DE60303841T2

DE60303841T2 - Fahrzeuglenkvorrichtung

Info

Publication number: DE60303841T2
Application number: DE60303841T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Wako-shi Furumi; Osamu Wako-shi Tsurumiya; Kazuhiko Wako-shi Inaba; Hisao Wako-shi Asaumi; Yoshio Wako-shi Kakizaki; Hirokazu Wako-shi Kitazawa; Tomoaki Wako-shi Sugano; Shinji Wako-shi Suto; Hiroaki Wako-shi Horii; Fumihiro Wako-shi Morishita; Junichi Wako-shi Yoshida
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2003-06-25
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2023-06-26
Also published as: EP1607304A3; US20050087390A1; US20040007416A1; EP1375300A3; DE60303841D1; EP1375300A2; US7014008B2; DE60315078T2; EP1607304B1; EP1607304A2; US6929090B2; EP1375300B1; US6971473B2; CN100497064C; US20050093489A1; DE60315078D1; CN1470425A

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 7 für ein Kraftfahrzeug sowie ein Motoransteuerungsverfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Fahrzeuglenksysteme umfassen elektrische Servolenkvorrichtungen und Steer-by-Wire-Systeme, welche frei von mechanischer Verbindung sind.
Eine elektrische Servolenkvorrichtung ist eine Unterstützungsvorrichtung, in welcher dann, wenn ein Fahrer während des Fahrens des Fahrzeugs ein Lenkrad dreht, ein Motor betrieben wird, um eine zusätzliche Lenkkraft oder eine Lenkunterstützungskraft bereitzustellen. In einer elektrischen Servolenkvorrichtung werden ein Lenkdrehmomentsignal, welches von einem Lenkdrehmoment-Erfassungsabschnitt zum Erfassen eines in einer Lenkwelle auftretenden Lenkdrehmoments, wenn der Fahrer das Lenkrad dreht, ausgegeben wird, sowie ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, welches von einem Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungsabschnitt zum Erfassen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ausgegeben wird, zur Antriebs-Steuerung/Regelung eines Unterstützungsmotors verwendet, um eine Unterstützungslenkkraft auf Grundlage des Steuer-/Regelbetriebs eines Motor-Steuer-/Regelabschnitts auszugeben, so dass die Lenkkraft, die durch den Fahrer ausgeübt werden muss, reduziert wird. Der Motor-Steuer-/Regelabschnitt stellt auf Grundlage des Lenkdrehmomentsignals und des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals einen Soll-Stromwert für einen durch den Motor fließenden Motorstrom ein, erhält eine Differenz zwischen einem diesen Soll-Stromwert betreffenden Signal (ein Soll-Stromsignal) und einem Motorstromsignal, das von einem Motorstrom-Erfassungsabschnitt zum Erfassen des tatsächlich durch den Motor fließenden Motorstroms zurückgeführt wird, und führt an diesem Differenzsignal eine Proportional-/Integral-Kompensationsverarbeitung (PI-Steuerung/Regelung) aus, um ein Signal zur Antriebs-Steuerung/Regelung des Motors zu erzeugen.
Im Allgemeinen sind elektrische Servolenkvorrichtungen hauptsächlich zur Verwendung in kleinen Fahrzeugen entwickelt worden; insbesondere in den letzten Jahren ist jedoch im Hinblick auf Kraftstoffökonomie und der Erweiterung des Umfangs der Fahrzeug-Steuerung/Regelung die Notwendigkeit entstanden, größere Fahrzeuge (wie etwa Passagierfahrzeuge von der 2000 cm³-Klasse an aufwärts) mit elektrischer Servolenkung auszustatten. Bei der Anwendung einer elektrischen Servolenkvorrichtung auf ein großes Fahrzeug wird bei einem einen einzelnen Motor verwendenden Aufbau aufgrund des großen Gewichts des Fahrzeugs ein großer Motor benötigt, welcher eine große Unterstützungskraft ausgibt. Folglich ergibt sich eine große Motorgröße, die Gestaltungsfreiheit, mit der dieser am Fahrzeug angebracht werden kann (seine Montierbarkeit) wird beeinträchtigt, ferner wird ein großer, spezieller, nicht standardmäßiger Motor sowie Motor-Steuer-/Regel-/Ansteuerungsabschnitt für diesen notwendig und die Herstellungskosten steigen an.
Um dies zu vermeiden, sind als Konstruktionen, die für elektrische Servolenkvorrichtungen für solch große Fahrzeuge geeignet sind, Konstruktionen vorgeschlagen worden, welche zwei Unterstützungsmotoren verwenden (siehe z.B. internationale Veröffentlichung WO 99/29557, JP-A-2001-260908, JP-A-2001-151125).
Die Druckschrift DE-A-19902556 offenbart ein Motoransteuerungsverfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, in welchem zwei Motoren, die beide betriebsmäßig mit einer Zahnstangenwelle verbunden sind, verwendet werden, um eine Unterstützungsdruckkraft in dem Lenksystem bereitzustellen. Beide Motoren können zur selben Zeit betrieben werden, so dass jeder der beiden Motoren die Hälfte der benötigten Unterstützungsdruckkraft bereitstellt. Ferner können die beiden Motoren abwechselnd betrieben werden, so dass zu jedem Zeitpunkt nur ein Motor betrieben wird.
Ferner offenbart die Druckschrift DE-A-10015050 ein Motoransteuerungsverfahren für ein Steer-by-wire-System, in welchem das volle zum Lenken eines Paars Vorderräder benötigte Lenkdrehmoment durch zwei Elektromotoren bereitgestellt werden soll. In diesem Motoransteuerungsverfahren wird auf Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Fahrrichtung unterschieden, ob sich das Fahrzeug in einem Rangiermodus oder in einem Normalfahrtmodus befindet. In dem Rangiermodus werden beide Motoren betrieben, während in dem Normalfahrtmodus lediglich einer der beiden Motoren allein betrieben wird.
Ferner ist eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug aus der Druckschrift JP-A-06344927 bekannt, in welchem zwei Motoren zur gleichzeitigen Ausübung einer Unterstützungslenkkraft über einen Schneckenradmechanismus mit einer Lenkwelle verbunden sind. Um Drehmomentschwankungen während des Laufens des Motors zu reduzieren, sind die Rotoren der Motoren mit einer bestimmten gegenseitigen Phasendifferenz eingerichtet.
Wenn jedoch eine elektrische Servolenkvorrichtung unter Verwendung von zwei Motoren konstruiert wird, so treten die folgenden Probleme auf.
Wenn zwei Motoren verwendet werden, so wird für jeden Motor ein Motor-Steuer-/Regel-/Ansteuerungsabschnitt bereitgestellt. Werden zwei Motor-Steuer-/Regel-/Ansteuerungsabschnitte in einer Steuer-/Regeleinheit (ECU) bereitgestellt, so besteht das Risiko, dass gewisse Variationen zwischen diesen Motor-Steuer-/Regel-/Ansteuerungsabschnitten auftreten. Treten solche Variationen auf, so tritt eine Differenz in den jeweiligen an die beiden Motoren angelegten Spannungen auf. Im Ergebnis treten Variationen der Motorcharakteristiken auf und es treten Differenzen in den durch die beiden Motoren erzeugten Unterstützungsdruckkräften sowie in deren Betriebsgeschwindigkeiten auf.
Indem jedoch ein gemeinsamer Getriebemechanismus für die Ausgangswellen der beiden Motoren bereitgestellt wird und diese durch diesen Getriebemechanismus mit einer Zahnstangenwelle verbunden werden, kann die Zahnstangenwelle derart betrieben werden, dass diese Differenzen zwischen den beiden Motoren absorbiert werden. In diesem Fall wird die Differenz zwischen den erzeugten Drehmomenten und Geschwindigkeiten der beiden Motoren ausgeglichen werden, wobei die Ausgabe des Motors mit der höheren Ausgabe reduziert wird.
Wenn in diesem Fall der Grad der Variation zwischen den beiden Motoren der Kombination groß ist, so ist der resultierende Abfall in der Motorausgabe groß und es tritt das Problem auf, dass die Motorausgabe unzureichend ist, selbst wenn ein voreingestelltes Motor-Steuer-/Regelsignal von der Steuer-/Regeleinheit an die Motoren angelegt wird. Wenn insbesondere während der Fahrt des Fahrzeugs begonnen wird, das Lenkrad zu drehen oder dieses in seine Mittelposition zurückgestellt wird, so sind eine Beeinträchtigung des Lenkgefühls und eine Beeinträchtigung der Steuer-/Regelbarkeit aufgrund der unzureichenden Motorausgabe unvermeidbar. Da viele große Fahrzeuge, die große Motorausgaben benötigen, hochpreisige Fahrzeuge sind, ist es wichtig, dass ein durch Variation zwischen den beiden Motoren in der elektrischen Servolenkvorrichtung verursachtes Defizit im Lenkgefühl eliminiert wird.
Außerdem besteht ein Risiko, dass es vorkommt, dass in der Neutralumgebung, in der die Drehrichtung der Motoren wechselt, sowie dann, wenn das Lenkrad in seine Mittelposition zurückkehrt, die Drehung eines der Motoren aufgrund der Variationen der Motor-Steuer-/Regel-/Ansteuerungsabschnitte zeitweilig gegenläufig wird und die Unterstützungsdruckkräfte der beiden Motoren zeitweilig gegeneinander gerichtet werden und sich einander aufheben und die Ansprechbarkeit sich verschlechtert.
Dementsprechend hat man in einer Lenkvorrichtung, wie einer elektrischen Servolenkvorrichtung mit zwei Motoren, auf ein Motoransteuerungsverfahren für eine Lenkvorrichtung gewartet, welche eine Balance im Betrieb der beiden Motoren und des Steuer-/Regel-/Ansteuerungsabschnitts für jeden Motor erzielt und welches ein Lenkgefühl verbessert und die Steuer-/Regelbarkeit erhöht und welches außerdem eine gute Ansprechbarkeit zu jedem Zeitpunkt bereitstellt.
