專利名稱：車輛的轉(zhuǎn)向系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)動(dòng)車的轉(zhuǎn)向系，尤其涉及一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法，其中通過設(shè)置在轉(zhuǎn)向系中的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)對(duì)所述的轉(zhuǎn)向系施加轉(zhuǎn)向輔助力。
背景技術(shù)：
車輛轉(zhuǎn)向系包括電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置和避免了機(jī)械連接的由導(dǎo)線控制轉(zhuǎn)向(steer-by-wire)的系統(tǒng)。
電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置是一輔助裝置，其中當(dāng)駕駛員在駕駛車輛的過程中旋轉(zhuǎn)方向盤時(shí)，一電動(dòng)機(jī)被操縱以提供附加轉(zhuǎn)向力或輔助轉(zhuǎn)向力。在電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，當(dāng)駕駛員旋轉(zhuǎn)所述的方向盤時(shí)，從用于檢測(cè)在轉(zhuǎn)向軸出現(xiàn)的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部件輸出的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩信號(hào)，和從用于檢測(cè)車輛速度的車輛速度檢測(cè)部件輸出的車輛速度信號(hào)，被用于根據(jù)電動(dòng)機(jī)控制部件的控制操作對(duì)用于輸出輔助轉(zhuǎn)向力的輔助電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，以減少必須由所述的駕駛員來(lái)施加的轉(zhuǎn)向力。所述的電動(dòng)機(jī)控制部件根據(jù)所述的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩信號(hào)和所述的車輛速度信號(hào)設(shè)置經(jīng)過電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)電流的目標(biāo)電流值，獲得關(guān)于所述的目標(biāo)電流值的信號(hào)(目標(biāo)電流信號(hào))和從用于檢測(cè)實(shí)際經(jīng)過所述電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)電流的電動(dòng)機(jī)電流檢測(cè)部件反饋的電動(dòng)機(jī)電流信號(hào)之間的差異，并根據(jù)此差異信號(hào)完成比例/積分補(bǔ)償處理(PI控制)以產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)控制所述電動(dòng)機(jī)的信號(hào)。
一般地，現(xiàn)有的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置主要用于小型車輛中；但是近年來(lái)，從節(jié)約燃料和車輛控制范圍擴(kuò)大的角度出發(fā)，大型車輛(諸如從2000cc級(jí)往上的載客車輛)也需要配置電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置。在將電動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置應(yīng)用到大型車輛中，由于車輛的重量大且采用單一電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，所以需要輸出較大助力的大電動(dòng)機(jī)。因此，由于電動(dòng)機(jī)的尺寸變大，其安裝在所述的車輛上的設(shè)計(jì)自由度(可安裝性)被惡化；另外還需要大的、專用的非標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)控制/驅(qū)動(dòng)部件，且制造的成本增加。
為克服上述問題，提出一種適用于大型車輛的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的結(jié)構(gòu)，其采用兩個(gè)輔助電動(dòng)機(jī)(例如，國(guó)際公開號(hào)WO99/29557，JP-A-2001-260908，JP-A-2001-151125)。
但是，當(dāng)電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置采用兩個(gè)電動(dòng)機(jī)時(shí)會(huì)出現(xiàn)下列問題。
當(dāng)使用兩個(gè)電動(dòng)機(jī)時(shí)，每個(gè)電動(dòng)機(jī)都設(shè)有一電動(dòng)機(jī)控制/驅(qū)動(dòng)部件。當(dāng)兩個(gè)電動(dòng)機(jī)控制/驅(qū)動(dòng)部件設(shè)置在控制單元(ECU)中時(shí)，這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)控制/驅(qū)動(dòng)部件之間有出現(xiàn)偏差(variation)的危險(xiǎn)。當(dāng)出現(xiàn)這種偏差時(shí)，施加在所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)上的相應(yīng)電壓出現(xiàn)差異。因此，電動(dòng)機(jī)特性出現(xiàn)偏差，且在所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的輔助推力中和在所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的工作速度中出現(xiàn)差異。
但是，通過提供一用于所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的輸出軸的共用齒輪機(jī)構(gòu)(common gear mechanism)并通過該齒輪機(jī)構(gòu)將所述的輸出軸與齒條軸連接，所述的齒條軸能夠被致動(dòng)并且兩個(gè)電動(dòng)機(jī)之間的這些差異被吸收(absorbed)。這時(shí)，通過減小這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)中輸出高的電動(dòng)機(jī)的輸出來(lái)平衡這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與速度之間的差異。
這樣，當(dāng)這種組合(combination)中的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)之間的偏差程度很大時(shí)，則在所述電動(dòng)機(jī)輸出中產(chǎn)生的下降很大，且出現(xiàn)所述電動(dòng)機(jī)輸出不足的問題，即使在所述的控制單元對(duì)所述的電動(dòng)機(jī)施加預(yù)設(shè)的電動(dòng)機(jī)控制信號(hào)時(shí)也這樣。尤其是，在車輛行駛的過程中，當(dāng)所述的方向盤開始旋轉(zhuǎn)或回轉(zhuǎn)至其中心位置時(shí)，不可避免出現(xiàn)因電動(dòng)機(jī)輸出不足而造成的轉(zhuǎn)向感(steering feel)下降和可控性的下降。由于許多需要大電動(dòng)機(jī)輸出的大型車輛是高價(jià)車輛，因此消除因所述的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中的所述兩個(gè)電動(dòng)機(jī)之間的偏差而引起的轉(zhuǎn)向感方面的缺陷是重要的。
同樣，在所述電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向改變的空擋位置附近，在所述的方向盤返回其中心位置時(shí)會(huì)出現(xiàn)下述危險(xiǎn)，由于所述電動(dòng)機(jī)控制/驅(qū)動(dòng)部件的偏差，所述電動(dòng)機(jī)的其中之一的旋轉(zhuǎn)立刻反向，和這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的輔助推力立刻變得相反且相互抵消，且響應(yīng)性下降。
因此，在諸如具有兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向裝置中，希望采用一種用于轉(zhuǎn)向裝置的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法，其在所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的操作和用于每個(gè)電動(dòng)機(jī)的控制/驅(qū)動(dòng)部件的操作中獲得平衡(balance)，并且改善轉(zhuǎn)向感，提高可控性，還提供一直良好的響應(yīng)性。
同樣，當(dāng)如上所述在電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中設(shè)置兩個(gè)輔助電動(dòng)機(jī)時(shí)，即使在其中一個(gè)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，利用另一個(gè)電動(dòng)機(jī)也可能使所需要的駕駛員的手動(dòng)轉(zhuǎn)向力降低至低于在沒有電動(dòng)機(jī)的輔動(dòng)力的情況下所需要的轉(zhuǎn)向力。但是，來(lái)自沒有發(fā)生故障的正常電動(dòng)機(jī)的輔助轉(zhuǎn)向力的大小仍然與當(dāng)所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)其輸出的輔助轉(zhuǎn)向力的大小一樣，且為完成與所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)相同的轉(zhuǎn)向，駕駛員所需要施加的手動(dòng)轉(zhuǎn)向力增大。并且，當(dāng)所述的車輛靜止且轉(zhuǎn)向載荷很大時(shí)，在一個(gè)電動(dòng)機(jī)正常工作的情況下，作用在駕駛員上的載荷可能很大。尤其是，在重型車輛中，由于轉(zhuǎn)向變速箱(steering gearbox)的推力很大，所以作用在駕駛員上的載荷很大。
現(xiàn)參考圖22的表示常規(guī)的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中作用在所述的電動(dòng)機(jī)和駕駛員上的載荷之間的關(guān)系的圖表。
在電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，電動(dòng)機(jī)提供的輔助轉(zhuǎn)向力與由駕駛員施加的轉(zhuǎn)向力之間的比例大約為10∶1。特別地，在具有兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的情況下，由所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)提供的輔助轉(zhuǎn)向力與由駕駛員施加的轉(zhuǎn)向力之間的比例大約為5∶5∶1。
當(dāng)所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)A和電動(dòng)機(jī)B正常工作時(shí)，作用于駕駛員的負(fù)擔(dān)很小，如圖中左側(cè)的圖表中的陰影部分所示。
如果電動(dòng)機(jī)A發(fā)生故障，由于所述的輔助轉(zhuǎn)向力只由電動(dòng)機(jī)B提供，則作用于駕駛員的負(fù)擔(dān)增大了在正常情況下由電動(dòng)機(jī)A提供的輔助轉(zhuǎn)向力的大小。即，電動(dòng)機(jī)A與電動(dòng)機(jī)B與駕駛員的負(fù)擔(dān)的載荷比例變?yōu)?∶5∶6。因此，如圖中右側(cè)上的圖表表示電動(dòng)機(jī)A發(fā)生故障的情況所示，作用于駕駛員的負(fù)擔(dān)包括本應(yīng)該由電動(dòng)機(jī)A提供的輔助轉(zhuǎn)向力。這是因?yàn)橛呻妱?dòng)機(jī)B提供的輔助轉(zhuǎn)向力的大小與當(dāng)電動(dòng)機(jī)A和電動(dòng)機(jī)B都正常工作時(shí)它所提供的大小一樣。
就正常工作的電動(dòng)機(jī)而言，由于根據(jù)電動(dòng)機(jī)的特性和使用壽命等等來(lái)設(shè)置將要經(jīng)過所述電動(dòng)機(jī)的電流的極限值，且大于該電流極限值的電流不能通過所述的電動(dòng)機(jī)，因此不能提供更大的輔助轉(zhuǎn)向力，且附加的載荷必須由駕駛員承擔(dān)。
在具有多個(gè)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，如上文所述，當(dāng)至少一個(gè)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，希望分配給正常工作的電動(dòng)機(jī)的輔助轉(zhuǎn)向力的大小被增加，以減小駕駛員所承擔(dān)的力。
同樣，當(dāng)電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置采用兩個(gè)電動(dòng)機(jī)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)下面描述的問題；但是，首先考慮具有單一電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的問題。
一般地，在具有一個(gè)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，電動(dòng)機(jī)的輸出軸通過齒輪機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)向系連接，所述的齒輪機(jī)構(gòu)是動(dòng)力傳送機(jī)構(gòu)。該齒輪機(jī)構(gòu)可以具有多種不同的形式。一種典型的形式為小齒輪輔助式(pinion assist type)電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其具有設(shè)置在小齒輪軸上的減速器及其輸出軸與該減速器連接的電動(dòng)機(jī)。就小齒輪輔助式電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置而言，在由具有齒條的齒條軸和設(shè)置在方向盤軸上的驅(qū)動(dòng)所述齒條的小齒輪構(gòu)成的齒條齒輪變速箱中，設(shè)置電動(dòng)機(jī)和減速器用于所述的小齒輪。所述的小齒輪由所述的電動(dòng)機(jī)通過減速器驅(qū)動(dòng)。通過這種方式，實(shí)現(xiàn)與所述的轉(zhuǎn)向力對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向系的輔助轉(zhuǎn)向力。
