继续直到确定所述主电动机输出的辅助推力达到规定的值(规定的转矩或规定的负载)为止。即，继续步骤S41和S42。

当在步骤S42确定所述主电动机输出的辅助推力达到规定的值时，处理过程进行到步骤S43。

在步骤S43，当所述的主电动机的操作继续时，所述的两个电动机19A，19B中的另一个，即次电动机，启动并输出辅助推力。因此，当执行步骤S43时，通过这两个电动机19A，19B对所述的转向系施加辅助推力。

就上述的第四电动机驱动方法示例而言，由于在低转矩范围内，只通过工作着的所述的主电动机来实现转向力增补，因此不会出现因同时启动所述的两个电动机而造成的控制开始时间差异的转矩波动，并在旋转开始的阶段能实现平稳的转向力增补。

同样，因为所述的两个电动机19A，19B的启动时间根据所需要的辅助推力而相互错开，因此能消除当这两个电动机之间的偏差很大时的转矩干涉而引起的输出下降，并能实现对输出的稳定控制。尤其是，在低辅助推力的阶段，诸如在行进过程中的旋转或回转的开始阶段，当能容易地感觉到转矩波动时，能实现几乎没有转矩波动的控制。

同样，就该第四电动机驱动方法示例而言，通过在转向开始的阶段使用所述的两个电动机中的主电动机，这两个电动机被驱动的总次数可以不同，且电动机的寿命也可以不同。因此，减小了电动机同时发生故障的可能性。当其中一个电动机发生故障时，通过监控所述辅助推力的值，能推断出哪个电动机发生故障。例如，当在转向开始的阶段没有获得转矩时，能推断出所述的主电动机发生故障，和当需要辅助转矩时而没有获得转矩时，能推断出所述的次电动机发生故障。

由于可以使这两个电动机分别为主电动机和次电动机并使所述电动机的额定值和输出特性的大小不同，因此在需要转矩时和需要响应性时都能实现最佳的控制。例如，如果在旋转开始的阶段使用具有大输出的电动机，则当驱动小电动机时早已存在足够的转矩，因此当所述的第二电动机启动时转矩波动的相对值可以很小，因此转向感良好。

下面将参照图9描述第五示例的电动机驱动方法。该电动机驱动方法表示当所述电动机的其中之一发生故障时的控制方法的示例。在这种情况下，所述的两个电动机19A，19B的额定值和输出特性可以相同或不同。

图9中所示的步骤S51至S56与当电动机的其中之一在转向开始阶段启动时的处理过程相对应。当操作所述的方向盘11并利用电动动力转向装置10实现转向力增补时，首先在转向的开始阶段，启动这两个电动机的其中之一并开始转向(步骤S51)。此时，确定已启动的电动机的输出负载(output duty)(步骤S52)。

当在步骤S52中该电动机的输出负载低于规定值时，该电动机的操作状态持续不变。之后，如参照图5的流程图所述的一样，确定是否达到规定的转矩(步骤S14)，并执行启动另一电动机的处理(步骤S15)。当在步骤S52中所述的第一电动机的输出负载大于规定值时，确定电动机电流的值(步骤S53)。

当在步骤S53中所述电动机电流的值大于规定值时，由于获得所需要的电动机输出，因此该第一电动机的操作状态持续不变。之后，如参照图5所示的流程图，确定是否达到规定的转矩(步骤S14)，并执行启动另一电动机的处理(步骤S15)。

当在步骤S53中所述电动机电流的值小于规定值时，确定所述的第一电动机发生故障(步骤S54)，并停止该电动机的操作(步骤S55)。之后，启动所述的两个电动机中的另一个，并开始利用这个电动机进行转向(步骤S56)。这样，只由该第二电动机实现转向力增补。

就该第五电动机驱动方法示例而言，当所述的两个电动机19A，19B中的一个发生故障时，就利用另一个电动机实现控制。与两个电动机同时工作的结构相比，这种结构更易于进行故障检测，且能在短时间内实现故障检测。

在如上所述的具有两个电动机的电动动力转向装置的电动机驱动方法中，由于只利用一个电动机实现转向力增补控制，因此能实现不受所述的两个电动机的反向正时(reversing timing)的影响的控制。

