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Die
Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1.
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Fahrzeuglenksysteme
umfassen elektrische Servolenkvorrichtungen und Steer-by-Wire-Systeme,
welche frei von mechanischer Verbindung sind.
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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.
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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.
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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).
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Wenn
jedoch eine elektrische Servolenkvorrichtung unter Verwendung von
zwei Motoren konstruiert wird, so treten die folgenden Probleme
auf.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Ferner
offenbaren die
DE
199 02 556 A1 und die
DE 199 02 557 A1 eine Servolenkvorrichtung
für ein
Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, umfassend zwei Motoren, Zuweisungsmittel zum Zuweisen
von Hilfslenkkräften
an die Motoren, wobei die Zuordnungsmittel Stromzuweisungsbestimmungsmittel
aufweisen, um den Motoren Betriebsströme zuzuweisen. Während eines
normalen Betriebs beider Motoren, stellen die Motoren beide einen
gleichen Betrag an Hilfslenkkraft bereit. Im Falle einer Fehlfunktion
eines der Motoren, wird der andere, noch funktionsfähige Motor
für eine
festgelegte Zeitdauer in der Größenordnung
von Sekunden oder Minuten mit einem Überlaststrom betrieben, um
die gesamte oder nahezu die gesamte Hilfslenkkraft bereitzustellen.
Um den verbleibenden funktionsfähigen Motor
nicht zu zerstören,
wird der Strom sanft auf den Wert für den normalen Betrieb des
Motors zurückgefahren.
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Im
Ergebnis wir die Hilfslenkkraft sanft auf im Wesentlichen die Hälfte ihres
Betrags in dem Zustand, wenn beide Motoren noch immer funktionsfähig wären, zurückgefahren,
jedoch nur für
eine festgelegte Zeitdauer, unabhängig von der Lenkbetätigung.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben erwähnten Probleme
zu lösen.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Die
elektrische Servolenkvorrichtung kann nach Maßgabe eines Motoransteuerungsverfahrens für eine Lenkvorrichtung
verwendet werden, wobei das Verfahren umfasst: einen Schritt der
Bereitstellung von zwei Motoren zur Ausübung einer Hilfslenkkraft auf
ein Lenksystem; einen Schritt, in welchem dann, wenn die beiden
Motoren in Betrieb gesetzt werden sollen, einer der beiden Motoren
zuerst in Betrieb gesetzt wird; und einen Schritt, in welchem nach dem
Inbetriebsetzen des ersten Motors der andere Motor in Betrieb gesetzt
wird.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Wenn
in der beanspruchten elektrischen Servolenkvorrichtung wenigstens
einer der Mehrzahl von Motoren eine Fehlfunktion gezeigt hat, so
wird die Belastung für
den Fahrer reduziert, da ein Stromzuweisungsbestimmungsabschnitt
eines Zuweisungsabschnitts die Zuweisung von dem normalen Motor
oder den normalen Motoren zugewiesener Hilfslenkkraft steigert.
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Wenn
wenigstens einer der Motoren eine Fehlfunktion gezeigt hat, so stellt
ein Stromgrenzwert-Einstellabschnitt die Stromgrenzwerte der normalen
Motoren auf Störungsstromgrenzwerte
ein, und entsprechend den Störungsstromgrenzwerten weist
ein Stromzuweisungsbestimmungsabschnitt des Zuweisungsabschnitts
Motorströme
zu, welche größer sind
als die Normalstromgrenzwerte, um eine maximale Ausnutzung der Fähigkeiten
der normalen Motoren zu erreichen, wodurch die Hilfslenkkraft gesteigert
wird und die Belastung für
den Fahrer reduziert wird.
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Unter
der Bedingung, dass der Zustand, dass der Stromwert eines normalen
Motors größer ist als
der Normalstromgrenzwert, für
eine vorbestimmte Zeitdauer angedauert hat, setzt der Stromgrenzwert-Einstellabschnitt
den Stromgrenzwert von dem Störungsstromgrenzwert
zurück
auf den Normalstromgrenzwert, der normale Motor kann in maximaler
Weise nach Maßgabe
der Haltbarkeit des normalen Motors ausgenutzt werden und die Belastung
auf den Fahrer kann reduziert werden.