在具有單個(gè)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，由于所述的齒輪機(jī)構(gòu)由小齒輪和齒條組成，如果所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)(torque ripple)很大，則該轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)經(jīng)過所述的齒輪機(jī)構(gòu)，表現(xiàn)為所述的轉(zhuǎn)向系中的振動(dòng)且破壞轉(zhuǎn)向感，且電動(dòng)機(jī)的工作噪音也增加。因此，配備有該電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的車輛的產(chǎn)品質(zhì)量下降。
在具有兩個(gè)作為轉(zhuǎn)向系輔助電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)的小齒輪輔助電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，由于所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)中的每一個(gè)都通過上述的齒條齒輪機(jī)構(gòu)與轉(zhuǎn)向系連接，且這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)中的每一個(gè)將由電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)引起的振動(dòng)通過該齒輪機(jī)構(gòu)傳遞給所述的轉(zhuǎn)向系，上述轉(zhuǎn)向感的破壞和電動(dòng)機(jī)的工作噪音變得更加顯著。這是具有兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向裝置中普遍存在的問題。同樣，無(wú)電刷電動(dòng)機(jī)和電刷電動(dòng)機(jī)都會(huì)出現(xiàn)這個(gè)問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，在諸如位于轉(zhuǎn)向系的具有兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向裝置中，需要抑制由在每個(gè)電動(dòng)機(jī)中出現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)引起的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)，從而減小所述轉(zhuǎn)向系中的振動(dòng)，改善轉(zhuǎn)向感，并提高可控性。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種用于轉(zhuǎn)向裝置的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法，其包括下列步驟提供兩個(gè)對(duì)轉(zhuǎn)向系施加輔助轉(zhuǎn)向力的電動(dòng)機(jī)的步驟；當(dāng)這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)開始工作時(shí)，首先啟動(dòng)其中一個(gè)電動(dòng)機(jī)的步驟；和在所述的第一電動(dòng)機(jī)工作之后，啟動(dòng)另一電動(dòng)機(jī)的步驟。
在該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法中，例如在電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，在駕駛員開始旋轉(zhuǎn)方向盤的開始階段，即在轉(zhuǎn)向力輔助電動(dòng)機(jī)(steering forceassisting motor)的輔助轉(zhuǎn)向力(輔助推力)很小的時(shí)期中，這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)中只有一個(gè)啟動(dòng)，且只用一個(gè)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。由于在轉(zhuǎn)向開始的低轉(zhuǎn)矩時(shí)期中只利用一個(gè)電動(dòng)機(jī)就可以獲得足夠的轉(zhuǎn)向力，因此這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)不同時(shí)啟動(dòng)。利用這種結(jié)構(gòu)，消除了由于所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)而造成的控制開始的時(shí)間差異所引起的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。因此，可實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的控制。
理想的情況是在首先啟動(dòng)其中一個(gè)電動(dòng)機(jī)的步驟中，所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)輪替使用。通過這種方法，因?yàn)樗龅倪@兩個(gè)電動(dòng)機(jī)和用于所述的電動(dòng)機(jī)的控制/驅(qū)動(dòng)部件在旋轉(zhuǎn)開始的階段輪替工作，所以所述電動(dòng)機(jī)的工作次數(shù)可以相等。
優(yōu)選地，在首先啟動(dòng)其中一個(gè)電動(dòng)機(jī)的步驟中，總是首先啟動(dòng)所述兩個(gè)電動(dòng)機(jī)中的同一個(gè)。具體地說(shuō)，例如當(dāng)所述的轉(zhuǎn)向方向?yàn)橐粋€(gè)方向時(shí)，首先啟動(dòng)其中一個(gè)電動(dòng)機(jī)，然后啟動(dòng)另一個(gè)，且當(dāng)所述的轉(zhuǎn)向方向?yàn)榱硪环较驎r(shí)，首先啟動(dòng)所述的另一個(gè)電動(dòng)機(jī)，然后啟動(dòng)所述的第一個(gè)電動(dòng)機(jī)。即，啟動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)總是為同一電動(dòng)機(jī)，使得所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的工作次數(shù)不同，因此減少了所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)在快速接替(quicksuccession)中發(fā)生故障的可能性。
理想的情況是使所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的輸出能力(電動(dòng)機(jī)大小和輸出特性)不同。利用這種方法，例如通過改變所述的兩個(gè)安裝好的輔助電動(dòng)機(jī)的大小，可以實(shí)現(xiàn)與諸如何時(shí)需要轉(zhuǎn)矩以及何時(shí)需要響應(yīng)性的控制對(duì)象相對(duì)應(yīng)的最佳控制。
優(yōu)選地，當(dāng)所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)中只有一個(gè)工作時(shí)，執(zhí)行電動(dòng)機(jī)故障檢測(cè)。即，通過采用使所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間不同的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法，使得電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)不同，且通過在轉(zhuǎn)向過程中的轉(zhuǎn)向狀態(tài)能檢測(cè)出哪個(gè)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種在車輛中使用的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其包括多個(gè)用于在方向盤旋轉(zhuǎn)的方向中施加力的電動(dòng)機(jī)，和用于在所述的多個(gè)電動(dòng)機(jī)之中分配輔助轉(zhuǎn)向力的分配裝置(allocating means)，所述的分配裝置具有電流分配確定裝置(current allocationdetermining means)，用于在至少一個(gè)所述的電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)增加分配給正常電動(dòng)機(jī)的輔助轉(zhuǎn)向力。
在該電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，當(dāng)所述的多個(gè)電動(dòng)機(jī)中的至少其中之一發(fā)生故障時(shí)，由于分配部件的電流分配確定部件增加分配給正常的一個(gè)電動(dòng)機(jī)或多個(gè)電動(dòng)機(jī)的輔助轉(zhuǎn)向力，因此減小了駕駛員承擔(dān)的負(fù)擔(dān)。
優(yōu)選地，所述的輔助轉(zhuǎn)向力與分配給所述電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)電流相對(duì)應(yīng)，且所述的分配裝置也具有電流極限值設(shè)置裝置(current limit valuesetting means)用于設(shè)置每個(gè)電動(dòng)機(jī)的電流極限值，且當(dāng)至少一個(gè)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，所述的電流極限值設(shè)置裝置將正常的電動(dòng)機(jī)的電流極限值設(shè)置為故障電流極限值，并且所述的分配裝置通過電流分配確定裝置根據(jù)所述的故障電流極限值來(lái)分配電動(dòng)機(jī)電流，其中所述的故障電流極限值輸入到所述的電流分配確定裝置中。即，當(dāng)至少一個(gè)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，電流極限值設(shè)置部件將正常電動(dòng)機(jī)的電流極限值設(shè)置為故障電流極限值，并且根據(jù)所述的故障電流極限值，所述分配部件的分配確定部件分配大于所述的正常電流極限值的電動(dòng)機(jī)電流，以最大程度的利用所述正常電動(dòng)機(jī)的容量，從而增加輔助轉(zhuǎn)向力并減小駕駛員承擔(dān)的載荷。
理想地，提供計(jì)時(shí)裝置，用于檢測(cè)正常電動(dòng)機(jī)的電流值高于其正常電流極限值的狀態(tài)是否持續(xù)了預(yù)定的時(shí)間，并且當(dāng)其已經(jīng)持續(xù)了時(shí)，所述的電流極限值設(shè)置裝置將所述的電流極限值從所述的故障電流極限值返回至所述的正常電流極限值。即，因?yàn)樵谡ｋ妱?dòng)機(jī)的電流值大于正常電流極限值的狀態(tài)持續(xù)了預(yù)定的時(shí)間的條件下，所述的電流極限值設(shè)置部件將電流極限值從所述的故障電流極限值返回至正常的電流極限值，所以根據(jù)所述正常電動(dòng)機(jī)的耐用性能最大程度地利用所述的正常電動(dòng)機(jī)并減小駕駛員承擔(dān)的載荷。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種轉(zhuǎn)向裝置，其中電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力通過齒輪機(jī)構(gòu)傳送至轉(zhuǎn)向系的齒條軸且所述的驅(qū)動(dòng)力在轉(zhuǎn)向車輪(steering road wheel)的轉(zhuǎn)向方向施加，所述的轉(zhuǎn)向裝置具有第一電動(dòng)機(jī)和第二電動(dòng)機(jī)，且其特征在于驅(qū)動(dòng)力從所述的第一和第二電動(dòng)機(jī)的各自的輸出軸傳送至所述齒條軸的傳送過程中，所述的這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的相位大致交錯(cuò)180°。
通過這種轉(zhuǎn)向裝置，利用具有相同容量的電動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，且所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的電相位交錯(cuò)180°，即使在由于電動(dòng)機(jī)中的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩波動(dòng)時(shí)，由于在其端部具有轉(zhuǎn)向車輪的齒條軸上，這些轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的相位相反且相互抵消，因此能抑制整個(gè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。
優(yōu)選地，所述的齒輪機(jī)構(gòu)是齒條齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(rack-and-piniongear mechanism)，且在與所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的輸出軸連接的兩個(gè)小齒輪和與這些小齒輪相對(duì)應(yīng)的齒條之間的嚙合關(guān)系中，這些所述的小齒輪的相位基本上交錯(cuò)180°。通過這種方式使所述的小齒輪的相位大致交錯(cuò)180°，使得從所述的小齒輪傳送到所述的齒條的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的相位相反且相互抵消，從而抑制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。
在一優(yōu)選形式中，在這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)之間，由其中一個(gè)電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的波形與由另一電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的波形被設(shè)置成相位相反。即，在所述的兩電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向裝置中的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的各自的驅(qū)動(dòng)力傳送連接(transmission linkage)中，如果設(shè)置在所述的傳送連接中出現(xiàn)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的波形的相位相反，則能抑制所述的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。