上文已描述了第一优选实施方案中用于电动动力转向装置的电动机驱动方法的示例；但是，根据本发明的用于设置在转向系中的两个电动机的电动机驱动方法也能应用于其他转向装置中，诸如由导线控制转向的系统。

如上所述，就所述的第一优选实施方案而言，由于在低转矩范围内，只利用设置在转向系中的两个电动机中的一个输出转向力，因此能消除由于控制开始时间不同而造成的转矩波动，并实现稳定控制。并且由于只利用一个电动机开始控制，能避免两个电动机的反向正时对回转的影响。

同样，就第一优选实施方案而言，由于所述的两个电动机可以轮替用作首先启动的电动机，因此这两个电动机的使用频率可以相等且它们的寿命也可以相同。

同样，就优选实施方案而言，由于首先启动的第一电动机总是同一个电动机，因此这两个电动机的使用频率可以不同且这两个电动机的寿命也不同。因此，能避免这两个电动机同时发生故障。

还有，就该优选实施方案而言，由于设置两个电动机且它们的启动时间不同，因此容易进行并迅速实现电动机的故障检测。

还有，就该优选实施方案而言，由于两个电动机的大小可以被设置为不同，因此可能实现适于不同控制对象的最佳控制，诸如控制何时需要转矩和何时需要响应性。

图10是表示根据本发明的第二优选实施方案的控制单元222的内部结构的方框图。

控制单元222包括：用于第一电动机19A的电动机驱动控制部件243A；用于第二电动机19B的电动机驱动控制部件243B；目标电流设置部件231，用于根据转向转矩信号T和车辆速度信号V设置目标电流并输出目标电流信号IT；用于检测电动机19A，19B的故障的故障检测部件242，和用于将目标电流分配给电动机19A，19B的目标电流分配部件250。

所述的电动机驱动控制部件243A包括门驱动电路247A和电动机驱动电路248A。所述的电动机驱动控制部件243B包括门驱动电路247B和电动机驱动电路248B。电力从电池249供应给所述的电动机驱动电路248A，248B。

所述的故障检测部件242，例如根据从所述的门驱动电路247A，247B分别施加在电动机驱动电路248A，248B上的PWM信号的负载，即负载1，负载2，来检测故障。

上述的电动机电流是从所述的电动机驱动控制部件243A，243B经过所述的电动机19A，19B的电流。所述的电动机驱动控制部件243A的门驱动电路247A根据通过所述的目标电流分配部件250分配给它的电流信号SA来输出PWM信号，并根据该PWM信号的负载切换所述的电动机驱动电路248A。电动机电流通过这种方式供应给所述的第一电动机19A。同样，在电动机19B的电动机驱动控制部件243B中，所述的门驱动电路247B和电动机驱动电路248B根据由所述的目标电流分配部件250分配的电流信号SB以类似的方式操作。当所述的目标电流分配部件250接到来自所述的故障检测部件242的故障信号K时，其识别发生故障的电动机并根据该结果改变电流信号SA，SB，以增加经过没有发生故障的正常电动机的电动机电流。

图11是表示图10所示的目标电流分配部件250的内部结构的方框图。

所述的目标电流分配部件250包括：故障电动机识别部件251，用于接受故障信号K并识别发生故障的电动机；和电流分配确定部件252，用于接收所述的目标电流信号IT，及确定要分配给所述的两个电动机19A和19B的电流并输出所述的电流信号SA，SB。所述的故障电动机识别部件251接收所述的故障信号K并确定发生故障的电动机是所述的第一电动机19A还是第二电动机19B。故障电动机识别部件251将关于正常电动机的信号KM输出至所述的电流分配确定部件252。所述的电流分配确定部件252接收所述的目标电流信号IT和关于所述的正常电动机的信号KM，并确定要供应给所述的第一电动机19A和第二电动机19B的电流。例如，当所述的第一电动机19A发生故障时，所述的电流分配确定部件使供应给第一电动机19A的电流为零并增加供应给所述的第二电动机19B的电流。