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Vorzugsweise
wird eine Lenkvorrichtung bereitgestellt, in welcher eine Antriebskraft
von einem Motor über
einen Getriebemechanismus auf eine Zahnstange eines Lenksystems übertragen
wird und die Antriebskraft in der Richtung der Lenkung von lenkbaren
Straßenrädern ausgeübt wird,
umfassend einen ersten Motor und einen zweiten Motor und dadurch
gekennzeichnet, dass bei der Übertragung
der Antriebskräfte
von den jeweiligen Ausgangswellen der ersten und zweiten Motoren
auf die Zahnstange die Phase der beiden Motoren im Wesentlichen
um 180° versetzt
ist.
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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.
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Der
Getriebemechanismus ist vorzugsweise 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.
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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.
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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.
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Bestimmte
bevorzugte Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung werden nun, lediglich beispielhaft und unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
im Detail beschrieben, wobei:
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1 eine
Konstruktionsansicht ist, welche schematisch die Gesamtkonstruktion
einer elektrischen Servolenkvorrichtung zeigt, auf welche ein Motoransteuerungsverfahren
gemäß der Erfindung angewendet
worden ist;
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2 eine
Ansicht ist, welche die äußere Gestaltung
einer tatsächlichen
Vorrichtung einer Zahnstangenwelle mit zwei Motoren und einem Getriebekasten
zeigt;
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3 ein
Blockdiagramm ist, welches einen Teil der inneren Konstruktion einer
Steuer-/Regeleinheit gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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4 eine
elektrische Funktionsblockdarstellung ist, welche die innere Konstruktion
eines in 3 gezeigten Motor-Steuer-/Regelabschnitts zeigt;
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5 ein
Flussdiagramm ist, welches ein Motoransteuerungsverfahren eines
ersten Beispiels ist, das die erste bevorzugte Ausführungsform
betrifft;
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6 ein
Flussdiagramm ist, welches ein Motoransteuerungsverfahren eines
zweiten Beispiels zeigt, das die erste bevorzugte Ausführungsform
betrifft;
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7 ein
Flussdiagramm ist, welches ein Motoransteuerungsverfahren eines
dritten Beispiels zeigt, das die erste bevorzugte Ausführungsform
betrifft;
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8 ein
Flussdiagramm ist, welches ein Motoransteuerungsverfahren eines
vierten Beispiels zeigt, das die erste bevorzugte Ausführungsform
betrifft;
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9 ein
Flussdiagramm ist, welches ein Motoransteuerungsverfahren eines
fünften
Beispiels zeigt, das die erste bevorzugte Ausführungsform betrifft;
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10 ein
elektrisches Funktionsblockdiagramm ist, welches die innere Konstruktion
einer Steuer-/Regeleinheit gemäß einer
zweiten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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11 ein
elektrisches Funktionsblockdiagramm ist, welches ein spezielles
Beispiel eines in 10 gezeigten Soll-Stromzuweisungsabschnitts zeigt;
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12 ein
Flussdiagramm ist, welches den Betrieb des Soll-Stromzuweisungsabschnitts der in 11 gezeigten
zweiten bevorzugten Ausführungsform
zeigt;
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13 eine
Ansicht ist, welche eine Beziehung von Lasten an Motoren und einem
Fahrer unter Bezugnahme auf die zweite bevorzugte Ausführungsform
zeigt;
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14 ein
elektrisches Funktionsblockdiagramm ist, welches die innere Konstruktion
einer Steuer-/Regeleinheit gemäß einer
dritten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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15 ein
elektrisches Funktionsblockdiagramm ist, welches ein spezielles
Beispiel eines Soll-Stromzuweisungsabschnitts unter Bezugnahme auf
die in 14 gezeigte dritte bevorzugte
Ausführungsform
zeigt;
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16 ein
Flussdiagramm ist, welches den Betrieb des Soll-Stromzuweisungsabschnitts unter Bezugnahme
auf die in 15 gezeigte dritte bevorzugte
Ausführungsform
zeigt;
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17 eine
Ansicht ist, welche eine Beziehung von Lasten auf Motoren und eines
Fahrers unter Bezugnahme auf die dritte bevorzugte Ausführungsform
zeigt;
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18 eine
vergrößerte Schnittansicht
auf der Linie 18-18 in 1 ist, die die innere Konstruktion
eines ersten Getriebekastens zeigt;
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19 eine
Schnittansicht auf der Linie 19-19 in 18 ist;
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20 eine
Ansicht ist, welche eine Beziehung der beiden Zahnstangen-Mechanismen an einer
Zahnstangenwelle zeigt;
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21A-21C Ansichten
sind, welche Änderungen
der Motordrehmomentschwankungen zeigen, die durch die in 20 gezeigten
beiden Zahnstangen-Mechanismen erzeugt werden, wobei 21A und 21B Drehmomentschwankungen
der beiden Motoren zeigen und 21C eine
Drehmomentfluktuation zeigt, die durch Kombinieren der Drehmomentschwankungen
der beiden Motoren erhalten wird; und
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22 eine
Ansicht ist, welche die Beziehung der Belastungen auf die Motoren
und auf einen Fahrer in einer elektrischen Servolenkvorrichtung des
betreffenden Fachgebiets zeigt.
