DE112018004711T5

DE112018004711T5 - Lenkvorrichtung

Info

Publication number: DE112018004711T5
Application number: DE112018004711.3T
Authority: DE
Inventors: Takuya Ishihara; Toshiro Yoda
Original assignee: Knorr Bremse Steering Systems Japan Ltd
Current assignee: KNORR-BREMSE COMMERCIAL VEHICLE SYSTEMS JAPAN , JP
Priority date: 2017-08-25
Filing date: 2018-07-26
Publication date: 2020-06-18
Also published as: JP6839632B2; CN111051183A; JP2019038383A; WO2019039183A1

Abstract

Ein erster elektrischer Lenkmechanismus (16L) umfasst einen ersten Motoraktor (20L). Ein zweiter elektrischer Lenkmechanismus (16R) umfasst einen zweiten Motoraktor (20R). Diese werden unabhängig voneinander durch Steuervorrichtungen (22L) und (22R) gesteuert. Verschiedene Steuerungen werden im ersten elektrischen Lenkmechanismus (16L) und im zweiten elektrischen Lenkmechanismus (16R) durchgeführt. Damit ist es möglich, beliebige Lenksteuerungseigenschaften bereitzustellen und die Lenkeigenschaften zu verbessern. Darüber hinaus stellen die Motoraktoren (20L) und (20R) die Lenkunterstützungskraft bereit. Damit ist ein schnelles Ansprechverhalten möglich. Dadurch ist es möglich, die Lenksteuerungseigenschaften weiter zu verbessern.

Description

Bereich der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf eine Lenkvorrichtung, die zum Lenken eines Radpaares eines Fahrzeugs angeordnet ist, und insbesondere auf eine Lenkvorrichtung, die Lenkmechanismen umfasst, die den jeweiligen Rädern entsprechen.
Stand der Technik
Ein Fahrzeug verwendet eine Servolenkvorrichtung zum Unterstützen einer Lenkkraft durch ein Lenkrad (im Folgenden als Lenkunterstützungskraft bezeichnet). Im Allgemeinen ist diese Servolenkvorrichtung so angeordnet, dass sie ein Sektorzahnrad durch einen Kolben antreibt, der durch einen Hydraulikdruck betätigt werden kann, ein Verbindungssystem betätigt, das durch das Sektorzahnrad mit Rädern verbunden ist, und die Lenkunterstützungskraft bereitstellt.
Darüber hinaus wird in einem Fahrzeug wie einem Lastkraftwagen („track“) eine große Lenkkraft benötigt, so dass eine weitere Unterstützung der Lenkkraft erforderlich ist. Dementsprechend wurde vorgeschlagen, die Lenkunterstützungskraft durch Lenkmechanismen bereitzustellen, bei denen jeweils ein Radpaar eines Fahrzeugs hydraulisch angetrieben wird. Z. B. die japanische Patentanmeldung Nr. 2002-87311 (Patentdokument 1) offenbart eine Konfiguration, bei der hydraulisch angetriebene Kolben an Verbindungen vorgesehen sind, die mit den jeweiligen Rädern verbunden sind, und bei der die auf die jeweiligen Kolben wirkenden hydraulischen Drücke in Übereinstimmung mit der Lenkung des Lenkrades so gesteuert werden, dass die Lenkunterstützungskraft verstärkt wird. In diesem Fall wird der Hydraulikdruck von der Hydraulikdruckpumpe durch ein Steuerventil gesteuert und wirkt über Leitungen auf die jeweiligen Kolben.
Außerdem sind in dem oben beschriebenen Patentdokument 1 den jeweiligen Rädern entsprechende Lenkmechanismen zur Erhöhung der Lenkunterstützungskraft vorgesehen. Die den jeweiligen Rädern entsprechenden Lenkmechanismen können jedoch auch für andere Aufgaben außer der oben beschriebenen Aufgabe vorgesehen werden. So ist es beispielsweise möglich, die oben beschriebene Konfiguration zur Erhöhung des Lenkansprechverhaltens einzusetzen.
Dokument zum Stand der Technik
Patent-Dokument
Patentdokument 1: Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2002 - 87311
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung
In den letzten Jahren ist es im Fahrzeug erforderlich, die Bedienbarkeit verschiedener Bedienvorrichtungen für den Insassen zu verbessern. Die Bedienbarkeit des Lenkrads zum Wenden des Fahrzeugs ist keine Ausnahme. Dementsprechend ist es eine Entwicklungsaufgabe, die zum Verbessern der Lenkcharakteristik erforderlich ist, die Lenkunterstützungskräfte schnell und unabhängig den jeweiligen Rädern bereitzustellen. Eine Technik, um diese Entwicklungsaufgabe zu erreichen, ist dringend erforderlich.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue Lenkvorrichtung bereitzustellen, die entwickelt wurde, um schnell und unabhängig Lenkunterstützungskräfte den jeweiligen Rädern bereitzustellen, um die Lenkcharakteristiken zu verbessern.
Lösung der Aufgabe
In der vorliegenden Erfindung, werden bereitgestellt (1) ein erster Lenkmechanismus, der eine erste Kugelmutterlenkung und einen ersten Motoraktor umfasst, wobei die erste Kugelmutterlenkung eine erste Abtriebswelle, einen ersten Kugelgewindetrieb und einen ersten Übertragungsmechanismus umfasst, wobei die erste Abtriebswelle so angeordnet ist, dass sie um eine Drehachse der ersten Abtriebswelle gedreht werden kann, wobei der erste Kugelgewindetrieb so angeordnet ist, dass er die erste Mutter so antreibt, dass die erste Mutter in einer Richtung der Drehachse der ersten Abtriebswelle entsprechend der Drehung der ersten Abtriebswelle bewegt wird, und wobei der erste Übertragungsmechanismus so angeordnet ist, dass er ein erstes gelenktes Rad entsprechend einer Bewegung der ersten Mutter dreht, wobei der erste Motoraktor ein erster Elektromotor ist, der so angeordnet ist, dass er der ersten Abtriebswelle eine Drehkraft bereitstellt, (2) ein zweiter Lenkmechanismus, der eine zweite Kugelmutterlenkung und einen zweiten Motoraktor umfasst, wobei die zweite Kugelmutterlenkung eine zweite Abtriebswelle, einen zweiten Kugelgewindetrieb und einem zweiten Übertragungsmechanismus umfasst, wobei die zweite Abtriebswelle so angeordnet ist, dass sie um eine Drehachse der zweiten Abtriebswelle gedreht werden kann, wobei der zweite Kugelgewindetrieb so angeordnet ist, dass er die zweite Mutter so antreibt, dass die erste Mutter in einer Richtung der Drehachse der zweiten Abtriebswelle entsprechend der Drehung der zweiten Abtriebswelle bewegt wird, und wobei der zweite Übertragungsmechanismus so angeordnet ist, dass er ein zweites gelenktes Rad entsprechend einer Bewegung der zweiten Mutter dreht, wobei der zweite Motoraktor ein zweiter Elektromotor ist, der so angeordnet ist, dass er der zweiten Abtriebswelle eine Drehkraft bereitstellt, (3) ein Verbindungselement, das so angeordnet ist, dass es den ersten Übertragungsmechanismus und den zweiten Übertragungsmechanismus verbindet, um eine Bewegung des ersten Übertragungsmechanismus und eine Bewegung des zweiten Übertragungsmechanismus zu verriegeln.
Vorteil der Erfindung
Durch die vorliegende Erfindung werden die verschiedenen Steuerungen jeweils in dem ersten Lenkmechanismus und dem zweiten Lenkmechanismus durchgeführt, die durch elektrische Aktoren gesteuert werden. Damit ist es möglich, beliebige Lenksteuereigenschaften bereitzustellen und die Lenkeigenschaften zu verbessern.
Figurenliste

1 ist eine Konfigurationsansicht, die eine Konfiguration eines Lenksystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Schnittansicht, die eine Konfiguration eines elektrischen Lenkmechanismus auf einer Seite zeigt, die nicht mit dem Lenkrad verbunden ist.
3 ist eine Schnittansicht, die eine Konfiguration des elektrischen Lenkmechanismus auf einer Seite zeigt, die mit dem Lenkrad verbunden ist.
4 ist eine Schnittansicht, die eine andere Konfiguration eines elektrischen Lenkmechanismus auf einer Seite zeigt, die mit dem Lenkrad verbunden ist.
5 ist ein Steuerblockdiagramm, das eine Konfiguration einer in 1 gezeigten Steuervorrichtung zeigt.
6 ist ein Steuerflussdiagramm zum Erläutern einer konkreten Steuerung der in 1 gezeigten Steuervorrichtung.

Detaillierte Beschreibung
Im Folgenden wird eine erfindungsgemäße Ausführung anhand der Zeichnungen ausführlich erläutert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die unten beschriebene Ausführungsform beschränkt. Die vorliegende Erfindung umfasst verschiedene Variationen und Anwendungen in der technischen Konzeption der vorliegenden Erfindung.
1 zeigt eine Konfiguration eines Lenksystems nach einer stellvertretenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Vorderräder an der Vorderseite eines Fahrzeugs sind ein Paar von Rädern (im Folgenden als gelenkte Räder bezeichnet), die ein erstes gelenktes Rad 10L und ein zweites gelenktes Rad 10R sind. Das erste gelenkte Rad 10L und das zweite gelenkte Rad 10R sind durch eine Spurstange 11 verbunden.
Die jeweiligen Enden der Spurstange 11 sind mit einem ersten Spurstangenhebel12L und einem zweiten Spurstangenhebel 12R verbunden. Der erste Spurstangenhebel 12L und der zweite Spurstangenhebel 12R sind jeweils mit dem ersten gelenkten Rad 10L und dem zweiten gelenkten Rad 10R verbunden. Mit diesen werden das erste gelenkte Rad 10L und das zweite gelenkte Rad 10R verriegelt und gewendet (gelenkt).
Außerdem ist das erste gelenkte Rad 10L über einen ersten Lenkhebel 13L, eine erste Schubstange 14L und einen ersten Lenkstockhebel 15L mit einem ersten elektrischen Lenkmechanismus 16L verbunden. In ähnlicher Weise ist das zweite gelenkte Rad 10R über einen zweiten Lenkhebel 13R, eine zweite Schubstange 14R und einen zweiten Lenkstockhebel 15R mit einem zweiten elektrischen Lenkmechanismus 16R verbunden. Im Folgenden kann die Gesamtheit der Verbindungen und der Hebel vom ersten elektrischen Lenkmechanismus 16L und dem zweiten elektrischen Lenkmechanismus 16R zum ersten gelenkten Rad 10L und zum zweiten gelenkten Rad 10R lediglich als Verbindungssystem (= Verbindungsglied) bezeichnet werden.
Der zweite elektrische Lenkmechanismus 16R ist über eine Lenkwelle 17 mit einem Lenkrad 18 verbunden. Durch die Betätigung des Lenkrads 18 ist der zweite elektrische Lenkmechanismus 16R so angeordnet, dass er die Lenkung durch den Lenkstockhebel 15R ausführt. In diesem Fall stellen der erste elektrische Lenkmechanismus 16L und der zweite elektrische Lenkmechanismus 16R die Lenkunterstützungskraft wie später beschrieben bereit.
Der erste elektrische Lenkmechanismus 16L umfasst ein erstes integriertes Getriebe (im Folgenden als erstes Getriebe bezeichnet) 19L und einen ersten Motoraktor 20L, der so angeordnet ist, dass er eine im ersten Getriebe 19L installierte kugelmutterartige Lenkung steuert.