下面，还参照图10和图11，根据图12中所示的目标电流分配部件250的工作流程说明所述的第二优选实施方案的控制单元222的操作。

所述的目标电流分配部件250读取来自图10中所示的目标电流设置部件231的目标电流信号IT(步骤S201)并接收来自所述的故障检测部件242的故障信号K。所述的故障信号K是，例如2比特信号，其中“00”表示所述的第一和第二电动机19A，19B都正常；“01”表示所述的第一电动机19A正常，而第二电动机19B故障；“10”表示所述的第一电动机19A故障，而第二电动机19B正常；和“11”表示所述的第一电动机和第二电动机19A，19B都发生故障，

利用所述的故障信号K确定所述的第一和第二电动机19A，19B中是否有一个或两个都发生故障(步骤S202)。这时，确定所述的2比特信号中的任一位中是否有“1”。当电动机都没有发生故障时，即当所述的两个电动机都工作正常时，执行正常控制(步骤S205)。当所述的两个电动机的大小一样时，正常控制表示经过这两个电动机的电流相同，而当这两个电动机的大小不一样时，正常控制表示根据它们的大小给它们分配电流。还有，所述的电流可以只经过一个电动机而不是同时经过这两个电动机。

当其中一个电动机发生故障时，确定哪个电动机发生故障和哪个电动机是正常的(步骤S203)。当没有正常工作的电动机时，即所述的故障信号K是“11”时，停止电动动力转向装置的控制(步骤S206)。当确定存在一个正常的电动机时，即当所述的故障信号K是“01”或“10”时，根据所述的故障信号K增加分配给正常的电动机的电流(步骤S204)。

图13是表示作用在电动机和驾驶员上的载荷之间的关系的视图。由所述的第一电动机19A和第二电动机19B提供的辅助转向力与由驾驶员施加的转向力的正常比例为5∶5∶1。阴影线部分表示由驾驶员施加的转向力。例如，当所述的第一电动机19A发生故障时，利用图10所示的目标电流分配部件250增加由所述的电动机驱动电路248B供应给第二电动机19B的电流，并由所述的第二电动机19B提供的辅助转向力增大。图13中右侧的图表表示通过第二电动机19B的辅助转向力减小了作用在驾驶员上的负担。这时，第二电动机19B的辅助转向力与驾驶员施加的转向力的比例约为7∶4。

下面，根据图14至图17描述本发明的第三优选实施方案的控制单元。

图14是表示本发明的第三优选实施方案的控制单元322的内部结构的方框图。与第二优选实施方案的图10所示的元件基本相同的元件的标号也相同，因此下面不再进行说明。

该第三优选实施方案的控制单元322具有电流检测部件344A，344B，用于测量流经所述的电动机驱动电路流248A，248B的电流。所述的电流检测部件344A，344B利用分路电阻R1，R2的阻力系数(resistance value)及其电位差来检测经过所述的分路电阻R1，R2的电流，并输出电流信号IA，IB。将检测的流经所述的电动机驱动电路248A，248B的电流输入到目标电流分配部件350中作为所述的电流信号IA，IB。

图15是表示所述的目标电流分配部件350的内部结构的方框图。所述的目标电流分配部件350包括：故障电动机识别部件351，用于接收所述的故障信号K并识别发生故障的电动机；电流分配确定部件352，用于接收所述的目标电流信号IT和确定要分配给所述的两个电动机19A，19B的电动机电流，并输出相应的电流信号SA’，SB’；电流极限值设置部件353，用于接收来自所述的故障电动机识别部件351的信号和设置正常电动机的电流极限值；和根据所述的电流极限值和流经电动机的电流来操作的计时器354。

所述的故障电动机识别部件351根据故障信号K识别哪个电动机发生故障，和将关于，例如所述的正常电动机的信号KM输出至电流分配确定部件352和所述的电流极限值设置部件353。当没有发生故障时，所述的故障电动机识别部件351不给电流极限值设置部件353输出信号KM。所述的电流极限值设置部件353接收关于正常电动机的信号KM并将所述正常电动机的电流极限值设置为故障电流极限值。当所述的电动机的其中之一发生故障时，所述的故障电流极限值被设置成大于所述的正常电流极限值，从而增加由所述的正常电动机提供的辅助转向力。所述的电流分配确定部件352接收关于所述的正常电动机的目标电流信号IT和信号KM以及电流极限值信号L，并确定要供应给所述的第一电动机19A和第二电动机19B的电流。例如，当所述的第一电动机19A发生故障且第二电动机19B正常时，把供应给所述的第一电动机19A的电流设置为0并使大小与所述的故障电流极限值一致的、大于正常电流极限值的电流流过所述的第二电动机19B。