優(yōu)選地，本發(fā)明的轉(zhuǎn)向裝置中采用的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)作為電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向輔助電動(dòng)機(jī)，用于增補(bǔ)手動(dòng)轉(zhuǎn)向力。在采用這樣的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，如果由所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)引起的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)被抑制，則能減小所述的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的轉(zhuǎn)向系中的振動(dòng)并提高所述的轉(zhuǎn)向感。


下面將通過示例的形式參照附圖詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施方案，其中圖1是表示采用根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的整體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是表示具有兩個(gè)電動(dòng)機(jī)和一個(gè)變速箱的齒條軸的實(shí)際裝置的外部布局的視圖；圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施方案的控制單元的部分內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖；圖4是表示圖3中所示的電動(dòng)機(jī)控制部件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的電子功能方框圖；圖5是表示所述的第一優(yōu)選實(shí)施方案的第一示例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法的流程圖；圖6是表示所述的第一優(yōu)選實(shí)施方案的第二示例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法的流程圖；圖7是表示所述的第一優(yōu)選實(shí)施方案的第三示例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法的流程圖；圖8是表示所述的第一優(yōu)選實(shí)施方案的第四示例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法的流程圖；圖9是表示所述的第一優(yōu)選實(shí)施方案的第五示例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法的流程圖；
圖10是表示根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施方案的控制單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的電子功能方框圖；圖11是表示圖10中所示的目標(biāo)電流分配部件的具體示例的電子功能方框圖；圖12是表示圖11中所示的第二優(yōu)選實(shí)施方案的目標(biāo)電流分配部件的操作的流程圖；圖13是表示所述的第二優(yōu)選實(shí)施方案的作用在電動(dòng)機(jī)和駕駛員上的載荷之間的關(guān)系的視圖；圖14是表示根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施方案的控制單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的電子功能方框圖；圖15是表示圖14所示的第三優(yōu)選實(shí)施方案的目標(biāo)電流分配部件的具體示例的電子功能方框圖；圖16是表示圖15所示的第三優(yōu)選實(shí)施方案的目標(biāo)電流分配部件的操作的流程圖；圖17是表示第三優(yōu)選實(shí)施方案的作用在電動(dòng)機(jī)和駕駛員上的載荷之間的關(guān)系的視圖；圖18是沿圖1中線18-18剖取的，表示第一變速箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的放大剖視圖；圖19是沿圖18的線19-19的剖視圖；圖20是表示在齒條軸處的兩個(gè)齒條齒輪機(jī)構(gòu)之間的關(guān)系的視圖；圖21A至21C是表示由圖20中所示的兩個(gè)齒條齒輪機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的變化的視圖，圖21A和21B表示所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，和圖21C表示通過結(jié)合所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)而獲得的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)；和圖22是表示現(xiàn)有技術(shù)的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中作用在電動(dòng)機(jī)和駕駛員上的載荷的關(guān)系的視圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1和圖2，電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置10安裝在小客車或大客車中。所述的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置10用于對(duì)與方向盤11連接的轉(zhuǎn)向軸12施加輔助轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩。所述的轉(zhuǎn)向軸12的上端與方向盤11連接，且其下端與第一小齒輪(或齒輪)13a連接。
這里，與所述的第一小齒輪13a連接的轉(zhuǎn)向軸12的下端稱為第一小齒輪軸12a。實(shí)際上，所述轉(zhuǎn)向軸12的上部與位于下部的第一小齒輪軸12a通過圖中未示出的萬(wàn)向接頭連接。
齒條軸14具有兩個(gè)在軸的長(zhǎng)度方向上相互隔開形成的齒條，第一齒條14a和第二齒條14b。
所述的第一小齒輪13a和第一齒條14a構(gòu)成第一齒條齒輪機(jī)構(gòu)15A。
所述的第一齒條齒輪機(jī)構(gòu)15A、第一動(dòng)力傳送機(jī)構(gòu)18A和轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部件(part)20設(shè)置在第一變速箱24A中。所述第一變速箱24A的外部如圖2所示。
所述的齒條軸14在其兩端部具有轉(zhuǎn)向橫拉桿(tie rod)16，16。用作車輛的轉(zhuǎn)向車輪的前車輪17，17與所述轉(zhuǎn)向橫拉桿16，16的外端連接。
本優(yōu)選實(shí)施方案的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置10具有兩個(gè)電動(dòng)機(jī)，第一電動(dòng)機(jī)19A和第二電動(dòng)機(jī)19B。所述的第一電動(dòng)機(jī)19A通過所述的第一動(dòng)力傳送機(jī)構(gòu)18A與第一小齒輪軸12a連接。所述的第二電動(dòng)機(jī)19B通過第二動(dòng)力傳送機(jī)構(gòu)18B與第二小齒輪軸12b連接。所述的第一和第二電動(dòng)機(jī)19A，19B每一個(gè)相互獨(dú)立操作，且它們的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)(輸出能力等)、正確的啟動(dòng)時(shí)間和工作細(xì)節(jié)相互獨(dú)立，下面將進(jìn)一步說(shuō)明，所述的第一和第二電動(dòng)機(jī)輸出旋轉(zhuǎn)力(轉(zhuǎn)矩)用于增補(bǔ)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩，且這些旋轉(zhuǎn)力通過所述的第一和第二動(dòng)力傳送機(jī)構(gòu)18A，18B施加在所述的第一和第二小齒輪軸12a，12b上。
所述的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部件20設(shè)置在轉(zhuǎn)向軸12上。當(dāng)駕駛員通過旋轉(zhuǎn)所述的方向盤11而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩施加在所述的轉(zhuǎn)向軸12上時(shí)，所述的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部件20檢測(cè)作用在所述的轉(zhuǎn)向軸12上的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩。
標(biāo)號(hào)21表示用于檢測(cè)車輛速度的車輛速度檢測(cè)部件?？刂茊卧?ECU)22由采用微型計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成。
所述的控制單元22接收從轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部件20輸出的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩信號(hào)T和從車輛速度檢測(cè)部件21輸出的車輛速度信號(hào)V，并根據(jù)關(guān)于轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的信息和關(guān)于車輛速度的信息，輸出用于控制所述的第一和第二電動(dòng)機(jī)19A，19B的操作的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)SG1A，SG1B。所述的第一和第二電動(dòng)機(jī)19A，19B具有第一和第二電動(dòng)機(jī)角度檢測(cè)部件23A，23B。將關(guān)于所述的第一和第二電動(dòng)機(jī)角度檢測(cè)部件23A，23B的角位置(電角度)的信號(hào)SG2A，SG2B輸入所述的控制單元22中。
本優(yōu)選實(shí)施方案采用的第一電動(dòng)機(jī)19A和第二電動(dòng)機(jī)19B具有相同的結(jié)構(gòu)和容量。
如圖1和圖2所示，第二變速箱24B中容納有形成在齒條軸14上的第二齒條14b；與所述的第二齒條14b嚙合的第二小齒輪13b；被轉(zhuǎn)動(dòng)支撐且與所述的第二小齒輪13b連接的第二小齒輪軸12b；和第二動(dòng)力傳送機(jī)構(gòu)18B。所述的第二電動(dòng)機(jī)19B的輸出軸具有一傳送軸(蝸桿軸)。所述的傳送軸具有蝸輪裝置(worm gear)。與該蝸輪裝置嚙合的蝸輪(wormwheel)固定在所述的第二小齒輪軸12b上。因此所述的第二變速箱24B具有與第一齒輪箱24A大致相同的結(jié)構(gòu)。
當(dāng)所述的第二電動(dòng)機(jī)19B被驅(qū)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)力通過所述的輸出軸、蝸輪裝置、蝸輪、第二小齒輪軸12b、第二小齒輪13b和第二齒條14b傳送到所述的齒條軸14。
如上所述，本優(yōu)選實(shí)施方案的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置10具有轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部件20、車輛速度檢測(cè)部件21、控制單元22、兩個(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B、和兩個(gè)動(dòng)力傳送機(jī)構(gòu)18A，18B。
在這種結(jié)構(gòu)中，當(dāng)駕駛員旋轉(zhuǎn)所述的方向盤11以在駕駛中轉(zhuǎn)向時(shí)，基于施加在所述的轉(zhuǎn)向軸12上的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩的旋轉(zhuǎn)力通過位于轉(zhuǎn)向軸12的底部的第一小齒輪軸12a和第一齒條齒輪機(jī)構(gòu)15A轉(zhuǎn)化為在齒條軸14的軸向方向中的線性運(yùn)動(dòng)，且然后通過所述的轉(zhuǎn)向橫拉桿16，16改變前車輪17，17的運(yùn)行方向。
這樣，設(shè)置在轉(zhuǎn)向軸12上的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部件20同時(shí)將與駕駛員施加在所述的方向盤11上的轉(zhuǎn)向力相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化為電動(dòng)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩信號(hào)T，并將此轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩信號(hào)T輸出至所述的控制單元22。所述的車輛速度檢測(cè)部件21檢測(cè)車輛的速度并將其轉(zhuǎn)化為車輛速度信號(hào)V，將該車輛速度信號(hào)V輸出至所述的控制單元22。所述的控制單元22根據(jù)所述的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩信號(hào)T和車輛速度信號(hào)V來(lái)生成用于驅(qū)動(dòng)所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B的電動(dòng)機(jī)電流。所述的由這些電動(dòng)機(jī)電流驅(qū)動(dòng)的第一和第二電動(dòng)機(jī)19A，19B利用所述的第一和第二動(dòng)力傳送機(jī)構(gòu)18A，18B對(duì)所述的齒條軸14施加輔助轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩。如上所述，利用根據(jù)預(yù)定電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的方法操作的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B，減小由駕駛員施加在所述方向盤11上的轉(zhuǎn)向力。
如圖3所示，所述的控制單元22具有平行設(shè)置的第一電動(dòng)機(jī)控制部件30A和第二電動(dòng)機(jī)控制部件30B，用于根據(jù)從所述的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部件20輸出的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩信息來(lái)驅(qū)動(dòng)一控制所述的第一電動(dòng)機(jī)19A和第二電動(dòng)機(jī)19B。所述的控制單元22也具有用于控制這兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)19A，19B的驅(qū)動(dòng)順序的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)順序控制部件33，和存儲(chǔ)用于執(zhí)行所述兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)順序的程序的存儲(chǔ)裝置34。