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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.
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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.
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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.
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Das
erste Ritzel 13a und die erste Zahnstange 14a bilden
einen ersten Zahnstangen-Mechanismus 15A.
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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.
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Die
Zahnstangenwelle 14 weist an ihren Enden Zugstangen 16, 16 auf.
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Vorderräder 17, 17,
welche als lenkende Straßenräder des
Fahrzeugs dienen, sind an den äußeren Enden
der Zugstangen 16, 16 angebracht.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Der
erste Motor 19A und der zweite Motor 19B, welche
in dieser bevorzugten Ausführungsform verwendet
werden, weisen identische Konstruktionen und Leistungsfähigkeiten
auf.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Wie
in 4 gezeigt ist, ist der Steuer-/Regelabschnitt 32A aus
einem Differenzoperatorabschnitt 41, einem Motoransteuerungs-Steuer-/ Regelabschnitt 42,
einem Motoransteuerungsabschnitt 43 und einem Stromwert-Erfassungsabschnitt 44 gebildet.
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Der
Motoransteuerungs-Steuer-/Regelabschnitt 42 ist aus einem
Differenzstrom-Steuer-/Regelabschnitt 45 und einem PWM-Signalerzeugungsabschnitt 46 gebildet.
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Der
Differenzstrom-Steuer-/Regelabschnitt 45 erzeugt ein Antriebsstromsignal
zum Steuern/Regeln des Motorstroms auf Grundlage des Stromsignals
von dem Differenzoperatorabschnitt 41 und gibt dieses Antriebsstromsignal
aus.
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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.
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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).
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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).
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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.
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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.
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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.
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In
Schritt S13 wird einer der beiden Motoren 19A, 19B (z.B.
der erste Motor 19A) gestartet und eine Unterstützungsdruckkraft
wird ausgegeben.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Indem
ferner bei diesem vierten Beispiel eines Motoransleuerungsverfahrens
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.
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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.
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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.
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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).
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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).
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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10 ist
eine Blockdarstellung, welche den inneren Aufbau einer Steuer-/Regeleinheit 222 gemäß einer
zweiten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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Die
Steuer-/Regeleinheit 222 ist aufgebaut aus einem Motoransteuerungs-Steuer-/Regelabschnitt 243A für den ersten
Motor 19A, einem Motoransteuerungs-Steuer-/Regelabschnitt 243B für den zweiten
Motor 19B, einem Soll-Stromeinstellabschnitt 231 zum
Einstellen eines Soll-Stroms auf Grundlage des Lenkdrehmomentsignals
T und des Fahrzeuggeschwindigkeitssignals V sowie zum Ausgeben eines
Soll-Stromsignals
IT, einem Störungserfassungsabschnitt 242 zum
Erfassen einer Störung der
Motoren 19A, 19B, sowie einem Soll-Stromzuweisungsabschnitt 250 zum
Zuweisen von Soll-Strömen
an die Motoren 19A, 19B.
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Der
Motoransteuerungs-Steuer-/Regelabschnitt 243A ist aufgebaut
aus einer Gateansteuerungsschaltung 247A und einer Motoransteuerungsschaltung
Der Motoransteuerungs-Steuer-/Regelabschnitt 243B ist aufgebaut
aus einer Gateansteuerungsschaltung 247B und einer Motoransteuerungsschaltung 248B Leistung
von einer Batterie 249 wird den Motoransteuerungsschaltungen 248A, 248B zugeführt.
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Der
Stöhrungserfassungsabschnitt 242 erfasst
Störungen,
beispielsweise auf Grundlage der Tastverhältnisse Tastverhältnis 1,
Tastverhältnis
2 der PWM-Signale,
die jeweils von den Gateansteuerungsschaltungen 247A, 247B an
die Motoransteuerungssignale 248A, 248B angelegt
werden.