下面参照图14和15，根据图16所示的目标电流分配部件350的操作流程图来说明所述的第三优选实施方案的控制单元322的操作。

如图14所示，所述的目标电流分配部件350接收来自故障检测部件242的故障信号K。所述的故障信号K为，例如2比特信号，其中“00”表示所述的第一和第二电动机19A，19B都正常，“01”表示所述的第一电动机19A正常且第二电动机19B故障，“10”表示所述的第一电动机19A故障且第二电动机19B正常，和“11”表示所述的第一和第二电动机19A，19B都发生故障。

利用所述的故障信号K来确定这两个电动机19A，19B中是否有一个发生故障或者是否都发生故障(步骤S301)。这时，确定在所述的2比特信号中的任一位中是否为“1”。当所述的电动机没有发生故障时，即当电动机都工作正常时，将下面将详细说明的计数C设置为0(步骤S309)。当其中一个电动机发生故障时，确定哪一个电动机发生故障和哪一个电动机是正常的(步骤S302)。这时，当没有正常工作的电动机时，即当所述的故障信号K为“11”时，停止电动动力转向装置的控制(步骤S308)。当确定有一个电动机正常时，即当故障信号K为“01”或“10”时，将该正常电动机的电流极限值设置为故障电流极限值(步骤S303)。由于当该正常电动机的电流极限值设置为故障电流极限值时，大于所述的正常电流极限值的电动机电流能通过所述的正常电动机，从而检测通过所述的正常电动机的电流是否大于所述的正常电流极限值(步骤S304)。当通过所述的正常电动机的电流小于所述的正常电流极限值时，下面将进一步说明的计数C设置为0(步骤S309)。当通过所述的正常电动机的电流大于所述的正常电流极限值时，图15所示的计时器354工作且所述的计数C加1(步骤S305)。从耐用性的角度出发，一般不希望所述的电动机电流大于所述的正常电流极限值，但是如果这种情况只持续一预定的时间的话，则可以超出所述的正常电流极限值而不会影响耐用性。因此，当发生一个故障时，通过将电流极限值设置为故障电流极限值，能够获得在设置为正常电流极限值时所不能获得的辅助转向力。因此，所述的电动机电流超出正常电流极限值的预定时间必须在电动机的承受范围内。所以，当计时器354的计数C增加到大于α时(步骤S306)，电流极限值回复为正常的电流极限值(步骤S307)。

在上述的处理过程中，当计数器354启动之后其中一个电动机发生故障且另一个正常时，所述的处理过程再次到步骤S303，但是此时正常电动机的电流极限值保持为故障电流极限值，且比较经过所述的正常电动机的电流与正常电流极限值(步骤S304)。此时，当通过所述的正常电动机的电流低于所述的正常电流极限值时，由于作用在电动机上的载荷没有超出正常值，因此计时器354的计数C设置为0(步骤S309)。通过这种方式，可以更有效地实现所述的电动机的操作。

图17是表示作用在电动机和驾驶员上的载荷之间的关系的视图。假定由所述的第一电动机19A和第二电动机19B提供的辅助转向力与驾驶员施加的转向力的正常比例为5∶5∶1。阴影线部分表示由驾驶员施加的转向力。例如，当所述的第一电动机19A故障时，图15所示的目标电流分配部件350的电流极限值设置部件353将所述的第二电动机19B的电流极限值设置为故障电流极限值。因此，大于所述的正常电流极限值的电流能通过所述的第二电动机19B。结果，由所述的第二电动机19B提供的辅助转向力增加。图17中右侧的图表表示由所述的第二电动机19B提供的辅助转向力减轻了作用在驾驶员上的转向力。这表示作用在驾驶员上的负载减轻的程度大于只是简单改变电动机电流分配所实现的程度，如第二优选实施方案的图13所示。这时，第二电动机19B的辅助转向力与驾驶员的转向力的比例大约为8∶2。