Wenn in der oben beschriebenen Weise in einer elektrischen Servolenkvorrichtung zwei Unterstützungsmotoren bereitgestellt werden, so ist es ferner selbst dann, wenn einer der Motoren ausfällt, mittels des anderen Motors möglich, die von dem Fahrer erforderliche manuelle Lenkkraft auf einen Wert zu reduzieren, der niedriger ist als derjenige, der vorliegen würde, wenn keinerlei Unterstützungskraft von einem Motor vorhanden wäre. Die Größe der Unterstützungslenkkraft von dem normalen Motor, welcher nicht ausgefallen ist, ist jedoch noch immer die gleiche wie im Fall, dass beide Motoren normal arbeiten, und die manuelle Lenkkraftanstrengung für den Fahrer zur Ausführung der gleichen Lenkung wie beim normalen Betrieb beider Motoren ist größer. Wenn das Fahrzeug steht und die Lenkanstrengung groß ist, so kann dann der Anstrengung für den Fahrer mit einem Motor erheblich sein. Da insbesondere in einem schweren Fahrzeug die Druckkraft des Lenkgetriebekastens groß ist, ist die Anstrengung für den Fahrer groß.
Es wird nun Bezug genommen auf das Diagramm der 22, welches eine Beziehung zwischen den Belastungen auf die Motoren und auf den Fahrer in einer herkömmlichen elektrischen Servolenkvorrichtung zeigt.
In einer elektrischen Servolenkvorrichtung ist das Verhältnis der durch den Motor bereitgestellten Unterstützungslenkkraft und der durch den Fahrer ausgeübten Lenkkraft ungefähr 10:1. Insbesondere ist im Falle einer elektrischen Servolenkvorrichtung mit zwei Motoren das Verhältnis der durch die beiden Motoren bereitgestellten Unterstützungslenkkräfte zur durch den Fahrer ausgeübten Lenkkraft ungefähr 5:5:1.
Wenn die beiden Motoren, Motor A und Motor B, normal arbeiten, so ist die Anstrengung für den Fahrer gering, wie durch die Schraffierung in der Graphik auf der linken Seite der Figur gezeigt ist.
Da im Falle des Ausfalls des Motors A die Unterstützungslenkkraft nur noch die durch den Motor B bereitgestellte Lenkkraft ist, nimmt die Anstrengung für den Fahrer um den Betrag der normalerweise durch den Motor A bereitgestellten Unterstützungslenkkraft zu. Das bedeutet, dass das Belastungsverhältnis von Motor A zu Motor B zum Fahrer dann 0:5:6 beträgt. Wie im Falle des Ausfalls des Motors A in der Graphik auf der rechten Seite der Figur gezeigt ist, umfasst demzufolge die Anstrengung für den Fahrer diejenige Unterstützungslenkkraft, die durch den Motor A bereitgestellt werden sollte. Dies liegt daran, dass die Größe der durch den Motor B bereitgestellten Unterstützungslenkkraft die gleiche ist, wie im Fall, dass Motor A und Motor B beide normal arbeiten.
Da im Hinblick auf den normalen Motor ein Grenzwert des durch den Motor zu leitenden Stroms nach Maßgabe der Charakteristiken und der Haltbarkeit usw. des Motors gesetzt ist und ein größerer Strom als dieser Stromgrenzwert nicht durch den Motor geleitet werden kann, kann keine größere Unterstützungslenkkraft bereitgestellt werden und die zusätzliche Kraft muss durch den Fahrer übernommen werden.
Wenn in einer elektrischen Servolenkvorrichtung mit einer Mehrzahl von Motoren wenigstens einer der Motoren auf diese Weise ausgefallen ist, so ist es wünschenswert, dass die Menge an Unterstützungslenkkraft, die dem normalen Motor zugeordnet ist, vergrößert wird, um die Anstrengung für den Fahrer zu reduzieren.
Außerdem treten nachfolgend beschriebene Problemarten auf, wenn eine elektrische Servolenkvorrichtung unter Verwendung von zwei Motoren konstruiert wird; es werden jedoch zuerst Probleme von elektrischen Servolenkvorrichtungen mit einem einzigen Motor betrachtet.
Normalerweise ist in einer elektrischen Servolenkvorrichtung mit einem Motor die Ausgangswelle des Motors mit dem Lenksystem mittels eines Getriebemechanismus verbunden, welcher ein Kraftübertragungsmechanismus ist. Dieser Getriebemechanismus kann beliebige verschiedene Formen aufweisen. Eine typische ist die elektrische Servolenkvorrichtung vom Typ mit Ritzelunterstützung, welche ein an einer Ritzelwelle vorgesehenes Untersetzungsgetriebe aufweist sowie einen Motor, dessen Ausgangswelle mit diesem Untersetzungsgetriebe verbunden ist. Bei einer elektrischen Servolenkvorrichtung vom Typ mit Ritzelunterstützung sind in einem Zahnstangen-Getriebekasten, der aus einer Zahnstangenwelle mit einer Zahnstange und einem diese antreibenden Ritzel aufgebaut ist und an einer Lenkradwelle vorgesehen ist, ein Motor und ein Untersetzungsgetriebe bereitgestellt, welche das Ritzel bedienen. Das Ritzel wird durch den Motor über das Untersetzungsgetriebe angetrieben. Auf diese Weise wird eine Lenkkraftunterstützung des Lenksystems entsprechend der Lenkkraft ausgeführt.
Wenn in dieser elektrischen Servolenkvorrichtung mit einem einzelnen Motor, in dem der Getriebemechanismus aus einem Ritzel und einer Zahnstange aufgebaut ist, die Drehmomentfluktuation des Motors groß ist, so setzt sich diese Drehmomentfluktuation durch den Getriebemechanismus fort und zeigt sich als Vibration in dem Lenksystem und beeinträchtigt das Lenkgefühl. Außerdem steigt das Betriebsgeräusch des Motors an. Demzufolge nimmt die Erzeugnisqualität des mit dieser elektrischen Servolenkvorrichtung ausgestatteten Fahrzeugs ab.
Da in dem Falle einer elektrischen Servolenkvorrichtung mit Ritzelunterstützung, die zwei Motoren als Lenksystem-Unterstützungsmotoren aufweist, jeder der beiden Motoren mit dem Lenksystem mittels eines oben beschriebenen Zahnstangenmechanismus verbunden ist und jeder der beiden Motoren über diesen Getriebemechanismus eine durch Drehmomentfluktuation verursachte Vibration auf das Lenksystem ausübt, kann die oben erwähnte Verschlechterung des Lenkgefühls und des Motorbetriebsgeräuschs noch deutlicher werden. Dies ist ein Problem, welches allgemein in einer Lenkvorrichtung mit zwei Motoren auftritt. Außerdem tritt das Problem sowohl bei bürstenlosen Motoren als auch bei Motoren mit Bürsten auf.
Demzufolge bestand in einer Lenkvorrichtung, wie einer elektrischen Servolenkvorrichtung mit zwei Motoren an einem Lenksystem die Notwendigkeit, Motordrehmomentschwankungen, die durch in jedem Motor auftretende Drehmomentfluktuation verursacht werden, zu unterdrücken und dadurch Vibrationen im Lenksystem zu reduzieren, das Lenkgefühl zu verbessern und die Steuer-/Regelbarkeit zu erhöhen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Motoransteuerungsverfahren für ein Lenksystem bereitgestellt, wie es in Anspruch 1 definiert ist.
In diesem Motoransteuerungsverfahren wird beispielsweise in einer elektrischen Servolenkvorrichtung im Anfangsstadium, wenn der Fahrer beginnt, das Lenkrad zu drehen, d.h. in dem Bereich, in welchem die Unterstützungslenkkraft (Unterstützungsdruckkraft) von den Lenkkraft-Unterstützungsmotoren gering ist, nur einer der beiden Motoren gestartet und die Lenkung wird mit nur einem Motor ausgeführt. Da in dem Bereich niedrigen Drehmoments zu Beginn des Lenkens ausreichend Lenkkraft mit nur einem Motor erhalten werden kann, werden die beiden Motoren nicht gleichzeitig gestartet. Mit dieser Konstruktion wird das Auftreten einer Drehmomentschwankung, die durch die Zeitdifferenzen des Steuer-/Regelbeginns verursacht werden, welche im Ergebnis des gleichzeitigen Starts der beiden Motoren auftreten, vermieden. Im Ergebnis wird eine problemlose Steuerung/Regelung ermöglicht.
Vorzugsweise werden in dem Schritt, in dem einer der Motoren zuerst gestartet wird, die beiden Motoren abwechselnd verwendet. Da bei diesem Verfahren die beiden Motoren und die Steuer-/Regel-/Ansteuerungsabschnitte für die beiden Motoren bei Beginn des Lenkens abwechselnd betätigt werden, können die Motoren gleich oft betätigt werden.
In dem Schritt, in welchem einer der Motoren zuerst betätigt wird, ist es bevorzugt, dass der gleiche der beiden Motoren betätigt wird. Speziell wird z.B. dann, wenn die Lenkrichtung die eine Richtung ist, einer der Motoren zuerst betätigt und dann wird der andere betätigt, und wenn die Lenkrichtung die andere Richtung ist, so wird der andere Motor zuerst betätigt und dann wird der erste Motor betätigt. Das bedeutet, dass dadurch, dass zum Starten des Lenkens jedes Mal der gleiche Motor verwendet wird, eine Differenz zwischen der Häufigkeit des Betriebs der beiden Motoren hergestellt wird und die Wahrscheinlichkeit, dass beide der Motoren in kurzer Aufeinanderfolge ausfallen, reduziert wird.