所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)順序控制部件33是比所述的第一和第二電動(dòng)機(jī)控制部件30A，30B的電平更高的控制部件，且構(gòu)成在CPU的周圍。
所述的第一電動(dòng)機(jī)控制部件30A和第二電動(dòng)機(jī)控制部件30B具有大致相同的結(jié)構(gòu)和功能，且分別具有目標(biāo)電流確定部件31A，31B和控制部件32A，32B。所述的目標(biāo)電流確定部件31A，31B主要根據(jù)所述的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩信號(hào)T確定目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)矩，并輸出關(guān)于供應(yīng)來(lái)自所述的第一和第二電動(dòng)機(jī)19A，19B的目標(biāo)輔助轉(zhuǎn)矩所需的目標(biāo)電流值的信號(hào)(目標(biāo)電流信號(hào))IT。圖3所示的T-IT轉(zhuǎn)換特性是示例的一種。
下面，將根據(jù)圖4描述第一電動(dòng)機(jī)控制部件30A中的控制部件32A的具體示例。這里，由于所述的第二電動(dòng)機(jī)控制部件30B與所述的第一電動(dòng)機(jī)控制部件30A相同，因此省略關(guān)于控制部件32B的說(shuō)明。
如圖4所示，控制部件32A包括微分運(yùn)算部件41，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制部件42，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部件43和電流值檢測(cè)部件44。
電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制部件42包括微分電流控制部件45和PWM信號(hào)生成部件46。
所述的微分電流控制部件45根據(jù)來(lái)自所述的微分運(yùn)算部件41的電流信號(hào)生成并輸出用于控制電動(dòng)機(jī)電流的驅(qū)動(dòng)電流信號(hào)。
所述的PWM信號(hào)生成部件46生成用于根據(jù)來(lái)自所述微分電流控制部件45的驅(qū)動(dòng)電流信號(hào)來(lái)PWM-驅(qū)動(dòng)(PMW-driving)所述的第一電動(dòng)機(jī)19A的PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)。
所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)部件43包括門驅(qū)動(dòng)電路部件47和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路(利用四個(gè)FET形成的H形橋電路)48。所述的門驅(qū)動(dòng)電路部件47根據(jù)所述的驅(qū)動(dòng)-控制信號(hào)(PWM信號(hào))切換所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路48。
通過這種方式，圖3中所示的第一電動(dòng)機(jī)控制部件30A根據(jù)由轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部件20檢測(cè)到的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩信號(hào)T來(lái)PWM-控制從電池電源49供應(yīng)給第一電動(dòng)機(jī)19A的電動(dòng)機(jī)電流，并控制由所述第一電動(dòng)機(jī)19A輸出的功率(輔助轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩)。
以由具有這種結(jié)構(gòu)的控制單元22控制的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B的操作順序來(lái)實(shí)現(xiàn)下面的控制。該操作順序控制由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)順序控制部件33執(zhí)行，所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)順序控制部件是圖3所示的高電平控制部件。
首先，參照?qǐng)D5描述關(guān)于第一優(yōu)選實(shí)施方案的第一示例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法。該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法可在下列范圍中應(yīng)用，其中當(dāng)所述的方向盤11開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置10的輔助推力很小(轉(zhuǎn)向開始；低轉(zhuǎn)矩范圍)。在該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法中，在轉(zhuǎn)向開始時(shí)，只利用兩個(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B的其中之一來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向力增補(bǔ)。并且就本第一示例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法而言，所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B的額定值和輸出特性相同。
在圖5中，當(dāng)駕駛員操縱圖1所示的方向盤11以使其開始轉(zhuǎn)動(dòng)或使其回轉(zhuǎn)時(shí)，與由所述的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部件20檢測(cè)的該轉(zhuǎn)向狀態(tài)的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩相關(guān)的信號(hào)被輸入到所述的控制單元22中。在控制單元22中，輸入來(lái)自轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部件20的檢測(cè)信號(hào)(步驟S11)，且其確定是否應(yīng)用了與該轉(zhuǎn)向狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩或反向轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩(步驟S12)。當(dāng)步驟S12中的確定結(jié)果為否時(shí)，重復(fù)步驟S11，S12。當(dāng)步驟S12的確定結(jié)果為是時(shí)，執(zhí)行下面的步驟S13。
在步驟S13中，兩個(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B的其中之一(例如，第一電動(dòng)機(jī)19A)啟動(dòng)，并輸出輔助推力。
在步驟S14，所述第一電動(dòng)機(jī)19A的操作繼續(xù)，直到確定電動(dòng)機(jī)19A的輔助推力到達(dá)其額定轉(zhuǎn)矩為止。作為用于檢測(cè)是否到達(dá)所述的額定轉(zhuǎn)矩的信號(hào)，可以使用上述的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩信號(hào)T，或者可選擇地使用從所述的第一電動(dòng)機(jī)19A中可檢測(cè)的轉(zhuǎn)矩信號(hào)。重復(fù)步驟S13和S14直到達(dá)到額定轉(zhuǎn)矩為止。當(dāng)在步驟S14中確定來(lái)自第一電動(dòng)機(jī)19A的輔助推力已達(dá)到所述的額定轉(zhuǎn)矩，則進(jìn)行步驟S15。
在步驟S15中，所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B中已經(jīng)啟動(dòng)的一個(gè)電動(dòng)機(jī)繼續(xù)操作，且另一個(gè)(在當(dāng)前情況中，第二電動(dòng)機(jī)19B)啟動(dòng)并輸出輔助推力。因此，當(dāng)執(zhí)行步驟S15時(shí)，由所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B輸出的輔助推力施加在所述的轉(zhuǎn)向系上。
就該第一電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法而言，由于在低轉(zhuǎn)矩范圍中，兩個(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B中只有一個(gè)工作以提供轉(zhuǎn)向力增補(bǔ)，因此不會(huì)出現(xiàn)由于兩個(gè)電動(dòng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)而導(dǎo)致的控制開始時(shí)間不同的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，且在旋轉(zhuǎn)或回轉(zhuǎn)的開始就能平穩(wěn)地實(shí)現(xiàn)輔助推力。在達(dá)到額定轉(zhuǎn)矩之后，所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B同時(shí)工作以輸出大的輔助推力。
同樣，因?yàn)樗龅膬蓚€(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B的啟動(dòng)時(shí)間根據(jù)所需要的輔助推力而錯(cuò)開，因此能避免由于在所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)之間的偏差很大時(shí)的轉(zhuǎn)矩干涉而引起的輸出下降，和實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出的穩(wěn)定控制。尤其是，在低輔助推力的狀態(tài)下，諸如在行進(jìn)的過程中的旋轉(zhuǎn)或回轉(zhuǎn)的開始階段，當(dāng)能輕易感覺到轉(zhuǎn)矩波動(dòng)時(shí)，實(shí)現(xiàn)幾乎沒有轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的控制。
雖然在上述的第一示例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法中，在步驟S14中確定是否到達(dá)額定轉(zhuǎn)矩，但是除了根據(jù)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行確定，其還可能提供確定是否達(dá)到額定負(fù)載(rated duty)的步驟。就該方法而言，可以參考上述確定供應(yīng)給所述電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)電流的PWM信號(hào)的負(fù)載(duty)的狀態(tài)進(jìn)行確定。這樣就能改變步驟S14的規(guī)定值。
下面，將參照?qǐng)D6描述第二示例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法。在該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法中，當(dāng)所述的方向盤11開始旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)輪替作為在轉(zhuǎn)向開始階段所使用的電動(dòng)機(jī)。這樣，使得這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B的工作頻率相同。在該第二示例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法中，這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B的額定值和輸出特性相同。
從所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法的整體角度出發(fā)，在圖5所示的步驟S12和S14之間插入圖6中所示的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的控制程序。當(dāng)檢測(cè)到預(yù)定的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩狀態(tài)時(shí)(步驟S12)且兩個(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B的其中之一將要啟動(dòng)時(shí)，執(zhí)行圖6所示的步驟S21至S25以確定在圖5所示的步驟S13中首先要啟動(dòng)哪個(gè)電動(dòng)機(jī)。
就該第二電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法而言，在步驟S21中，在要產(chǎn)生輔助推力的前提下，執(zhí)行轉(zhuǎn)向開始處理。之后，檢測(cè)操作啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的歷史標(biāo)志(operation start motor history flag)(步驟S22)。這里，檢測(cè)這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B的操作歷史標(biāo)志的狀態(tài)。
在下面的步驟S23中，選擇先前沒有使用的電動(dòng)機(jī)，并執(zhí)行該電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向開始。因此，執(zhí)行圖5中所示的步驟S13。后面的步驟S24，S25是后處理步驟。即，在轉(zhuǎn)向結(jié)束(步驟S24)的條件下，更新在轉(zhuǎn)向開始階段首先啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)的歷史標(biāo)志(步驟S25)。
就所述第二示例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法而言，所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B輪替作為在轉(zhuǎn)向開始階段所啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，且這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的工作頻率相等。因此，施加在這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B上的載荷相等且電動(dòng)機(jī)的控制/驅(qū)動(dòng)部件及電動(dòng)機(jī)的壽命相等。