如上文所述，就根据第二优选实施方案的电动动力转向装置而言，提供多个电动机用于对转向车轮施加转向力，并提供用于给所述的电动机分配辅助转向力的分配部件，以及当至少一个电动机发生故障时，该分配部件增加分配给正常电动机的辅助转向力。因此，在电动机发生故障时作用在驾驶员上的负载被减轻。

在所述的第三优选实施方案中，由于提供了用于设置电动机的电流极限值的电流极限值设置部件，且当至少一个电动机发生故障时，所述的电流极限值设置部件设置正常电动机的电流极限值为故障电流极限值，能给所述的正常电动机分配大于所述的正常电流极限值的电动机电流以完全利用该正常电动机的容量，且进一步减轻作用在驾驶员上的载荷。

下面，参照图18和图19来描述变速箱24A和动力传送机构18A的内部结构的具体示例，图18是图1中沿线18-18剖取的剖视图，其表示第一电动机19A，小齿轮轴12a和齿条轴14之间的关系。图19是图18中沿线19-19剖取的剖视图。

在图18中，在形成变速箱24A的壳体24a中，所述的小齿轮轴12a可转动地支撑在两个轴承51，52上。壳体24a内设置所述的第一齿条齿轮机构15A和第一动力传送机构(减速器)18A，且在其上设置所述的转向转矩检测部件20。所述的壳体24a的上开口由盖子53闭合，且利用螺栓54固定所述的盖子53。设置在所述的小齿轮轴12a的下端上的小齿轮13A位于所述的轴承51，52之间。利用由齿条导向件55导向的并受压簧56压迫的接触元件57使所述的齿条轴14压靠在所述的小齿轮13A上。所述的第一动力传送机构18A包括：固定在与所述的第一电动机19A的输出轴19a连接的传送轴(蜗杆轴)58(见图19)上的蜗轮装置59，和固定在所述的小齿轮轴12a上的蜗轮60。

所述的转向转矩检测部件20包括：设置在所述的小齿轮轴12a周围的转向转矩检测传感器20a和用于对由所述的转向转矩检测传感器20a输出的检测信号进行电处理的电子电路部件20b。所述的转向转矩检测传感器20a连接在所述的盖子53上。

图19表示所述的控制单元22的内部结构和第一电动机19A。

所述的第一电动机19A具有由固定在转轴71上的永磁体构成的转子72和设置在该转子72周围的定子74。定子74具有固定的线圈73。转轴71被转动支撑在两个轴承75，76上。转轴71的一端是所述的第一电动机19A的输出轴19a。所述第一电动机19A的输出轴19a与传送轴58连接，从而通过转矩限制器77传送转动力。如上所述，蜗轮装置59固定在传送轴58上，且蜗轮60与其啮合。在所述转轴71的另一端设置用于检测所述电动机19A的转子72的角度(转动位置)的所述的电动机角度检测部件(位置检测部件)23A。

所述的电动机角度检测部件23A包括固定在所述的转轴71上的转子23a和利用磁力作用来检测该转子23a的角度的检测装置23b。例如，将一分解器(resolver)用作所述的电动机角度检测部件23A。给定子74的固定线圈73供应3相交流电动机电流。所述第一电动机19A的组成元件设置在电动机壳78中。

所述的控制单元22设置在安装在所述第一电动机19A的电动机壳78的外侧的控制盒81中。所述的控制单元22包括通过将电子电路元件安装在电路板82上而形成的电子电路。所述的电子电路元件包括1—芯片微型计算机及其外围电路，前置驱动电路(pre-driving circuit)，FET桥电路和反相电路(invertor circuit)。电动机电流(图1中所示的驱动控制信号SG1A)从所述的控制单元22供给所述第一电动机19A的固定线圈73。并且由所述的电动机角度检测部件23A检测到的角度位置信号SG2A输入至所述的控制单元22。

根据该机械结构，所述的第一电动机19A输出旋转力(转矩)用于增补所述的转向转矩，且该旋转力通过所述的第一动力传送机构18A施加在所述的小齿轮轴12a，即转向轴12上。