Vorzugsweise sind die Ausgabeleistungen der beiden Motoren (Motorgrößen und Ausgabecharakteristiken) unterschiedlich vorgesehen. Mit diesem Verfahren ist es beispielsweise durch Verändern der Größen der beiden montierten Unterstützungsmotoren möglich, die Steuerung/Regelung entsprechend dem Gegenstand der Steuerung/Regelung optimiert auszuführen, etwa dahingehend, wann ein Drehmoment notwendig ist und wann Ansprechbarkeit notwendig ist.
Vorzugswiese wird dann, wenn nur einer der beiden Motoren betätigt wird, eine Motorfehlererfassung ausgeführt. Das heißt, dass durch den Einsatz eines Motoransteuerungsverfahren, in dem die Startzeiten der beiden Motoren unterschiedlich eingerichtet sind, ein Unterschied in den Motorbetriebszuständen bereitgestellt wird, und aus dem Lenkzustand während des Lenkens heraus wird es möglich zu erfassen, welcher der Motoren ausgefallen ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Lenkvorrichtung bereitgestellt, wie sie in Anspruch 7 definiert ist.
Bei dieser Lenkvorrichtung wird eine Lenkung unter Verwendung von zwei Motoren mit denselben Leistungsfähigkeiten ausgeführt und indem die elektrischen Phasen der beiden Motoren um 180° versetzt sind, sind selbst dann, wenn Drehmomentschwankung aufgrund einer Drehmomentfluktuation in den Motoren auftritt, an der Zahnstangenwelle, die an ihren Enden die lenkenden Fahrbahnräder aufweist, diese Drehmomentschwankungen in ihrer Phase entgegengesetzt und heben sich einander auf und die gesamte Motordrehmomentfluktuation kann unterdrückt werden.
Der Getriebemechanismus ist ein Zahnstangen-Mechanismus und in der Eingriffsbeziehung zwischen den beiden mit den Ausgangswellen der beiden Motoren verbundenen Ritzel und den diesen entsprechenden Zahnstangen sind die Phasen der Ritzel im Wesentlichen um 180° versetzt. Durch einen solchen Versatz der Phasen der Ritzel um 180° werden die von den Ritzeln auf die Zahnstangen übertragenen Drehmomentschwankungen gegenphasig eingerichtet und es tritt eine gegenseitige Aufhebung ein und Motordrehmomentfluktuation kann unterdrückt werden.
In einer bevorzugten Form werden zwischen den beiden Motoren die Wellenform der von einem der Motoren herrührenden Motordrehmomentschwankung und die Wellenform der von dem anderen Motor herrührenden Drehmomentschwankung so eingerichtet, dass sie gegenphasig sind. Das heißt, dass dann, wenn in den jeweiligen Antriebskraft-Übertragungsverbindungen der beiden Motoren in der Zweimotor-Lenkvorrichtung die Einstellung derart vorgenommen wird, dass die Wellenformen der in den Übertragungsverbindungen auftretenden Motordrehmomentschwankungen gegenphasig sind, die Motordrehmomentschwankungen unterdrückt werden können.
Vorzugsweise werden die beiden in dieser Lenkvorrichtung der Erfindung verwendeten Motoren als elektrische Servolenkunterstützungsmotoren zum Ergänzen einer manuellen Lenkkraft verwendet. In einer elektrischen Servolenkvorrichtung, welche zwei Motoren auf diese Art verwendet, kann eine Vibration in dem Lenksystem der elektrischen Servolenkvorrichtung reduziert und das Lenkgefühl verbessert werden, wenn durch Drehmomentfluktuation der Motoren verursachte Drehmomentschwankungen unterdrückt werden.
Bestimmte bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun, lediglich beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben, wobei:
1 eine Konstruktionsansicht ist, welche schematisch die Gesamtkonstruktion einer elektrischen Servolenkvorrichtung zeigt, auf welche ein Motoransteuerungsverfahren gemäß der Erfindung angewendet worden ist;
2 eine Ansicht ist, welche die äußere Gestaltung einer tatsächlichen Vorrichtung einer Zahnstangenwelle mit zwei Motoren und einem Getriebekasten zeigt;
3 ein Blockdiagramm ist, welches einen Teil der inneren Konstruktion einer Steuer-/Regeleinheit gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
4 eine elektrische Funktionsblockdarstellung ist, welche die innere Konstruktion eines in 3 gezeigten Motor-Steuer-/Regelabschnitts zeigt;
5 ein Flussdiagramm ist, welches ein Motoransteuerungsverfahren eines ersten Beispiels ist, das die erste bevorzugte Ausführungsform betrifft;
6 ein Flussdiagramm ist, welches ein Motoransteuerungsverfahren eines zweiten Beispiels zeigt, das die erste bevorzugte Ausführungsform betrifft;
7 ein Flussdiagramm ist, welches ein Motoransteuerungsverfahren eines dritten Beispiels zeigt, das die erste bevorzugte Ausführungsform betrifft;
8 ein Flussdiagramm ist, welches ein Motoransteuerungsverfahren eines vierten Beispiels zeigt, das die erste bevorzugte Ausführungsform betrifft;
9 ein Flussdiagramm ist, welches ein Motoransteuerungsverfahren eines fünften Beispiels zeigt, das die erste bevorzugte Ausführungsform betrifft;
10 eine vergrößerte Schnittansicht auf der Linie 18-18 in 1 ist, die die innere Konstruktion eines ersten Getriebekastens zeigt;
11 eine Schnittansicht auf der Linie 19-19 in 18 ist;
12 eine Ansicht ist, welche eine Beziehung der beiden Zahnstangen-Mechanismen an einer Zahnstangenwelle zeigt;
13A–13C Ansichten sind, welche Änderungen der Motordrehmomentschwankungen zeigen, die durch die in 12 gezeigten beiden Zahnstangen-Mechanismen erzeugt werden, wobei 13A und 13B Drehmomentschwankungen der beiden Motoren zeigen und 13C eine Drehmomentfluktuation zeigt, die durch Kombinieren der Drehmomentschwankungen der beiden Motoren erhalten wird; und
14 eine Ansicht ist, welche die Beziehung der Belastungen auf die Motoren und auf einen Fahrer in einer elektrischen Servolenkvorrichtung des betreffenden Fachgebiets zeigt.
Unter Bezugnahme auf 1 und 2 ist eine elektrische Servolenkvorrichtung 10 in einem Personenkraftfahrzeug oder einem großen Personenkraftfahrzeug angebracht. Die elektrische Servolenkvorrichtung 10 ist dafür konstruiert, ein Unterstützungs-Lenkdrehmoment an eine mit einem Lenkrad 11 verbundene Lenkwelle 12 anzulegen. Das obere Ende der Lenkwelle 12 ist mit dem Lenkrad 11 verbunden und ein erstes Ritzel (oder Ritzelrad) 13a ist am unteren Ende angebracht.
Der Teil des unteren Endes der Lenkwelle 12, an welchem das erste Ritzel 13a angebracht ist, wird hier die erste Ritzelwelle 12a genannt. In der Praxis werden die obere Seite der Lenkwelle 12 und die erste Ritzelwelle 12a an der unteren Seite durch ein in der Figur nicht gezeigtes Universalgelenk verbunden.
Eine Zahnstangenwelle 14 weist zwei Zahnstangen auf, eine erste Zahnstange 14a und eine zweite Zahnstange 14b, die in Längsrichtung der Welle im Abstand voneinander ausgebildet sind.
Das erste Ritzel 13a und die erste Zahnstange 14a bilden einen ersten Zahnstangen-Mechanismus 15A.
Der erste Zahnstangen-Mechanismus 15A, ein erster Kraftübertragungsmechanismus 18A und ein Lenkdrehmoment-Erfassungsabschnitt 20 sind in einem ersten Getriebekasten 24A untergebracht. Das Äußere des ersten Getriebekastens 24A ist in 2 gezeigt.
Die Zahnstangenwelle 14 weist an ihren Enden Zugstangen 16, 16 auf. Vorderräder 17, 17, welche als lenkende Straßenräder des Fahrzeugs dienen, sind an den äußeren Enden der Zugstangen 16, 16 angebracht.
Die elektrische Servolenkvorrichtung 10 dieser bevorzugten Ausführungsform weist zwei Motoren auf, einen ersten Motor 19A und einen zweiten Motor 19B. Der erste Motor 19A ist mittels des ersten Kraftübertragungsmechanismus 18A mit der ersten Ritzelwelle 12a verbunden. Der zweite Motor 19B ist mittels eines zweiten Kraftübertragungsmechanismus 18B mit einer zweiten Ritzelwelle 12b verbunden. Dieser erste und zweite Motor 19A, 19B werden jeweils unabhängig betätigt, wobei Konstruktionsdetails (Ausgabeleistung usw.), geeignete Startzeiten und Betätigungsdetails unabhängig für jeden bestimmt werden, wie später näher diskutiert wird, und sie geben Drehkräfte (Drehmomente) für die Ergänzung eines Lenkdrehmoments aus und diese Drehkräfte werden mittels des ersten und des zweiten Kraftübertragungsmechanismus 18A, 18B auf die erste und die zweite Ritzelwelle 12a, 12b ausgeübt.
Der Lenkdrehmoment-Erfassungsabschnitt 20 ist an der Lenkwelle 12 bereitgestellt. Wenn ein durch den das Lenkrad 11 drehenden Fahrer erzeugtes Lenkdrehmoment auf die Lenkwelle 12 ausgeübt wird, so erfasst dieser Lenkdrehmoment-Erfassungsabschnitt 20 das auf die Lenkwelle 12 wirkende Lenkdrehmoment.
Das Bezugszeichen 21 bezeichnet einen Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungsabschnitt zum Erfassen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Eine Steuer-/Regeleinheit ECU) 22 ist aus einem einen Mikrocomputer verwendenden Computersystem aufgebaut.