下面將參照?qǐng)D7所示的流程圖描述第三示例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法。該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法是所述的第一和第二示例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法的變形。在該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法中，關(guān)于當(dāng)方向盤11要開始旋轉(zhuǎn)時(shí)在轉(zhuǎn)向的啟動(dòng)時(shí)被使用的電動(dòng)機(jī)，所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B的其中之一只朝右的方向使用，且另一個(gè)只朝左的方向使用。由于在行進(jìn)過程中發(fā)生朝右轉(zhuǎn)向和朝左轉(zhuǎn)向的比率基本上相等，因此這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B的操作頻率相等。就該第三電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法示例而言，這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B的額定和輸出特定相同。在圖7的控制程序中，與圖6中所示的步驟相同的步驟的標(biāo)號(hào)也相同。
在圖7所示的流程圖中，在轉(zhuǎn)向開始處理步驟S21之后為轉(zhuǎn)向方向區(qū)分步驟S31。當(dāng)在步驟S31中確定轉(zhuǎn)向方向朝左時(shí)，執(zhí)行下列三個(gè)步驟S32，S33，S34。步驟S32至S34基本上分別與圖4中所示的步驟S13至S15相同。當(dāng)在步驟S31中確定轉(zhuǎn)向方向朝右時(shí)，執(zhí)行下列三個(gè)步驟S35，S36和S37。步驟S35至S37基本上分別與圖5中所示的步驟S13至S15相同。最后，執(zhí)行轉(zhuǎn)向結(jié)束處理S25。
就該第三電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法示例而言，通過指定所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B朝右使用或朝左使用并在轉(zhuǎn)向開始階段相應(yīng)地使用這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)中的每一個(gè)，使得這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的操作頻率相同且其壽命也相等。
下面將參照?qǐng)D8的流程圖描述第四示例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法。該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法是所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法的第一示例的一種變形。在該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法中，指定所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B為主電動(dòng)機(jī)和次電動(dòng)機(jī)，且預(yù)定在轉(zhuǎn)向開始階段使用的電動(dòng)機(jī)總是為主電動(dòng)機(jī)。這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的額定值和輸出特性可以相同或不同。在圖8所示的流程圖中，實(shí)際上與圖5中所示的步驟相同的步驟的標(biāo)號(hào)也相同。
在圖8中，當(dāng)駕駛員開始旋轉(zhuǎn)或回轉(zhuǎn)所述的方向盤11時(shí)，在控制單元22中，輸入來(lái)自轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部件20的檢測(cè)信號(hào)(步驟S11)，并確定是否應(yīng)用了與該轉(zhuǎn)向狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩或反向轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩(步驟S12)。當(dāng)步驟S12的確定為否時(shí)，重復(fù)步驟S11，S12。當(dāng)步驟S12的確定為是時(shí)，執(zhí)行步驟S41。
在步驟S41，啟動(dòng)所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B中作為主電動(dòng)機(jī)的那個(gè)電動(dòng)機(jī)，并輸出輔助推力。在下一步驟中，步驟S42，所述主電動(dòng)機(jī)的操作繼續(xù)直到確定所述主電動(dòng)機(jī)輸出的輔助推力達(dá)到規(guī)定的值(規(guī)定的轉(zhuǎn)矩或規(guī)定的負(fù)載)為止。即，繼續(xù)步驟S41和S42。
當(dāng)在步驟S42確定所述主電動(dòng)機(jī)輸出的輔助推力達(dá)到規(guī)定的值時(shí)，處理過程進(jìn)行到步驟S43。
在步驟S43，當(dāng)所述的主電動(dòng)機(jī)的操作繼續(xù)時(shí)，所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B中的另一個(gè)，即次電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)并輸出輔助推力。因此，當(dāng)執(zhí)行步驟S43時(shí)，通過這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B對(duì)所述的轉(zhuǎn)向系施加輔助推力。
就上述的第四電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法示例而言，由于在低轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)，只通過工作著的所述的主電動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向力增補(bǔ)，因此不會(huì)出現(xiàn)因同時(shí)啟動(dòng)所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)而造成的控制開始時(shí)間差異的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，并在旋轉(zhuǎn)開始的階段能實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的轉(zhuǎn)向力增補(bǔ)。
同樣，因?yàn)樗龅膬蓚€(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B的啟動(dòng)時(shí)間根據(jù)所需要的輔助推力而相互錯(cuò)開，因此能消除當(dāng)這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)之間的偏差很大時(shí)的轉(zhuǎn)矩干涉而引起的輸出下降，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出的穩(wěn)定控制。尤其是，在低輔助推力的階段，諸如在行進(jìn)過程中的旋轉(zhuǎn)或回轉(zhuǎn)的開始階段，當(dāng)能容易地感覺到轉(zhuǎn)矩波動(dòng)時(shí)，能實(shí)現(xiàn)幾乎沒有轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的控制。
同樣，就該第四電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法示例而言，通過在轉(zhuǎn)向開始的階段使用所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)中的主電動(dòng)機(jī)，這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)被驅(qū)動(dòng)的總次數(shù)可以不同，且電動(dòng)機(jī)的壽命也可以不同。因此，減小了電動(dòng)機(jī)同時(shí)發(fā)生故障的可能性。當(dāng)其中一個(gè)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，通過監(jiān)控所述輔助推力的值，能推斷出哪個(gè)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障。例如，當(dāng)在轉(zhuǎn)向開始的階段沒有獲得轉(zhuǎn)矩時(shí)，能推斷出所述的主電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障，和當(dāng)需要輔助轉(zhuǎn)矩時(shí)而沒有獲得轉(zhuǎn)矩時(shí)，能推斷出所述的次電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障。
由于可以使這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)分別為主電動(dòng)機(jī)和次電動(dòng)機(jī)并使所述電動(dòng)機(jī)的額定值和輸出特性的大小不同，因此在需要轉(zhuǎn)矩時(shí)和需要響應(yīng)性時(shí)都能實(shí)現(xiàn)最佳的控制。例如，如果在旋轉(zhuǎn)開始的階段使用具有大輸出的電動(dòng)機(jī)，則當(dāng)驅(qū)動(dòng)小電動(dòng)機(jī)時(shí)早已存在足夠的轉(zhuǎn)矩，因此當(dāng)所述的第二電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的相對(duì)值可以很小，因此轉(zhuǎn)向感良好。
下面將參照?qǐng)D9描述第五示例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法。該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法表示當(dāng)所述電動(dòng)機(jī)的其中之一發(fā)生故障時(shí)的控制方法的示例。在這種情況下，所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B的額定值和輸出特性可以相同或不同。
圖9中所示的步驟S51至S56與當(dāng)電動(dòng)機(jī)的其中之一在轉(zhuǎn)向開始階段啟動(dòng)時(shí)的處理過程相對(duì)應(yīng)。當(dāng)操作所述的方向盤11并利用電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置10實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向力增補(bǔ)時(shí)，首先在轉(zhuǎn)向的開始階段，啟動(dòng)這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的其中之一并開始轉(zhuǎn)向(步驟S51)。此時(shí)，確定已啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)的輸出負(fù)載(output duty)(步驟S52)。
當(dāng)在步驟S52中該電動(dòng)機(jī)的輸出負(fù)載低于規(guī)定值時(shí)，該電動(dòng)機(jī)的操作狀態(tài)持續(xù)不變。之后，如參照?qǐng)D5的流程圖所述的一樣，確定是否達(dá)到規(guī)定的轉(zhuǎn)矩(步驟S14)，并執(zhí)行啟動(dòng)另一電動(dòng)機(jī)的處理(步驟S15)。當(dāng)在步驟S52中所述的第一電動(dòng)機(jī)的輸出負(fù)載大于規(guī)定值時(shí)，確定電動(dòng)機(jī)電流的值(步驟S53)。
當(dāng)在步驟S53中所述電動(dòng)機(jī)電流的值大于規(guī)定值時(shí)，由于獲得所需要的電動(dòng)機(jī)輸出，因此該第一電動(dòng)機(jī)的操作狀態(tài)持續(xù)不變。之后，如參照?qǐng)D5所示的流程圖，確定是否達(dá)到規(guī)定的轉(zhuǎn)矩(步驟S14)，并執(zhí)行啟動(dòng)另一電動(dòng)機(jī)的處理(步驟S15)。
當(dāng)在步驟S53中所述電動(dòng)機(jī)電流的值小于規(guī)定值時(shí)，確定所述的第一電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障(步驟S54)，并停止該電動(dòng)機(jī)的操作(步驟S55)。之后，啟動(dòng)所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)中的另一個(gè)，并開始利用這個(gè)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)向(步驟S56)。這樣，只由該第二電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向力增補(bǔ)。
就該第五電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法示例而言，當(dāng)所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B中的一個(gè)發(fā)生故障時(shí)，就利用另一個(gè)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)控制。與兩個(gè)電動(dòng)機(jī)同時(shí)工作的結(jié)構(gòu)相比，這種結(jié)構(gòu)更易于進(jìn)行故障檢測(cè)，且能在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)故障檢測(cè)。
在如上所述的具有兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法中，由于只利用一個(gè)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向力增補(bǔ)控制，因此能實(shí)現(xiàn)不受所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的反向正時(shí)(reversing timing)的影響的控制。
上文已描述了第一優(yōu)選實(shí)施方案中用于電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法的示例；但是，根據(jù)本發(fā)明的用于設(shè)置在轉(zhuǎn)向系中的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法也能應(yīng)用于其他轉(zhuǎn)向裝置中，諸如由導(dǎo)線控制轉(zhuǎn)向的系統(tǒng)。