下面将参照图2，图20和图21描述第四优选实施方案的具体结构。图20表示位于在所述的齿条轴14(在图中竖直方向中示出且其中心部分未示出)上的第一和第二变速箱24A，24B内的第一和第二齿条齿轮机构15A和15B之间的关系。图21A和21B表示与所述的第一和第二齿条齿轮机构15A和15B相对应的两个电动机转矩波动特性(a)，(b)，和图21C表示结合这些电动机转矩波动特性所获得的特性(c)。

如图2所示，所述的变速箱24A，24B设置在齿条轴14的轴向方向中的左和右侧。所述的第一变速箱24A是在所述的转向轴12的下部与所述的小齿轮轴12a连接的变速箱。所述的第二变速箱24B是将所述的第二电动机19B结合在所述的两个电动机的电动动力转向装置10中的变速箱(见图1)。

所述的第一和第二电动机19A，19B通过所述的第一和第二动力传送机构18A，18B与所述的第一和第二变速箱24A，24B连接。如图1所示，通过所述的两个电动机19A，19B的旋转驱动力对所述的齿条轴14施加辅助转向转矩，所述的齿条轴在其两端部具有转向车轮(前车轮17，17)。所述的齿条轴14上的两个变速箱24A，24B中的小齿轮和齿条之间的关系如图20所示。

在图20中，在所述的齿条轴14上与所述的两个变速箱24A，24B相对应的位置处形成所述的第一和第二齿条14a，14b。所述的第一和第二小齿轮13a，13b与这两个齿条14a，14b啮合。所述的第一小齿轮13a是固定在图1中所示的小齿轮轴12a上的小齿轮。所述的第二小齿轮13b是固定在设置于所述的第二变速箱24B内部的小齿轮轴12b(见图1)上的小齿轮。

如图20所示，在形成在所述的齿条轴14上的两个齿条14a，14b和与这些齿条相对应的所述的第一和第二小齿轮13a，13b之间的啮合关系中，所述的第一和第二小齿轮13a，13b被安装成使其它们的角位置的相位相互大致交错180°。

具体地说，在图20中所示的示例中，这样设置所述的位置关系，即使当所述的第一小齿轮13a的齿根处于面对所述第一齿条14a的齿顶的位置时，所述的第二小齿轮13b的齿顶处于面对第二齿条14b的齿根的位置。齿轮齿的这种啮合关系是一种示例，且下面将进一步说明，这种关系可以设置为多种形式，以使在所述的第一和第二电动机中出现的转矩脉动中产生的电动机转矩波动在相位上相反(交错180°)，从而使在齿条轴14的电动机转矩波动相互抵消。

当如上所述预设置所述的齿条轴14上的齿条14a，14b与小齿轮13a，13b之间的位置关系时，出现图21A和21B中所示的特性91，92。

在图21A和21B中，水平轴表示角度，且竖直轴表示转矩波动。相应地，当所述的两个电动机19A，19B工作且动力通过所述的两个小齿轮13a，13b和两个齿条14a，14b传送给齿条轴14时，在所述的第一变速箱24A中的转矩传送中出现波动特性91，并且在所述的第二变速箱24B中的转矩传送中出现波动特性92。因为所述的第一和第二小齿轮13a，13b的位置关系如上所述设置，所以在波动特性91的波形与波动特性92的波形中其相位完全相反。因此，如图21C所示，在转矩传送过程中，在齿条轴14中在整体上，相位相反的波动特性91和92相互抵消，从而转矩脉动收敛，和获得被抑制的转矩波动特性93。因此，可以产生没有振动的辅助转向转矩。

就该第四优选实施方案而言，由于在电动动力转向装置中，两个具有相同容量的电动机用于产生辅助转向转矩，通过使这两个电动机相互交错180°且从而使它们的相位相反，以及相应电动机的变速箱中的齿条齿轮机构中的小齿轮与齿条之间的相位关系，因此所述齿条轴14上的电动机的转矩脉动能相互抵消，消除了振动和噪音。

虽然，在上述的第四优选实施方案中，所述的第一和第二变速箱24A，24B中的齿条齿轮机构中的两个电动机19A，19B的相位相互交错180°，但是本发明并不限于此，可替换地，例如通过调整电动机中的转子与定子的关系也可以使电动机的相位交错180°。