In ähnlicher Weise umfasst der zweite elektrische Lenkmechanismus 16R ein zweites integriertes Getriebe (im Folgenden als zweites Getriebe bezeichnet) 19R und einen zweiten Motoraktor 20R, der zur Steuerung einer im zweiten Getriebe 19R installierten kugelmutterartigen Lenkung angeordnet ist. Außerdem ist ein Drehmomentsensor 21 für den zweiten elektrischen Lenkmechanismus 16R vorgesehen. Der Drehmomentsensor 16R ist so angeordnet, dass er das Betätigungsdrehmoment des Lenkrads 18 erfasst.
Der erste Motoraktor 20L des ersten elektrischen Lenkmechanismus 16L wird von einer ersten Steuervorrichtung 22L gesteuert. In ähnlicher Weise wird der zweite Motoraktor 20R des zweiten elektrischen Lenkmechanismus 16R von einer zweiten Steuervorrichtung 22R gesteuert. Die erste Steuervorrichtung 22L und die zweite Steuervorrichtung 22R werden über Kommunikationsleitungen miteinander kommuniziert, um Steuerinformationen sowie Fehlfunktions- und Abweichungsinformationen auszutauschen.
Außerdem kann eine integrale Steuervorrichtung 23 die erste Steuervorrichtung 22L und die zweite Steuervorrichtung 22R bilden, um die erste Steuervorrichtung 22L und die zweite Steuervorrichtung 22R nicht zu trennen. In diesem Fall kann die integrale Steuervorrichtung 23 den ersten elektrischen Lenkmechanismus 16L und den zweiten elektrischen Lenkmechanismus 16R steuern. Darüber hinaus kann die erste Steuervorrichtung 22L als eine mechatronische Integration (eine integrale Vorrichtung, die eine mechanische Vorrichtung und eine elektrische Vorrichtung umfasst) ausgebildet sein, indem die erste Steuervorrichtung 22L integral mit dem ersten elektrischen Lenkmechanismus 16L verbaut wird. Darüber hinaus kann die zweite Steuervorrichtung 22R als eine mechatronische Integration (eine integrale Vorrichtung, die eine mechanische Vorrichtung und eine elektrische Vorrichtung umfasst) ausgebildet sein, indem die zweite Steuervorrichtung 22R integral mit dem zweiten elektrischen Lenkmechanismus 16R verbaut wird.
Auf diese Weise ist der erste elektrische Lenkmechanismus 16L mit dem ersten Motoraktor 20L versehen. Der zweite elektrische Lenkmechanismus 16R ist mit dem zweiten Motoraktor 20R versehen. Darüber hinaus werden der erste elektrische Lenkmechanismus 16L und der zweite elektrische Lenkmechanismus 16R unabhängig von den jeweiligen Steuervorrichtungen 22L und 22R gesteuert.
Dementsprechend ist es möglich, dem ersten elektrischen Lenkmechanismus 16L und dem zweiten elektrischen Lenkmechanismus 16R willkürliche Lenksteuereigenschaften bereitzustellen, indem unterschiedliche Steuerungen für den ersten elektrischen Lenkmechanismus 16L und den zweiten elektrischen Lenkmechanismus 16R durchgeführt werden. Folglich ist es möglich, die Lenkeigenschaften zu verbessern. Darüber hinaus sind die jeweiligen Motoraktoren 20L und 20R so eingerichtet, dass sie Lenkunterstützungskräfte erzeugen. Damit ist die Lenkunterstützungskraft groß. Das Ansprechverhalten ist schnell. Daher ist es möglich, die oben beschriebenen Lenksteuereigenschaften weiter zu verbessern.
Anschließend werden konkrete Konfigurationen des ersten elektrischen Lenkmechanismus 16L und des zweiten elektrischen Lenkmechanismus 16R unter Bezugnahme auf 2 und 3 erläutert. 2 zeigt den ersten elektrischen Lenkmechanismus 16. 3 zeigt den zweiten elektrischen Lenkmechanismus 16R.
In 2, die den ersten elektrischen Lenkmechanismus 16L zeigt, wird eine erste Mutter 27L in einem ersten inneren Aufnahmeraum 26L des ersten Gehäuses 25L aufgenommen, das eine längliche, hohlzylindrische Form mit einem Boden aufweist und einen offenen Endabschnitt umfasst. Die erste Mutter 27L ist so angeordnet, dass sie in axialer Richtung des ersten Gehäuses 25L verschiebbar ist. Ein erster Zahnstangenabschnitt (= erster Übertragungsmechanismus) 28L ist in einem Teil der ersten Mutter 27L, d.h. einem seitlichen Umfangsabschnitt der ersten Mutter 27L, ausgebildet.
Das erste Gehäuse 25L ist aus Metall gefertigt. Die erste Mutter 27L, die innerhalb des ersten inneren Aufnahmeraums 26L aufgenommen wird, umfasst erste Abschnitte mit großem Durchmesser 29L, die sich an beiden Endabschnitten befinden. Diese ersten Abschnitte mit großem Durchmesser 29L sind so angeordnet, dass sie auf der inneren Umfangsfläche des ersten inneren Aufnahmeraums 26L gleitend bewegt werden können. Der erste Zahnstangenabschnitt 28L wird in einem Abschnitt mit kleinem Durchmesser 30L zwischen den ersten Abschnitten mit großem Durchmesser 29L gebildet.
Darüber hinaus ist ein erster Sektorzahnradaufnahmeabschnitt 31L einstückig mit einer Seitenfläche des ersten Gehäuses 25L ausgebildet. Ein erstes Sektorzahnrad 32L wird in dem ersten Sektorzahnradaufnahmeabschnitt 31L aufgenommen und angeordnet. Dieses erste Sektorzahnrad 32L wird mit dem ersten Zahnstangenabschnitt 28L, der in der ersten Mutter 27L ausgebildet ist, in Eingriff gebracht. In einem, in 2 dargestellten Zustand, ist das erste Sektorzahnrad 32L so angeordnet, dass es durch Gleitbewegungen der ersten Mutter 27L nach links und rechts im Uhrzeigersinn (positive Richtung) und gegen den Uhrzeigersinn (negative Richtung) gedreht werden kann.
Das erste Sektorzahnrad 32L ist mit dem ersten Lenkstockhebel 15L verbunden, der in 1 dargestellt ist. Die Drehbewegung des ersten Sektorzahnrades 32L wird auf den ersten Lenkstockhebel 15L übertragen, um das erste gelenkte Rad 10L zu drehen.
Eine schraubenförmige Schraubennut wird an einem Innenabschnitt der ersten Mutter 27L in axialer Richtung (der Gleitbewegungsrichtung) der ersten Mutter 27L geschnitten. Eine erste Abtriebswelle 34L mit einem ersten Kugelgewindetrieb 33L wird in diese Schraubennut eingeschraubt. Eine Drehachse Cr1 der ersten Abtriebswelle 34L entspricht einer Mittelachse der Gleitbewegungsrichtung der ersten Mutter 27L. Wenn die erste Abtriebswelle 34L um die Drehachse Cr1 gedreht wird, wird die erste Mutter 27L in der Zeichnung nach links und rechts gleitend bewegt. In diesem Fall wird eine erste Kugelmutter (-artige) Lenkung durch die erste Abtriebswelle 34L, den ersten Kugelgewindetrieb 33L, die erste Mutter 27L und den ersten Zahnstangenabschnitt 28L gebildet.
Ein erstes Lagerelement 35L aus Metall ist flüssigkeitsdicht am offenen Ende des ersten Gehäuses 25L montiert. Ein erstes Kugellager (A) 36L ist in der Mitte des ersten Lagerelements 35L vorgesehen. Die erste Abtriebswelle 34L durchdringt das erste Kugellager (A) 36L, so dass die erste Abtriebswelle 34L durch das erste Kugellager (A) 36L drehbar gelagert ist. Ein durchdringender Endabschnitt der ersten Abtriebswelle 34L wird durch ein erstes Kugellager (B) 37L drehbar gelagert. Das erste Kugellager (B) 37L ist an der ersten Abdeckung 38L befestigt. Die erste Abdeckung 38L umschließt und verschließt den später beschriebenen Geschwindigkeitsverringerungsmechanismus flüssigkeitsdicht.
Ein erstes Schneckenrad 39L ist an einem Endabschnitt der ersten Abtriebswelle 34L befestigt, die zwischen dem ersten Lagerelement 35L und der ersten Abdeckung 38L angeordnet ist. Dieses erste Schneckenrad 39L ist mit einer ersten Schneckenwelle 40L im Eingriff. Diese bilden den Geschwindigkeitsverringerungsmechanismus. Die erste Schneckenwelle 40L ist auf einer Drehwelle des ersten Elektromotors 41L befestigt, so dass sie von dem ersten Elektromotor 41L angetrieben wird.
Der erste Elektromotor 41L ist an einer Außenfläche des ersten Gehäuses 25L so befestigt, dass die Drehachse der Drehwelle des ersten Elektromotors 41L senkrecht zur Drehachse Cr1 der ersten Abtriebswelle 34L steht. Damit ist es möglich, die Größe (Rahmen) des ersten elektrischen Lenkmechanismus 16L in Längsrichtung (in Richtung der Drehachse Cr1 der ersten. Abtriebswelle 34L) zu verkleinern und damit die Anpassungsfähigkeit (Auslegungsmerkmale) bei der Montage am Fahrzeug zu verbessern.
Außerdem wird der Geschwindigkeitsverringerungsmechanismus aus dem ersten Schneckenrad 39L und der ersten Schneckenwelle 40L gebildet. Dementsprechend ist es möglich, die Größe zu verringern und die Vergrößerung und Gewichtszunahme der Lenkvorrichtung zu unterdrücken. Außerdem wird die Drehkraft des ersten Elektromotors 41L verstärkt, während die Geschwindigkeit der Drehkraft des ersten Elektromotors 41L verringert wird. Dementsprechend ist es möglich, einen kleinen Elektromotor zu verwenden. Alternativ, wenn die Größe nicht verringert wird, ist es möglich die Operationen und Effekte zur Erhöhung der Lenkunterstützungskraft zu erhalten.
Außerdem wird das hydraulische System nicht verwendet. Dementsprechend werden die hydraulische Druckpumpe, die hydraulischen Druckrohre usw. nicht benötigt. Folglich ist es möglich, das System zu vereinfachen. Darüber hinaus wird das elektrische Steuersignal an den ersten Elektromotor 41L gesendet, um die Lenkunterstützungskraft bereitzustellen. Dadurch ist es möglich, die Operationen und Effekte zu erhalten, die das Ansprechverhalten erhöhen. Das hohe Ansprechverhalten hängt mit der weiteren Verbesserung der Lenkungssteuerungseigenschaften zusammen, die durch einen später beschriebenen Steuerfluss erzielt werden.
Wenn bei dem so konstruierten ersten elektrischen Lenkmechanismus 16L das Antriebssteuersignal (entsprechend der Lenkunterstützungskraft) von der ersten Steuereinrichtung 22L an den ersten Elektromotor 41L bereitgestellt wird, treibt der erste Motor 41L die erste Abtriebswelle 34L über die erste Schneckenwelle 40L und das erste Schneckenrad 39L an und dreht sie. Wenn die erste Abtriebswelle 34L gedreht wird, wird die erste Mutter 27L durch den ersten Kugelgewindetrieb 33L gleitend bewegt, so dass der erste Zahnstangenabschnitt 28L das erste Sektorzahnrad 32L dreht. Damit ist es möglich, dem ersten gelenkten Rad 10L die Lenkunterstützungskraft über das Verbindungssystem bereitzustellen.