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Die
oben erwähnten
Motorströme
sind Ströme,
welche von den Motoransteuerungs-Steuer-/Regelabschnitt 243A, 243B durch
die Motoren 19A, 19B fließen. Die Gateansteuerungsschaltung 247A des
Motoransteuerungs-Steuer-/Regelabschnitts 243A gibt
ein PWM-Signal auf Grundlage eines Stromsignals SA aus, welches
diesem durch den Soll-Stromzuweisungsabschnitt 250 zugewiesen wird,
und schaltet die Motoransteuerungsschaltung 248A auf Grundlage
des Tastverhältnisses
dieses PWM-Signals. Auf diese Weise wird dem ersten Motor 19A ein
Motorstrom zugeführt.
Außerdem
wirken in dem Motoransteuerungs-Steuer-/Regelabschitt 243B für den Motor 19B die
Gateansteuerungsschaltung 247B und die Motoransteuerungsschaltung 248B in ähnlicher
Weise auf Grundlage eines Stromsignals SB, welches durch den Soll-Stromzuweisungsabschnitt 250 zugewiesen
wird. Wenn der Soll-Stromzuweisungsabschnitt 250 ein Störungssignal
K von dem Störungserfassungsabschnitt 242 empfängt, so
identifiziert er den gestörten
Motor und ändert
die Stromsignale SA, SB nach Maßgabe
des Ergebnisses derart, dass der Motorstrom, welcher durch den normalen,
nicht gestörten
Motor fließt,
gesteigert wird.
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11 ist
eine Blockdarstellung, welche die innere Konstruktion des in 10 gezeigten Soll-Stromzuweisungsabschnitts 250 zeigt.
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Der
Soll-Stromzuweisungsabschnitt 250 ist aufgebaut aus einem
Störungsmotoridentifikationsabschnitt 251 zum
Empfangen eines Störungssignals K
und zum Identifizieren eines gestörten Motors sowie einem Stromzuweisungsbestimmungsabschnitt 252 zum
Empfangen eines Soll-Stromsignals
IT und zum Bestimmen von Strömen,
welche den beiden Motoren 19A, 19B zuzuweisen
sind, sowie zum Ausgeben der Stromsignale SA, SB. Der Störungsmotoridentifikationsabschnitt 251 empfängt das
Störungssignal
K und bestimmt, ob ein gestörter
Motor der erste Motor 19A oder der zweite Motor 19B ist.
Der Störungsmotoridentifikationsabschnitt 251 gibt
ein den normalen Motor betreffendes Signal KM an den Stromzuweisungsbestimmungsabschnitt 252 aus. Der Stromzuweisungsbestimmungsabschnitt 252 empfängt das
Soll-Stromsignal IT und das Signals KM betreffend den normalen Motor
und bestimmt Ströme,
welche dem ersten Motor 19A und dem zweiten Motor 19B zuzuweisen
sind. Wenn beispielsweise der erste Motor 19A eine Störung gezeigt
hat, so reduziert er den Strom des ersten Motors 19A auf Null
und steigert den Strom des zweiten Motors 19B.
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Als
nächstes
wird unter weiterer Bezugnahme auf die 10 und
die 11 der Betrieb der Steuer-/Regeleinheit 222 dieser
zweiten bevorzugten Ausführungsform
auf Grundlage des Betriebsflussdiagramms für den Soll-Stromzuweisungsabschnitt 250,
gezeigt in 12, erläutert.
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Der
Soll-Stromzuweisungsabschnitt 250 liest das Soll-Stromsignal
IT von dem in 10 gezeigten Soll-Stromeinstellabschnitt 231 ein
(Schritt ST201) und empfängt
das Störungssignal
K von dem Störungserfassungsabschnitt 242.
Das Störungssignal
K ist beispielsweise ein 2-Bit-Signal, wobei „00" bedeutet, dass sowohl der erste als
auch der zweite Motor 19A, 19B beide normal arbeiten, „01" bedeutet, dass der
erste Motor 19A normal arbeitet und der zweite Motor 19B eine
Störung
zeigt, „10" bedeutet, dass der
erste Motor 19A eine Störung
zeigt und der zweite Motor 19B normal arbeitet, und „11" bedeutet, dass der
erste Motor und der zweite Motor 19A, 19B beide eine
Störung
zeigen.