虽然，以示例的形式描述了第四优选实施方案的电动动力转向装置，其为结合有减速器的机械传送机构，但是本发明并不限于此，且也可以例如利用不用机械连接的由导线实现转向的系统。

如上所述，就本发明的第四优选实施方案而而言，由于在具有两个用于辅助转向的电动机的转向装置中，通过这两个电动机的相位交错180°，因此能抑制因在这两个电动机中出现的转矩脉动而产生的电动机转矩波动，减小转向系中的振动，从而改善转向感并提高可控性。并且，消除了要求每个独立的电动机的转矩波动保持很小的需要，且以低成本提高了电动机的输出能力。

Claims (13)

1、一种用于转向装置的电动机驱动方法，其包括下列步骤：

提供两个电动机(19A，19B)，用于对转向系施加辅助转向力；

在使所述的两个电动机工作的过程中，首先使其中一个电动机工作；和

在使所述的第一电动机工作之后，使另一个电动机工作。

2、如权利要求1所述的电动机驱动方法，其特征在于，在使所述的两个电动机的其中一个首先工作的步骤中，所述的两个电动机轮替地使用。

3、如权利要求1所述的电动机驱动方法，其特征在于，在使所述的两个电动机的其中一个首先工作的步骤中，总是使用同一个电动机。

4、如权利要求3所述的电动机驱动方法，其特征在于，当转向方向为一个方向时，首先使所述电动机中的第一电动机工作，然后使所述的第二电动机工作，以及当所述的转向方向为另一方向时，首先使所述的第二电动机工作，然后使所述的第一电动机工作。

5、如权利要求1所述的电动机驱动方法，其特征在于，所述的两个电动机的输出能力不同。

6、如权利要求1所述的电动机驱动方法，其特征在于，当所述的电动机中只有一个工作时，执行电动机故障检测。

7、一种用于车辆的电动动力转向装置，其包括：

多个电动机(19A，19B)用于在转向方向中对转向车轮(17，17)施加力；和

分配装置(250，350)用于给所述的电动机分配辅助转向力，

其中所述的分配装置具有电流分配确定装置(252，352)，用于当至少一个电动机发生故障时，增加分配给正常电动机的辅助转向力的分配。

8、如权利要求7所述的电动动力转向装置，其特征在于，所述的辅助转向力与分配给所述电动机的电动机电流相对应，

所述的分配装置(350)还包括电流极限值设置装置(353)，用于设置所述电动机的电流极限值，以及

当至少一个所述的电动机发生故障时，所述的电流极限值设置装置将正常电动机的电流极限值设置为故障电流极限值，并且所述的分配装置通过电流分配确定装置将电动机电流分配成与所述的故障电流极限值相一致，其中所述的故障电流极限值被输入到所述的电流分配确定装置中。

9、如权利要求8所述的电动动力转向装置，其特征在于，提供计时装置(354)，用于检测所述的正常电动机的电流值大于正常电流极限值的状态是否持续了一预定的时间，并且在持续了预定时间的条件下，所述的电流极限值设置装置(353)将所述的电流极限值从所述的故障电流极限值回复为所述的正常电流极限值。

10、一种转向装置，用于通过齿轮机构将电动机的驱动力传送至转向系的齿条轴(14)和在转向方向中将所述的驱动力施加在转向车轮(17，17)上，所述的装置包括：

第一电动机(19A)，和

第二电动机(19B)，

其中在将驱动力从所述的第一和第二电动机的输出轴传送至所述的齿条轴的过程中，所述的两个电动机的相位大致交错180°。

11、如权利要求10所述的转向装置，其特征在于，所述的齿轮机构是齿条齿轮机构，且在与所述的两个电动机的输出轴连接的两个小齿轮与齿条之间的啮合关系中，所述的两个小齿轮的相位大致交错180°。

12、如权利要求10所述的转向装置，其特征在于，在所述的两个电动机之间，关于由所述的电动机的其中之一引起的电动机转矩波动的波形与关于由另一电动机引起的电动机转矩波动的波形被设置成相位相反。

13、如权利要求10所述的转向装置，其特征在于，所述的两个电动机是用于增补手动转向力的电动动力转向装置的辅助电动机。

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