DE19842976A1

DE19842976A1 - Steuervorrichtung für ein Stellglied von Fahrzeugen

Info

Publication number: DE19842976A1
Application number: DE1998142976
Authority: DE
Inventors: Juergen Werner; Roland Koenig; Guenter Roppenecker; Juergen Guldner
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1998-09-19
Filing date: 1998-09-19
Publication date: 2000-03-23
Also published as: WO2000017033A1

Abstract

Bei einer Steuervorrichtung für ein Stellglied von Fahrzeugen, dem für die Einstellung in zwei Wirkrichtungen zwei Leistungsquellen zugeordnet sind, liefern die beiden Leistungsquellen unabhängig von der Größe und Richtung der Bewegung des Stellglieds stets eine Ausgangsleistung. Die Ausgangsleistungen der beiden Leistungsquellen sind auf eine Kombinationsstufe geführt, die eine der durchzuführenden Bewegungen entsprechende Ausgangs-Gesamtleistung liefert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung mit den Merkmalen des Ober begriffs von Patentanspruch 1.

Eine derartige Steuervorrichtung ist aus der EP 0 672 002 B bekannt. Dabei ist das Stellglied für eine Fahrzeuglenkung von zwei Elektromotoren als Leistungsquellen angetrieben. Die Antriebsleistung der beiden Elektromotoren ist gleichgerichtet. Auf diese Weise wird eine Redundanz erzielt. Fällt eine der beiden Leistungsquellen aus, wird sie abgeschaltet.

Ferner ist es aus der DE 44 08 828 A bekannt, zwei als Servomotoren dienende Lei stungsquellen vorzusehen und für jede der beiden Wirkrichtungen jeweils einen der beiden Servomotoren zu verwenden.

Bei den bekannten Steuervorrichtungen ergeben sich folgende Nachteile:
Da die gewünschte Leistung nur bei Bedarf angefordert wird, ist eine Überwachung der Leistungsquelle nur im Leistungsfall möglich. Gerade bei sicherheitskritischen Systemen, wie beispielsweise einer Lenkung eines Fahrzeugs ist jedoch eine stän dige Überwachung erforderlich. Ferner müssen bei Leistungsanforderungen, aus gehend von dem Ruhezustand die Leistungsquellen erst anlaufen, d. h. es ergibt sich ein Zeitverzug zwischen Leistungsanforderung und tatsächlicher Leistungsbe reitstellung durch die Leistungsquellen. Da plötzliche Leistungsanforderungen gera de bei sicherheitskritischen Systemen wie Fahrzeuglenkung häufig und insbesonde re in kritischen Fahrsituationen auftreten, kann ein derartiger Zeitverzug zu uner wünschtem Fahrgefühl und unter Umständen zu kritischen Fahrzeugreaktionen füh ren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung der eingangs ge nannten Art zu schaffen, bei der jederzeit eine Überwachung der Leistungsquellen möglich ist und ein Anlauf der Leistungsquelle nicht erforderlich ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patent anspruchs 1.

Die beiden Leistungsquellen sind ständig in Betrieb, d. h. auch dann, wenn die re sultierende Ausgangsleistung des Stellglieds gleich Null ist. Dadurch wird es mög lich, jederzeit die Leistungsquellen zu überwachen. Durch die kontinuierliche Be triebsweise der beiden Leistungsquellen werden auch die geschilderten Probleme des Anlaufens vermieden.

Die Wirkrichtung jeder einzelnen Leistungsquelle kann bei entsprechender Wahl des Übersetzungsverhältnisses der Kombinationsstufe weitgehend beibehalten werden, wodurch sich ein wesentlich gleichmäßigerer und damit für die Bauteile verschleiß ärmerer Betrieb ergibt. Durch die ständige und redundante Leistungsbereitstellung ist auch eine Redundanz erzielt, da die intakte Leistungsquelle zweckmäßigerweise im Bedarfsfall die gesamte erforderliche Leistung zur Verfügung stellt. Allerdings ist dann zumindest auch eine Wirkrichtungsumkehr dieser Leistungsquelle erforderlich, um in beiden Bewegungsrichtung wirken zu können.