Als nächstes wird eine konkrete Konfiguration des zweiten elektrischen Lenkmechanismus 16R erläutert. In 3, die den zweiten elektrischen Lenkmechanismus 16L zeigt, wird eine zweite Mutter 27R in einem zweiten inneren Aufnahmeraums 26R des zweiten Gehäuses 25R aufgenommen, das eine längliche, hohlzylindrische Form mit einem Boden aufweist und einen offenen Endabschnitt umfasst. Die zweite Mutter 27R ist so angeordnet, dass sie in axialer Richtung des zweiten Gehäuses 25R verschiebbar ist. Ein zweiter Zahnstangenabschnitt (= zweiter Übertragungsmechanismus) 28R ist in einem Teil der zweiten Mutter 27R, d.h. einem seitlichen Umfangsabschnitt der zweiten Mutter 27R, ausgebildet.
Das zweite Gehäuse 25R ist aus Metall gefertigt. Die zweite Mutter 27R, die innerhalb des zweiten inneren Aufnahmeraums 26R aufgenommen wird, umfasst zweite Abschnitte mit großem Durchmesser 29R, die sich an beiden Endabschnitten befinden. Diese zweiten Abschnitte mit großem Durchmesser 29R sind so angeordnet, dass sie auf der inneren Umfangsfläche des zweiten inneren Aufnahmeraums 26R gleitend bewegt werden können. Der zweite Zahnstangenabschnitt 28R ist in einem zweiten Abschnitt mit kleinem Durchmesser 30R zwischen den zweiten Abschnitten mit großem Durchmesser 29R gebildet.
Darüber hinaus ist ein zweiter Sektorzahnradaufnahmeabschnitt 31R einstückig mit einer Seitenfläche des zweiten Gehäuses 25R ausgebildet. Ein zweites Sektorzahnrad 32R wird in dem zweiten Sektorzahnradaufnahmeabschnitt 31R aufgenommen und angeordnet. Dieses zweite Sektorzahnrad 32R wird mit dem zweiten Zahnstangenabschnitt 28R, der in der zweiten Mutter 27R ausgebildet ist, in Eingriff gebracht. In einem, in 3 dargestellten Zustand, ist das zweite Sektorzahnrad 32R so angeordnet, dass es durch Gleitbewegungen der zweiten Mutter 27R nach links und rechts im Uhrzeigersinn (positive Richtung) und gegen den Uhrzeigersinn (negative Richtung) gedreht werden kann.
Das zweite Sektorzahnrad 32R ist mit dem zweiten Lenkstockhebel 15R verbunden, der in 1 dargestellt ist. Die Drehbewegung des zweiten Sektorzahnrades 32R wird auf den zweiten Lenkstockhebel 15R übertragen, um das zweite gelenkte Rad 10R zu drehen.
Eine schraubenförmige Schraubennut wird an einem Innenabschnitt der zweiten Mutter 27R in axialer Richtung (der Gleitbewegungsrichtung) der zweiten Mutter 27R geschnitten. Eine zweite Abtriebswelle 34R mit einem zweiten Kugelgewindetrieb 33R wird in diese Schraubennut eingeschraubt. Eine Drehachse Cr2 der zweiten Abtriebswelle 34R entspricht einer Mittelachse der Gleitbewegungsrichtung der zweiten Mutter 27R. Wenn die zweite Abtriebswelle 34R um die Drehachse Cr2 gedreht wird, wird die zweite Mutter 27R in der Zeichnung nach links und rechts gleitend bewegt. In diesem Fall wird eine zweite Kugelmutter (-artige) Lenkung durch die zweite Abtriebswelle 34R, den zweiten Kugelgewindetrieb 33R, die zweite Mutter 27R und den zweiten Zahnstangenabschnitt 28R gebildet.
Ein zweites Lagerelement 35R aus Metall ist flüssigkeitsdicht am offenen Ende des zweiten Gehäuses 25R montiert Ein zweites Kugellager (A) 36R ist in der Mitte des zweiten Lagerelements 35R vorgesehen. Die zweite Abtriebswelle 34R durchdringt das zweite Kugellager (A) 36R, so dass die zweite Abtriebswelle 34R durch das zweite Kugellager (A) 36R drehbar gelagert ist. Ein Ende eines später beschriebenen Torsionsstabes 43 ist in einem Innenraum in der Nähe des Endabschnittes der zweiten Abtriebswelle 34R befestigt.
Ein zweites Schneckenrad 39R ist an einem Endabschnitt der zweiten Abtriebswelle 34R befestigt, der vom zweiten Lagerelement 35R aus durchdringt. Dieses zweite Schneckenrad 39R ist mit einer zweiten Schneckenwelle 40R im Eingriff. Diese bilden den Geschwindigkeitsverringerungsmechanismus. Das zweite Schneckenrad 39R ist auf einer Drehwelle des zweiten Elektromotors 41R befestigt, so dass es vom zweiten Elektromotor 41R angetrieben wird.
Der zweite Elektromotor 41R ist an einer Außenfläche des zweiten Gehäuses 25R so befestigt, dass die Drehachse der Drehwelle des zweiten Elektromotors 41R senkrecht zur Drehachse Cr2 der zweiten Abtriebswelle 34R steht. Damit ist es möglich, die Größe (Rahmen) des zweiten elektrischen Lenkmechanismus 16R in Längsrichtung (in Richtung der Drehachse Cr2 der zweiten Abtriebswelle 34R) zu verkleinern und dadurch die Anpassungsfähigkeit (Auslegungsmerkmale) bei der Montage am Fahrzeug zu verbessern.
Ähnlich wie beim ersten elektrischen Lenkmechanismus 16L wird der der Geschwindigkeitsverringerungsmechanismus aus dem zweiten Schneckenrad 39R und der zweiten Schneckenwelle 40R gebildet. Dementsprechend ist es möglich, die Größe zu verringern und die Vergrößerung und Gewichtszunahme der Lenkvorrichtung zu unterdrücken. Außerdem wird die Drehkraft des zweiten Elektromotors 41R verstärkt, während die Geschwindigkeit der Drehkraft des zweiten Elektromotors 41R verringert wird. Dementsprechend ist es möglich, einen kleinen Elektromotor zu verwenden. Alternativ, wenn die Größe nicht verringert wird, ist es möglich die Operationen und Effekte zur Erhöhung der Lenkunterstützungskraft zu erhalten.
Außerdem wird, ähnlich wie beim ersten elektrischen Lenkmechanismus 16L, das hydraulische System nicht verwendet. Dementsprechend werden die hydraulische Druckpumpe, die hydraulischen Druckrohre usw. nicht benötigt. Folglich ist es möglich, das System zu vereinfachen. Darüber hinaus wird das elektrische Steuersignal an den zweiten Elektromotor 41R gesendet, um die Lenkunterstützungskraft bereitzustellen. Dadurch ist es möglich, die Operationen und Effekte zu erhalten, die das Ansprechverhalten erhöhen. Das hohe Ansprechverhalten hängt mit der weiteren Verbesserung der Lenkungssteuerungseigenschaften zusammen, die durch einen später beschriebenen Steuerfluss erzielt werden.
In diesem Fall ist der zweite elektrische Lenkmechanismus 16R mit einer Eingangswelle 42 versehen, die mit der am Lenkrad 18 befestigten Lenkwelle 17 verbunden ist. Das andere Ende des Torsionsstabes 43 ist an der Eingangswelle 42 befestigt, so dass die Eingangswelle 42 mit der zweiten Abtriebswelle 34R verbunden ist. Dementsprechend wird der Torsionsstab 43 zwischen der zweiten Abtriebswelle 34R und der Eingangswelle 42 verdreht. Es ist möglich, das Drehmoment durch Messung des Verdrehungsbetrags zu erfassen.
Auf diese Weise ist die zweite Abtriebswelle 34R über die Eingangswelle 42 mit dem Lenkrad 18 verbunden. Damit ist das Lenkrad 18 mit der Seite des zweiten Elektromotors 41R verbunden, der so angeordnet ist, dass er das große Drehmoment in der gleichen Richtung wie die Drehrichtung abgibt. Entsprechend kann der Fahrer das Ansprechverhalten der Lenkunterstützung leicht spüren. Folglich ist es möglich, das Lenkgespür zu verbessern.
Zur Erfassung der Verdrehung des Torsionsstabes 43 ist ein erster Winkelsensor 44 an der Eingangswelle 42 und ein zweiter Winkelsensor 45 an der zweiten Abtriebswelle 34R montiert. Das Lenkdrehmoment wird auf der Grundlage eines relativen Drehwinkels erfasst, der vom ersten Winkelsensor 44 der Eingangswelle 42 und vom zweiten Winkelsensor 45 der zweiten Abtriebswelle erfasst wird. Außerdem können der erste Winkelsensor 44 und der zweite Winkelsensor 45 den Eingang von der Eingangswelle 42 und den umgekehrten Eingang von der zweiten Abtriebswelle 34R erfassen. Dies wird auf der Grundlage eines später beschriebenen Steuerflussdiagramms erläutert.
Außerdem ist die Eingangswelle 42 durch das zweite Kugellager (B) 37R rotierbar gelagert. Das zweite Kugellager (B) 37R ist an der zweiten Abdeckung 38R befestigt. Die zweite Abdeckung 38R umschließt und schließt den Geschwindigkeitsverringerungsmechanismus einschließlich des Schneckenrads 39R und der Schneckenwelle 40 sowie den ersten Winkelsensor 44 und den zweiten Winkelsensor 45, die den Drehmomentsensor bilden, flüssigkeitsdicht ab.
In diesem Fall ist es durch die Erfassung von voranschreitenden Richtungen der Phasen des ersten Winkelsensors 44 und des zweiten Winkelsensors 45 möglich, genau zu erkennen, ob es sich um die Eingabe vom Lenkrad oder um die umgekehrte Eingabe von der Fahrbahnoberfläche handelt.
Außerdem haben, wie in 2 und 3 gezeigt, der erste elektrische Lenkmechanismus 16L und der zweite elektrische Lenkmechanismus 16R im wesentlichen identischen Formen. Insbesondere haben die jeweiligen Gehäuse 25L und 25R, die jeweiligen Muttern 27L und 27R und das jeweilige Sektorzahnrad 32L und 32R die gleichen Formen. Dementsprechend ist es möglich, die Komponenten gemeinsam zu verwenden und dadurch die Herstellungskosten zu senken.
Außerdem haben die erste Mutter 27L und die zweite Mutter 27R sowie das erste Sektorzahnrad 32L und das zweite Sektorzahnrad 32R unterschiedliche Abschnitte, solange die Spezifikationen der Zähne identisch zueinander sind. Außerdem haben die Gehäuse 25L und 25R teilweise unterschiedliche Formen. Zumindest die jeweiligen Muttern 27L und 27R und die jeweiligen Sektorzahnräder 32L und 32R können jedoch gemeinsam verwendet werden.
