DE19842976A1 - Control system for adjusting element of vehicle to which are assigned two power sources for adjustment in two working directions and both power sources deliver continuous output - Google Patents

Control system for adjusting element of vehicle to which are assigned two power sources for adjustment in two working directions and both power sources deliver continuous output

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Juergen Werner
Roland Koenig
Guenter Roppenecker
Juergen Guldner
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0403—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by constructional features, e.g. common housing for motor and gear box

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Abstract

The control system is designed so that the both power sources deliver continuously an output power, independent of the size and direction of the movement of the adjusting element, and the output powers of the two power sources are led to a combination stage, which delivers an output total power, corresp. to the movements carried out. The combination stage is an angle superimposed gear unit.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung mit den Merkmalen des Ober­ begriffs von Patentanspruch 1.The invention relates to a control device with the features of the upper Concept of claim 1.

Eine derartige Steuervorrichtung ist aus der EP 0 672 002 B bekannt. Dabei ist das Stellglied für eine Fahrzeuglenkung von zwei Elektromotoren als Leistungsquellen angetrieben. Die Antriebsleistung der beiden Elektromotoren ist gleichgerichtet. Auf diese Weise wird eine Redundanz erzielt. Fällt eine der beiden Leistungsquellen aus, wird sie abgeschaltet.Such a control device is known from EP 0 672 002 B. It is Actuator for vehicle steering of two electric motors as power sources driven. The drive power of the two electric motors is rectified. On redundancy is achieved in this way. One of the two power sources falls off, it is switched off.

Ferner ist es aus der DE 44 08 828 A bekannt, zwei als Servomotoren dienende Lei­ stungsquellen vorzusehen und für jede der beiden Wirkrichtungen jeweils einen der beiden Servomotoren zu verwenden.Furthermore, it is known from DE 44 08 828 A, two Lei serving as servo motors Provide power sources and one of each for each of the two directions of action to use both servo motors.

Bei den bekannten Steuervorrichtungen ergeben sich folgende Nachteile:
Da die gewünschte Leistung nur bei Bedarf angefordert wird, ist eine Überwachung der Leistungsquelle nur im Leistungsfall möglich. Gerade bei sicherheitskritischen Systemen, wie beispielsweise einer Lenkung eines Fahrzeugs ist jedoch eine stän­ dige Überwachung erforderlich. Ferner müssen bei Leistungsanforderungen, aus­ gehend von dem Ruhezustand die Leistungsquellen erst anlaufen, d. h. es ergibt sich ein Zeitverzug zwischen Leistungsanforderung und tatsächlicher Leistungsbe­ reitstellung durch die Leistungsquellen. Da plötzliche Leistungsanforderungen gera­ de bei sicherheitskritischen Systemen wie Fahrzeuglenkung häufig und insbesonde­ re in kritischen Fahrsituationen auftreten, kann ein derartiger Zeitverzug zu uner­ wünschtem Fahrgefühl und unter Umständen zu kritischen Fahrzeugreaktionen füh­ ren. The known control devices have the following disadvantages:
Since the desired power is only requested when required, the power source can only be monitored when the power is required. However, constant monitoring is required, particularly in the case of safety-critical systems, such as steering a vehicle. Furthermore, with power requirements, starting from the idle state, the power sources have to start up, ie there is a time delay between the power requirement and the actual power provision by the power sources. Since sudden performance requirements occur frequently, particularly in safety-critical systems such as vehicle steering, and in particular in critical driving situations, such a time delay can lead to an undesirable driving experience and, under certain circumstances, to critical vehicle reactions.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung der eingangs ge­ nannten Art zu schaffen, bei der jederzeit eine Überwachung der Leistungsquellen möglich ist und ein Anlauf der Leistungsquelle nicht erforderlich ist.The invention has for its object a control device of the ge to create named type, at any time monitoring the power sources is possible and a start of the power source is not necessary.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patent­ anspruchs 1.The invention solves this problem by the characterizing features of the patent claim 1.