In den weiteren Patentansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben. Die angegebenen Ausführungsbeispiele von winkel- bzw. momenten überlagernden Getriebe eignen sich insbesondere im ersten Fall für Leistungsquel len elektrisch-mechanischer Art und im zweiten Fall für Leistungsquellen hydrau lisch-pneumatischer Art.

Durch die Selbsthemmung des Getriebes wird bei Ausfall einer Leistungsquelle ver hindert, daß Leistung von der anderen Leistungsquelle in die ausgefallene Lei stungsquelle zurückfließt.

Die Variierung der Übersetzung des Getriebes ermöglicht die Anpassung an unter schiedliche Last- und Einsatzfälle.

Die Betriebsweise der Leistungsquellen in der Nähe ihres Wirkoptimums ermöglicht es, die erforderliche Leistung auf besonders ökonomische Weise zur Verfügung zu stellen.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels ist die Erfindung weiter erläutert.

Die einzige Figur zeigt eine besonders einfache Ausführung der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung, bei der zwei Leistungsquellen, z. B. Elektromotoren auf ein win kelüberlagerndes Getriebe als Kombinationsstufe arbeiten. Beim Getriebe handelt es sich beispielsweise um ein Planetengetriebe. Die Getriebeübersetzung sei k und im folgenden mit k = 1 angenommen. Die Drehgeschwindigkeit der beiden Leistungs quellen sei ν₁ und ν₂, die abgegebenen Momente seien M₁ und M₂. Am Ausgang der Kombinationsstufe ergibt sich dann eine Abtriebsdrehgeschwindigkeit. Das Moment bleibt neutral, d. h. am Abtrieb ergibt sich ein Abtriebsdrehmoment von M = M₁ = M₂.

Erfindungsgemäß arbeiten die beiden Leistungsquellen gegenläufig, d. h. mit Dreh geschwindigkeiten ν₁ und ν₂, die sich ergeben zu

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

Am Ausgang der Kombinationsstufe ergibt sich somit eine resultierende Abtriebsge schwindigkeit von ν₁ + ν₂ = ν.

Es ist ohne weiteres zu erkennen, daß auch dann, wenn die resultierende Drehge schwindigkeit ν = 0 ist, die beiden Leistungsquellen eine Drehgeschwindigkeit von ± ν₀ ≠ 0 besitzen. Sie können daher stets überwacht werden und jederzeit und ver zögerungsfrei ein Abtriebsmoment M liefern. Auch die Getriebeübersetzung k kann variieren und an den jeweiligen Anwendungsfall angepaßt sein. Entsprechend ergibt sich eine Drehgeschwindigkeit der beiden Leistungsquellen, die maximal betrags mäßig gleich ν + ν₀ betragen kann.

Auf diese Weise ergibt sich mit geringem Aufwand eine ständige und diagnostizier bare Leistungsbereitstellung durch die beiden Leistungsquellen.

Claims

1. Steuervorrichtung für ein Stellglied von Fahrzeugen, dem für die Einstellung in zwei Wirkrichtungen zwei Leistungsquellen zugeordnet sind, dadurch gekenn zeichnet, daß die beiden Leistungsquellen unabhängig von der Größe und Richtung der Bewegung des Stellglieds stets eine Ausgangsleistung liefern und daß die Ausgangsleistungen der beiden Leistungsquellen auf eine Kombinations stufe geführt sind, die eine der durchzuführenden Bewegungen entsprechende Ausgangs-Gesamtleistung liefert.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombinationsstufe ein winkelüberlagerndes Getriebe ist.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombinationsstufe ein momentenüberlagerndes Getriebe ist.

4. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekenn zeichnet, daß das Getriebe selbsthemmend ist.

5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß das Getriebe mit einer variablen Übersetzung versehen ist.

6. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich net, daß die Leistungsquellen zumindest annähernd in der Nähe ihres optimalen Wirkgrades arbeiten.