Die Steuer-/Regeleinheit 22 empfängt ein Lenkdrehmomentsignal T, das von dem Lenkdrehmoment-Erfassungsabschnitt 20 ausgegeben wird, und ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V, welches von dem Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungsabschnitt 21 ausgegeben wird, und gibt auf Grundlage einer das Lenkdrehmoment betreffenden Information und einer die Fahrzeuggeschwindigkeit betreffenden Information Ansteuerungs-Steuer-/Regelsignale SG1A, SG1B zum Steuern/Regeln der Betätigung des ersten und des zweiten Motors 19A, 19B aus. Der erste und der zweite Motor 19A, 19B weisen einen ersten und einen zweiten Motorwinkel-Erfassungsabschnitt 23A, 23B auf. Die die Winkelpositionen (elektrische Winkel) des ersten und des zweiten Motorwinkel-Erfassungsabschnitts 23A, 23B betreffenden Signale SG2A, SG2B werden der Steuer-/Regeleinheit 22 eingegeben.
Der erste Motor 19A und der zweite Motor 19B, welche in dieser bevorzugten Ausführungsform verwendet werden, weisen identische Konstruktionen und Leistungsfähigkeiten auf.
Wie in 1 und in 2 gezeigt ist, ist in einem zweiten Getriebekasten 24B die an der Zahnstangenwelle 14 ausgebildete zweite Zahnstange 14b, ein mit dieser zweiten Zahnstange 14b kämmendes zweites Ritzel 13b, die zweite Ritzelwelle 12b, welche drehbar gelagert ist und an welcher das zweite Ritzel 13b angebracht ist, sowie der zweite Kraftübertragungsmechanismus 18B untergebracht. Die Ausgangswelle des zweiten Motors 19B weist eine Übertragungswelle (Schneckenwelle) auf. Diese Übertragungswelle weist eine Schnecke auf. Ein mit dieser Schnecke kämmendes Schneckenrad ist an der zweiten Ritzelwelle 12b befestigt. Somit weist der zweite Getriebekasten 24B im Grunde die gleiche Konstruktion auf wie der erste Getriebekasten 24A.
Wenn der zweite Motor 19B angetrieben wird, so wird Antriebskraft durch die Ausgangswelle, die Schnecke, das Schneckenrad, die zweite Ritzelwelle 12b, das zweite Ritzel 13b und die zweite Zahnstange 14b auf die Zahnstangenwelle 14 übertragen.
Wie oben beschrieben wurde, weist die elektrische Servolenkvorrichtung 10 dieser bevorzugten Ausführungsform einen Lenkdrehmoment-Erfassungsabschnitt 20, einen Fahrzeuggeschwindigkeit-Erfassungsabschnitt 21, eine Steuer-/Regeleinheit 22, zwei Motoren 19A, 19B und zwei Kraftübertragungsmechanismen 18A, 18B auf.
Wenn in dieser Konstruktion der Fahrer das Lenkrad 11 dreht, um das Fahrzeug während des Fahrens zu lenken, so wird eine Drehkraft auf Grundlage des auf die Lenkwelle 12 ausgeübten Lenkdrehmoments durch die erste Ritzelwelle 12a an der Unterseite der Lenkwelle 12 und den ersten Zahnstangen-Mechanismus 15A in eine Linearbewegung in axialer Richtung der Zahnstangenwelle 14 umgewandelt und verändert dann durch die Zugstangen 16, 16 die Fahrtrichtung der Vorderräder 17, 17.
Zu diesem Zeitpunkt wandelt gleichzeitig der an der Lenkwelle 12 bereitgestellte Lenkdrehmoment-Erfassungsabschnitt 20 ein Lenkdrehmoment, welches der Lenkkraft entspricht, die durch den Fahrer auf das Lenkrad 11 ausgeübt wird, in ein elektrisches Lenkdrehmomentsignal T um und gibt dieses Lenkdrehmomentsignal T an die Steuer-/Regeleinheit 22 aus. Der Fahrzeuggeschwindigkeits-Erfassungsabschnitt 21 erfasst die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und wandelt diese in ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V um und gibt dieses Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V an die Steuer-/Regeleinheit 22 aus. Die Steuer-/Regeleinheit 22 erzeugt Motorströme zum Ansteuern der beiden Motoren 19A, 19B auf Grundlage des Lenkdrehmomentsignals T und des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals V. Der durch diese Motorströme angetriebene erste und zweite Motor 19A, 19B übt mittels des ersten und des zweiten Kraftübertragungsmechanismus 18A, 18B Unterstützungsdrehmomente auf die Zahnstangenwelle 14 aus. Wie oben beschrieben, wird dadurch, dass die beiden Motoren 19A, 19B auf Grundlage eines vorbestimmten Motoransteuerungsverfahrens betätigt werden, die auf das Lenkrad 11 durch den Fahrer ausgeübte Lenkkraft reduziert.
Wie in 3 gezeigt ist, weist die Steuer-/Regeleinheit 22 einen ersten Motor-Steuer-/Regelabschnitt 30A und einen parallel vorgesehenen zweiten Motor-Steuer-/Regelabschnitt 30B zur Antriebs-Steuerung/Regelung des ersten Motors 19A und des zweiten Motors 19B auf Grundlage der von dem Lenkdrehmoment-Erfassungsabschnitt 20 ausgegebenen Lenkdrehmomentinformation auf. Die Steuer-/Regeleinheit 22 weist außerdem einen Motoransteuerungsanweisungs-Steuer-/Regelabschnitt 33 zum Steuern/Regeln der Ansteuerungsanweisung der beiden Ansteuerungsmotoren 19A, 19B sowie eine Speichereinrichtung 34 auf, welche ein Programm zum Ausführen dieser Ansteuerungsabfolge der beiden Motoren speichert.
Der Motoransteuerungsanweisungs-Steuer-/Regelabschnitt 33 ist ein Steuer-/Regelabschnitt höherer Stufe als der erste und der zweite erste Motor-Steuer-/Regelabschnitt 30A, 30B und ist um eine CPU herum konstruiert.
Der erste Motor-Steuer-/Regelabschnitt 30A und der zweite Motor-Steuer-/Regelabschnitt 30B weisen im Wesentlichen die gleiche Konstruktion und Funktion auf und weisen jeweils Soll-Strombestimmungsabschnitte 31A, 31B sowie Steuer-/Regelabschnitte 32A, 32B auf. Die Soll-Strombestimmungsabschnitte 31A, 31B bestimmen Soll-Unterstützungsdrehmomente hauptsächlich auf Grundlage des Lenkdrehmomentsignals T und geben Signale (Soll-Stromsignale) IT aus, welche Soll-Stromwerte betreffen, die zum Zuführen dieser Soll-Unterstützungsdrehmomente von dem ersten und dem zweiten Motor 19A, 19B notwendig sind. Die T-IT-Umwandlungscharakteristik, welche in 3 gezeigt ist, ist ein Beispiel.
Als Nächstes wird auf Grundlage von 4 ein spezielles Beispiel des Steuer-/Regelabschnitts 32A in dem ersten Motor-Steuer-/Regelabschnitt 30A beschrieben. Da hier der zweite Motor-Steuer-/Regelabschnitt 30B gleich dem ersten Motor-Steuer-/Regelabschnitt 30A ist, wird auf eine Beschreibung des Steuer-/Regelabschnitts 32B verzichtet.
Wie in 4 gezeigt ist, ist der Steuer-/Regelabschnitt 32A aus einem Difterenzoperatorabschnitt 41, einem Motoransteuerungs-Steuer-/Regelabschnitt 42, einem Motoransteuerungsabschnitt 43 und einem Stromwert-Erfassungsabschnitt 44 gebildet.
Der Motoransteuerungs-Steuer-/Regelabschnitt 42 ist aus einem Differenzstrom-Steuer-/Regelabschnitt 45 und einem PWM-Signalerzeugungsabschnitt 46 gebildet.
Der Differenzstrom-Steuer-/Regelabschnitt 45 erzeugt ein Antriebsstromsignal zum Steuern/Regeln des Motorstroms auf Grundlage des Stromsignals von dem Difterenzoperatorabschnitt 41 und gibt dieses Antriebsstromsignal aus.
Der PWM-Signalerzeugungsabschnitt 46 erzeugt ein PWM (Impulsbreitenmodulation)-Signal zur PWM-Ansteuerung des ersten Motors 19A auf Grundlage des Antriebsstromsignals von dem Differenzstrom-Steuer-/Regelabschnitt 45.
Der Motoransteuerungsabschnitt 43 ist aus einem Gateansteuerungsschaltungsabschnitt 47 und einer Motoransteuerungsschaltung (einer mit vier FETs ausgebildeten Brückenschaltung vom H-Typ) 48 aufgebaut. Der Gateansteuerungsschaltungsabschnitt 47 schaltet die Motoransteuerungsschaltung 48 auf Grundlage des Ansteuerungs-Steuer-/Regelsignals (PWM-Signal).
Auf diese Weise PWM-steuert/regelt der in 3 gezeigte erste Motor-Steuer-/Regelabschnitt 30A den von einer Batterieenergiequelle 49 dem ersten Motor 19A zugeführten Motorstrom auf Grundlage des Lenkdrehmoments T, das durch den Lenkdrehmoment-Erfassungsabschnitt 20 erfasst wurde, und steuert/regelt die durch den ersten Motor 19A ausgegebene Leistung (das Unterstützungslenkdrehmoment).
Die folgende Steuerung/Regelung wird im Zusammenhang mit der Anweisung der Betätigung der beiden Motoren 19A, 19B ausgeführt, die durch die diese Konstruktion aufweisende Steuer-/Regeleinheit 22 gesteuert/geregelt werden. Diese Betätigungsanweisungs-Steuerung/Regelung wird durch den Motoransteuerungsanweisungs-Steuer-/Regelabschnitt 33 ausgeführt, welcher der in 3 gezeigte Steuer-/Regelabschnitt hoher Stufe ist.