Wenn bei dem so konstruierten zweiten elektrischen Lenkmechanismus 16R das Antriebssteuersignal (entsprechend der Lenkunterstützungskraft) von der zweiten Steuereinrichtung 22R an den zweiten Elektromotor 41R bereitgestellt wird, treibt der zweite Motor 41R die zweite Abtriebswelle 34R über die zweite Schneckenwelle 40R und das zweite Schneckenrad 39R an und dreht sie. Wenn die zweite Abtriebswelle 34R gedreht wird, wird die zweite Mutter 27R durch den zweiten Kugelgewindetrieb 33R gleitend bewegt, so dass der zweite Zahnstangenabschnitt 28R das zweite Sektorzahnrad 30 dreht. Damit ist es möglich, dem zweiten gelenkten Rad 10R über das Verbindungssystem die Lenkunterstützungskraft bereitzustellen.
Bei dem zweiten elektrischen Lenkmechanismus 16R in 3 wird das Lenkdrehmoment vom ersten Winkelsensor 44 und vom zweiten Winkelsensor 45 erfasst. Es ist jedoch möglich, das Lenkdrehmoment mit Hilfe eines Hall-Elements zu erfassen. 4 zeigt einen Fall, in dem das Lenkdrehmoment mit Hilfe des Hall-Elements erfasst wird. Eine Konfiguration von 4 ist im Wesentlichen identisch mit der Konfiguration von 3. Dementsprechend entfallen die Erläuterungen zu gleichen Bezugszeichen.
In 4 ist zwischen der zweiten Abtriebswelle 34R und der Eingangswelle 42 ein magnetischer Drehmomentsensor 46 mit Permanentmagneten und dem Hall-Element vorgesehen. Damit ist es möglich, das Lenkdrehmoment zu erfassen. Darüber hinaus ist es durch die Verwendung von zwei magnetischen Drehmomentsensoren möglich, zu erkennen, ob es sich um den Eingang von der Eingangswelle 42 oder um den umgekehrten Eingang von der zweiten Abtriebswelle 34R handelt, ähnlich wie bei dem zweiten elektrischen Lenkmechanismus 16R in 3.
Darüber hinaus ist der zweite elektrische Lenkmechanismus 16R auf eine Lenkvorrichtung vom Typ Säulenunterstützung anwendbar. Das heißt, die zweite Abtriebswelle 34R des zweiten elektrischen Lenkmechanismus 16R wird zur Unterstützung der Lenksäule verriegelt. Damit ist es möglich, die Lenkkraft auf die Lenksäule zu übertragen, ähnlich wie bei dieser Ausführungsform. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, auf ein Fahrzeug, dessen Fußraum eines Fahrers klein ist, wie einem Lastkraftwagen mit Fahrerhaus („cab-over track“), anzuwenden und die Anordnungseigenschaften zu verbessern.
Anschließend wird die Steuerung des ersten Elektromotors 41L des ersten elektrischen Lenkmechanismus 16L und des zweiten Elektromotors 41R des zweiten elektrischen Lenkmechanismus 16R erläutert. Grundsätzlich wird der erste Elektromotor 41L durch das erste Steuergerät 22L gesteuert. Der zweite Elektromotor 41R wird durch die zweite Steuervorrichtung 22R gesteuert.
In 5 umfasst die erste Steuervorrichtung 22L einen Fahrzeuggeschwindigkeitsbeurteilungsabschnitt 50, der zum Empfangen einer Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation zum Beurteilen der Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs eingerichtet ist; einen ersten Motorfehlfunktionsbeurteilungsabschnitt 51L, der zum Empfangen eines Motorzustandssignal des ersten Elektromotors 41L und zum Beurteilen eines Ausfalls und einer Abweichung des ersten Elektromotors 41L eingerichtet ist; einen ersten Elektromotorunterstützungsberechnungsabschnitt 52L, der eingerichtet ist zum Empfangen der Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation von dem Fahrzeuggeschwindigkeitsbeurteilungsabschnitt 50, einer zweiten Elektromotorfehlfunktionsinformation von einem zweiten Elektromotorfehlfunktionsbeurteilungsabschnitt 51R der zweiten Steuervorrichtung 22R, der später beschrieben wird, und der Drehmomentinformation von einem Drehmomentbeurteilungsabschnitt 55 der zweiten Steuervorrichtung 22R, der später beschrieben wird, und zum Bestimmen eines Antriebssteuerungsbetrags des ersten Elektromotors 41L; und einen ersten Elektromotorantriebsabschnitt 53L, in dem der Antriebssteuerungsbetrag des ersten Elektromotors 41L eingestellt wird und der eingerichtet ist zum Erzeugen des Antriebssteuersignals des ersten Elektromotors 41L.
In diesem Fall sind der Fahrzeuggeschwindigkeitsbeurteilungsabschnitt 50, der erste Motorfehlfunktionsbeurteilungsabschnitt 51L und der erste Elektromotorunterstützungsberechnungsabschnitt 52L Funktionsblöcke, die von Programmen des ersten Mikrocomputers 24L ausgeführt werden. Der erste Elektromotorantriebsabschnitt 53L ist eine Ausgangsschaltung. Details dieser Funktionsblöcke werden in einem in 3 gezeigten Steuerflussdiagramm erläutert.
Die zweite Steuervorrichtung 22R umfasst einen zweiten Motorfehlfunktionsbeurteilungsabschnitt 51R, der zum Empfangen eines Motorinformationssignals des zweiten Elektromotors 41R und zum Beurteilen eines Ausfalls und einer Abweichung des zweiten Elektromotors 41R eingerichtet ist; einen Störungsbeurteilungsabschnitt 54, der zum Empfangen der Sensorinformationen des ersten Winkelsensors 44 und des zweiten Winkelsensors 45 und zum Beurteilen der Störung von den gelenkten Rädern 10L und 10R eingerichtet ist; einen Drehmomentbeurteilungsabschnitt 55, der zum Beurteilen des Drehmoments basierend auf der Störungsinformation von dem Störungsbeurteilungsabschnitt 54 oder der Sensorinformation des ersten Winkelsensors 44 und des zweiten Winkelsensors 45 eingerichtet ist; einen zweiten Elektromotorunterstützungsberechnungsabschnitt 52R, der eingerichtet ist zum Empfangen der ersten Elektromotorfehlfunktionsinformation von dem ersten Motorfehlfunktionsbeurteilungsabschnitt 51L der ersten Steuervorrichtung 22L und der Drehmomentinformation von dem Drehmomentbeurteilungsabschnitt 55, und zum Bestimmen des Antriebssteuerungsbetrags des zweiten Elektromotors 41R; und einen zweiten Elektromotorantriebsabschnitt 53R, in dem der Antriebssteuerungsbetrag des zweiten Elektromotors 41R eingestellt wird und der eingerichtet ist zum Erzeugen des Antriebssteuersignals des zweiten Elektromotors 41R.
Ähnlich wie die erste Steuervorrichtung 22L sind der zweite Motorfehlfunktionsbeurteilungsabschnitt 51R, der Störungsbeurteilungsabschnitt 54, der Drehmomentbeurteilungsabschnitt 55 und die zweite Elektromotorunterstützungsberechnungsabschnitt 52R Funktionsblöcke, die von Programmen des zweiten Mikrocomputers 24R ausgeführt werden. Der zweite Elektromotorantriebsabschnitt 53R ist eine Ausgangsschaltung. Details dieser Funktionsblöcke werden auch in dem in 6 dargestellten Steuerungsablaufplan erläutert.
Außerdem sind die erste Steuereinrichtung 22L und die zweite Steuereinrichtung 22R durch Kommunikationsleitungen verbunden. Wenn die Fehlfunktion des Ausfalls und die Abweichung in einem der Mikrocomputer 24L des ersten Steuergeräts 22L und dem Mikrocomputer 24R des zweiten Steuergeräts 22R erzeugt wird, wird die Lenksteuerung durch den anderen der Mikrocomputer durchgeführt.
Damit kann ein redundantes Lenksystem durch den ersten Mikrocomputer 24L und den zweiten Mikrocomputer 24R gebildet werden. Selbst wenn sich einer der Mikrocomputer im Zustand einer Fehlfunktion befindet, kann die Lenkungssteuerung fortgesetzt werden und im anderen der Mikrocomputer durchgeführt werden. Darüber hinaus kann der im Mikrocomputer im Normalzustand berechnete Antriebssteuerungsbetrag an den Elektromotorantriebsabschnitt gesendet werden, in dem die Fehlfunktion erzeugt wird, wie durch einen Pfeil mit gestrichelter Linie beschrieben. Damit ist es möglich, die beiden elektrischen Lenkmechanismen zu betreiben.
Darüber hinaus ist es möglich, selbst wenn die Abweichung, der Ausfall usw. in einem der beiden Elektromotoren 41L und 41R erzeugt wird, die Lenkfunktion durch den Elektromotor im Normalzustand zu halten. Damit kann das redundante Lenksystem durch den ersten Elektromotor 41L und den zweiten Elektromotor 41R gebildet werden. Selbst bei einer Fehlfunktion eines der Elektromotoren kann die Lenksteuerung in dem anderen Elektromotor fortgesetzt und durchgeführt werden. In diesem Fall ist, in einem Fall, in dem der Geschwindigkeitsverringerungsmechanismus auf der Seite, auf der die Fehlfunktion erzeugt wird, eine Funktion der umgekehrten Wirksamkeit hat, ein Mechanismus zur Freigabe der Funktion der umgekehrten Wirksamkeit zwischen dem Geschwindigkeitsverringerungsmechanismus und dem Zahnstangenabschnitt vorgesehen.
Anschließend wird die Steuerung der ersten Steuervorrichtung 22L und der zweiten Steuervorrichtung 22R unter Bezugnahme auf das in 6 gezeigte Steuerflussdiagramm erläutert. Außerdem wird dieser Steuerfluss zu jedem vorgegebenen Zeitpunkt gestartet. Er kann z.B. durch die Vergleichszusammenstimmungsunterbrechung („comparison match interruption“) des internen Zeitgebers des Mikrocomputers durchgeführt werden.
<<Schritt S1>> Bei Schritt S10 wird auf der Grundlage des Drehmomentsensors beurteilt, ob das Lenkdrehmoment durch die Drehbetätigung des Lenkrads 1 variiert wird oder nicht. Dies kann beurteilt werden, indem die Verdrehung des Torsionsstabes 41 durch den ersten Winkelsensor 44 und den zweiten Winkelsensor 45, die dem zweiten elektrischen Lenkmechanismus 16R bereitgestellt werden, erfasst wird.
In einem Fall, in dem die Drehbetätigung des Lenkrads 18 nicht ausgeführt wird und in dem nicht festgestellt wird, dass das Drehmoment variiert wird, geht der Prozess zurück und wartet auf die nächste Startzeit. Wird andererseits die Drehbetätigung des Lenkrads 18 durchgeführt und festgestellt, dass das Drehmoment variiert wird, fährt der Prozess mit Schritt S11 fort.
<<Schritt S11>> Bei Schritt S11 wird beurteilt, ob die Störung durch die Informationen des ersten Winkelsensors 44 und des zweiten Winkelsensors 45 erfasst wird oder nicht. In diesem Fall ist die Störung die umgekehrte Eingabe von den gelenkten Rädern 10L und 10R. Die umgekehrte Eingabe kann sich oft nachteilig auf die Lenkeigenschaften auswirken. Wenn die umgekehrte Eingabe beispielsweise aufgrund der Formvariation der Fahrbahnoberfläche, wie z.B. der Spurrille, erzeugt wird, kann die Lenkstabilität des Lenkrads 18 verschlechtert werden. Damit wird die Einschlagposition (= der Einschlagwinkel) der gelenkten Räder 10L und 10R variiert, so dass eine stabile Lenkstellung nur schwer zu gewährleisten ist.