如上所述，就所述的第一優(yōu)選實(shí)施方案而言，由于在低轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)，只利用設(shè)置在轉(zhuǎn)向系中的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)中的一個(gè)輸出轉(zhuǎn)向力，因此能消除由于控制開始時(shí)間不同而造成的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制。并且由于只利用一個(gè)電動(dòng)機(jī)開始控制，能避免兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的反向正時(shí)對(duì)回轉(zhuǎn)的影響。
同樣，就第一優(yōu)選實(shí)施方案而言，由于所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)可以輪替用作首先啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，因此這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的使用頻率可以相等且它們的壽命也可以相同。
同樣，就優(yōu)選實(shí)施方案而言，由于首先啟動(dòng)的第一電動(dòng)機(jī)總是同一個(gè)電動(dòng)機(jī)，因此這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的使用頻率可以不同且這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的壽命也不同。因此，能避免這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)同時(shí)發(fā)生故障。
還有，就該優(yōu)選實(shí)施方案而言，由于設(shè)置兩個(gè)電動(dòng)機(jī)且它們的啟動(dòng)時(shí)間不同，因此容易進(jìn)行并迅速實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的故障檢測(cè)。
還有，就該優(yōu)選實(shí)施方案而言，由于兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的大小可以被設(shè)置為不同，因此可能實(shí)現(xiàn)適于不同控制對(duì)象的最佳控制，諸如控制何時(shí)需要轉(zhuǎn)矩和何時(shí)需要響應(yīng)性。
圖10是表示根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施方案的控制單元222的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖。
控制單元222包括用于第一電動(dòng)機(jī)19A的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制部件243A；用于第二電動(dòng)機(jī)19B的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制部件243B；目標(biāo)電流設(shè)置部件231，用于根據(jù)轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩信號(hào)T和車輛速度信號(hào)V設(shè)置目標(biāo)電流并輸出目標(biāo)電流信號(hào)IT；用于檢測(cè)電動(dòng)機(jī)19A，19B的故障的故障檢測(cè)部件242，和用于將目標(biāo)電流分配給電動(dòng)機(jī)19A，19B的目標(biāo)電流分配部件250。
所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制部件243A包括門驅(qū)動(dòng)電路247A和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路248A。所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制部件243B包括門驅(qū)動(dòng)電路247B和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路248B。電力從電池249供應(yīng)給所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路248A，248B。
所述的故障檢測(cè)部件242，例如根據(jù)從所述的門驅(qū)動(dòng)電路247A，247B分別施加在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路248A，248B上的PWM信號(hào)的負(fù)載，即負(fù)載1，負(fù)載2，來(lái)檢測(cè)故障。
上述的電動(dòng)機(jī)電流是從所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制部件243A，243B經(jīng)過所述的電動(dòng)機(jī)19A，19B的電流。所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制部件243A的門驅(qū)動(dòng)電路247A根據(jù)通過所述的目標(biāo)電流分配部件250分配給它的電流信號(hào)SA來(lái)輸出PWM信號(hào)，并根據(jù)該P(yáng)WM信號(hào)的負(fù)載切換所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路248A。電動(dòng)機(jī)電流通過這種方式供應(yīng)給所述的第一電動(dòng)機(jī)19A。同樣，在電動(dòng)機(jī)19B的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制部件243B中，所述的門驅(qū)動(dòng)電路247B和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路248B根據(jù)由所述的目標(biāo)電流分配部件250分配的電流信號(hào)SB以類似的方式操作。當(dāng)所述的目標(biāo)電流分配部件250接到來(lái)自所述的故障檢測(cè)部件242的故障信號(hào)K時(shí)，其識(shí)別發(fā)生故障的電動(dòng)機(jī)并根據(jù)該結(jié)果改變電流信號(hào)SA，SB，以增加經(jīng)過沒有發(fā)生故障的正常電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)電流。
圖11是表示圖10所示的目標(biāo)電流分配部件250的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖。
所述的目標(biāo)電流分配部件250包括故障電動(dòng)機(jī)識(shí)別部件251，用于接受故障信號(hào)K并識(shí)別發(fā)生故障的電動(dòng)機(jī)；和電流分配確定部件252，用于接收所述的目標(biāo)電流信號(hào)IT，及確定要分配給所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)19A和19B的電流并輸出所述的電流信號(hào)SA，SB。所述的故障電動(dòng)機(jī)識(shí)別部件251接收所述的故障信號(hào)K并確定發(fā)生故障的電動(dòng)機(jī)是所述的第一電動(dòng)機(jī)19A還是第二電動(dòng)機(jī)19B。故障電動(dòng)機(jī)識(shí)別部件251將關(guān)于正常電動(dòng)機(jī)的信號(hào)KM輸出至所述的電流分配確定部件252。所述的電流分配確定部件252接收所述的目標(biāo)電流信號(hào)IT和關(guān)于所述的正常電動(dòng)機(jī)的信號(hào)KM，并確定要供應(yīng)給所述的第一電動(dòng)機(jī)19A和第二電動(dòng)機(jī)19B的電流。例如，當(dāng)所述的第一電動(dòng)機(jī)19A發(fā)生故障時(shí)，所述的電流分配確定部件使供應(yīng)給第一電動(dòng)機(jī)19A的電流為零并增加供應(yīng)給所述的第二電動(dòng)機(jī)19B的電流。
下面，還參照?qǐng)D10和圖11，根據(jù)圖12中所示的目標(biāo)電流分配部件250的工作流程說(shuō)明所述的第二優(yōu)選實(shí)施方案的控制單元222的操作。
所述的目標(biāo)電流分配部件250讀取來(lái)自圖10中所示的目標(biāo)電流設(shè)置部件231的目標(biāo)電流信號(hào)IT(步驟S201)并接收來(lái)自所述的故障檢測(cè)部件242的故障信號(hào)K。所述的故障信號(hào)K是，例如2比特信號(hào)，其中“00”表示所述的第一和第二電動(dòng)機(jī)19A，19B都正常；“01”表示所述的第一電動(dòng)機(jī)19A正常，而第二電動(dòng)機(jī)19B故障；“10”表示所述的第一電動(dòng)機(jī)19A故障，而第二電動(dòng)機(jī)19B正常；和“11”表示所述的第一電動(dòng)機(jī)和第二電動(dòng)機(jī)19A，19B都發(fā)生故障，利用所述的故障信號(hào)K確定所述的第一和第二電動(dòng)機(jī)19A，19B中是否有一個(gè)或兩個(gè)都發(fā)生故障(步驟S202)。這時(shí)，確定所述的2比特信號(hào)中的任一位中是否有“1”。當(dāng)電動(dòng)機(jī)都沒有發(fā)生故障時(shí)，即當(dāng)所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)都工作正常時(shí)，執(zhí)行正?？刂?步驟S205)。當(dāng)所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的大小一樣時(shí)，正?？刂票硎窘?jīng)過這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的電流相同，而當(dāng)這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的大小不一樣時(shí)，正常控制表示根據(jù)它們的大小給它們分配電流。還有，所述的電流可以只經(jīng)過一個(gè)電動(dòng)機(jī)而不是同時(shí)經(jīng)過這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)。
當(dāng)其中一個(gè)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，確定哪個(gè)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障和哪個(gè)電動(dòng)機(jī)是正常的(步驟S203)。當(dāng)沒有正常工作的電動(dòng)機(jī)時(shí)，即所述的故障信號(hào)K是“11”時(shí)，停止電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的控制(步驟S206)。當(dāng)確定存在一個(gè)正常的電動(dòng)機(jī)時(shí)，即當(dāng)所述的故障信號(hào)K是“01”或“10”時(shí)，根據(jù)所述的故障信號(hào)K增加分配給正常的電動(dòng)機(jī)的電流(步驟S204)。
圖13是表示作用在電動(dòng)機(jī)和駕駛員上的載荷之間的關(guān)系的視圖。由所述的第一電動(dòng)機(jī)19A和第二電動(dòng)機(jī)19B提供的輔助轉(zhuǎn)向力與由駕駛員施加的轉(zhuǎn)向力的正常比例為5∶5∶1。陰影線部分表示由駕駛員施加的轉(zhuǎn)向力。例如，當(dāng)所述的第一電動(dòng)機(jī)19A發(fā)生故障時(shí)，利用圖10所示的目標(biāo)電流分配部件250增加由所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路248B供應(yīng)給第二電動(dòng)機(jī)19B的電流，并由所述的第二電動(dòng)機(jī)19B提供的輔助轉(zhuǎn)向力增大。圖13中右側(cè)的圖表表示通過第二電動(dòng)機(jī)19B的輔助轉(zhuǎn)向力減小了作用在駕駛員上的負(fù)擔(dān)。這時(shí)，第二電動(dòng)機(jī)19B的輔助轉(zhuǎn)向力與駕駛員施加的轉(zhuǎn)向力的比例約為7∶4。
下面，根據(jù)圖14至圖17描述本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施方案的控制單元。
圖14是表示本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施方案的控制單元322的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖。與第二優(yōu)選實(shí)施方案的圖10所示的元件基本相同的元件的標(biāo)號(hào)也相同，因此下面不再進(jìn)行說(shuō)明。
該第三優(yōu)選實(shí)施方案的控制單元322具有電流檢測(cè)部件344A，344B，用于測(cè)量流經(jīng)所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路流248A，248B的電流。所述的電流檢測(cè)部件344A，344B利用分路電阻R1，R2的阻力系數(shù)(resistance value)及其電位差來(lái)檢測(cè)經(jīng)過所述的分路電阻R1，R2的電流，并輸出電流信號(hào)IA，IB。將檢測(cè)的流經(jīng)所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路248A，248B的電流輸入到目標(biāo)電流分配部件350中作為所述的電流信號(hào)IA，IB。
圖15是表示所述的目標(biāo)電流分配部件350的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖。所述的目標(biāo)電流分配部件350包括故障電動(dòng)機(jī)識(shí)別部件351，用于接收所述的故障信號(hào)K并識(shí)別發(fā)生故障的電動(dòng)機(jī)；電流分配確定部件352，用于接收所述的目標(biāo)電流信號(hào)IT和確定要分配給所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B的電動(dòng)機(jī)電流，并輸出相應(yīng)的電流信號(hào)SA’，SB’；電流極限值設(shè)置部件353，用于接收來(lái)自所述的故障電動(dòng)機(jī)識(shí)別部件351的信號(hào)和設(shè)置正常電動(dòng)機(jī)的電流極限值；和根據(jù)所述的電流極限值和流經(jīng)電動(dòng)機(jī)的電流來(lái)操作的計(jì)時(shí)器354。