Zuerst wird ein Motoransteuerungsverfahren eines ersten Beispiels, betreffend die erste bevorzugte Ausführungsform, unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. Dieses Motoransteuerungsverfahren wird in dem Bereich eingesetzt, in welchem die Unterstützungsdruckkraft der elektrischen Servolenkvorrichtung 10 klein ist (Beginn des Lenkens; Niedrigdrehmomentbereich), wenn das Lenkrad 11 beginnt, sich zu drehen. In diesem Motoransteuerungsverfahren wird beim Start des Lenkens eine Lenkkraftergänzung mit nur einem der beiden Motoren 19A, 19B ausgeführt. Auch sind bei dem Motoransteuerungsverfahren dieses ersten Beispiels die Auslegungen und Ausgabeleistungen der beiden Motoren 19A, 19B gleich.
Wenn in 5 der Fahrer das in 1 gezeigte Lenkrad 11 betätigt, um eine Drehung zu beginnen oder es zurückkehren zu lassen, so wird ein Signal, welches das Lenkdrehmoment dieses Lenkzustands betrifft und durch den Lenkdrehmoment-Erfassungsabschnitt 20 erfasst wird, der Steuer-/Regeleinheit 22 eingegeben. In der Steuer-/Regeleinheit 22 wird das Erfassungssignal von dem Lenkdrehmoment-Erfassungsabschnitt 20 eingegeben (Schritt S11) und es wird bestimmt, ob eine Ausübung eines Lenkdrehmoments oder eine Umkehr des Lenkdrehmoments entsprechend diesem Lenkzustand aufgetreten ist oder nicht (Schritt S12). Wenn die Bestimmung in Schritt S12 NEIN lautet, so werden die Schritte S11, S12 wiederholt. Wenn die Bestimmung in Schritt S12 JA lautet, so wird der folgende Schritt S13 ausgeführt.
In Schritt S13 wird einer der beiden Motoren 19A, 19B (z.B. der erste Motor 19A) gestartet und eine Unterstützungsdruckkraft wird ausgegeben.
In Schritt S14 wird der Betrieb des ersten Motors 19A fortgesetzt, bis bestimmt wird, dass die Unterstützungsdruckkraft von dem Motor 19A ihr Nenndrehmoment erreicht hat. Als Signal für die Bestimmung, ob das Nenndrehmoment erreicht worden ist oder nicht, kann das oben erwähnte Lenkdrehmomentsignal T verwendet werden oder es kann alternativ ein von dem ersten Motor 19A detektierbares Drehmomentsignal verwendet werden. Die Schritte S13 und S14 werden wiederholt, bis das Nenndrehmoment erreicht ist. Wenn in Schritt S14 bestimmt wird, dass die Unterstützungsdruckkraft von dem ersten Motor 19A das Nenndrehmoment erreicht hat, so schreitet der Ablauf weiter zu Schritt S15.
In Schritt S15 wird von den beiden Motoren 19A, 19B die Betätigung desjenigen Motors, der bereits betätigt wird, fortgesetzt und der andere Motor (in diesem Fall der zweite Motor 19B) wird gestartet und eine Unterstützungsdruckkraft wird von diesem ausgegeben. Wenn Schritt S15 ausgeführt wird, so werden dementsprechend die von den beiden Motoren 19A, 19B ausgegebenen Unterstützungsdruckkräfte auf das Lenksystem ausgeübt.
Da bei diesem ersten Motoransteuerungsverfahren in dem Niedrigdrehmomentbereich nur einer der beiden Motoren 19A, 19B betätigt wird, um eine Lenkkraftergänzung bereitzustellen, tritt eine Drehmomentfluktuation einer Differenz der Steuer-/Regelstartzeit, die daraus resultiert, dass die beiden Motoren zur selben Zeit gestartet werden, nicht auf und beim Start der Lenkung oder bei der Rückkehr kann eine problemlose Unterstützung erreicht werden. Nachdem das Nenndrehmoment erreicht worden ist, werden die beiden Motoren 19A, 19B außerdem gleichzeitig betätigt, um eine große Unterstützungsdruckkraft auszugeben.
Da ferner die Startzeiten der beiden Motoren 19A, 19B nach Maßgabe der benötigten Unterstützungsdruckkraft versetzt sind, kann ein Abfall der Ausgabe, der durch eine Drehmomentinterferenz verursacht wird, wenn die Schwankung zwischen den beiden Motoren groß ist, verhindert werden und es kann eine Steuerung/Regelung ausgeführt werden, welche hinsichtlich der Ausgabe stabil ist. Insbesondere kann bei niedrigen Unterstützungsdruckkräften, wie etwa beim Start des Lenkens oder beim Zurückdrehen während der Fahrt, wenn Drehmomentschwankungen leicht gefühlt werden können, eine Steuerung/Regelung mit geringer Drehmomentschwankung ausgeführt werden.
Wenngleich in dem Motoransteuerungsverfahren des oben beschriebenen ersten Beispiels in Schritt S14 bestimmt wurde, ob ein Nenndrehmoment erreicht worden ist oder nicht, so ist es anstelle der Bestimmung auf Grundlage des Drehmoments möglich, alternativ einen Schritt des Bestimmens dahingehend bereitzustellen, ob eine Nennauslastung/Nenneinschaltdauer erreicht worden ist. Mit diesem Verfahren kann die Bestimmung unter Bezugnahme auf den Auslastungszustand/Einschaltdauerzustand des oben erwähnten PWM-Signals durchgeführt werden, welches den dem Motor zugeführten Motorstrom bestimmt. In dieser Weise kann der vorgeschriebene Wert in Schritt S14 geändert werden.
Als Nächstes wird ein Motoransteuerungsverfahren eines zweiten Beispiels auf Grundlage von 6 beschrieben. In diesem Motoransteuerungsverfahren werden die beiden Motoren 19A, 19B abwechselnd als beim Start des Lenkens verwendeter Motor verwendet, wenn begonnen wird, das Lenkrad 11 zu drehen. Auf diese Weise kann die Häufigkeit des Betriebs der beiden Motoren 19A, 19B angeglichen werden. In dem Motoransteuerungsverfahren dieses zweiten Beispiels sind die Nennwerte und die Ausgabecharakteristiken der beiden Motoren 19A, 19B dieselben.
Die Steuer-/Regelprozedur der in 6 gezeigten Motoransteuerung ist aus der Sicht des Motoransteuerungsverfahrens in seiner Gesamtheit zwischen den in 5 gezeigten Schritten S12 und S14 eingefügt. Wenn ein vorbestimmter Lenkdrehmomentzustand erfasst wird (Schritt S12) und einer der beiden Motoren 19A, 19B gestartet werden soll, so werden die in 6 gezeigten Schritte S21 bis S25 ausgeführt, um zu bestimmen, welcher der Motoren in dem in 5 gezeigten Schritt S13 zuerst gestartet werden soll.
Bei diesem zweiten Beispiel eines Motoransteuerungsverfahrens wird in Schritt S21 unter der Voraussetzung, dass eine Unterstützungsdruckkraft erzeugt werden soll, eine Lenkanfangsverarbeitung ausgeführt. Anschließend wird ein Startmotor-Betriebsverlaufsflag überprüft (Schritt S22). Hier wird der Zustand eines Betriebsverlaufsflags der beiden Motoren 19A, 19B überprüft.
In dem folgenden Schritt S23 wird der Motor, welcher beim vorhergehenden Mal nicht verwendet wurde, ausgewählt und ein Einleiten des Lenkens dieses Motors wird ausgeführt. Im Ergebnis wird der in 5 gezeigte Schritt S13 implementiert. Die folgenden Schritte S24, S25 sind Nachverarbeitungsschritte. Das heißt, dass unter der Bedingung, dass das Lenken beendet wurde (Schritt S24), das Verlaufsflag aktualisiert wird (Schritt S25), welches den Motor betrifft, der beim Start der Lenkung als erstes gestartet wurde.
Bei dem Motoransteuerungsverfahren dieses zweiten Beispiels werden als beim Start der Lenkung gestarteter Motor die beiden Motoren 19A, 19B abwechselnd verwendet und die Häufigkeiten des Betriebs der beiden Motoren werden somit angeglichen. Im Ergebnis können gleiche Belastungen auf die beiden Motoren 19A, 19B ausgeübt werden und die Steuer-/Regel-/Ansteuerungsabschnitte der Motoren sowie deren Lebensdauern können angeglichen werden.
Unter Bezugnahme auf ein in 7 gezeigtes Flussdiagramm wird nun ein Motoransteuerungsverfahren eines dritten Beispiels beschrieben. Dieses Motoransteuerungsverfahren ist eine Variation der Motoransteuerungsverfahren des ersten und des zweiten Beispiels. In diesem Motoransteuerungsverfahren ist in Bezug auf den Motor, der beim Start des Lenkens verwendet wird, wenn das Lenkrad 11 anfängt, sich zu drehen, einer der beiden Motoren 19A, 19B nur zur Verwendung bei Rechtslenkung zugeordnet und der andere ist nur zur Verwendung bei Linkslenkung zugeordnet. Da eine Rechtslenkung und eine Linkslenkung während der Fahrt im Wesentlichen zu gleichen Anteilen auftreten, können dadurch die Häufigkeiten des Betriebs der beiden Motoren 19A, 19B angeglichen werden. Bei diesem dritten Beispiel eines Motoransteuerungsverfahrens sind die Nenn- und Ausgangscharakteristiken der beiden Motoren 19A, 19B gleich. Im Steuer-/Regelverfahren der 7 sind die Schritte, die gleich den in 6 gezeigten Schritten sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
In dem in 7 gezeigten Flussdiagramm folgt nach dem Schritt S21 der Einleitung des Lenkens ein Lenkrichtungsunterscheidungsschritt S31. Wenn in Schritt S31 bestimmt wird, dass die Lenkrichtung die Links-Richtung ist, so werden die drei Schritte S32, S33, S34 ausgeführt. Diese Schritte S32 bis S34 sind im Wesentlichen jeweils gleich den in 4 gezeigten Schritten S13 bis S14. Wenn in Schritt S31 die Lenkrichtung als die Rechts-Richtung bestimmt wird, so werden die drei Schritte S35, S36, S37 ausgeführt. Diese Schritte S35 bis S37 sind im Wesentlichen jeweils gleich den in 5 gezeigten Schritten S13 bis S15. Schließlich wird die Lenkbeendigungsverarbeitung S25 ausgeführt.