Die Störung ist die umgekehrte Eingabe. Dementsprechend ist es möglich, die Störung zu beurteilen, indem man erkennt, dass das Phasensignal des zweiten Winkelsensors 45, das an der zweiten Abtriebswelle 34R bereitgestellt wird, dem Phasensignal des ersten Winkelsensors 44, das an der Eingangswelle 42 bereitgestellt wird, vorausgeht. Andererseits ist es möglich, die normale Drehbetätigung durch das Lenkrad 18 zu beurteilen, indem man erkennt, dass das Phasensignal des ersten Winkelsensors 44, das an der Eingangswelle 42 bereitgestellt wird, dem Phasensignal des zweiten Winkelsensors 45, das an der zweiten Abtriebswelle 34R bereitgestellt wird, vorausgeht.
Wenn beurteilt wird, dass die Störung erfasst wird, fährt der Prozess mit Schritt S12 fort. Wenn festgestellt wird, dass die Störung nicht erfasst wird, fährt der Prozess mit Schritt S13 fort.
<<Schritt S12>> Bei Schritt S12 wird der Motordrehmomentsollwert berechnet. Dieser Motordrehmomentsollwert ist der Antriebssteuerungsbetrag, um die aktuelle Einschlagposition des ersten Elektromotors 41L des ersten Lenkmechanismus 16L beizubehalten, so dass die Einschlagposition auch dann nicht verändert wird, wenn der mechanische Stoß usw. durch die Störung auf die gelenkten Räder 10L und 10R einwirkt. Das heißt, selbst wenn der Stoß auf die gelenkten Räder 10L und 10R durch die Spurrille, eine Kiesstraße usw. wirkt, ist der erste elektrische Lenkmechanismus 16L so eingerichtet, dass er die aktuelle Einschlagposition beibehält, um die Einschlagposition der gelenkten Räder 10L und 10R nicht zu verändern. Nach der Bestimmung des Motordrehmomentsollwerts fährt der Prozess mit Schritt S14 fort.
<<Schritt S13>> Bei Schritt S13 wird der im Schritt S12 berechnete Motordrehmomentsollwert auf den ersten Elektromotorantriebsabschnitt 53L eingestellt. Dann wird der Antriebsstrom dem ersten Elektromotor 41L zugeführt, um das vorbestimmte Drehmoment zu erzeugen.
Auf diese Weise werden die jeweiligen Steuerschritte der Schritte S11, S12 und S13 ausgeführt. Damit ist es möglich, die Einschlagposition der gelenkten Räder 10L und 10R in Bezug auf die Störung von der Fahrbahnoberfläche beizubehalten und damit die stabile Lenksteuerung durchzuführen.
Darüber hinaus werden die fortschreitenden Grade der Phasen der Winkel zwischen der aufwärts gelegenen Seite (Lenkradseite) und der abwärts gelegenen Seite (Seite des gelenkten Rades) des Torsionstabes 43 verglichen. Damit lässt sich genau beurteilen, ob es sich um die Eingabe vom Lenkrad oder um die umgekehrte Eingabe (die Störung) von der Fahrbahnoberfläche handelt.
Nach der Antriebssteuerung des ersten Elektromotors 41L im Schritt S13 geht der Prozess zurück, um den nächsten Startzeitpunkt abzuwarten.
<<Schritt S14>> Wenn die Störung im Schritt S11 nicht erfasst wird, wird die normale Drehbetätigung des Lenkrads 18 beurteilt. Im Schritt S14 wird beurteilt, ob die Zustandssignale des ersten Elektromotorlenkmechanismus 16L und des zweiten Elektromotorlenkmechanismus 16R erfasst werden oder nicht. Beispielsweise werden die Ansteuersignale des ersten Elektromotors 41L und des zweiten Elektromotors 41R überwacht. Damit ist es möglich, den Fehlfunktionszustand des Ausfalls und die Abweichung des ersten elektrischen Lenkmechanismus 16L und des zweiten elektrischen Lenkmechanismus 16R durch das Fehlen (Auslassen) dieser Ansteuersignale oder das Auftreten des Abweichungssignals zu beurteilen.
Darüber hinaus können die ersten Mikrocomputer 24L und 24R gegenseitig überwacht werden, um die gegenseitige Normalität zu beurteilen. Alternativ kann die Normalität der ersten Mikrocomputer 24L und 24R von einem anderen Überwachungscomputer beurteilt werden. Diese Beurteilung kann als die Fehlfunktionsbeurteilung von Schritt S14 betrachtet werden.
Dann, wenn beurteilt wird, dass die Fehlfunktion im zweiten elektrischen Lenkmechanismus 16R erzeugt wird, fährt der Prozess mit Schritt S15 fort. Wenn festgestellt wird, dass die Fehlfunktion im ersten elektrischen Lenkmechanismus 16L erzeugt wird, fährt der Prozess mit Schritt S17 fort. Wenn andererseits beurteilt wird, dass die Fehlfunktion nicht im ersten elektrischen Lenkmechanismus 16L und im zweiten elektrischen Lenkmechanismus 16R erzeugt wird, d.h. wenn beurteilt wird, dass der Normalzustand beurteilt wird, fährt der Prozess mit Schritt S19 fort.
<<Schritt S15>> Nach der Beurteilung der Erzeugung der Fehlfunktion im zweiten elektrischen Lenkmechanismus 16R wird bei Schritt S15 der Motordrehmomentsollwert, der der Antriebssteuerungsbetrag des ersten Elektromotors 41L des ersten elektrischen Lenkmechanismus 16L ist, aus dem gemessenen Drehmoment berechnet, das dem Betätigungsbetrag des Lenkrads 18 entspricht. Das heißt, die Lenkunterstützungskraft, die dem Betätigungsbetrag des Lenkrads 18 entspricht, wird berechnet. Die Lenkunterstützung wird vom ersten Elektromotor 41L durchgeführt.
In diesem Fall wird die Lenkunterstützungskraft verringert, da der zweite Elektromotor 41R nicht mehr funktioniert. Dementsprechend ist es optional, den Motordrehmomentwert des ersten Elektromotors 41L auf den großen Wert einzustellen. Außerdem ist es zu diesem Zeitpunkt optional, die Betätigung des zweiten Elektromotorantriebsabschnitts 53R zu verbieten, um das Antriebssteuersignal nicht dem zweiten Elektromotor 41R bereitzustellen. Nach der Bestimmung des Motordrehmomentsollwerts auf der Grundlage des erfassten Drehmoments fährt der Prozess mit Schritt S16 fort.
<<Schritt S16>> Bei Schritt S16 wird der bei Schritt S15 berechnete Motordrehmomentsollwert auf den ersten Elektromotorantriebsabschnitt 53L eingestellt. Dann wird der Antriebsstrom dem ersten Elektromotor 41L zugeführt, um das vorbestimmte Drehmoment zu erzeugen.
Auf diese Weise bilden im Schritt S14, S15 und S16 der erste Elektromotor 41L und der zweite Elektromotor 41R das redundante System. Bei der Fehlfunktion des zweiten Elektromotors 41R kann der erste Elektromotor 41L weiterhin die Lenkunterstützungskraft bereitstellen. Darüber hinaus bilden der erste Mikrocomputer 24L und der zweite Mikrocomputer 24R das redundante System. Damit kann bei einer Fehlfunktion des zweiten Mikrocomputers der erste Mikrocomputer 24L weiterhin die Lenkunterstützungskraft bereit stellen.
Bei Schritt S16 wird die Antriebssteuerung des ersten Elektromotors 41L durchgeführt. Der Prozess geht zurück, um auf die nächste Startzeit zu warten.
<<Schritt S17>> Wenn beurteilt wird, dass die Fehlfunktion im ersten elektrischen Lenkmechanismus 16L bei Schritt S14 erzeugt wird, fährt der Prozess mit Schritt S17 fort. Im Anschluss an die Beurteilung der Erzeugung der Fehlfunktion im ersten elektrischen Lenkmechanismus 16L wird im Schritt S17 der Motordrehmomentsollwert, der der Antriebsteuerungsbetrag des zweiten Elektromotors 41R des zweiten elektrischen Lenkmechanismus 16R ist, aus dem erfassten Drehmoment berechnet, das dem Betätigungsbetrag des Lenkrads 18 entspricht. Das heißt, die Lenkunterstützungskraft, die dem Betätigungsbetrag des Lenkrads 18 entspricht, wird berechnet. Die Lenkunterstützung wird vom zweiten Elektromotor 41R durchgeführt.
In diesem Fall wird die Lenkunterstützungskraft ebenfalls verringert, da der erste Elektromotor 41L nicht mehr funktioniert. Dementsprechend ist es optional, den Motordrehmomentwert des zweiten Elektromotors 41R auf den großen Wert einzustellen. Außerdem ist es zu diesem Zeitpunkt optional, die Betätigung des ersten Elektromotorantriebsabschnitt 53L zu verbieten, um das Antriebssteuersignal nicht dem ersten Elektromotor 41L bereitzustellen. Nach der Bestimmung des Motordrehmomentsollwerts auf der Grundlage des erfassten Drehmoments fährt der Prozess mit Schritt S18 fort.
<<Schritt S18>> Bei Schritt S18 wird der bei Schritt S17 berechnete Motordrehmomentsollwert auf den zweiten Elektromotorantriebsabschnitt 53R eingestellt. Dann wird der Antriebsstrom dem zweiten Elektromotor 41R zugeführt, um das vorbestimmte Drehmoment zu erzeugen.
Auf diese Weise bilden im Schritt S14, S17, S18 der erste Elektromotor 41L und der zweite Elektromotor 41R das redundante System. Bei der Fehlfunktion des ersten Elektromotors 41L kann der zweite Elektromotor 41R weiterhin die Lenkunterstützungskraft bereitstellen. Darüber hinaus bilden der erste Mikrocomputer 24L und der zweite Mikrocomputer 24R das redundante System. Damit kann bei der Fehlfunktion des ersten Mikrocomputers 24L der zweite Mikrocomputer 24R weiterhin die Lenkunterstützungskraft bereit stellen.
Bei Schritt S18 wird die Antriebssteuerung des zweiten Elektromotors 41R durchgeführt. Der Prozess geht zurück, um auf die nächste Startzeit zu warten.
<<Schritt S19>> Wenn im Schritt S14 beurteilt wird, dass die Fehlfunktion im ersten elektrischen Lenkmechanismus 16L und im zweiten Lenkmechanismus 16R nicht erzeugt wird (= Normalzustand), fährt der Prozess mit Schritt S19 fort. Bei Schritt S19 wird beurteilt, ob das gemessene Lenkdrehmoment größer als ein vorbestimmtes Lenkdrehmoment T1 ist oder nicht. Diese Beurteilung entspricht einem Fall, in dem das Lenkrad 18 weitgehend betätigt und gedreht wird, um das Fahrzeug zu wenden. Bei Schritt S19 wird beurteilt, dass das erfasste Lenkdrehmoment größer als das vorbestimmte Lenkdrehmoment T1 ist, der Prozess fährt mit Schritt S20 fort. Wenn beurteilt wird, dass das erfasste Lenkdrehmoment kleiner als das vorbestimmte Lenkdrehmoment T1 ist, fährt der Prozess mit Schritt S23 fort.