Die beiden Leistungsquellen sind ständig in Betrieb, d. h. auch dann, wenn die re­ sultierende Ausgangsleistung des Stellglieds gleich Null ist. Dadurch wird es mög­ lich, jederzeit die Leistungsquellen zu überwachen. Durch die kontinuierliche Be­ triebsweise der beiden Leistungsquellen werden auch die geschilderten Probleme des Anlaufens vermieden.The two power sources are constantly in operation, i. H. even if the right resulting output power of the actuator is zero. This makes it possible of monitoring the power sources at all times. Through the continuous loading The problems described are also driving the two power sources start-up avoided.

Die Wirkrichtung jeder einzelnen Leistungsquelle kann bei entsprechender Wahl des Übersetzungsverhältnisses der Kombinationsstufe weitgehend beibehalten werden, wodurch sich ein wesentlich gleichmäßigerer und damit für die Bauteile verschleiß­ ärmerer Betrieb ergibt. Durch die ständige und redundante Leistungsbereitstellung ist auch eine Redundanz erzielt, da die intakte Leistungsquelle zweckmäßigerweise im Bedarfsfall die gesamte erforderliche Leistung zur Verfügung stellt. Allerdings ist dann zumindest auch eine Wirkrichtungsumkehr dieser Leistungsquelle erforderlich, um in beiden Bewegungsrichtung wirken zu können.The direction of action of each individual power source can be selected with the appropriate choice Gear ratio of the combination level are largely maintained, whereby a much more uniform and thus wear for the components poorer operation results. Through the constant and redundant provision of services redundancy is also achieved since the intact power source is expedient provides the entire required service if necessary. However then at least a reversal of the direction of action of this power source is required, to be able to work in both directions.

In den weiteren Patentansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben. Die angegebenen Ausführungsbeispiele von winkel- bzw. momenten­ überlagernden Getriebe eignen sich insbesondere im ersten Fall für Leistungsquel­ len elektrisch-mechanischer Art und im zweiten Fall für Leistungsquellen hydrau­ lisch-pneumatischer Art.Advantageous refinements of the invention are in the further patent claims described. The specified exemplary embodiments of angles or moments overlapping gears are particularly suitable in the first case for power sources len electrical-mechanical type and in the second case for power sources hydrau pneumatic-pneumatic type.

Durch die Selbsthemmung des Getriebes wird bei Ausfall einer Leistungsquelle ver­ hindert, daß Leistung von der anderen Leistungsquelle in die ausgefallene Lei­ stungsquelle zurückfließt. Due to the self-locking of the gearbox, a power source fails prevents power from the other power source into the failed line power source flows back.  

Die Variierung der Übersetzung des Getriebes ermöglicht die Anpassung an unter­ schiedliche Last- und Einsatzfälle.Varying the gear ratio enables adaptation to under different load and application cases.

Die Betriebsweise der Leistungsquellen in der Nähe ihres Wirkoptimums ermöglicht es, die erforderliche Leistung auf besonders ökonomische Weise zur Verfügung zu stellen.The operation of the power sources in the vicinity of their optimum effect enables it to provide the required performance in a particularly economical manner put.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels ist die Erfindung weiter erläutert.The invention is based on an exemplary embodiment shown in the drawing explained further.

Die einzige Figur zeigt eine besonders einfache Ausführung der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung, bei der zwei Leistungsquellen, z. B. Elektromotoren auf ein win­ kelüberlagerndes Getriebe als Kombinationsstufe arbeiten. Beim Getriebe handelt es sich beispielsweise um ein Planetengetriebe. Die Getriebeübersetzung sei k und im folgenden mit k = 1 angenommen. Die Drehgeschwindigkeit der beiden Leistungs­ quellen sei ν1 und ν2, die abgegebenen Momente seien M1 und M2. Am Ausgang der Kombinationsstufe ergibt sich dann eine Abtriebsdrehgeschwindigkeit. Das Moment bleibt neutral, d. h. am Abtrieb ergibt sich ein Abtriebsdrehmoment von M = M1 = M2.The single figure shows a particularly simple embodiment of the control device according to the invention, in which two power sources, for. B. Electric motors work on a winch overlay gear as a combination stage. The gear is, for example, a planetary gear. The gear ratio is assumed to be k and in the following k = 1. The speed of rotation of the two power sources is ν 1 and ν 2 , the given moments are M 1 and M 2 . An output rotation speed then results at the output of the combination stage. The torque remains neutral, ie an output torque of M = M 1 = M 2 results at the output.