In dem bei diesem dritten Beispiel eines Motoransteuerungsverfahrens die beiden Motoren 19A, 19B entweder einer Verwendung zur Rechtslenkung oder einer Verwendung zur Linkslenkung zugeordnet und jeweils beim Starten des Lenkens dementsprechend verwendet werden, können die Häufigkeiten des Betriebs der beiden Motoren angeglichen werden und ihre Lebensdauern können angeglichen werden.
Auf Grundlage des in 8 gezeigten Flussdiagramms wird nun ein Motoransteuerungsverfahren eines vierten Beispiels beschrieben. Dieses Motoransteuerungsverfahren ist eine Variation des Motoransteuerungsverfahrens des ersten Beispiels. In diesem Motoransteuerungsverfahren sind die beiden Motoren 19A, 19B als Hauptmotor und als Nebenmotor ausgelegt und es ist festgelegt, dass der beim Start des Lenkens verwendete Motor stets der Hauptmotor sein wird. Die Nenn- und Ausgabecharakteristiken der beiden Motoren können gleich sein oder können unterschiedlich sein. In dem in 8 gezeigten Flussdiagramm sind diejenigen Schritte, die im Wesentlichen gleich den in 5 gezeigten Schritten sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Wenn in 8 der Fahrer beginnt, das Lenkrad 11 zu drehen oder zurückzudrehen, so wird in der Steuer-/Regeleinheit 22 das Erfassungssignal von dem Lenkdrehmoment-Erfassungsabschnitt 20 eingegeben (Schritt S11) und es wird bestimmt, ob eine Ausübung eines Lenkdrehmoments oder eine Umkehr des Lenkdrehmoments entsprechend diesem Lenkzustand aufgetreten ist oder nicht (Schritt S12). Wenn in Schritt S12 die Bestimmung NEIN lautet, so werden die Schritte S11, S12 wiederholt. Wenn in Schritt S12 die Bestimmung JA lautet, so wird Schritt S41 ausgeführt.
In Schritt S41 wird der Hauptmotor – je nachdem, welcher der beiden Motoren 19A, 19B dies ist – gestartet und eine Unterstützungsdruckkraft wird ausgegeben. Im nächsten Schritt, Schritt S42, wird die Betätigung des Hauptmotors fortgesetzt, bis bestimmt wird, dass die Unterstützungsdruckkraft von dem Hauptmotor einen vorbestimmten Wert (vorbestimmtes Drehmoment oder vorbestimmte Auslastung/Einschaltdauer) erreicht hat. Das bedeutet, die Schritte S41 und S42 werden fortgesetzt.
Wenn in Schritt S42 bestimmt wird, dass das Unterstützungsdrehmoment von dem Hauptmotor den vorbestimmten Wert erreicht hat, so schreitet die Verarbeitung weiter zu Schritt S43.
Während die Betätigung des Hauptmotors fortgesetzt wird, wird in Schritt S43 der verbleibende der beiden Motoren 19A, 19B, d.h. der Nebenmotor, gestartet und gibt eine Unterstützungsdruckkraft aus. Wenn Schritt S43 ausgeführt wird, werden demnach Unterstützungsdruckkräfte durch die beiden Motoren 19A, 19B auf das Lenksystem ausgeübt.
Da bei dem oben beschriebenen vierten Beispiel eines Motoransteuerungsverfahrens in dem Niedrigdrehmomentbereich eine Lenkkraftergänzung nur unter Betätigung des Hauptmotors ausgeführt wird, tritt eine Drehmomentschwankung einer Differenz der Steuer-/Regelstartzeit, die daraus resultiert, dass die beiden Motoren zur selben Zeit gestartet werden, nicht auf und eine problemlose Lenkkraftergänzung kann beim Start der Lenkung erreicht werden.
Da ferner die Startzeit der beiden Motoren 19A, 19B entsprechend der benötigten Unterstützungsdruckkraft versetzt ist, kann ein Abfall der Ausgabe, der durch eine Drehmomentinterferenz verursacht wird, wenn die Abweichung zwischen den beiden Motoren groß ist, vermieden werden und es kann eine Steuerung/Regelung ausgeführt werden, welche im Hinblick auf die Ausgabe stabil ist. Insbesondere kann bei niedrigen Unterstützungsdruckkräften, wie etwa beim Beginn des Lenkens oder bei Zurücklenken während der Fahrt, wenn Drehmomentschwankungen leicht spürbar sind, eine Steuerung/Regelung mit wenig Drehmomentschwankung ausgeführt werden.
Indem ferner bei diesem vierten Beispiel eines Motoransteuerungsverfahrens ein Hauptmotor der beiden Motoren beim Start des Lenkens verwendet wird, kann die Gesamtanzahl, wie oft die beiden Motoren angesteuert werden, unterschiedlich vorgesehen werden und eine Differenz in den Lebensdauern der Motoren kann vorgesehen werden. Daher wird die Wahrscheinlichkeit, dass beide Motoren zur selben Zeit ausfallen, reduziert. Ferner kann dann, wenn einer der Motoren ausfällt, durch Überwachen des Werts der Unterstützungsdruckkraft ermittelt werden, welcher der Motoren ausgefallen ist. Wenn beispielsweise kein Drehmoment beim Start des Lenkens erhalten wird, so kann geschlossen werden, dass der Hauptmotor ausgefallen ist, und wenn kein Drehmoment gehalten wird, wenn ein Unterstützungsdrehmoment notwendig ist, so kann geschlossen werden, dass der Nebenmotor ausgefallen ist.
Da es möglich ist, die beiden Motoren 19A, 19B als Hauptmotor und als Nebenmotor einzurichten und die Nenn- und Ausgabecharakteristiken der Motoren in ihrer Größe zu unterscheiden, ist es möglich, eine optimale Steuerung/Regelung sowohl dann, wenn ein Drehmoment notwendig ist, als auch dann, wenn eine Ansprechbarkeit notwendig ist, zu realisieren. Wenn z.B. ein Motor mit großer Ausgangsleistung beim Start des Lenkens verwendet wird und ein kleinerer Motor anschließend betrieben wird, so liegt bereits ein hinreichendes Drehmoment vor und im Ergebnis kann der Relativwert der Drehmomentfluktuation beim Start des zweiten Motors verringert werden und gutes Lenkgefühl kann erreicht werden.
Unter Bezugnahme auf das in 9 gezeigte Flussdiagramm wird nun ein Motoransteuerungsverfahren eines fünften Beispiels beschrieben. Dieses Motoransteuerungsverfahren zeigt ein Beispiel eines Steuer-/Regelverfahrens für den Fall, wenn einer der Motoren ausgefallen ist. In diesem Fall können die Nenn- und Ausgabecharakteristiken der beiden Motoren 19A, 19B gleich sein oder können unterschiedlich sein.
Die in 9 gezeigten Schritte S51 bis S56 entsprechen der Verarbeitung für den Fall, dass einer der Motoren beim Start des Lenkens gestartet wird. Wenn das Lenkrad 11 betätigt wird und die Lenkkraftergänzung durch die elektrische Servolenkvorrichtung 10 ausgeführt wird, so wird als erstes, bei Beginn des Lenkens, einer der beiden Motoren gestartet und versucht, das Lenken zu starten (Schritt S51). Dabei wird die Ausgangsauslastung des Motors, welcher gestartet wurde, bestimmt (Schritt S52).
Wenn in Schritt S52 die Ausgangsauslastung dieses Motors unterhalb eines vorbestimmten Werts liegt, so wird der Betätigungszustand dieses Motors ohne Änderung fortgesetzt. Anschließend wird, wie unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm der 5 erläutert wurde, bestimmt, ob ein vorbestimmtes Drehmoment erreicht worden ist oder nicht (Schritt S14) und die Verarbeitung zum Starten des anderen Motors (Schritt S15) wird ausgeführt. Wenn in Schritt S52 die Ausgangsauslastung des ersten Motors größer ist als der vorbestimmte Wert, so wird der Wert des Motorstroms bestimmt (Schritt S53).
Wenn in Schritt S53 der Wert des Motorstroms über einem vorbestimmten Wert liegt, so wird der Betätigungszustand dieses ersten Motors ohne Änderung fortgesetzt, da die benötigte Motorausgabe erreicht ist. Wie auf Grundlage des in 5 gezeigten Flussdiagramms erläutert wurde, wird anschließend bestimmt, ob ein vorbestimmtes Drehmoment erreicht worden ist oder nicht (Schritt S14) und eine Verarbeitung zum Starten des anderen Motors wird ausgeführt (Schritt S15).
Wenn in Schritt S53 der Wert des Motorstroms kleiner als der vorbestimmte Wert ist, so wird bestimmt, dass der erste Motor ausgefallen ist (Schritt S54) und die Betätigung dieses Motors wird gestoppt (Schritt S55). Anschließend wird der andere der beiden Motoren betätigt und die Lenkung wird mit diesem Motor gestartet (Schritt S56). In diesem Fall wird eine Lenkkraftergänzung nur mit diesem zweiten Motor ausgeführt.
Wenn bei diesem fünften Beispiel eines Motoransteuerungsverfahrens einer der beiden Motoren 19A, 19B ausgefallen ist, so wird die Steuerung/Regelung nur mit dem verbleibenden Motor ausgeführt. Verglichen mit einer Konstruktion, in welcher zwei Motoren simultan betätigt werden, ist eine Fehlererfassung einfacher und eine Fehlererfassung kann in kurzer Zeit ausgeführt werden.