<<Schritt 20>> Bei Schritt S20 werden die Motordrehmomentsollwerte, die die Antriebsteuerungsbeträge des ersten Elektromotors 41L und des zweiten Elektromotors 41R sind, entsprechend dem erfassten Lenkdrehmoment so berechnet, dass die Richtung identisch mit der Einschlagsrichtung ist, die die Drehrichtung des Lenkrads 18 ist. Das heißt, die Lenkunterstützungskraft, die dem Betätigungsbetrag des Lenkrads 18 entspricht, wird berechnet. Die Lenkunterstützung wird durch den ersten Elektromotor 41L und den zweiten Elektromotor 41R durchgeführt. In diesem Fall sind die Motordrehmomentwerte des ersten Elektromotors 41L und des zweiten Elektromotors 41R gleich groß. Im Anschluss an die jeweiligen Berechnungen des Elektromotors 41L und 41R fährt der Prozess mit Schritt S21 fort.
<<Schritt 21>> Bei Schritt S21 wird der bei Schritt S20 berechnete Motordrehmomentsollwert auf den zweiten Elektromotorantriebsabschnitt 53R eingestellt. Dann wird der Antriebsstrom dem zweiten Elektromotor 41R zugeführt, um das vorbestimmte Drehmoment zu erzeugen. In diesem Fall wird der zweite elektrische Lenkmechanismus 16R so gesteuert, dass die Lenkunterstützungskraft vor dem ersten elektrischen Lenkmechanismus 16L bereitgestellt wird. Im Schritt S21 wird der zweite elektrische Lenkmechanismus 16R gesteuert und angetrieben. Dann fährt der Prozess mit Schritt S22 fort.
<<Schritt S22>> Bei Schritt S22 wird der bei Schritt S20 berechnete Motordrehmomentsollwert auf den ersten elektrischen Motorantriebsabschnitt 53L eingestellt. Dann wird der Antriebsstrom dem ersten Elektromotor 41L zugeführt, um das vorbestimmte Drehmoment zu erzeugen. Wie oben beschrieben, wird der erste elektrische Lenkmechanismus 16L so gesteuert, dass die Lenkunterstützungskraft nach dem zweiten elektrischen Lenkmechanismus 16R bereitgestellt wird.
Durch Ausführen der Steuerschritte der Schritte S21 und S22 ist es möglich, die Lenkunterstützung der gelenkten Räder 10L und 10R so durchzuführen, dass die Störung von der Fahrbahnoberfläche unterdrückt wird, während die Einschlagpositionen der gelenkten Räder 10L und 10R beibehalten werden. Darüber hinaus ist es möglich, die stabile Lenksteuerung so durchzuführen, dass die gelenkten Räder 10L und 10R weniger von der Fahrbahnoberfläche gestört werden. In diesem Fall ist es vorzugshaft, dass ein Zeitintervall der durch den ersten elektrischen Lenkmechanismus 16L und den zweiten elektrischen Lenkmechanismus 16R addierten Lenkunterstützungskräfte so eingestellt wird, dass der Fahrer kein unnatürliches Gefühl in Bezug auf die Addition der jeweiligen Lenkunterstützungskräfte hat.
Außerdem handelt es sich bei der Störung um eine hochfrequente Schwingung, die von der Fahrbahnoberfläche auf die gelenkten Räder übertragen wird, wenn das Fahrzeug auf der rauen Fahrbahnoberfläche wie der Spurrille und dem Kiesweg fährt. Dementsprechend ist es bei der Erkennung der Störung möglich, zu beurteilen, ob die Störung erzeugt wird, wenn ein bestimmtes Frequenzsignal (Signal mit einer vorgegebenen Frequenz oder mehr) im Ausgangssignal des Drehmomentsensors erfasst wird.
Alternativ ist es möglich, auf der Grundlage des Ausgangssignals des Drehratensensors zu beurteilen. Darüber hinaus ist es möglich, auf der Grundlage der Schwingung des von der Kamera aufgenommenen Bildes der Straßenoberfläche zu beurteilen. Darüber hinaus ist es möglich, auf der Grundlage der Phasen der Schwingungen des Winkelsignals des Drehmomentsensors der aufwärts gelegenen Seite (der Griffseite) des Torsionsstabes und des Winkelsignals des Drehmomentsensors der abwärts gelegenen Seite (der Seite des gelenkten Rades) des Torsionsstabes zu beurteilen. In diesem Fall ist es möglich, zu beurteilen, dass die Störung erzeugt wird, wenn das Winkelsignal der abwärts gelegenen Seite dem Winkelsignal der aufwärts gelegenen Seite vorausgeht.
Auf diese Weise wird der zweite elektrische Lenkmechanismus 16R, der mit dem Lenkrad 18 verbunden ist, durch die Ausführung der Steuerschritte der Schritte S20, S21 und S22 vorausschauend gesteuert und angetrieben. Damit kann der Fahrer leicht fühlen, dass die Lenkvorrichtung auf die Lenkbetätigung anspricht. Außerdem reagiert der erste Elektromotor 41L hinter der Antriebssteuerung des zweiten Elektromotors 41R. Damit ist es möglich, die Stabilität der Lenkvorrichtung zu verbessern.
Außerdem wird das Fahrzeug weitgehend gewendet, wird die große Lenkunterstützungskraft benötigt. Dementsprechend ist es möglich, durch die Steuerung und den Antrieb sowohl des ersten Elektromotors 41L als auch des zweiten Elektromotors 41R das Lenkansprechverhalten zu verbessern und den Mangel an Lenkkraft zu unterdrücken.
Bei Schritt S22 wird die Antriebssteuerung des ersten Elektromotors 41L durchgeführt. Der Prozess geht zurück, um auf die nächste Startzeit zu warten.
<<Schritt S23>> Wenn bei Schritt S19 beurteilt wird, dass der Betätigungsbetrag des Lenkrads 18 klein ist und dass das erfasste Lenkdrehmoment kleiner als das vorbestimmte Lenkdrehmoment T1 ist, fährt der Prozess mit Schritt S23 fort. In diesem Schritt S23 wird die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs beurteilt. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger ist als eine vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit V1 (Niedriggeschwindigkeitsfahrt), fährt der Prozess mit Schritt S24 fort. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit höher als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit V1 (Hochgeschwindigkeitsfahrt) ist, fährt der Prozess mit Schritt S26 fort.
<<Schritt S24>> Bei Schritt S24 werden Probleme, die bei der später beschriebenen hohen Geschwindigkeit des Fahrzeugs auftreten, nicht berücksichtigt, da die Geschwindigkeit des Fahrzeugs niedrig ist. Außerdem muss die Lenkunterstützungskraft ab Schritt S19 nicht mehr so stark erhöht werden. Dementsprechend wird die Lenkunterstützungskraft nur durch den zweiten elektrischen Lenkmechanismus 16R bereitgestellt, der mit der Lenkradseite 18 verriegelt ist. Folglich wird der Motordrehmomentsollwert, der der Antriebssteuerungsbetrag des zweiten Elektromotors 41 R des zweiten elektrischen Lenkmechanismus 16R ist, aus dem gemessenen Drehmoment berechnet, das dem Betätigungsbetrag des Lenkrads 18 entspricht. Nach der Berechnung des Motordrehmomentsollwerts des zweiten Elektromotors 41R fährt der Prozess mit Schritt S25 fort.
<<Schritt S25>> Bei Schritt S25 wird der bei Schritt S24 berechnete Motordrehmomentsollwert auf den zweiten Elektromotorantriebsabschnitt 53R eingestellt. Dann wird der Antriebsstrom dem zweiten Elektromotor 41R zugeführt, um das vorbestimmte Drehmoment zu erzeugen.
Auf diese Weise wird, wenn der Betätigungsbetrag des Lenkrads 18 klein ist und wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs niedrig ist, die Lenkunterstützungskraft nur durch den zweiten elektrischen Lenkmechanismus 16R bereitgestellt. Damit ist es möglich, die Verbrauchsmenge der elektrischen Energie zu verringern und dadurch die Kraftstoffverbrauchsmenge zu verringern.
Bei Schritt S25 wird die Antriebssteuerung des zweiten Elektromotors 41R durchgeführt. Dann kehrt der Prozess zurück, um auf die nächste Startzeit zu warten.
<<Schritt S26>> Im Anschluss an die Beurteilung, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit höher als die vorbestimmte Fahrzeuggeschwindigkeit V1 bei Schritt S23 ist, wird der Motordrehmomentsollwert des zweiten Elektromotors 41R in Schritt S26 berechnet. Dieser Motordrehmomentsollwert sollte ein Wert sein, um die Einschlagposition durch die Lenkunterstützungskraft stark (fest) zu halten, da die Fahrzeuggeschwindigkeit hoch ist (die Hochgeschwindigkeitsfahrt). Dies liegt daran, dass das Fahrzeug schlängeln kann, wenn die gelenkte Position bei der hohen Fahrzeuggeschwindigkeit variiert. Dementsprechend wird zunächst in Schritt S26 die Lenkunterstützungskraft des zweiten Elektromotors 41R berechnet, die für die Lenkunterstützung erforderlich ist. Anschließend an die Berechnung des Motordrehmomentsollwerts des zweiten Elektromotors 41R fährt der Prozess mit Schritt S27 fort.
<<Schritt S27>> Bei Schritt S27 wird der Motordrehmomentsollwert so berechnet, dass der erste Elektromotor 41L die Lenkunterstützungskraft erzeugen kann, so dass das Fahrzeug nicht durch Beibehalten der Einschlagpositionen der gelenkten Räder 10L und 10R schlängelt. In diesem Fall wird der Motordrehmomentsollwert des ersten Elektromotors 41L so eingestellt, dass er kleiner als der Motordrehmomentsollwert des zweiten Elektromotors 41R ist. Anschließend an die Berechnung des Motordrehmomentsollwerts des ersten Elektromotors 41L fährt der Prozess mit Schritt S28 fort.
<<Schritt S28>> Bei Schritt S28 wird der bei Schritt S26 berechnete Motordrehmomentsollwert auf den zweiten Elektromotorantriebsabschnitt 53R eingestellt. Dann wird der Antriebsstrom dem zweiten Elektromotor 41R zugeführt, um das vorbestimmte Drehmoment zu erzeugen. Nach dem Einstellen des Motordrehmomentsollwerts des zweiten Elektromotors 41R auf den zweiten Elektromotorantriebsabschnitt 53R fährt der Prozess mit Schritt S29 fort.
<<Schritt S29>> Bei Schritt S29 wird der in Schritt S27 berechnete Motordrehmomentsollwert auf den ersten Elektromotorantriebsabschnitt 53L eingestellt. Dann wird der Antriebsstrom dem ersten Elektromotor 41L zugeführt, um das vorbestimmte Drehmoment zu erzeugen. In diesem Fall ist das Motordrehmoment des ersten Elektromotors 41L kleiner als das Motordrehmoment des zweiten Elektromotors 41R, wie oben beschrieben. Nach der Antriebssteuerung des ersten Elektromotors 41L in Schritt S29 kehrt der Prozess zurück, um auf die nächste Startzeit zu warten.
Durch die Schritte S26, S27, S28 und S29 ist es möglich, die Stabilität der Lenkung bei hohen Geschwindigkeiten zu verbessern. Darüber hinaus ist es möglich, die Divergenz der Bewegungen des ersten Elektromotors 41L und des zweiten Elektromotors 41R zu unterdrücken, da die Lenkunterstützungskräfte des ersten Elektromotors 41L und des zweiten Elektromotors 41R voneinander verschieden sind, und das feste Gefühl der Lenkbetätigung zu erzeugen.