Erfindungsgemäß arbeiten die beiden Leistungsquellen gegenläufig, d. h. mit Dreh­ geschwindigkeiten ν1 und ν2, die sich ergeben zu
According to the invention, the two power sources work in opposite directions, ie with rotational speeds ν 1 and ν 2 , which result in

ν1 = kν + ν0 und ν2 = (1 - k)ν - ν0 mit ν0 ≠ 0 und 0 < k < 1.ν 1 = kν + ν 0 and ν 2 = (1 - k) ν - ν 0 with ν 0 ≠ 0 and 0 <k <1.

Am Ausgang der Kombinationsstufe ergibt sich somit eine resultierende Abtriebsge­ schwindigkeit von ν1 + ν2 = ν.At the output of the combination stage, the resulting output speed is ν 1 + ν 2 = ν.

Es ist ohne weiteres zu erkennen, daß auch dann, wenn die resultierende Drehge­ schwindigkeit ν = 0 ist, die beiden Leistungsquellen eine Drehgeschwindigkeit von ± ν0 ≠ 0 besitzen. Sie können daher stets überwacht werden und jederzeit und ver­ zögerungsfrei ein Abtriebsmoment M liefern. Auch die Getriebeübersetzung k kann variieren und an den jeweiligen Anwendungsfall angepaßt sein. Entsprechend ergibt sich eine Drehgeschwindigkeit der beiden Leistungsquellen, die maximal betrags­ mäßig gleich ν + ν0 betragen kann.It can easily be seen that even if the resulting rotational speed is ν = 0, the two power sources have a rotational speed of ± ν 0 ≠ 0. They can therefore always be monitored and deliver an output torque M at any time and without delay. The gear ratio k can also vary and be adapted to the respective application. Correspondingly, there is a rotational speed of the two power sources, which can amount to ν + ν 0 in terms of maximum amounts.

Auf diese Weise ergibt sich mit geringem Aufwand eine ständige und diagnostizier­ bare Leistungsbereitstellung durch die beiden Leistungsquellen.In this way, there is a constant and diagnostic with little effort bare provision of services by the two service sources.

Claims (6)

1. Steuervorrichtung für ein Stellglied von Fahrzeugen, dem für die Einstellung in zwei Wirkrichtungen zwei Leistungsquellen zugeordnet sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Leistungsquellen unabhängig von der Größe und Richtung der Bewegung des Stellglieds stets eine Ausgangsleistung liefern und daß die Ausgangsleistungen der beiden Leistungsquellen auf eine Kombinations­ stufe geführt sind, die eine der durchzuführenden Bewegungen entsprechende Ausgangs-Gesamtleistung liefert.1. Control device for an actuator of vehicles, which are assigned two power sources for setting in two directions of action, characterized in that the two power sources always provide an output power regardless of the size and direction of movement of the actuator and that the output powers of the two power sources are led to a combination stage which delivers a total output power corresponding to the movements to be carried out. 2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombinationsstufe ein winkelüberlagerndes Getriebe ist.2. Control device according to claim 1, characterized in that the Combination stage is an angle-overlapping gear. 3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombinationsstufe ein momentenüberlagerndes Getriebe ist.3. Control device according to claim 1, characterized in that the Combination level is a torque-superimposing gear. 4. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Getriebe selbsthemmend ist.4. Control device according to one of claims 2 or 3, characterized records that the transmission is self-locking. 5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß das Getriebe mit einer variablen Übersetzung versehen ist.5. Control device according to one of claims 2 to 4, characterized in net that the transmission is provided with a variable ratio. 6. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Leistungsquellen zumindest annähernd in der Nähe ihres optimalen Wirkgrades arbeiten.6. Control device according to one of claims 1 to 5, characterized in net that the power sources are at least close to their optimal Efficiency work.
DE1998142976 1998-09-19 1998-09-19 Control system for adjusting element of vehicle to which are assigned two power sources for adjustment in two working directions and both power sources deliver continuous output Withdrawn DE19842976A1 (en)

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