In den Motoransteuerungsverfahren einer elektrischen Servolenkvorrichtung mit zwei Motoren, welche oben beschrieben wurden, kann eine Steuerung/Regelung erreicht werden, welche nicht unter einem Einfluss einer Umkehrzeitsteuerung der beiden Motoren leitet, da eine Lenkkraftergänzungs-Steuerung/Regelung nur mit einem Motor ausgeführt wird.
In der obigen ersten bevorzugten Ausführungsform wurden Beispiele für Motoransteuerungsverfahren für eine elektrische Servolenkvorrichtung beschrieben; ein Motoransteuerungsverfahren für zwei in einem Lenksystem bereitgestellte Motoren gemäß der Erfindung kann jedoch auf andere Lenkvorrichtungen angewendet werden, wie etwa auf Steer-by-wire-Systeme.
Da, wie oben beschrieben, bei der ersten bevorzugten Ausführungsform in dem Niedrigdrehmomentbereich eine Lenkkraft mit lediglich einem der beiden in einem Lenksystem bereitgestellten Motoren ausgegeben wird, wird eine Drehmomentschwankung, die aus einer Differenz der Steuer-/Regel-Startzeit resultiert, verhindert und eine problemlose Steuerung/Regelung kann ausgeführt werden. Da ferner die Steuerung/Regelung mit lediglich einem Motor gestartet wird, können Einflüsse der Umkehrzeitsteuerung der beiden Motoren bei der Rückkehr vermieden werden.
Da ferner bei dieser bevorzugten Ausführungsform als zuerst gestarteter Motor die beiden Motoren abwechselnd verwendet werden können, können die Verwendungshäufigkeiten der beiden Motoren bei gleichen Werten gehalten werden und ihre Lebensdauern können bei gleichen Werten gehalten werden.
Da ferner bei dieser bevorzugten Ausführungsform der erste Motor, welcher zuerst gestartet werden soll, stets der gleiche ist, können die Verwendungshäufigkeiten der beiden Motoren unterschiedlich sein und die Lebensdauern der beiden Motoren können unterschiedlich sein. Somit können Störungen der beiden Motoren zum selben Zeitpunkt vermieden werden.
Da ferner bei dieser bevorzugten Ausführungsform zwei Motoren vorgesehen sind und ihre Startzeiten unterschiedlich eingestellt sind, ist eine Fehlererfassung der Motoren einfach und kann schnell durchgeführt werden.
Da ferner bei dieser bevorzugten Ausführungsform die Größen der beiden vorgesehenen Motoren unterschiedlich eingerichtet sein können, ist es möglich, eine optimale Steuerung/Regelung zu bewirken, die an verschiedene Steuer-/Regelaufgaben angepasst werden kann, wie etwa für den Fall, dass ein Drehmoment notwendig ist, und für den Fall, dass Ansprechbarkeit notwendig ist.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 10 und 11 ein spezifisches Beispiel des inneren Aufbaus des Getriebekastens 24A und des Kraftübertragungsmechanismus 18A beschrieben. 10 ist eine Schnittansicht entlang Linie 18-18 in 1 und zeigt die Beziehung zwischen dem ersten Motor 19A, der Ritzelwelle 12a und der Zahnstangenwelle 14. 11 ist eine Schnittansicht entlang Linie 19-19 in 10.
In 10 ist in einem den Getriebekasten 24A bildenden Gehäuse 24a die Ritzelwelle 12a drehbar durch zwei Lager 51, 52 gelagert. Innerhalb des Gehäuses 24a sind der erste Zahnstangen-Mechanismus 15A und der erste Kraftübertragungsmechanismus (Untersetzungsgetriebe) 18A untergebracht und über diesem ist der Lenkdrehmoment-Erfassungsabschnitt 20 angebracht. Eine obere Öffnung des Gehäuses 24a ist durch einen Deckel 53 verschlossen und der Deckel 53 ist mit Schrauben 54 befestigt. Das an dem unteren Ende der Ritzelwelle 12a vorgesehene Ritzel 13A ist zwischen den Lagern 51, 52 angeordnet. Die Zahnstangenwelle 14 wird durch ein Kontaktelement 57, welches durch eine Zahnstangenführung 55 geführt und durch eine Kompressionsfeder 56 beaufschlagt ist, gegen das Ritzel 13A gedrückt. Der erste Kraftübertragungsmechanismus 18A ist aus einer Schnecke 59 gebildet, die an einer Getriebewelle (Schneckenwelle) 58 befestigt ist (siehe 11), die mit der Ausgangswelle 19a des ersten Motors 19A verbunden ist, sowie einem Schneckenrad 60, das an der Ritzelwelle 12a befestigt ist.
Der Lenkdrehmoment-Erfassungsabschnitt 20 ist gebildet aus einem um die Ritzelwelle 12a herum angeordneten Lenkdrehmoment-Erfassungssensor 20a sowie einem Elektronikschaltungsabschnitt 20b zur elektrischen Verarbeitung eines von dem Lenkdrehmoment-Erfassungssensor 20a ausgegebenen Erfassungssignals. Der Lenkdrehmoment-Erfassungssensor 20a ist an dem Deckel 53 angebracht.
11 zeigt den ersten Motor 19A und den inneren Aufbau der Steuer-/Regeleinheit 22.
Der erste Motor 19A weist einen Rotor 72 auf, welcher aus an einer Drehwelle 71 befestigten Permanentmagneten und einem um den Rotor 72 herum angeordneten Stator 74 gebildet ist. Der Stator 74 weist eine befestigte Wicklung 73 auf. Die Drehwelle 71 ist drehbar durch zwei Lager 75, 76 gelagert. Ein Ende der Drehwelle 71 ist die Ausgangswelle 19a des ersten Motors 19A. Die Ausgangswelle 19a des ersten Motors 19A ist mit der Übertragungswelle 58 über einen Drehmomentbegrenzer 77 verbunden, so dass Rotationskraft übertragen wird. Die Schnecke 59 ist an der Übertragungswelle 58, wie oben erwähnt, befestigt und das Schneckenrad 60 kämmt mit dieser. Der oben erwähnte Motorwinkel-Erfassungsabschnitt (Positionserfassungsabschnitt) 23A zum Erfassen des Winkels (Rotationsstellung) des Rotors 72 des Motors 19A ist am anderen Ende der Drehwelle 71 vorgesehen.
Der Motorwinkel-Erfassungsabschnitt 23A ist gebildet aus einem Rotor 23a, der an der Drehwelle 71 befestigt ist, und einer Erfassungseinrichtung 23b, welche eine Magnetwirkung zum Erfassen des Winkels dieses Rotors 23a verwendet. Beispielsweise wird als Motorwinkel-Erfassungsabschnitt 23A ein Drehmelder verwendet. Ein Drei-Phasen-Wechselspannungsmotorstrom wird der befestigten Wicklung 73 des Stators 74 zugeführt. Die einzelnen Elemente des ersten Motors 19A sind in einem Motorgehäuse 78 untergebracht.
Die Steuer-/Regeleinheit 22 ist in einem Steuer-/Regelkasten 81 untergebracht, welcher an der Außenseite des Motorgehäuses 78 des ersten Motors 19A montiert ist. Die Steuer-/Regeleinheit 22 ist aus einer elektronischen Schaltung gebildet, die durch Anbringen elektronischer Schaltbauteile auf einer Schaltplatine 82 hergestellt ist. Die elektronischen Schaltbauteile umfassen einen Einchipmikrocomputer und zugehörige Peripherschaltungen, eine Vortreiberschaltung, eine FET-Brückenschaltung und eine Umrichterschaltung. Ein Motorstrom (das in 1 gezeigte Ansteuerungs-Steuer-/Regelsignal SG1A) wird von der Steuer-/Regeleinheit 22 aus der befestigten Wicklung 73 des ersten Motors 19A zugeführt. Ferner wird ein durch den Motorwinkel-Erfassungsabschnitt 23A erfasstes Winkelstellungssignal SG2A der Steuer-/Regeleinheit 22 eingegeben.
Auf Grundlage dieser mechanischen Konstruktion gibt der erste Motor 19A eine Drehkraft (Drehmoment) zum Ergänzen des Lenkdrehmoments aus und diese Drehkraft wird über den ersten Kraftübertragungsmechanismus 18A auf die Ritzelwelle 12a, d.h. die Lenkwelle 12, ausgeübt.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 2, 12 und 13 eine besondere Konstruktion einer zweiten bevorzugten Ausführungsform beschrieben. 12 zeigt die Beziehung zwischen dem ersten und dem zweiten Zahnstangen-Mechanismus 15A und 15B innerhalb des ersten und des zweiten Getriebekastens 24A, 24B an der Zahnstangenwelle 14 (in der Figur im vertikalen Schnitt und mit abgetrenntem Mittelteil gezeigt). 13A und 13B zeigen zwei Motordrehmomentschwankungscharakteristiken (a), (b) entsprechend dem ersten und dem zweiten Zahnstangen-Mechanismus 15A und 15B und 13C zeigt eine Kombination dieser Motordrehmomentschwankungscharakteristiken (c).
Wie in 2 gezeigt ist, sind die Getriebekästen 24A, 24B in axialer Richtung der Zahnstangenwelle 14 an einer linken und einer rechten Stelle angeordnet.
Der erste Getriebekasten 24A ist ein Getriebekasten, welcher mit der Ritzelwelle 12a an der Unterseite der Lenkwelle 12 verbunden ist. Der zweite Getriebekasten 24B ist ein Getriebekasten zur Eingliederung des zweiten Motors 19B in die elektrische Zweimotor-Servolenkvorrichtung 10 (1).