Wie oben beschrieben, umfasst in der vorliegenden Erfindung der erste elektrische Lenkmechanismus den ersten Motoraktor. Der zweite elektrische Lenkmechanismus umfasst den zweiten Motoraktor. Diese werden von der Steuervorrichtung unabhängig gesteuert. Damit werden die unterschiedlichen Steuerungen zum ersten elektrischen Lenkmechanismus bzw. zum zweiten elektrischen Lenkmechanismus durchgeführt. Damit ist es möglich, beliebige Lenkungssteuerungscharakteristiken bereitzustellen und die Lenkeigenschaften zu verbessern. Darüber hinaus stellen die Motoraktoren die Lenkunterstützungskraft zur Verfügung. Entsprechend schnell ist das Ansprechverhalten. Somit ist es möglich, die oben beschriebenen Lenkungssteuerungseigenschaften weiter zu verbessern.
Außerdem ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt. Die vorliegende Erfindung umfasst verschiedene Variationen. Beispielhaft wird die oben beschriebene Ausführungsform ausführlich erklärt, um die vorliegende Erfindung leicht verständlich zu machen. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Struktur einschließlich der gesamten erklärten Konfigurationen beschränkt. Darüber hinaus kann ein Teil der Konfiguration einer der Ausführungsformen durch eine Konfiguration der anderen Ausführungsform ersetzt werden. Ferner kann eine Konfiguration der anderen Ausführungsform einer Konfiguration einer der Ausführungsformen hinzugefügt werden. Darüber hinaus kann eine Konfiguration einer der Ausführungsformen zu einer Konfiguration der anderen Ausführungsform hinzugefügt werden. Außerdem kann eine Konfiguration der anderen der Ausführungsformen einer Konfiguration einer der Ausführungsformen hinzugefügt werden. Eine andere Konfiguration kann in Bezug auf einen Teil der Konfiguration der Ausführungsformen hinzugefügt, gelöscht und ersetzt werden.
Zum Beispiel, sind nachstehende Aspekte als die Lenkvorrichtung gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen denkbar.
Das heißt, eine Lenkvorrichtung gemäß einem Aspekt umfasst einen ersten Lenkmechanismus, der eine erste Kugelmutterlenkung und einen ersten Motoraktor umfasst, wobei die erste Kugelmutterlenkung eine erste Abtriebswelle, einen ersten Kugelgewindetrieb und einen ersten Übertragungsmechanismus umfasst, wobei die erste Abtriebswelle so angeordnet ist, dass sie um eine Drehachse der ersten Abtriebswelle gedreht werden kann, wobei der erste Kugelgewindetrieb so angeordnet ist, dass er die erste Mutter so antreibt, dass die erste Mutter in einer Richtung der Drehachse der ersten Abtriebswelle entsprechend der Drehung der ersten Abtriebswelle bewegt wird, und wobei der erste Übertragungsmechanismus so angeordnet ist, dass er ein erstes gelenktes Rad entsprechend einer Bewegung der ersten Mutter dreht, wobei der erste Motoraktor ein erster Elektromotor ist, der so angeordnet ist, dass er der ersten Abtriebswelle eine Drehkraft bereitstellt, einen zweiten Lenkmechanismus, der eine zweite Kugelmutterlenkung und einen zweiten Motoraktor umfasst, wobei die zweite Kugelmutterlenkung eine zweite Abtriebswelle, einen zweiten Kugelgewindetrieb und einem zweiten Übertragungsmechanismus umfasst, wobei die zweite Abtriebswelle so angeordnet ist, dass sie um eine Drehachse der zweiten Abtriebswelle gedreht werden kann, wobei der zweite Kugelgewindetrieb so angeordnet ist, dass er die zweite Mutter so antreibt, dass die erste Mutter in einer Richtung der Drehachse der zweiten Abtriebswelle entsprechend der Drehung der zweiten Abtriebswelle bewegt wird, und wobei der zweite Übertragungsmechanismus so angeordnet ist, dass er ein zweites gelenktes Rad entsprechend einer Bewegung der zweiten Mutter dreht, wobei der zweite Motoraktor ein zweiter Elektromotor ist, der so angeordnet ist, dass er der zweiten Abtriebswelle eine Drehkraft bereitstellt, ein Verbindungselement, das so angeordnet ist, dass es den ersten Übertragungsmechanismus und den zweiten Übertragungsmechanismus verbindet, um eine Bewegung des ersten Übertragungsmechanismus und eine Bewegung des zweiten Übertragungsmechanismus zu verriegeln.
Bei einem vorzugshaften Aspekt der Lenkvorrichtung, umfasst die Lenkvorrichtung eine Steuervorrichtung, die eingerichtet ist, den ersten Motoraktor und den zweiten Motoraktor zu steuern und anzutreiben; und wenn die Steuervorrichtung den zweiten Motoraktor in einer Richtung dreht, die mit der Drehrichtung des ersten gelenkten Rades und des zweiten gelenkten Rades identisch ist, ist die Steuervorrichtung eingerichtet, den ersten Motoraktor und den zweiten Motoraktor so zu steuern und anzutreiben, so dass ein Drehmoment des zweiten Motoaktors größer als ein Drehmoment des ersten Motoraktors ist.
Bei einem anderen vorzugshaften Aspekt, bei einem der Aspekte der Lenkvorrichtung, wenn die Steuervorrichtung den zweiten Motoraktor in der Richtung dreht, die mit der Drehrichtung des ersten gelenkten Rades und des zweiten gelenkten Rades identisch ist, ist die Steuervorrichtung eingerichtet, den ersten Motoraktor so zu steuern und anzutreiben, so dass das erste gelenkte Rad einen Einschlagwinkel hält.
Bei noch einem anderen vorzugshaften Aspekt, bei einem der Aspekte der Lenkvorrichtung, wenn die Steuereinrichtung den zweiten Motoraktor in einer Richtung dreht, die mit der Drehrichtung des zweiten gelenkten Rades identisch ist, bei einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit oder mehr, ist die Steuereinrichtung eingerichtet, den ersten Motoraktor so zu steuern und anzutreiben, so dass das erste gelenkte Rad den Einschlagwinkel hält.
Bei noch einem anderen vorzugshaften Aspekt, bei einem der Aspekte der Lenkvorrichtung, wenn die Steuereinrichtung den zweiten Motoraktor in einer Richtung dreht, die mit der Drehrichtung des zweiten gelenkten Rades identisch ist, die Steuereinrichtung eingerichtet ist, den ersten Motoraktor zu steuern und anzutreiben, so dass eine Störung von einer Straßenoberfläche unterdrückt wird.
Bei noch einem anderen vorzugshaften Aspekt, bei einem der Aspekte der Lenkvorrichtung, ist die zweite Abtriebswelle mit einem Lenkrad verbunden.
Bei noch einem anderen vorzugshaften Aspekt, bei einem der Aspekte der Lenkvorrichtung, umfasst der zweite Lenkmechanismus eine Eingangswelle, einen Torsionsstab, einen ersten Winkelsensor und einen zweiten Winkelsensor; die Eingangswelle ist mit dem Lenkrad verbunden; der Torsionsstab ist zwischen der Eingangswelle und der zweiten Abtriebswelle angeordnet; der erste Winkelsensor ist so angeordnet, dass er einen Winkel der Eingangswelle erfasst; der zweite Winkelsensor ist so angeordnet, dass er einen Winkel der zweiten Abtriebswelle erfasst; und die Steuervorrichtung ist eingerichtet, die Störung von der Straßenoberfläche zu beurteilen, wenn eine Phase eines Ausgangssignals des zweiten Winkelsensors einer Phase eines Ausgangssignals des ersten Winkelsensors vorausgeht, und den ersten Motoraktor zu steuern und anzutreiben, um die Störung von der Straßenoberfläche zu unterdrücken, wenn die Steuervorrichtung den zweiten Motoraktor in die Richtung dreht, die mit der Drehrichtung des zweiten gelenkten Rades identisch ist.
Bei noch einem anderen vorzugshaften Aspekt, bei einem der Aspekte der Lenkvorrichtung, umfasst die Lenkvorrichtung eine Steuervorrichtung, die eingerichtet ist, den ersten Motoraktor und den zweiten Motoraktor zu steuern und anzutreiben; wobei die zweite Abtriebswelle mit einem Lenkrad verbunden ist; und wobei die Steuervorrichtung eingerichtet ist, den zweiten Motoraktor vor dem ersten Motoraktor zu steuern und anzutreiben.
Bei noch einem anderen vorzugshaften Aspekt, bei einem der Aspekte der Lenkvorrichtung, haben die erste Kugelmutterlenkung und die zweite Kugelmutterlenkung keinen Hydraulikkreislauf.
Bei noch einem anderen vorzugshaften Aspekt, bei einem der Aspekte der Lenkvorrichtung, umfasst der erste Lenkmechanismus einen ersten Geschwindigkeitsverringerungsmechanismus, der zwischen der ersten Abtriebswelle und dem ersten Motoraktor vorgesehen ist; und wobei der zweite Lenkmechanismus einen zweiten Geschwindigkeitsverringerungsmechanismus umfasst, der zwischen der zweiten Abtriebswelle und dem zweiten Motoraktor vorgesehen ist.
ei noch einem anderen vorzugshaften Aspekt, bei einem der Aspekte der Lenkvorrichtung, umfasst sowohl der erste Geschwindigkeitsverringerungsmechanismus als auch der zweite Geschwindigkeitsverringerungsmechanismus ein Schneckenzahnrad und ein Schneckenrad.
Bei noch einem anderen vorzugshaften Aspekt, bei einem der Aspekte der Lenkvorrichtung, umfasst die erste Kugelmutterlenkung ein erstes Sektorzahnrad, das mit einer ersten, in der ersten Mutter ausgebildeten Zahnstange in Eingriff steht; die zweite Kugelmutternlenkung umfasst ein zweites Sektorzahnrad, das mit einer zweiten, in der zweiten Mutter ausgebildeten Zahnstange in Eingriff steht; die erste Mutter und die zweite Mutter weisen eine gleiche Form auf; und das erste Sektorzahnrad und das zweite Sektorzahnrad weisen eine gleiche Form.
Bei noch einem anderen vorzugshaften Aspekt, bei einem der Aspekte der Lenkvorrichtung, umfasst die Lenkvorrichtung eine Steuervorrichtung, die eingerichtet ist, den ersten Motoraktor und den zweiten Motoraktor zu steuern und anzutreiben, eine Eingangswelle, einen Torsionsstab und einen Drehmomentsensor, die für den zweiten Lenkmechanismus vorgesehen sind; die Eingangswelle ist mit einem Lenkrad verbunden; der Torsionsstab ist zwischen der Eingangswelle und der zweiten Abtriebswelle vorgesehen; der Drehmomentsensor ist so angeordnet, dass er ein Lenkdrehmoment des zweiten Lenkmechanismus auf der Grundlage eines relativen Drehwinkels zwischen der Eingangswelle und der zweiten Abtriebswelle erfasst; und die Steuervorrichtung ist eingerichtet, den ersten Motoraktor und den zweiten Motoraktor in Übereinstimmung mit dem Lenkdrehmoment zu steuern und anzutreiben.
Bei noch einem anderen vorzugshaften Aspekt, bei einem der Aspekte der Lenkvorrichtung, wenn das Lenkdrehmoment gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, ist die Steuervorrichtung eingerichtet, den ersten Motoraktor und den zweiten Motoraktor in einer Richtung zu steuern und anzutreiben, die mit der Drehrichtung des Lenkrads identisch ist.