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Aus
diesem Störungssignal
K wird bestimmt, ob einer der oder beide Motoren aus erster Motor
und zweiter Motor 19A, 19B gestört sind
(Schritt 202). Dabei wird bestimmt, ob in einem der Bits
des 2-Bit-Signals eine „1" vorhanden ist oder
nicht. Wenn kein gestörter
Motor vorhanden ist, d.h. wenn die beiden Motoren beide normal arbeiten,
so wird eine normale Steuerung/Regelung ausgeführt (Schritt 205). Wenn
dabei die beiden Motoren gleiche Größe aufweisen, so führen Normal-Steuer-/Regelmittel
den gleichen Strom durch beide von ihnen, und wenn sie unterschiedliche
Größen aufweisen,
so weisen Normal-Steuer-/Regelmittel ihnen Ströme nach Maßgabe ihrer Größen zu.
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Ferner
ist es möglich,
dass der Strom lediglich durch einen Motor geleitet wird, anstatt
beiden Motoren gleichzeitig zugeführt zu werden.
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Wenn
ein gestörter
Motor vorhanden ist, so wird bestimmt, welcher Motor der gestörte Motor
ist und welcher Motor der normal arbeitende Motor ist (Schritt S203).
Wenn dabei kein normal arbeitender Motor vorhanden ist, d.h. das
Störungssignal
K gleich „11" ist, so wird die
Steuerung/Regelung der elektrischen Servolenkvorrichtung angehalten
(Schritt S206). Wenn bestimmt wird, dass ein normal arbeitender
Motor vorhanden ist, d.h. wenn das Störungssignal K entweder „01" oder „10" ist, so wird die
Zuweisung von Strom zu dem normal arbeitenden Motor nach Maßgabe des
Störungssignals
K gesteigert (Schritt S204).
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13 ist
eine Ansicht, welche eine Beziehung zwischen Belastungen auf Motoren
und einen Fahrer zeigt. Das normale Verhältnis der durch den ersten
Motor 19A und den zweiten Motor 19B bereitgestellten
Hilfslenkkräfte
und der durch den Fahrer ausgeübten
Lenkkraft beträgt
5:5:1. Die Schraffierung zeigt die durch den Fahrer ausgeübte Lenkkraft. Wenn
beispielsweise der erste Motor 19A gestört ist, so wird durch den in 10 gezeigten
Soll-Stromzuweisungsabschnitt 250 der
von der Motoransteuerungsschaltung 248B dem zweiten Motor 19B zugeführte Strom
gesteigert und die durch den zweiten Motor 19B bereitgestellte
Hilfslenkkraft steigt an. Die Grafik auf der rechten Seite in 13 zeigt,
dass die Belastung auf den Fahrer durch die Hilfslenkkraft des zweiten
Motors 19B reduziert worden ist. Dabei beträgt das Verhältnis der
Hilfslenkkraft des zweiten Motors 19B zur durch den Fahrer
ausgeübten
Lenkkraft ungefähr
7:4.
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Als
nächstes
wird eine Steuer-/Regeleinheit einer dritten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung auf Basis der 14 bis 17 beschrieben.
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14 ist
eine Blockdarstellung, welche den inneren Aufbau einer Steuer-/Regeleinheit 322 einer dritten
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zeigt. Elemente, welche den in 10 der
zweiten bevorzugten Ausführungsform
gezeigten Elementen im Wesentlichen ähnlich sind, wurden mit den
gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden hier nicht erneut beschrieben.
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Die
Steuer-/Regeleinheit 322 dieser dritten bevorzugen Ausführungsform
weist Stromerfassungsabschnitte 344A, 344B zum
Messen der durch die Motoransteuerungsschaltungen 248A, 248B fließenden Ströme auf.
Die Stromerfassungsabschnitte 344A, 344B erfassen
die Ströme
aus Widerstandswerten von Messwiderständen (Shunt-Widerständen) R1,
R2 und den Potentialdifferenzen über
den Messwiderständen
R1, R2 und geben Stromsignale IA, IB aus. Die erfassten Ströme, welche
durch die Motoransteuerungsschaltungen 248A, 248B fließen, werden
einem Soll-Stromzuweisungsabschnitt 350 als
Stromsignale IA, IB eingegeben.
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15 ist
eine Blockdarstellung, welche den inneren Aufbau des Soll-Stromzuweisungsabschnitts 350 zeigt.