Der erste und der zweite Motor 19A, 19B sind mit dem ersten und dem zweiten ersten Getriebekasten 24A, 24B durch den ersten und den zweiten Kraftübertragungsmechanismus 18A, 18B verbunden. Wie in 1 gezeigt ist, werden durch die Rotationsantriebskräfte der beiden Motoren 19A, 19B Unterstützungslenkdrehmomente auf die Zahnstangenwelle 14 ausgeübt, welche an ihren Enden lenkende Fahrbahnräder aufweist (die Vorderräder 17, 17). Die Beziehung zwischen den Ritzeln und den Zahnstangen in den beiden Getriebekästen 24A, 24B an der Zahnstangenwelle 14 ist von der in 20 gezeigten Art.
In 12 sind eine erste und eine zweite Zahnstange 14a, 14b an der Zahnstangenwelle 14 an Positionen ausgebildet, welche den beiden Getriebekästen 24A, 24B entsprechen. Das erste und das zweite Ritzel 13a, 13b kämmen mit diesen beiden Zahnstangen 14a, 14b. Das erste Ritzel 13a ist das Ritzel, das an der in 1 gezeigten Ritzelwelle 12a befestigt ist. Das zweite Ritzel 13b ist das Ritzel, welches an der im Inneren des zweiten Getriebekastens 24B bereitgestellten Ritzelwelle 12b befestigt ist (siehe 1).
Wie in 12 gezeigt ist, sind in den Eingriffsbeziehungen der beiden an der Zahnstangenwelle 14 ausgebildeten Zahnstangen 14a, 14b und des ersten und zweiten Ritzels 13a, 13b, welche diesen Zahnstangen zugeordnet sind, das erste und das zweite Ritzel 13a, 13b derart montiert, dass ihre Winkelstellungen im Wesentlichen um 180° phasenversetzt sind.
Insbesondere ist in diesem Beispiel, wie in 12 gezeigt, die Positionsbeziehung derart eingestellt, dass dann, wenn ein Zahntal des ersten Ritzels 13a einer Zahnspitze der ersten Zahnstange 14a zugewandt positioniert ist, eine Zahnspitze des zweiten Ritzels 13b einem Zahntal der zweiten Zahnstange 14b zugewandt positioniert ist. Diese Eingriffsbeziehung der Getriebezähne ist ein Beispiel und, wie im Folgenden diskutiert wird, kann sie in einer beliebigen Art so eingestellt werden, dass die Motordrehmomentschwankungen, die von in dem ersten und dem zweiten Motor entstehenden Drehmomentfluktuation herrühren, gegenphasig verlaufen (versetzt um 180°), so dass sich die Drehmomentschwankungen in der Zahnstangenwelle 14 aufheben.
Wenn die Positionsbeziehungen der Zahnstangen 14a, 14b an der Zahnstangenwelle 14 und der Ritzel 13a, 13b in der oben beschriebenen Art voreingestellt werden, so treten die in 13A und 13B gezeigten Charakteristiken 91, 92 auf.
In 13A und 13B zeigt die horizontale Achse den Winkel und die vertikale Achse zeigt die Drehmomentschwankung. Wenn demnach die beiden Motoren 19A, 19B arbeiten und Kraft auf die Zahnstangenwelle 14 über die beiden Ritzel 13a, 13b und die beiden Zahnstangen 14a, 14b übertragen wird, so tritt in dem Übertragungsdrehmoment in dem ersten Getriebekasten 24A die Schwankungscharakteristik 91 auf und in dem Übertragungsdrehmoment in dem zweiten Getriebekasten 24B tritt die Schwankungscharakterstik 92 auf. Da die Positionsbeziehung des ersten und des zweiten Ritzels 13a, 13b in der oben beschriebenen Art eingestellt worden ist, sind in der Wellenform der Schwankungscharakteristik 91 und der Wellenform der Schwankungscharakteristik 92 die Phasen vollständig entgegengesetzt. Wie in 13C gezeigt ist, heben sich demzufolge in der Zahnstangenwelle 14 als Gesamtheit die Schwankungscharakteristiken 91 und 92, welche von entgegen gesetzter Phase sind, als übertragenes Drehmoment einander auf, die Drehmomentfluktuationen laufen zusammen und eine unterdrückte Drehmomentschwankungscharakteristik 93 kann erhalten werden. Im Ergebnis ist es möglich, ein Unterstützungslenkdrehmoment zu erzeugen, das keine Vibration aufweist.
Da bei dieser zweiten bevorzugten Ausführungsform in einer elektrischen Servolenkvorrichtung zwei Motoren mit denselben Leistungsfähigkeiten verwendet werden, um ein Unterstützungslenkdrehmoment zu erzeugen, können durch einen Versatz um 180° und somit durch Einstellen einer Gegenphasigkeit zwischen den beiden Motoren hinsichtlich der Phasenbeziehungen der Ritzel und Zahnstangen in dem Zahnstangen-Mechanismus in den Getriebekästen für die jeweiligen Motoren die Drehmomentschwankungen der Motoren an der Zahnstangenwelle 14 kompensiert werden und Vibrationen und Geräusche können verhindert werden.
Wenngleich in der oben beschriebenen zweiten bevorzugten Ausführungsform die den beiden Motoren 19A, 19B zugeordneten Phasen in dem Zahnstangen-Mechanismus in dem ersten und dem zweiten ersten Getriebekasten 24A, 24B um 180° versetzt worden sind, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt und alternativ können beispielsweise die Phasen der Motoren durch Einstellen der Beziehungen der Rotoren und der Statoren in den Motoren um 180° versetzt werden.
Wenngleich in der zweiten bevorzugten Ausführungsform eine elektrische Servolenkvorrichtung beispielhaft beschrieben wurde, welche ein mechanischer Übertragungsmechanismus mit integriertem Untersetzungsgetriebe ist, so ist die Erfindung nicht darauf beschränkt und kann beispielsweise auch auf ein Steer-by-wire-System angewendet werden, in welchem eine mechanische Verbindung weggelassen ist.
Da bei dieser zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wie oben beschrieben, in einer Lenkvorrichtung mit zwei Motoren zur Unterstützung der Lenkung die Phasen der beiden Motoren um 180° versetzt sind, können Motordrehmomentschwankungen, die von in den beiden Motoren auftretenden Drehmomentfluktuationen herrühren, unterdrückt werden, Vibration in dem Lenksystem kann reduziert werden, das Lenkgefühl kann verbessert werden und die Steuer-/Regelfähigkeit kann gesteigert werden. Ferner erübrigt sich die Notwendigkeit, die Drehmomentschwankungen jedes einzelnen Motors klein zu halten und die Ausgaben der Motoren können bei niedrigen Kosten gesteigert werden.

Claims

Motoransteuerungsverfahren für eine Lenkvorrichtung, welche zwei Motoren (19A, 19B) aufweist, um gleichzeitig eine Unterstützungslenkkraft auf ein Lenksystem auszuüben, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: wenn die beiden Motoren auf eine Anforderung einer Unterstützungsdruckkraft hin betätigt werden, wird einer der beiden Motoren zuerst betätigt, und nachdem der erste Motor betätigt worden ist, wird der andere Motor ebenfalls betätigt, wobei die Startzeiten der beiden Motoren versetzt sind.
Motoransteuerungsverfahren nach Anspruch 1, in welchem in dem Schritt, in dem einer der Motoren zuerst betätigt wird, die beiden Motoren abwechselnd verwendet werden.
Motoransteuerungsverfahren nach Anspruch 1, in welchem in dem Schritt, in dem einer der Motoren zuerst betätigt wird, stets der gleiche Motor verwendet wird.
Motoransteuerungsverfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, in welchem dann, wenn die Lenkrichtung die eine Richtung ist, ein erster der Motoren zuerst betätigt wird und dann der zweite Motor betätigt wird, und in welchem dann, wenn die Lenkrichtung die andere Richtung ist, der zweite Motor zuerst betätigt wird und dann der erste Motor betätigt wird.
Motoransteuerungsverfahren nach irgendeinem der vorher gehenden Ansprüche, in welchem die Ausgabeleistungen der beiden Motoren unterschiedlich sind.
Motoransteuerungsverfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, in welchem dann, wenn nur einer der Motoren betätigt wird, eine Motorfehlererfassung ausgeführt wird.
Lenkvorrichtung zum Übertragen einer Antriebskraft eines Motors über einen Getriebemechanismus auf eine Zahnstangenwelle (14) eines Lenksystems und zum Ausüben der Antriebskraft, um Fahrbahnräder (17, 17) in eine Lenkrichtung zu lenken, wobei die Vorrichtung umfasst: einen ersten Motor (19A) und einen zweiten Motor (19B), wobei bei der Übertragung von Antriebskräften von den Ausgangswellen des ersten und des zweiten Motors auf die Zahnstangenwelle die Phasen der beiden Motoren im Wesentlichen um 180° versetzt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebemechanismus ein Zahnstangen-Getriebemechanismus ist und dass in der Eingriffsbeziehung der mit den Ausgangswellen der beiden Motoren verbundenen ersten beziehungsweise zweiten Ritzel (13a, 13b) und der ersten beziehungsweise zweiten Zahnstangen (14a, 14b) die Phasen der beiden Ritzel im Wesentlichen um 180° versetzt sind und die Positionsbeziehung derart vorgesehen ist, dass dann, wenn ein Zahntal des ersten Ritzels (13a) einer Zahnspitze der ersten Zahnstange (14a) zugewandt Positioniert ist, eine Zahnspitze des zweiten Ritzels (13b) einem Zahntal der zweiten Zahnstange (14b) zugewandt positioniert ist.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 7, in welcher zwischen den beiden Motoren eine Wellenform, die von einem der Motoren herrührende Motordrehmomentschwankungen betrifft, und eine Wellenform, die von dem anderen Motor herrührende Motordrehmoment schwankungen betrifft, derart eingestellt sind, dass sie gegenphasig verlaufen.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, in welcher die beiden Motoren Unterstützungsmotoren einer elektrischen Servolenkvorrichtung zur Ergänzung einer manuellen Lenkkraft sind.