Bei noch einem anderen vorzugshaften Aspekt, bei einem der Aspekte der Lenkvorrichtung, ist die zweite Abtriebswelle mit einer Lenksäule verbunden; der zweite Motoraktor ist an der Lenksäule vorgesehen; und der zweite Motoraktor ist so angeordnet, dass er der Lenksäule eine Lenkkraft bereitstellt.
Bei noch einem anderen vorzugshaften Aspekt, bei einem der Aspekte der Lenkvorrichtung, umfasst die Lenkvorrichtung eine erste Steuervorrichtung, die eingerichtet ist, den ersten Motoraktor zu steuern und anzutreiben, und eine zweite Steuervorrichtung, die eingerichtet ist, den zweiten Motoraktor zu steuern und anzutreiben; die erste Steuereinrichtung umfasst einen ersten Mikrocomputer, der zum Berechnen eines an den ersten Motoraktor ausgegebenen Befehlssignals eingerichtet ist; und die zweite Steuereinrichtung umfasst einen zweiten Mikrocomputer, der zum Berechnen eines an den zweiten Motoraktor ausgegebenen Befehlssignals eingerichtet ist.
Bei noch einem anderen vorzugshaften Aspekt, bei einem der Aspekte der Lenkvorrichtung, wird bei einer Fehlfunktion des ersten oder des zweiten Motoraktors der jeweils andere des ersten Motoraktors oder des zweiten Motoraktors weiterhin gesteuert und angetrieben.
Bei noch einem anderen vorzugshaften Aspekt, bei einem der Aspekte der Lenkvorrichtung, wird bei einer Fehlfunktion des ersten Mikrocomputers oder des zweiten Mikrocomputers der jeweils andere des ersten Mikrocomputer oder des zweiten Mikrocomputer weiterhin gesteuert und angetrieben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2002087311 [0003]
JP 2002 [0005]
JP 87311 [0005]

Claims

Eine Lenkvorrichtung, umfassend: einen ersten Lenkmechanismus, der eine erste Kugelmutterlenkung und einen ersten Motoraktor umfasst, wobei die erste Kugelmutterlenkung eine erste Abtriebswelle, einen ersten Kugelgewindetrieb und einen ersten Übertragungsmechanismus umfasst, wobei die erste Abtriebswelle so angeordnet ist, dass sie um eine Drehachse der ersten Abtriebswelle gedreht werden kann, wobei der erste Kugelgewindetrieb so angeordnet ist, dass er die erste Mutter so antreibt, dass die erste Mutter in einer Richtung der Drehachse der ersten Abtriebswelle entsprechend der Drehung der ersten Abtriebswelle bewegt wird, und wobei der erste Übertragungsmechanismus so angeordnet ist, dass er ein erstes gelenktes Rad entsprechend einer Bewegung der ersten Mutter dreht, wobei der erste Motoraktor ein erster Elektromotor ist, der so angeordnet ist, dass er der ersten Abtriebswelle eine Drehkraft bereitstellt, einen zweiten Lenkmechanismus, der eine zweite Kugelmutterlenkung und einen zweiten Motoraktor umfasst, wobei die zweite Kugelmutterlenkung eine zweite Abtriebswelle, einen zweiten Kugelgewindetrieb und einem zweiten Übertragungsmechanismus umfasst, wobei die zweite Abtriebswelle so angeordnet ist, dass sie um eine Drehachse der zweiten Abtriebswelle gedreht werden kann, wobei der zweite Kugelgewindetrieb so angeordnet ist, dass er die zweite Mutter so antreibt, dass die erste Mutter in einer Richtung der Drehachse der zweiten Abtriebswelle entsprechend der Drehung der zweiten Abtriebswelle bewegt wird, und wobei der zweite Übertragungsmechanismus so angeordnet ist, dass er ein zweites gelenktes Rad entsprechend einer Bewegung der zweiten Mutter dreht, wobei der zweite Motoraktor ein zweiter Elektromotor ist, der so angeordnet ist, dass er der zweiten Abtriebswelle eine Drehkraft bereitstellt, ein Verbindungselement, das so angeordnet ist, dass es den ersten Übertragungsmechanismus und den zweiten Übertragungsmechanismus verbindet, um eine Bewegung des ersten Übertragungsmechanismus und eine Bewegung des zweiten Übertragungsmechanismus zu verriegeln.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Lenkvorrichtung eine Steuervorrichtung umfasst, die eingerichtet ist, den ersten Motoraktor und den zweiten Motoraktor zu steuern und anzutreiben; und wenn die Steuervorrichtung den zweiten Motoraktor in einer Richtung dreht, die mit der Drehrichtung des ersten gelenkten Rades und des zweiten gelenkten Rades identisch ist, die Steuervorrichtung eingerichtet ist, den ersten Motoraktor und den zweiten Motoraktor so zu steuern und anzutreiben, so dass ein Drehmoment des zweiten Motoaktors größer als ein Drehmoment des ersten Motoraktors ist.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 2, wobei, wenn die Steuervorrichtung den zweiten Motoraktor in der Richtung dreht, die mit der Drehrichtung des ersten gelenkten Rades und des zweiten gelenkten Rades identisch ist, die Steuervorrichtung eingerichtet ist, den ersten Motoraktor so zu steuern und anzutreiben, so dass das erste gelenkte Rad einen Einschlagwinkel hält.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 3, wobei, wenn die Steuereinrichtung den zweiten Motoraktor in einer Richtung dreht, die mit der Drehrichtung des zweiten gelenkten Rades identisch ist, bei einer vorbestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit oder mehr, die Steuereinrichtung eingerichtet ist, den ersten Motoraktor so zu steuern und anzutreiben, so dass das erste gelenkte Rad den Einschlagwinkel hält.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 3, wobei, wenn die Steuereinrichtung den zweiten Motoraktor in einer Richtung dreht, die mit der Drehrichtung des zweiten gelenkten Rades identisch ist, die Steuereinrichtung eingerichtet ist, den ersten Motoraktor zu steuern und anzutreiben, so dass eine Störung von einer Straßenoberfläche unterdrückt wird.
Die Lenkvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die zweite Abtriebswelle mit einem Lenkrad verbunden ist.
Die Lenkvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der zweite Lenkmechanismus eine Eingangswelle, einen Torsionsstab, einen ersten Winkelsensor und einen zweiten Winkelsensor umfasst; wobei die Eingangswelle mit dem Lenkrad verbunden ist; wobei der Torsionsstab zwischen der Eingangswelle und der zweiten Abtriebswelle angeordnet ist; wobei der erste Winkelsensor ist so angeordnet, dass er einen Winkel der Eingangswelle erfasst; wobei der zweite Winkelsensor ist so angeordnet, dass er einen Winkel der zweiten Abtriebswelle erfasst; und wobei die Steuervorrichtung eingerichtet ist, die Störung von der Straßenoberfläche zu beurteilen, wenn eine Phase eines Ausgangssignals des zweiten Winkelsensors einer Phase eines Ausgangssignals des ersten Winkelsensors vorausgeht, und den ersten Motoraktor zu steuern und anzutreiben, um die Störung von der Straßenoberfläche zu unterdrücken, wenn die Steuervorrichtung den zweiten Motoraktor in die Richtung dreht, die mit der Drehrichtung des zweiten gelenkten Rades identisch ist.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Lenkvorrichtung eine Steuervorrichtung umfasst, die eingerichtet ist, den ersten Motoraktor und den zweiten Motoraktor zu steuern und anzutreiben; wobei die zweite Abtriebswelle mit einem Lenkrad verbunden ist; und wobei die Steuervorrichtung eingerichtet ist, den zweiten Motoraktor vor dem ersten Motoraktor zu steuern und anzutreiben.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Kugelmutterlenkung und die zweite Kugelmutterlenkung keinen Hydraulikkreislauf haben.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Lenkmechanismus einen ersten Geschwindigkeitsverringerungsmechanismus umfasst, der zwischen der ersten Abtriebswelle und dem ersten Motoraktor vorgesehen ist; und wobei der zweite Lenkmechanismus einen zweiten Geschwindigkeitsverringerungsmechanismus umfasst, der zwischen der zweiten Abtriebswelle und dem zweiten Motoraktor vorgesehen ist.
Lenkeinrichtung nach Anspruch 10, wobei sowohl der erste Geschwindigkeitsverringerungsmechanismus als auch der zweite Geschwindigkeitsverringerungsmechanismus ein Schneckenzahnrad und ein Schneckenrad umfasst.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Kugelmutterlenkung ein erstes Sektorzahnrad umfasst, das mit einer ersten, in der ersten Mutter ausgebildeten Zahnstange in Eingriff steht; wobei die zweite Kugelmutternlenkung ein zweites Sektorzahnrad umfasst, das mit einer zweiten, in der zweiten Mutter ausgebildeten Zahnstange in Eingriff steht; wobei die erste Mutter und die zweite Mutter eine gleiche Form aufweisen; und wobei das erste Sektorzahnrad und das zweite Sektorzahnrad eine gleiche Form aufweisen.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Lenkvorrichtung eine Steuervorrichtung, die eingerichtet ist, den ersten Motoraktor und den zweiten Motoraktor zu steuern und anzutreiben, eine Eingangswelle, einen Torsionsstab und einen Drehmomentsensor umfasst, die für den zweiten Lenkmechanismus vorgesehen sind; wobei die Eingangswelle mit einem Lenkrad verbunden ist; wobei der Torsionsstab zwischen der Eingangswelle und der zweiten Abtriebswelle vorgesehen ist; wobei der Drehmomentsensor so angeordnet ist, dass er ein Lenkdrehmoment des zweiten Lenkmechanismus auf der Grundlage eines relativen Drehwinkels zwischen der Eingangswelle und der zweiten Abtriebswelle erfasst; und wobei die Steuervorrichtung eingerichtet ist, den ersten Motoraktor und den zweiten Motoraktor in Übereinstimmung mit dem Lenkdrehmoment zu steuern und anzutreiben.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 13, wobei, wenn das Lenkdrehmoment gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, die Steuervorrichtung eingerichtet ist, den ersten Motoraktor und den zweiten Motoraktor in einer Richtung zu steuern und anzutreiben, die mit der Drehrichtung des Lenkrads identisch ist.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Abtriebswelle mit einer Lenksäule verbunden ist; wobei der zweite Motoraktor an der Lenksäule vorgesehen ist; und wobei der zweite Motoraktor so angeordnet ist, dass er der Lenksäule eine Lenkkraft bereitstellt.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Lenkvorrichtung eine erste Steuervorrichtung, die eingerichtet ist, den ersten Motoraktor zu steuern und anzutreiben, und eine zweite Steuervorrichtung, die eingerichtet ist, den zweiten Motoraktor zu steuern und anzutreiben, umfasst; wobei die erste Steuereinrichtung einen ersten Mikrocomputer umfasst, der zum Berechnen eines an den ersten Motoraktor ausgegebenen Befehlssignals eingerichtet ist; und wobei die zweite Steuereinrichtung einen zweiten Mikrocomputer umfasst, der zum Berechnen eines an den zweiten Motoraktor ausgegebenen Befehlssignals eingerichtet ist.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 16, wobei bei einer Fehlfunktion des ersten oder des zweiten Motoraktors der jeweils andere des ersten Motoraktors oder des zweiten Motoraktors weiterhin gesteuert und angetrieben wird.
Lenkvorrichtung nach Anspruch 16, wobei bei einer Fehlfunktion des ersten Mikrocomputers oder des zweiten Mikrocomputers der jeweils andere des ersten Mikrocomputer oder des zweiten Mikrocomputer weiterhin gesteuert und angetrieben wird.