所述的故障電動(dòng)機(jī)識(shí)別部件351根據(jù)故障信號(hào)K識(shí)別哪個(gè)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障，和將關(guān)于，例如所述的正常電動(dòng)機(jī)的信號(hào)KM輸出至電流分配確定部件352和所述的電流極限值設(shè)置部件353。當(dāng)沒有發(fā)生故障時(shí)，所述的故障電動(dòng)機(jī)識(shí)別部件351不給電流極限值設(shè)置部件353輸出信號(hào)KM。所述的電流極限值設(shè)置部件353接收關(guān)于正常電動(dòng)機(jī)的信號(hào)KM并將所述正常電動(dòng)機(jī)的電流極限值設(shè)置為故障電流極限值。當(dāng)所述的電動(dòng)機(jī)的其中之一發(fā)生故障時(shí)，所述的故障電流極限值被設(shè)置成大于所述的正常電流極限值，從而增加由所述的正常電動(dòng)機(jī)提供的輔助轉(zhuǎn)向力。所述的電流分配確定部件352接收關(guān)于所述的正常電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)電流信號(hào)IT和信號(hào)KM以及電流極限值信號(hào)L，并確定要供應(yīng)給所述的第一電動(dòng)機(jī)19A和第二電動(dòng)機(jī)19B的電流。例如，當(dāng)所述的第一電動(dòng)機(jī)19A發(fā)生故障且第二電動(dòng)機(jī)19B正常時(shí)，把供應(yīng)給所述的第一電動(dòng)機(jī)19A的電流設(shè)置為0并使大小與所述的故障電流極限值一致的、大于正常電流極限值的電流流過所述的第二電動(dòng)機(jī)19B。
下面參照?qǐng)D14和15，根據(jù)圖16所示的目標(biāo)電流分配部件350的操作流程圖來(lái)說(shuō)明所述的第三優(yōu)選實(shí)施方案的控制單元322的操作。
如圖14所示，所述的目標(biāo)電流分配部件350接收來(lái)自故障檢測(cè)部件242的故障信號(hào)K。所述的故障信號(hào)K為，例如2比特信號(hào)，其中“00”表示所述的第一和第二電動(dòng)機(jī)19A，19B都正常，“01”表示所述的第一電動(dòng)機(jī)19A正常且第二電動(dòng)機(jī)19B故障，“10”表示所述的第一電動(dòng)機(jī)19A故障且第二電動(dòng)機(jī)19B正常，和“11”表示所述的第一和第二電動(dòng)機(jī)19A，19B都發(fā)生故障。
利用所述的故障信號(hào)K來(lái)確定這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B中是否有一個(gè)發(fā)生故障或者是否都發(fā)生故障(步驟S301)。這時(shí)，確定在所述的2比特信號(hào)中的任一位中是否為“1”。當(dāng)所述的電動(dòng)機(jī)沒有發(fā)生故障時(shí)，即當(dāng)電動(dòng)機(jī)都工作正常時(shí)，將下面將詳細(xì)說(shuō)明的計(jì)數(shù)C設(shè)置為0(步驟S309)。當(dāng)其中一個(gè)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，確定哪一個(gè)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障和哪一個(gè)電動(dòng)機(jī)是正常的(步驟S302)。這時(shí)，當(dāng)沒有正常工作的電動(dòng)機(jī)時(shí)，即當(dāng)所述的故障信號(hào)K為“11”時(shí)，停止電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的控制(步驟S308)。當(dāng)確定有一個(gè)電動(dòng)機(jī)正常時(shí)，即當(dāng)故障信號(hào)K為“01”或“10”時(shí)，將該正常電動(dòng)機(jī)的電流極限值設(shè)置為故障電流極限值(步驟S303)。由于當(dāng)該正常電動(dòng)機(jī)的電流極限值設(shè)置為故障電流極限值時(shí)，大于所述的正常電流極限值的電動(dòng)機(jī)電流能通過所述的正常電動(dòng)機(jī)，從而檢測(cè)通過所述的正常電動(dòng)機(jī)的電流是否大于所述的正常電流極限值(步驟S304)。當(dāng)通過所述的正常電動(dòng)機(jī)的電流小于所述的正常電流極限值時(shí)，下面將進(jìn)一步說(shuō)明的計(jì)數(shù)C設(shè)置為0(步驟S309)。當(dāng)通過所述的正常電動(dòng)機(jī)的電流大于所述的正常電流極限值時(shí)，圖15所示的計(jì)時(shí)器354工作且所述的計(jì)數(shù)C加1(步驟S305)。從耐用性的角度出發(fā)，一般不希望所述的電動(dòng)機(jī)電流大于所述的正常電流極限值，但是如果這種情況只持續(xù)一預(yù)定的時(shí)間的話，則可以超出所述的正常電流極限值而不會(huì)影響耐用性。因此，當(dāng)發(fā)生一個(gè)故障時(shí)，通過將電流極限值設(shè)置為故障電流極限值，能夠獲得在設(shè)置為正常電流極限值時(shí)所不能獲得的輔助轉(zhuǎn)向力。因此，所述的電動(dòng)機(jī)電流超出正常電流極限值的預(yù)定時(shí)間必須在電動(dòng)機(jī)的承受范圍內(nèi)。所以，當(dāng)計(jì)時(shí)器354的計(jì)數(shù)C增加到大于α?xí)r(步驟S306)，電流極限值回復(fù)為正常的電流極限值(步驟S307)。
在上述的處理過程中，當(dāng)計(jì)數(shù)器354啟動(dòng)之后其中一個(gè)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障且另一個(gè)正常時(shí)，所述的處理過程再次到步驟S303，但是此時(shí)正常電動(dòng)機(jī)的電流極限值保持為故障電流極限值，且比較經(jīng)過所述的正常電動(dòng)機(jī)的電流與正常電流極限值(步驟S304)。此時(shí)，當(dāng)通過所述的正常電動(dòng)機(jī)的電流低于所述的正常電流極限值時(shí)，由于作用在電動(dòng)機(jī)上的載荷沒有超出正常值，因此計(jì)時(shí)器354的計(jì)數(shù)C設(shè)置為0(步驟S309)。通過這種方式，可以更有效地實(shí)現(xiàn)所述的電動(dòng)機(jī)的操作。
圖17是表示作用在電動(dòng)機(jī)和駕駛員上的載荷之間的關(guān)系的視圖。假定由所述的第一電動(dòng)機(jī)19A和第二電動(dòng)機(jī)19B提供的輔助轉(zhuǎn)向力與駕駛員施加的轉(zhuǎn)向力的正常比例為5∶5∶1。陰影線部分表示由駕駛員施加的轉(zhuǎn)向力。例如，當(dāng)所述的第一電動(dòng)機(jī)19A故障時(shí)，圖15所示的目標(biāo)電流分配部件350的電流極限值設(shè)置部件353將所述的第二電動(dòng)機(jī)19B的電流極限值設(shè)置為故障電流極限值。因此，大于所述的正常電流極限值的電流能通過所述的第二電動(dòng)機(jī)19B。結(jié)果，由所述的第二電動(dòng)機(jī)19B提供的輔助轉(zhuǎn)向力增加。圖17中右側(cè)的圖表表示由所述的第二電動(dòng)機(jī)19B提供的輔助轉(zhuǎn)向力減輕了作用在駕駛員上的轉(zhuǎn)向力。這表示作用在駕駛員上的負(fù)載減輕的程度大于只是簡(jiǎn)單改變電動(dòng)機(jī)電流分配所實(shí)現(xiàn)的程度，如第二優(yōu)選實(shí)施方案的圖13所示。這時(shí)，第二電動(dòng)機(jī)19B的輔助轉(zhuǎn)向力與駕駛員的轉(zhuǎn)向力的比例大約為8∶2。
如上文所述，就根據(jù)第二優(yōu)選實(shí)施方案的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置而言，提供多個(gè)電動(dòng)機(jī)用于對(duì)轉(zhuǎn)向車輪施加轉(zhuǎn)向力，并提供用于給所述的電動(dòng)機(jī)分配輔助轉(zhuǎn)向力的分配部件，以及當(dāng)至少一個(gè)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，該分配部件增加分配給正常電動(dòng)機(jī)的輔助轉(zhuǎn)向力。因此，在電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)作用在駕駛員上的負(fù)載被減輕。
在所述的第三優(yōu)選實(shí)施方案中，由于提供了用于設(shè)置電動(dòng)機(jī)的電流極限值的電流極限值設(shè)置部件，且當(dāng)至少一個(gè)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，所述的電流極限值設(shè)置部件設(shè)置正常電動(dòng)機(jī)的電流極限值為故障電流極限值，能給所述的正常電動(dòng)機(jī)分配大于所述的正常電流極限值的電動(dòng)機(jī)電流以完全利用該正常電動(dòng)機(jī)的容量，且進(jìn)一步減輕作用在駕駛員上的載荷。
下面，參照?qǐng)D18和圖19來(lái)描述變速箱24A和動(dòng)力傳送機(jī)構(gòu)18A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的具體示例，圖18是圖1中沿線18-18剖取的剖視圖，其表示第一電動(dòng)機(jī)19A，小齒輪軸12a和齒條軸14之間的關(guān)系。圖19是圖18中沿線19-19剖取的剖視圖。
在圖18中，在形成變速箱24A的殼體24a中，所述的小齒輪軸12a可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在兩個(gè)軸承51，52上。殼體24a內(nèi)設(shè)置所述的第一齒條齒輪機(jī)構(gòu)15A和第一動(dòng)力傳送機(jī)構(gòu)(減速器)18A，且在其上設(shè)置所述的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部件20。所述的殼體24a的上開口由蓋子53閉合，且利用螺栓54固定所述的蓋子53。設(shè)置在所述的小齒輪軸12a的下端上的小齒輪13A位于所述的軸承51，52之間。利用由齒條導(dǎo)向件55導(dǎo)向的并受壓簧56壓迫的接觸元件57使所述的齒條軸14壓靠在所述的小齒輪13A上。所述的第一動(dòng)力傳送機(jī)構(gòu)18A包括固定在與所述的第一電動(dòng)機(jī)19A的輸出軸19a連接的傳送軸(蝸桿軸)58(見圖19)上的蝸輪裝置59，和固定在所述的小齒輪軸12a上的蝸輪60。
所述的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩檢測(cè)部件20包括設(shè)置在所述的小齒輪軸12a周圍的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩檢測(cè)傳感器20a和用于對(duì)由所述的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩檢測(cè)傳感器20a輸出的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行電處理的電子電路部件20b。所述的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩檢測(cè)傳感器20a連接在所述的蓋子53上。
圖19表示所述的控制單元22的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和第一電動(dòng)機(jī)19A。
所述的第一電動(dòng)機(jī)19A具有由固定在轉(zhuǎn)軸71上的永磁體構(gòu)成的轉(zhuǎn)子72和設(shè)置在該轉(zhuǎn)子72周圍的定子74。定子74具有固定的線圈73。轉(zhuǎn)軸71被轉(zhuǎn)動(dòng)支撐在兩個(gè)軸承75，76上。轉(zhuǎn)軸71的一端是所述的第一電動(dòng)機(jī)19A的輸出軸19a。所述第一電動(dòng)機(jī)19A的輸出軸19a與傳送軸58連接，從而通過轉(zhuǎn)矩限制器77傳送轉(zhuǎn)動(dòng)力。如上所述，蝸輪裝置59固定在傳送軸58上，且蝸輪60與其嚙合。在所述轉(zhuǎn)軸71的另一端設(shè)置用于檢測(cè)所述電動(dòng)機(jī)19A的轉(zhuǎn)子72的角度(轉(zhuǎn)動(dòng)位置)的所述的電動(dòng)機(jī)角度檢測(cè)部件(位置檢測(cè)部件)23A。
所述的電動(dòng)機(jī)角度檢測(cè)部件23A包括固定在所述的轉(zhuǎn)軸71上的轉(zhuǎn)子23a和利用磁力作用來(lái)檢測(cè)該轉(zhuǎn)子23a的角度的檢測(cè)裝置23b。例如，將一分解器(resolver)用作所述的電動(dòng)機(jī)角度檢測(cè)部件23A。給定子74的固定線圈73供應(yīng)3相交流電動(dòng)機(jī)電流。所述第一電動(dòng)機(jī)19A的組成元件設(shè)置在電動(dòng)機(jī)殼78中。
所述的控制單元22設(shè)置在安裝在所述第一電動(dòng)機(jī)19A的電動(dòng)機(jī)殼78的外側(cè)的控制盒81中。所述的控制單元22包括通過將電子電路元件安裝在電路板82上而形成的電子電路。所述的電子電路元件包括1—芯片微型計(jì)算機(jī)及其外圍電路，前置驅(qū)動(dòng)電路(pre-driving circuit)，F(xiàn)ET橋電路和反相電路(invertor circuit)。電動(dòng)機(jī)電流(圖1中所示的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)SG1A)從所述的控制單元22供給所述第一電動(dòng)機(jī)19A的固定線圈73。并且由所述的電動(dòng)機(jī)角度檢測(cè)部件23A檢測(cè)到的角度位置信號(hào)SG2A輸入至所述的控制單元22。
根據(jù)該機(jī)械結(jié)構(gòu)，所述的第一電動(dòng)機(jī)19A輸出旋轉(zhuǎn)力(轉(zhuǎn)矩)用于增補(bǔ)所述的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩，且該旋轉(zhuǎn)力通過所述的第一動(dòng)力傳送機(jī)構(gòu)18A施加在所述的小齒輪軸12a，即轉(zhuǎn)向軸12上。
下面將參照?qǐng)D2，圖20和圖21描述第四優(yōu)選實(shí)施方案的具體結(jié)構(gòu)。圖20表示位于在所述的齒條軸14(在圖中豎直方向中示出且其中心部分未示出)上的第一和第二變速箱24A，24B內(nèi)的第一和第二齒條齒輪機(jī)構(gòu)15A和15B之間的關(guān)系。圖21A和21B表示與所述的第一和第二齒條齒輪機(jī)構(gòu)15A和15B相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)特性(a)，(b)，和圖21C表示結(jié)合這些電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)特性所獲得的特性(c)。
如圖2所示，所述的變速箱24A，24B設(shè)置在齒條軸14的軸向方向中的左和右側(cè)。所述的第一變速箱24A是在所述的轉(zhuǎn)向軸12的下部與所述的小齒輪軸12a連接的變速箱。所述的第二變速箱24B是將所述的第二電動(dòng)機(jī)19B結(jié)合在所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置10中的變速箱(見圖1)。