Der Soll-Stromzuweisungsabschnitt 350 ist aufgebaut aus
einem Störungsmotoridentifikationsabschnitt 351 zum
Empfangen des Störungssignals
K und zum Identifizieren des gestörten Motors, einem Stromzuweisungsbestimmungsabschnitt 352 zum
Empfangen des Soll-Stromsignals IT und zum Bestimmen der den beiden
Motoren 19A, 19B zuzuweisenden Motorströme sowie
zum entsprechenden Ausgeben von Stromsignalen SA', SB',
einem Stromgrenzwerteinstellabschnitt 353 zum Empfangen
eines Signals von dem Störungsmotoridentifikationsabschnitt 351 und
zum Einstellen eines Stromgrenzwerts für den normal arbeitenden Motor,
sowie einem Zeitgeber 354, welcher auf Grundlage des Stromgrenzwerts
und des durch den Motor fließenden Stroms
arbeitet.
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Der
Störungsmotoridentifikationsabschnitt 351 identifiziert
auf Grundlage des Störungssignals K,
welcher Motor gestört
ist, und gibt ein Signal KM betreffend beispielsweise den normalen
Motor an den Stromzuweisungsbestimmungsabschnitt 352 und
den Stromgrenzwerteinstellabschnitt 353 aus. Wenn keine
Störung
aufgetreten ist, so gibt der Störungsmotoridentifikationsabschnitt 351 kein
Signal KM an den Stromgrenzwerteinstellabschnitt 353 aus.
Der Stromgrenzwerteinstellabschnitt 353 empfängt das
Signal KM betreffend den normal arbeitenden Motor und stellt den
Stromgrenzwert für
den normal arbeitenden Motor auf einen Störungsstromgrenzwert ein. Dieser
Störungsstromgrenzwert
wird dann, wenn einer der Motoren gestört ist, auf einen größeren Wert
eingestellt als der Normalstromgrenzwert, um die durch den normal
arbeitenden Motor bereitgestellte Hilfslenkkraft zu steigern. Der
Stromzuweisungsbestimmungsabschnitt 352 empfängt das Soll-Stromsignal
IT und das Signal KM betreffend den normal arbeitenden Motor sowie
ein Stromgrenzwertsignal L, und bestimmt die dem ersten Motor 19A und
dem zweiten Motor 19B zuzuführenden Ströme. Wenn beispielsweise der
erste Motor 19A gestört
ist und der zweite Motor 19B normal arbeitet, so setzt
er den Strom zum ersten Motor 19A auf Null und schickt einen
Strom, welcher größer ist
als der Normalstromgrenzwert, durch den zweiten Motor 19B entsprechend
dem Störungsstromgrenzwert.
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Unter
weiterer Bezugnahme auf 14 und 15 wird
der Betrieb der Steuer-/Regeleinheit 322 dieser dritten
bevorzugten Ausführungsform
auf Grundlage des in 16 gezeigten Betriebsflussdiagramms
für den
Soll-Stromzuweisungsabschnitt 350 erläutert.
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Der
Soll-Stromzuweisungsabschnitt 350 empfängt das Störungssignal K von dem Störungserfassungsabschnitt 242,
wie in 14 gezeigt ist. Das Störungssignal
K ist beispielsweise ein 2-Bit-Signal, wobei „00" bedeutet, dass der erste und der zweite Motor 19A, 19B normal
arbeiten, „01" bedeutet, dass der
erste Motor 19A normal arbeitet und der zweite Motor 19B gestört ist, „10" bedeutet, dass der
erste Motor 19A gestört
ist und der zweite Motor 19B normal arbeitet und „11" bedeutet, dass der
erste und der zweite Motor 19A, 19B beide gestört sind.
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Aus
diesem Störungssignal
K wird bestimmt, ob einer oder beide der Motoren 19A, 19B gestört sind
(Schritt S301). Dabei wird bestimmt, ob in einem der Bits des 2-Bit-Signals
eine „1" auftritt oder nicht. Wenn
kein gestörter
Motor vorhanden ist, d.h. wenn die Motoren normal arbeiten, so wird
ein Zähler
C, welcher später
näher diskutiert
wird, auf 0 gesetzt (Schritt S309). Wenn ein gestörter Motor
vorhanden ist, so wird bestimmt, welcher Motor der gestörte Motor
ist und welcher Motor der normal arbeitende Motor ist (Schritt S302).