所述的第一和第二電動(dòng)機(jī)19A，19B通過所述的第一和第二動(dòng)力傳送機(jī)構(gòu)18A，18B與所述的第一和第二變速箱24A，24B連接。如圖1所示，通過所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力對(duì)所述的齒條軸14施加輔助轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩，所述的齒條軸在其兩端部具有轉(zhuǎn)向車輪(前車輪17，17)。所述的齒條軸14上的兩個(gè)變速箱24A，24B中的小齒輪和齒條之間的關(guān)系如圖20所示。
在圖20中，在所述的齒條軸14上與所述的兩個(gè)變速箱24A，24B相對(duì)應(yīng)的位置處形成所述的第一和第二齒條14a，14b。所述的第一和第二小齒輪13a，13b與這兩個(gè)齒條14a，14b嚙合。所述的第一小齒輪13a是固定在圖1中所示的小齒輪軸12a上的小齒輪。所述的第二小齒輪13b是固定在設(shè)置于所述的第二變速箱24B內(nèi)部的小齒輪軸12b(見圖1)上的小齒輪。
如圖20所示，在形成在所述的齒條軸14上的兩個(gè)齒條14a，14b和與這些齒條相對(duì)應(yīng)的所述的第一和第二小齒輪13a，13b之間的嚙合關(guān)系中，所述的第一和第二小齒輪13a，13b被安裝成使其它們的角位置的相位相互大致交錯(cuò)180°。
具體地說(shuō)，在圖20中所示的示例中，這樣設(shè)置所述的位置關(guān)系，即使當(dāng)所述的第一小齒輪13a的齒根處于面對(duì)所述第一齒條14a的齒頂?shù)奈恢脮r(shí)，所述的第二小齒輪13b的齒頂處于面對(duì)第二齒條14b的齒根的位置。齒輪齒的這種嚙合關(guān)系是一種示例，且下面將進(jìn)一步說(shuō)明，這種關(guān)系可以設(shè)置為多種形式，以使在所述的第一和第二電動(dòng)機(jī)中出現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)中產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)在相位上相反(交錯(cuò)180°)，從而使在齒條軸14的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)相互抵消。
當(dāng)如上所述預(yù)設(shè)置所述的齒條軸14上的齒條14a，14b與小齒輪13a，13b之間的位置關(guān)系時(shí)，出現(xiàn)圖21A和21B中所示的特性91，92。
在圖21A和21B中，水平軸表示角度，且豎直軸表示轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。相應(yīng)地，當(dāng)所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B工作且動(dòng)力通過所述的兩個(gè)小齒輪13a，13b和兩個(gè)齒條14a，14b傳送給齒條軸14時(shí)，在所述的第一變速箱24A中的轉(zhuǎn)矩傳送中出現(xiàn)波動(dòng)特性91，并且在所述的第二變速箱24B中的轉(zhuǎn)矩傳送中出現(xiàn)波動(dòng)特性92。因?yàn)樗龅牡谝缓偷诙↓X輪13a，13b的位置關(guān)系如上所述設(shè)置，所以在波動(dòng)特性91的波形與波動(dòng)特性92的波形中其相位完全相反。因此，如圖21C所示，在轉(zhuǎn)矩傳送過程中，在齒條軸14中在整體上，相位相反的波動(dòng)特性91和92相互抵消，從而轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)收斂，和獲得被抑制的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)特性93。因此，可以產(chǎn)生沒有振動(dòng)的輔助轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩。
就該第四優(yōu)選實(shí)施方案而言，由于在電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置中，兩個(gè)具有相同容量的電動(dòng)機(jī)用于產(chǎn)生輔助轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)矩，通過使這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)相互交錯(cuò)180°且從而使它們的相位相反，以及相應(yīng)電動(dòng)機(jī)的變速箱中的齒條齒輪機(jī)構(gòu)中的小齒輪與齒條之間的相位關(guān)系，因此所述齒條軸14上的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)能相互抵消，消除了振動(dòng)和噪音。
雖然，在上述的第四優(yōu)選實(shí)施方案中，所述的第一和第二變速箱24A，24B中的齒條齒輪機(jī)構(gòu)中的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)19A，19B的相位相互交錯(cuò)180°，但是本發(fā)明并不限于此，可替換地，例如通過調(diào)整電動(dòng)機(jī)中的轉(zhuǎn)子與定子的關(guān)系也可以使電動(dòng)機(jī)的相位交錯(cuò)180°。
雖然，以示例的形式描述了第四優(yōu)選實(shí)施方案的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其為結(jié)合有減速器的機(jī)械傳送機(jī)構(gòu)，但是本發(fā)明并不限于此，且也可以例如利用不用機(jī)械連接的由導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向的系統(tǒng)。
如上所述，就本發(fā)明的第四優(yōu)選實(shí)施方案而而言，由于在具有兩個(gè)用于輔助轉(zhuǎn)向的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向裝置中，通過這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的相位交錯(cuò)180°，因此能抑制因在這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)中出現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)而產(chǎn)生的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，減小轉(zhuǎn)向系中的振動(dòng)，從而改善轉(zhuǎn)向感并提高可控性。并且，消除了要求每個(gè)獨(dú)立的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)保持很小的需要，且以低成本提高了電動(dòng)機(jī)的輸出能力。
權(quán)利要求
1.一種用于轉(zhuǎn)向裝置的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法，其包括下列步驟提供兩個(gè)電動(dòng)機(jī)(19A，19B)，用于對(duì)轉(zhuǎn)向系施加輔助轉(zhuǎn)向力；在使所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)工作的過程中，首先使其中一個(gè)電動(dòng)機(jī)工作；和在使所述的第一電動(dòng)機(jī)工作之后，使另一個(gè)電動(dòng)機(jī)工作。
2.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，在使所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的其中一個(gè)首先工作的步驟中，所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)輪替地使用。
3.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，在使所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的其中一個(gè)首先工作的步驟中，總是使用同一個(gè)電動(dòng)機(jī)。
4.如權(quán)利要求3所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，當(dāng)轉(zhuǎn)向方向?yàn)橐粋€(gè)方向時(shí)，首先使所述電動(dòng)機(jī)中的第一電動(dòng)機(jī)工作，然后使所述的第二電動(dòng)機(jī)工作，以及當(dāng)所述的轉(zhuǎn)向方向?yàn)榱硪环较驎r(shí)，首先使所述的第二電動(dòng)機(jī)工作，然后使所述的第一電動(dòng)機(jī)工作。
5.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的輸出能力不同。
6.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，當(dāng)所述的電動(dòng)機(jī)中只有一個(gè)工作時(shí)，執(zhí)行電動(dòng)機(jī)故障檢測(cè)。
7.一種用于車輛的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其包括多個(gè)電動(dòng)機(jī)(19A，19B)用于在轉(zhuǎn)向方向中對(duì)轉(zhuǎn)向車輪(17，17)施加力；和分配裝置(250，350)用于給所述的電動(dòng)機(jī)分配輔助轉(zhuǎn)向力，其中所述的分配裝置具有電流分配確定裝置(252，352)，用于當(dāng)至少一個(gè)電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，增加分配給正常電動(dòng)機(jī)的輔助轉(zhuǎn)向力的分配。
8.如權(quán)利要求7所述的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，所述的輔助轉(zhuǎn)向力與分配給所述電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)電流相對(duì)應(yīng)，所述的分配裝置(350)還包括電流極限值設(shè)置裝置(353)，用于設(shè)置所述電動(dòng)機(jī)的電流極限值，以及當(dāng)至少一個(gè)所述的電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，所述的電流極限值設(shè)置裝置將正常電動(dòng)機(jī)的電流極限值設(shè)置為故障電流極限值，并且所述的分配裝置通過電流分配確定裝置將電動(dòng)機(jī)電流分配成與所述的故障電流極限值相一致，其中所述的故障電流極限值被輸入到所述的電流分配確定裝置中。
9.如權(quán)利要求8所述的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，提供計(jì)時(shí)裝置(354)，用于檢測(cè)所述的正常電動(dòng)機(jī)的電流值大于正常電流極限值的狀態(tài)是否持續(xù)了一預(yù)定的時(shí)間，并且在持續(xù)了預(yù)定時(shí)間的條件下，所述的電流極限值設(shè)置裝置(353)將所述的電流極限值從所述的故障電流極限值回復(fù)為所述的正常電流極限值。
10.一種轉(zhuǎn)向裝置，用于通過齒輪機(jī)構(gòu)將電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力傳送至轉(zhuǎn)向系的齒條軸(14)和在轉(zhuǎn)向方向中將所述的驅(qū)動(dòng)力施加在轉(zhuǎn)向車輪(17，17)上，所述的裝置包括第一電動(dòng)機(jī)(19A)，和第二電動(dòng)機(jī)(19B)，其中在將驅(qū)動(dòng)力從所述的第一和第二電動(dòng)機(jī)的輸出軸傳送至所述的齒條軸的過程中，所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的相位大致交錯(cuò)180°。
11.如權(quán)利要求10所述的轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，所述的齒輪機(jī)構(gòu)是齒條齒輪機(jī)構(gòu)，且在與所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的輸出軸連接的兩個(gè)小齒輪與齒條之間的嚙合關(guān)系中，所述的兩個(gè)小齒輪的相位大致交錯(cuò)180°。
12.如權(quán)利要求10所述的轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，在所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)之間，關(guān)于由所述的電動(dòng)機(jī)的其中之一引起的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的波形與關(guān)于由另一電動(dòng)機(jī)引起的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的波形被設(shè)置成相位相反。
13.如權(quán)利要求10所述的轉(zhuǎn)向裝置，其特征在于，所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)是用于增補(bǔ)手動(dòng)轉(zhuǎn)向力的電動(dòng)動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的輔助電動(dòng)機(jī)。
全文摘要
一種用于利用兩個(gè)電動(dòng)機(jī)(19A，19B)對(duì)轉(zhuǎn)向系施加轉(zhuǎn)向輔助力的轉(zhuǎn)向裝置的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法。當(dāng)驅(qū)動(dòng)所述的兩個(gè)電動(dòng)機(jī)時(shí)，首先使這兩個(gè)電動(dòng)機(jī)中的第一個(gè)工作。之后，使另一個(gè)，即第二電動(dòng)機(jī)工作，從而實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的轉(zhuǎn)向。
文檔編號(hào)B62D5/04GK1470425SQ03145279
公開日2004年1月28日 申請(qǐng)日期2003年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月27日
發(fā)明者古海洋, 鶴宮修, 稲葉和彥, 淺海壽夫, 柿崎能生, 北沢浩一, 菅野智明, 須藤真仁, 堀井宏明, 森下文寬, 吉田順一, 一, 仁, 夫, 寬, 彥, 明, 生 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社