Wenn dabei kein normal arbeitender Motor vorhanden ist, d.h. wenn
das Störungssignal
K gleich „11" ist, so wird die
Steuerung/Regelung der elektrischen Servolenkvorrichtung angehalten
(Schritt S308). Wenn bestimmt wird, dass ein normal arbeitender
Motor vorhanden ist, d.h. wenn das Störungssignal K gleich „01" oder „10" beträgt, so wird
der Stromgrenzwert des normal arbeitenden Motors auf einen Störungsstromgrenzwert
eingestellt (Schritt S303). Da dann, wenn der Stromgrenzwert des
normal arbeitenden Motors auf den Störungsstromgrenzwert eingestellt
ist, ein Motorstrom durch den normal arbeitenden Motor fließen kann,
welcher größer ist
als der Normalstromgrenzwert, wird überprüft, ob der Strom durch den
normal arbeitenden Motor größer ist
als der Normalstromgrenzwert oder nicht (Schritt S304). Wenn der
Strom durch den normal arbeitenden Motor kleiner ist als der Normalstromgrenzwert,
so wird der Zähler
C, welcher später näher diskutiert
wird, auf 0 gesetzt (Schritt S309). Wenn der Strom durch den normal
arbeitenden Motor größer ist
als der Normalstromgrenzwert, so wird der in 15 gezeigte
Zeitgeber 355 betätigt
und der Zähler
C wird um 1 erhöht
(Schritt S305). Der oberhalb des Normalstromgrenzwerts liegende
Motorstrom ist im Hinblick auf die Haltbarkeit normalerweise unerwünscht, wenn
er jedoch nur für
eine vorbestimmte Dauer vorhanden ist, so kann der Normalstromgrenzwert überschritten
werden, ohne dass dies Auswirkungen auf die Haltbarkeit hat. Wenn
daher eine Störung
auftritt, so ist es durch Einstellen des Stromgrenzwerts auf einen
Störungsstromgrenzwert
möglich,
eine Hilfslenkkraft zu erhalten, welche nicht erhalten werden kann,
wenn der Normalstromgrenzwert eingestellt ist. Aus dem oben genannten Grund,
muss die vorbestimmte Zeitdauer, für welche der Motorstrom den Normalstromgrenzwert überschreitet,
innerhalb eines Haltbarkeitsrahmens des Motors liegen. Wenn somit
der Zähler
C des Zeitgebers 355 über
einen Wert α angestiegen
ist (Schritt S306), so wird der Stromgrenzwert auf den Normalstromgrenzwert
zurückgesetzt
(Schritt S307).
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Wenn
in dem vorstehend beschriebenen Prozess nach dem Betrieb des Zeitgebers 354 einer der
Motoren eine Störung
zeigt und der andere Motor normal arbeitet, so durchläuft die
Verarbeitung erneut S303, dieses Mal wird jedoch der Stromgrenzwert des
normal arbeitenden Motors bei dem Störungsstromgrenzwert gehalten,
und es wird ein Vergleich des durch den normal arbeitenden Motor
fließenden Stroms
und des Normalstromgrenzwerts ausgeführt (S304). Wenn dieses Mal
der Strom durch den normal arbeitenden Motor unterhalb des Normalstromgrenzwerts
liegt, da die Belastung auf den Motor nicht größer als normal ist, so wird
der Zähler
C des Zeitgebers 354 auf 0 gesetzt (Schritt S309). Durch diese
Maßnahme
ist es möglich,
den Motor effizienter zu betreiben.
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17 ist
eine Ansicht, welche die Beziehung zwischen den Belastungen auf
die Motoren und den Fahrer zeigt. Es wird angenommen, dass das normale
Verhältnis
der Hilfslenkkräfte
des ersten Motors 19A und des zweiten Motors 19B sowie
der durch den Fahrer ausgeübten
Lenkkraft 5:5:1 beträgt.
Die Schraffierung zeigt die durch den Fahrer ausgeübte Lenkkraft.
Wenn beispielsweise der erste Motor 19A gestört ist,
so setzt der Stromgrenzwerteinstellabschnitt 353 des in 15 gezeigten Soll-Stromzuweisungsabschnitts 350 den
Stromgrenzwert für
den zweiten Motor 19B auf den Störungsstromgrenzwert. Dementsprechend
kann durch den zweiten Motor 19B ein Strom fließen, der
größer ist
als der Normalstromgrenzwert. Im Ergebnis steigt die durch den zweiten
Motor 19B bereitgestellte Hilfslenkkraft an. Die Grafik
auf der rechten Seite in 17 zeigt,
dass die durch den zweiten Motor 19B bereitgestellte Hilfslenkkraft
die Lenkkraftbelastung für
den Fahrer erleichtert hat. Dies zeigt somit, dass die Lenkkraftbeanspruchung
für den
Fahrer in größerem Maße erleichtert
wird, als wenn einfach die Zuweisung des Motorstroms geändert wird,
wie in 13 der zweiten bevorzugten Ausführungsform. Hier
beträgt
das Verhältnis
der Hilfslenkkraft von dem zweiten Motor 19B zur Lenkkraft
von dem Fahrer ungefähr
8:2.
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Wie
zuvor beschrieben, werden mit einer elektrischen Servolenkvorrichtung
gemäß der zweiten
bevorzugten Ausführungsform
eine Mehrzahl von Motoren zur Ausübung von Lenkkräften auf
lenkende Straßenräder bereitgestellt,
ein Zuweisungsabschnitt zum Zuweisen von Hilfslenkkräften an
die Motoren wird bereitgestellt und wenn wenigstens einer der Motoren
eine Störung
gezeigt hat, so erhöht
dieser Zuweisungsabschnitt die Zuweisung von Hilfslenkkraft, die
dem normal arbeitenden Motor zugewiesen ist. Somit wird im Ergebnis
die Belastung auf den Fahrer zum Zeitpunkt einer Motorstörung erleichtert.
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Da
in der dritten bevorzugten Ausführungsform
der Stromgrenzwerteinstellabschnitt zum Einstellen von Stromgrenzwerten
für die
Motoren bereitgestellt ist, setzt der Stromgrenzwerteinstellabschnitt dann,
wenn wenigstens einer der Motoren eine Störung gezeigt hat, den Stromgrenzwert
für einen
normal arbeitenden Motor auf einen Störungsstromgrenzwert, ein Motorstrom,
der größer ist
als der Normalstromgrenzwert, kann dem normal arbeitenden Motor
zugewiesen werden, so dass die Kapazität des normal arbeitenden Motors
voll ausgeschöpft
werden kann, und die Belastung für
den Fahrer kann weiter reduziert werden.
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Als
nächstes
wird unter Bezugnahme auf 18 und 19 ein
spezifisches Beispiel des inneren Aufbaus des Getriebekastens 24A und
des Kraftübertragungsmechanismus 18A beschrieben. 18 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. 19 ist
eine Schnittansicht entlang Linie 19-19 in 18.
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In 18 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 19),
die mit der Ausgangswelle 19a des ersten Motors 19A verbunden
ist, sowie einem Schneckenrad 60, das an der Ritzelwelle 12a befestigt
ist.
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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.
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19 zeigt
den ersten Motor 19A und den inneren Aufbau der Steuer-/Regeleinheit 22.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Als
Nächstes
wird unter Bezugnahme auf 2, 20 und 21 eine besondere Konstruktion einer vierten
bevorzugten Ausführungsform
beschrieben. 20 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). 21A und 21 B zeigen zwei Motordrehmomentschwankungscharakteristiken
(a), (b) entsprechend dem ersten und dem zweiten Zahnstangen-Mechanismus 15A und 15B und 21C zeigt eine Kombination dieser Motordrehmomentschwankungscharakteristiken
(c).
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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).
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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.
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In 20 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).
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Wie
in 20 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.
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Insbesondere
ist in diesem Beispiel, wie in 20 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.
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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 21A und 21B gezeigten
Charakteristiken 91, 92 auf.
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In 21A und 21B 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 Schwankungscharakteristik 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 21C 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.
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Da
bei dieser vierten 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 Getriebekasten für
die jeweiligen Motoren die Drehmomentschwankungen der Motoren an
der Zahnstangenwelle 14 kompensiert werden und Vibrationen
und Geräusche
können
verhindert werden.
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Wenngleich
in der oben beschriebenen vierten 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.
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Wenngleich
in der vierten 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.
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Da
bei dieser vierten 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.
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Motoransteuerungsverfahren
für eine
Lenkvorrichtung zum Ausüben
einer Lenkunterstützungskraft
auf ein Lenksystem mit zwei Motoren (19A, 19B).
Wenn die beiden Motoren angetrieben werden, so wird ein erster der
beiden Motoren zuerst betrieben. Anschließend wird der andere, zweite
Motor angetrieben, wodurch eine weiche/problemlose Lenkung bewirkt
wird.